(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土粒子にナトリウム化合物を添加混合して製した活性ベントナイト造粒物の外表面にポリテトラフルオロエチレンを偏在させた粒状成型品からなり、
該粒状成型品の平均短径が２〜６ｍｍであり、
前記活性ベントナイト造粒物と前記ポリテトラフルオロエチレンとの重量比（乾燥物基準）が、活性ベントナイト造粒物：ポリテトラフルオロエチレン＝１００：０．００１〜０．２の範囲であることを特徴とするペット用排尿処理材。
【請求項２】
前記粒状成型品が略円柱形状を有し、平均短径が２〜５ｍｍで平均長径が４〜１０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のペット用排尿処理材。
【請求項３】
前記粒状成型品がＣａＯ換算で１〜５重量％（乾燥物基準）のカルシウム成分を含有していることを特徴とする請求項１または２に記載のペット用排尿処理材。
【請求項４】
前記粒状成型品が、２θ＝２１．５〜２２．５の領域に頂点を有し且つ半値幅（°／２θ）が０．４以上であるＸ線回折ピークを有するオパール性シリカ成分をＳｉＯ2換算で２０〜４０重量％の範囲で含有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のペット用排尿処理材。
【請求項５】
工場出荷時における水分含有率が５重量％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のペット用排尿処理材。
【請求項６】
前記ナトリウム化合物は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムの中から１種又は２種以上を用いるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のペット用排尿処理材。
【請求項７】
下記の式（１）で定義される固化吸尿能ＣUSが５０以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のペット用排尿処理材。
ＣUS＝［ＭP／（ＭA−ＭP）］×１０2・・・・・・・・・・式（１）
（式中、ＭAは、所定の電解質溶液ＭP（ｇ）を吸収した固化塊状物の重量（ｇ）、
また、前記電解質溶液は、各イオンが以下の濃度（ｍｅｑ／ｋｇ）で含まれた
水溶液である。）
Ｃａ2+              １
Ｍｇ2+              ９
Ｋ+            １２０
Ｎａ+          ２５０
Ｃｌ-          １５０
ＳＯ42-           ８０
ＨＣＯ3-          ７０
Ｈ2ＰＯ4-         ８０
【請求項８】
含有水分を２５〜４０重量％に調整した天然のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土の粗砕・粒状物にナトリウム化合物を加えて混合・混練し、押出造粒機により孔径２〜６ｍｍの造粒板を通過させて含水造粒物を得る造粒工程と、
前記含水造粒物に１５０〜６００℃の熱風を当てて水分含有率が５重量％以下の活性ベントナイト造粒物を得る乾燥工程と、
前記活性ベントナイト造粒物の表面にポリテトラフルオロエチレンを付着させるポリテトラフルオロエチレン付着工程と、を有し、
前記活性ベントナイト造粒物と前記ポリテトラフルオロエチレンとの重量比（乾燥物基準）が、活性ベントナイト造粒物：ポリテトラフルオロエチレン＝１００：０．００１〜０．２重量部の範囲であることを特徴とするペット用排尿処理材の製造方法。
【請求項９】
前記ポリテトラフルオロエチレン付着工程における前記付着は、前記活性ベントナイト造粒物の表面にポリテトラフルオロエチレンの水性分散液を吹き付ける吹き付け工程により行われるものであることを特徴とする請求項８に記載のペット用排尿処理材の製造方法。
【請求項１０】
前記ポリテトラフルオロエチレンが付着した活性ベントナイト造粒物の少なくとも一部を適当な容器に部分充填し、充填物全体に搖動、振動、回転、シェイキング、タッピング、かき混ぜ等の外力を及ぼすポリテトラフルオロエチレンの繊維化工程を有することを特徴とする請求項８または９に記載のペット用排尿処理材の製造方法。
【請求項１１】
前記吹き付け工程において、ポリアルキレングリコール水溶液及び／又はケイ酸ナトリウム水溶液をポリテトラフルオロエチレンの水性分散液と同時に又は混合して吹き付けることを特徴とする請求項９または１０に記載のペット用排尿処理材の製造方法。
【請求項１２】
前記乾燥工程完了時点において、活性ベントナイト造粒物の下記の式（１）で定義される固化吸尿能ＣUSが５０以上であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のペット用排尿処理材の製造方法。
ＣUS＝［ＭP／（ＭA−ＭP）］×１０2・・・・・・・・・・式（１）
（式中、ＭAは、所定の電解質溶液ＭP（ｇ）を吸収した固化塊状物の重量（ｇ）、
また、前記電解質溶液は、各イオンが以下の濃度（ｍｅｑ／ｋｇ）で含まれた
水溶液である。）
Ｃａ2+              １
Ｍｇ2+              ９
Ｋ+            １２０
Ｎａ+          ２５０
Ｃｌ-          １５０
ＳＯ42-           ８０
ＨＣＯ3-          ７０
Ｈ2ＰＯ4-         ８０
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペット用排尿処理材及びその製造方法に係り、特に、ベントナイト系のペット用排尿処理材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、天然ベントナイトまたは天然ベントナイトにアルカリ処理を施した活性ベントナイトを用いたペット用排尿処理材（“猫砂”とも称される）が知られている。ベントナイトは、特にナトリウムイオンとの共存下で、水分と接触するとその水分を吸収して凝集固化し、固化塊状物を形成する性質を有しており、使用後に吸水した部分のみを容易に取り除くことが出来て使いやすい。
【０００３】
一般的にペット用排尿処理材に求められる性能としては、吸水性、凝集固化性、脱臭性、消臭性等様々なものがあるが、粘土系材料を用いたペット用排尿処理材においては、特に吸水性及び凝集固化性が高いことが求められる。
【０００４】
ペット用排尿処理材として用いられることの多いＮａ型ベントナイトは、吸水時の凝集固化性に優れる一方で、水分との接触時に接触箇所である表面のみが急激に凝集固化することでペット用排尿処理材内部への吸水を阻害し、結果として水分接触直後の吸水能が低下するという問題がある。
【０００５】
このようなＮａ型ベントナイトの問題を改善するために本願発明者等は鋭意研究を行い、ナトリウム化合物を用いて活性化処理を行う際にＮａ型ベントナイトとするのに十分なナトリウム化合物をもちいる一方で、ナトリウムイオンの層間への導入が進行しすぎないように水分、時間、温度等を調整するという製造方法を先に考案した。
【０００６】
このような製造方法を用いれば、一部のナトリウムイオンは層間に導入されるが、その他の多くのナトリウムイオン乃至ナトリウム化合物は、層間の近傍や略円柱形の粒状物を形成する粘土塊の界面、または粒状物の表面に存在することとなる。サブベントナイト乃至酸性白土（主成分：Ｃａ型スメクタイト、Ｈ型スメクタイト）にアルカリ処理を施した活性ベントナイトからなる粒状物をペット用排尿処理材として用いれば、ベントナイトのＮａ型化があまり進行していないために水分との接触時に粒状物の表面が急激に凝集固化せず、粒状物の内部まで水分が速やかに浸透する。その一方で、層間の近傍や粒状物表面等にはナトリウムイオンや粒子のままのナトリウム化合物が多く存在するために粒状物に接触した水分がこれらのナトリウムを層間に導入する媒体としても働き、吸水と並行してＮａ型化が進行するため、吸水後のペット用排尿処理材は固く凝集固化して未使用物から取り除きやすいものとなる。
【０００７】
サブベントナイト乃至酸性白土を用いて製した活性ベントナイトからなるペット用排尿処理材は、上述のように吸水性と凝集固化性を兼ね備えた優れたものであるが、その一方でＮａ型化が未だ進行してない所謂Ｃａ型スメクタイトが主成分の多くを占めており、Ｃａ型ベントナイトはＮａ型ベントナイトよりも脆く粒状物とした際にその一部が欠けたり崩れたりして粉化し易いという問題点がある。
【０００８】
さて、ペット用排尿処理材は家庭では排尿用トレイ等のペット用トイレ容器に移し替えて使用されるのが一般的であり、尿を吸収した部分のみを廃棄し、減った分を順次補って使用されるものである。粘土系材料を用いたペット用排尿処理材は数百ミクロン〜数ｍｍ程度の粉粒体若しくは数ｍｍ〜数ｃｍの成型体として提供されることが多いが、元々細かい粉粒体である場合、包装袋からペット用トイレ等に移し容れる際に粉が舞い、その粉を人やペットが吸うことによる健康面の問題、容器の周囲に散らばることによる衛生面の問題などが生じる虞がある。
【０００９】
また、ペット用排尿処理材が粒状成型体のようにある程度の大きさを有する粒状物の場合であっても、輸送時の振動や衝撃等により粒状物の一部が欠けたり崩れたりするなどして包装袋内に粉末化した製品が混ざることがままあり、特にＣａ型スメクタイトを多く含む製品は脆いため、このような粉末等が発生し易い。商品の搬送は様々な業者の手を経るものであるから、搬送工程での扱いを改善することで微粉の発生を抑制することは現実的に難しい。
【００１０】
このような発塵抑制の要望を満たすために、粘土系のペット用排尿処理材についての発塵抑制に関するいくつかの提案がなされている。例えば、特許文献１には水膨潤性粘土鉱物から形成された粒状成型体の表面をポリアルキレングリコール、パラフィンワックス、高級脂肪酸等で処理することで、該粒状成型体の粉化防止性を改善した技術が示されている。また、特許文献２には、ベントナイト粘土粉末にポリ四フッ化エチレンを噴霧し、ガーゴム等の結合材を混入することで、粉塵を立ち難くした動物用寝床材料が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−４２７９８号公報
【特許文献２】米国特許５８２６５４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、引用文献１に記載された発明では、粉塵はある程度抑制されるものの衛生面や健康面に関する要望を十分に満足させるものではなかった。また、引用文献２に記載された発明では、粉塵を抑えられるもののペット用排尿処理材としての性能が十分に保持されているとは言えなかった。
