JP5746660B2 - 吸水処理材 - Google Patents

Description

本発明は、人又は動物の排泄物等の液体を吸収する吸水処理材に関する。

特許文献１には、吸水処理材の一種である動物用の排泄物処理材が記載されている。この排泄物処理材においては、焙煎コーヒー豆のコーヒー抽出液残渣を主材料とする粒状芯部が設けられている。そして、コーヒー抽出液残渣が有する褐色を隠すべく、粒状芯部の表面は白色等に着色されている。
特開平６−３１５３３０号公報

このように粒状芯部を所望の色に着色することにより、粒状芯部の材料として、美観を損なう色を有する材料を用いた場合であっても、吸水処理材の美観の低下を防止することができる。しかしながら、従来の吸水処理材には、色彩による美観向上という面で改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、美観に優れた吸水処理材を提供することを目的とする。

本発明の吸水処理材は、液体を吸収する吸水処理材であって、第１の色を有する粒状芯部と、上記粒状芯部の内部又は表面上に存在し、上記粒状芯部を上記第１の色とは異なる第２の色に着色する色素と、上記粒状芯部を被覆し、上記第１及び第２の色とは異なる第３の色を有する色素を含む被覆層部と、を備え、当該吸水処理材が上記液体を吸収した時、上記第２の色及び上記第３の色が共に上記被覆層部を透過し、上記第１乃至第３の色とは異なる第４の色を発現させることを特徴とする。

この吸水処理材においては、粒状芯部が、色素によって、粒状芯部が本来有する色（第１の色）とは異なる色（第２の色）に着色されている。これにより、粒状芯部の材料として、美観を損なう色を有する材料を用いた場合であっても、吸水処理材の美観の低下を防止することができる。さらに、この吸水処理材は、使用時すなわち液体吸収時に、着色された粒状芯部の色（第２の色）と被覆層部が含有する色素の色（第３の色）とが共に被覆層部を透過することにより、上記第１乃至第３の色の何れとも異なる色（第４の色）が発現するように構成されている。これにより、使用の前後で吸水処理材の色が変化するため、吸水処理材の美観を向上させることができる。

上記第２の色は、上記第１の色よりも明度が高く、上記第３の色は、上記第２の色よりも明度が高いことが好適である。

上記第４の色が発現する前と後とで、当該吸水処理材の色差は、ＮＢＳ単位で０．５以上であることが好適である。この場合、使用前後における吸水処理材の色の変化を、人に容易に知覚させることができる。

本発明によれば、美観に優れた吸水処理材が実現される。

本発明の吸水処理材の一実施形態を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明による吸水処理材の実施形態について詳細に説明する。
［構成］

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１は、猫や犬等の愛玩動物用の排泄物処理材であり、粒状芯部１０、色素１２、被覆層部２０、及び色素２２を備えている。
＜粒状芯部１０＞

粒状芯部１０は、小塊の形状に形成されていればよく、完全な球形等である必要はない。粒状芯部１０の形状としては、例えば、柱状体（細長形）、扁平形等が考えられる。また、粒状芯部１０を構成する材料（以下、「芯部材料」という。）としては、保水性能を有している保水性材料であればよく、例えば、紙類、繊維類、木材類、植物類、プラスチック類、ゴム類、有機性汚泥材質等を用いることができる。これらを２種類以上組み合わせて用いてもよい。

紙類は、パルプを原材料としているものであれば種類は問わない。バージンパルプはもちろん、各種の廃材等を用いることができる。例えば、薄葉紙廃材、衛生用紙廃材、トイレットペーパー廃材、ティッシュペーパー廃材、化粧紙廃材、ちり紙廃材、紙綿廃材、紙タオル廃材、便座シート廃材、新聞紙屑、雑誌屑、バフ粉（主として印刷会社において、製本の切断時や削り時に発生する微細な紙粉）、機械パルプ廃材、化学パルプ廃材、チタン紙廃材、セミケミカルパルプ廃材、綿状パルプ廃材、木材パルプ廃材、古紙パルプの粉砕物、フラッフパルプ、吸水性繊維廃材、不織布廃材、不織布製造時に発生する紙粉、製紙工程において発生する紙粉、衛生材料製造時に発生する紙粉、ラミネート紙廃材、ラミネート紙の印刷屑、ラミネート紙の端屑、ダンボール屑、損紙（衛生材メーカーで発生するトリムロス、製紙メーカーで発生する紙屑等）、包装紙、板紙、使用済み切符、パンチ屑等を使用することができる。

