JP2007050024A - 使い捨て体液吸収物品 - Google Patents
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Abstract
【課題】 薄型・軽量でかつ、漏れの生じにくい体液吸収物品を提供することにある。更には、液体吸収性に優れ、液拡散性にも優れるため、吸収体の利用効率が高い体液吸収物品を提供すること。
【解決手段】 透液性シートと不透液性シートと、その間に介在する吸収性複合体から構成される使い捨て体液吸収物品であり、吸収性複合体が基材と吸水性樹脂から構成されており、全吸収性複合体重量に対して樹脂比率65質量%以上99質量%以下、全吸水性樹脂中の50%以が基材に接着しており、吸収性複合体の端部分が折り返されていることを特徴とする体液吸収性物品。
【選択図】 図4
Description
(1)透液性シートと不透液性シートと、その間に介在する吸収性複合体から構成される使い捨て体液吸収物品であり、吸収性複合体が基材と吸水性樹脂から構成されており、全吸収性複合体重量に対して樹脂比率65質量%以上99質量%以下、全吸水性樹脂中の50%以上が基材に接着しており、吸収性複合体の端部分が折り返されていることを特徴とする体液吸収性物品。
(2)吸収性複合体の樹脂面積充填率が1〜30%であることを特徴とする(1)記載の使い捨て体液吸収物品。
(3)折り返し部分に接着剤を使用することを特徴とする(1)〜(2)記載の体液吸収物品。
(4)接着剤が疎水性接着剤であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の物品。
(5)接着剤がホットメルト接着剤であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の物品。
(体液吸収物品について)
本発明における体液吸収物品とは、体液を吸収する能力をもつ物品全てを指す。本発明において吸収する体液は特に限定されず、例としては尿、経血、母乳、軟便等があげられる。物品の形状も特に限定されないが、パッド状やテープタイプ、パンツ型などが好ましく使用される。具体的な例の一つとしては、おむつや生理用ナプキン、尿取りパッド、母乳パッド等があげられる。
本発明における使い捨て体液吸収物品とは、透液性シート、不透液性シートとその間に介在する吸収性複合体から構成されるものである。本発明における吸収性複合体の端部分が折り返されていることが好ましい。本発明に使用する吸収性複合体は、シート状で形態が安定しており、使用中に体液吸収物品中における吸収性複合体のずれや移動がおきにくいため、安定的に体液を拡散させ、吸収させることができる。シートを介して液体が拡散する際に、液体が吸収体の端まできてしまうと、漏れが生じやすくなる。吸収体の端の部分が折り返されていると、液体をせき止め吸収することができるので、漏れを防止することができる。
(折り返しについて)
本発明における吸収性複合体の端部分とは、シート状吸収体の外周部のことを指す。吸収性複合体の端部分が折り返されていると、その部分は厚みがあるため、液体が拡散してきたときに物理的な堰として働き漏れを防止することができるため好ましい。更に、折り返し部分は折り返していない部分よりも吸収能力が高くなるため、折り返し部分に液体が達した後でも漏れを防止することができる。折り返す部分は、外周部全体でも構わないし、一部のみでも構わない。長方形や楕円形、またはそれに準じるような長手方向と短手方向をもった形の吸収性複合体を使用する時は、短手方向への漏れが起こりやすいため、吸収性複合体の長辺にあたる部分のみを折り返すことが最小限の折り返しで漏れを防止できることができるため好ましい。その場合図4−(a)のように折り返しのための部分をもった吸収体形状にしておくか、図4−(b)のように、切れ込みをいれて折り返すことが好ましい。体液の吸収点がわかっている場合は、その近傍の端を折り返しておくと、漏れを防止する効果が高いため好ましい。折り返し部分の長さは1cm以上であることが好ましく、3cm以上であることがより好ましく、5cm以上であることが更に好ましく、10cm以上であることが最も好ましい。折り返し部分は1箇所でも構わないし、複数箇所でも構わない。折り返し部分は連続していてもよいし、間隔をあけて折り返し部分を複数つくってもよい。
