JPH04505870A - 生物分解可能な失禁用具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生物分解可能な失禁用具 との　、 本願は、１９８９年３月９日に出願した米国特許出願筒３２０，９４４号（表題 “生物分解可能な超吸収性スポンジ”）の部分継続出願であり、その開示は本明 細書中に参考として援用する。

免豆！１遣 本発明はおむつ等の失禁用具に関係する。特に、ここに開示する失禁用具は、部 分的に、又は完全に、生物分解可能であり、それにより、恐らく今日の使い捨て おむつ産業における主要な問題を解決する。

使い捨ておむつ及び他の使い捨て失禁用具は、過去数年において、例外よりむし ろ標準となった。これらの使い捨て品の利用のブームを導いたブレークスルーは ポリアクリレート“超吸収材”の発見であった。これらの超吸収剤は尿及び塩類 溶液等の液体をそれら自身の重量の何倍も吸収し、それにより、薄いおむつがそ れらの液体がおむつから漏れ出る前に増大した量の水を保持する事が出来る。漏 れは、おむつかぶれ及び他の関連する湿りの問題の故に幼児にとって問題であり 、部分的にそれが引き起こす困難の故に、失禁用具を用いる人々（例えば、年輩 者）において一層重要な問題でさえある。超吸収材は、液体のトラップにおいて はるかに効果的で、この問題を最小化するセルロースバット（おむつの中の繊維 の厚いマットセルロース）を作る。

しかしながら、ポリアクリレート超吸収材は１つの問題を有する。それらは生物 分解性でないのである。更に、今日、殆どのおむつはポリプロピレンの内部織物 （１ｎｎｅｒ　ｗｅｂ　）及びポリエチレンの外層を用いている。

これらのプラスチック織物も又生物分解性でない。それ故、たとえセルロースの バットが生物分解性であっても、おむつ全体としては生物分解性でない。これら の使い捨てのおむつ及びその他の失禁用具が利用されるほど、これらの用具の処 理がそれぞれの増加する問題となる。

おむつの非生物分解性の成分に関係する問題の故に、幾つかの別法が生物分解性 を改良するために提出された０例えば、ポリプロピレンの内層及びポリエチレン の外層を例えばポリスチレンと置き換えるということが示唆された。ポリスチレ ンも又生物分解性でないが、それは、小片に分解すれば、“より奇麗な”ごみ処 理を可能にすると伝えられている。しかしながら、通常のごみ処理工程において 、ポリスチレンは分解されず、従って、改良された生物分解性は得られない、提 供された第２の別法は、日光にさらす事によりゆっくりと分解する光分解性プラ スチックを使用する事である。たとえ適当な環境におけるこの型の外側のプラス チック層の生物分解性が改良されても、殆どの例において、おむつは殆ど直ちに ごみ処理場の一部として覆われてしまい、それ故、プラスチックは光分解を受け ない。

これらのおむつの処理の問題は非常に急性のものであったのでリサイクル利用が 示唆された（例えば、おむつをコンクリート及び／又はポール紙にする）。しか しながら、多（のおむつは糞便を含んでいるので、この型のリサイクルは成功し そうにない。

従って、この発明の目的は、増大された急速な生物分解性を有する失禁用具を提 供する事である。

この発明の更なる目的は、完全に且つ急速に生物分解され得るおむつ又はその他 の失禁用具を提供する事である。

この発明のなお更なる目的は、生物分解性の超吸収材を含むおしめを提供する事 である。

この発明のこれらの及び他の目的及び特徴は、下記の説明及び図面により明らか となるであろう。

図面の簡単な説明 図は、この発明の失禁用具の横断面図である。

Ｌ鳳 下記の用語の定義はこの発明の理解を助けるであろう。

“非水和の”という用語は、前永和状態、脱水状態。

凍結乾燥状態、及び他の関係する任意の水を欠（状態を意味する。

“かなりの疎水性の領域”という用語は、かなりの程度に炭化水素鎖及び環構造 を有する領域を意味する。

ここで用いる“生物分解性”という用語は、天然に作用する及び／又は環境的に 安全な酵素、細菌及び胞子により食物連鎖において利用され得る小さい化学的サ ブユニットに分解される能力を意味する。