繊維類は、布等の原材料となる糸状の物質であり、種類は問わない。天然繊維であってもよいし化学繊維であってもよい。例えば、繊維工場から廃棄される繊維くず（木綿くず、羊毛くず、麻くず、糸くず、布くず、綿くず、くずまゆ、レーヨンくず、ナイロンくず、ポリエステルくず、ロープくず）等を使用することができる。

木材類としては、各種廃木材（構造物の廃木材、木製品の製造で発生する廃木材、木製家具、木製パレット、鉋くず、おがくず、バーク類、梱包材くず、板きれ、廃チップ、伐採・伐根で生じた廃木材、剪定枝、木粉等）を使用することができる。

植物類は、種類は問わず、例えば、ササ、竹、落葉、刈草はもちろん、植物性残渣等を使用することもできる。ここで、植物性残渣とは、食料品製造業、医薬品製造業、香料製造業又は飲食店等において原料として使用した植物の固形状の不要物をいう。例として、ソースかす、しょうゆかす、こうじかす、酒かす、ビールかす、あめかす、海苔かす、でんぷんかす、豆腐かす、おから、あんかす、茶殻、焙煎コーヒー豆の抽出残渣、米・麦粉、大豆かす、果実の皮・種子、野菜くず、薬草かす、油かす等が挙げられる。

プラスチック類は、合成高分子化合物の固形状物質（例えば、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリ塩化ビフェニール、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニリデン、アクリル樹脂、ポリウレタン（ウレタンフォーム）、生分解性プラスチック等）であれば種類は問わない。プラスチック類として、各種廃材を使用してもよい。例えば、廃プラスチック類、廃ポリウレタン、廃スチロール（発泡スチロールを含む）、廃農業用フィルム、各種合成樹脂系包装材料のくず、廃写真フィルム、廃ポリ容器類、電線の被覆くず、ライニングくず、廃ポリマー、塗料かす、接着剤かす、廃ベークランド（プリント基盤等）等を使用することができる。

また、排泄物処理材の廃材のプラスチックに富む分離産物、紙おむつ廃材（衛生材メーカーで発生する規格外品の紙おむつの外装体など）のプラスチックに富む分離産物、生理用ナプキン廃材のプラスチックに富む分離産物、乳パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、汗パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、失禁パッド廃材のプラスチックに富む分離産物、動物用シーツ廃材のプラスチックに富む分離産物、寝具用シーツ廃材のプラスチックに富む分級等による分離産物、マスク廃材のプラスチックに富む分離産物、アイマスク廃材のプラスチックに富む分離産物、座席用ヘッドカバー廃材のプラスチックに富む分離産物、塩化ビニル壁紙廃材、枕カバー廃材のプラスチックに富む分離産物、合成樹脂繊維廃材等を使用することもできる。

また、排泄物処理材の廃材、紙おむつ廃材、生理用ナプキン廃材、乳パッド廃材、汗パッド廃材、失禁パッド廃材、動物用シーツ廃材、寝具用シーツ廃材、マスク廃材、アイマスク廃材、座席用ヘッドカバー廃材、枕カバー廃材等を使用することができる。

プラスチック類は灰分が少ないため、それを用いた場合、焼却処分後の減量化が可能となるとともに、焼却時における発熱量を高くすることができる。

ゴム類は、伸縮性に優れた高分子材料であれば種類は問わない。天然ゴムであってもよいし合成ゴムであってもよい。ゴム類として、各種廃材を使用してもよい。例えば、廃タイヤ、合成ゴムくず等を使用することができる。

有機性汚泥としては、例えば、工場廃水等の処理後に残る泥状物質、各種製造業の製造工程において生ずる泥状物質を用いることができる。例えば、製紙スラッジ、パルプスラッジ、下水汚泥、消化汚泥（余剰汚泥）、糊かす等を使用することができる。

芯部材料として、性状が異なる２種類以上の保水性材料を適宜組み合わせた場合、それらの材料の相乗効果により、保水性能を効果的に向上させることができる。

例えば、フラッフパルプ（紙類）と植物性残渣（オカラ等）との組み合わせ、フラッフパルプ（紙類）と植物性残渣（オカラ等）と木材類（木粉）との組み合わせ、フラッフパルプ（紙類）と植物性残渣（オカラ等）と有機性汚泥（パルプスラッジ）との組み合わせ、植物性残渣（オカラ等）と有機性汚泥（パルプスラッジ）との組み合わせ、プラスチック類（塩化ビニル壁紙）と有機性汚泥（パルプスラッジ）との組み合わせ等が考えられる。

