JPS60237926A - 凝集セルロース粒子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本願は１９８３年４月５日に出願された米国特許出願第
４８２３６６号のＣ−１−Ｐ出願であり、米国特許出願
第４８２３６６号は１９８３年２月２日に出願された米
国特許出願第４６３１００号のＣ・■・Ｐ出願である。

１朋９１景 零発明け、特に動物の寝床材として用いられるようにな
っている凝集セルロース系粒子とその製造方法に関する
。

市販の猫の寝床材はしばしば土を含んでいる。

この寝床材は重く、埃っぽく、使用後に寝床材箱の底部
で固まるという欠点を有する。付は加えると土の寝床材
は吸収性が低いので、猫の尿が寝床材箱の底部にたまり
易く、またバクテリアの繁殖が増すので臭気の問題を起
こす。

土の寝床材の欠点を解決する試みでは、他の市販の猫の
寝床材が新聞紙及びムラサキウマゴヤシ等のセルロース
系材料から作られている。これらの製品は水溶性のバイ
ンダを含有し、また押出物の押出しおよびペット化によ
って作られている。

しかしながらかかる製品もまた欠点を有する。特に、使
用中にペレットが膨らんで壊れ、その結果寝床材箱をよ
ごしてしまう。更に、これらの製品は、ペレットの露出
端が硬化スキンで保護されていないためにバインダの存
在にもかかわらず埃っぽい。

従って、本発明の目的は軽く、はぼ埃りのない、吸収性
のある、掃除の容易な、そして自由液体を吸い取りが吸
収した水分を蒸発させてバクテリアの繁殖を制限する、
動物の寝床材として特に有用な粒子を提供することにあ
る。

本発明の別の目的は、床掃除材料、油吸収剤、詰物材料
、マルチ或いは香料、消毒剤、殺菌剤等の他の材料のキ
ャリヤのような他の用途を有する粒子を提供することで
ある。

光肌ｑ概−ｉ 一般に、本発明は動物の寝床材として特に有用凝集セル
ロース粒子とその製造方法に関する。本発明の粒子は故
紙、新聞紙、製紙工場のスラ・７ジ等の繊維状セルロー
ス系廃材、及びこれらのセルロース系廃材の組合せから
つくることができ、従って、廃材を有用な製品に変える
ための手段を提供する。本発明の粒子は、吸収性があり
、重量が軽く、容品に処分することができ、且つ埃の発
生が非常に低い。本発明の粒子は、ひどく濡らしたとき
にその一体性を維持し、互いに凝集することかない。水
に浸すときですら、これらの粒子は飽和するようになっ
た後にその一体性を持続する。

このことば、粒子が主として或いは実質的にもつばら水
素結合によって結合されているため、驚くべきことであ
る。この性質は、粒子を猫の寝床材として使用するとき
に特に有利である。

更に詳細には、本発明は、本質的に凝集繊維と、繊維の
凝集体と、及び／又は繊維状セルロース系材料の繊維サ
イズ片とから成り、前記粒子は突出繊維端及び／又はフ
ィブリルの実質的にない高密度すなわち圧縮された外表
面すなわちスキンを持っている。〔ここでの目的のため
に、「フイフ゛リル」は繊維又は繊維状材料の不規則な
凝集体である。（第９図参照）〕粒子が水の存在下で凝
集によって形成されるために、粒子は本質的に水素結合
によって結合される。また繊維状セルロース系廃材中に
はバインダーが本来的に存在しているために、軽度の接
着を呈することができる。更に澱粉等の少量（約１０重
量パーセント以下）のバインダーを加えてもよい。しか
しながら、費用のためにまた特に本発明の粒子が比較的
埃りがなく、またバインダなしで粒子の一体性を十分に
維持するためにバインダの添加を最小に保つのが好まし
い。粒子の形状は実質的に不規則であるが、以下に説明
するように小板状であるのが好ましい。粒子が繊維状セ
ルロース系材料から形成されていることを考慮すると、
圧縮された表面は比較的滑らかである。粒子を形成する
のに用いられている繊維状セルロース系材料の性質によ
って、粒子の内部繊維は変る。例えば約０．６３５ｃｍ
　（１／４インチ）程度の大きさの小片を存する刻んだ
故紙を凝集させるならば、粒子は明瞭な層状組織又はラ
メラ組織をとる。他方、製紙工場のスラッジ等の、０ 更に細かく分割した材料を用いるならば、更に均質な内
部組織を得る。それにもかかわらず、凝集１−程のロー
ル作用は、非常に細かく分割されている供給材料を用い
るときですら、粒子に僅かな程度の内部配向を与える。

この配向は、粒子をつくるのに用いられる凝集方法の固
有の特徴であると思われる。

別の而では、本発明ばａ）湿った繊維配合物、繊維凝集
体、及び／又は紙くず、および又は製紙工場のスラ・７
ジのような繊維状セルロース系供給材料の繊維ザイス片
を凝集して個々のＵ集顆子を形成し、ｂ）凝集粒子の表
面を圧縮して実質的に突出繊細端及び／又は突出フィブ
リルのない高密度のスキンを形成し、Ｃ）凝集粒子を乾
燥することから成る凝集セルロース系粒子の製造方法に
関する。好ましくは、粒子は最終乾燥に先立って僅かに
平らにされて小板状粒子を形成し、この粒子はころがり
にくい。このことば、粒子を動物の寝床材として使用す
るときに特に有利である。

