JP6469421B2

JP6469421B2 - 吸収性物品

Info

Publication number: JP6469421B2
Application number: JP2014231322A
Authority: JP
Inventors: 村田　剛; 剛村田; 克水口
Original assignee: Nippon Paper Crecia Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Crecia Co Ltd
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2019-02-13
Anticipated expiration: 2034-11-14
Also published as: JP2016093326A

Description

本発明は、消臭及び抗菌機能を有する吸収性物品に関する。

昨今、紙おむつ、軽度失禁製品やペットシーツ等の吸収性物品に抗菌・消臭機能を付与するニーズが非常に高くなっている。抗菌機能は、排尿後にアンモニア産生菌等の雑菌の繁殖を抑える。このような吸収性物品として、消臭剤や抗菌剤を塗工したキャリアシート（キャリアシート）で吸収コアを包み、さらに全体を表面シートで包んだ構成が開示されている（特許文献１）。
一方、吸収体に使用する繊維に消臭、抗菌剤を加えたものもある。（特許文献２）
一方、セルロース繊維の内部にゼオライトを担持させると共にゼオライト内にＡｇ，Ｃｕ等を担持させ、さらにこのセルロース繊維を抄紙することで紙自体に消臭機能を付与する技術が開示されている（商品名セルガイア（登録商標）、特許文献３）。そして、このセルロース繊維を抄紙して制臭シートを形成し、吸収性物品の吸収コアとバックシートとの間に配置した技術が開示されている（特許文献４）。

特開２００４−８９３２２号公報特開平０５-１６１６７１号公報特許第４１４９０６６号公報特開２００８−４８７７５号公報

しかしながら、消臭及び抗菌機能を有する薬液を原紙に塗工してキャリアシートを製造した場合、パルプ繊維同士の結合が弱くなるため、キャリアシートにヨレや破れが生じ、吸収性物品の使用感や耐久性に劣ることがある。さらに、汗や尿等の体液により、キャリアシートから薬液が溶出し、抗菌・消臭効果が持続しないという問題もある。
一方、吸収体に使用する繊維に消臭剤、抗菌剤を有するものを使用したものでは、吸収性物品の使用中に吸収体の保形性が損なわれたりすることがあった。また、吸収体の製造（積繊）工程において、微細繊維の発生が多く、積繊機に詰まりが生じやすいという問題もあった。例えば、特許文献４に記載の技術の場合、ゼオライト等をセルロース繊維に担持させる際の反応により繊維が変形、損傷して短くなる。このため、このセルロース繊維を抄紙してコアラップシートを製造すると、繊維同士の結合が弱くなり、上記と同様にコアラップシートにヨレや破れが生じ易い。また、特許文献４に記載の技術の場合、ゼオライトがセルロース繊維内に物理的に担持されているため、ゼオライトが脱落しやすく、消臭機能が十分でないという問題がある。
また、吸収体の製造（積繊）時に紛体あるいは液体状の消臭剤、抗菌剤を散布したり、噴霧したりする場合には、薬剤の定着に問題がある。
従って本発明は、吸収体自体が消臭及び抗菌機能を有すると共に、生産性に優れ、水分吸収後の保形性に優れた吸収性物品の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の吸収性物品は、表面シートと、バックシートと、前記表面シートと前記バックシートとの間に介装される吸収体と、を備えた吸収性物品であって、吸収体は、表面にカルボキシル基又はカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維に対し、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ及びＺｎの群から選ばれる１種以上の金属元素のイオンを含有してなる金属イオン含有セルロース繊維を含み、前記酸化セルロースはグルコピラノース環のポリマーであって、前記酸化セルロース表面の前記グルコピラノース環のＣ６位の一級水酸基が選択的に酸化されて前記カルボキシル基または前記カルボキシレート基が導入されており、前記金属イオン含有セルロース繊維において、前記カルボキシル基又は前記カルボキシレート基である酸基の量は、０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、前記金属イオン含有セルロース繊維に対する前記金属イオンの含有量が１０〜６０ｍｇ／ｇ、前記金属イオン含有セルロース繊維はフラッフパルプの形態をなし、前記吸収体は、前記フラッフパルプと高吸水性樹脂とを含む。