“失禁用具“という用語は、自然の体液をトラップするのに用いられる老人用及 びその他の用具（女性用ナプキン並びに幼児用おむつ等）を意味する。

“超吸収材”という用語は、それ自身の重量の数倍の水、塩類溶液、尿、又はそ の他の水性液体を吸収する事の出来るポリアクリレート超吸収材及び生物分解性 の超吸収材（米国特許出願第３２０，９４４号に記載されたもの等）を含む任意 の材料を意味するが、それらに限定されない。

“金属有機架橋剤”という用語は、金属イオン（好ましくは、アルミニウム又は クロム等の多価金属イオン）及び酢酸塩又は酢酸塩／バルミチン酸塩複合体等の 有機部分の両方を有する架橋剤を意味する。

免豆立ｌ上 本発明は、改良された生物分解性を有する失禁用具を叙述する。最も好ましい実 施態様において、その失禁用具又はおむつは全体的に生物分解性である。

本発明の失禁用具は、従来の失禁用具と同様に、多層の用具である。この失禁用 具は、実質的に非湿潤性であるが、多孔性で塩類溶液又は尿等の水溶液をこの用 具へ移動させる材料から作られた内層を有する。ポリプロピレン織物等の材料を 用いる事が出来るが、それらは生物分解性でないので好ましくない、最も好まし くは、内層は、不織のセルロース材料、高張力の穴あき紙、不織の及び緩く織っ たレーヨンからなる群から選択するもの等の生物分解性の材料である。生物分解 性材料は、多孔性であるべきであるが、非湿潤性の繊維を作るために加工されて も良い、この型の非湿潤性材料の繊維を作る処理は、繊維をシリコーン、低級ア ルキルシリコーンハロゲン化物処理により被覆する事又は不溶性脂肪酸で被覆す る事を含む、内層は、従来から、身につけた場合、皮膚に最も近い層である。

外層は、用具の反対の端にある。この外層において用いるのに好ましい型の材料 は、内層で用いるものに類似している（但し、外層は、水を通過させるほどに多 孔性であってはならないが、水を蒸発させるほどには多孔性であって良い）。現 在おむつにおいて用いられているようなポリエチレンシートを用いる事は出来る が、それは生物分解性を欠くので好ましくない。もし非生物分解性の材料を用い るならば、失禁用具の効果を改良する事は、超吸収材を用いて処理され得る。

内層と外層の間に、主として木材バルブ等のセルロース性材料から形成される１ 層以上の吸収性の層がある。

このセルロース性の材料又はバットは、従来のおむつにおいて用いられたものと 類似している（但し、それは、その中に埋められた生物分解性促進剤顆粒を有す る）。

この生物分解性促進剤顆粒は、生物分解性促進剤を閉じ込めて時間をかけて分解 するカプセル、薄片、穴あきシート又は他の粒子等の粒子状材料からなる。この 生物分解性促進剤は、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、及び／又は関係するセルロ ース分解酵素、及びセルラーゼ、ヘミセルラーゼ、及び／又は関係するセルロー ス分解酵素を放出する細菌又は胞子からなる群から選択する。この促進剤顆粒の ための好ましいカプセルは、水を吸収し、水の吸収後生物分解性促進剤を放出す る生物分解性の合成スポンジ組成物から形成される。好ましい合成スポンジ組成 物は、かなりの疎水性領域を有するカルボン酸及びセルロース性炭水化物から形 成される非水和性材料である。この合成スポンジ組成物は、水の存在により、水 和され且つ、同時に、架橋され得る。この合成スポンジ組成物は、多価金属イオ ンを含む有機金属架橋剤等の別個の架橋剤を含み得る。ある例においては、この 金属有機架橋剤は、カルボン酸及び架橋剤の両方を含み得る。合成スポンジ組成 物において有用な他のカルボン酸は、酢酸、ラウリン酸、バルミチン酸、ステア リン酸、オレイン酸、安息香酸、並びに、それらの混合物及び誘導体等の脂肪酸 である。炭水化物は、好ましくは、カルボキシメチルセルロース、セルロース性 ガム、並びにそれらの誘導体及び化学的アナログからなる群から選択する。促進 剤顆粒中での合成スポンジ材料は、部分的に、超吸収材として作用して、塩類溶 液又は尿等の水和液体をその重量の数倍保持する。例えば、この顆粒は、酵素を 含む穴あきシート及び胞子と置き換える事が出来、又は繊維に結合させる事が出 来る。