(吸収性複合体について)
本発明において、吸水性樹脂と基材を組み合わせたものを吸収性複合体と呼ぶ。この際、組み合わせ方は特に限定されず、接着されていてもよいし、基材に吸水性樹脂を絡ませてもよいし、ただ混ぜたものでもよい。吸水性樹脂と基材は、1種類ずつを組み合わせてもよいし、複数の組み合わせでも構わない。また、パルプなどの短繊維や、その他の材料を同時に組み合わせても構わない。
本発明において基材とは、シート形状を保てる素材のことをいう。本発明においては、基材はシート状であればどのような素材でも構わないが、好ましくは紙及び/または布である。紙とは、JISP0001で定義される広義の意味での紙のことを指し、布とはJISL0206で定義されるシート状繊維製品の総称である。布はシートを形成する手段によって織物、編物、組み物、レース、網、不織布に分類されるが、本発明に使用する布は、織物、編物、不織布が好ましく、最も好ましくは不織布である。紙及び/又は布は、パルプなどの短繊維などと異なり形態安定性に優れているため好ましい。不織布とは、JISL0222により定義される。基材の形状は特に限定されず、厚さは好ましくは0.001mm〜1cm、より好ましくは0.01mm〜5mmであり、更に好ましくは0.05mm〜3mmであり、最も好ましくは0.1mm〜1mmである。重量は好ましくは0.1g/m2〜1kg/m2、より好ましくは0.5g/m2〜500kg/m2であり、更に好ましくは1g/m2〜100g/m2である。薄すぎるもの、軽すぎるものについては、強度の点から好ましくない。本発明においては、生理食塩水後の引張破断強度が、好ましくは0.6〜5000N/20mmであり、より好ましくは0.7〜500N/20mmであり、0.85〜100N/20mmであることが更に好ましく、1〜100N/20mmであることが最も好ましい。本発明において生理食塩水吸収後の引張破断強度は、基材に生理食塩水を吸収させた後の引張破断強度のことを表す。衛生材料においては、液吸収後もすぐに交換されずにそのまま使用されることもある。また、液吸収後、複数回にわたっての液吸収を求められることもある。一度吸収した後に使用を続けると、吸収体に水分がある状態で荷重がかかることとなる。荷重によって基材が破断してしまうと、通液性や液拡散性が低下することになり吸収体の性能を劣化させることとなる。生理食塩水吸収後も、高強度を保つ基材ほど吸収体の耐久性の点において好ましいといえる。また、製造時に基材が含水するようなプロセスの場合は、含水時の強度が低いと問題になることがあり、基材の強度が高いほど好ましいといえる。しかし、強度が高すぎても、実質的に性能の差はみられない。
生理食塩水吸収後の引張破断強度は以下のように求める。
試料:15cm×2cmの長方形型基材(方向を変えて何種類か用意する)
装置:引張試験機(島津のオートグラフ)
方法:1Lビーカーに0.9%生理食塩水を700g取り、基材を10分間浸漬させる。基材を引き上げ、キムタオル上に1分間放置し、間隔が10cmとなるように両端から2.5cmの部分をセットし、10mm/分のスピードで破断するまで引っ張り続ける。この時の力を記録し、最大値を強度N/20mmとする。方向があるものについては、方向を変えて何点か行い一番数値の低い値を強度とする。
本発明においては、基材の吸収倍率は2g/g以上200g/g以下であることが好ましく、より好ましくは4g/g以上100g/g以下、更に好ましくは8g/g以上50g/g以下であり、最も好ましくは12g/g以上30g/gである。吸収性複合体においては、吸水性樹脂よりも繊維の方が吸収速度が早いため、吸収初期には基材が、後期には吸水性樹脂が吸収することとなる。基材の吸収倍率が高いほど初期の液体吸収速度が早くなるため好ましい。通常、基材の吸収は毛細管現象によるもので、荷重がかかった時には液体が戻ってしまうこともあるし、使用中の蒸れの原因となる可能性もある。しかし、本発明の吸収性複合体においては、樹脂が基材の繊維を取り込んだ形で接着しているために、基材から吸水性樹脂が液体を奪い取る形で吸収する。このため、荷重によって液体が戻ったり、使用中に蒸れたりすることは少ない。