【００１３】
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ペット用排尿処理材として十分な性能を備えながらも発塵抑制機能が付与されたペット用排尿処理材及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的並びに作用効果については、以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の課題は、以下の構成を有するペット用排尿処理材及びその製造方法により解決することができると考えられる。
【００１６】
本発明に係るペット用排尿処理材は、天然のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土粒子にナトリウム化合物を添加混合して製した活性ベントナイト造粒物の外表面にポリテトラフルオロエチレンを偏在させた粒状成型品からなり、該粒状成型品の平均短径が２〜６ｍｍであり、前記活性ベントナイト造粒物と前記ポリテトラフルオロエチレンとの重量比（乾燥物基準）が、活性ベントナイト造粒物：ポリテトラフルオロエチレン＝１００：０．００１〜０．２の範囲であることを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、本発明におけるナトリウム化合物の添加混合による活性ベントナイト化処理とは、ジオクタヘドラル型スメクタイトの層間に部分的に適量のナトリウムイオンを導入し、残りのナトリウム分は該スメクタイト層間の近傍または該スメクタイト系粘土粒子の表面にナトリウム化合物をナトリウムイオンの適当な供給源として散在させて置くことを意味し、このような活性ベントナイト化処理により吸水性能と吸水による凝集固化性能がより向上するものである。具体的な処理としては、天然のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土にナトリウム化合物を添加して混練・造粒・乾燥することでペット用排尿処理材に適した活性ベントナイト造粒物とすることができる。
【００１８】
また、「平均短径」とは、粒状成型品の略中央部分で略中心を通る最も短い径を該粒状物の短径とし、測定対象の粒状成型品全体からｎ個の粒状物（ｎ≧１０）をランダム且つ無作為に採取し、それぞれの短径についてノギスを用いて測定して、ｎ個のデータの平均値として求めたものである。
【００１９】
また、「重量比（乾燥物基準）」とは、活性ベントナイト造粒物が湿気等によって極端に吸水しておらず、ペット用排尿処理材として使用可能な状態における重量比であることを意味する。
【００２０】
そして、このような構成によれば、輸送時に欠けや崩れが生じやすい粒状物からなるペット用排尿処理材であっても、粒状物の一部が欠けたり崩れたりすることによる粉化が著しく抑制される。また、使用時における発塵も極めて少なく、且つペット用排尿処理材として充分な吸尿固化性が得られる。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記粒状成型品が略円柱形状を有し、平均短径が２〜５ｍｍで平均長径が４〜１０ｍｍの範囲にあることが望ましい。
【００２２】
このような大きさに成型加工することにより、本質的に保有すべき吸尿固化性能をより向上させ、しかもペット用排尿処理材を使用する猫などの四足の肉球の間に挟み込まれ難い範囲の大きさとすることができ、生活空間に配備する商品価値の一つとしての飼主側からの美観を向上させる点でも好ましい。
【００２３】
また、本発明の好ましい実施の形態においては、前記粒状成型品がＣａＯ換算で１〜５重量％（乾燥物基準）のカルシウム成分を含有していることが望ましい。
【００２４】
このような構成によれば、原料粘土である天然のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土に上記のようなカルシウム成分を含有しているサブベントナイト（主成分：Ｃａ型スメクタイト）乃至酸性白土を用いることにより、吸尿開始前の時点では層間にナトリウムイオンがそれ程導入されておらず、層間イオンの略全量を置換できる量のナトリウム成分が層間外に保有されたペット用排尿処理材が得られる。これにより、吸尿開始直後には層間に既に導入されているナトリウムイオンによりペット用排尿処理材として十分な吸尿性が担保されつつも、層間のナトリウムイオンがそれ程多くないことから尿を吸収した粒状成型品表面が急激に凝集固化することはなく、その一方で吸尿が進むにつれ尿に運ばれたナトリウム成分が層間に導入され、ペット用排尿処理材の単位量当たりの吸尿性能と凝集固化性が上昇するというペット用排尿処理材として優れたものとなる。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態によれば、前記粒状成型品が、２θ＝２１．５〜２２．５の領域に頂点を有し且つ半値幅（°／２θ）が０．４以上であるＸ線回折ピークを有するオパール性シリカ成分をＳｉＯ2換算で２０〜４０重量％の範囲で含有しているものが好ましい。
【００２６】
このような構成によれば、原料粘土に上記のように相当量の低結晶質乃至非晶質且つ多孔質のシリカ粒子を含有する天然のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土を用いることにより、粒状成型品のスメクタイト粒子で構成されるマトリックス中に分散したシリカ粒子により多くの細孔が形成される。、これにより、粒状成型品中の粘土質の部分が吸尿や吸水により膨張・固化した場合であっても、細孔の繋がった孔路が水や尿の流路となり水分の浸透を助けることで吸尿性乃至吸水性に優れたペット用排尿処理材となる。
【００２７】
また、本発明の好ましい実施形態においては、工場出荷時における水分含有率が５重量％以下であることが好ましい。
【００２８】
ここで「水分含有率」とは、試料約５ｇをケット式赤外線水分計にかけ、１２０℃で２０分間加熱した時の減量分を含有水分とみなし、試料全量に対する百分率（重量％）で求められたものを意味する。
【００２９】
このような構成によれば、工場出荷時における含有水分を５重量％以下としたことによりそれぞれの家庭でペット用排尿処理材として実際に使用される時点での含有水分が１０％未満となりやすく、使用される際にペット用排尿処理材として十分な効果が得られる可能性がより高くなる。
【００３０】
さらに、本発明の好ましい実施形態においては、前記ナトリウム化合物は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムの中から１種又は２種以上を用いることが好ましい。
【００３１】
本発明の他の好ましい実施形態においては、下記の式（１）で定義される固化吸尿能ＣUSが５０以上であることが好ましい。
ＣUS＝［ＭP／（ＭA−ＭP）］×１０2・・・・・・・・・・式（１）
（式中、ＭAは、所定の電解質溶液ＭP（ｇ）を吸収した固化塊状物の重量（ｇ）、
また、前記電解質溶液は、各イオンが以下の濃度（ｍｅｑ／ｋｇ）で含まれた
水溶液である。）
Ｃａ2+              １
Ｍｇ2+              ９
Ｋ+            １２０
Ｎａ+          ２５０
Ｃｌ-          １５０
ＳＯ42-           ８０
ＨＣＯ3-          ７０
Ｈ2ＰＯ4-         ８０
【００３２】
ここで、式（１）に示した電解質溶液は、文献１，２に示されたネコ、イヌなどのペットの尿中の各種電解質成分の濃度を参考にして本願発明者らが独自に定めたものであり、謂わば擬似尿溶液とでも呼ぶべきものである。この擬似尿溶液を用いて吸尿能の測定を行うことで、純水や塩化ナトリウム水溶液を用いた場合よりもより実際の使用態様に即した結果が得られるものと考えられる。
註）文献１：生化学データブックＩ−日本生化学会編−（1979）
文献２：Mitruka, B. M. & Rawnsley, H. M. (1977)（文献名未詳）
【００３３】
そして、このような構成要件を充たすことにより、ペット尿に近い性質を有する電解質溶液についての一定の吸尿性能が担保される。より具体的には、式（１）で求められる固化吸尿能ＣUSが５０以上であれば、ペット用排尿処理材１ｇ当たり、上記電解質溶液を０．５ｇ以上吸水できるということになる。
【００３４】
また、本願発明は、ペット用排尿処理材の製造方法としても捉えることができる。本発明に係るペット用排尿処理材の製造方法は、含有水分を２５〜４０重量％に調製した天然のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土の粗砕・粒状物にナトリウム化合物を加えて混合・混練し、押出造粒機により孔径２〜６ｍｍ造粒板を通過させて含水造粒物を得る造粒工程と、前記含水造粒物に１５０〜６００℃の熱風を当てて水分含有率が５重量％以下の活性ベントナイト造粒物を得る乾燥工程と、前記活性ベントナイト造粒物の表面にポリテトラフルオロエチレンを付着させるポリテトラフルオロエチレン付着工程とを有し、前記活性ベントナイト造粒物と前記ポリテトラフルオロエチレンとの重量比（乾燥物基準）が、活性ベントナイト造粒物：ポリテトラフルオロエチレン＝１００：０．００１〜０．２の範囲とするものである。
【００３５】
ここで、造粒板としては、一例として所定孔径（２〜６ｍｍ）の円形孔が適当数開いた鋼鉄製板からなるものが挙げられ、この種の造粒板はダイス、成型板とも呼ばれる。
【００３６】
そして、このような方法によれば、ペット用排尿処理材の製造がナトリウムイオンの層間への導入が起こりにくい条件で行われているため、製造されたペット用排尿処理材は吸水開始直後の吸水性乃至吸尿性に優れたものとなる。加えて、略円柱形状に成型されていることにより固化吸尿能にも優れ、しかも輸送時等において一部が欠けたり崩れたりしにくく、使用時における発塵の少ないペット用排尿処理材を製造することができる。
【００３７】
本発明の好ましい実施に形態においては、前記ポリテトラフルオロエチレン付着工程における前記付着は、前記活性ベントナイト造粒物の表面にポリテトラフルオロエチレンの水性分散液を吹き付けることで行われてもよい。ポリテトラフルオロエチレン水性分散液を用いることで、ポリテトラフルオロエチレンの活性ベントナイト造粒物表面への付着を容易に行うことができ、経済的にも好ましい。
