(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混練されていない被造粒材料を造粒機を用いて造粒することにより、造粒物を形成する造粒工程と、
前記被造粒材料の含水率が所定の値となるように、前記被造粒材料中の水分を搾出することにより当該被造粒材料中の水分量を調整する水分調整工程と、
前記造粒工程に先立って、前記被造粒材料に加水する加水工程と、
前記造粒機に前記被造粒材料を移送する移送工程と、を含み、
前記加水工程は、前記移送工程と同時に実行されることを特徴とする吸水処理材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の吸水処理材の製造方法において、
前記水分調整工程は、前記造粒工程と同時に実行され、
前記水分調整工程における前記水分の搾出は、前記造粒工程における前記被造粒材料の造粒時に当該被造粒材料を圧搾することにより行われる吸水処理材の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の吸水処理材の製造方法において、
前記造粒機は、前記被造粒材料を通過させる貫通孔が設けられたダイスを有する押出造粒機である吸水処理材の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の吸水処理材の製造方法において、
前記貫通孔は、当該貫通孔の出口に近づくにつれて径が小さくなるテーパ部を有する吸水処理材の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の吸水処理材の製造方法において、
前記テーパ部は、前記ダイスの厚み方向の全体にわたって設けられている吸水処理材の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の吸水処理材の製造方法において、
前記移送工程における前記被造粒材料の移送は、ベルトコンベアによって行われ、
前記加水工程における前記被造粒材料への加水は、前記ベルトコンベアに乗って移送中の前記被造粒材料に対して散水することにより行われる吸水処理材の製造方法。
【請求項７】
混練されていない被造粒材料を造粒することにより、造粒物を形成する造粒機と、
前記被造粒材料の含水率が所定の値となるように、前記被造粒材料中の水分を搾出することにより当該被造粒材料中の水分量を調整する水分調整部と、
前記造粒機により造粒される前の前記被造粒材料に加水する加水部と、
前記造粒機に前記被造粒材料を移送する移送部と、を備え、
前記加水部による前記被造粒材料への加水は、前記移送部による前記被造粒材料の移送と同時に実行されることを特徴とする吸水処理材の製造装置。
【請求項８】
請求項７に記載の吸水処理材の製造装置において、
前記水分調整部は、前記造粒機中に設けられており、
前記水分調整部による前記水分の搾出は、前記造粒機による前記被造粒材料の造粒時に当該被造粒材料を圧搾することにより行われる吸水処理材の製造装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の吸水処理材の製造装置において、
前記造粒機は、前記被造粒材料を通過させる貫通孔が設けられたダイスを有する押出造粒機である吸水処理材の製造装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の吸水処理材の製造装置において、
前記貫通孔は、当該貫通孔の出口に近づくにつれて径が小さくなるテーパ部を有する吸水処理材の製造装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の吸水処理材の製造装置において、
前記テーパ部は、前記ダイスの厚み方向の全体にわたって設けられている吸水処理材の製造装置。
【請求項１２】
請求項７乃至１１の何れかに記載の吸水処理材の製造装置において、
前記移送部は、ベルトコンベアであり、
前記加水部による前記被造粒材料への加水は、前記ベルトコンベアに乗って移送中の前記被造粒材料に対して散水することにより行われる吸水処理材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸水処理材の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸水処理材の一種である排泄物処理材の製造方法が記載されている。この製造方法においては、まず、原材料を粉砕機によって粉砕する。次に、粉砕された原材料に加水した後、当該原材料を混練する。続いて、混練された原材料を押出造粒機によって造粒することにより、粒状のコア層を形成する。