試料:10cm×2cmの長方形型基材
縦横方向があるものについては、方向を変えて2点以上用意する
装置:電子天秤、直径90mmのシャーレ
方法:電子天秤上にシャーレをおき、基材をシャーレの10cm上から垂直に吊り下げる。シャーレを電子天秤から取り、他の天秤で0.9%の生理食塩水60gを量り取る。基材の下部を手でもち、生理食塩水にふれないようにしてシャーレを電子天秤上に再度設置し、天秤の値を0点に設定する。基材を静かに生理食塩水に漬け込み、電子天秤の値を経時的に記録する。時間(秒)と電子天秤の値の絶対値(mg)をグラフにプロットし、120秒後から240秒後までの間の傾き(mg/秒)を吸収速度とする。基材で方向があるものについては、方向を変えて何点か測定を行い、一番早い値を吸収速度とする。
(吸水性樹脂の説明)
本発明に使用する吸水性樹脂は、吸水性樹脂の重量に対する残存モノマー濃度が1質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1質量%以下、更に好ましくは0.05質量%以下、更に好ましくは0.01質量%以下、最も好ましくは0.005質量%以下である。残存モノマーが多いと、液吸収時の溶出成分が多く性能的に好ましくない。出発素材としての吸水性樹脂の残存モノマー濃度は10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、1%以下であることが更に好ましく0.1%以下であることが最も好ましい。残存モノマーが多い状態の吸水性樹脂を使用すると、反応を完結させるのが困難であるし、反応方法によっては基材の風合いを損なうことがあり好ましくない。
測定装置は Bio−Rad社製 FTS−575を用いる。
装置:島津オートグラフAG−1
試料:吸水性樹脂0.10gを精秤し、底面に75μmの孔径のナイロンシートを貼り付けた内径20.5mm、高さ50mmの円筒容器の底に均一に入れた。50φのシャーレを用意し、0.90gの生理食塩水をいれ、吸水性樹脂の入った円筒容器を静置し、1時間吸収膨潤させた。
測定:1kNのロードセルを使用し、直径19.7mmの円柱軸をとりつけた。測定レンジは0.2kNと設定し、ロードセルに荷重がかからない高さにあわせ、そこから降下速度0.6mm/分という一定の速度で下がるように設定する。ロードセルに加わる圧力を経時的に記録した。ここで、表面強度とは実体積になった時点における荷重(N)を表す。吸水性樹脂の実体積は、生理食塩水の比重1.010g/cm3と吸水性樹脂の比重を利用して計算した。
本発明における平均粒子径は好ましくは300〜3000μmであり、更に好ましくは500〜2500μm、最も好ましくは700〜1500μmである。平均粒子径は篩分けによって求める。平均粒子径が小さいほど、粒子としての吸収速度は高くなる。また、平均粒子径が大きいほど、不織布に対して垂直方向への膨潤が大きくなり、面積当たりの吸収量を上げることができる。また、同じ重量の粒子を置いた時、粒径が大きいほど樹脂の面積充填率が低くなり、膨潤阻害を受け難いといえる。粒子単独では、粒子径が大きすぎると吸収速度が遅くなってしまうが、本発明の複合体中の粒子は、繊維との複合化効果により大きな粒径の粒子でも著しく吸収速度が向上するため、比較的大きい粒子を使うことも好ましい。
(式1)
吸水性樹脂の無加圧の吸収倍率(g/g)={(吸収後のティーバッグの重量)−(吸収後のブランクのティーバッグの重量)−(吸水性樹脂の重量)}/(吸収樹脂の重量)
本発明の吸水性樹脂の加圧下吸収倍率は以下の方法により測定する。吸水性樹脂0.02gを内径25mm、高さ30mmで底部に250メッシュのナイロン不織布を備えたアクリル樹脂製円筒に入れ、円筒の中にスムーズに動くシリンダーを入れて測定装置とし、重量を測定する。測定装置のシリンダーの上部に0.8psi相当の278.33gの荷重を載せて荷重とし、0.9%生理食塩水60gを入れた内径120mmのシャーレに入れる。60分後に取り出してキムタオルの上に3秒間静置して水切りをし、荷重を取り除いた後の装置の重量を測定し、(式2)に従って加圧下吸収倍率を算出する。
