JP3783914B2 - 体液吸収物品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙おむつ、生理用ナプキン、失禁用パッドなどの体液吸収物品に係り、詳しくは多量排尿や繰り返し排尿などに対する漏れ防止効果に優れるとともに、尿吸収後における表面シートへの逆戻りや表面シートのベト付き感を無くした体液吸収物品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙おむつ、生理用ナプキン、失禁用パッドなどの体液吸収物品が市場に提供されて以来、高吸収性ポリマーを使用した吸収体に関しては種々の改良が積み重ねられてきた。
【０００３】
高吸収性ポリマーは公知のように、水と接触すると吸水・膨潤してゲル状となり、一旦吸水したならば多少の圧力を加えても離水しないなどの特性を持ち、その吸水力は自己体積の数十倍から数千倍に達するなど驚異的な吸水力を示す。
【０００４】
前記高吸収性ポリマーは単体では上記のような吸収力を示すものの、ある程度湿潤した状態でないと吸水力を発揮できないことと、吸収速度が遅いため、体液吸収物品の吸収体を構成するパルプ中に例えば粒状粉、破砕粉または葡萄状に団粒化した状態で混入されている。その結果、パルプからの逆戻りや再吸収性の問題など体液吸収物品独自の問題が発生することとなる。
【０００５】
たとえば、近年、この種の体液吸収物品においては、薄型化およびコンパクト化などが図られるようになっているが、薄型化やコンパクト化が成されても吸水量を落とすことは出来ないため、必然的に高吸収性ポリマーの配合比率を上げることになる。しかし、高吸収性ポリマーの配合比率を挙げると、膨潤したポリマー粒子間の空隙が極端に低下する、所謂「ゲルブロッキング」が発生し、所要の吸水力を発現出来なくなる。その結果、ポリマー粒子間の結合によって尿の浸透が阻害され、浸透を阻害された尿が再び逆戻りとなって流出する現象がみられるようになる。過去には、このゲルブロッキングを防止する方法として、高吸収性ポリマーの混合密度を上層側から徐々に上げて混在させ、上層部側でゲルブロッキングが起こらないようにするもの（特開昭52-45703号公報等）や、高吸収性ポリマーの中心粒径を４００〜７００μｍとし、かつ高吸収性ポリマーと親水性繊維との混合によって吸収体を構成するもの（米国特許5061259号）などが開示されている。一方、薄型化に対しては、嵩比重の小さい親水性繊維を少なくする一方で、嵩比重の大きい高吸収性ポリマーを使用することによって対処する傾向にある。
【０００６】
さらには、パルプが吸水するとヨレや変形が起き、繊維間の吸水空間が極端に小さくなる現象を防止するために、パルプ自体を圧縮あるいは高密度化したもの（特公平1-33176号公報等）や、湿潤時のパルプのヨレを防止するためにパルプを適当な架橋剤で架橋させたもの（特開昭63-264971号）などが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、前述した各技術によって個々の問題については、ある程度の効果を示しているものの、紙おむつの使用アンケート調査を行うと、排尿量が多く排尿速度の速い年長児や大人の場合には、しばしば漏れや逆戻りが生じ着用者に不満を与えていることが確認されたり、１回当たりの排尿量が多い場合には吸収容量には余裕があるにも拘わらず漏れてしまうことが確認されている。
【０００８】
