特許 7535256 吸水材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-07

(45)【発行日】2024-08-16

(54)【発明の名称】吸水材

(51)【国際特許分類】

   B01J 20/24 20060101AFI20240808BHJP

   E01H 1/00 20060101ALI20240808BHJP

   B01J 20/28 20060101ALI20240808BHJP

【ＦＩ】

B01J20/24 B

E01H1/00 A

B01J20/28 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020043409

(22)【出願日】2020-03-12

(65)【公開番号】P2021142485

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2023-02-13

(73)【特許権者】

【識別番号】392030276

【氏名又は名称】浅尾 卓司

(73)【特許権者】

【識別番号】520087664

【氏名又は名称】中出 正昭

(73)【特許権者】

【識別番号】508123102

【氏名又は名称】株式会社トロムソ

(74)【代理人】

【識別番号】100187838

【弁理士】

【氏名又は名称】黒住 智彦

(74)【代理人】

【識別番号】100215393

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 祐資

(74)【代理人】

【識別番号】100205589

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 和将

(74)【代理人】

【識別番号】100194478

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 文彦

(72)【発明者】

【氏名】浅尾 卓司

【審査官】塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０９７６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７４５５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ２０／００－２０／２８

Ｅ０１Ｈ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透水性を有する収容袋に籾殻を充填した吸水材であって、
籾殻が、目開き１ｍｍ以下の篩を通過できるまで小さくすり潰したすり潰し片の状態で、収容袋に充填されるとともに、
収容袋が、目を透水シート部で塞がれた、厚さ１ｍｍ以下で目付１００ｇ／ｍ ^２ 以下のメッシュシートで形成された
ことを特徴とする吸水材。

【請求項2】

外形が枕状をなす請求項１記載の吸水材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、籾殻を用いた吸水材と、その製造方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

農業残渣である籾殻は、日本国内において年間１５０万トン以上発生している。籾殻は、いわゆる廃棄物処理法上の一般廃棄物に該当するため、各農家で処分することができない。このため、農家は籾殻の処分を業者へ依頼していた。しかし、この業者においても籾殻の処分に頭を悩ませていた。というのも、籾殻は、燃やすと悪臭が発生するし、土に埋めても分解されにくく、環境を汚染するおそれがあるからである。このような実状に鑑みて、これまでには籾殻を資源として利用する試みもなされている。

【0003】

例えば、特許文献１では、籾殻を固形燃料の原料として利用する技術が提案されている。しかし、固形燃料に対する需要は、近年減少してきている。このため、固形燃料の原料として籾殻を利用したとしても、それにより処分できる籾殻の量は少なく、籾殻の処分にかかる問題を解決することは難しい。

【0004】

ところで、特許文献２には、吸水性樹脂を袋状のバンドに封入した吸水性樹脂入りバンドが提案されている。同文献には、吸水性樹脂に籾殻を添加することについても記載されている（同文献００２６段落参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開昭５６－１３８８５８号公報

【文献】特開２０１３－８５９２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところが、特許文献２の吸水性樹脂入りバンドにおいて、主に吸水機能を発揮するのは吸水性樹脂であり、籾殻はそれを補助するものにすぎない。このため、同文献の吸水性樹脂入りバンドに籾殻を利用したとしても、それにより処分ができる籾殻の量はわずかである。同文献の吸水性樹脂入りバンドにおいて、籾殻を主原料として使用していないのは、籾殻の外表面が水を通しにくい材質になっており、籾殻の吸水速度が遅いためと推測される。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、大量の籾殻を資源として有効に利用することができる吸水材を提供するものである。また、この吸水材の製造方法を提供することも本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題は、透水性を有する収容袋に籾殻のすり潰し片を充填した吸水材を提供することによって解決される。既に述べたように、籾殻は、吸水速度が遅いところ、それをすり潰して破断面を露出させることで、その破断面から速やかに吸水させることが可能になる。このため、籾殻を吸水材の主原料として利用しても、優れた吸水性能を発揮する吸水材を得ることが可能になる。したがって、大量の籾殻を資源として有効に利用することが可能になる。

【0009】

本発明の吸水材においては、その外形を枕状に形成することも好ましい。というのも、本発明の吸水材は、水害を受けた施設の残水や、グラウンドにできた水たまりの水を除去する場面で使用することも想定している。この点、吸水材を、例えばシート状に形成してしまうと、その設置や回収をしにくくなるところ、吸水材を枕状にすると、吸水材を目的の場所に容易に設置できるようになるし、回収も容易となるからである。また、枕状に形成した吸水材は、平面的にある程度広がりを有していることに加えて厚さも有している。このため、その吸水材に効率的に吸水させることも可能となる。