(式2)
吸水性樹脂の荷重下の吸収倍率(g/g)=(吸収後の装置の重量(g)−吸収前の装置の重量(g))/(吸収樹脂の重量)
(樹脂比率について)
本発明における樹脂比率とは、複合吸収体中の吸水性樹脂の割合を示したもので、具体的には(式3)のように決定される。
(式3)
樹脂比率(質量%)=A/B×100
ただし、複合体中の吸水性樹脂重量をA(g)、複合体の総重量をB(g)とする。
(樹脂面積充填率について)
本発明における樹脂面積充填率とは、吸水性樹脂が液体を吸収した時に粒子同士の接触しやすさを表す指標である。本発明において樹脂面積充填率は以下のように測定する。
(式4)
樹脂面積充填率(%)=吸水性樹脂部分の重量/全体の重量×100
樹脂面積充填率は1〜30(%)であること好ましく、より好ましくは2〜25であり、更に好ましくは3〜20である。面積充填率が高すぎると吸水性樹脂が膨潤した時に吸水性樹脂同士が接触し、ブロッキングが起こり吸水性樹脂の能力をフルに発揮することができなくなるので好ましくない。また、樹脂面積充填率が低すぎると、複合吸収体中の面積あたりの吸収量が少なくなるため好ましくない。
本発明において、基材と吸水性樹脂が接着しているとは、基材に吸水性樹脂が固定化されていて、実質的に基材と吸水性樹脂の位置関係が変化しないことを表す。本発明においては、吸収体の端を手で持ち固定し接着粒子が存在する面を下にして、20cmの幅で1秒間に2往復の速さで1分間振って、脱離しない粒子を接着しているとする。接着している粒子の割合は、脱離した粒子の重量と、接着している粒子をピンセット等で無理やり引き剥がし重量の測定をすることで求められる。基材と吸水性樹脂の位置関係が変化しないと、使用前の運搬などによって吸収体の性能が変化することもないし、繰り返し吸液の観点からも好ましい。本発明においては50%以上の吸水性樹脂が接着していることが必須であり、好ましくは70%以上、更に好ましくは90%以上、最も好ましくは99%以上が接着していることである。本発明においては、全粒子に対する接着形態に特に制限はなく、接着剤による接着、基材と吸水性樹脂との化学結合による接着、物理的相互作用による接着、吸水性樹脂中に繊維が入り込んだ形態での接着等でよいが、50%以上の吸水性樹脂が、吸水性樹脂中に繊維を取り込んだ形態で接着していることが好ましい。好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上、もっとも好ましくは90%以上の吸水性樹脂がこの形態で接着する。接着剤を使用すると、吸水性樹脂の膨潤を阻害する可能性があるため好ましくない。接着剤とは、例えば熱可塑性の繊維やポリマー、エマルジョンバインダー、ホットメルト接着剤などがある。吸水性樹脂中に繊維を入り込んだ形態とは、吸水性樹脂マトリックス中に基材中の繊維が存在している状態を表す。入り込んだ繊維の形状や長さは特に限定されない。この形態で接着していると、吸水性樹脂中に繊維を介して水を取り込むことができるため、吸収量、吸収速度の点で優れた性能を発揮する。吸水性樹脂中に繊維が入り込んだ形態で接着しているかどうかは、電子顕微鏡で確認することができる。接着している粒子を任意に30個抽出し、引き剥がして電子顕微鏡観察を行い割合を決定することができる。
(複合体の製造方法について)
本発明における吸収性複合体は、吸水性樹脂と基材を原料とし、基材に吸水性樹脂を接着させる工程からなる。接着方法は特に限定されず、前述の条件を満たすような接着方法を行えばよい。接着方法としては、基材に吸水性樹脂をからませる方法や、接着剤を使用する方法などがあげられるが、好ましい方法は、吸水性樹脂100重量部に対して10〜3000重量部の水を吸水性樹脂及び/又は基材に吸収させ、その後、吸水性樹脂と基材が接触した状態から、脱水する方法である。水の量は吸水性樹脂100重量部に対して、20〜2000重量部であることが好ましく、50〜1000重量部であることが更に好ましい。この方法で接着を行うと、不純物となる接着剤も使用する必要がないため好ましい。また、この方法で接着を行うと、吸水性樹脂中に繊維の一部が取り込まれるため、吸収速度や吸収力の点で好ましい。水の量が多いほど接着性が高くなり好ましいが、あまりにも高すぎると乾燥に時間がかかりすぎるため非効率的である。
