WO2017094385A1 - 吸水処理材の製造方法 - Google Patents

Abstract

被覆部の存在による吸水性の低下を抑制することが可能な吸水処理材の製造方法を提供する。本発明の一実施形態に係る製造方法は、芯部形成工程、被覆部形成工程、及び被覆部除去工程を含んでいる。芯部形成工程は、粒状の芯部１０を形成する工程である。被覆部形成工程は、芯部１０を覆うように被覆部２０を形成する工程である。被覆部除去工程は、被覆部２０の一部を除去する工程である。

Description

吸水処理材の製造方法

　本発明は、液体を吸収する吸水処理材の製造方法に関する。

　従来の吸水処理材としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この吸水処理材においては、粒状に成形された芯部と、芯部を覆う被覆部とが設けられている。被覆部は、使用時に液体を吸収した吸水処理材どうしを接着させる機能を有する。それにより、使用後においては、複数の吸水処理材からなる固まりが形成される。

特開２０１５－９７９９６号公報

　このように被覆部は、使用後における吸水処理材の固まり形成に寄与する。しかしながら、その反面、被覆部は、芯部を覆うように設けられているため、液体が速やかに芯部に達するのを阻害する。このことは、従来の吸水処理材において吸水性を低下させる要因となっていた。

　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被覆部の存在による吸水性の低下を抑制することが可能な吸水処理材の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明による吸水処理材の製造方法は、粒状の芯部を形成する芯部形成工程と、上記芯部を覆うように被覆部を形成する被覆部形成工程と、上記被覆部の一部を除去する被覆部除去工程と、を含むことを特徴とする。

　この製造方法においては、芯部上に被覆部を形成した後に、その被覆部の一部を除去する。このため、製造後の吸水処理材においては、被覆部が除去された部分を通じて、液体が速やかに芯部に達することができる。

　本発明によれば、被覆部の存在による吸水性の低下を抑制することが可能な吸水処理材の製造方法が実現される。

本発明による吸水処理材の一実施形態を示す斜視図である。 図１のII－II線に沿った断面図である。 図１の吸水処理材における芯部を示す斜視図である。 被覆部形成工程を説明するための断面図である。 被覆部除去工程を説明するための断面図である。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１は、本発明による吸水処理材の一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１のII－II線に沿った断面図である。吸水処理材１は、液体を吸収する吸水処理材であって、芯部１０、及び被覆部２０を備えている。吸水処理材１は、例えば、人又は動物の排泄物を吸収する排泄物処理材である。

　図３は、芯部１０を示す斜視図である。芯部１０は、粒状をしている。本実施形態において芯部１０は、略円柱状をしており、側面１２、並びに底面１４（第１の底面）及び底面１６（第２の底面）を有している。芯部１０は、吸水性を有しており、尿等の液体を吸水及び保水する機能を有する。芯部１０は、吸水性材料（第１の吸水性材料）を含有している。第１の吸水性材料としては、例えば、紙類、茶殻、プラスチック類又はオカラを用いることができる。第１の吸水性材料は、芯部１０の主材料であることが好ましい。ここで、芯部１０の主材料とは、芯部１０を構成する材料のうち、当該芯部１０に占める重量割合が最大のものをいう。

　紙類は、パルプを主体とする材料をいう。紙類としては、例えば、通常の紙の他にも、塩ビ壁紙分級物（塩ビ壁紙を分級することにより得られる紙）、フラッフパルプ、製紙スラッジ、パルプスラッジ等が挙げられる。プラスチック類としては、例えば、紙おむつ分級物（紙おむつを分級することにより得られるプラスチック）を用いてもよい。オカラは、乾燥オカラであることが好ましい。

　図１及び図２に戻って、芯部１０を覆うように、被覆部２０が設けられている。この被覆部２０は、使用時に液体を吸収した吸水処理材１どうしを接着させる機能を有する。それにより、使用後においては、複数の吸水処理材１からなる固まりが形成される。

　被覆部２０は、芯部１０の一部分のみを覆っている。芯部１０の側面１２は、８０％以上の領域が被覆部２０によって覆われていることが好ましい。すなわち、側面１２のうち被覆部２０によって覆われた部分の面積は、側面１２全体の面積の８０％以上であることが好ましい。図１及び図２は、側面１２の全体が被覆部２０によって覆われている場合を示している。

　他方、芯部１０の底面１４は、８０％以上の領域が、被覆部２０によって覆われることなく露出していることが好ましい。すなわち、底面１４のうち被覆部２０によって覆われることなく露出している部分の面積は、底面１４全体の面積の８０％以上であることが好ましい。図１及び図２は、底面１４の全体が被覆部２０によって覆われることなく露出している場合を示している。