【００３８】
本発明の好ましい実施の形態においては、ポリテトラフルオロエチレン吹き付け工程の後に、ポリテトラフルオロエチレンが付着した活性ベントナイト造粒物の少なくとも一部を適当な容器に部分充填し、充填物全体に搖動、振動、回転、シェイキング、タッピング、かき混ぜ等の外力を及ぼすポリテトラフルオロエチレンの繊維化工程を設けても良い。
【００３９】
このような繊維化（フィブリル化）工程を設けることで、繊維化処理を施した活性ベントナイト造粒物の外表面では、付着したポリテトラフルオロエチレン繊維の凝集塊粒子が活性ベントナイト造粒物の相互の衝突や摩擦によって繊維状に解けて不規則な繊維の網乃至綱が広がる。それによりこれらポリテトラフルオロエチレン繊維の網乃至綱が、衝突や摩擦により活性ベントナイト造粒物外表面から生じた粉塵や以前から付着していた粉塵等も一緒に絡め取るように捕捉することで、発生した粉塵は活性ベントナイト造粒物の表面に捕捉されたまま粉体として分離されず、それ以降の取り扱い時における発塵が起り難くなるものである。
【００４０】
また、本発明の好ましい実施の形態においては、前記ポリテトラフルオロエチレンを付着させるポリテトラフルオロエチレン吹き付け工程において、ポリアルキレングリコール水溶液及び／又はケイ酸ナトリウム水溶液をポリテトラフルオロエチレンの水性分散液と同時に又は混合して吹き付けるようにしてもよい。
【００４１】
また、本発明の好ましい実施の形態においては、前記乾燥工程完了時点において、活性ベントナイトの下記の式（１）で定義される固化吸尿能ＣUSが５０以上であることが好ましい。
ＣUS＝［ＭP／（ＭA−ＭP）］×１０2・・・・・・・・・・式（１）
（式中、ＭAは、所定の電解質溶液ＭP（ｇ）を吸収した固化塊状物の重量（ｇ）、
また、前記電解質溶液は、各イオンが以下の濃度（ｍｅｑ／ｋｇ）で含まれた
水溶液である。）
Ｃａ2+              １
Ｍｇ2+              ９
Ｋ+            １２０
Ｎａ+          ２５０
Ｃｌ-          １５０
ＳＯ42-           ８０
ＨＣＯ3-          ７０
Ｈ2ＰＯ4-         ８０
【発明の効果】
【００４２】
以上述べたように、本発明によれば、ペット用排尿処理材として十分な吸水性と凝集固化性を備えながらも、発塵抑制機能が付与されたペット用排尿処理材を提供することが出来る。
【００４３】
また、本発明に係るペット用排尿処理材の製造方法によれば、ペット用排尿処理材の製造がナトリウムイオンの層間への導入が起こりにくい条件で行われているため、製造されたペット用排尿処理材は吸水開始直後の吸水性乃至吸尿性に優れたものとなる。加えて、略円柱形状に成型されていることにより固化吸尿能にも優れ、しかも輸送時等において一部が欠けたり崩れたりしにくく、使用時における発塵の少ないペット用排尿処理材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】発塵抑制剤の種類の違いによる発塵量の比較結果（その１）を示す図である。
【図２】発塵抑制剤の種類の違いによる発塵量の比較結果（その２）を示す図である。
【図３】添加濃度と添加方法の違いによるＰＴＦＥの発塵抑制効果の比較結果を示す図である。
【図４】ＰＴＦＥの添加濃度と固化吸尿能との相関関係を示す図である。
【図５】試料４−１（ＰＴＦＥ１％噴霧試料）表面の拡大写真である。
【図６】試料４−１（ＰＴＦＥ１％噴霧試料）表面のＥＰＭＡ分析結果を示す図である。
【図７】試料４−１（ＰＴＦＥ１％噴霧試料）内部の拡大写真である。
【図８】試料４−１（ＰＴＦＥ１％噴霧試料）内部のＥＰＭＡ分析結果を示す図である。
【図９】試料４−２（ＦＥＰ１％噴霧試料）表面の拡大写真である。
【図１０】試料４−２（ＦＥＰ１％噴霧試料）表面のＥＰＭＡ分析結果を示す図である。
【図１１】試料４−３（ＰＦＡ１％噴霧試料）表面の拡大写真である。
【図１２】試料４−３（ＰＦＡ１％噴霧試料）表面のＥＰＭＡ分析結果を示す図である。
【図１３】試料４−４，４−５（ＰＴＦＥ乾燥固形物）のＤＴＡ曲線を示す図である。
【図１４】試料４−５（ＰＴＦＥ乾燥固形物）のＴＧＡ曲線とＤＴＡ曲線との相関を示す図である。
【図１５】試料４−６，４−７のＴＧＡ曲線とＤＴＡ曲線との相関を示す図である。
【図１６】各種フッ素樹脂５％噴霧試料のＤＴＡ曲線の部分拡大図である。
【図１７】各実施例で得られた粒状成型品の物性と評価結果を示す図表である。
【図１８】各比較例及び参考例で得られた粒状成型品の物性と評価結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下に、本発明に係るペット用排尿処理材及びその製造方法の好適な実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４６】
先にも述べたように、ペット用排尿処理材として用いられることの多いＮａ型ベントナイトは、吸水時の凝集固化性に優れる一方で、水分との接触時に接触箇所である表面のみが急激に凝集固化することでペット用排尿処理材内部への吸水を阻害し、結果として水分接触直後の吸水能が低下するという問題がある。
【００４７】
このような問題を解決するために、本願発明者等はＣａ型スメクタイト比率の高いサブベントナイト乃至酸性白土を用い、その層間近傍や粒状物表面等に層間の陽イオンをすべて置換できる量のナトリウムイオンやナトリウム粒子を存在させることで、吸水開始直後に表面が急激に凝集固化することなく、しかも吸水が進むに連れて層間にナトリウムイオンが導入されて吸水能と凝集固化能が向上するというペット用排尿処理材を先に提案した。しかしながら、Ｃａ型ベントナイトはＮａ型ベントナイトよりも脆く粒状物とした際にその一部が欠けたり崩れたりして粉化し易いという問題点がある。
【００４８】
また、粘土系のペット用排尿処理材の吸水能を上げる方法の一つとして水分含有率を低くするという方法もあるが、粒状物中の水分は、相互に自己接着しているベントナイトの粒塊の間に或る程度会合した水分子として存在し、水素結合等により該粒塊間の接着を補強しているバインダーとなっているものと考えられる。このため、含有水分が殆ど無いか少ない場合には、それによるバインダー効果が低下するので粉化して発塵し易くなり、また、搬送時にも砕けたり粉化したりし易くなる。さらには、その粉化粒子が低水分・低湿度下という条件により静電気を帯び、より浮遊しやすくなる。
【００４９】
更に、粒状物中に所定量のオパール性シリカ成分が含まれるように原料を選択することで、吸水時に凝集固化性を有しないこれらの夾雑物が水分の流路となり吸水速度の向上に寄与するが、オパール性シリカ成分自体は粘着性を有しないものであるため、これらの成分が含まれることでスメクタイト粒子間または粒塊間の結着が阻害され、粒状物はより脆いものとなると考えられる。
【００５０】
また、この種のペット用排尿処理材は猫などの四足の肉球の間に挟まりにくいようにある程度の大きさの粒状物として成型加工されることが多く、球状のような形状にすれば転がって散らばりやすくなるという問題があり、角を有する形状にすればペットの四足に刺さる等して痛みを与える虞があるため、円柱状等の形状で提供されることが多いが、円柱形状であっても端部は円柱の中心線に対してほぼ直角となるため、振動等の外力が加わることで端部の角から崩れやすくなる。
【００５１】
即ち、ペット用排尿処理材として好ましい吸水性や凝集固化性を得るための
・Ｃａ型スメクタイトのＮａ型への進行を抑制すること
・含有水分を低下させること
・オパール性シリカ成分を含有させること
・円柱形状とすること
といった構成は、いずれもペット用排尿処理材の硬度を低下させ、崩れやすくなる要因ともなるのである。
【００５２】
本願発明者等は、このように高い吸水性と凝集固化性を有するものの、脆く崩れやすい性質を有するペット用排尿処理材において、健康面や衛生面から好ましくない発塵を抑制することを目的として本発明を想起するに至ったものである。
【００５３】
先ず始めに、本発明の効果の検証の為に行った各種検証実験について述べる。
【００５４】
［検証実験１］
a.試料１−０の調製
原料粘土として、新潟県新発田市小戸地域Ａ−１鉱区産のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土（含水物）約１００ｋｇを用い、１０ｍｍ巾の波目形孔を有する造粒板を装着した単軸型押出造粒機で押し出すことにより粗砕した。この粗砕原料粘土１００重量部（１５０℃乾燥基準）に対しＮａ2ＣＯ3として３重量部となるように炭酸ソーダ（工業用）の粉末をふりかけ、単軸型押出造粒機（６ｍｍ円形孔造粒板装着）に３回、次いで縦型回転ロール式押出造粒機（デスクペレッター、２．８ｍｍ円形孔造粒板装着）に１回かけて、混練・捏和・造粒した。次いで、得られた含水造粒物を実験用の回転式乾燥機に投入し、併流式にＬＰＧ燃焼による熱風を当て、機内での滞留時間を約１時間に調整して出口での排気温度が１４０〜１６０℃となるようにして乾燥を行った。ここで、排出開始から約５ｋｇ分の乾燥造粒物は採取せず、その後の約５０ｋｇ分を採取し、解砕機と篩分機にかけて整粒し、試料１−０である活性ベントナイト造粒物を得た。得られた造粒物（試料１−０）の平均短径は２．３ｍｍであり、カルシウム成分含有率はＣａＯ換算で１．６重量％、含有水分率は０．７％であった。また、オパール性シリカ成分の［１１１］面に基づく回折ピークの半値幅（°／２θ）は０．６４であり、該シリカ成分の含有率は２４重量％であった。
【００５５】
なお、平均粒径、カルシウム成分含有率、水分含有率、オパール性シリカ成分の半値幅、オパール性シリカ成分の含有率は、それぞれ以下の要領で求めた。
【００５６】
＜平均短径、平均長径の測定＞
粒状成型品の略中央部分で略中心を通る最も短い径を該粒状物の短径、最も長い径を該粒状物の長径とし、測定対象の粒状成型品全体から１０個の粒状物をランダム且つ無作為に採取し、それぞれの短径と長径をノギスを用いて測定して、１０個のデータの平均値として求めた。
【００５７】
＜カルシウム成分含有率の測定＞
蛍光Ｘ線分析装置（ＺＳＸ  ＰｒｉｍｕｓII、（株）リガク製）を用いてＦ以上の金属元素酸化物基準による組成分析を行い、ＣａＯ換算でのカルシウム成分含有率（重量％）を求めた。
【００５８】
＜水分含有率（重量％）の測定＞