この発明によれば、吸収体自身に消臭及び抗菌機能を有すると共に、生産性に優れ、水分吸収後の保形性に優れた吸収性物品が得られる。

本発明の実施形態に係る吸収性物品の外観を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る吸収性物品について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る吸収性物品（パンツ型紙おむつ）２００の外観図である。吸収性物品２００は、吸水性を有する吸水性物品本体部２０と、吸水性物品本体部２０を内部に保持してパンツ形状をなす外装体１００とを備えている。
外装体１００には、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなり、スパンボンドやエアースルー製法で製造された不織布を用いることができる。又、外装体１００は、少なくとも外装シートと内装シートとを有する２枚以上のシートを積層して構成することが好ましい。
吸水性物品本体部２０は細長く、長手方向中央部付近がやや幅狭になっていて、吸収性物品２００の股間に配置されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う吸水性物品本体部２０の断面図である。吸水性物品本体部２０は、身体接触側表面(図２の上面)を形成する液透過性で親水性の表面シート（トップシート）２と、液不透過性のバックシート６と、表面シート２とバックシート６の間に配置され、高吸水性樹脂とフラッフパルプとを有する吸収コア４ａ、４ｂと、を含んで構成されている。又、各吸収コア４ａ、４ｂは、それぞれキャリアシート１０ａ、１０ｂで被覆されている。さらに、吸水性物品本体部２０の両側部が撥水性のサイドシートからなる立体ギャザー３０として立ち上がって尿等の横漏れを防止する。
それぞれキャリアシート１０ａ、１０ｂで被覆された各吸収コア４ａ、４ｂが、特許請求の範囲の「吸収体」に相当する。なお、吸収体としては、キャリアシートを用いないタイプであってもよい。
１つの吸水性物品本体部２０につき、吸収体は１つでもよく、複数でもよい。

表面シート２は不織布からなり、着用者の皮膚に接するため、感触が柔らかで、皮膚に刺激を与えない材料から形成されるとよい。表面シート２は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルなどの合成繊維による、エアースルー不織布、ポイントボンド不織布、スパンボンド不織布、スパンレース不織布などが使用できる。特に液戻り量の少ないエアースルー不織布が好適である。
バックシート６は、吸水性物品本体部２０内において保持している液体などが下着に漏れないような防水性を有する液不透過性の材料から形成されていればよく、通気性のポリエチレンフィルムなどの薄いプラスチックフィルムとすることができる。また、バックシート６として透湿性のフィルムを用い、ムレを低減してもよい。

吸収コア４ａ、４ｂは、フラッフパルプと、高吸水性樹脂（ＳＡＰ）の粒子とを混合して形成される。フラッフパルプは、表面にカルボキシル基又はカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維に対し、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ及びＣｕの群から選ばれる１種以上の金属元素のイオンを含有してなる金属イオン含有セルロース繊維を解繊して形成されている。吸収コア４ａ、４ｂがさらに、金属イオン含有セルロース繊維以外の木材パルプを解繊したフラッフパルプを含んでもよく、フラッフパルプと異なる親水性の合成繊維、ポリマー繊維などを含んでもよい。
この金属イオン含有セルロース繊維は消臭及び抗菌機能を有しており、解繊してフラッフパルプの形態として吸収体（吸収コア４ａ、４ｂ）に含有している。これにより、金属イオン含有セルロース繊維が空隙が多い嵩高構造となるので、臭気成分との接触がより多くなり、消臭及び抗菌効果が向上する。
吸収体中の上記金属イオン含有セルロース繊維の含有割合は、５ｗｔ％以上とすると好ましい。上記金属イオン含有セルロース繊維の含有割合が５ｗｔ％未満であると、吸収体中の上記金属イオン含有セルロース繊維の量が十分でなく、消臭及び抗菌機能に劣る場合がある。

この金属イオン含有セルロース繊維は、セルロース繊維表面にカルボキシル基又はカルボキシレート基を導入した酸化セルロース繊維に対し、金属化合物水溶液を接触させることによって得ることができる。また、金属イオン含有セルロース繊維のフラッフパルプの製造方法としては、酸化セルロース繊維を含む原料を抄造したシートに、上記金属化合物水溶液を接触させる方法の他、予め酸化セルロース繊維に金属イオンを含有させ、この金属イオン含有セルロース繊維を含む原料を抄造し、これらにより得られたシートを既知の解繊装置により解繊する方法を例示することできる。