【0010】

本発明の吸水材においては、収容袋を、目を透水シート部で塞がれたメッシュシートで形成することも好ましい。これにより、収容袋の透水性を維持しながら、収容袋を強靭にして破れにくくすることが可能となる。

【発明の効果】

【0011】

以上のように、本発明によって、大量の籾殻を資源として有効に利用することができる吸水材を提供することが可能になる。また、この吸水材の製造方法を提供することも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の吸水材の全体を撮影した写真である。

【図2】本発明の吸水材の断面図である。

【図3】本発明の吸水材において収容袋に充填される籾殻のすり潰し片を撮影した写真である。

【図4】本発明の吸水材で収容袋に充填する籾殻のすり潰し片を製造するための籾殻すり潰し装置を示した断面図である。

【図5】（ａ）図４の籾殻すり潰し装置を構成するローターをハウジングの送出口側から見た状態を示した図、及び、（ｂ）図４の籾殻すり潰し装置を構成するハウジングの内側を送出口の反対側から見た状態を示した図である。

【図6】（ａ）本発明の吸水材を構成する収容袋（透水シート）の表面を撮影した写真、及び、（ｂ）当該透水シートの断面を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の吸水材の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。図１は、本発明の吸水材１の全体を撮影した写真である。図２は、本発明の吸水材１の断面図である。図３は、本発明の吸水材１において、収容袋に充填される籾殻のすり潰し片２０を撮影した写真である。

【0014】

本発明の吸水材１は、図２に示すように、収容袋１０の中に籾殻のすり潰し片２０を充填したものとなっている。収容袋１０は、透水シート１１で形成されている。本実施態様の吸水材１では、２枚の透水シート１１を重ねて、その縁端部同士を固着することで、収容袋１０を形成している。籾殻のすり潰し片２０は、図３に示すように、粉状又は細片状を為しているが、湿気や圧力で凝集して大きな粒状となる場合もある。この吸水材１を、水のある場所に設置すると、その場所の水が、透水シート１１（収容袋１０）を透過して、籾殻のすり潰し片２０に吸収される。

【0015】

籾殻のすり潰し片２０は、籾殻をすり潰して破断面を露出させたものである。籾殻は、吸水速度が遅いところ、すり潰して破断面を露出させると、吸水速度が速くなる。というのも、籾殻の外表面は、水を通しにくい材質となっているところ、籾殻をすり潰すことによって、そのような材質で覆われていない破断面を露出することができるからである。したがって、籾殻のすり潰し片２０は、優れた吸水性能を発揮することができる。

【0016】

籾殻のすり潰し片２０の吸水速度は、その粒が小さければ小さいほど、速くなる。というのも、籾殻のすり潰し片２０の粒が小さければ、籾殻のすり潰し片２０の比表面積が大きくなるし、比表面積に占める破断面（水をよく吸う面）の割合も高くなるからである。このため、籾殻のすり潰し片２０の粒は、ある程度小さくすることが好ましい。

【0017】

具体的には、籾殻のすり潰し片２０を、目開き１ｍｍ以下の篩（ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１：２０００に定める金属製篩。以下同じ。）を通過できるまで、小さくすり潰したものとすることが好ましい。籾殻のすり潰し片２０は、５００μｍ以下の篩を通過するものであることがより好ましく、１００μｍ以下の篩を通過するものであることがさらに好ましい。既に述べたように、籾殻のすり潰し片２０には、ある程度大きな粒状に凝集したもの（凝集粒）も存在するところ、このような凝集粒は、バラバラにほぐした状態で篩にかけるものとする。このようにして、全てのすり潰し片２０を篩にかけたときに、そのうちの９０％以上のすり潰し片２０が篩を通過すれば、そのすり潰し片２０は、その篩を通過したと判定する。

【0018】

ただし、籾殻のすり潰し片２０の粒を小さくしすぎると、籾殻のすり潰し片２０が収容袋１０（図２参照）の外側へ漏れ出やすくなるおそれがある。このため、籾殻のすり潰し片２０は、２０μｍの篩を通過できない大きさとすることが好ましい。この場合、全てのすり潰し片２０を篩にかけたときに、そのうちの９０％以上のすり潰し片２０が篩を通過できなければ、そのすり潰し片２０は、その篩を通過できないと判定する。

【0019】

このように粒の小さなすり潰し片２０は、例えば、図４に示す籾殻すり潰し装置３０を用いることによって、得ることができる。図４は、本発明の吸水材で収容袋に充填する籾殻のすり潰し片を製造するための籾殻すり潰し装置３０を示した面図である。図５（ａ）は、籾殻すり潰し装置３０を構成するローター３２をハウジング３１の送出口３１ｂ側から見た状態を示した図であり、図５（ｂ）は、籾殻すり潰し装置３０を構成するハウジング３１の内側を送出口３１ｂの反対側から見た状態を示した図である。