成型品試料約５ｇをケット式赤外線水分計（ＦＤ−６００、（株）ケット科学研究所製）にかけ、１２０℃で２０分間加熱した時の減量分を含有水分量（ｇ）とみなし、試料全量に対する百分率（重量％）で求めた。
【００５９】
＜オパール性シリカ成分のＸＲＤピーク半値幅（°／２θ）の測定＞
Ｘ線回折装置（ＭｕｌｔｉＦｌｅｘ、（株）リガク製）を用いて、２θ＝２１．５〜２２．５°の領域に頂点を有するオパール性シリカ成分の［１１１］面に基づくＸＲＤピークに対して、同装置内蔵の基本データ処理ソフトウエアを用いて、ピーク位置Ｐ°を中心に２θ＝Ｐ±１°の領域で〔平滑化処理〕、〔バックグランド除去処理〕及び〔Ｋα２除去処理〕を行い、当該ピークの半値幅（°／２θ）を求めた。
【００６０】
＜オパール性シリカ成分の含有率（重量％／ＳｉＯ２）の測定＞
予め乳鉢で粉砕して１５０℃で３時間乾燥処理した粉末試料１０ｇを０．０５モル濃度のＮａＯＨ水溶液２００ｍｌに分散させてスラリー状となし、９０℃で８時間加熱撹拌して溶解反応を行い、冷却後、このアルカリ溶解スラリーを遠心分離機にかけて無色透明な清澄液を得る。この無色透明なＮａ塩水溶液を蒸発乾固させて得られた粉末試料について蛍光Ｘ線分析と１５０℃基準での強熱減量（／１０５０℃）分析を行い、ＮａＯＨ水溶液に溶解してきたシリカ（ＳｉＯ２）の量を算出してオパール性シリカ成分の含有率（重量％）を求めた。
【００６１】
b.試料１−１〜１−６の調製
次に、試料１−０である乾燥造粒物１ｋｇに発塵抑制剤の分散液及び／又は水溶液を下記の表１に示された種類及び濃度で市販の手動噴霧器にて全体に数回に分けて均一に噴霧し、表面に付着させることで試料１−１〜１−６を得た。なお、表１中の添加濃度（％）は、乾燥造粒物１００重量部に対する添加部数（重量％）であり、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥとする）は三井・デュポンフロロケミカル（株）製、ポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧとする）は三洋化成工業（株）製である。
【表１】
0005681664.tif 000002
【００６２】
以上の検証実験１で得られた粒状物試料１−０〜１−６について発塵性試験を行った結果が図１に示されている。なお、発塵製試験は以下の要領で行った。
【００６３】
＜発塵性試験１＞
〈粉塵量の測定方法〉
内部に円形平底のバットを設置し、粉塵計と連結させた高さ約４５ｃｍ、縦約３５ｃｍ、横約３５ｃｍの、木製の自製粉塵測定用準密閉容器と、底部に直径５ｃｍの手動開閉式円孔を設けた丸底型容器とを用意し、丸底型容器に粒状成型品試料１ｋｇを移し入れ、自製粉塵測定用準密閉容器内で丸底型容器の底部円孔を開いて試料全量を円形平底のバットまで３０〜４０ｃｍの距離を自然落下させた後、自製粉塵測定用準密閉容器を閉じる。そのまま１分間静置後、粉塵計（光散乱方式、デジタル粉塵測定機ＬＤ−５Ｄ、柴田科学（株）製）にて自製粉塵測定用準密閉容器内部の雰囲気を１分間吸引して得られた粉塵量（単位：ｃｐｍ）を測定する。なお、ここでの粉塵量は厳密には粉塵質の散乱光量（ｃｐｍ値）を表したものであるが、粉塵質の散乱光量は空気中に浮遊している粉塵濃度（ｍｇ／ｍ3）に比例するものであることから、これをもって試料の発塵性を表す発塵量（ｃｐｍ）とした。
【００６４】
〈初期発塵量ＤOR〉
成型品試料１ｋｇについて、加衝撃処理は施さずに上記粉塵量の測定方法に従って測定した粉塵量を初期発塵量ＤOR（ｃｐｍ）とした。
【００６５】
〈加衝撃後発塵量ＤnS〉
成型品試料１ｋｇを市販のチャック付ポリエチレン袋（Ｋ−４、縦４００ｍｍ×横２８０ｍｍ×厚み０．０４ｍｍ）に入れ、さらにこのチャック付きポリエチレン袋に空気を入れて膨満させて封入した。試料と空気を封入した該チャック付きポリエチレン袋を７０〜８０ｃｍの振り幅で上下動させる動作（以下、加衝撃と称する。）を５０〜６０回／分程度のスピードで各所定回数行い、そのまま５分間静置した。該加衝撃処理後の試料の発塵性を、上述の粉塵量の測定方法に従い測定することによって加衝撃後発塵量ＤnS（ｃｐｍ）を求めた。なお、上記加衝撃は、上向きに振る動作１回と下向きに振る動作１回を合わせて“上下動１回”とし、上下動ｎ回で加衝撃ｎ回とする。また、各加衝撃回数毎の発塵量の測定は、同じ試料について以下の手順１〜９の通り複数回の測定を行ったものである。
１．初期発塵量を測定
２．１０回加衝撃
３．加衝撃１０回の発塵量を測定
４．２０回加衝撃（合計３０回加衝撃）
５．加衝撃３０回の発塵量を測定
６．２０回加衝撃（合計５０回加衝撃）
７．加衝撃５０回の発塵量を測定
８．５０回加衝撃（合計１００回加衝撃）
９．加衝撃１００回の発塵量を測定
【００６６】
このように加衝撃を与えた後の発塵量を測定することにより、包装後製品の流通過程における荷積み・荷降ろし時の衝撃や輸送時の断続的振動の衝撃による後発的な発塵量を想定することができる。
【００６７】
この検証実験１においては、発塵抑制効果があることで知られているＰＴＦＥと、従来のペット用排尿処理材にも添加されているＰＥＧの発塵抑制性能を比較した。図１の結果より明らかなように、ブランク試料である試料１−０の初期発塵量が５５０ｃｐｍ程度であるのに対して、ＰＴＦＥのみを添加した試料１−１〜１−３、及びＰＴＦＥとＰＥＧを添加した１−４，１−５では初期発塵量が１５０〜３５０ｃｐｍ程度といずれも発塵が抑制されているのに対して、ＰＥＧのみを添加した１−６では初期発塵量は５００ｃｐｍ程度であり、ブランク試料である１−０よりは発塵が抑制されているものの、試料１−１〜１−５程の発塵抑制効果は得られていない。
【００６８】
特に、加衝撃後には、ブランク試料１−０、ＰＥＧのみを添加した試料１−６のいずれもがほぼ加衝撃回数に比例して発塵量が大きく増加しているのに対して、ＰＴＦＥを用いた試料１−１〜１−５では発塵量の極端な増加はほぼ見られない。具体的には、加衝撃１００回の発塵量においては、ブランク試料１−０が１０５０ｃｐｍ、サンプル１−６が９５０ｃｐｍという大きな値であるのに対して、試料１−１〜１−５ではいずれも１００〜３５０ｃｐｍ程度に止まっている。これらの結果から、ペット用排尿処理材にＰＴＦＥを添加することで衝撃に対する優れた発塵抑制効果が得られることがわかった。
【００６９】
［検証実験２］
次いで、ＰＴＦＥ以外のフッ素樹脂についてもＰＴＦＥと同様に発塵抑制効果があるか、また同じＰＴＦＥであっても製法等の違いにより発塵抑制効果に差異が生じないかについて検証実験を行った。ここでは、製造メーカーの異なる複数のＰＴＦＥと、ＰＴＦＥと同様にコーティング剤として用いられるパーフルオロエチレンプロペンコポリマー（以下、ＦＥＰと表記する）及びパーフルオロアルコキシアルカン（以下、ＰＦＡと表記する）を使用している。
【００７０】
検証実験１において作成した試料１−０に、下記表２にしたがって発塵抑制剤を添加することで同様形状の粒状物試料２−１〜２−６を得た。
【表２】
0005681664.tif 000003
【００７１】
検証実験２で得られた試料２−１〜２−６について発塵性試験を行った結果が図２に示されている。なお、同図において、ＭＤ社は三井・デュポンフロロケミカル社、Ａ社は旭硝子社、Ｎ社は日進化成社、ＤＫ社はダイキン工業社のそれぞれ略記である。
【００７２】
図２に示されるように、初期発塵量は、ＰＴＦＥを添加した試料２−１〜２−４では５０〜１００ｃｐｍ程度であったのに対して、ＦＥＰを添加した試料２−５及びＰＦＡを添加した試料２−６では約９００ｃｐｍと大きな差があった。
【００７３】
更に、衝撃を加えた後の発塵量についても、ＰＴＦＥを添加した試料２−１〜２−４では加衝撃回数が増加しても発塵量は殆ど変化せず、加衝撃１００回のものでも１００〜１５０ｃｐｍ程度の発塵量に止まっているのに対して、ＦＥＰを添加した２−５及びＰＦＡを添加した２−６では、加衝撃回数１０〜３０回でも６００ｃｐｍを超えており、加衝撃１００回のものでは１０００ｃｐｍ前後の発塵量となっている。
【００７４】
これらの結果から、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡの３種のフッ素樹脂のうちではＰＴＦＥが最も適していることがわかった。また、複数のＰＴＦＥ間での製法等の違いに起因する発塵抑制作用の違いは殆どないと考えられる。
【００７５】
［検証実験３］
次いで、発塵抑制剤であるＰＴＦＥの添加濃度、添加方法、添加タイミングの違いにより発塵抑制効果に差異が生じないかについて検証実験を行った。
【００７６】
検証実験１において作成した試料１−０に、下記表３にしたがってＰＴＦＥを添加することで同様形状の粒状物試料３−０〜３−３を得た。また、試料１−０の製造工程において表３に示す方法でＰＴＦＥを添加した以外は試料１−０の製造と同様に行い、粒状物試料３−４〜３−６を得た。なお、検証実験３で用いたＰＴＦＥは三井・デュポンフロロケミカル（株）製のものであり、表中の「ＰＴＦＥ粉末」とはＰＴＦＥ分散液を１５０℃で乾燥して乳鉢で粗砕した粉末である。
【表３】
0005681664.tif 000004
【００７７】
検証実験３で得られた各粒状物試料について発塵性試験を行った結果が図３に示されている。粒状物試料の外表面にＰＴＦＥを吹き付けた試料３−１〜３−３では、初期発塵量、１０〜１００回加衝撃後の発塵量のいずれにおいても粉塵量は１０〜５０ｃｐｍの範囲に止まり高い発塵抑制効果が認められた。これに対して、ブランク試料３−０では発塵量は６００〜１２００ｃｐｍ程度となっており、ＰＴＦＥを活性ベントナイト造粒物の表面に噴霧添加した場合には高い発塵抑制効果が得られることがわかった。
【００７８】
一方、混練・造粒工程前にＰＴＦＥを噴霧添加した試料３−４では効果的な発塵抑制効果は得られず、混練・造粒工程後に噴霧添加した試料３−５と、混練・造粒前に粉末として添加した３−６では試料３−１〜３−３には劣るもののある程度の発塵抑制効果が得られた。
【００７９】
ＰＴＦＥの添加濃度が同じである試料３−１，３−４，３−５で発塵抑制効果に明確な違いが生じたのは、ＰＴＦＥの添加方法の違いによるものと考えられる。発塵抑制効果が、３−１＞３−５＞３−４の順であることから、ＰＴＦＥ添加後の混練・造粒回数の少ない試料、即ちＰＴＦＥが粒状物の外表面付近に偏在している試料の方が発塵抑制効果に優れていると考えられる。また、試料３−６では試料３−４と同様に混練・造粒工程前にＰＴＦＥを添加しながらも３−４よりも高い発塵抑制効果が得られたが、これはＰＴＦＥ添加濃度の差異によるものだと考えられる。