このような状況を踏まえ、過去に提案された技術を再考してみると、各提案技術は吸収性能向上による漏れ防止、逆戻り防止、ゲルブロッキング抑制、パルプのヨレ防止等個々の問題に対しての解決手法を提案し、それぞれでは効果を奏しているものの、吸収体を構成するパルプおよび高吸収性ポリマーの複合的機能および機能の役割分担についての総合的視点に欠けているのではないかとの疑問が生じた。すなわち、吸収性能を上げるには高吸収性ポリマーの配合比率を上げればよいが、配合比率を上げ過ぎるとゲルブロッキングが生じる。その結果、逆戻りが生じるなど、相反する効果を両立させるにはパルプと高吸収性ポリマーとの複合的機能および機能分担を総合的に勘案した視点に立ち、これらのバランスを考慮して高吸収性ポリマーの配合率および吸収性能などを規定する必要がある。
【０００９】
そこで本発明の主たる課題は、紙おむつ、生理用ナプキン、失禁用パッドなどの体液吸収物品に係り、使用される高吸収性ポリマーの性能およびパルプと高吸収性ポリマーとの協働作用に着目して高吸収性ポリマー要素を規定することによって、多量排尿や繰り返し排尿などに対する漏れ防止効果に優れるとともに、尿吸収後における表面シートへの逆戻りや表面シートのベト付き感を緩和した体液吸収物品を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明は、裏面シートと、液透過性表面シートと、これら両シートの内部にパルプおよび高吸収性ポリマーからなる吸収体を介在させてなる体液吸収物品において、
前記吸収体は、パルプおよび高吸収性ポリマーの合計重量に対する高吸収性ポリマーの比率が３０〜６０重量％であり、
かつ前記高吸収性ポリマーは、ポリマー粒度分布が５００μｍ以上が１０重量％、２５０〜５００μｍが７０重量％、２５０μｍ以下が２０重量％とされるとともに、ポリマー粒子形状の不定形度が嵩密度評価で０．３〜０．５g/mlであり、かつパルプ繊維空隙に保水されている体液を高吸収性ポリマー側に移行させる体液吸引吸収性能が、吸収開始から１５秒間で５g/g以上であることを特徴とするものである。
【００１２】
吸収体を構成するパルプと高吸収性ポリマー（以下、単に吸水ポリマーという。）との吸水メカニズムや、その際の協働作用を改めて再考するに、吸収体へ排尿が行われたとすると、吸水ポリマーはある程度湿潤した状態でないと吸水力を発揮できないことと、吸収速度が相対的に遅いなどの問題があるため、吸水ポリマーと比べると著しく吸収速度が早いパルプに対して瞬時に吸収されることになる。そして、これに遅れてパルプ空隙間に保水された尿が吸水ポリマー側に移行する吸収形態を採ることになる。尿漏れは、吸水ポリマー側への移行速度が遅れ、パルプ空隙間の保水量が限界に達したためと考え、パルプ空隙間から吸水ポリマー側への移行速度およびその量が問題であるとの認識の下、後述のように、排尿時間が１５秒間であるとすると、この１５秒間における吸水ポリマーの吸引吸収性能が５g/g以上であると、パルプ空隙間の保水量は限界値に達することなく、排出された尿の全量を吸収体に吸収させることが可能となる。
【００１３】
また、吸水ポリマーの特性からすれば、一旦保水した尿は加圧されても容易に離水させないため、速やかに吸水ポリマーへの移行が成されることの条件に加え、後述の実験によって実証されるように吸水ポリマー含有率が、好ましくは３０重量％以上でかつ６０重量％未満であれば、逆戻りの発生を効果的に抑制し得るようになる。
【００１４】
さらに、再吸収性能は、言わば尿吸収後におけるパルプの保水能力と、ゲルブロッキングの程度によって決定されるため、吸水ポリマー側への移行を速やかに行うようにすることと、ゲルブロッキングし難い粒形状、本発明では嵩密度評価で０．３〜０．５g/mlの吸水ポリマーを使用することで解決されることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１６】
本発明が対象とする体液吸収物品は、大人用紙おむつ、幼児用紙おむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等であり、具体的には不透液性裏面シートと、液透過性表面シートと、これら両シートの内部にパルプおよび吸水ポリマーからなる吸収体を介在させてなる体液吸収物品であれば、どのようなものであってもよい。