また、保水性能が低い保水性材料を用いた場合であっても、他の保水性材料と組み合わせることにより、高い保水性能を実現することが可能である。それゆえ、保水性能が低い材料であっても保水性材料として好適に用いることができるので、保水性材料の選択の幅が広がる。

なお、芯部材料には、保水性能を阻害することなく、他の効果を奏することが可能な物質を配合してもよい。かかる物質としては、例えば、脱臭材料、消臭材料、殺菌作用を有する物質、検査用指示薬等が挙げられる。
＜色素１２＞

色素１２は、粒状芯部１０の表面上に存在し、粒状芯部１０を、粒状芯部１０が有する色（第１の色）とは異なる色（第２の色）に着色する。ここで、第１の色とは、粒状芯部１０が本来有する色、すなわち色素１２が存在しない場合に粒状芯部１０が呈する色のことである。第２の色は、第１の色よりも明度が高いことが好ましい。また、第１の色と第２の色との色差は、ＮＢＳ単位で０．５以上であることが好ましい。色素１２としては、各種の染料又は顔料を用いることができる。色素１２は、水溶性であってもよいし、不溶性であってもよい。
＜被覆層部２０＞

被覆層部２０は、粒状芯部１０を被覆している。本実施形態において被覆層部２０は、粒状芯部１０の表面全体を覆っている。

被覆層部２０は、使用時に尿等の排泄物で濡れた吸水処理材１どうしを付着させて塊状にする機能を有する。被覆層部２０の材料（以下、「被覆材料」という。）としては、例えば、吸水性樹脂と接着性を有する水溶性材料（以下、「水溶性接着材料」という。）と紙粉との混合物を用いることができる。

吸水性樹脂は、吸水性能を備える樹脂であり、例えば、ポリマー、ＣＭＣ（カルボキシルメチルセルロース）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、澱粉（Ｔ−α化澱粉、デキストリン、小麦澱粉、馬鈴薯澱粉）等を用いることができる。特に、ポリマーは、高い吸水性能を有する高吸水性樹脂である。

水溶性接着材料としては、例えば、糊料、ポリアクリル酸ナトリウム等の高吸水性樹脂が挙げられる。このような接着剤として機能する糊料としては、例えば、馬鈴薯澱粉、小麦澱粉、甘藷澱粉、コーンスターチ、タピオカ澱粉、米澱粉、デキストリン、各アルファ（α）化した澱粉などの澱粉類、アクリルアミド、ＰＶＡ、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等を用いることができる。これらの２種類以上の材料を組み合わせて使用してもよい。また、その他の接着材料としては、ビニルエステル、ベントナイト、プルラン、カゼイン、ゼラチン等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用してもよい。

紙粉としては、例えば、薄葉紙、薄葉紙廃材、衛生用紙、衛生用紙廃材、トイレットペーパー用紙、トイレットペーパー廃材、ティッシュペーパー用紙、ティッシュペーパー廃材、化粧紙用紙、化粧紙廃材、ちり紙用紙、ちり紙廃材、紙綿、紙綿廃材、紙タオル、紙タオル廃材、便座シート廃材、機械パルプ、機械パルプ廃材、化学パルプ、化学パルプ廃材、セミケミカルパルプ、セミケミカルパルプ廃材、綿状パルプ、綿状パルプ廃材、木材パルプ、木材パルプ廃材、古紙パルプの粉砕物、フラッフパルプ、吸水性繊維廃材、吸水性樹脂を含む紙粉、製本時に発生する紙粉、不織布製造時に発生する紙粉、製紙工程において発生する紙粉、衛生材料製造時に発生する紙粉等を用いることができる。これらの２種類以上の材料を混合して使用してもよい。何れも、０．５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下の粒度の粒状物に粉砕されて使用される。

なお、被覆材料には、保水性能を阻害することなく、他の効果を奏することが可能な物質を配合してもよい。かかる物質としては、例えば、浸透剤、膨潤剤、脱臭材料、消臭材料、殺菌作用を有する物質、検査用指示薬等が挙げられる。
＜色素２２＞

色素２２は、被覆層部２０に含有されている。この色素２２は、上記第１の色及び第２の色の何れとも異なる色（第３の色）を有する。本実施形態において、第３の色は、第２の色よりも明度が高いことが好ましい。また、第２の色と第３の色との色差は、ＮＢＳ単位で０．５以上であることが好ましい。色素２２としては、各種の染料又は顔料を用いることができる。また、色素２２は、水溶性であってもよいし、不溶性であってもよい。