【００８０】
以上の検証実験１〜３により、発塵抑制剤としてはＰＴＦＥが好ましく、また、その添加方法としてはＰＴＦＥが粒状物外表面に偏在するような添加方法が好ましいことがわかった。
【００８１】
さて、本発明において発塵抑制剤として用いたＰＴＦＥは高い撥水性を持つことが知られているが、先にも述べたようにペット用排尿処理材は高い吸水性乃至吸尿性が求められるものである。そこで、次に撥水性を有するＰＴＦＥ繊維を粒状物試料の表面に偏在させた場合の吸尿性や固化性に対する悪影響の程度について検証を行った。
【００８２】
検証実験１，３で得られた粒状物試料のうち、試料１−０（ＰＴＦＥ無添加）、試料１−１（ＰＴＦＥ０．００５％添加）、試料１−３（ＰＴＦＥ０．０２％添加）、試料３−１（ＰＴＦＥ０．１％添加）、試料３−２（ＰＴＦＥ０．２％添加）、試料３−３（ＰＴＦＥ０．３％添加）について、加衝撃を加えない状態で擬似尿電解質溶液に対する固化吸尿能ＣUSを測定し、その結果を図４に示した。なお、固化吸尿能は以下の要領で測定した。
【００８３】
＜固化性試験１＞
〈擬似尿電解質溶液の所定処方〉
固化吸尿能の測定に際して、先ず固化吸尿能の測定に用いる擬似尿電解質溶液の調製から行う。５Ｌのビーカーに約２ｋｇの脱イオン水を入れて撹拌した後、各々別々に秤取した下記の７種の試薬を順次加え入れて溶解する。
１＿ＣａＣｌ2・２Ｈ2Ｏ（＝１４７．０１；≧９９％）：０．２２ｇ
２＿ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ（＝２０３．３０；≧９７％）：２．８３ｇ
３＿ＫＣｌ（＝７４．５５；≧９９％）：２７．１１ｇ
４＿ＮａＣｌ（＝５８．４４；≧９９％）：３．５４ｇ
５＿Ｎａ2ＳＯ4（＝１４２．０４；≧９９％）：１７．２２ｇ
６＿ＮａＨＣＯ3（＝８４．０１；≧９９．５％）：１７．７３ｇ
７＿ＮａＨ2ＰＯ4・２Ｈ2Ｏ（＝１５５．９９；≧９９％）：３７．８２ｇ
これに脱イオン水を加えて全量を３ｋｇとし、さらに撹拌して均質な溶液となしてペット尿に近い濃度で電解質成分を含んだ擬似尿電解質溶液を完成した。出来上がった擬似尿電解質溶液のｐＨを測定したところ、ｐＨ：６．３〜６．４（２０〜３０℃）であった。
上記処方で得られた電解質溶液は、各イオンが以下の濃度（ｍｅｑ／ｋｇ）で含まれた水溶液である。
Ｃａ2+              １
Ｍｇ2+              ９
Ｋ+            １２０
Ｎａ+          ２５０
Ｃｌ-          １５０
ＳＯ42-           ８０
ＨＣＯ3-          ７０
Ｈ2ＰＯ4-         ８０
なお、本処方における擬似尿電解質濃度は、文献１，２に示された各種電解質成分のペット（主にネコまたはイヌ）の尿中排泄量の値を参考にして定めたものである。
註）文献１：生化学データブックＩ−日本生化学会編−（1979）
文献２：Mitruka, B. M. & Rawnsley, H. M. (1977)（文献名未詳）
【００８４】
〈固化吸尿能ＣUS〉
深さが１５ｃｍ以上である方形または円筒形のトレイ（容器）に、再乾燥しない有姿の粒状品試料を約１５ｃｍの深さに敷き詰め表面を平らにしてから擬似尿電解質溶液８ｇ（ＭP）を１ｃｍの高さから１０秒間で注下した。１０分経過後、擬似尿電解質溶液を吸収して得られた固化塊状物を取り出して固化塊状物の固化重量ＭＡ（ｇ）を測定し、下記式（１）に代入して固化吸尿能ＣUSを算出した。
ＣUS＝［ＭP／（ＭA−ＭP）］×１０2・・・・・・・・・・式（１）
（式中、ＭAは所定の擬似尿電解質溶液ＭP（ｇ）を吸収した固化塊状物の重量（ｇ）である。）
本発明においては、この測定操作を５回繰り返して行い、最大値と最小値をカットし、３個の測定値の平均値をもって固化吸尿能ＣUSとした。なお、固化吸尿能ＣUSの単位は無次元であるが、擬似尿電解質溶液に対する固化塊状物を構成している粒状品試料の１００ｇ当たりの吸液量（ｇ）を意味している。
【００８５】
図４の結果より明らかなように、ＰＴＦＥを添加した各試料の固化吸尿能はブランク試料１−０と比べて低下せず、この添加濃度範囲（０．００５〜０．３ｐｐｍ）では寧ろ上昇することが分かった。これは、摩擦等により生じた微粉がＰＴＦＥにより粒状物試料表面に保持されることで、この微粉が固化吸尿能に寄与するのではないかと考えられる。
【００８６】
但し、試料３−２及び３−３では、粒状物の表面が疎水性を呈し、粒状物試料が敷き詰められた上面に注下された擬似尿電解質溶液が試料に瞬時には吸収されずに、試料上面（上層）に沿って水平方向に同心円状に浅く広がり、擬似尿電解質溶液が数秒間試料上層に留まって濡れ性が戻ると急に下層に吸収されるような現象が観られた。このときの凝集固化物の形状は一般になり易い球状からコブシ状ではなく、逆円錐形に近い形状となり、内部に吸収された溶液も大部分が試料の粒の内部に吸収されるのではなく、かなりの部分が液体として粒と粒の隙間に毛管凝縮したまま留まっているように観えた。このことから、ＰＴＦＥ添加濃度が０．２％を超えるあたりからＰＴＦＥによる吸水性への影響が出始めるものと考えられる。
【００８７】
しかしながら、それでも一定の形状の固化体として吸尿能ＣUSはより高い状態で溶液を保持しており、その凝集固化物はやや弾力性があり柔らかいものの、使用後の取り出し除去の為に必要な程度の強度は保持している。但し、試料３−３のように添加濃度が０．３％を超えるようなものについては、試験の度にバラつきはあるものの、固化塊を形成する粒状物間に保持されて粒内部に吸収されていない溶液を保持しきれずに、固化塊から水分が排出されることがあった。このため、ＰＴＦＥの添加濃度が０．３％を超える場合には、実際に製品としたときに固化塊から排出された水分がペットの身体等に付着して汚してしまう虞がある。したがって実用的なＰＴＦＦの添加濃度は０．２％以下、特に０．１％以下であることが好ましいと考えられる。
【００８８】
これまでの検証実験により、発塵抑制剤としては各種フッ素樹脂の中でもＰＴＦＥが好ましく、また、添加方法としては粒状物表面にＰＴＦＥ分散液を吹き付ける、若しくは粒状物表面にＰＴＦＥ粉体をまぶすといったＰＴＦＥを粒状物表面に偏在させる添加方法が好ましいことがわかった。発明者等は、本発明に係るペット用排尿処理材は、粒状物に振動や摩擦等の外力が与えられると、繊維状の樹脂であるＰＴＦＥ繊維がほつれて粒状物の表面に広がり、この繊維に擦れたりぶつかったりして生じた破片や微粉等が絡め取られて破片や微粉等が包装袋内に散らばることを抑えられ、結果的に開封後の粉立ちも抑えられるのではないかと考えた。この仮定に沿うと、ＰＴＦＥを粒状物の外表面に集中的に存在させることができる噴霧等の添加方法が発塵抑制に効果が大きいのではないかと考られる。
【００８９】
［検証実験４］
この点について、噴霧により各種フッ素樹脂を添加した場合に、フッ素樹脂が粒状物表面に偏在しているか、また振動や摩擦等の外力によりほつれるかを確認するため、次の検証実験を行った。発明者らの予想としては、各フッ素樹脂を噴霧により添加した場合には、フッ素樹脂が内部まで浸透することなく粒状物表面に止まるものと考えられる。
本実験においては、発塵抑制剤の種類と添加量は下記表４にしたがい、その他の工程や添加量は試料１−１〜１−３と同様の方法で粒状物試料４−１〜４−３，４−８〜４−１０、及び、フッ素樹脂乾燥固形物４−４〜４−７を調製した。
【表４】
0005681664.tif 000005
【００９０】
検証実験４で得られた試料について、拡大写真、ＥＰＭＡ分析結果、示差熱分析曲線（ＤＴＡ）結果、熱重量分析曲線（ＴＧＡ）結果が図５〜１６に示されている。なお、図５〜１６において、摩擦後表面とは初期試料を梱包袋に入れて袋越しに摩擦を加えた後の表面を意味する。また、拡大写真撮影、ＥＰＭＡ分析、熱重量分析（ＴＧＡ）、示差熱分析（ＤＴＡ）は以下の要領で行われた。
【００９１】
＜拡大写真撮影及びＥＰＭＡ分析＞
拡大写真の撮影及びＥＰＭＡ分析は、電子プローブマイクロアナライザー（ＪＸＡ−８１００、日本電子（株）製）を用いて行われた。拡大写真の撮影倍率は１７００倍（図７のみ３０００倍拡大）である。
【００９２】
＜熱重量分析（ＴＧＡ）及び示差熱分析（ＤＴＡ）＞
各測定試料を、２００℃に設定した乾燥器で３時間乾燥して水分を取り除いた後、熱分析装置（Ｔｈｅｒｍｏ  Ｐｌｕｓ  ＴＧ８１２０、（株）リガク製）を用いて、常温〜７００℃の温度範囲（昇温速度：１０℃／ｍｉｎ）で熱重量分析（ＴＧＡ）および示差熱分析（ＤＴＡ）を行った。
【００９３】
図５（ａ）には試料４−１（ＰＴＦＥ１％噴霧試料）の初期表面が、図５（ｂ）には試料４−１の摩擦後表面が示されている。図５（ａ）を観察すると、写真中央部やや上方に長さ数十μｍ程度の細い糸のような物質が確認でき、試料４−１の原料にはＰＴＦＥ以外に繊維性の原料が存在しないことからこの繊維状物質がＰＴＦＥ繊維であると考えられる。この点を確認するために、図５（ａ）で繊維が認められた領域についてＥＰＭＡ分析を行った結果が図６に示されている。
【００９４】
繊維状物質周辺を採取しＥＰＭＡ分析を行った結果、分光結晶としてＬＤＥ２を用いた図６（ａ）では１２０〜１３０ｍｍ近傍に炭素由来のピークが、また、分光結晶としてＴＡＰＨを用いた図６（ｂ）では２００ｍｍ近傍にフッ素由来と思われるピークが確認でき、このことからも写真で確認された繊維状の物質がＰＴＦＥである可能性が高いと考えられる。
【００９５】
図５に戻り図５（ｂ）を観察すると、図５（ａ）と同じ倍率で撮影したにも関わらず、図５（ａ）よりも繊維状の物質が多く見られた。これは、試料表面を摩擦したことにより粒状物表面に付着したＰＴＦＥ繊維がほつれて広がり、摩擦前よりも多いように見えたものと考えられる。
【００９６】
即ち、ＰＴＦＥをペット用排尿処理材表面に吹き付けた場合には、ペット用排尿処理材の表面に存在する繊維が輸送時の衝撃や摩擦等によりほつれてペット用排尿処理材の表面に拡がる（覆う）ことで破片や微粉の散乱を妨げ、これにより発塵が抑制されるものと考えられる。
【００９７】
次いで、試料４−１（ＰＴＦＥ１％噴霧試料）を割り、ＰＴＦＥが内部まで浸透しているかの確認を行った。試料４−１の内部を撮影した拡大写真が図７に、図７で撮影された領域周辺を採取してＥＰＭＡ分析を行った結果が図８にそれぞれ示されている。
【００９８】
