JP6462448B2 - 吸水処理材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、人又は動物の***物等の液体を吸収する吸水処理材及びその製造方法に関する。

特許文献１には、吸水処理材の一種である***物処理材が記載されている。この***物処理材においては、粒状芯部と、それを覆う被覆層部とが設けられている。被覆層部は、接着性材料を含有しており、使用時に***物を吸収した***物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***物処理材からなる固まりが形成される。

特開２００７−１９００２６号公報

このように被覆層部は、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、従来の吸水処理材においては、使用前に被覆層部が粒状芯部から剥離してしまうことがあった。かかる被覆層部の剥離は、吸水処理材の品質低下につながるものである。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被覆層部の剥離が生じにくい吸水処理材及びそ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は、表面に作為的に形成された凹部を有する粒状芯部と、上記粒状芯部の上記表面を覆う被覆層部と、を備え、上記被覆層部の一部は、上記凹部内に入り込んでいることを特徴とする。

この吸水処理材においては、粒状芯部の表面に凹部が形成されている。被覆層部は、この凹部内に入り込むようにして設けられている。これにより、粒状芯部と被覆層部とが噛み合った構造となるため、被覆層部の剥離が生じにくくなる。

また、本発明による吸水処理材の製造方法は、表面に凹部を有する粒状芯部を形成する芯部形成工程と、上記粒状芯部の上記表面を覆う被覆層部を形成する被覆形成工程と、を含み、上記芯部形成工程においては、上記凹部を作為的に形成し、上記被覆形成工程においては、上記被覆層部の一部が上記凹部内に入り込むように当該被覆層部を形成することを特徴とする。

この製造方法においては、粒状芯部の表面に凹部が形成される。被覆層部は、この凹部内に入り込むようにして形成される。これにより、粒状芯部と被覆層部とが噛み合った構造となるため、被覆層部の剥離が生じにくくなる。

本発明によれば、被覆層部の剥離が生じにくい吸水処理材及びそ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断面図である。 図１の吸水処理材における粒状芯部を示す斜視図である。 図２のIII−III線に沿った断面図である。 図１の吸水処理材の製造に用いられるダイスの一部を示す斜視図である。 図１の吸水処理材の製造に用いられるダイスの一部を示す平面図である。 被覆層部の一変形例を説明するための断面図である。 被覆層部の他の変形例を説明するための断面図である。 ダイスの貫通孔に設けられた凸部の変形例を説明するための斜視図である。 ダイスの貫通孔に設けられた凸部の変形例を説明するための平面図である。 凹部の変形例を説明するための斜視図である。 図１０のXI−XI線に沿った断面図である。 図１０に示した粒状芯部を備える吸水処理材を示す断面図である。 図１０に示した粒状芯部の形成に用いられるダイスの一部を示す端面図である。 図１０に示した粒状芯部の形成に用いられるダイスの一部を示す平面図である。 図１０に示した粒状芯部の形成に用いられるダイスの一部を示す端面図である。 図１０に示した粒状芯部の形成に用いられるダイスの一部を示す平面図である。

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り、粒状芯部１０及び被覆層部２０を備えている。吸水処理材１は、例えば、猫や犬等の愛玩動物用の***物処理材である。

図２は、粒状芯部１０を示す斜視図である。また、図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。この図３は、図１と同様の断面を示している。粒状芯部１０は、粒状に成形されている。本実施形態において粒状芯部１０は、略円柱状をしている。粒状芯部１０は、吸水性材料を含んでおり、***物等の液体を吸水及び保水する機能を有する。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。かかる吸水性材料は、粒状芯部１０の主材料であることが好ましい。ここで、粒状芯部１０の主材料とは、粒状芯部１０を構成する材料のうち、当該粒状芯部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、通常の紙の他にも、例えば、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（パルプスラッジを含む。）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。

粒状芯部１０の表面には、凹部１２が形成されている。凹部１２は、溝状に形成されており、粒状芯部１０の長さ方向に延在している（図２参照）。凹部１２は、粒状芯部１０の長さ方向の全体に延在している。本実施形態においては、複数（具体的には６つ）の凹部１２が設けられている。これらの凹部１２は、粒状芯部１０の表面に規則的に配設されている。詳細には、６つの凹部１２が、粒状芯部１０の周方向に略等間隔で配設されている。