(複合体の性能)
・複合体の無加圧吸収倍率について
本発明の複合体の無加圧吸収倍率は、0.9%生理食塩水を自由吸収させた時、3時間後に吸収された量とする。具体的には、直径59.5mmの円状の複合吸収体を作製し、前述の不織布の吸収倍率と同様の方法を用いて測定する。ただし、接着されていない吸水性樹脂を含んでいる場合や、脱離がおきた場合においては、濾過を行って吸水性樹脂を回収し、キムワイプ上で10秒以上静置して水切りを行い、その重量も加えて計算することにする。また、全く固定されていない吸収体の場合は、吸水性樹脂の吸収倍率の測定方法に準じて、T−Bagに吸収体をいれて測定する。
(式5)
面積あたりの無加圧吸収量(g/cm2)=((吸収後の全重量(g)−複合体の重量(g))/複合体の面積(cm2)
面積あたりの無加圧吸収量は、0.4g/cm2であることが好ましく、更に好ましくは0.7g/cm2以上、最も好ましくは1g/cm2以上である。
・複合体の加圧下吸収倍率について
本発明の複合体の加圧下吸収倍率は、荷重のかかった状態において0.9%生理食塩水を吸収させた時、3時間後に吸収された量で表される。具体的には、直径59.5mmの円状の複合体を用いて以下のように測定する。
(式6)
複合体の加圧下吸収倍率 (g/g)=重量W(g) /複合体の重量(g)
複合体の0.8psi荷重下の加圧下吸収倍率は、好ましくは15g/g以上であり、更に好ましくは16g/g以上、最も好ましくは18g/g以上である。加圧下においても無加圧の場合と同様に、面積あたりの吸収量も求めることができる。0.8psi加圧下における面積あたりの吸収量は、0.1g/cm2であることが好ましく、更に好ましくは0.15g/cm2以上、最も好ましくは0.2g/cm2以上である。
本発明においては、吸収体と透液性シート及び/又は不透液性シートと接着剤で固定されていることが好ましい。吸収性複合体は形態安定性に優れているが、接着剤によって固定することで、吸収体のよれやずれを防止し、安定に吸収性能を発揮させることができる。吸収体と透液性シート及び/又は不透液性シートは、直接接着されていることが好ましいが、間に他のシート状物質を介在させ、シート状物質と吸収性複合体、シート状物質と透液性シート及び/又は不透液性シートを接着させても構わない。また、吸収体を、シート状物質で包含させシート状物質内での吸収体の動きを制限した状態で、シート状物質を透液性シート及び/又は不透液性シートと接着させてもよい。よれやずれを確実に防止するためには、吸収体と少なくとも透液性シート又は不透液性シートが直接接着されていることが好ましい。
(体液吸収物品の性能評価)
・戻り性、液拡散長の評価
本発明における戻り性、液拡散長の評価は以下のように行う。十分な広さのある木の板の上に、体液吸収物品の四隅を物品がしわがよらない程度に伸ばした状態で画鋲を用いて固定する。吸収体の中心部分に直径60mm、重さ53.5gの円筒形のパイプを設置する。37℃に暖めた生理食塩水を80g量り取り、7〜8ml/秒の速度で吸収体の中心部分に滴下する。生理食塩水が表面シートより上面に見えなくなったことを確認し、円筒を取り除く。液滴下開始から3分後に、縦方向に拡散した長さを測りこれを液拡散長とする。液滴下開始から5分後に、アドバンテック製No2、直径150mmの濾紙を1辺10cmの正方形に切り取った濾紙を約90gになるように重ねて液滴下部に静置し、直後に濾紙の上に3.5kgの荷重をかける。荷重をかけてから3分後に、荷重をはずし、濾紙を物品上からはずして重量を測定する。この時、もとの濾紙の重量から増加した重量を1回目戻り量とする。
(漏れ測定)