図７に示されるように、試料４−１の内部は１７００倍まで拡大してもＰＴＦＥの繊維が発見されず、さらに３０００倍まで倍率を上げても表面に見られたような繊維状物質は発見されなかった。また、表面と同様に内部についても図７で撮影された領域周辺を採取してＥＰＭＡ分析を行ったところ、分光結晶としてＬＤＥ２を用いた図８（ａ）、分光結晶としてＴＡＰＨを用いた図８（ｂ）のいずれについてもＰＴＦＥ由来と見られるピークは現れなかった。これらの結果から、ＰＴＦＥを活性ベントナイト粒状物表面に噴霧した場合には、ＰＴＦＥは活性ベントナイト粒状物の表面に止まり、活性ベントナイト粒状物内部には殆ど入り込まないものと考えられる。
【００９９】
このような傾向がＰＴＦＥのみであるのか、その他のフッ素樹脂にも見られるものであるのかを確認するために、次にＰＴＦＥ以外のフッ素樹脂を用いて同様の検証を行った。試料４−２（ＦＥＰ１％噴霧試料）の初期表面が図９（ａ）に、試料４−２の摩擦後表面が図９（ｂ）に、試料４−２について図９（ａ）で撮影された領域周辺を採取してＥＰＭＡ分析を行った結果が図１０にそれぞれ示されている。また、試料４−３（ＰＦＡ１％噴霧試料）の初期表面が図１１（ａ）に、試料４−３の摩擦後表面が図１１（ｂ）に、試料４−３について図１１（ａ）で撮影された領域周辺を採取してＥＰＭＡ分析を行った結果が図１２にそれぞれ示されている。
【０１００】
図９，１１より明らかなように、試料４−２の初期表面の拡大写真である図９（ａ）、試料４−３の初期表面の拡大写真である図１１（ａ）のいずれについてもＰＴＦＥの場合のような繊維状の物質は見られず、直径が数μｍ程度の小さな塊が見られるだけだった。また、摩擦後の拡大写真図９（ｂ）、図１１（ｂ）についても、摩擦前の拡大写真と同様に繊維のほつれ等は見られなかった。
【０１０１】
その一方で、図１０に示された試料４−２のＥＰＭＡ分析結果、図１２に示された試料４−３のＥＰＭＡ分析結果のいずれにおいても、分光結晶としてＬＤＥ２を用いた図１０（ａ）及び図１２（ａ）では１２０〜１３０μｍ近傍に炭素由来のピークが見られ、分光結晶としてＴＡＰＨを用いた図１０（ｂ）と図１２（ｂ）では２００μｍ近傍にフッ素由来のピークが認められた。これらの分析結果から、試料４−２，４−３のＥＰＭＡ測定サンプルを採取した部分即ち撮影された領域周辺にもフッ素樹脂が存在していたと考えられる。
【０１０２】
フッ素樹脂を吹き付けたサンプル同士であっても、試料４−１（ＰＴＦＥ１％噴霧試料）と試料４−２（ＦＥＰ１％噴霧試料），４−３（ＰＦＡ１％噴霧試料）とで発塵抑制効果が大きく異なるのは、このような性状（表面状態）の違いに基づくものではないかと考えられる。
【０１０３】
次いで、完成品であるペット用排尿処理材からＰＴＦＥの添加を確認できるか否かについて検証を行った。図１３には試料４−４，４−５（ＰＴＦＥ乾燥固形物）の示差熱分析曲線が示されている。なお、同図の分析は、試料４−４（ＰＴＦＥ３１２−ＪＲ（ＧＸ）、三井・デュポンフロロケミカル（図中ＭＤ社と表記））と試料４−５（ＰＯＬＹＦＬＯＮ  ＰＴＦＥ  ＥＫ−３７００Ｃ２１Ｒ、ダイキン工業（図中ＤＫ社と表記））の２種類のＰＴＦＥについて行った。
【０１０４】
図１３に示されるように、高さや出現位置に多少の違いがあるものの試料４−４，４−５の両方で２５０〜３５０℃付近に１本（添加剤由来）、５００〜６００℃付近に１本（フッ素樹脂由来）のピークが確認された。主成分が同じであるにも拘わらずピークの高さと出現位置に多少の違いがあるのは、製品に添加されている副成分に起因するものと考えられる。
【０１０５】
次に、試料４−５についてＤＴＡ分析と同時に７００℃までの範囲で熱重量分析（以下、ＴＧＡとする）を行い、熱重量分析（ＴＧＡ）曲線１と示差熱分析（ＤＴＡ）曲線２とを重ねたものが図１４に示されている。なお、横軸は温度、ＴＧＡ曲線１の縦軸は左軸の目盛り（単位：ｍｇ）に、ＤＴＡ曲線２の縦軸は右軸の目盛り（単位：μＶ）にそれぞれ対応している。
【０１０６】
図１４に示されたＴＧＡ曲線１によれば、ＰＴＦＥ乾燥固形物を燃焼させると、２５０〜３５０℃前後の領域（Ａ）で約１０％、５００〜６００℃前後の領域（Ｂ）で約９０％程度の質量減少が見られ、これはＤＴＡ曲線２で大きな発熱ピークが見られる領域とほぼ一致する。
【０１０７】
図１３，１４の結果から、ＰＴＦＥを燃焼させると２５０〜３５０℃の領域と５００〜６００℃の領域に特徴的なピークが出現することがわかり、このことから、ＰＴＦＥを添加したペット用排尿処理材についてもＴＧＡ若しくはＤＴＡ、又はこれらの分析を併用することで試料にＰＴＦＥが添加されていることを確認できるのではないかと考えられる。
【０１０８】
更に発明者等は、上述のピークがＰＴＦＥのみに見られるものか、それともフッ素樹脂に特徴的なものであるかを確認するため、ＰＦＡの乾燥固形物である試料４−７と、ＦＥＰの乾燥固形物である試料４−６についてもＴＧＡとＤＴＡの分析を行い、その結果を図１５に示した。同図においても、横軸は温度、ＴＧＡ曲線の縦軸は左軸の目盛り（単位：ｍｇ）に、ＤＴＡ曲線の縦軸は右軸の目盛り（単位：μＶ）にそれぞれ対応している。
【０１０９】
図１５（ｂ）に示された試料４−７（ＰＦＡの乾燥固形物）と（図１５（ａ）に示された試料４−６（ＦＥＰの乾燥固形物）の両方で５００℃前後に大きなピークが見られ、このピークによる質量減少率はＰＦＡ、ＦＥＰの双方で９８％前後であった。このことから、５００℃前後の領域で見られるピークは様々なフッ素樹脂において確認できるものだと考えられる。質量減少率の大きさからも、この５００℃前後のピークを観測することがフッ素樹脂の観測に適していると考えられる。
【０１１０】
さて、図１３〜１５においては、ＰＴＦＥをはじめとする各種フッ素樹脂の乾燥固形物を燃焼させてＴＧＡ曲線とＤＴＡ曲線の分析を行ったためそれぞれの化合物の特徴が顕著に表れたが、ペット用排尿処理材にＰＴＥＦを添加した場合には活性ベントナイト等のペット用排尿処理材に含まれる他の成分のピークも現れ、また、試料中に占めるＰＴＦＥの割合も減少するため、図１３〜１５に示されたような綺麗な、換言すればわかりやすい結果は出ないものと考えられる。この点を鑑み、現実的な添加量で示差熱分析を行った結果の部分拡大図が図１６に示されている。
【０１１１】
図１６において、試料１−０（ブランク）は活性ベントナイトの粉末、試料４−８は活性ベントナイト１００重量部に対して５重量部のＰＴＦＥ（ＰＯＬＹＦＬＯＮ  ＰＴＦＥ  ＥＫ−３７００Ｃ２１Ｒ、ダイキン工業製）を吹き付けたもの、試料４−９は活性ベントナイト１００重量部に対して５重量部のＦＥＰ（ＮＥＯＦＬＯＮ  ＦＥＰ  ＮＤ−１１０、ダイキン工業製）を吹き付けたもの、試料４−１０は活性ベントナイト１００重量部に対して５重量部のＰＦＡ（ＮＥＯＦＬＯＮ  ＰＦＡ  ＡＤ−２ＣＲＥＲ、ダイキン工業製）を吹き付けたもの、である。なお、各フッ素樹脂の添加量を約５％としたのは、実用的な添加量と考えられる０．１％程度のＰＴＦＥを活性ベントナイト粒状物表面に吹き付けた場合に、この活性ベントナイト粒状物からＰＴＦＥが偏在している表面部分を削り取った場合の活性ベントナイトに対するＰＴＦＥの割合が５％程度であるとの試算に基づくものである。
【０１１２】
図１６は、上記４種の試料について７００℃までの範囲で示差熱分析を行い、各試料による違いが最も顕著であった４００〜６００℃の範囲のみを部分拡大したものである。フッ素樹脂を含む試料４−８〜４−１０では、いずれも４５０〜５５０℃近辺でフッ素樹脂由来と思われる顕著な発熱ピークが見られるが、フッ素樹脂が含まれていない試料１−０についてはこの領域において発熱ピークは認められない。なお、フッ素樹脂を含む資料４−８〜４−１０についてピークの位置と現れ方にそれぞれ差があるのは、各試料に含まれるフッ素樹脂の種類による違いだと考えられる。
【０１１３】
次に、本発明において用いるフッ素樹脂以外の原料や製造手順等について詳細に説明する。
【０１１４】
［原料粘土について］
本発明のペット用排尿処理材に用いるジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土としては、特に限定されずベントナイトや酸性白土等を適宜用いることができるが、粒状成型品へと加工した後に、粒状成型品１００重量部に対してＣａＯ換算で１重量％以上のカルシウム成分を含有することが好ましく、１．５〜５重量％の範囲であればより好ましい。このような範囲でカルシウム成分を含有しているサブベントナイトを用いることで、吸水開始直後に表面のみが急激に凝集固化して吸水を阻害するようなことがなく、固化吸尿能に優れたペット用排尿処理材とすることが容易になる。
【０１１５】
天然の原料ベントナイトには、方解石のような炭酸カルシウム由来のカルシウム成分をＣａＯ換算で１０％以上も含むものがあるが、このカルシウム成分はスメクタイトの層間にあるカルシウムイオンと添加したナトリウム化合物由来のナトリウムイオンとの交換反応に影響を与える可能性は小さいと思われるが、この含有量が多くなるにつけスメクタイト成分が少なくなるので、全カルシウム成分の含有率はＣａＯ換算で５重量％以下に抑えることが好ましい。
【０１１６】
また、サブベントナイト（主成分：Ｃａ型スメクタイト）乃至酸性白土を用いることにより、主成分であるスメクタイトの層間イオンの全量ではなく、製造段階では吸水開始初期の高吸水性に適した量だけナトリウムイオンで置換しておくことができる。こうすることで、層間イオンの略全量を置換できる量のナトリウム成分を層間ではなくその近傍、若しくは粒状成型品表面等に保持させておき、実際に使用される際に吸尿によりナトリウムイオンが層間に取り込まれ、膨潤と凝集固化に必要なナトリウムイオンが導入されるというペット用排尿処理材を調製することが可能となるからである。
【０１１７】
なお、一般的にペット用排尿処理材の製造においては、膨潤固化性を向上させるためにアルカリ化合物を用いて粘土の層間に陽イオンを導入する所謂活性化処理（詳しくは後述する）が行われることが多く、特にナトリウムイオンを層間に多く導入すると高い膨潤固化性が得られ、粒状物として成型した場合にも比較的固い粒状物ができるという利点がある。しかしながら、実際に使用する時点でナトリウム化が過度に進んでいると、ペット用排尿処理材の表面が水分に触れることでその接触箇所が瞬間的に膨潤固化して内部への水分の浸透を阻むことにより、水分との接触直後の吸水性が悪化することを発明者らは先に知見している。このことから、原料粘土段階でのＮａイオン量にはそれ程拘らなくても良い。
【０１１８】