かかる凹部１２は、後述するように、粒状芯部１０の表面に作為的に形成されたものである。ここで、「作為的に形成された」凹部１２とは、その形状、大きさ及び位置をコントロールできるような方法で形成された凹部１２をいう。

粒状芯部１０の表面において、当該表面全体に対する凹部１２が設けられた部分の面積割合は、１０％以上９０％以下であることが好ましく、２０％以上６０％以下であることがより好ましい。

図１に戻って、粒状芯部１０の表面を覆うように、被覆層部２０が設けられている。被覆層部２０は、粒状芯部１０の表面の全体を覆っている。被覆層部２０の一部（部分２０ａ）は、凹部１２内に入り込んでいる。本実施形態においては、凹部１２内の略全体に被覆層部２０が入り込んでいる。また、被覆層部２０の表面における凹部１２上に位置する部分２０ｂは、窪んでいる。

被覆層部２０は、接着性材料を含んでおり、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。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。被覆層部２０は、かかる接着性材料の他に、吸水性材料を含んでいる。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。

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、及び被覆形成工程を含んでいる。

芯部形成工程は、表面に凹部１２を有する粒状芯部１０を形成する工程である。この工程においては、粒状芯部１０を構成する材料（芯部材料）を粉砕機等により細断した後、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、芯部材料を押出造粒する（造粒工程）。

図４及び図５は、それぞれ、かかる押出造粒に用いられるダイスの一部を示す斜視図及び平面図である。ダイス３０は、貫通孔４０を有する。なお、実際には１つのダイス３０に複数の貫通孔４０が形成されているが、ここでは１つの貫通孔４０のみを示している。貫通孔４０の内面には、凸部４２が設けられている。

凸部４２は、凹部１２を形成するためのものである。それゆえ、凸部４２の形状、大きさ及び位置は、上述の構成を有する凹部１２が形成されるように設定されている。本実施形態において凸部４２は、ダイス３０の厚み方向に延在する突条である。また、複数（具体的には６つ）の凸部４２が設けられている。これらの凸部４２は、貫通孔４０の内面に規則的に配列されている。詳細には、６つの凸部４２が、貫通孔４０の周方向に等間隔で配設されている。

造粒工程においては、かかるダイス３０に芯部材料を押し付ける。これにより、貫通孔４０を通過する際に芯部材料が造粒される。このとき、芯部材料のうち凸部４２に接する部分には、当該凸部４２に対応する溝（凹部１２）が形成される。貫通孔４０から押し出された造粒物を所定の長さに切断することにより、凹部１２を有する粒状芯部１０が得られる。このように本実施形態においては、押出造粒と同時に凹部１２の形成が行われる。また、凹部１２の形成は、作為的に行われる。

被覆形成工程は、粒状芯部１０の表面を覆う被覆層部２０を形成する工程である。この工程においては、コーティング装置等を用いて、粒状芯部１０の表面全体に、被覆層部２０を構成する材料（被覆材料）を付着させる。被覆材料の付着は、例えば、散布又は噴霧により行うことができる。このとき、被覆層部２０の一部が凹部１２内に入り込むようにして被覆層部２０を形成する。また、被覆層部２０の表面における凹部１２上に位置する部分が窪むようにして被覆層部２０を形成する。例えば、粒状芯部１０の表面に被覆材料を均一に散布等することにより、凹部１２に対応する窪みを有する被覆層部２０を形成することができる。

その後、このようにして得られた吸水処理材を篩にかけることにより、所定の規格を満たす吸水処理材のみを抽出する。そして、抽出された吸水処理材を乾燥機で乾燥させる。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、粒状芯部１０の表面に凹部１２が形成されている。被覆層部２０は、この凹部１２内に入り込むようにして設けられている。これにより、粒状芯部１０と被覆層部２０とが噛み合った構造となるため、被覆層部２０の剥離が生じにくくなる。また、被覆層部２０の剥離は吸水処理材１の使用時に埃が立つ原因ともなるが、本実施形態によれば、かかる埃の発生を抑制することができる。

粒状芯部１０と被覆層部２０とが噛み合う領域の広さを適当に設定することにより、かかる効果を高めることができる。かかる観点から、粒状芯部１０の表面において、当該表面全体に対する凹部１２が設けられた部分の面積割合は、１０％以上９０％以下であることが好ましく、２０％以上６０％以下であることがより好ましい。