上記酸化セルロース繊維は、Ｎ−オキシル化合物を触媒に用いて木材パルプなどのセルロース繊維を酸化することにより製造できる。この酸化反応により、セルロース表面のグルコピラノース環のＣ６位の一級水酸基が選択的に酸化され、表面にカルボキシル基またはカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維が得られる。原料のセルロースは天然セルロースが好ましい。上記酸化反応は、水中で行うことが好ましい。反応におけるセルロース繊維の濃度は特に限定されないが、５質量％以下が好ましい。Ｎ−オキシル化合物の量は、反応系に対し０．１〜４ｍｍｏｌ／Ｌ程度であればよい。反応には公知の共酸化剤を用いてもよい。共酸化剤の例には、ジ亜ハロゲン酸またはその塩が含まれる。共酸化剤の量は、Ｎ−オキシル化合物１ｍｏｌに対して１〜４０ｍｏｌが好ましい。
反応温度は４〜４０℃が好ましく、室温がより好ましい。反応系のｐＨは８〜１１が好ましい。酸化の度合いは、反応時間、Ｎ−オキシル化合物の量等により適宜調整できる。
このようにして得た酸化セルロース繊維は、表面に酸基が存在し、内部にはほとんど酸基は存在しない。これはセルロース繊維が結晶性であるため、酸化剤が繊維の内部にまで拡散しにくいためと考えられる。

カルボキシル基とは−ＣＯＯＨで表される基をいい、カルボキシレート基とは−ＣＯＯ−で表される基をいう。酸化セルロース繊維を製造する際のカルボキシレート基のカウンターイオンは特に限定されない。そして、後述する金属のイオンが上記カウンターイオンと置き換わってカルボキシレート基とイオン結合する。また、カルボキシル基は金属イオンとして銅イオンと配位すると思われる。カルボキシル基またはカルボキシレート基を合わせて「酸基」ともいう。
酸基の含有量は、特開２００８−００１７２８号公報の段落００２１に開示されている方法によって測定できる。すなわち、精秤した乾燥セルロース試料を用いて０．５〜１質量％のスラリー６０ｍＬを調製し、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液によってｐＨを約２．５とする。その後、０．０５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して電気伝導度測定を行う。測定はｐＨが約１１になるまで続ける。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階を示すまでに消費された水酸化ナトリウム量（Ｖ）から、下式を用いて酸基量Ｘ１を求める。
Ｘ１（ｍｍｏｌ／ｇ）＝Ｖ（ｍＬ）×０．０５／セルロースの質量（ｇ）

上記セルロース繊維の酸基の量は、０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇが好ましい。酸基の量が０．２ｍｍｏｌ／ｇ未満であると、セルロース繊維表面に存在する金属イオンの量が十分でなく、消臭及び抗菌機能に劣る場合がある。酸基の量が２．２ｍｍｏｌ／ｇを超えると、吸収コア４ａ、４ｂの抄紙の際のろ水性が悪化し、脱水負荷が大きくなる場合がある。

次に、上記酸化セルロース繊維に対し、上記金属の化合物を含む水溶液を接触させ、金属化合物に由来する金属イオンが、カルボキシレート基とイオン結合を形成する。なお、カルボキシル基は電離してカルボキシレート基を経て金属イオンとイオン結合するか、上述のように銅イオンと配位すると思われる。
金属化合物水溶液とは、金属塩の水溶液である。金属塩の例には、錯体（錯イオン）、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、および酢酸塩が含まれる。金属塩は水溶性であることが好ましい。
金属化合物の接触方法に関しては、予め調製したセルロース繊維の分散液と金属化合物水溶液を混合してもよく、セルロース繊維を含む分散液を基材の上に塗布して膜とし、当該膜に金属化合物水溶液を滴下して含浸させてもよい。このとき、膜は基板上に固定されたままであってもよいし、基板から剥離された状態であってもよい。
金属化合物水溶液の濃度は特に限定されないが、セルロース繊維１００質量部に対して１０〜８０質量部が好ましく、３０〜６０質量部がより好ましい。
金属化合物を接触させる時間は適宜調整してよい。接触させる際の温度は特に限定されないが２０〜４０℃が好ましい。また、接触させる際の液のｐＨは特に限定されないが、ｐＨが低いと、カルボキシル基に金属イオンが結合しにくくなるため、７〜１３が好ましく、ｐＨ８〜１２が特に好ましい。