また、本発明において用いる原料粘土としては、２θ＝２１．５〜２２．５の領域に頂点を有し且つ半値幅（°／２θ）が０．４以上であるＸ線回折ピークを有するオパール性シリカ成分をＳｉＯ2換算で粒状成型品１００重量部に対して２０〜４０重量％の範囲で含むものが望ましい。これらのオパール性シリカ成分により形成された細孔は吸水時に水分が流れ込む流路となり、吸水能の向上に寄与するものである。ここで、ＳｉＯ2の含有率が２０重量％未満では細孔が少なく十分な流路が得られない虞があり、逆に含有率が４０重量％を超えると結着を阻害する成分の割合が多くなるため十分な凝集固化性が得られない虞がある。
【０１１９】
［製造工程］
本発明に係るペット用排尿処理材の製造は、例えば次のように行われる。先ず始めに、採掘された原土（ベントナイト、酸性白土等）の塊を平ロール式粗砕機等にかけて粗砕し、含水量を２５〜４０重量％に調整した後、ナトリウム化合物を加えて混合・混練する。ナトリウム化合物を加えた混合物をスクリュー式押出機により孔径２〜６ｍｍφ程度の造粒板を通過させて含水造粒物となす。
【０１２０】
ここで、ナトリウム化合物を加えた後の混練処理は所謂活性化処理に相当し、前述の通りナトリウムイオンの層間への導入（Ｎａ型化）が進行しすぎないように、温度：常温〜５０℃で、数分間〜１時間程度で行うことが好ましい。また、同様の理由によりナトリウム化合物は粉体で添加することが好ましく、水溶液として加える場合には、ナトリウム水溶液添加後の含有水分が２５〜４０重量％となるように初期の含水量を調整することが望ましい。
【０１２１】
混合・混練処理に用いる装置としては、一軸または二軸の押出型混練装置、スクリュー式押出機、ロール型混練装置、バンバリーミキサー、土練機、コンクリートミキサー、ディスクペレッターなどを用いることができる。
【０１２２】
また、ナトリウム化合物の使用量は、スメクタイトの層間の陽イオンを全てナトリウムイオンで置換できる程度の量であれば良く、具体的には、原土１００重量部に対して、Ｎａ２Ｏ換算で０．８〜３．６重量部程度の量となる。
【０１２３】
本発明において用いるナトリウム化合物としては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウムの中から１種又は２種以上を用いることができる。
【０１２４】
次いで、含水造粒物に熱風を当てて乾燥させて活性ベントナイト造粒物とするが、この際の乾燥温度は１００〜２５０℃であり、１５０〜２００℃の範囲であればより好ましい。また、この乾燥処理は造粒物の含有水分が５重量％以下となるまで行われ、乾燥に要する時間は含水造粒物の含有水分にもよるが、０．３〜３時間程度である。
【０１２５】
次に、得られた活性ベントナイト造粒物の表面にＰＴＦＥを付着させることで、本発明に係るペット用排尿処理材が得られる。なお、ここで活性ベントナイト造粒物の外表面に付着したポリテトラフルオロエチレンは部分的に繊維化された状態であってもよい。
【０１２６】
本発明において、活性ベントナイト造粒物の表面にＰＴＦＥを付着させる方法としては、ＰＴＦＥ水性分散液を活性ベントナイト造粒物表面に吹き付ける、ＰＴＦＥ水性分散液に浸漬する、ＰＴＦＥの乾燥粉末を活性ベントナイト造粒物の表面にまぶす、などの方法が考えられる。なお、ここでＰＴＦＥ水性分散液とは、ポリテトラフルオロエチレンの繊維が毬藻状に凝集した０．１５〜０．３５μｍ径の微小凝集塊粒子が界面活性剤の添加により水に分散された液のことであり、市販のものを適宜用いることができる。
【０１２７】
また、ＰＴＦＥ水性分散液を用いる際には、ＰＴＦＥ水性分散液の濃度と噴霧量は、活性ベントナイト造粒物とＰＴＦＥとの存在比が好ましい範囲となるように調製する。本発明において、ＰＴＦＥの添加量は、活性ベントナイト造粒物：ＰＴＦＥ＝１００：０．００１〜０．２の範囲となるように調製するものであり、活性ベントナイト造粒物：ＰＴＦＥ＝１００：０．００２〜０．１の範囲であればより好ましい。活性ベントナイト造粒物とＰＴＦＥ繊維との重量比を上述の範囲とすることで、発塵防止効果は十分に得られつつ、しかもペット用排尿処理材としての性能も十分に充たすペット用排尿処理材とすることができる。
【０１２８】
また本発明においては、ＰＴＦＥの添加処理を行う際に、ポリアルキレングリコール及び／又はケイ酸ナトリウムも添加するようにしてもよい。また、ＰＴＦＥの場合と同様に、これらの物質も水溶液として用いても良い。ポリアルキレングリコール水溶液及び／又はケイ酸ナトリウム水溶液を吹き付ける場合には、ＰＴＦＥ水性分散液と別途調製して同時に吹き付けるように構成してもよいし、ＰＴＦＥ水性分散液と混合して吹き付けるように構成してもよい。
【０１２９】
本発明においては、ＰＴＦＥの吹き付け工程の後に、ＰＴＦＥが付着した活性ベントナイト造粒物の一部を適当な容器に部分充填し、充填物全体に搖動、振動、回転、シェイキング、タッピング、かき混ぜ等の外力を及ぼすことでＰＴＦＥ繊維の一部をフィブリル化させるＰＴＦＥ繊維化工程を設けても良い。
【０１３０】
このようなＰＴＦＥ繊維化工程を設けることで、活性ベントナイト造粒物の外表面に付着したＰＴＦＥ繊維の凝集塊粒子が、活性ベントナイト造粒物の相互の衝突や摩擦によって繊維状に解けて広がる。そして、この不規則に形成された繊維の網乃至綱が造粒物外表面から同時に生じた粉塵や以前から付着していた粉塵等も一緒に絡め取るように捕捉することで、発生した粉塵は活性ベントナイト造粒物の表面に捕捉されたまま粉体として分離されず、それ以降の取り扱い時における発塵が起り難くなるものである。
【０１３１】
また、ＰＴＦＥ繊維化工程に用いる容器としては、繊維化処理を行う活性ベントナイト造粒物を充填しても容器内に十分な空間が残り、容器に揺動、振動、回転、シェイキング、タッピング、かき混ぜ等の外力を与えた際に活性ベントナイト造粒物が容器内で十分に動ける程度の大きさを有するものが好ましく、このような容器としては、例えば、回転式チューブミル、ポットミル、転動造粒機、低速回転ミキサー等の容器が挙げられ、本使用時には通常用いる粉砕媒体や撹拌機などは不要である。また、活性ベントナイト造粒物の縦方向乃至横方向への移送経路中に設けられた邪魔板等によるかき混ぜのような外力を利用した繊維化工程も考えられる。
【０１３２】
このようにして得られたペット用排尿処理材は、以下のような構成及び物性を有するものである。
【０１３３】
本発明に係るペット用排尿処理材は、活性ベントナイトが０．１〜２ｍｍ程度の塊状物を形成し、この塊状物が寄り集まり固着することで粒状成型品となる。ここで、粒状成型品の形状としては平均短径が２〜６ｍｍであればよいが、平均短径が２〜５ｍｍ、平均長径が４〜１０ｍｍの範囲である略円柱形状であればより好ましい。ペット用排尿処理材をある程度の大きさを有する円柱形状に加工することで猫などの四足の肉球の間に挟み込まれ難い大きさとなり、ペットがペット用排尿処理材の上を歩いた場合でもペット用排尿処理材が肉球の間に挟まって周辺に散らばることがなく、生活空間に配備する商品として飼主側からの美観の点でも好ましい。
【０１３４】
活性ベントナイト造粒物からなるペット用排尿処理材では、含有水分を低く維持することが吸尿固化性能を高く維持させるための重要なファクターの一つである。活性ベントナイト造粒物は本来吸湿性が高いため、包装袋を開封してからトレイ上等に容れられ使用されるまでの間に空気中の水分による吸湿のため含有水分の漸増と、それに伴う吸尿固化性能の漸減は避けられない。このため、工場で包装される段階では包装工程の前の乾燥工程ではできるだけ低水分に仕上げ、包装工程ではできるだけ防湿性の高い包装を行うことが望ましい。
【０１３５】
本発明においては、実際に使用される時点でペット用排尿処理材の含有水分が１０重量％以下であることが望ましいため、工場出荷時における水分含有率は５重量％以下であることが好ましく、３重量％以下であればより好ましい。実際にペット用排尿処理材として使用される時点での水分含有率が１０重量％以下であれば、ペット用排尿処理材として十分な吸水性及び凝集固化性は維持できるものと考えられる。
【０１３６】
本発明に係るペット用排尿処理材は、下記の式（１）で定義される固化吸尿能ＣUSが５０以上であることが好ましく、６０以上であればより好ましい。なお、式（１）において固化吸尿能ＣUSが５０以上であるということは、ペット用排尿処理材１ｇ当たりの下記電解質溶液の吸水量が０．５ｇ以上であることを意味する。
ＣUS＝［ＭP／（ＭA−ＭP）］×１０2・・・・・・・・・・式（１）
（式中、ＭAは、所定の電解質溶液ＭP（ｇ）を吸収した固化塊状物の重量（ｇ）、
また、前記電解質溶液は、各イオンが以下の濃度（ｍｅｑ／ｋｇ）で含まれた
水溶液である。）
Ｃａ2+              １
Ｍｇ2+              ９
Ｋ+            １２０
Ｎａ+          ２５０
Ｃｌ-          １５０
ＳＯ42-           ８０
ＨＣＯ3-          ７０
Ｈ2ＰＯ4-         ８０
【０１３７】
Ｎａ型化が過度に進行していると、最初に水分と接触した粒状物表面が吸水により急激に凝集固化することにで内部への水分浸透を阻むため、上述の値を充たすのは困難であると考えられる。
【０１３８】
また、本発明に係るペット用排尿処理材の製造工程において、乾燥工程完了時点、即ちＰＴＦＥ水性分散液が吹き付けられる前の時点での固化吸尿能ＣUSが６０以上となるように調整することが好ましい。ＰＴＦＥ繊維は元来撥水性を有するものであるため、ＰＴＦＥ繊維が該造粒物の外表面に偏在していると、造粒物表面は僅かながら疎水性を帯び、固化吸尿能を低下させる傾向が出てくると考えられるからである。
【０１３９】
本発明のペット用排尿処理材においては、ペット用排尿処理材としての性能を損なわない範囲で、消臭剤、抗菌剤、その他の添加物を加えても良い。
【０１４０】
［実施例］
以下において、各実施例、比較例、及び参考例により、本発明をより詳細に説明する。
【０１４１】
［実施例１〜７］
〈第１工程〉
原料粘土として、新潟県新発田市小戸地域Ａ−２鉱区産のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土(含水物)約１００ｋｇを用い、１０ｍｍ巾の波目形孔を有する造粒板を装着した単軸型押出造粒機で押し出すことにより粗砕した。この粗砕原料粘土１００重量部（１５０℃乾燥基準）に対しＮａ2ＣＯ3として３重量部となるように炭酸ソーダ（工業用）の粉末をふりかけ、単軸型押出造粒機（６ｍｍ円形孔  造粒板装着）に３回、次いで縦型回転ロール式押出造粒機（デスクペレッター、２．８ｍｍ円形孔  造粒板装着）に１回かけて、混練・捏和・造粒した。得られた含水造粒物を実験用の回転式乾燥機に投入し、併流式にＬＰＧ燃焼による熱風を当て、機内での滞留時間を約４０分間に調整して出口での排気温度が１４０〜１６０℃となるように乾燥した。最初に排出してきた乾燥造粒物約５ｋｇ分は採取せず、その後の約５０ｋｇ分を採取し、解砕機と篩分機にかけて整粒し、活性ベントナイト造粒物を得た。