凹部１２は、粒状芯部１０の表面に作為的に形成されている。これにより、凹部１２の形状、大きさ及び位置をコントロールできるため、粒状芯部１０と被覆層部２０とが噛み合った構造を確実に得ることができる。また、凹部１２を不作為的に形成する場合に比して、凹部１２ひいては吸水処理材１の製造ばらつきを小さく抑えることができる。さらに、形成される凹部１２の形状、大きさ及び位置についての予測可能性が高まるため、吸水処理材１の製造工程の管理が容易となる。これに対し、凹部１２を不作為的に形成する場合、形成される凹部１２の形状、大きさ及び位置を事前に把握することができない。それゆえ、例えば被覆層部２０を形成する際の製造条件を最適に調整しにくい等、吸水処理材１の製造工程の管理が難しくなる。

被覆層部２０は、粒状芯部１０の表面の全体を覆っている。かかる被覆層部２０は、粒状芯部１０の表面全体に被覆材料を付着させることにより得られるため、比較的容易に形成できるという利点がある。

被覆層部２０の表面における凹部１２上に位置する部分２０ｂは、窪んでいる。これにより、使用時に液体を受ける部分の面積（被覆層部２０の表面積）が広くなるため、吸水処理材１の吸水速度を向上させることができる。ただし、被覆層部２０の表面にかかる窪みを設けることは必須でない。

凹部１２は、粒状芯部１０の表面に規則的に配設されている。これにより、粒状芯部１０と被覆層部２０との界面に働く応力のバランスが崩れるのを防ぐことができる。このような規則的な凹部１２は、凹部１２を作為的に形成したからこそ得られるものである。

凹部１２は、粒状芯部１０の長さ方向に延在する溝状をしている。かかる形状の凹部１２は、比較的容易に形成できるという利点がある。実際、本実施形態において凹部１２は、上述のとおり、貫通孔４０の内面に凸部４２を設けておくという簡易な方法により形成されている。

貫通孔４０の内面には、複数の凸部４２が周方向に等間隔で配設されている。これにより、押出造粒時、芯部材料が貫通孔４０の内面から受ける圧力のバランスが崩れるのを防ぐことができる。このように貫通孔４０の周方向について圧力の均一性を高める観点から、凸部４２は４つ以上設けられることが好ましい。

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、凹部１２内の略全体に被覆層部２０が入り込んだ例を示した。しかし、被覆層部２０は、図６に示すように、凹部１２内の一部にのみ入り込んでいてもよい。

上記実施形態においては、粒状芯部１０の表面の全体を覆うように被覆層部２０を形成する例を示した。しかし、図７に示すように、粒状芯部１０の表面の一部のみを覆うように被覆層部２０を形成してもよい。その場合、粒状芯部１０の一部が、吸水処理材１の外部に露出することになる。それにより、当該部分において、***物等の液体は、被覆層部２０に遮られることなく、速やかに粒状芯部１０に達することができる。したがって、被覆層部２０を部分的に形成することは、吸水処理材１の吸水性を高めるのに有利である。

上記実施形態においては、ダイス３０の厚み方向に延在する突条からなる凸部４２を例示した。しかし、凸部４２は、図８及び図９に示すように、貫通孔４０の出口近傍に設けられた突起からなるものであってもよい。図８は貫通孔４０の出口側から見た斜視図であり、図９は貫通孔４０の入口側から見た平面図である。これらの図においては、略三角錐状の突起からなる凸部４２が示されている。かかる形状の凸部４２によっても、上述の構成を有する凹部１２を形成することができる。

上記実施形態においては、溝状の凹部１２を例示した。しかし、凹部１２は、図１０及び図１１に示すように、平面視でスポット状をしていてもよい。図１１は、図１０のXI−XI線に沿った断面を示している。また、図１２は、かかる構成の粒状芯部１０を備える吸水処理材を示す断面図である。同図においても、被覆層部２０の一部（部分２０ａ）が凹部１２内に入り込んでいる。

かかるスポット状の凹部１２は、例えば、次の構成を有するダイス３０を用いて形成することができる。すなわち、図１３〜図１６に示すように、ダイス３０の貫通孔４０には、棒状部材４６が設けられている。棒状部材４６は、貫通孔４０の径方向（図１３及び図１５に矢印で示す方向）に沿って往復運動をするように構成されている。図１３及び図１４は、棒状部材４６が貫通孔４０の中心軸に最も近付いたときの様子を示している。このとき、棒状部材４６の先端は、貫通孔４０の内面と貫通孔４０の中心軸との間に位置する。すなわち、棒状部材４６が貫通孔４０の内面から突出した状態となる。他方、図１５及び図１６は、棒状部材４６が貫通孔４０の中心軸から最も遠ざかったときの様子を示している。このとき、棒状部材４６の先端は、貫通孔４０の内面上に位置する。