更に別の面では、本発明は、寝床材箱のような１ 容器内の粒子床であって、前記粒子が本質的に、凝集繊
維、繊維凝集体、及び／又は繊維状セルロース系材料の
繊維サイズ片から成り、粒子の外表面が実質的に突出繊
維端及び／又は突出フィブリルのない高密度すなわち圧
縮されたスキンをもっている、ことを特徴とする粒子床
に関する。粒子は小板状の形状を有するのが好ましい。

猫の寝床材として、本発明の粒子は埃りの発生を非常に
低くし、また使用中寝床材箱の底部への付着を最小にす
る。

本発明のこれらの面及び他の面を図面を参照して一層詳
細に説明する。

丈飾■ 第１図は、本発明の方法に用いる供給原ｒ１の準備工程
を詳細に示すものである。第１図は、凝集させるための
イハ給原料に通ずる繊維状セルロース系材料を作る装置
を示す。本願の目的とする「繊維状セルロース系材料」
とＣよ、リグニン、タール、ピッチのごとき植物のヰ体
中に自然に存在する天然のバインダを実質的に保有しな
い繊維状セル口２ 一ス系材籾である。これらの天然のバインダは、イ！ル
ロース系材料を開くかつ可撓性の無いものにするが、こ
れは本発明の１］的にとって好まＬＡないものである。

これらのバインダはｊＩ常、製紙パルプ化工程時の抽出
により除去される。従って、バルブ化玉稈において蒸解
されるセル「Ｉ−ス系材料が特に適している。かような
特に適する材料として６才、故紙（新聞紙、ボール紙等
を含む）、製紙工場のスラッジ、およびこれらの混合物
である。

本願において使用する「製紙工場のスラッジ」とは、−
次テイソシュｉｉ！造王場のスラッジおよび製紙−ｒ′
、程から２１−シる他のスラッジを含む広い概念の用語
であり、湿潤製紙工程の成形ワイヤを通されたセル１−
１−ス系短繊維を１ミとして製紙工場からの脱水廃棄物
を意味するものである。第１図に示す原料準備■−程＆
、１、ずべ−とのセルロース系繊維材料に必要とされる
訳ではなく、例えば製紙工場のスラッジのごときものは
、凝集が妨げられる程に含水量が大きくなければ、本発
明の■稈に直接供給される。しかしながら、製紙工場の
スラ・７ジは、３ その含水量が特に繊維化工程に悪影響を及ぼさない程度
に、他の原料と共に第１図の工程で処理することができ
る。

第１図には、特に故紙５のベールをベルトコンベヤ６で
適当なブレーカ７に運び、該ブリーカフによりベールを
一層処理し易い形状にするところを示しである。ヘール
ブレーカ７により破砕されたベール材料は、他のコンベ
ヤ８上に堆積され、かき取りローラ９で計量されて第３
のベルトコンベヤＩＩ上に載せられ、金属検知器１２に
通される。この金属検知器１２は、何らかの金属が存在
する場合には次の装置の損壊を招くので除去しなければ
ならないことを作業者に知らセるためのものである。好
ましからざる材料け、枢動自在な偏向板１４のごとき適
当な装置により、可搬ボックス１３内に堆積される。

次に、繊維状セルロース系材料は、ベルトコンベヤ１５
によって例えばハンマーミル１Ｇ、１７のごとき１つ以
上の繊維化装置すなわち摩砕装置に運ばれる。これらの
繊維化装置１Ｇ、１７は、４ 繊維化技術の当業者に知られた方法で設計されかつ運転
される。ここで用いるハンマーミル又は他の摩砕装置の
目的は、原料を繊維サイズの小片（個々の繊維および繊
維の凝集体を含む）に粉砕すなわち繊維化することであ
る（この目的のために、「繊維サイズ」とは、約１７４
インチ×１７４インチ（約６．３５ｍｍＸ　６．３５ｍ
ｍ）以下の大きさを意味する。繊維サイズの小片が大き
くなればなる程、材料を本願でいう平滑表面粒子に加工
するのが困難になる。）。材料がハンマーミルを通過し
続けるようにするため、加圧空気がライン１８を通して
連続的にハンマーミルに加えられる。ハンマーミルを通
して処理される特別な繊維状セルロース系材料は、図示
の目的のため、２５重量％の新聞紙、６０重量％のクレ
ーコーテッド・グルーグレードの故紙（ｃｌａｙ−ｃｏ
ａｔｅｄ　ｇｌｕｅ−ｇｒａｄｅ　ｗａｓｔｅｐａｐｅ
ｒ　）および１５重量％の１次ティッシュ製造工場のス
ラッジ（約７５重量％の水を含む）からなるものとする
。典型的な製紙工場のスラ・ノジは、約６０〜９０重量
％の水を含み、従って、もしも５ 大量に供給するとハンマーミルを詰まらせてしまウオソ
レがある。ハンマーミルは、もしも繊維状セルロース系
材料の全水分が約２０重量％程度になると詰まりが生じ
ることがある。従って、製紙工場のスラッジを使用する
場合とは、水分を「希釈」するための乾燥供給原料を配
合しなければならない。かような問題を避けるため、ハ
ンマーミル工程の後に製紙工場のスラッジをシステムに
加えるのがよい。もちろん、もしも製紙工場のスラ・７
ジが単なる供給原料として用いられる場合には、第１図
に示す原材料の準備工程は不要である。

得られた繊維、凝集繊維および（または）繊維状セルロ
ース系材料の繊維サイズがライン１９を流れる付加的強
制エアの助けを借てハンマーミル１７から導管２１を通
して材料が沈殿される繊維沈殿ドラム２２に運ばれる。

