JP3169106U - 機能性吸水シート - Google Patents

Abstract

【課題】 高い吸水特性と消臭性を兼備すると共に、優れた自律的調湿作用や抗アレルギー性等を有する機能性吸水シートを提供する。【解決手段】表面側から透水性素材２、吸水性素材４、非透水性素材５の順に積層された機能性吸水シート１において、該吸水性素材４中に高吸水性樹脂と、全細孔容積が０．１〜１．０ｍｌ／ｇで、比表面積８０ｍ２／ｇ以上の稚内層珪質頁岩がそれぞれ５ｇ／ｍ２以上分散・含有されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本考案は、吸水性と消臭性、調湿性、有害ガス吸着性等を兼備する、医療や介護現場における敷き替え用の簡易シーツ等として好適に使用できる機能性吸水シートに関する。

近年、高齢化社会への急速な移行に伴い、医療や介護の現場では専門の受入施設の不足により、在宅での療養や介護を余儀なくされるケースが増えている。中でも、在宅介護における失禁臭や体臭等の不快臭の問題は、居住空間が狭く、建築構造も高気密、高断熱化が進んでいる我が国特有の住宅事情から、いくら処置を徹底しても生活臭そのものに僅かな悪臭が残り、不快な日常生活を強いられているのが現状である。

かかる失禁や体臭等による不快臭の問題を医療用や介護用のシーツで改善した例として、特許文献１にはポリフェノール等の植物成分と無機微粒子を含有する吸収性ポリマーを用いた吸収性物品が、また特許文献２には吸収性物品の少なくとも一部にカテキン類やタンニン酸等と、ゼオライトや珪藻土等のセラミック成分との複合体を配合した熱接着性複合繊維からなる布シートを配置した吸収性物品が提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載の吸収性物品は、吸収性ポリマー中に消臭成分等を含有させているために吸収性能と消臭性能のいずれかが相殺されて、十分な性能が発揮できないという問題がある。一方、特許文献２の吸収性物品はカテキン類等の消臭剤とセラミック成分が熱接着性複合繊維からなる布シート中に含有されているため、この場合も消臭効果が十分でないなど、いずれの物品も吸収性と消臭性が両立できず決して満足できるものでなかった。

特開２００４−１５６０１０号公報 特開２００４−０８９２３４号公報

本考案は、高い吸水特性と消臭性を兼備すると共に、優れた自律的調湿作用や抗アレルギー性等を有する機能性吸水シートの提供を目的とする。

本考案者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の珪質頁岩が高い消臭機能と調湿特性、並びにエチレンやＶＯＣ等のガス吸着特性を有していることに着目し、この珪質頁岩をシート中に高吸水性樹脂と共存させることで高い吸水性と消臭性を両立させ、しかも優れた調湿性や抗アレルギー性といった特性をも兼備させることに成功し、本考案を完成させるに至ったものである。

即ち、本考案は、表面側から透水性素材、吸水性素材、非透水性素材の順に積層された吸水シートにおいて、該吸水性素材中に高吸水性樹脂と、全細孔容積が０．１〜１．０ｍｌ／ｇで、比表面積８０ｍ^２／ｇ以上の稚内層珪質頁岩がそれぞれ５ｇ／ｍ^２以上分散・含有されていることを特徴とする機能性吸水シートに関するものである。

本考案において、表面側に用いる透水性素材は、素材中を水が通過可能な透水性があれば特に限定されず、例えば透水性の不織布、織布、有孔フィルム、若しくはメッシュフィルム等が挙げられる。透水性の不織布や織布は、目付け量が１０〜１００ｇ／ｍ^２で、濡れてもある程度サラサラ感のあるものを使用するのが好ましく、疎水性繊維に親水性繊維を適宜混合して、サラサラ感と透水性のバランスを図るとよい、またメッシュフィルムとしては、開孔率２０〜６０％、開孔密度が７０〜２００孔／ｃｍ^２のものが例示され、この場合開孔部が底面側を絞り込んだ断面すり鉢状に穿孔されているため、この部分が逆止弁的な効果を発揮して吸水性素材側からの汚液等の逆流が抑えられる点で好ましい。

一方、裏面側に用いる非透水性素材は、素材中を水が透過しない非透水性があれば特に限定されず、疎水性のプラスチックフィルム、特に厚さ５〜５０ミクロンのポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム、熱可塑性ポリウレタンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム等を用いるのが好ましく、またこれらのフィルムに不織布等をラミネートして捕強したものでも差支えない。