得られた造粒物の平均短径は２．２ｍｍであり、カルシウム成分含有率はＣａＯ換算で２．１重量％、水分含有率は０．８％であった。また、オパール性シリカ成分の［１１１］面に基づく回折ピークの半値幅（°／２θ）は０．６９であり、該シリカ成分の含有率は２８重量％であった。
【０１４２】
〈第２工程〉
第１工程で得られた造粒物を、感度０．０５ｇの台秤の上に置いたフッ素樹脂コーティング製バット（平皿、３０×２１×６ｃｍ）にあけて１．００ｋｇを秤取し、その上から、市販のポリテトラフルオロエチレン２９．８％分散液（ＰＴＦＥ３１２−ＪＲ、三井・デュポンフロロケミカル（株）製）を必要に応じて水で希釈した各所定濃度（％）のＰＴＦＥ分散液の各所定量（ｇ）を数回に分け、全体を振り混ぜながら市販の手動噴霧器にて均一に噴霧して表面に付着させ、ＰＴＦＥ添着活性ベントナイト造粒物を得た。
実施例１〜７におけるＰＴＦＥの分散液濃度（％）の吹付け量（ｇ）と造粒物１００重量部に対する添加部数（＝添加濃度、単位：％）は下記表５の通りである。
【表５】
0005681664.tif 000006
【０１４３】
〈第３工程〉
実施例１〜７の第２工程で得られたＰＴＦＥ添着活性ベントナイト造粒物（１ｋｇ）をチャック付ポリエチレン袋（市販品：４００×２８０×０．０４ｍｍ）に空気とともに膨満させて封入し、該造粒物内包袋を７０〜８０ｃｍの振り幅で上下動させる動作を１００回繰り返し、造粒物同士を充分に擦り合わせて表面に付着しているＰＴＦＥの繊維の凝集を解し、ＰＴＦＥの繊維化を行った。
【０１４４】
［比較例１〜２］
〈第１工程〉
実施例１〜７の第１工程と全く同じ工程を実施し、活性ベントナイト造粒物を得た。
〈第２工程〉
実施例１〜７の第２工程において、ＰＴＦＥ分散液の吹付け条件を下記表６のようにして行う以外は全く同様に実施し、ＰＴＦＥ付着活性ベントナイト造粒物を得た。
【表６】
0005681664.tif 000007
〈第３工程〉
第２工程で得られたＰＴＦＥ添着活性ベントナイト造粒物（１ｋｇ）について、実施例１〜７の第３工程と全く同様に実施し、造粒物の表面に添着されたＰＴＦＥの繊維化を行った。
【０１４５】
［比較例３］
実施例１〜７の第１工程と全く同じ工程を実施し、ＰＴＦＥを添着する第２工程、第３工程は実施せずに活性ベントナイト造粒物を得た。
【０１４６】
［参考例１〜２］
〈第１工程〉
原料粘土として、新潟県新発田市小戸地域Ｂ−１鉱区産（＝参考例１）または同地域Ｃ−１鉱区産（＝参考例２）のジオクタヘドラル型スメクタイト系粘土(含水物)約１０ｋｇを用い、１０ｍｍ巾の波目形孔を有する造粒板を装着した単軸型押出造粒機で押し出すことにより粗砕した。この粗砕原料粘土１００重量部（１５０℃乾燥基準）に対しＮａ2ＣＯ3として３重量部となるように炭酸ソーダ（工業用）の粉末をふりかけ、ポリエチレン製袋に入れてよく振り混ぜてから、単軸型押出造粒機（５ｍｍ円形孔  造粒板装着）に３回、次いで縦型回転ロール式押出造粒機（デスクペレッター、３．０ｍｍ円形孔  造粒板装着）に１回かけて、混練・捏和・造粒した。得られた含水造粒物をステンレス鋼製のバットに取り入れ、１７０℃に温度設定した箱型乾燥器に入れて約４時間かけて乾燥した。放冷後、解砕機と篩分機にかけて整粒し、活性ベントナイト造粒物を得た。
〈第２工程〉
実施例１〜７の第２工程において、ＰＴＦＥ分散液の吹付け条件を下記表７のようにして行う以外は全く同様に実施し、ＰＴＦＥ付着活性ベントナイト造粒物を得た。
【表７】
0005681664.tif 000008
〈第３工程〉
第２工程で得られたＰＴＦＥ添着活性ベントナイト造粒物（１ｋｇ）について、実施例１〜７の第３工程と全く同様に実施し、造粒物の表面に添着されたＰＴＦＥの繊維化を行った。
【０１４７】
［参考例３］
日本国内のＡ社から販売されている現在市販のペット用排尿処理材（円柱状成型品）である。成型品の表面状態から判断して、別途製造した活性ベントナイト粉末を加水混練・造粒し、乾燥して製した可能性が高いものである。
【０１４８】
以上の実施例１〜７、比較例１〜３、及び参考例１〜３によって得られたペット用排尿処理材について、発塵性と固化性の性能試験及び各種物性測定を行った結果を図１７，１８に示した。なお、発塵増加量δＤ、発塵性総合評価、固化吸水能、固化性総合評価はそれぞれ以下の要領で測定した。また、実施例１〜７及び比較例１〜３で得られた粒状成型品のカルシウム成分含有率、オパール性シリカ成分の［１１１］面に基づく回折ピークの半値幅（°／２θ）および該シリカ成分の含有率については第１工程で得られた活性ベントナイト造粒物のデータと相違ないものと見做した。
【０１４９】
＜発塵性試験２＞
〈発塵増加量δＤ〉
前述の加衝撃後発塵量ＤnSから初期発塵量ＤORを差し引いた値を発塵増加量δＤ（ｃｐｍ）とし、発塵性を評価した。
〈発塵性総合評価〉
各実施例、比較例及び参考例において得られたＰＴＦＥ付着活性ベントナイト造粒物及び活性ベントナイト造粒物について、各成型品試料の初期発塵量ＤOR、１００回加衝撃後発塵量Ｄ100S及び発塵増加量δＤから下記表８の基準により発塵抑制効果を評価し、発塵性総合評価として各評価記号で示した。
【表８】
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【０１５０】
＜固化性試験２＞
〈固化吸水能ＣPW〉
ＣPW＝［ＭQ／（ＭB−ＭQ）］×１０2・・・・・・式（２）
（式中、ＭＢは純水ＭQ（ｇ）を吸収した固化塊状物の重量（ｇ）である。）
なお、固化吸水能ＣPWは、単位は無次元であるが、純水に対する固化塊状物を構成している粒状品試料の１００ｇ当たりの吸水量（ｇ）を意味している。本願における実験では、前記固化吸尿能測定法において、擬似尿電解質溶液８ｇを純水８ｇに代える以外は全く同様の操作を行い、固化重量ＭB（ｇ）を測定し、前記式（２）に代入することで固化吸水能ＣPWを算出した。ここでは、この測定操作を５回繰り返して行い、最大値と最小値をカットし、３個の測定値の平均値をもって固化吸水能ＣPWとした。
〈固化性総合評価〉
ペットの尿は、そのペットの食事や水分摂取量、健康状態などによって尿中電解質濃度が大きくばらつくものであるため、前述の固化吸尿能と固化吸水能の双方を測定することで様々な状態の尿に対応できると考えられる。
そこで、本発明の実施例、比較例及び参考例においては、各成型品試料の固化吸尿能ＣUS及び固化吸水能ＣPWの値と測定時の吸液性や固化状態の観察から、下記表９の基準により吸尿固化性を評価し、固化性総合評価として各評価記号で示した。
【表９】
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【０１５１】
図１７より明らかなように、実施例１〜７で得られた本発明のペット用排尿処理材は、初期発塵量ＤOR、加衝撃後発塵量Ｄ100S、発塵増加量δＤのいずれもが低く抑えられており、ＰＴＦＥ添加濃度が０．００１％と一番少ない実施例１であっても、ＰＴＦＥ無添加の比較例３に比べて各発塵量がほぼ半減していることがわかる。
【０１５２】
また、実施例２〜７によるペット用排尿処理材では、ＰＴＦＥ添加濃度の増加につれて、初期発塵量、加衝撃後発塵量のいずれもが大幅に改善されており、非常に優れた発塵抑制効果が得られていることが明らかである。
【０１５３】
さらに固化性においても、実施例１〜７により得られたペット用排尿処理材は、実用上好ましいと考えられる固化吸尿能ＣUS≧６０、及び固化吸水能ＣPW≧６０の双方を保持しているどころか、ＰＴＦＥ無添加である比較例３に比して固化吸尿能は寧ろ向上している。
【０１５４】
また、各実施例の固化吸尿能と固化吸水能を詳細に観察すると、純水に対する固化吸水能はＰＴＦＥの添加濃度が高くなるにつれ徐々に低下する傾向にあるのに対して、擬似尿に対する固化吸尿能では添加濃度が高くなるにつれて同様に増加する傾向が見られた。純水と擬似尿で逆の傾向を示す理由は定かではないが、両液の表面張力の差や各成型品紙料表面の両液に対する濡れ性の差、あるいは尿中の電解質成分と活性ベントナイト層間のナトリウムイオンとの関係によるものではないかと推測される。
【０１５５】
これに対して、ＰＴＦＥの添加濃度が０．２％を超えた比較例１〜２により得られたペット用排尿処理材では、図１８に示されたように発塵性は実施例１〜７の場合もさらに改善されて、さらには吸尿能も数値自体は上昇した。しかしながら、ペット用排尿処理材を構成する粘土塊の外表面が疎水性乃至撥水性を帯びることで固化吸水能は悪化し、測定に要する１０分間では吸水されきらなかったため、測定不能であった。このため、比較例１，２によるペット用排尿処理材を実際に使用した場合には、ペット用排尿処理材を敷き詰めた面の表層に水分が長時間留まりやすくなり、実用的な吸水性及び固化性の面でやや問題が残る。
【０１５６】
参考例１と参考例２により得られたペット用排尿処理材はいずれも発塵性、固化性の両面で本発明に相当する優れた実施例であるが、参考例１の例ではカルシウム成分の含有率が低い分だけベントナイトのＮａ型化が進行しており、またオパール性シリカ成分の含有量が少なく相対的にスメクタイト成分が多くなっている。このため、参考例２に比して発塵抑制効果はやや高いが、固化吸尿能はすこし低くなっている。
【０１５７】
また、参考例３によるペット用排尿処理材は活性ベントナイト粉末を造粒・成型したものであるからか、発塵は極めて高いものであった。また、その製法からベントナイトのＮａ型化が大分進行しているためか、固化性も実用上は適当な範囲であるものの、固化吸尿能は本発明による実施例１〜７よりもやや低かった。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上説明したように、本発明に係るペット用排尿処理材は、ペット用排尿処理材として用いるのに優れた吸水能乃至吸尿能と凝集固化性能を有しながらも、搬送時やペット用トイレへ移し替える際に舞い立つ粉が少なく、健康面や衛生面からも好適なものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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