沈殿繊維の上方のエアスペースに存在する微粉体及びダ
スト又は塵芥が導管２２を通して繊維沈殿ドラム２２か
ら引き出されバッグハウス（袋容器）２４に向けられる
。

バッグハウス２４でば微粉体及び塵芥が空気から６ ろ過され、リサイクルされるかまたは廃棄される。

適切なファン２６が空気及び塵芥を吸引してバングハウ
ス中に入れるための装置を与える。第２図のスクリュー
フィーダのホッパーに配置したダスト（塵芥）フードか
らライン２Ｂを通って運ばれた他の塵芥もまたバッグハ
ウスに向けられる。

第２図は、本発明の工程、すなわち繊維、凝集繊維、お
よび（または）ｍ雄状セルロース系供給材料の繊維サイ
ズの小片を凝集して個々の凝集した粒子を形成する工程
と、凝集した粒子の表面を圧縮する工程と、及び粒子を
乾燥する工程と、を実施する方法を例示するものである
。本明細書から明らかなように、凝集、表面圧縮及び乾
燥の工程を装置の３つの分離した部分内で達成すること
は必ずしも必要でない。代表的には、１つの装置が粒子
を凝集し同時に粒子表面を圧縮してもよいし、または粒
子表面を圧縮し同時に粒子を乾燥してもよい。実際には
、第４図に関連して記載するように、１つの装置がすべ
ての３つのプロセス工程を達成できる。第２図を再び参
照すると、繊維、７ 凝集繊維、および（又は）例えば第１図の繊維沈殿ドラ
ム２２および（または）紙供給源のような適切な供給源
からの繊維壮士ルロース系供給材料がスクリューコンベ
ヤ３２のホッパー３１のような供給装置に供給される。

このスクリューコンベヤ３２ば供給材料を計量して混合
器３３に供給するように働らく。臭気吸入剤（例えば重
炭酸ナトリウム、活性炭、ボラックス等）、帯電防止剤
、難燃剤、等の付加的成分が、そのような添加剤が工程
補助として望まれる程度に、または最終製品にある特性
を付与するために、プロセス中のこの時点で任意に、加
えられることもできる。帯電防止剤は猫の寝床材として
用いられるとき動物の毛に最終製品粒子が粘着する傾向
を減じるのに特に有効である。ジ−ココ−ジメチル−ア
ンモニウムクロライドまたはメチルビス（２−ヒドロキ
シエチル）ココアンモニウムニレートのような慣用のア
ンモニウム塩がこの目的のために適した帯電防止剤であ
り、繊維状セルロース材料の空気乾燥重量に基づいて約
０．５ないし約５乾燥重量％のレベＢ ルにおいて加えられることができる。ホッパー中で発生
した塵芥は塵芥をバッグハウスに向ける適切な換気式フ
ードシステムによって除去できる。

混合器３３において、繊維、凝集繊維、および（または
）繊維状セルロース系供給材料の繊維サイズの小片は凝
集に対して充分なまたはほぼ充分な量の水と完全に混合
される。凝集は、粒子の連続した転勤によって核形成個
所を中心に粒子の寸法が増加するプロセスである。この
運動は、繊維、凝集繊維、および（または）繊維状セル
ロース系供給材料の繊維サイスの小片に成長している粒
子を露出させることを増大させ、それによって繊維の機
械的より合せ及び付着によって密接な接触及び成長に対
する機会を与える。適度の水分レベルが繊維状セルロー
ス材料の所定の混合体に対して達成されると、凝集が極
めて容易に発生することが見い出された。混合体の水分
レベルがさらに増加されると、一層大きく凝集した粒子
が形成される。もちろん、もし過度の水分が存在すると
、スラリーが形成され、凝集は全つく生じない。した９ かって、第一に、混合器は次の凝集工程に対する繊維状
セルロース供給材料を制御するように働らく。このよう
に、凝集した粒子の寸法が水分レベルによって幾分制御
される。混合器は入口３４を持つ管状容器及び一連の内
部回転歯またはバドル３５　（パドルが例示されている
）から成り、バドル３５が供給材料を混合し出口３９に
向って移動させる。もし歯が用いられるならば、実質的
に混合器内に凝集は起らない。しかしながら、パドルが
用いられるならば、ある程度の凝集が混合器内に生じる
ことが見出されている。このことは、凝集を行なう次の
装置に掛かる仕事を少なくするので、利点である。混合
器は、適切な水分制御を達成するのに望ましい多数の水
入口ボート３Ｇ、３７及び３８を含んでいるのが好まし
い。もし得られるならば、温水が好ましい。その理由は
、セルロース系繊維を一層容易に軟化させるからである
。用いられて成功した具体的な装Ｗばフェロチック（モ
デル１２Ｔ３５）によって製造されたものである。図示
の各段階において水を加えて良好０ な分配を与えることが利点であることが見出されている
。例えば、混合器に加えられるべき水の約８０％が第２
ポート３７を通して加えられ、残りがポート３８を通し
て加えられることができる。

混合器を離れる混合した材料の水分はセルロース系繊維
の空気乾燥重量に基づいて約５０ないし約８０の重量％
の範囲内にあるべきであるが、精密なレベルは用いられ
るべき特定の供給材料及び特定の凝集装置に対して最適
でなければならない。

プロセスのこの段階で、水分含有材料はある程度の凝集
を示すが、全体として、材料は、個々の粒子の塊がほと
んどない極めてゆるくてもろい材料であるということが
できる。