生物分解性促進剤顆粒に加えて、この吸収性層は、付加的超吸収材をも含んで良 い、好ましくは、この超吸収材は、生物分解性促進剤顆粒において用いられた合 成スポンジと同じ又は類似の組成物である。この超吸収材は、顆粒、シート又は 不織物の形態であって良い。不織の層を外層の内側において用いるならば、この 吸収層において不織の形態は好ましい。

失禁用具にとって最も好ましい構造は、内層と吸収層の間の吸上げ層を有する。

内層を不織物で作るならば、その繊維の主要部分は、内層表面と平行な向きに、 平坦な向きを有するであろう。吸上げ眉は、好ましくは、内層と直角な繊維を有 し、それにより、液体を内層から繊維に沿って吸収層へと吸上げる。

最も緩（詰めた吸収層が内層に最も近く、他方、最も密に詰めた層が外層に近い ように密度の勾配を有するセルロースバットの多層の吸収性層は、単層より好ま しい、増大された生物分解性顆粒に加えて用いる任意の超吸収材は、通常、最密 層に集中される。更に、この生物分解性顆粒も又、通常、それらが最も必要とさ れる密度のより高い眉に集中される。

下記の説明及び図面は、この発明を一層明確に説明するであろう。

日の・　な！ 本発明は、その最も好ましい形態において、完全に生物分解性である失禁用具又 はおむつを叙述する。このおむつは、非生物分解性の失禁用具の使い捨てに関係 する問題を改善することが出来る。

線画の図は、この発明の好ましいおむつの断面図を示す。最上層１０は、このお むつの内層である。好ましくは、内層１０は、不織又は緩く織られた（例えば、 ストッキング様）形態の穴あき紙又はレーヨン型材料で作る。この層は、多孔性 であり、細孔１２を有して体液をおむつ内に浸入させる。内層１０について他の 可能な材料はセルロース性の不織物（好ましくは、外面に比較的過剰の長い繊維 を有し、内面に過剰の短い繊維を有する）である、これも又水をおむつ内に導く 。更に、その他の薄い多孔性の生物分解性の材料を内層１０に用いることが出来 るであろう。

しかしながら、内層１０用のすべての材料は疎水性に作られるべきである。これ をなし得る幾つかの方法がある６例えば、”５ｕｒｆａｃｅ−ａｐｐｌｉｅｄ　 ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ”、Ｍｏｏｒら、　ｐａｐｅｒ　（ 口汀ン）２０４（３）：２２−２３（１９８５）　に記載されたような無溶媒シ リコーン処理、又は水性ポリシロキサンエマルジョン又は他の関係する系はシリ コーン処理を与えることが出来るであろう。更に、メチルトリクロロシラン等の 低級アルキルシリコーンハロゲン化物を用Ｇすることが出来るであろう。Ｒｏｄ ｂａｒｔの出願にて特許された米国特許第４，３３９，４７９号は、これらのシ リコーンハロゲン化物を用いてクラフト紙を非湿潤性にするための方法を記載し ている。更に、内層１ｏの、不溶性脂肪酸（例えば、ステアリン酸アルミニウム 又はバルミチン酸アルミニウム）を用いた被覆又は含浸はこの層を疎水性にする ことが出来るであろう、この型の内層は、ポリプロピレンが生物分解性でないの で、現在用いられている標準的ポリプロピレン層より好ましい。