　同様に、芯部１０の底面１６も、８０％以上の領域が、被覆部２０によって覆われることなく露出していることが好ましい。すなわち、底面１６のうち被覆部２０によって覆われることなく露出している部分の面積は、底面１６全体の面積の８０％以上であることが好ましい。図２は、底面１６の全体が被覆部２０によって覆われることなく露出している場合を示している。

　なお、側面１２には凹凸や亀裂が存在することがあるが、被覆部２０によって覆われた部分の面積割合を考えるときは、そのような凹凸等を無視するものとする。具体的には、芯部１０と同一の中心軸を有する円筒面に側面１２を射影したときの当該円筒面上における面積割合を考えればよい。各底面１４，１６についても同様である。すなわち、上記中心軸に垂直な平面に各底面１４，１６を射影したときの当該平面上における面積割合を考えればよい。

　被覆部２０は、吸水性材料（第２の吸水性材料）及び接着性材料を含有している。第２の吸水性材料としても、例えば、紙類、茶殻、プラスチック類又はオカラを用いることができる。第２の吸水性材料は、第１の吸水性材料と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。第２の吸水性材料は、被覆部２０の主材料であることが好ましい。被覆部２０の主材料の定義は、上述した芯部１０の主材料の定義と同様である。接着性材料としては、例えば、吸水性ポリマー、澱粉、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）又はデキストリンを用いることができる。

　続いて、本発明による吸水処理材の製造方法の一実施形態として、吸水処理材１の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、芯部形成工程、被覆部形成工程、及び被覆部除去工程を含んでいる。

　芯部形成工程は、粒状の芯部１０を形成する工程である。この工程においては、押出造粒により芯部１０を形成する。詳細には、芯部１０を構成する材料（芯部材料）を粉砕機で所定の大きさに粉砕した後、所定の割合でミキサーに投入して混ぜ合わせる。そして、必要に応じて加水した後、芯部材料を造粒機によって押出造粒する。これにより、略円柱状の芯部１０が得られる。

　被覆部形成工程は、芯部１０を覆うように被覆部２０を形成する工程である。この工程においては、図４に示すように、芯部１０に、被覆部２０を構成する材料である被覆材料２２を付着させる。このとき、被覆材料２２は、芯部１０の周囲の全体に付着させてもよいし、一部分にのみ付着させてもよい。図４は、被覆材料２２を芯部１０の周囲全体に付着させる場合を示している。被覆材料２２の付着には、例えばコーティング装置を用いることができる。これにより、芯部１０の側面１２並びに底面１４及び底面１６上に被覆部２０が形成される。

　被覆部除去工程は、被覆部形成工程において形成された被覆部２０の一部を除去する工程である。この工程においては、図５に示すように、芯部１０の端部を切除する。本実施形態においては、底面１４側の端部及び底面１６側の端部の双方が切除される。これにより、底面１４上に形成された被覆部２０が除去されるとともに、底面１６上に形成された被覆部２０も除去される。このとき、各底面１４，１６上に形成された被覆部２０の少なくとも一部が除去されればよい。このようにして被覆部２０が除去された部分においては、芯部１０が露出する。

　被覆部除去工程においては、芯部１０の周囲の１０％以上の領域が露出するように被覆部２０を除去することが好ましく、芯部１０の周囲の３０％以上の領域が露出するように被覆部２０を除去することがより好ましい。

　また、側面１２の８０％以上の領域に被覆部２０を残したまま、各底面１４，１６の８０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることなく露出するように、被覆部２０を除去することが好ましい。図５は、側面１２の全体に被覆部２０を残したまま、各底面１４，１６の全体が被覆部２０によって覆われることなく露出するように、被覆部２０を除去する場合を示している。

　その後、このようにして得られた粒状体を篩にかけることにより、所定の規格を満たす粒状体のみを抽出する（分粒工程）。そして、抽出された粒状体を乾燥機で乾燥させる（乾燥工程）。この乾燥により、芯部１０の含水率が適宜調整される。以上により、吸水処理材１が得られる。

　本実施形態の効果を説明する。本実施形態においては、芯部１０上に被覆部２０を形成した後に、その被覆部２０の一部を除去している。このため、吸水処理材１においては、被覆部２０が除去された部分を通じて、液体が速やかに芯部１０に達することができる。したがって、被覆部２０の存在による吸水性の低下を抑制することが可能な吸水処理材１及びその製造方法が実現されている。

　このように被覆部２０を形成した後にその一部を除去することにより、芯部１０を部分的に覆う被覆部２０を容易に得ることができる。また、被覆部形成工程において芯部１０の周囲全体に被覆材料２２を付着させた場合であっても、芯部１０を部分的に覆う被覆部２０を最終的に得ることができる。実際、本実施形態においては、芯部１０の周囲全体に被覆材料２２を付着させている。このため、特殊な装置や方法を用いることなく、芯部１０に対する被覆材料２２の付着を行うことができるという利点がある。