また、本考案の機能性吸水シートにおいて中間層に用いる吸水性素材は、粉末状の高吸水性樹脂と稚内層珪質頁岩を所定量含有するものであれば如何なる構成のものでもよく、例示すれば上下の強化吸水紙の間に適宜割合で混合されるか、あるいは個別に用意された粉末状の高吸水性樹脂と稚内層珪質頁岩を粉砕パルプと共に所定量散布し、挟持したものが挙げられる。ここで強化吸水紙とは、水に濡れてもある程度の強度を保持するよう紙力増強剤を添加したり、叩解度の高いパルプ繊維を用いて抄紙したものであり、具体的には、湿潤時の強度が縦方向で１Ｎ／２５ｍｍ以上、横方向で０．５Ｎ／２５ｍｍ以上のものが好適である。

本考案において高吸水性樹脂としては、架橋構造を有し、重合体の構成成分としてカルボキシル基及びカルボキシレート基を有する高吸水性の０．１〜１０００μｍ程度の粉末状の樹脂であれば如何なるものでも使用できる。中でも、ポリアクリル酸塩架橋物、澱粉−アクリル酸クラフト共重合体架橋物、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体の加水分解物、アクリル酸塩−アクリルアミド共重合体架橋物及びポリアクリロニトリル架橋体物の加水分解物、カルボキシメチルセルロース等が好適な例として挙げられる。

一方、珪質頁岩とは、珪藻質泥を根源とした堆積物であるが、結晶化による硬質化が進んだ固くて割れやすい頁岩であり、通常の珪藻上と呼ばれている珪藻泥岩に属しながらも、特有の性状を有することから区別して扱われるケースが多い。即ち、珪藻土とは、およそ１０００万年前に海や湖沼などに大量に生息していた藻類の一種である珪藻プランクトンが泥と一緒に堆積してできた岩石を粉砕したものであるのに対し、珪質頁岩はこの珪藻土が地殻変動等によって地中で圧力や熱の影響を受けて溶解した後、再び沈殿して微細な多孔質状に結晶化したものてある。中でも、本考案で使用する北海道天山地方産の稚内層珪質頁岩は、細孔直径７〜１６ｎｍにシャープな細孔径分布を持ち、全細孔容積が０．０８〜１．２ｍｌ／ｇ、比表面積が６０〜１８０ｍ^２／ｇであり、平均細孔直径が９ｎｍ程度の極めて微細な細孔を多数持つという特有の性質を有している。かかる稚内層珪質頁岩は、後述する表１に例示するように通常の珪藻土に比べて５〜８倍もの比表面積と全細孔容積を持ち、しかも細孔直径７〜１６ｎｍでの細孔容積が極めて大きいことから、近年、調湿機能材として主に建材分野への利用が提案され、その吸放湿特性は相対湿度を常に６０％ＲＨ前後に自律的に制御するという特有のもので、こうした特性はこの種の材料として常用されている活性炭の５倍以上、ゼオライトの１０倍以上、一般珪藻土の３〜５倍にも及ぶものである。

また、この稚内層珪質頁岩はアンモニアやアセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、ＶＯＣガス、エチレンガス等に加えて、体臭やペット臭、介護臭等の生活臭に対しても高い吸着能を有する。この稚内層珪質頁岩の高いガス吸着能は通常の細孔表面へのガス吸着効果に加えて、当該珪質頁岩の前記した高い水分吸収力によって蓄えられた細孔内の凝縮水へのガス溶解によって引き起こされるもので、とりわけアンモニアやアセトアルデヒド等の水溶性ガスに対する高い吸着能は、極めて微細な細孔を多数有し高い水分吸収能をもつ本願稚内層珪質頁岩特有のものである。

本考案の機能性吸水シートでは、上記稚内層珪質頁岩のうち、全細孔容積が０．１〜１．０ｍｌ／ｇ、好ましくは０．２〜０．８ｍｌ／ｇで、比表面積が８０ｍ^２／ｇ以上、好ましくは１００ｍ^２／ｇ以上のものを用いる。全細孔容積と比表面積が本考案の範囲外になると、アンモニアやアセトアルデヒド等の吸着能や吸放湿性が不十分となる。これは全細孔容積と比表面積が小さいと吸着容量が不足してガス吸着能や吸放湿性が低下するのに対し、全細孔容積が１．０ｍｌ／ｇより大きくなると細孔径が小さくなって、ケルビンの毛細管凝集理論から、特に高湿度域での水分吸着が悪化して調湿機能が低下することに基づくものである。