最後に、コア層を被覆材料で被覆する。以上により、コア層及び被覆層からなる排泄物処理材が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８３８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の吸水処理材の製造方法においては、造粒工程に先立って、原材料（被造粒材料）の混練工程が実行される。混練工程においては、原材料の含水率が所定の値となるように、原材料中の水分量の調整が行われる。それゆえ、かかる混練工程は、従来の吸水処理材の製造方法において欠くことのできない重要な工程であった。しかしながら、その一方で、混練工程を実行することは、吸水処理材の製造工程の複雑化を招く要因であった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、混練工程を省略することができる吸水処理材の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による吸水処理材の製造方法は、混練されていない被造粒材料を造粒機を用いて造粒することにより、造粒物を形成する造粒工程と、上記被造粒材料の含水率が所定の値となるように、当該被造粒材料中の水分量を調整する水分調整工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この製造方法においては、混練されていない被造粒材料が造粒される。すなわち、造粒に先立って、被造粒材料の混練は行われない。その代わり、水分調整工程が実行されるため、被造粒材料中の水分量の調整を行うことができる。したがって、この製造方法によれば、被造粒材料を混練する工程を省略することができる。
【０００８】
また、本発明による吸水処理材の製造装置は、混練されていない被造粒材料を造粒することにより、造粒物を形成する造粒機と、上記被造粒材料の含水率が所定の値となるように、当該被造粒材料中の水分量を調整する水分調整部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この製造装置においては、混練されていない被造粒材料が造粒される。すなわち、造粒に先立って、被造粒材料の混練は行われない。その代わり、水分調整部が設けられているため、被造粒材料中の水分量の調整を行うことができる。したがって、この製造装置によれば、被造粒材料を混練する工程を省略することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、混練工程を省略することができる吸水処理材の製造方法及び製造装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による吸水処理材の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明による吸水処理材の製造装置の一実施形態を示す構成図である。
【図３】図２の製造装置における造粒機に設けられたダイスを示す断面図である。
【図４】図３のダイスを示す平面図である。
【図５】図２の製造装置における移送部及び加水部の構成を説明するための図である。
【図６】一変形例に係るダイスを示す断面図である。
【図７】他の変形例に係るダイスを示す断面図である。
【図８】他の変形例に係るダイスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は、本発明による吸水処理材の一実施形態を示す模式図である。吸水処理材６０は、液体を吸収する吸水処理材であって、粒状芯部６２（造粒物）及び被覆層部６４を備えている。吸水処理材６０は、例えば、猫や犬等の排泄物を吸収する排泄物処理材である。
【００１４】
粒状芯部６２は、粒状に成形されている。かかる粒状の形状としては、例えば、球、円柱、楕円体が挙げられる。粒状芯部６２は、液体を吸水及び保水する機能を有する。粒状芯部６２を構成する材料（被造粒材料）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。これらの材料は、粒状芯部６２の主材料であることが好ましい。ここで、粒状芯部６２の主材料とは、粒状芯部６２を構成する材料のうち、当該粒状芯部６２に占める重量割合が最大のものをいう。
【００１５】
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。
【００１６】
