JP4544201B2 - 模擬便 - Google Patents

Description

本願発明は、模擬便に関するものである。

大便器の開発では大便による大便器洗浄性の評価が伴う。大便器洗浄性は、大便の硬さ、粘度、形状や比重などの物理的性状の違いにより排泄時あるいは洗浄後の大便器への付着態様が異なり、その洗浄性も変わってくる。したがって、大便器洗浄性の評価の際にはその目的とする大便を準備する必要があるが、その都度準備することは困難である。また、使用する大便が評価毎に異なるため、再現性がなく結果の比較が十分にできないという問題もある。このため、大便器洗浄性の評価を再現性よく実現するためには、粘度や比重などを容易に調整できるようにした模擬便を簡便かつ安価に作製し、それを用いて評価することが必要である。

模擬便としては、従来より、釣魚用配合飼料と穀物と糖類から作製することが知られている（たとえば、特許文献１参照）。この模擬便は、人糞採取の訓練用教材として提案されたもので、採便棒をその模擬便に突き刺した際の感触を実際の大便に似せるようにしている。しかしながら、以上の模擬便の大便器への付着態様は大便と同程度ではなく、大便器の大便器洗浄性の評価用として用いるには、いまだ満足できるレベルではなかった。
特開平１０−３１９０２２号公報

そこで、本願発明は、以上の通りの背景から、容易に粘度を調整することができ、簡便かつ安価に作製することができる模擬便を提供することを課題としている。

本願発明の模擬便は、前記の課題を解決するものとして、第１には、植物由来の模擬便基材と水分とを含む模擬便基質に、調粘度剤として無機質微粒子が配合されて粘度調整されていることを特徴とする。

また、第２には、上記の模擬便において、無機質微粒子の比表面積が、５０〜５００ｍ^２／ｇの範囲であることを特徴とする。

第３には、上記の第１または第２の模擬便において、無機質微粒子が、二酸化ケイ素であることを特徴とする。

第４には、上記の第１から第３のいずれかの模擬便において、植物由来の模擬便基材が、みそ由来の模擬便基材であることを特徴とする。

第５には、上記の第１から第４のいずれかの模擬便において、脂肪分が１〜１０重量％含まれていることを特徴とする。

第６には、上記の第５の模擬便において、脂肪分が、長鎖脂肪酸および中鎖脂肪酸のうちの少なくともいずれか一方であることを特徴とする。

上記第１の発明によれば、植物由来の模擬便基材と水分とを含む模擬便基質に、調粘度剤として無機質微粒子が配合されていることにより、容易に粘度を調整することができ、簡便かつ安価に作製できる模擬便を得ることができる。

上記第２の発明によれば、無機質微粒子の比表面積が、５０〜５００ｍ^２／ｇの範囲であることにより、成分比率を大きく変えることなく少量で粘度を調節することができる。

上記第３の発明によれば、無機質微粒子が、二酸化ケイ素であることにより、より一層模擬便の粘度を容易に調整することができる。

上記第４の発明によれば、植物由来の模擬便基材が、みそ由来の模擬便基材であることにより、より簡便で安価に模擬便を作製することができる。

上記第５の発明によれば、脂肪分が１〜１０重量％含まれていることにより、模擬便の付着度合いをより大便に近いものとすることができる。

上記第６の発明によれば、脂肪分が、長鎖脂肪酸および中鎖脂肪酸のうちの少なくともいずれか一方であることにより、上記の第５の発明の効果をより向上させることができる。

本願発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、その実施の形態について説明する。

本願発明の模擬便は、大便の大便器洗浄性に関して汚れ評価をおこなうことをその目的とし、大便の硬さ、粘度、比重などの物理的性状の違いによって大便の大便器への付着態様が異なることを見出した上で、模擬便と大便のそれぞれについて大便器への付着態様が同程度になるようにし、大便器の汚れ性が同程度となるように実現したものである。以下に、大便の物理的性状の違いによる大便器への付着態様を図１に基づいて説明する。

まず、大便の物理的性状については、硬さや粘度に着目し、１．硬便、２．普通便、３．軟便、４．水様便の４つに分類することができる。ここで、１．硬便とは、便秘ぎみで硬くコロコロした便のことをいい、２．普通便とは、半練り状の便のことをいう。３．軟便とは、半練り状より柔らかい便のことをいい、４．水様便とは、ポタージュや水のような下痢便のことをいう。