配合器を出る湿った繊維配合物、繊維凝集体、及び繊維
状セルロース系供給材料の繊維サイズ片を次いで回転し
ている機械的な凝集装置４１の中に入れる。この装置は
主に湿った材料をころがして凝集粒子にし、かつ配合器
の中で生じた凝集を完全にするように働らく。回転ディ
スク型凝集装置又は水平回転ドラムのような適当な回転
装置で１ 凝集を達成することができる。例えばフェロチック（Ｆ
ｅｒｒｏ　Ｔｅｃｈ）社によって作られ、４７°の角度
にピンチをなし、約２７ｒ、ｐ、ｍで水平回転する直径
が３フイート（９１，４４ｃｍ）のディスクを有するデ
ィスク型凝集装置が適当であることが分っている。しか
しながら、実質的に水平な回転ドラムが好ましい。何故
ならば該ドラムは高価でなく、良好な凝集を与えると同
時に粒子の表面を圧縮して以下に説明するような高密度
のスキンを成形するからである。長さが５．５フイート
　（１６７，６４０Ｉ１１）で２２ｒ、ｐ、ｍで回転す
る内径２３インチ＜５８．４２ｃｍ）のドラムが自然乾
燥セルロース系繊維約５０ポンド（２２，５ｋｇ）時間
の生産量での凝集目的に十分であることが分っている。

実質的に水平な回転ドラムは好ましいレベルであるが、
ドラムを僅かに傾斜させて粒子の平均帯留時間を所望に
応じて増減させる。材料が落ちこぼれないようにするた
め入口端の円周壁を除いて、ドラムの端部は開放してい
る。粒子が最も下のレベルに行き、ドラムの出口端から
落ちこぼれるとき、回２ 転ドラムの一端から他端への粒子の移動が自然に生じる
。回転ドラム内の粒子の占める空間は、ドラムの内容積
に基づくと相対的に小さい。代表的には、粒子の占める
容積パーセントは、約２％ないし約５％にすぎない。こ
れにより、回転中粒子をドラムの内側にすり上がらせ、
ある点に達するとドラムの底に落下させ又は逆転させ、
それによって混合或いは回転作用をつ（る。必要ならば
凝集工程をさらに高めるために追加の水４２を凝集装置
に加えることができる。もし配合器内の材料が非常に湿
っていて配合器から適切に出ることができないなら、例
えばいくらかの水をこの時点で加えることは有利である
。約Ｏ乃至約３０重量％の追加水が有利であることが分
った。これは、ドラムの内側に適切に配置され、被凝集
材料に出来るだけ早く必要な凝集湿りを与えるために好
ましくはドラム入口の近くに位置決めされた噴射ノズル
で、容易に達成することができる。この時点での材料の
水分は約８５重量％を越えるべきでなく、猫の寝床材が
粒子の所望の最終用途であるならば、３ 好ましくは約８０重量％を越えるべきでない。高い湿り
サイズはこの目的には大きすぎる粒子の組成を生じさせ
ることができる。

凝集装置から出る凝集粒子４３は、代表的には約７５か
ら８０重量％の水分を有している。粒子のサイズは代表
的には約１７３２インチ（０，０７９ｃｎ＋）から約５
／８インチ（１，５９ｃｍ）又はそれ以上である。粒子
を振動イクスパンディソトメタルスクリーン４６で分別
して５／８インチ（１，５９ｃｍ）より大きな粒子を取
り除き、この粒子を導管４７を通してハンマーミルへ再
循環させる。これら粒子は横用寝床材としては大きすぎ
また小さな粒子に比べて乾燥が困難であるから、これら
粒子を好ましくは除去する。しかしながら、さらに処理
可能に保持された粒子は、乾燥するまでにはサイズで約
３０％程結果的に収縮する。従って、工程のこの段階で
の所望の最終サイズより大きい粒子を保持することがで
きる。

凝集装置から出る凝集粒子はまた、多数の突出繊維端及
び／又はフィブリルを含む。これらの露４ 出繊維端及びフィブリルは粒子を最終的に猫の寝床材と
して用いられることになっているならば望ましくない。

というのはこれらの露出繊維端及びフィブリルによりこ
れら粒子が猫の毛皮にくっついて従って、寝わら箱から
持ち出されるからである。従って、凝集粒子の表面は実
質的に滑らかであることが必要である（第５図参照）。

これを達成する１つの方法は、例えば振動する流動床の
乾燥機内で湿った粒子をころがし或いははずませること
によって、粒子表面を圧縮することであり、この乾燥機
内では粒子表面は部分的に乾燥されるだけの状態で圧縮
される。また同様の表面圧縮を例えば実質的に水平回転
ドラム内で達成することができる。実際、表面圧縮を行
う第２の実質的に水平な回転ドラムによって凝集を行う
実質的に水平な回転ドラムを用いることが好ましい。第
２のドラム表面を、好ましくはテフロン被覆して、粒子
が内壁にくっつかないようにすることによって表面圧縮
を改善する。表面圧縮の段階を、粒子が少なくとも約１
５重量％の水分をもつ状態で達成５ しなければならず、この表面圧縮の段階は多数の突出繊
維端及びフィブリルの数を減少させるのに役立つだけで
なく、表面での繊維と繊維との結合を増すことによって
粒子表面の水素結合の強度を高める。圧縮は、粒子に滑
らかな表面を与え、さらにまたダストの生成に抵抗し、
かつひどく湿ったときに粒子の一体性を保持させるより
密なスキンを粒子に与える。