　被覆部除去工程においては、被覆部２０が除去された部分（底面１４，１６）において芯部１０が露出するように、被覆部２０を除去している。このように芯部１０を露出させることにより、吸水処理材１においては、液体が一層速やかに芯部１０に達することができるようになる。かかる効果を充分に引き出す観点から、被覆部除去工程においては、芯部１０の周囲の１０％以上の領域が露出するように被覆部２０を除去することが好ましく、芯部１０の周囲の３０％以上の領域が露出するように被覆部２０を除去することがより好ましい。

　被覆部除去工程においては、芯部１０の各底面１４，１６上に形成された被覆部２０を除去している。これにより、被覆部２０の一部が除去された構成を容易に実現することができる。実際、本実施形態においては、芯部１０の端部を切除するという簡易な方法により、被覆部２０の一部を除去している。

　各底面１４，１６の大部分を露出させることは、芯部１０の液体に対する接触面積を大きくし、それにより吸水処理材１の吸水性（特に吸水速度）を向上させる上で有利である。かかる観点から、各底面１４，１６の８０％以上の領域が被覆部２０によって覆われることなく露出するように被覆部２０を除去することが好ましく、各底面１４，１６の全体が被覆部２０によって覆われることなく露出するように被覆部２０を除去することがより好ましい。

　また、側面１２の大部分に被覆部２０を残すことは、使用時に液体を吸収した吸水処理材１どうしを充分に接着させる上で有利である。しかも、この場合、底面１４，１６に比して目につきやすい側面１２の大部分が被覆部２０によって覆われるため、吸水処理材１の美観が損なわれにくいという利点もある。これらの観点から、被覆部除去工程においては、側面１２の８０％以上の領域に被覆部２０を残したままにすることが好ましく、側面１２の全体に被覆部２０を残したままにすることがより好ましい。

　芯部形成工程においては、押出造粒により芯部１０を形成している。これにより、粒状（略円柱状）の芯部１０を容易に得ることができる。

　ところで、使用済みの吸水処理材１は処分する必要があるところ、水洗トイレに流して処分することができれば、ユーザにとっての利便性が高まる。このように水洗トイレに流して処分するには、吸水処理材１が充分な水解性（水と接触することにより、結合した繊維や粒子が速やかに分離し、水中に分散する性質）を有することが求められる。

　この点、従来の吸水処理材において、芯部が被覆部によって覆われていることは、吸水性の低下のみならず水解性の低下をも招くという問題があった。被覆部によって、水洗トイレの水が芯部に達することが妨げられるからである。本実施形態においては、上述のとおり被覆部２０の一部が除去されるため、かかる問題を解消することができる。

　被覆部に含有される接着性材料が吸水性ポリマーである場合、従来の吸水処理材における水解性の低下という問題が顕著となる。吸水性ポリマーは液体吸収時に膨潤する性質を有するところ、被覆部において吸水性ポリマーが膨潤すると、水洗トイレの水が芯部に達することが一層妨げられるからである。それゆえ、この場合、水解性の低下を防ぐことができる吸水処理材１が特に有用となる。

　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。上記実施形態においては、芯部１０の両端部を切除する場合を例示した。しかし、芯部１０の一方の端部（底面１４側の端部又は底面１６側の端部）のみを切除してもよい。

　上記実施形態においては、芯部１０の底面１４，１６上の被覆部２０を除去する場合を例示した。しかし、被覆部除去工程においては、被覆部２０の一部を除去する限り、芯部１０上の任意の位置において被覆部２０を除去してよい。例えば、側面１２上の被覆部２０の少なくとも一部を除去してもよい。

　上記実施形態においては、被覆部２０が除去された部分において芯部１０が露出する場合を例示した。しかし、当該部分において芯部１０を露出させることは、必須でない。芯部１０が露出しない程度に被覆部２０を除去する場合であっても、被覆部２０の一部が薄化することになるため、その部分を通じて、液体を速やかに芯部１０に導くことができる。

　上記実施形態においては、被覆部２０だけでなく芯部１０の一部も切除される場合を例示した。しかし、芯部１０は切除せずに被覆部２０のみを切除してもよい。

　上記実施形態においては、被覆部２０が形成された芯部１０の一部を切除することにより、被覆部２０を除去する方法（切除法）を例示した。しかし、被覆部２０の除去には、切除法以外の方法を用いることもできる。切除法以外の方法としては、例えば、被覆部２０が形成された複数の芯部１０どうしを衝突させることにより被覆部２０を除去する方法（衝突法）、被覆部２０が形成された複数の芯部１０どうしを擦り合わせることにより被覆部２０を除去する方法（摩擦法）等が挙げられる。

