JP4969847B2 - ハイドロゲルの粒状物の乾燥方法 - Google Patents
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Description
このような性質を有していることから、ハイドロゲル及びその乾燥物は吸水材,保水材等として使用されている。例えば、使い捨てオムツの吸水材、農業分野の土壌改良剤、家畜等の糞尿の処理剤の他、医療用品としても使用されている。
しかしながら、ハイドロゲルは優れた吸水性を有しているため、短時間で効率良く乾燥することは容易ではなかった。また、ハイドロゲルは粘着性を有しているので、乾燥中に粒状物同士が接着しやすいという問題があった。
そこで、本発明は前述のような従来技術が有する問題点を解決し、ハイドロゲルの粒状物を接着させることなく容易に乾燥する方法を提供することを課題とする。
また、本発明に係る請求項2のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法は、請求項1に記載のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法において、複数の送気口を前記容器の列に沿って前記容器の下側に設けるとともに、それら複数の送気口を前記容器の列の左右に順次交互に配して、前記送気口から前記粒状物に当たる前記気流の方向が、前記粒状物の移動に沿って左右交互に繰り返すようにしたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項4のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法は、請求項3に記載のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法において、複数の送気口を前記容器の列に沿って前記容器の下側に設けるとともに、それら複数の送気口を前記容器の列の左右に順次交互に配して、前記送気口から前記粒状物に当たる前記気流の方向が、前記粒状物の移動に沿って左右交互に繰り返すようにしたことを特徴とする。
まず、ハイドロゲルの製造方法について説明する。カルボキシメチルセルロース(カルボキシル基の水素をナトリウムで置換したもの)と水(純水,イオン交換水,蒸留水が好ましい)とを攪拌機に投入し、十分に混合してペースト状とする。このペースト状物を板状の型(例えば幅300mm,長さ450mm,厚さ40mm)に流し込み、常温で放射線を照射すると、線状の高分子化合物であるカルボキシメチルセルロースが架橋反応を起こして網目状構造を形成し、水に不溶性のハイドロゲルとなる。ハイドロゲルは水を多量に含んでおり、この水は多少の圧力が加えられても抜け出ることはない。
また、高分子化合物の種類は、ハイドロゲルを形成可能な水溶性の高分子化合物ならばカルボキシメチルセルロースに限定されるものではなく、カルボキシメチルデンプン,ポリアクリル酸ナトリウム,アクリルアミド,ポリビニルアルコール,ポリエチレンオキサイド,ポリビニルピロリドン等も使用可能である。ただし、カルボキシメチルセルロース及びカルボキシメチルデンプンは生分解性を有しているので、土壌中に埋設処理した場合に分解して土壌中に残留しないという長所がある。
さらに、ハイドロゲルには、所望によりデンプン等の添加剤を混合しても差し支えない。添加剤を混合する場合には、高分子化合物と添加剤と水とを混合してペースト状とし、放射線を照射してハイドロゲルを生成させる。なお、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシメチルデンプンにデンプンを併用する場合には、カルボキシメチルセルロース又はカルボキシメチルデンプン100質量部に対して、20〜400質量部のデンプンを用いることが好ましく、100質量部用いることがより好ましい。
さらに、放射線の照射量は、架橋反応が生じてハイドロゲルが形成されるならば特に限定されるものではないが、通常は0.1〜1000kGyであり、好ましくは5〜10kGyである。照射量が少ないと、架橋反応が不足して水の保持性が不十分となるおそれがある。一方、照射量が多すぎると、架橋反応が過剰となる場合がある。
なお、架橋反応は放射線により生じさせることが好ましいが、高分子化合物の種類等によっては熱や化学薬品により生じさせることも可能である。
このようにして細断した多数のハイドロゲル細断片40を押出し機31のホッパー32に投入し、押出しを行う。その際には、加熱や冷却をしなくても差し支えない。ハイドロゲル細断片40はホッパー32から押出し機31内へ順次投入され、スクリュー33によりシリンダー34内を送られて、スクリュー33とシリンダー34の内壁との間で剪断力と圧縮力を受けて破砕され、さらに細かくされる。
さらに、ハイドロゲルの粒状化には押出し機が最適であるが、ハイドロゲルに強い剪断力と圧縮力を加えて必要な大きさに破砕できるならば、他の装置を用いることも可能である。例えば、ヘンシェルミキサーやボールミルがあげられる。
図2は、熱風乾燥装置2を平面断面図で示した図であり、図3は、熱風乾燥装置2を側面視で示した図である。この熱風乾燥装置2は外観が直方体形状の装置であり、この装置の長手方向の一端側から他端側にかけてコンベヤ4が通過し、このコンベヤ4に載ってハイドロゲル粒状物が装置内部を所定の速度で移動するようになっている。
整流部12は、コンベヤ4の移動方向と直交する方向に複数のスリットを互いに平行に形成した風速制御板と、この風速制御板の下面に固定した複数の受風板18a…18fと、を備えた部材である。複数の受風板18a…18fはアングル材により構成されており、導風部20に最も近い受風板18aの高さを低く、導風部20から最も遠い受風板18fの高さを高く、それらの間の他の受風板18b…18eの高さは導風部20に向かうに従い徐々に低くしている。
熱風は図4の矢印のように循環させられるが、そのうち一部は図示しない経路で外部に排出され且つ新たな空気が導入される。そして、この実施形態のように、送り出し口20bがコンベヤ4の左右に順次交互に配されており、風の流れがコンベヤの進行方向に沿って左右交互とされているので、ハイドロゲル粒状物の乾燥ムラ等の不都合を防止することができる。
4 コンベヤ
4b バスケット
20b 送り出し口
31 押出し機
33 スクリュー
40 ハイドロゲル細断片
41 ハイドロゲル粒状物
Claims (4)
- 網目状に架橋した高分子化合物が多量の水を含んでなるハイドロゲルの粒状物を乾燥する方法であって、前記粒状物は、前記ハイドロゲルの塊状物を予備細断し多数の細断片とした上でスクリュー押出し機に投入して押出すことにより粒状に破砕したものであり、前記粒状物の下方から気流を吹き上げさせて前記粒状物を前記気流により撹拌させつつ加熱し、この加熱は、底部に通気孔を有する容器に前記粒状物を入れ、前記容器の複数を列状に並べて連続的に移動させながら、前記容器の下方から前記気流を送りつつ加熱することを特徴とするハイドロゲルの粒状物の乾燥方法。
- 複数の送気口を前記容器の列に沿って前記容器の下側に設けるとともに、それら複数の送気口を前記容器の列の左右に順次交互に配して、前記送気口から前記粒状物に当たる前記気流の方向が、前記粒状物の移動に沿って左右交互に繰り返すようにしたことを特徴とする請求項1に記載のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法。
- 網目状に架橋した高分子化合物が多量の水を含んでなるハイドロゲルの粒状物を乾燥する方法であって、前記粒状物の下方から気流を吹き上げさせて前記粒状物を前記気流により撹拌させつつ加熱し、この加熱は、底部に通気孔を有する容器に前記粒状物を入れ、前記容器の複数を列状に並べて連続的に移動させながら、前記容器の下方から前記気流を送りつつ加熱することを特徴とするハイドロゲルの粒状物の乾燥方法。
- 複数の送気口を前記容器の列に沿って前記容器の下側に設けるとともに、それら複数の送気口を前記容器の列の左右に順次交互に配して、前記送気口から前記粒状物に当たる前記気流の方向が、前記粒状物の移動に沿って左右交互に繰り返すようにしたことを特徴とする請求項3に記載のハイドロゲルの粒状物の乾燥方法。
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