層２０は、適宜設ける、吸上げ層である。吸上げ層２０は、セルロース性（例え ば、木材バルブ）が好ましく、内層１０と直角の好ましい繊維方向で配列する。

この層の目的は、繊維の内側又は繊維の外側に沿って液体を内層１０から吸収層 ３０へ吸上げることである。繊維２２は、その中に分散した生物分解性の顆粒１ ００を有する。これらの顆粒は、下記で詳述するが、セルラーゼ、ヘミセルラー ゼ又は関連するセルロース分解酵素、又はこれらの酵素の１つを分泌する細菌又 は胞子を含む。例えば、＋５ｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　５ｅｃｒｅｔｉｏｎ　 ｏｆ　ｈｅａｔ−ｓｔａｂｌｅ　ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌｃｅＬｌｕｌａｓ ｅ　ｆｒｏｍ　Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ　ｔｈｅｒｍｏｃｅｌｌｕｍ　ｉｎ　Ｂ ａｃｉｌｌ、ｕｓ　５ｕｂｔｉｌｉｓ　ａｎｄ　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｓｔａｒｏ ｔｈｅｒｍ。

ｐｈｉｌｕｓ”、５ｏｕｔｓｃｈｅｋ−Ｂａｕｅｒと５ｔａｕｄｅｎｂａｕｅｒ 、Ｍｏ１．Ｇｅｎ、Ｇｅｎｅｔ、　２０８（３）：５３７−５４１（１９８７） を参照されたい。これらの顆粒は、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ又は他の関連す るセルロース分解酵素を放出し、それらは、水和及び加温により、吸収性バット 中のセルロース繊維、並びに吸収性カプセル中のカルボキシメチルセルロースを 分解する。

利用可能な胞子は、植物廃棄物の使用可能な成分への分解を助ける混合促進剤と して市販されている。この胞子は、普通、数分間の水和で胞子を形成する。

第１の吸収層３０は吸上げ層２０と連続している。典型的には、層３０は、現在 多くのおむつにおいて用いられているような高度に多孔性のセルロース性バット である。この層と現在のおむつにおいて用いられているものとの違いは、生物分 解性顆粒１００の存在である。この層は、内層１０又は吸上げ層２０よりも遥か に大きい湿潤性を有する。

第２の吸収層４０が第１の吸収層３０に続いである。

又、この層４ｏは、セルロース性のバットであるが、もっと密であり、第１の吸 収層３０より小さい細孔サイズを有する。この繊維密度の増加のために、それは 層３０よりも多くの液体を保持することが出来る。更に、この型の層は、生物分 解性顆粒１００を含むことを除いては、従来のものである。

第３の吸収層５０は、他のセルロース性のバット層であるが、それは、第１又は 第２の吸収層３０及び４０よりも一層密である。このセルロース性繊維に加えて 、この層は、生物分解性顆粒１００を、セルロースバット繊維並びに超吸収材５ ５の高い濃度に合わせて高い濃度で含む、この高密度のセルロース性繊維から作 られた層５０のような層は、過去において、その中に超吸収材５５を分散させて おむつにおいて用いられたが、非生物分解性のポリアクリレート超吸収材が用い られただけである０本発明の好ましい変形においては、生物分解性の超吸収材は 、顆粒、シート、又は不織の形態において用いられる。

外層６０は、おむつを包むが、内層１０と類似の材料で作られる（但し、それは 、生物分解性顆粒１００を内面６４上に含んで良く、幾つかの実施態様において は、不織の超吸収材を内面６４上に有して良い）。この不織物は、表面６４を、 不織物を作る溶液に浸すこと及びそれを乾燥させることにより達成し得る。その ような浸すステップ及び材料は下記に記載する。

本発明で用いるための好ましい生物分解性超吸収材は、米国特許出願第３２０， ９４４号において記載されているものである。これらの超吸収材は、顆粒、シー ト又は不織の形態にすることが出来る。様々な形態のこの型の超吸収材の製造方 法を、下記の非制限的実施例において記載する。

ｘ１目引上 この実施例においては、特に、この発明の実施に有用な顆粒形態の超吸収材を記 載する。

ミネラルスピリット中の１モルのアルミニウムイソプロポキシドを２モルの氷酢 酸と５０℃で１時間反応するまで混合する０反応後、（ＣＭＣに基づいて）１モ ルパーセントのバルミチン酸を含むカルボキシメチルセルロース（ＣＭＩを、４ モルＣＭＣ／１モルアルミニウムの比で加える。反応を６時間続けさせる。その 結果生じるＣＭＣ／アルミニウムアセテート／パルミテート複合物を、次いで、 空気乾燥してばらばらの顆粒にする。反応は８０％を上回って完結する。これら の顆粒の塩類溶液の取り込みの特性は、現在用いられているポリアクリレート超 吸収材に匹敵する。