被覆層部６４は、粒状芯部６２を覆っている。被覆層部６４は、粒状芯部６２の表面の全体を覆っていてもよいし、粒状芯部６２の表面の一部のみを覆っていてもよい。この被覆層部６４は、使用時に液体を吸収した吸水処理材６０どうしを接着させて固まりにする機能を有する。被覆層部６４を構成する材料としても、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。これらの材料は、被覆層部６４の主材料であることが好ましい。
【００１７】
被覆層部６４には、接着性材料が含有されている。かかる接着性材料としては、例えば、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）、デキストリン、又は吸水性ポリマーを用いることができる。
【００１８】
図２は、本発明による吸水処理材の製造装置の一実施形態を示す構成図である。製造装置１は、上述の吸水処理材６０を製造する装置であって、造粒機１０及び水分調整部２０を備えている。
【００１９】
造粒機１０は、混練されていない被造粒材料を造粒することにより、造粒物を形成するものである。本実施形態において造粒機１０は、押出造粒機である。造粒機１０は、図３及び図４に示すダイス１２を有している。図３及び図４は、それぞれダイス１２の断面図及び平面図を示している。ダイス１２には、被造粒材料を通過させる貫通孔１４が設けられている。なお、実際には１つのダイス１２に複数の貫通孔１４が形成されているが、ここでは１つの貫通孔１４のみを示している。貫通孔１４は、貫通孔１４の入口１４ａから出口１４ｂに近づくにつれて径が小さくなるテーパ部を有している。本実施形態においてテーパ部は、ダイス１２の厚み方向の全体にわたって設けられている。換言すれば、貫通孔１４の全体がテーパ状に形成されている。
【００２０】
水分調整部２０は、被造粒材料の含水率が所定の値となるように、当該被造粒材料中の水分量を調整する部分である。水分調整部２０による水分量の調整は、被造粒材料中の水分を搾出することにより行われる。製造装置１において水分調整部２０は、造粒機１０中に設けられている。具体的には、上述のダイス１２が水分調整部２０として機能する。かかる水分調整部２０による水分の搾出は、造粒機１０による被造粒材料の造粒時に当該被造粒材料を圧搾することにより行われる。
【００２１】
図２に戻って、製造装置１は、移送部３０、加水部４０及び粉砕機５０を更に備えている。移送部３０は、造粒機１０に被造粒材料を移送する部分である。本実施形態において移送部３０は、ベルトコンベアである。加水部４０は、造粒機１０により造粒される前の被造粒材料に加水する部分である。また、粉砕機５０は、被造粒材料を所定の大きさに粉砕するものである。
【００２２】
加水部４０による被造粒材料への加水は、移送部３０による被造粒材料の移送と同時に実行される。具体的には、図５に示すように、加水部４０による被造粒材料Ｍ１への加水は、ベルトコンベア（移送部３０）に乗って移送中の被造粒材料Ｍ１に対して散水することにより行われる。
【００２３】
続いて、製造装置１の動作と併せて、本発明による吸水処理材の製造方法の一実施形態を説明する。まず、粉砕機５０を用いて、被造粒材料を粉砕する。次に、ベルトコンベア（移送部３０）によって、粉砕された被造粒材料を造粒機１０に移送する（移送工程）。このとき、加水部４０によって、移送中の被造粒材料に対して散水することにより、被造粒材料に加水する（加水工程）。このように、本実施形態において加水工程は、移送工程と同時に実行される。
【００２４】
その後、造粒機１０を用いて、混練されていない被造粒材料を造粒することにより、造粒物を形成する（造粒工程）。造粒工程においては、ダイス１２に被造粒材料を押し付ける。これにより、貫通孔１４を通過する際に被造粒材料が造粒される。
【００２５】
また、被造粒材料の含水率が所定の値となるように、当該被造粒材料中の水分量を調整する（水分調整工程）。かかる水分量の調整は、被造粒材料中の水分を搾出することにより行われる。本実施形態において水分調整工程は、造粒工程と同時に実行される。具体的には、水分調整工程における水分の搾出は、造粒工程における被造粒材料の造粒時に被造粒材料を圧搾することにより行われる。すなわち、押出造粒時に貫通孔１４の内面から圧力を受けることにより、被造粒材料が圧搾され、当該被造粒材料中の水分が搾出される。圧搾力の調整は、被造粒材料に加わる圧力を変えることにより行うことができる。例えば、ダイス１２を厚くして被造粒材料に加わる圧力を大きくすることにより、圧搾力を強めることができる。これにより、造粒物として粒状芯部６２が形成される。
【００２６】
次に、コーティング装置等を用いて、粒状芯部６２の周囲に被覆層部６４を構成する材料を付着させることにより、被覆層部６４を形成する。当該材料の付着は、例えば、散布又は噴霧により行うことができる。その後、このようにして得られた吸水処理材を、所定の寸法の篩目を有する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６０が得られる。