【0020】

この籾殻すり潰し装置３０は、図４に示すように、ハウジング３１とローター３２とを備えている。ローター３２は、ハウジング３１の内部空間Ｓに配されている。このローター３２は、回転軸３３に接続されており、矢印Ａに示すように、中心線Ｌを中心として回転駆動されるようになっている。ローター３２の外周部には、図５（ａ）に示すように複数（同図の例では４個）のローター側螺旋刃３２ａが中心線Ｌに対して回転対称に設けられている。それぞれのローター側螺旋刃３２ａは、ローター３２の基端側（図４の紙面に向かって右側）から先端側（図４の紙面に向かって左側）に向かって螺旋状に形成されている。

【0021】

ハウジング３１には、図４に示すように、籾殻を投入するための投入口３１ａと、籾殻を送出するための送出口３１ｂとが設けられている。このハウジング３１の内側には、図５（ｂ）に示すように複数（同図の例では１１個）のハウジング側螺旋刃３１ｃが設けられている。投入口３１ａから投入された籾殻２０は、ハウジング３１の内部空間Ｓに入り、ローター側螺旋刃３２ａの先端とハウジング側螺旋刃３１ｃの先端とですり潰されながら、ローター側螺旋刃３２ａ及びハウジング側螺旋刃３１ｃによって送出口３１ｂ側に送られ、すり潰し片２０（図３を参照。）となって、送出口３１ｂからハウジング３１の外部へと送出されるようになっている。送出口３１ｂから送出されたすり潰し片２０は、回転軸３３の外周部に設けられたスクリューによって押し出されて回収される。

【0022】

この籾殻すり潰し装置３０では、上記の隙間（ローター側螺旋刃３２ａの先端とハウジング側螺旋刃３１ｃの先端との隙間。以下、「すり潰し用隙間」と呼ぶことがある。）を狭くすると、得られるすり潰し片２０の粒を小さくすることができ、逆に、すり潰し用隙間を広くすると、得られるすり潰し片２０の粒が大きくなる。この点、図４の籾殻すり潰し装置３０では、ハウジング３１に対してローター３２を中心線Ｌの方向にスライドさせることで、すり潰し用隙間を調節できるようになっている。

【0023】

このすり潰し用隙間を８ｍｍ（中心線Ｌに平行な方向での値。以下同じ。）以下とすれば、上述した寸法まで籾殻を小さくすることができる。すり潰し用隙間は、６ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍ以下とすることがより好ましい。すり潰し用隙間の下限は、特に限定されない。しかし、すり潰し用隙間を狭くしすぎると、ローター３２やハウジング３１を高い寸法精度で作製しておかなければ、ローター側螺旋刃３２ａがハウジング側螺旋刃３１ｃに干渉等し、ローター側螺旋刃３２ａやハウジング側螺旋刃３１ｃが破損するおそれがある。このため、すり潰し用隙間は、狭くする場合であっても、概ね０．５～１ｍｍまでとされる。本実施態様の吸水材１では、すり潰し用隙間を４ｍｍに設定している。

【0024】

本実施態様の吸水材１は、図１に示すように、その外形を枕状としている。本実施態様の吸水材１は、水害を受けた施設の残水部や、グラウンドにできた水たまりの水を除去することを想定したものとなっているところ、吸水材１をこのような形態としたことで、そのような場所にも吸水材１を設置しやすくなるだけでなく、そのような場所から吸水材１を容易に回収することも可能になる。また、枕状に形成した吸水材１は、平面的な広がりと、厚さを有しているので、そのような場所の水を吸水材１で効率的に除去することも可能になる。

【0025】

籾殻のすり潰し片２０は、収容袋１０の容量に対してある程度の割合を占めるように充填される。というのも、収容袋２０の容量に対してすり潰し片２０の充填量が少ないと、収容袋１０の中ですり潰し片２０が偏ってしまい、吸水材１を所望の形態（枕状）に維持できなくなるおそれがある。このため、すり潰し片２０は、通常、収容袋１０の容量の６０％以上を占める範囲で充填する。収容袋１０の容量に対するすり潰し片２０の充填割合は、７０％以上とすることが好ましく、８０％以上とすることがより好ましい。

【0026】

一方、収容袋１０が満杯に近い状態まですり潰し片２０を充填すると、すり潰し片２０が水を吸って膨張したときに、収容袋１０が破れるおそれがある。このため、すり潰し片２０は、収容袋１０の容量の９９％を超えない範囲で充填することが好ましい。収容袋１０の容量に対するすり潰し片２０の充填割合は、９７％以下とすることがより好ましく、９５％以下とすることがさらに好ましい。ただし、収容袋１０を、伸張性を有する素材で形成した場合には、この限りでない。