吸水処理材１が液体を吸収した時、上記第２の色及び第３の色が共に被覆層部２０を透過し、上記第１乃至第３の色の何れとも異なる色（第４の色）が発現する。この第４の色が発現する前と後とで、吸水処理材１の色差は、ＮＢＳ単位で０．５以上であることが好ましい。この色差は、より好ましくは、ＮＢＳ単位で１．０以上である。第２乃至第４の色の組み合わせ（第２の色、第３の色、第４の色）としては、例えば、（青色、黄色、緑色）、（赤色、黄色、オレンジ色）、（青色、赤色、紫色）が考えられる。
［作用効果］

吸水処理材１においては、粒状芯部１０が、色素１２によって、粒状芯部１０が本来有する色（第１の色）とは異なる色（第２の色）に着色されている。これにより、粒状芯部１０の材料として、美観を損なう色を有する材料を用いた場合であっても、その色を隠し、吸水処理材１の美観の低下を防止することができる。また、芯部材料の色が吸水処理材１の美観に及ぼす影響を遮断できるので、芯部材料の選択の幅が広がる。

さらに、この吸水処理材１は、使用時すなわち液体吸収時に、着色された粒状芯部１０の色（第２の色）と被覆層部２０が含有する色素２２の色（第３の色）とが共に被覆層部２０を透過することにより、それらの色が混ざり合い、上記第１乃至第３の色の何れとも異なる色（第４の色）が発現するように構成されている。これにより、使用の前後で吸水処理材１の色が変化するため、吸水処理材１の美観を向上させることができる。このため、美観に優れた吸水処理材１が実現されている。また、このように使用の前後で色が変わるため、複数の吸水処理材１を猫のトイレ等に敷き詰めて用いる場合、使用済みの部分を一目で把握することができる。そのうえ、吸水処理材１が使用済みであるか否かを変色によって判別するためにｐＨ指示薬等を使用する必要がなく、その分製造コストを低く抑えることができる。

上記第４の色が発現する前と後とで、吸水処理材１の色差がＮＢＳ単位で０．５以上となるように構成した場合、使用前後における吸水処理材１の色の変化を、人に容易に知覚させることができる。この色差がＮＢＳ単位で１．０以上となるように構成した場合、色の変化がより顕著となり、その変化を人に一層容易に知覚させることができる。
［製造方法］

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、造粒工程、着色工程、被覆工程、分粒工程、及び乾燥工程を含んでいる。
＜造粒工程＞

本工程は、粒状芯部１０を形成する工程である。本工程では、芯部材料を破砕機で所定の大きさに粉砕し、当該粉砕された芯部材料を所定の割合となるようにミキサーに投入して混ぜ合わせる。そして、加水した後、当該芯部材料を造粒機によって押出造粒することにより、粒状芯部１０を形成する作業を行うことになる。
＜着色工程＞

本工程は、粒状芯部１０を色素１２で着色する工程である。本工程では、粒状芯部１０の表面に、色素１２又はその希釈液を噴霧等により付着させることにより、粒状芯部１０を色素１２で着色する作業を行うことになる。
＜被覆工程＞

本工程は、粒状芯部１０の周囲を被覆材料で被覆することにより、被覆層部２０を形成する工程である。本工程では、コーティング装置等を用いて、粒状芯部１０の周囲に被覆材料を散布または噴霧し、被覆層部２０を形成することにより、複層構造の吸水処理材を製造する作業を行うことになる。この被覆材料には、色素２２が混ぜられている。被覆材料に色素２２を直接混入してもよいし、シリカゲル等に色素２２を吸着させたものを混入させてもよい。
＜分粒工程＞

本工程は、吸水処理材の寸法が所定の規格になるように分粒する工程である。本工程では、所定の寸法の篩目を有する篩に、前工程で製造された吸水処理材を通過させることにより規格外の製品を分別し、所定の規格品のみを抽出する作業を行うことになる。
＜乾燥工程＞

本工程は、規格品として抽出した吸水処理材を乾燥機で乾燥させる工程である。吸水処理材１の保存時において粒状芯部１０の含水率が高い場合には、長期的にカビ等が生じる原因となるため、本工程では、吸水処理材１の含水率が３重量％以上１２重量％以下の範囲内となるように乾燥させることが好ましい。
［本発明の他の実施形態］

本発明による吸水処理材は、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。例えば、上記実施形態においては、造粒前にのみ加水する例を示した。しかし、造粒前の加水（一次加水）に加えて、造粒直後の粒状芯部１０に対する加水（二次加水）を行ってもよい。