及五五ユ 穴あきシート、生物分解性促進顆粒、又は超吸収材の不織シートを作るために、 金属有機架橋剤又は複合体を初めに作る。好ましい金属有機複合体はパルミテー トベースのアルミニウム複合体である。約０．６４ｇのバルミチン酸（０，２５ ミリモル）を、５ｍｌの水中のホウ酸で安定化した１、４ｇ　（１０ミリモル） のアルミニウムモノアセテートと共に５ｍｌのエタノール中に溶かす。その結果 生じる乳白光を出す懸濁液は、金属有機架橋剤を含む。

この発明において用いるのに好ましいスポンジ様材料は、約０．２ｇのカルボキ シメチルセルロース、０．００４ｇのバルミチン酸及び０．２ｍｌの金属有機架 橋剤を塩類溶液中で混合することにより作る。この材料は、本発明のおむつの吸 収層において超吸収材として有用な穴あきシートとして乾燥する。

１１五ユ この実施例では、生物分解性促進剤顆粒を、実施例２で記載したのと同じスポン ジ様材料を用いて製造する。

粉末化Ｐ、　ｆｕｎｉｃｕｌｏｓｕ＋ａセルラーゼ（Ｓｉｇｍａ　（：ｈｅｍｉ ｃａ１社、七ントルイス、Ｍｏ）をスポンジ形成材料中に分散させ、次いで、そ れを５０％イソプロパツール中で液滴状に形成する。これらの液滴が乾燥すると 促進剤顆粒を形成し、超吸収材の中にセルラーゼを閉じ込める。セルラーゼは、 ヘミセルラーゼ及び他の関係するセルロース分解酵素、又はセルロース分解酵素 を放出する細菌又は胞子により置き換えることが出来る。これらの促進剤顆粒並 びに顆粒化超吸収材は、毛羽立ち処置の間にセルロース性のバット中に置いて、 現在用いられている超吸収材と置き換えることが出来る。

及ｉ五Ａ この実施例は、この発明において有用な不織の超吸収材の作り方を説明する。同 じ超吸収材溶液を実施例２及び３におけるようにして作る。この超吸収材を０． ５−１．０Ｍ水酸化ナトリウムに溶かし、レーヨン繊維を作るために用いるよう な標準的紡糸口金装置中に置く。この紡糸口金装置は、液体の超吸収材−水酸化 ナトリウム溶液を釣り合わせた量（０，５−１，０Ｍ）酢酸を含むのイソプロパ ツールのバット（ｖａｔ）中に射出し、それにより、繊維を形成する。繊維を不 織物へと押し固めて乾燥させる。これらの不織の繊維はセルロースバット中に置 いて、超吸収材として作用させることが出来る。

この超吸収材を作るための手順の更なる詳細及び超吸収材として用い得る更なる 材料は、米国特許出願第３２０．９４４号に記載されている。

幾つかの例において、外層６０の表面６４上に直接付着させた幾つかの超吸収材 を有するのが好ましい。もし顆粒化超吸収材を用いるならば、それを内面６４に 直接接着することが出来る。もし不織物が好ましいならば、面６４を前もって形 成した液体超吸収材のバット中に浸し、次いで、それを穴あきシートとして乾燥 させる。

現在の失禁用具と比較して増大された生物分解性を与えるために、ここで記載し たすべての生物分解性層を用いる必要があるわけではない。しかしながら、現在 、これらの用具の生物分解性の部分（例えば、セルロースバット）は、非生物分 解性の外殻により囲まれているので、又、更に、生物分解性に関しては、外殻が 支配的であるので、生物分解性の外殻のある種の形態が好ましい、何れにしても 、生物分解性促進剤顆粒の利用は、現在利用可能なものより優れた生物分解性を 提供する。