第２に注意を戻すと、スクリーン４６を通過する受け入
れ可能なサイズの粒子は、これらの粒子の表面を圧縮し
、或いはさらに圧縮し、水分を好ましくは約３０重量％
まで減少させるために熱い空気の流動床式乾燥機４８に
差し向けられる。適当であるとわかった特定の乾燥機は
３％の開放面積をもつ３２平方フート（２，９４ｍ２）
の振動する床板表面を有し、長さが１６フー）（４，８
８ｍ）である。凝集粒子は入口４９で乾燥機に入り、出
口５１を通って乾燥機を出る。約３８０　Ｆ　（９０”
ｃ）の熱い空気（１分間当り標準で６７００立方フー）
　（１８７，６ｒｒｒ／＋ｗｉｎ）が入口５２に入り、
床板の６ 多数のオリフィスを通って上方に差し向けられる。

空気は出口５３で排出される。約３０秒乃至６０秒の粒
子滞留時間が適当であることがわかった。

これは使用される特定の装置に対して約１７２インチ（
１，２７ｃｍ）の流動床高さく静止時）に相当する。作
動の際、粒子の流動床は非常に低い密度をもつ。実際、
小さい粒子は床板の上方に約１フート（３０，４８ｃｍ
）の高ざまで上昇することができる。大きい粒子は、床
板に連結された適当な振動装置のもたらす振動運動によ
って、出口に向かつて付勢されて床板の表面上に沿いご
ろがろうとするだけである。乾燥機から排出部に収容さ
れたダストを使い捨て用の或いは再循環用のバンクハウ
スへ差し向けることができる。

第１の流動床式乾燥機４８を出る表面圧縮された凝集粒
子は代表的には約３０重量％の水分をもつ。約１５乃至
約５０重量％の水分は、表面圧縮を良好にし、かつ次の
処理中粒子の一体性を依然として保つのに適当であると
考えられる。工程のこの段階での凝集粒子の形状は一般
に球状である７ が、一様でなく不揃いである。しかしながら凝集粒子の
表面は滑らかである。希望ならば、表面圧縮された凝集
粒子５５を第２の振動スクリーン５６でふるいにかＩＪ
で大きい及び／又は小さい不必要な大きさの粒子５７を
取り除くことができる。

次いで許容粒子５８を、第２の振動する流動床式乾燥機
６０のような最終の乾燥装置へ差し向け、そこで粒子を
約１０重量％以下、好ましくは約５重量％の水分までに
乾燥させて高い水分レベルで高められるバクテリアの成
長を抑制する。この流動床式乾燥機の目的は単に粒子を
乾燥させることであるから、経済的には流動床を第１の
乾燥機におけるよりもはるかに高い密度にして作動させ
るのが好ましい。代表的には床の高さは作動中約１イン
チ或いは２インチ（２，５４ｃｍ或は５．０８ｃｍ）で
あり、従って導管６１を通る空気の床への供給量は、第
１の乾燥機に比べて少ない。例示として、１分間当り標
準で約３０００立方フート　（８，４ｎｌ／ｍ１ｎ）の
熱い空気（４７５’Ｆ（１１９℃））を最終の乾燥機へ
供給する。最終の乾燥機は第１のも８ のと物理的に同しであるのがよい。また、粒子の滞留時
間は第１の乾燥機中の粒子の滞留時間とほぼ同じである
のがよいが希望に応じて大きく変えることができる。明
らかに、両方の乾燥機の設計を、特定の装置の要求を満
たずように当業者が変えることができる。

第２の乾燥機を出る乾燥されかつ表面圧縮された凝集粒
子７０を好ましくは第３の振動式スクリーニング装置７
１上に４１着させて希望の最終的な用途としては大きす
ぎ又は小さすぎる粒子を取り除く。これらの粒子をハン
マーミルに再循環させることができる。図示した好まし
いスクリーニング装置には、ｌ／１６インチ（０，１６
ｃｍ）以下の直径の粒子７２と３７８インチ（０，９６
ｃｍ）以上の直径の粒子７３を再循環する２重のスクリ
ーンが用いられる。（本明細書に用いられているように
“直径”とは粒子の最大長さ寸法を示しており、粒子が
真の円形成いは球形の形状を有していることを意味する
ようには意図していない。）このサイズの分類は動物の
寝床材に対しては好ましいことが９ わかった。図示のように、スクリーンの中央部分を出る
許容粒子７５は希望ならば最終生成物として回収され、
袋に入れられ梱包される。梱包中、芳香物例えばカプセ
ルに入れられた芳香或いは油を乾燥させた粒子と混合さ
せて生成物の受け入れを改善することができる。

第３図は第２図の工程に好適な任意の段階を示しており
、この段階では表面圧縮された粒子が流動床式乾燥機４
８で部分的に乾燥してふるい分けした後、粒子５８を適
当な装置で小板に成形する。

これは、例えばプレスロール８０とコンベアベルト表面
８１との間でニップへ粒子５８を搬送してこれら粒子を
平らにすることによって達成することができる。コンベ
アベルトはロール８２および８３によって駆動されかつ
支持される。これによって粒子の形状をほぼ球形からこ
こで“小板状”と称する形状に変化させる（第６図参照
）。これが有利なのは、小板状の粒子が使用中床上にま
き散らされてもころがりにくくこれによって粒子を浄化
用の小さな領域に閉じこめることができるか０ らである。この段階は、高密度の表面スキンの破壊を回
避して粒子をぼろぼろにしないために粒子を湿り状態（
約１５乃至約５０重量％水分）の粒子について行なわれ
なければならないことが重要である。他方、湿り状態で
は、粒子は、十分な圧力下で互いに押付けられると、互
いに接着し易い。