【００２７】
本実施形態の効果を説明する。本実施形態においては、混練されていない被造粒材料が造粒される。すなわち、造粒に先立って、被造粒材料の混練は行われない。その代わり、水分調整部２０により水分調整工程が実行されるため、被造粒材料中の水分量の調整を行うことができる。したがって、本実施形態によれば、被造粒材料を混練する工程を省略することができる。このことは、吸水処理材６０の製造工程の簡略化につながる。
【００２８】
これに対して、被造粒材料の混練を行うことは、製造工程の複雑化を招くだけでなく、吸水処理材の水解性（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）を低下させる要因ともなる。混練することにより、被造粒材料どうしが複雑に絡み合って分離しにくくなるからである。本実施形態によれば、かかる問題を解消し、水解性の高い吸水処理材６０を得ることができる。かかる吸水処理材６０は、使用後に水洗トイレに流して処分することができるため、ユーザにとっての利便性が高い。
【００２９】
水分調整工程における水分量の調整は、被造粒材料中の水分を搾出することにより行われている。かかる方法によれば、被造粒材料中の水分量の調整を短時間で行うことができる。
【００３０】
水分調整工程における水分の搾出は、造粒工程における被造粒材料の造粒時に当該被造粒材料を圧搾することにより行われている。これにより、造粒時の圧力を利用して被造粒材料中の水分を搾出することができるため、簡易な装置構成で、水分量の調整を実現することができる。
【００３１】
ダイス１２の貫通孔１４は、その出口に近づくにつれて径が小さくなるテーパ部を有している。このため、被造粒材料に加わる圧力は、当該被造粒材料がテーパ部を進むにつれて徐々に大きくなる。これにより、被造粒材料中の水分の搾出を効率的に行うことができる。本実施形態においてはテーパ部がダイス１２の厚み方向の全体にわたって設けられているため、被造粒材料中の水分の搾出を特に効率的に行うことができる。
【００３２】
造粒に先立って、被造粒材料への加水が行われている。これにより、粉砕直後の被造粒材料の含水率が低い場合であっても、当該被造粒材料に対して造粒に必要な量の水分を供給することができる。ただし、かかる加水工程を実行することは、必須でない。
【００３３】
被造粒材料への加水は、被造粒材料の移送と同時に行われている。このように加水工程と移送工程とを同時に実行することにより、吸水処理材６０の製造に要する時間を短縮することができる。
【００３４】
被造粒材料への加水は、ベルトコンベア（移送部３０）に乗って移送中の被造粒材料に対して散水することにより行われている。これにより、簡易な装置構成で、加水工程と移送工程とを同時に実行することができる。
【００３５】
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、貫通孔１４のテーパ部がダイス１２の厚み方向の全体にわたって設けられた例を示した。しかし、貫通孔１４のテーパ部は、図６〜図８に示すように、ダイス１２の厚み方向の一部にのみ設けられていてもよい。図６においては、貫通孔１４の入口１４ａから途中にかけてテーパ部が設けられている。図７においては、貫通孔１４の途中から出口１４ｂにかけてテーパ部が設けられている。また、図８においては、貫通孔１４の途中の領域（入口１４ａ及び出口１４ｂを除く領域）にのみテーパ部が設けられている。図６〜図８の何れにおいても、テーパ部は、ダイス１２の厚み方向の２分の１以上の領域にわたって設けられている。なお、貫通孔１４にテーパ部を設けることは、必須でない。
【００３６】
上記実施形態においては、粒状芯部６２及び被覆層部６４からなる複層構造の吸水処理材６０を示した。しかし、被覆層部６４を設けることは、必須でない。すなわち、吸水処理材６０は、粒状芯部６２のみからなる単層構造であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  製造装置
１０  造粒機
１２  ダイス
１４  貫通孔
１４ａ  入口
１４ｂ  出口
２０  水分調整部
３０  移送部
４０  加水部
５０  粉砕機
６０  吸水処理材
６２  粒状芯部（造粒物）
６４  被覆層部
【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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