酸化セルロース繊維が金属イオンを含有（配位）していることは、走査型電子顕微鏡像、及び強酸による抽出液のＩＣＰ発光分析で確認できる。つまり、金属イオンは走査型電子顕微鏡像では存在を確認できず、一方でＩＣＰ発光分析では金属を含有していることを確認できる。これに対し、例えば上記金属がイオンから還元されて金属粒子として存在している場合は、走査型電子顕微鏡像で金属粒子を確認することができるので、金属イオンの有無を判定できる。また、FE-SEMと元素マッピングによっても金属イオンの有無を判定できる。つまり、FE-SEM像では金属イオンを確認できないが、元素マッピングをすることで金属イオンが存在することを確認できる。
酸化セルロース繊維に対する金属イオンの含有量が１０〜６０ｍｇ／ｇであることが好ましく、１５〜５０ｍｇ／ｇであることが特に好ましい。
金属イオンとして、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ及びＣｕの群から選ばれる１種以上を用いることにより、抗菌機能が付与される。一方、セルロース繊維の酸基のすべてに金属イオンが結合することはなく、残存した酸基が臭い成分であるアンモニアを中和することにより、消臭機能が発揮される。

本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
吸収性物品は、上記したパンツ型紙おむつに限られず、例えば生理用ナプキンのように細長い片状であって、局部に当てるタイプであってもよい。又、上記した実施形態では、液透過性の表面シート２が吸収コア４ａの片面（身体接触側表面）のみを覆ったが、吸収コアの両面を液透過性の表面シートで覆い、吸収性物品の表面と裏面の両方の面から尿等を吸収可能としてもよい。
又、吸収体は金属イオン含有セルロース繊維を含んでいればよく、吸収体の構成及び金属イオン含有セルロース繊維の含有形態は上記に限定されない。

以下、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は勿論これらの例に限定されるものではない。

NBKPからなるパルプ繊維（セルロース）１６ｇを準備し、１６００ｇの水に分散させた。この分散液に０．２ｇの２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシル（ＴＥＭＰＯ）、および共酸化剤として２ｇの次亜塩素酸ナトリウムを加え、室温で２時間撹拌し、酸化反応を行い、酸化セルロース繊維（ＴＥＭＰＯ酸化セルロース繊維）の分散液を得た。このＴＥＭＰＯ酸化セルロース繊維はその表面にカルボキシル基またはカルボキシレート基を有する。金属イオンを含有する前のＴＥＭＰＯ酸化セルロース繊維の酸基量は１．６ｍｍｏｌ／ｇであった。
上記操作にて得られたＴＥＭＰＯ酸化セルロース繊維に、ｐＨ９．０、１．６０ｍｍｏｌ／ｇの濃度（酸化セルロース繊維１ｇ当たり）の金属塩（ＣｕＣｌ_２）水溶液を加えて撹拌した。これにより、酸化セルロース繊維にＣｕイオンを含有させ、洗浄して未反応の金属塩を除去した。そして、上述のように走査型電子顕微鏡像、及び強酸による抽出液のＩＣＰ発光分析で金属イオン含有セルロース繊維を製造できたことを確認した。なお、実施例２は金属塩水溶液としてＡｇＣｌ水溶液を用い、Ｃｕイオンの代わりにＡｇイオンを含有させた。また、酸化セルロース繊維に対する金属イオンの含有量は１０〜６０ｍｇ／ｇの範囲であった。
この金属イオン含有セルロース繊維を、坪量が１８ｇ／ｍ２になるように、丸型手抄き機にて抄紙し、シリンダードライヤー（１０５℃）で乾燥させ、直径約１６ｃｍの丸型シートを作製した。

次に、このシートを解繊機により解繊し、ＴＥＭＰＯ酸化セルロース繊維からなるフラッフパルプを得た。このフラッフパルプと、高吸水性樹脂（ＳＡＰ）と、一般のパルプ（NBKP）を解繊してなるフラッフパルプとを、表１に示す配合比で配合して吸収体を作製した。