従って、いくつかの個々の粒子が結合して大きな単一の
塊になるのを避けるために、粒子をコンベアヘルド上に
実質的に単一層で付着するのが好ましい。もし粒子のサ
イズ或いは高さが工程のこの時点で存在する粒子間で大
きく変わるならば、小さな粒子、中間の粒子、大きな粒
子を分離し別々に平らにすることが有利である。さもな
ければ、例えばニップ間隙が大きな粒子向きに設定され
るならば、小さな粒子は十分に平らにされることなく通
過してしまう。

第４図は、本発明の方法の別の代替実施例を示し、ここ
では、第２図および第３図に示した旅設の若干は省略さ
れている。上記方法は、いくつかの工程、すなわち凝集
工程、表面を、圧縮する工１ 程、部分的に乾燥する工程を行うために、はぼ水平の単
一の回転ドラムを用いることによって達成される。上記
方法は、上記方法の機能に適応するために上記回転ドラ
ムの長さを充分に延長することによって行うことができ
る。図示されているように、すでに図示した実施例のよ
うに、適当な繊維状セルロース系材料は、ホッパ３１中
に堆積され、このホッパは、上記材料をねじ供給器３２
へ供給する。上記材料は、配合器３３の入口３４中に計
量して入れられ、上記配合器は、成る程度の予備的に塊
めることをさせることができる回転水かき形式のものが
好ましい。すでに図示したように、水かき３５は、軸線
方向の回転軸に支持され、この軸は、上記材料を混合し
かつ出口３９へ移動させる。水の追加は、すでに説明し
たように入口３６．３７．３８を通って提供される。

したがって、湿った配合材料は、はぼ水平の回転ドラム
４１中に堆積され、このドラムは、すでに説明した回転
ドラムと、長さ以外では同様のものである。１時間当り
の約７９ｋｇ（約１７５ポン２ ド）の自然乾燥セルロース系繊維の生産率のためには、
長さ約３６６ｃｍ（約１２フイート）、内径約５８ｃｍ
（約２３インチ）、回転速度約２５ｒ、ｐ、ｍのドラム
が適当と思われる。ドラムの内側で、入口の近くで、一
連の任意の水噴射ノズル９０は、すでに説明したように
必要な追加の凝集水を与えるように、適当に置かれてい
る。」二記ノズルは、水源９１に適当に連結されいる。

上記ドラムの出口近くの位置において、適当な源９３か
らの高温空気は、適当なノズル９６によって粒子に向け
ることができる。代替的に、または付加的に、上記ドラ
ムの表面またはその一部分は、外部たら加熱することが
できる。このような態様において、上記ドラムは、第２
図に関連して、すでに説明したように、第１区域におい
て凝集を行う。第２区域において、水の追加および凝集
の後に、粒子は、互いに連続的に転がされて、粒子の表
面を、圧縮し、およびまたは、さらに、圧縮する。第３
区域において、上記粒子は、高温空気によって部分的に
乾燥され、好ましくは、約３０〜５０％の水分３ まで乾燥され、そしてさらに表面が、圧縮される。

回転ドラムから出てくる部分的に乾燥された粒子９８は
、すでに説明したように、振動スクリーン４６によって
選別され、すでに説明したように流動床式乾燥機６０に
おいて乾燥され、すでに説明したように、もしも必要な
らば振動スクリーン７１において再び選別される。随意
には、スクリーン４６から出る粒子は、第３図に関連し
て説明したように、最終乾燥以前に、平らにして小板に
することができる。

第５図は、本発明の代表的粒子の拡大写真（約４．５倍
）であり、この粒子は、本発明の目的のために、不揃い
で、はぼ球形を有しているように見える。この写真から
容易に判るように、粒子の表面は、成る大きなこぶ（ｂ
ｕｍｐ）のようであるが、このこぶの表面は、比較的に
滑らかであり、はとんど突出が見えない繊維端すなわち
フィブリルが存在する。

第６図は、第５図と同様な写真であり、本発明の代表的
粒子を示し、この粒子は、本発明の目的４ のだめに、小板状の形状を有しているように見える。こ
れらの粒子は、すでに説明したように球形を減らずよう
に、少し押しつぶした、すなわち平らにした第５図に示
したものに似ている単なる粒子である。平らになってい
る大きさを図示するために、この写真における小板は、
平らな形態を示すように、縁で、付着されている。これ
らの同じ粒子は、粒子が平らな面の上にある上記の写真
から見たとき、はぼ丸く見え、第５図の粒子に非常によ
く似て見える。

第７図は、本発明の代表的粒子の断面の拡大写真（８倍
）であり、この粒子は、２５％の新聞印刷用紙、６０％
のクレーコーティソド・グルーグレードの故紙、すでに
説明したようなスラッジを作る１５％のテソシュよりな
る供給原料から形成される。写真から見られるように、
実際上、いくらか層になっている内部構造は、粒子を完
全に取巻いている密な外面すなわちスキンに対し、粒子
の中心において、密度が低い。密度の高いスキンの存在
は、非常に水分をもっているとき、粒子の５ 完全な状態を維持し、はこりのできるのを最小にするた
めに非常に重要である。スキンの形成は、凝集中および
凝集後の転がり作用によって生じた表面圧縮に因る。