　衝突法においては、複数の芯部１０が互いに衝突する際の衝撃力により、被覆部２０の一部が除去される。摩擦法においては、複数の芯部１０が互いに擦り合わされる際の摩擦力により、被覆部２０の一部が除去される。これらの方法を用いる場合、芯部形成工程においては複数の芯部１０が形成され、被覆部形成工程においては各芯部１０を覆うように被覆部２０が形成される。衝突法又は摩擦法を用いた場合、複数の芯部１０から同時に被覆部２０を除去できるという利点がある。なお、被覆部除去工程においては、切除法、衝突法及び摩擦法のうち何れか２つの方法を実行してもよいし、３つの方法全てを実行してもよい。

　上記実施形態においては、円柱状の芯部１０を例示した。しかし、芯部１０の形状は、円柱に限らず、球、楕円体等であってもよい。

１　吸水処理材
１０　芯部
１２　側面
１４　底面（第１の底面）
１６　底面（第２の底面）
２０　被覆部
２２　被覆材料

Claims (20)

1. 　粒状の芯部を形成する芯部形成工程と、
   　前記芯部を覆うように被覆部を形成する被覆部形成工程と、
   　前記被覆部の一部を除去する被覆部除去工程と、
   　を含むことを特徴とする吸水処理材の製造方法。
2. 　請求項１に記載の吸水処理材の製造方法において、
   　前記被覆部形成工程においては、前記芯部に被覆材料を付着させることにより、前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
3. 　請求項２に記載の吸水処理材の製造方法において、
   　前記被覆部形成工程においては、前記芯部の周囲全体に前記被覆材料を付着させる吸水処理材の製造方法。
4. 　請求項１乃至３の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
   　前記被覆部除去工程においては、前記被覆部が除去された部分において前記芯部が露出するように、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
5. 　請求項４に記載の吸水処理材の製造方法において、
   　前記被覆部除去工程においては、前記芯部の周囲の１０％以上の領域が露出するように、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
6. 　請求項５に記載の吸水処理材の製造方法において、
   　前記被覆部除去工程においては、前記芯部の周囲の３０％以上の領域が露出するように、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
7. 　請求項１乃至６の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
   　前記芯部形成工程においては、側面並びに第１及び第２の底面を有する略円柱状の前記芯部を形成する吸水処理材の製造方法。
8. 　請求項７に記載の吸水処理材の製造方法において、
   　前記芯部形成工程においては、押出造粒により前記芯部を形成する吸水処理材の製造方法。
9. 　請求項７又は８に記載の吸水処理材の製造方法において、
   　前記被覆部形成工程においては、前記芯部の前記側面並びに前記第１及び第２の底面上に前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
10. 　請求項９に記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記芯部の前記第１の底面上に形成された前記被覆部の少なくとも一部を除去する吸水処理材の製造方法。
11. 　請求項１０に記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記芯部の前記側面の８０％以上の領域に前記被覆部を残したまま、前記芯部の前記第１の底面の８０％以上の領域が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
12. 　請求項１１に記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記芯部の前記側面の全体に前記被覆部を残したまま、前記芯部の前記第１の底面の全体が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
13. 　請求項１０乃至１２の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記芯部における前記第１の底面側の端部を切除することにより、当該第１の底面上に形成された前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
14. 　請求項９乃至１３の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記芯部の前記第２の底面上に形成された前記被覆部の少なくとも一部を除去する吸水処理材の製造方法。
15. 　請求項１４に記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記芯部の前記側面の８０％以上の領域に前記被覆部を残したまま、前記芯部の前記第２の底面の８０％以上の領域が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
16. 　請求項１５に記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記芯部の前記側面の全体に前記被覆部を残したまま、前記芯部の前記第２の底面の全体が前記被覆部によって覆われることなく露出するように、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
17. 　請求項１４乃至１６の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記芯部における前記第２の底面側の端部を切除することにより、当該第２の底面上に形成された前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
18. 　請求項１乃至１７の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記芯部形成工程においては、複数の前記芯部を形成し、
    　前記被覆部形成工程においては、前記各芯部を覆うように前記被覆部を形成する吸水処理材の製造方法。
19. 　請求項１８に記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記被覆部が形成された前記複数の芯部どうしを衝突させることにより、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。
20. 　請求項１８又は１９に記載の吸水処理材の製造方法において、
    　前記被覆部除去工程においては、前記被覆部が形成された前記複数の芯部どうしを擦り合わせることにより、前記被覆部を除去する吸水処理材の製造方法。

Images