また本考案の機能性吸水シートは、吸水性素材中の上記高吸水性樹脂と稚内層珪質頁岩の含有量を、それぞれ５ｇ／ｍ^２以上、好ましくは１０ｇ／ｍ^２以上とする。高吸水性樹脂と稚内層珪質頁岩の含有量がそれぞれ５ｇ／ｍ^２より少なくなると、吸水性や消臭、調湿、吸着等の機能が不十分となって、実用性に乏しくなる。

本考案の稚内層珪質頁岩は、原石を粉砕した後に得られる粉体を、必要により５００〜９００℃の温度で焼成することにより得られる。原石の粉砕は、ハンマークラッシャーやロールクラッシャーなどで行い、平均粒径は１〜３０００μｍ程度のものが性能面やシート製造時のハンドリング性の点で良好で、中でも１０〜２０００μｍのものが好ましい。

また本考案では、上記稚内層珪質頁岩の細孔内の一部にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩及び珪酸塩等から選ばれる少なくとも１種のアルカリ化合物を担持し、消臭機能や吸放湿特性を向上させたものでも差支えなく、更に稚内層珪質頁岩にその性能を大きく阻害しない範囲内で、活性炭やゼオライト、シリカ等の多孔質粉体を適宜添加してもよい。

本考案の機能性吸水シートは、上記の如く表面側から透水性素材、吸水性素材、非透水性素材の順に積層したものであるが、吸水性素材と透水性素材の間、又は吸水性素材の表裏に更に吸水紙を１〜１０枚程度介在させて吸水速度等を適宜調整したものでも差支えない。ここで吸水紙とは、医療用又は介護用等に一般的に用いられる吸水紙であって、クレープ率１０％以上で、パルプ繊維を主材とする目付量１０〜４０ｇ／ｍ^２で、０．９％生理食塩水に対して自重の５〜１５倍の吸水能を持つものが例示される。

また、本考案で言う「積層」とは単に双方が重ね合わさっている状態を主として意味するが、双方が縫製、貼着、接着などの方法で部分的に固着されていてもよい。尚、本考案ではシートの周縁端部を汚液等が漏れないように透水性素材と非透水性素材を接合したものが好適であるが、この場合の「接合」とは双方をヒートシールやホットメルト接着剤等の方法で接合した状態を指すものである。

本考案の機能性吸水シートは、その目的、効果を阻害しない範囲で、透水性素材や吸水性素材、非透水性素材中に、もしくはこれらの間に他のカテキン類やタンニン酸等の植物成分系消臭剤や芳香剤、抗菌剤等を含有させても良いし、更に本願機能性吸水シートを医療用や介護用シーツとして使用する場合は、該シーツ装着時のずれを防止するために、非透水性素材の左右両端部を長くして寝具に巻き込むようにしたり、シーツの裏面にマジックテープ（登録商標）等を貼着しても差し支えない。

本考案に係る機能性吸水シートによれば、中間の吸水性素材中に特定の珪質頁岩が高吸水性樹脂と共に分散・含有されているため、該吸水シートを医療や介護用シーツとして用いると汚液や尿を速やかに吸収し、かつ高い消臭機能と抗アレルギー性、調湿性等を兼備するという比類なき特性を有する。また本考案の機能性吸水シートを野菜や花卉類、魚肉類等の鮮度保持シートとして用いた場合は、その優れたエチレンやアンモニアガス等の吸着作用により、鮮度保持期間が大幅に伸びるといった効果を奏するものである。

は、本考案の機能性吸水シートの一例を示す断面概略図である。

本考案を実施するための形態は次の通りであるが、これらは本考案を実施するための形態の一例に過ぎず、本考案はこれらの実施形態に限定されるものではない。

本考案において、全細孔容積と比表面積は、ガス吸着法による表面積、細孔分布測定装置（日本ベル（株）製ＢｅｌｓｏｒｐＩＩ）で測定し、比表面積はＢＥＴ法とした。

また吸放湿率のうちの吸湿率は、試験体を２５℃、５０％ＲＨの恒温恒湿器に入れ、４８時間経過後に測定した上記試験体の重量と、その後２５℃、９０％ＲＨの恒温恒湿器に入れ、２４時間経過後に測定した上記試験体の重量とから重量増加率を求め、その値を吸湿率とした。一方放湿率は、試験体を２５℃、５０％ＲＨの恒温恒湿器中で４８時間養生した後、２５℃、９０％ＲＨの恒温恒湿器中に２４時間保持した時の上記試験体の重量と、その後２５℃、５０％ＲＨの恒温恒湿器中で２４時間保持した後の上記試験体の重量とから重量減少率を求め、その値を放湿率とした。