本発明における漏れ測定とは以下のように行う。体液吸収物品の吸収体部分の中心部分にマジックで1cm程度の十字の印をつける。図9−(a)のように中心から長軸方向へ垂直に引いた線上に、画鋲を用いて水平な板の上に固定する。この際、ギャザー等がついている場合は、ギャザーごと固定し、吸収体の端部分が上から見えるように固定する。続いて図9−(b)のようにプラスチックの板を挿入し、固定した点との角度が30度になるようにテープを用いて物品を固定する。この時、吸収体にしわがよらない程度に伸ばされた状態になるようにする。
先に印をつけた中心部分に、食紅で色をつけた生理食塩水を0.1ml/秒の速度で滴下する。液が拡散して液体が吸収体の端の部分よりも外側に拡散をはじめた時点の液の滴下量を読み取り、これを漏れ滴下量とする。
漏れ滴下量は、50ml以上であることが好ましく、55ml以上であることがより好ましく60ml以上であることが更に好ましく、65ml以上であることが最も好ましい。
厚みを厚くし、吸収体重量を増加させることで、漏れ滴下量の値を上げることができるが、吸収性物品としては、薄型・軽量であるほうが好ましい。そこで、本発明においては、単位量あたりの漏れにくさの指標として、漏れ吸収量と吸収体の重量と吸収体の面積から漏れ係数を以下の(式7)のように規定する。
吸収体の重量、吸収体の面積に関しては吸収体全体の値を測定する。同重量、同面積の吸収体においては、漏れ係数が大きいほど漏れにくいということを表す。漏れ係数は、1000以上であることが好ましく、1500以上であることがより好ましく、2000以上が更に好ましく、2500以上であることが最も好ましい。漏れ係数のこの範囲は、先述した漏れ滴下量の好ましい範囲と同時に満たすことが好ましい。
製造例1
300mlセパラブルフラスコにこの40質量%アクリル酸アンモニウム水溶液を90g、N,N’−メチレンビスアクリルアミドを0.0187g添加する。フラスコは30℃に液温が保たれるようにウォーターバスに浴す。水溶液を窒素ガスでバブリングすることにより脱気し、反応系中を窒素置換した。次に42質量%グリセリン水溶液をシリンジにて0.43g添加、よく攪拌した後にそれぞれ1gの水に溶かした30質量%過酸化水素水溶液 0.0917gとロンガリット 0.0415gを添加し重合を開始する。内部温度は30℃から開始して反応開始5分で100℃まで上昇する。その後、内部温度が70℃に保たれるように水浴にて3時間加熱する。その後、セパラフラスコよりゲルを取り出し粗解砕を行ってから100℃にてイナートオーブンを用いて4時間乾燥させる。乾燥終了後、ホモジナイザーにて粉砕し、篩い分けにて300μm以下、300〜500μm、500〜600μm、600〜710μm、710〜850μm、850〜1200μm、1200〜1400μm、1400〜1700μm、1700〜2500μm、2500〜3000μm、3000μm以上に分級した。これを吸水性樹脂1とする。この樹脂の表面強度は0.5Nであった。表面の塩濃度は90%であった。
製造例2
製造例3
実施例1
実施例2
実施例3
実施例4
実施例5
実施例6
実施例7
実施例8
実施例9
実施例10
実施例11
実施例12
実施例13
比較例1
比較例2
比較例3
比較例4
比較例5
比較例6
Claims (5)
- 透液性シートと不透液性シートと、その間に介在する吸収性複合体から構成される使い捨て体液吸収物品であり、吸収性複合体が基材と吸水性樹脂から構成されており、全吸収性複合体重量に対して樹脂比率65質量%以上99質量%以下、全吸水性樹脂中の50%以が基材に接着しており、吸収性複合体の端部分が折り返されていることを特徴とする体液吸収性物品。
- 吸収性複合体の樹脂面積充填率が1〜30%であることを特徴とする請求項1記載の使い捨て体液吸収物品。
- 折り返し部分に接着剤を使用することを特徴とする請求項1〜2記載の体液吸収物品。
- 接着剤が疎水性接着剤であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の物品。
- 接着剤がホットメルト接着剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の物品。
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