押出造粒時に芯部材料が貫通孔４０を通過する際、棒状部材４６を貫通孔４０の内面から断続的に突出させることにより、図１０及び図１１に示したスポット状の凹部１２を形成することができる。なお、このような往復運動する棒状部材４６は、ダイス３０の内部ではなく、ダイス３０の外部に設けてもよい。

上記実施形態においては、粒状芯部１０の表面に作為的に形成された凹部１２を例示した。しかし、凹部は、粒状芯部１０の表面に不作為的に形成されたものであってもよい。ここで、「不作為的に形成された」凹部とは、作為的に形成された凹部以外の凹部をいう。例えば、吸水処理材の製造工程においては偶然的ないし不可避的な原因により粒状芯部１０に亀裂等が入ることがあるが、かかる亀裂等は、その形状、大きさ及び位置をコントロールできるものではなく、「不作為的に形成された」凹部にあたる。

上記実施形態においては、複数の凹部１２が設けられた例を示した。しかし、凹部１２は、１つだけ設けられていてもよい。貫通孔４０に設けられる凸部４２についても同様である。

上記実施形態においては、略円柱状の粒状芯部１０を例示した。しかし、粒状芯部１０の形状は、粒状であればよく、球や楕円体であってもよい。

１ 吸水処理材
１０ 粒状芯部
１２ 凹部
２０ 被覆層部
３０ ダイス
４０ 貫通孔
４２ 凸部
４６ 棒状部材

Claims (12)

1. 表面に作為的に形成された凹部を有する粒状芯部と、
   前記粒状芯部の前記表面を覆う被覆層部と、を備え、
   前記被覆層部の一部は、前記凹部内に入り込んでおり、
   前記被覆層部の表面における前記凹部上に位置する部分は、窪んでおり、
   前記粒状芯部は、円柱に前記凹部としてＶ溝が設けられた形状をしていることを特徴とする吸水処理材。
2. 請求項１に記載の吸水処理材において、
   前記被覆層部は、前記粒状芯部の前記表面の全体を覆っている吸水処理材。
3. 請求項１に記載の吸水処理材において、
   前記被覆層部は、前記粒状芯部の前記表面の一部のみを覆っている吸水処理材。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の吸水処理材において、
   前記粒状芯部は、複数の前記Ｖ溝を有しており、
   前記複数のＶ溝は、前記粒状芯部の前記表面に規則的に配設されている吸水処理材。
5. 表面に凹部を有する粒状芯部を形成する芯部形成工程と、
   前記粒状芯部の前記表面を覆う被覆層部を形成する被覆形成工程と、を含み、
   前記芯部形成工程においては、前記凹部を作為的に形成し、
   前記被覆形成工程においては、前記被覆層部の一部が前記凹部内に入り込むとともに前記被覆層部の表面における前記凹部上に位置する部分が窪むように当該被覆層部を形成し、
   前記粒状芯部は、円柱に前記凹部としてＶ溝が設けられた形状をしていることを特徴と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、
   前記被覆形成工程においては、前記粒状芯部の前記表面の全体を覆うように前記被覆層部を形成する吸水処理材の製造方法。
7. 請求項５に記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記被覆形成工程においては、前記粒状芯部の前記表面の一部のみを覆うように前記被覆層部を形成する吸水処理材の製造方法。
8. 請求項５乃至７の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記芯部形成工程は、貫通孔を有するダイスを用いて、前記粒状芯部を構成する芯部材料を押出造粒する造粒工程を含む吸水処理材の製造方法。
9. 請求項８に記載の吸水処理材の製造方法において、
   前記貫通孔の内面には、凸部が設けられてい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、
    前記凸部は、前記ダイスの厚み方向に延在する突条である吸水処理材の製造方法。
11. 請求項９に記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記凸部は、前記貫通孔の出口近傍に設けられた突起である吸水処理材の製造方法。
12. 請求項９乃至１１の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
    前記貫通孔の内面には、複数の前記凸部が設けられており、
    前記複数の凸部は、前記貫通孔の周方向に等間隔で配設されている吸水処理材の製造方法。

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