【００１７】
前記不透液性裏面シートとしては、ポリエチレンシートなどからなる不透液性シートや、ムレ防止の観点から透湿性を有する遮水・透湿性シート、さらには不織布と防水シートの複合シートなどが用いられ、一方、透液性表面シートとしては、有孔または無孔の不織布や多孔性プラスチックシートなどが好適に用いられる。不織布を構成する素材繊維としては、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等の合成繊維の他、レーヨンやキュプラ等の再生繊維、綿等の天然繊維とすることができ、スパンレース法、スパンボンド法、サーマルボンド法、メルトブローン法、ニードルパンチ法等の適宜の加工法によって得られた不織布を用いることができる。
【００１８】
これら不透液性裏面シートと透液性表面シートとの間に介在される吸収体は、パルプと吸水ポリマーとより構成されている。具体的には、吸収体を構成するパルプ中に例えば粒状粉として混入されている。
【００１９】
前記パルプとしては、木材から得られる化学パルプ、溶解パルプ等のセルロース繊維や、レーヨン、アセテート等の人工セルロース繊維からなるものが挙げられ、広葉樹パルプよりは繊維長の長い針葉樹パルプの方が機能および価格の面で好適に使用される。
【００２０】
一方、本体液吸収物品に用いられる吸水ポリマーとしては、パルプ繊維空隙に保水されている体液を吸水ポリマー側に移行させる体液吸引吸収性能が、吸収開始から１５秒間で５g/g以上であるものが使用される。
【００２１】
パルプと吸水ポリマーとからなる吸収体へ排尿が行われたとすると、吸水ポリマーはある程度湿潤した状態でないと吸水力を発揮できず、また吸収速度が遅いため、吸水ポリマーと比べると著しく吸収速度の早いパルプ側に、ある程度の拡散を伴いながら毛細管現象によって繊維間に吸水され、次いで繊維間に保水された尿が吸水ポリマー側に移行する。
【００２２】
他方、排尿の速度および量は、本発明者等による調査によると、１０〜１５秒で終了し、その量は５０〜２００mlになることが判明している。多量排尿時の漏れは、この排尿時間内にパルプ繊維間の空隙に保水される尿が限界値を超えて起こるものと推測すると、漏れ防止を確実に図るには、パルプ繊維間に保水される尿を速やかに吸水ポリマー側に移行させるとともに、逆戻りを起こさせない吸水ポリマー配合量（吸水ポリマー含有比ともいう。）とすれば、パルプ繊維間隙が保水限界に達することなく、排出された尿の全量を吸収体中に吸収でき、かつ逆戻りが防止できるようになる。
【００２３】
そこで、尿漏れを防止するには、排尿箇所（約１００cm^２程度）における吸収量は全尿量の約１／４以上とすることが望ましいことが判っているので、排尿量を２００mlとすると前記排尿箇所での吸収量として５０ml以上あればよいことになる。この５０mlの尿を１５秒間にパルプと吸水ポリマーとによって吸収するための試算検討表を表１に示す。なお、表１は１００cm^２当たりのパルプ重量を２．９５ｇとするとともに、吸水ポリマー重量を１．２５ｇ（吸水ポリマー含有比で０．３）とし、かつパルプの吸収性能を１５g/gとして、５０mlの尿をパルプと吸水ポリマーとで吸収する場合における吸水ポリマーの所要吸引吸収性能を試算したものである。
【００２４】
【表１】

【００２５】
表１の試算結果より、１５秒後の総吸収量を５０ml以上とするには、吸水ポリマーの体液吸引吸収性能としては、吸収開始から１５秒間で５g/g以上必要であることが判明した。
【００２６】