前述の記載は単に説明のためのものであり、当業者は同じ結果を達成し得る他の 材料及び方法を見出し得る。

そのような他の材料及び方法は下記の請求の範囲に含まれる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下記を含む、改良された生物分解性を有する失禁用具： 実質的に多孔性であって水溶液を前記の用具内へ移動させる内層（前記の内層は 、実質的に非湿潤性の材料から作られる）； 主としてセルロース性の材料から形成される１つ以上の吸収性の層（前記のセル ロース性材料は、その中に埋められた生物分解性促進剤顆粒を有し、前記の促進 剤顆粒は、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ又は関係するセルロース分解酵素、及び セルラーゼ、ヘミセルラーゼ又は関係するセルロース分解酸素を放出する細菌又 は胞子からなる群から選択する生物分解性促進剤を閉じ込め、時間をかけて分解 する粒子状材料を台む）；及び 実質的に水に対して不透過性の外層。 ２．前記の促進剤顆粒の前記のカプセルが、水を吸収し且つ前記の水の吸収の後 に前記の顆粒から前記の生物分解性促進剤を放出する生物分解性の合成スポンジ 組成物を含む、請求項１に記載の失禁用具。 ３．前記の合成スポンジ組成物が、かなりの疎水性領域を有するカルボン酸とセ ルロース性の炭水化物とを含む非水和材料を含み、その材料が水の存在において 水和され且つ同時に架橋され得る、請求項２に記載の失禁用具。 ４．前記の合成スポンジ組成物が更に架橋剤を含む、請求項３に記載の失禁用具 。 ５，前記の架橋剤が、多価金属イオンを含む金属有機架橋剤を含む、請求項４に 記載の失禁用具。 ６．前記の金属有機架橋剤が前記のカルボン酸及び前記の架橋剤の両方を含む、 請求項５に記載の失禁用具。 ７．前記のカルボン酸が脂肪酸を含む、請求項３に記載の失禁用具。 ８．前記の脂肪酸を、酢酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイ ン酸、安息香酸、並びに、それらの混合物及び誘導体からなる群から選択する、 請求項７に記載の失禁用具。 ９．前記のセルロース性炭水化物を、カルボキシメチルセルロース、セルロース 性ガム、並びにそれらの誘導体及び化学的アナログからなる群から選択する、請 求項３に記載の失禁用具。 １０．前記の吸収層が更に超吸収材組成物を含む、請求項３に記載の失禁用具。 １１．前記の超吸収材組成物が前記の合成スポンジ組成物、又はそれらの誘導体 又は化学的アナログを含む、請求項１０に記載の失禁用具。 １２．前記の吸収層が、前記のセルロース性材料の詰め込みにおいて増加する密 度を有する複数の吸収層を外層に最も近い部分において含む、請求項１に記載の 失禁用具。 １３．前記の内層が生物分解性材料を含む、請求項１に記載の失禁用具。 １４．前記の生物分解性材料を、不織のセルロース性材料、高張力穴あき紙、不 繊のレーヨン及び緩く繊られたレーヨンからなる群から選択し、前記の生物分解 性材料を処理してその繊維を非湿潤性にした、請求項１３に記載の失禁用具。 １５．前記の生物分解性材料を、シリコーン、低級アルキルシリコーンハロゲン 化物及び不溶性脂肪酸からなる群から選択する材料で処理して、その繊維を非湿 潤性にした、請求項１４に記載の失禁用具。 １６．前記の外層が生物分解性材料を含む、請求項１に記載の失禁用具。 １７．前記の生物分解性材料を、不繊のセルロース住材料、高張力穴あき紙、不 繊のレーヨン及び緩く繊られたレーヨンからなる群から選択し、前記の生物分解 性材料を処理してその繊維を非湿潤性にした、請求項１６に記載の失禁用具。 １８．前記の生物分解性材料を、シリコーン、低級アルキルシリコーンハロゲン 化物及び不溶性脂肪酸からなる群から選択する材料で処理して、その繊維を非湿 潤性にした、請求項１７に記載の失禁用具。 １９．前記の内層と前記の吸収層との間に更に吸上げ層を含む、請求項１に記載 の失禁用具。 ２０．前記の用具がおむつを含む、請求項１に記載の失禁用具。