また、上記実施形態においては、色素１２が粒状芯部１０の表面上に存在する例を示した。しかし、色素１２は、粒状芯部１０の内部に存在してもよい。この場合、一次加水又は二次加水に用いられる水に色素１２を溶解させておけばよく、着色工程は省略することができる。また、上記実施形態においては第２及び第３の色が共に被覆層部２０を透過する例を示したが、第１乃至第３の色が共に被覆層部２０を透過する構成としてもよい。

上記実施形態に係る吸水処理材１を製造し、色の変化を調べた。

本実施例においては４つのサンプルを製造した。何れのサンプルについても、粒状芯部１０の材料としては、紙おむつ廃材、損紙、壁紙、及びチャコールフィルタを用いた。各材料の配合比率は、５０．０重量％、２０．０重量％、１５．０重量％、１５．０重量％とした。被覆層部２０の材料としては、紙粉、ＤＴ−２（ポリアクリル酸ナトリウム）、Ｔ−α化澱粉、及びポリアクリルアミドを用いた。各材料の配合比率は、６０．０重量％、３２．８重量％、６．０重量％、１．２重量％とした。また、一次加水に加えて、二次加水も行った。一次加水の加水量は、加水直前の芯部材料の重量に対して１５重量％とし、二次加水の加水量は、加水直前の粒状芯部１０の重量に対して１５重量％とした。さらに、被覆材料に混ぜる色素２２としては、黄色４号を用いた。
（サンプル１）

色素１２として青色１号を用い、それを水で５００倍に希釈した液体を用いて一次加水を行った。これにより、芯部材料の色（黒に近い灰色）が隠され、青色の粒状芯部１０が得られた。また、黄色４号の配合比率は、被覆材料の重量に対して０．０３重量％とした。

サンプル１は、吸水前はやや薄いオレンジ色（黄色４号の色）を呈していたのに対し、吸水後は緑色に変化した。詳細には、吸水直後は薄い緑色であったが、徐々に濃い緑色に変化した。
（サンプル２）

色素１２として青色１号を用い、それを水で５００倍に希釈した液体を用いて二次加水を行った。これにより、芯部材料の色が隠され、青色の粒状芯部１０が得られた。また、黄色４号の配合比率は、被覆材料の重量に対して０．０３重量％とした。

サンプル２も、吸水前はやや薄いオレンジ色を呈していたのに対し、吸水後は緑色に変化した。詳細には、吸水直後は薄い緑色であったが、徐々に濃い緑色に変化した。
（サンプル３）

色素１２として赤色２号を用い、それを水で５００倍に希釈した液体を用いて一次加水を行った。これにより、芯部材料の色が隠され、赤色の粒状芯部１０が得られた。また、黄色４号の配合比率は、被覆材料の重量に対して０．０２重量％とした。

サンプル３は、吸水前は白色を呈していたのに対し、吸水後はオレンジ色に変化した。詳細には、吸水直後は薄いオレンジ色であったが、徐々に濃いオレンジ色に変化した。
（サンプル４）

色素１２として赤色２号を用い、それを水で５００倍に希釈した液体を用いて二次加水を行った。これにより、芯部材料の色が隠され、赤色の粒状芯部１０が得られた。また、黄色４号の配合比率は、被覆材料の重量に対して０．０２重量％とした。

サンプル４は、吸水前は白色を呈していたのに対し、吸水後はオレンジ色に変化した。詳細には、吸水直後は薄いオレンジ色であったが、徐々に濃いオレンジ色に変化した。

１ 吸水処理材
１０ 粒状芯部
１２ 色素
２０ 被覆層部
２２ 色素

Claims (3)

1. 液体を吸収する吸水処理材であって、
   第１の色を有する粒状芯部と、
   前記粒状芯部の内部又は表面上に存在し、前記粒状芯部を前記第１の色とは異なる第２の色に着色する色素と、
   前記粒状芯部を被覆し、前記第１及び第２の色とは異なる第３の色を有する不溶性の色素を含む被覆層部と、を備え、
   当該吸水処理材が前記液体を吸収した時、前記第１の色、前記第２の色及び前記第３の色が共に前記被覆層部を透過し、前記第１乃至第３の色とは異なる第４の色を発現させ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、
   前記第２の色は、前記第１の色よりも明度が高く、
   前記第３の色は、前記第２の色よりも明度が高い吸水処理材。
3. 請求項１又は２に記載の吸水処理材において、
   前記第４の色が発現する前と後とで、当該吸水処理材の色差は、ＮＢＳ単位で０．５以上である吸水処理材。

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