かかる体液吸引吸収性能を測定するための試験方法としては、たとえば図１に示される試験方法が好適に採用される。先ず、上部に直径５０mmの開口部を持ち、下部に300メッシュのフィルター１ａが付いた筒体１にパルプ３ｇを平らに敷き詰め、GroupＡの重量Ｗｏを測定する。次いで、中間に濾紙２を挟んで濾紙３の上面に吸水ポリマー０．３ｇを平らに敷き詰め均一になるようにする。そして、図１のように受け皿４上に濾紙３、濾紙２、GroupＡの順で重ねて設置し、人工尿８mlをビューレットを用いて注入する。８ml注入後から決められた時間毎に、GroupＡの重量Ｗｔを測定し、時間毎における吸水ポリマーの吸収量を下式(1)から算出した。
吸水ポリマーの吸収量(g/g)＝(Wo＋人工尿重量−Wt)/吸水ポリマー重量…(1)
【００２７】
複数種の吸水ポリマーＡ〜Ｃについて上記試験を行った結果を図２に示す。３種類の吸水ポリマーについて試験を行った結果、吸水ポリマーＡが本発明に使用可能なものであることが判った。この吸水ポリマーＡは、反応開始剤（触媒）を含有したアクリル酸またはアクリル酸アルカリ金属水溶液を界面活性剤を含む石油系溶剤中で分散懸濁・重合し、架橋剤により架橋した後、乾燥・分級することにより製造されるもので、その粒子形態は各粒子表面に大きな凹凸を有するとともに、各粒子形状がいびつな形状を成している。因みに、実験に使用した吸水ポリマーＡ〜Ｃの嵩密度および粒度分布を表２に示す。
【００２８】
【表２】

【００２９】
前記吸水ポリマーの、パルプおよび高吸収性ポリマーの合計重量に対する含有率としては、０．１〜０．９とするのが望ましい。吸水ポリマー含有率が０．１未満の場合には、体液がパルプ空隙から吸水ポリマーへ十分に移行されず、繰り返し吸収時に体液が吸収物品の表面シート上を流れる原因となり、漏れが生じ易くなる。また、吸水ポリマー含有率が０．９を超えると、ゲルブロッキングが顕著になる現象が見られるようになる。
【００３０】
前記吸水ポリマー含有率については、更に好適な範囲を見つけるために、本仕様の体液吸収物品に適合する前記吸水ポリマーＡを用いて、逆戻りしない吸水ポリマー含有比率についての検討を行った。試験は、ポリマー配合比率ａを０．２〜０．６の間で変えた５種類の吸収供試体を準備し、これを平板状にして、人工尿２００ccを注入した後、予め重量を測定してあるキッチンペーパーを乗せ、一定時間経過後に、５kgの錘を10秒間載荷し、載荷後にキッチンペーパー重量を再度測定し、載荷前後のキッチンペーパー重量差から逆戻り量を算出した。その結果を図３に示す。
【００３１】
試験の結果、吸水ポリマー含有比ａが０．３よりも低くなると、吸水ポリマー単位重量当たりの吸収量が高くなり、パルプ間隙から人工尿が十分に吸引されなくなり、逆戻り現象が急激に増加している。従って、吸水ポリマー含有率は０．３以上とするのが望ましいことが判明した。上限値については、実験では示されていないが、体液吸収物品の種類によっては、ゲルブロッキングを起こし、逆戻り量などに悪影響を及ぼすことがあるため、吸水ポリマー含有率の好適な上限値としては０．６とした。
【００３２】
次に、本仕様の体液吸収物品に適合する前記吸水ポリマーＡを用いて、実際に紙おむつを試作し、吸収量試験と再吸収試験とを行った。使用する吸水ポリマーＡは粒子形状の不定形度が嵩密度評価で０．４０g/mlのものを使用した。本発明における体液吸収物品では嵩密度は０．３〜０．５g/mlの範囲のものが好適に使用される。嵩密度が０．３g/ml未満であると、吸水ポリマーの強度が低下し、製造および使用中に加わる剪断力によりゲルが破壊され、吸収性能の低下が見られるようになる。また、嵩密度が０．５g/mlを超えると、吸水ポリマーの表面面積が低下する傾向にあるため、体液との接触面積も低下し十分な体液吸収性能が得られなくなる。
【００３３】
また、ポリマー粒度分布は５００μｍ以上が１０重量％、２５０〜５００μｍが７０重量％、２５０μｍ以下が２０重量％に調製したものを使用した。通常使用されている吸水ポリマーの嵩密度が０．６g/ml前後であることを考えると、嵩密度の小さい、この吸水ポリマーは後述の再吸収試験で実証されるように、ゲルブロッキングを確実に防止し、非常に高い再吸収性能を示すことが確認されている。