図１に示したように、大便１の大便器２への付着態様は、Ａ〜Ｄの４つの態様に分類できる。まず、大便１が水没しない部位に付着する場合（Ａ，Ｂ）と、水没する部位に付着する場合（Ｃ，Ｄ）に分け、Ａは排泄時に大便１が傾斜面に落下し、その傾斜面に付着する態様、Ｂは排泄時やおしり洗浄時に飛び散った大便１が傾斜面に付着する態様とした。Ｃは浮遊した大便１が排出時（大便器洗浄時）に旋回し、こすれて付着する態様とし、Ｄは沈んだ大便１が排出時（大便器洗浄時にこすれて付着する態様とした。

本願の発明者らの検討の結果、各物理的性状の大便１の大便器２への付着態様は、１．硬便の場合には主にＤの態様となり、２．普通便の場合には主にＡ，ＣおよびＤの態様となることがわかった。また、３．軟便および４．水様便の場合には主にＡ，ＢおよびＤの態様となることがわかった。このような大便器への各種の付着態様を再現することは、大便器洗浄性に関する汚れ評価をおこなうにあたり重要である。すなわち、以上のような大便の大便器への付着態様を模擬便で再現することができれば、模擬便の大便器における当該箇所の付着度合いを観察することで、汚れを評価することができるのである。したがって、模擬便の作製の際には、大便器への付着度合いを大便と同程度とする必要があり、そのためには、目的とする大便の物理的性状にあわせた模擬便とする必要がある。本願発明は、以上の検討結果を踏まえて完成されたものである。

すなわち、本願発明の模擬便は、模擬便を植物由来の模擬便基材と水分とを含む模擬便基質に、調粘度剤として無機質微粒子が配合されていることを特徴とするものである。

模擬便基質は、模擬便の硬さ、粘度、比重などの物理的性状を決定するための重要な構成成分であり、その構成成分中の植物由来の模擬便基材は、模擬便の骨格をなす役割を担っている。そして、本願発明で何よりも特徴的なことは、以上の模擬便基質に所定量の無機質微粒子を調粘度剤として配合することで、模擬便の硬さや粘度を容易に調整することができることである。これによって、模擬便基質の各成分の配合割合を変えることなく容易に模擬便の硬さや粘度を変化させることができる。つまり、実際の大便と同様の成分としたまま、その成分の配合割合を変えることなく物理的性状を変えることができるのである。

無機質微粒子としては、調粘度剤として使用可能なものであればよく、たとえば、炭酸カルシウム、タルク、二酸化ケイ素、アルミナなどを例示することができるが、なかでも、二酸化ケイ素は表面のシラノール基により親水性に優れると共に模擬便基材に対して溶解しないため、より効果的に粘度を調整することができる。また、環境面でも優れている。本願発明の模擬便は、以上のような無機質微粒子を配合することによって、たとえば、後述する実施例のように、粘度測定器の測定可能な範囲において粘度を５〜１２Ｐａ・Ｓ程度の範囲で調整することができる。それよりもさらに高粘度とすることもできるが、実際上、粘度測定器で測定できないので、高粘度の場合にはちょう度計で測定し、その場合のちょう度は４００〜３００程度の範囲で調整することができる。もちろん、ちょう度を３００未満に調整することも可能であるが、そのような硬さを有する大便は大便器への汚れ性が問題とならないので、模擬便のちょう度を３００未満に調整する意味はあまりない。なお、これらの無機質微粒子は併用してもよい。

無機質微粒子の比表面積は、５０〜５００ｍ^２／ｇの範囲であることが好ましく、更に好ましくは１００〜４００ｍ^２／ｇの範囲である。このように、比表面積が大きいものを選択することで、模擬便全体の成分比率を大きく変えることなく少量で粘度を調節することができる。なお、５０ｍ^２／ｇ未満の場合には、粘度の調整に多量の無機質微粒子を使用しなくてはならず、模擬便全体の成分比率が大きく変わったり汚れの付着を再現できなくなったりするので好ましくなく、５００ｍ^２／ｇを超える場合には無機質微粒子の取り扱いが困難となるので好ましくない。

これらの条件を満たす無機質微粒子としては、いわゆる親水性フュームドシリカが挙げられ、平均粒子径が１０±５ｎｍのシリカ微粉末である。

以上の無機質微粒子は、模擬便基質に対して０．５〜１０重量％の割合で配合されることが考慮される。０．５重量％未満の場合には、調粘度剤としての効果を十分に発揮することができないので好ましくない。１０重量％を超えた場合には、得られる模擬便が高粘度となり、想定している大便よりも硬くなってしまうため好ましくない。