第８図は、既に述べたティッシュ製造工場のスラッジか
ら成る供給原料から形成された本発明の代表的な粒子の
拡大（８倍）断面写真である。第７図に示す粒子と同様
に、これらの粒子もまたその密度の小さい内部のまわり
に高密度化した表面圧縮スキンを有する。内部構成は第
７図に示す粒子のように層を形成していないが、粒子の
表面とほぼ平行に走っているように見える内部構造の方
向性が多少存在する。

第９図は、第１次凝集段階の前の、配合物から出た繊維
状セルローズ系供給材料の拡大（約４．５倍）写真であ
る。写真から明らかなように、工程のこの時点において
多少の凝集が既に起っているけれども、最適には材料の
大きな凝集体として言及されるものの表面は緻密化され
ず、自由な繊維端及びフィブリルによって被われている
。これら６ のタイプの構造は避けられるべきものである。しかしな
がら、大規模生産においては、突出繊維や突出フィブリ
ルを有する粒子は僅かだけならその製品中に存在しても
よい。しかしながらこれらのことは品質管理の問題があ
り、本発明の範囲外のことである。

上述したように、本発明の凝集粒子は計量でありかつ高
吸収性を有する。代表的には、ｌ　ｃ＋Ｊ当り約０．２
ｇから約０．３ｇの凝集密度と、粒子１ｇにつき約２ｇ
から約２．５ｇの水を吸収する吸収性を有する。これら
の特性は、もちろん、供給される材料の性質、工程の条
件、添加物の存在等によって変化する。さらに、本発明
の粒子は、猫の寝床材として使用するとき、市販の土を
使用した猫の寝床材に比較してほこりが少ない。

このほこりに関する点を説明するために、１袋の猫の寝
床材の粒子を寝床材の箱に注ぎ入れることによって生じ
るほこりの量を測定する試験が行われた。（この試験に
おいて集められたダラム単位の重量測定値は、“ダスト
レベル指数”と呼ぶ７ ことができる。）　５５．９ｃｍ　（２２インチ）Ｘ３
８．１ｃｍ（１５インチ）で高さが１２．７ｃｍ（５イ
ンチ）センナメートルのプラスチック製の猫の寝床材の
箱に、５５．９　Ｘ　３８．１平方センチメートルで高
さが１７．８ｃｍ（フインチ）の容積を測定するための
プレキシガラス（商標）カバーを特別に取付けた。

このカバーはその一端部に直径１５．２ｃｎ＋（６イン
チ）の範囲を測定するための孔を有する。タールを塗っ
たグラスファイバーフィルタを有する大容量の試料採取
器〔マイネセイフティアプライアンス（Ｍｉｎｅ　５ａ
ｆｅｔｙ　Ａｐｐｌｉａｎｃｅ）社製のフィクスツフロ
（Ｆｉｘｔ　Ｆｌｏ）採取器〕をこの孔に取付けた。こ
のカバーの反対側には、組立体の内部で一端から他端に
わたる空気流れをつくる一連の小さな孔を有する。カバ
ーの上面にはまた、試験試料を注入するための直径２０
．３ｃｍ（８インチ）の孔を設けた。試験において、最
初に試料空気採取器のスイッチを入れた。試料採取器を
通る空気の容積流速は分速０．６１１２８ｎ？　（２１
，６立方フイート）であった。寝床材の箱には、上記カ
バーの上面の直８ 径２０．３ｃｍ（８インチ）の孔から、１袋の試験すべ
き粒子（この粒子は約６０３５．２ｎｆ（３６８立方イ
ンチ）である）を注ぎ入れ、手で該寝床材を寝床材の箱
の底面全体に平らに広げた。カバーの上面の孔を塞いだ
。試料空気採取器は各試料に対して５分間作動し、すべ
ての飛塵を収集した。

（バックグランド室内ダストレベルを考慮に入れて）収
集したほこりの量を決定するため、試料採取器のフィル
ターを夜通し乾燥して重量測定を行った。商標［ビデイ
ーキャット（Ｐｉｄｙ−Ｃａｔ）　３　Ｊの猫用寝床材
の４．５３６ｋｇ　（１０ポンド）袋（６０３５，２ｎ
？）の寝床材に対して、正味約２７６ｇのほこりが収集
された。一方、本発明による粒子の同一容量については
僅かに約４ｇのほこりが収集されただけであった。従っ
て、本発明による粒子のダストレベル指数は、市販の粘
土寝床材のダストレベル指数の１７６０であった。概し
て、本発明による粒子は約１０又はそれ以下のダストレ
ベル指数、好ましくは上に説明したように約５以下を示
すであろう。