【００３４】
実験に使用した体液吸収物品は、透液性表面シートと不透液性裏面シートとの間に吸収体を介在させたパンツ型紙おむつであり、前記吸収体は上層吸収体と下層吸収体との上下２層の吸収体構造とし、下層吸収体は長手方向両側部に括れ部を有する略砂時計形状を成し、長手方向寸法を500mm、括れ部分の幅寸法を100mmとし、一方上層吸収体は丁度、しゃもじ形状を成し、長手方向に約300mm、幅太の部分が約150mmで、幅細の部分が約50mmである。吸水ポリマー含有比は表３に示すように下層および上層吸収体共に０．５とし、比較のために吸水ポリマーＣを使用したものも製作した。
【００３５】
【表３】

【００３６】
（漏れ試験）
漏れについては、老人の体型を模擬した人形を横向き状態として、人工尿を15mlの速度で注入し、漏れが発生した時の吸収量を測定値とした。その結果を表４に示す。
【００３７】
【表４】

【００３８】
表４より、本発明品の場合には３２１mlとなり、比較品の場合に２２０mlとなった。本吸収体ではパルプ空隙間に保水された尿が速やかに吸水ポリマー側に移行するため、パルプが保水限界量に達するのが遅れ、結果的に大量の尿を吸収し得ることが確認された。
【００３９】
（再吸収試験）
再吸収試験は、人体模型を横向き状態とし、予め人工尿を150ml吸収させた後、10ml/secの注水速度で人工尿を注水し、漏れた時点での追加吸収量（最初の150mlを差し引く）を測定した。その結果を表５に示す。
【００４０】
【表５】

【００４１】
表５より、本発明品は再吸収性能の点でも高い数値を示すことが確認された。これは、パルプ空隙間に保水された尿を速やかに吸水パルプ側に移行させパルプ空隙間に保水能力を残しているためと、吸水ポリマーとして嵩密度の低いものを使用しているため、膨潤しても空隙が埋まることが無く、長く吸収力を維持することによる結果と思われる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳説のとおり本発明によれば、紙おむつ、生理用ナプキン、失禁用パッドなどの体液吸収物品に係り、使用される高吸収性ポリマーの性能およびパルプと高吸収性ポリマーとの協働作用に着目して吸水ポリマー要素を規定することによって、多量排尿や繰り返し排尿などに対する漏れ防止効果に優れるようになるとともに、尿吸収後における表面シートへの逆戻りや表面シートのベト付き感を緩和することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸水ポリマーの吸引吸収試験容量を示す斜視図である。
【図２】吸引吸収試験結果を示すグラフである。
【図３】逆戻り試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…筒体、２・３…濾紙、４…受け皿

Claims (1)

1. 裏面シートと、液透過性表面シートと、これら両シートの内部にパルプおよび高吸収性ポリマーからなる吸収体を介在させてなる体液吸収物品において、
   前記吸収体は、パルプおよび高吸収性ポリマーの合計重量に対する高吸収性ポリマーの比率が３０〜６０重量％であり、
   かつ前記高吸収性ポリマーは、ポリマー粒度分布が５００μｍ以上が１０重量％、２５０〜５００μｍが７０重量％、２５０μｍ以下が２０重量％とされるとともに、ポリマー粒子形状の不定形度が嵩密度評価で０．３〜０．５g/mlであり、かつパルプ繊維空隙に保水されている体液を高吸収性ポリマー側に移行させる体液吸引吸収性能が、吸収開始から１５秒間で５g/g以上であることを特徴とする体液吸収物品。

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