本願発明における植物由来の模擬便基材としては、たとえば、小麦粉、ピーナッツ粉、そば粉、山芋粉、大豆粉、みそなどを例示することができるが、なかでも、みそは発酵食品であるため保存性がよく、成分が安定しているので、より好適である。また、温度に対する粘度及びちょう度の変化が少なく、実験の再現性にも優れている。以上の模擬便基材を構成する成分の大きさとしては、模擬便の形状の安定性、大便（人糞）の再現性を考慮すると、一般的にはその平均粒子径が１．５ｍｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。また、模擬便基材は、模擬便全体に対して１０〜６０重量％の割合で配合されることが考慮されるが、実際の大便の成分分析の結果において有機・無機質分（模擬便基材）の比率が２０重量％程度であることを考慮すると、好ましくは２０〜３０重量％、より好ましくは１５〜２５重量％である。

以上の模擬便基質は、植物由来の模擬便基材と水分とを含むものであるが、その水分の配合割合としては、たとえば模擬便全体に対して４０〜９０重量％であることが考慮される。実際の大便の成分分析の結果において水分の比率が７５重量％程度であることを考慮すると、模擬便全体に対して７０〜８０重量％、より好ましくは７２〜７５重量％である。

また、本願発明の模擬便には、脂肪分が含まれていてもよい。脂肪分が含まれていることによって、大便器洗浄前後における模擬便の付着度合いを大便と同程度にすることができる。このような脂肪分としては、長鎖脂肪酸および中鎖脂肪酸のうちの少なくともいずれか一方であることが好ましく、両者を併用してもよい。具体的には、長鎖脂肪酸としてはオレイン酸、中鎖脂肪酸としてはオクタン酸を例示することができる。脂肪分の配合割合としては、たとえば、模擬便全体に対して１〜１０重量％であることが考慮される。実際の大便の成分分析の結果において脂質の比率が６重量％程度であることを考慮すると、模擬便全体に対して４〜８重量％であることが最適である。

以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって本願発明が限定されることはない。

＜実施例１〜７＞
＜模擬便の作製＞
表１に示す材料比でみそを所定の容器に入れ、ついで、オレイン酸、オクタン酸を入れてよくかき混ぜた。ついで、所定量の墨汁、純水を上記容器に入れ、塊がなくなるまでよく攪拌し、その後約３０分以上放置して模擬便基質Ａ，Ｂを得た。模擬便基質Ａ，Ｂの材料比は、あらかじめ大便（人糞）と模擬便基質の各材料の成分を調査しておき、模擬便と大便の成分比が同程度になるようにした。次に、得られた模擬便基質Ａ、Ｂに対し、表２に示す配合量でシリカ（二酸化ケイ素、平均粒径１２ｎｍ、比表面積２００±２ｍ^２／ｇ）を混合した後、むらなく攪拌し、大便の物理的性状に似せた模擬便を得た。なお、表２に示したシリカの配合量は模擬便基質１００ｇ当たりに添加する量である。また、用いた材料の詳細は以下のとおりである。

みそ ：米みそ
シリカ 品名：アエロジル２００（日本アエロジル（株））
なお、みそは一般的に市販されているものを購入すれば良いが、商品により水分量、脂肪分などの成分比率が異なるため、純水や脂肪酸の配合量を調整することで、模擬便全体の水分や脂肪分が上記配合比となるようにすればよい。

＜粘度・ちょう度測定方法＞
得られた模擬便について、粘度またはちょう度を測定した。
粘度：一般的な回転粘度計を用いて測定した。
ちょう度：「ＪＩＳ Ｋ ２２２０：２００３ グリース」に従い、１/２円すいを落下させて、５秒間で被試験物の進入深さを測定した。

以上の結果を表２に示した。

得られた模擬便をその種類に応じた図１に示したＡ〜Ｄの態様で大便器に付着させて、その付着度合いを大便（人糞）と比較して観察したところ、その度合いは同程度であることが観察できた。

以上より、大便器洗浄性の汚れ評価用の模擬便を容易に粘度を調整することができ、簡便かつ安価に作製できることが確認された。

大便の物理的性状の違いによる大便器への付着態様を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 大便
２ 大便器

Claims (6)

1. 植物由来の模擬便基材と水分とを含む模擬便基質に、調粘度剤として無機質微粒子が配合されて粘度調整されていることを特徴とする模擬便。
2. 無機質微粒子の比表面積が、５０〜５００ｍ^２／ｇの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の模擬便。
3. 無機質微粒子が、二酸化ケイ素であることを特徴とする請求項１または２に記載の模擬便。
4. 植物由来の模擬便基材が、みそ由来の模擬便基材であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の模擬便。
5. 脂肪分が１〜１０重量％含まれていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の模擬便。
6. 脂肪分が、長鎖脂肪酸および中鎖脂肪酸のうちの少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項５に記載の模擬便。

Images