９ 例示のためだけに示した上述の実施例は、本発明の範囲
を制限するものとして解されるべきでないということを
認識すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法に使用する供給原料をいかに準
備するかを示す概略流れ図である。 第２図は、本発明の凝集工程、表面圧縮工程および乾燥
工程を示す本発明の１つの実施例の概略流れ図である。 第３図は、第２図と同様な工程を示すものであるが、粒
子を平らにして小板を形成する追加の工程を含む概略流
れ図である。 第４図は、単一の回転ドラムを使用して粒子を凝集しか
つ粒子の表面を部分乾燥して圧縮する単純化した工程を
示す概略流れ図である。 第５図は、不規則ではあるがほぼ球状の本発明の数種類
の代表的な乾燥粒子を示す写真である。 第６図は、平らにして小板状にした本発明の数種類の代
表的な粒子を示す写真である。 第７図は、本発明の代表的な粒子の断面を示す０ 写真である。 第８図は、単に製紙工場のスラッジから形成された本発
明の代表的な粒子の断面を示す写真である。 第９図は、最初の凝集工程の前の配合物の写真であり、
突出フィブリルおよび繊維の端部の外観を示す写真であ
る。 ５・・・故紙、７・・・ブレーカ、１２・・・金属検知
器。 １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）本質的に、凝集繊維と、繊維凝集体と、及び／又
   は繊維状セルロース系材料の繊維クイズの小片とから成
   り、実質的に突出フィブリルのない圧縮された外面をも
   つことを特徴とする粒子。 （２）不揃いの、かつほぼ球助の形状をもっことを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の粒子。 （３）小板状の形状をもつことを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の粒子。 （４）粒子は実質的に水素結合によってのみ、結合され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の粒子。 （５）約０．２ｇ／ｃＪ〜約０．３　ｇ　／ｃＪの凝集
   密度をもつことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の粒子。 （６）粒子１ｇ当り、本釣２ｇの吸水度をもっことを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の粒子。 （７）繊維状セルロース系材料は製紙工場のスラッジで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   粒子。 （８）繊維状セルロース系材料は故紙であることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の粒子。 （９）本質的に、凝集繊維と、繊維凝集体と、故紙及び
   ティッシュ製造工場のスラッジ並びにこれらの組合セか
   ら成る群から選ばれた繊維状セルロース系材料の繊維サ
   イズの小片と、から成り小板状の形状をもち、かつ実質
   的に突出フィブリルのない圧縮された外面をもっている
   ことを特徴とする粒子。 （１０）粒子は本質的に水素結合によってのみ、結合さ
   れでいることを特徴とする特許請求の範囲第（９）項記
   載の粒子。 （１１）約１０以下のダストレベル指数をもっているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１０）項記載の粒子
   。 （１２）約１／ｌＧインチ〜約３／８インチ（約０．１
   ５８７５ｃｍ〜約０．９５２５ｃｍ）の直径をもってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１１）項記載の
   粒子。 （１３）約０．２ｇ／ｃＩＩｌ〜約０．３　ｇ　／　ｃ
   Ｊの凝集密度をもち、かつ粒子１ｇ当り本釣２ｇの吸水
   度をもっていることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ２）項記載の粒子。 （１４）　ａ）繊維の湿った配合物、繊維凝集体、及び
   ／又は繊維状セルロース系供給材料の繊維サイズの小片
   を凝集して個々の凝集粒子を形成し、ｂ）凝集粒子の表
   面を圧縮して実質的に突出フィブリルのない高密度のス
   キンを形成し、Ｃ）凝集粒子を乾燥させる、 ことを特徴とするセルロース粒子の製造方法。 （１５）粒子を、回転ディスク型凝集装置で凝集するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１４）項記載の製造
   方法。 （１６）凝集粒子の表面を、上向きに流れている空気に
   よって支持された流動床中で凝集粒子をはずませ又はこ
   ろがすことによって圧縮することを特徴とする特許請求
   の範囲第（１４）項記載の製造方法。 （１，７）　ａ）繊維の湿った配合物、繊維凝集体、及
   び繊維状セルロース系供給材料の繊維サイズの小片を凝
   集して個々の凝集粒子を形成し、前記湿った配合物は約
   ７５〜約８５重量％の水分をもち、 ｂ）粒子の表面を圧縮し、 Ｃ）粒子を、約３０〜約５０重量％の水分まで部分的に
   乾燥させ、 ｄ）部分的に乾燥した粒子を小板に形成し、ｅ）粒子を
   約１０重量％又はそれ以下の水分まで乾燥させる、 ことを特徴とするセルロース粒子の製造方法。 （１８）粒子を、回転ディスク型凝集装置で凝集するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１７）項記載の製造
   方法。 （１９）粒子を表面圧縮し、流動床式乾燥機で部分的に
   乾燥させることを特徴とする特許請求の範囲第（１８）
   項記載の製造方法。 （２０）部分的に乾燥した粒子を移動ベルトの上に置き
   、移動ベルトと加圧ロールとの間に二ツブで平らにする
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１９）項記載の製
   造方法。 （２１）平らになった粒子を流動床式乾燥機で、約５重
   量％の水分まで乾燥させることを特徴とする特許請求の
   範囲第（２０）項記載の製造方法。 （２２）容器内に設けられる粒子のベッドであって、前
   記粒子が本質的に、凝集繊維、繊維凝集体、及び／又は
   繊維状セルロース系材料の繊維サイズの小片から成り、
   実質的に突出フィブリルのない圧縮された外面をもつこ
   とを特徴とするベッド。 （２３）粒子は小板杖の形状をもっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第（２２）項記載のヘッド。 （２４）繊維状セルロース系材料は、故紙と、製紙工場
   のスラッジと、故紙と製紙工場のスラッジの組合せとか
   ら成る群から選ばれていることを特徴とする特許請求の
   範囲第（２３）項記載のベッド。 （２５）粒子の直径は約１／１６インチ〜約３７８イン
   チ（約０．１５８７５ｃｍ　〜約０．９５２５ｃｍ）で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（２４）項記載
   のベッド。 （２６）粒子は、−一一一一毛にくっつく粒子の傾向を
   減じるのに十分な量の帯電防止剤をさらに有することを
   特徴とする特許請求の範囲第（２５）項記載のベッド。 （２７）粒子は約１０又はそれ以下のダストレベル指数
   をもつことを特徴とする特許請求の範囲第（２５）項記
   載のベッド。