また、アセトアルデヒド消臭率は、試験体１０ｇを１００ｐｐｍの濃度に調整したアセトアルデヒドガス１リットルと共にテドラバッグ中に封入し、２時間経過後のテドラバッグ中のアセトアルデヒド濃度から消臭率を求めた。また、アンモニアについても同様の方法で消臭率を求めた。

（各材料の特性比較）
稚内層珪質頁岩と、一般珪藻土（秋田県産及び石川県産）について、全細孔容積、比表面積、吸放湿率、消臭率の比較データを表１に示した。

（実施の形態）
図１は、本考案に係る機能性吸水シートの一例を示す概略断面図であり、該シート１は、表面側から透水性素材２、吸水紙３、吸水性素材４、非透水性素材５を順次積層したものである。

この場合、中間の吸水性素材４としては、強化吸水紙の間に粉砕パルプを５０ｇ／ｍ^２と、高吸水性樹脂（日本触媒（株）製アクアリックＣＳＷ）に表１に示す稚内層珪質頁岩を重量比でおよそ１対１になるよう混合した粉体を６０ｇ／ｍ^２の割合でそれぞれ散布し、熱ロールを通過させて一体化したものであり、０．９％生理食塩水に対して自重の８０倍の吸水量を有するものである。また、吸水紙３としては、０．９％生理食塩水に対し自重の８倍の吸水量があって、クレープ率１８％、目付量２７ｇ／ｍ^２の吸水紙（カミ商事社製クレープ紙）を用いた。更に、表面側の透水性素材２には、レーヨン繊維３０重量％とポリエチレン繊維７０重量％からなる繊維目付量１７ｇ／ｍ^２の不織布（シンワ（株）製）を、裏面側の非透水性素材５としては、厚さ２０ミクロンのポリエチレンフィルム（福助工業（株）製）を用いた。

上記の方法で作製した本考案の機能性吸水シートについて、中間の吸水性素材中に稚内層珪質頁岩を無添加とする以外は同様の方法で作製したシート（比較形態）とのアンモニアに対する消臭性能を調べた結果を表２に示した。

ここでアンモニア消臭性能は、１０×２０ｃｍに裁断した検体のシートを５００ｍｌのフラスコ中に針金で懸垂し、その後検体に触れないよう２８％アンモニア水をスポイトで０．１ｃｃ注入し、封緘４時間後の残存ガス濃度（単位；ｐｐｍ）を検知管にて測定した。

表２の結果から、本考案の機能性吸水シートは、アンモニアに対して優れた吸着効果を有することが確認された。また、この実施形態のシートを介護用ベッドのシーツとして使用すると、失禁臭や体臭等の悪臭はほとんど感じられず、しかも汚液は表面側の不織布を通って速やかに吸水紙や吸水性素材に吸収され、吸収された汚液の逆流による滲み出しもみられないなど、使用者は使用中ほぼ乾燥したシーツに触れる感覚で心地よく使用できた。更にこのシーツによれば、汚液を吸収した部分が一時的に冷たくなっても触感温度の回復が早く、寝具を汚すこともないといった数多くの優れた特徴を有することが分かった。

本考案の機能性吸水シートは、医療用又は介護用、特にお産や手術、介護現場などのような、衛生的に確実な処理が求められる現場において発生する尿、血液、体液、薬液等の汚液の吸収、吸液処理に加え、優れた消臭・調湿機能を有することから、医療や介護の現場はもとより、犬や猫等のペット飼育時の使い捨てシーツとしても極めて好適に用いられるものである。また本考案の機能性吸水シートは、上記悪臭の吸着機能に加えてエチレンガスの吸着や自律的調湿機能等にも優れることから、野菜や花卉類の鮮度保持シート、冷蔵庫内の敷設シート、更に住空間での消臭や調湿を目的とした各種敷物シートとしても有用であるなど、利用可能性は計り知れないものである。

１・・・機能性吸水シート
２・・・透水性素材
３・・・吸水紙
４・・・吸水性素材
５・・・非透水性素材

Claims (1)

1. 表面側から透水性素材、吸水性素材、非透水性素材の順に積層された吸水シートにおいて、該吸水性素材中に高吸水性樹脂と、全細孔容積が０．１〜１．０ｍｌ／ｇで、比表面積８０ｍ^２／ｇ以上の稚内層珪質頁岩がそれぞれ５ｇ／ｍ^２以上分散・含有されていることを特徴とする機能性吸水シート。

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