【0027】

収容袋１０を形成する透水シート１１は、透水性を有しながらも、すり潰し片２０を通過させない程度の目を有するものであれば、その素材を特に限定されない。このような素材としては、不織布や織地（平織生地や綾織生地等）が例示される。本実施態様の吸水材１においては、透水シート１１として、不織布を採用している。

【0028】

透水シート１１は、水を通過させるための目を有するところ、この目が大きすぎると、すり潰し片２０が収容袋１０の外側へ漏れ出るようになる。このため、透水シート１１の目は、ある程度小さくされる。ところで、透水シート１１が不織布や織布である場合、透水シート１１の目の大きさを、客観的な方法で正確に測定することが難しい。これに対し、透水シート１１の目付（透水シート１１の単位面積当たりの重量）であれば、容易に測定することができるし、透水シート１１（不織布や織布）の目の大きさは、透水シート１１の目付と相関関係を有している。すなわち、透水シート１１の目付が大きくなれば、透水シート１１の目が小さくなり、透水シート１１の目付が小さくなれば、透水シート１１の目が大きくなる。このため、本明細書においては、透水シート１１の目の大きさを、透水シート１１の目付で表すこととする。透水シート１１の目付は、１０ｇ／ｍ^２以上とすることが好ましい。透水シート１１の目付は、２０ｇ／ｍ^２以上とすることがより好ましく、３０ｇ／ｍ^２以上とすることがさらに好ましい。

【0029】

ただし、透水シート１１の目付が大きすぎると、透水シート１１の透水性が低下して、吸水材１の吸水速度に悪影響が及ぶおそれがある。このため、透水シート１１の目付は１５０ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましい。透水シート１１の目付は、１００ｇ／ｍ^２以下とすることがより好ましく、７０ｇ／ｍ^２以下とすることがさらに好ましい。本実施態様の吸水材１では、透水シート１１の目付を５０ｇ／ｍ^２としている。

【0030】

透水シート１１の厚さも特に限定されない。しかし、透水シート１１が薄すぎると、収容袋１０が破けやすくなるおそれがある。このため、透水シート１１の厚さは、０．１ｍｍ以上とすることが好ましい。透水シート１１の厚さは、０．１５ｍｍ以上とすることがより好ましく、０．２ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。

【0031】

ただし、透水シート１１が厚すぎると、透水性シート１１の価格が高くなるおそれがある。このため、透水シート１１の厚さは、１ｍｍ以下とすることが好ましい。透水シート１１の厚さは、０．８ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．６ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。本実施態様の吸水材においては、透水シート１１の厚さを０．５ｍｍとしている。

【0032】

図６（ａ）は、本発明の吸水材１を構成する収容袋１０（透水シート１１）の表面を撮影した写真であり、図６（ｂ）は、当該透水シート１１の断面を示した断面図である。本実施態様の吸水材１においては、透水シート１１を、図６（ａ）に示すように、メッシュシート１１ａとしている。このメッシュシート１１ａは、図６（ｂ）に示すように、目１１ａ_１を透水シート部１１ａ_２で塞がれた構造となっている。この構造のメッシュシート１１ａは、例えば、対向する箇所に多数の凸部が形成された上側プレス板と下側プレス板とで不織布をプレスすることによって製造することができる。このような構造のメッシュシート１１ａを用いて収容袋１０を形成することで、収容袋１０の透水性を維持しながら、収容袋１０を強靭にすることができる。

【0033】

以上で説明した本発明の吸水材１は、その使用箇所等を限定されず、各種用途に用いることができる。特に、水害を受けた施設の残水部の水を除去する場合や、グラウンドにできた水たまりの水を除去する場合等に、本発明の吸水材１を好適に使用することができる。使用後（水を吸った状態）の吸水材１は、焼却処分することができる。ただし、使用後の吸水材１は、乾燥させることで、吸水能を復活させ、再び吸水材として利用することもできる。また、使用後の吸水材１は、乾燥させなくても、土嚢や、堤防等の埋め材として再利用することができる。使用後の吸水材１は、水を吸っているため、重量が増し、且つ、水を通しにくくなっている。

【符号の説明】

【0034】

１ 吸水材
１０ 収容袋
１１ 透水シート
１１ａ メッシュシート
１１ａ_１ 目
１１ａ_２ 透水シート部
２０ 籾殻のすり潰し片
３０ 籾殻すり潰し装置
３１ ハウジング
３１ａ 投入口
３１ｂ 送出口
３１ｃ ハウジング側螺旋刃
３２ ローター
３２ａ ローター側螺旋刃
３３ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】