参考例１として、実施例２のシートを、２００ｐｐｍの水素化ホウ素ナトリウム水溶液からなる還元剤溶液に含浸させ、ろ紙を重ねて余分な水溶液を取り除き、５０℃の送風乾燥機で１５分乾燥させ、シート中の金属イオン（Ａｇイオン）を金属粒子に還元した。
比較例１として、Ｃｕを含有（２．６ｍｇ/ｇ）するゼオライト担持セルロース繊維を解繊して得たフラッフパルプを用いて同様に吸収体を作製した。なお、吸収体の上下にキャリアシート(坪量２０ｇ/ｍ²)を積層した。

＜消臭効果＞
5cm×5cmの吸収体の試験片が入ったコック付きガスバッグに、アンモニア水溶液（アンモニア水2mL:水2mL）の飽和ガスを1.2mL注射器で挿入し、さらにエアーポンプにて空気を1.5L充填した。上記飽和ガスは、アンモニア水溶液が入っている密閉容器の気相から採取した。飽和ガス及び空気を充填後のガスバッグ中のアンモニアガス濃度は80〜90ppmであった。次に、検知管に吸引器とゴムチューブを繋ぎ、ゴムチューブをガスバッグに繋いだ。そして、空気を充填してから１５分経過後のガスバッグ内のアンモニアガス濃度を測定した。
◎：非常に良い残存濃度が初期の１/３以下
○：普通残存濃度が初期の１/２〜３/１
×：悪い残存濃度が初期の１/２以上
＜抗菌性＞
ハロー試験により評価した。大腸菌を含んだ寒天培地を作製し、その上に吸収体の小片を載せ、37℃で１７時間培養後、試料の周りにできた試験菌の「生育阻止帯」の有無を確認した。
○：生育阻止帯が認められ抗菌性を有する。
×：生育阻止帯の認められず、抗菌性を認めない。

＜操業性＞
積繊機により連続２時間吸収体を製造（操業）し、回転ドラム内のワイヤーに微細繊維に由来するつまりを生じたか否かを確認した。
○：つまりの発生を認めず、操業上問題なし。
×：つまりを確認した。
＜保形性＞
10ｃｍ×10ｃｍの吸収体を表面シート（エアースルー不織布２５g/m^２）とバックシートとで挟み、表面シート中央の上から生理食塩水１５０ｍｌを注ぎ、１分後に１，３６０gのおもり（径５０mmφ）を表面シート中央に置いた時の吸収体の状態を観察した。保形性が○であれば実用上問題はない。
○：吸収体の側面から繊維及び高吸水性ポリマーの脱落がない
×：吸収体の側面から繊維及び高吸水性ポリマーの脱落がある。
得られた結果を表１に示す。

表１から明らかなように、各実施例の場合、消臭及び抗菌機能に優れると共に操業性が良好であり、水分吸収後の吸収体の保形性も良好であった。又、各実施例の場合、セルロース繊維に含まれる金属イオンを金属に還元させた参考例１より消臭性がさらに良好であることが判明した。
一方、比較例１の場合、操業性に劣り、保形性も劣った。

２表面シート
４ａ、４ｂ吸収体（吸収コア）
６バックシート
２００吸水性物品

Claims

表面シートと、バックシートと、前記表面シートと前記バックシートとの間に介装される吸収体と、を備えた吸収性物品であって、
前記吸収体は、表面にカルボキシル基又はカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維に対し、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ及びＣｕの群から選ばれる１種以上の金属元素のイオンを含有してなる金属イオン含有セルロース繊維を含み、
前記酸化セルロースはグルコピラノース環のポリマーであって、前記酸化セルロース表面の前記グルコピラノース環のＣ６位の一級水酸基が選択的に酸化されて前記カルボキシル基または前記カルボキシレート基が導入されており、
前記金属イオン含有セルロース繊維において、前記カルボキシル基又は前記カルボキシレート基である酸基の量は、０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、
前記金属イオン含有セルロース繊維に対する前記金属イオンの含有量が１０〜６０ｍｇ／ｇ、
前記金属イオン含有セルロース繊維はフラッフパルプの形態をなし、
前記吸収体は、前記フラッフパルプと高吸水性樹脂とを含むことを特徴とする吸収性物品。