JP2012246419A - 吸水性樹脂組成物、吸収体及び吸収性物品 - Google Patents

Abstract

【課題】抗菌、消臭性能に優れ、安全に取り扱うことができ、かつ適度な吸水速度を有し、吸収性物品に使用した場合の逆戻り性能に優れた吸水性樹脂組成物を提供する。また、該吸水性樹脂組成物を用いて製造される吸収体、及び、該吸収体を用いて製造される吸収性物品を提供する。
【解決手段】吸水性樹脂とサポニンを含む植物抽出物とを含有する吸水性樹脂組成物。例えば、サポニンを含む植物抽出物は、キラヤ又はユッカの抽出物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、抗菌、消臭性能に優れ、安全に取り扱うことができ、かつ適度な吸水速度を有し、吸収性物品に使用した場合の逆戻り性能に優れた吸水性樹脂組成物に関する。また、本発明は、該吸水性樹脂組成物を用いて製造される吸収体、及び、該吸収体を用いて製造される吸収性物品に関する。

従来、吸水性樹脂は、紙おむつ、生理用ナプキン、失禁パッド等の衛生材料、ペット用の尿吸収材料、パッキング材等の土木建築用資材、ドリップ吸収剤、保冷材等の食品鮮度保持用材料、土壌用保水材等の農園芸用物品等の種々の分野で使用されている。

衛生材料である紙おむつ等に代表される吸収性物品は、体液等の液体を吸収する吸収体が、体に接する側に配された柔軟な液体透過性の表面シート（トップシート）と、表面シートの反対側に配された液体不透過性の背面シート（バックシート）とにより挟持された構造を有する。通常、吸収体は、吸水性樹脂と親水性繊維との混合物からなる。

吸収性物品においては、体液、特に尿、血液、汗等を吸収した際に、不快な臭いを発生することが問題となっている。これらの臭いは、皮膚及び消化管に存在しているバクテリアが、尿素、タンパク質等の体液の成分を分解する酵素を生産し、体液の成分がその酵素により分解されることによって発生する腐敗臭であると考えられる。

これらの臭いの発生を抑制するために、活性炭、ゼオライト等の臭気成分吸着剤を混合した吸収体（例えば、特許文献１、２参照）や、上記バクテリアを殺菌し、経時的な腐敗臭の増加を防ぐ、銀、銅、亜鉛等の抗菌性金属を無機化合物に担持させた無機系抗菌剤と吸水性樹脂とからなる組成物が提案されている（例えば、特許文献３参照）。臭いの発生を抑制する他の手段として、第４級アンモニウム塩等の殺菌剤と吸水性樹脂とからなる吸水剤（例えば、特許文献４参照）等が提案されている。

また、臭いの発生を抑制するために、抗菌性を有するホスホニウム塩モノマー成分と、該ホスホニウム塩モノマー成分と共重合可能でかつ重合後に高吸水性樹脂となり得るモノマー成分とを架橋重合させた抗菌性高吸水性樹脂が提案されている（例えば、特許文献５参照）。

近年、介護等において使用される大人用おむつの需要が高くなっている。この場合、使用者は使用後の濡れた感触を忌避する傾向にあり、吸収性物品として、液吸収後の皮膚への液戻りが少ない、優れた逆戻り性能が求められている。

このことより、吸収性物品の逆戻り性能を良くするために、吸収体の構成要素である吸水性樹脂には、適度な吸水速度が求められている。

特開２００１−０３７８０５号公報 特表平１１−５１２９４６号公報 特表２００１−５０５２３７号公報 特開２０００−０７９１５９号公報 特開平８−０９２０２０号公報

特許文献１〜３に開示されている臭気成分吸着剤や無機系抗菌剤は、吸水性樹脂との親和性に劣るため、紙おむつ等の吸収性物品を製造する際に吸着剤や抗菌剤が発塵し、製造の際の作業環境が悪化するという問題がある。また、特許文献４に開示されている第４級アンモニウム塩等の殺菌剤と吸水性樹脂とからなる吸水剤は、殺菌剤が、皮膚、粘膜と接触することによる炎症を引き起こす可能性がある。特許文献５に開示されている抗菌性高吸水性樹脂には、抗菌性を有するモノマー成分が高価であるため、経済的でないという欠点がある。また、これらの特許文献においては、吸水性樹脂組成物の吸水速度は、考慮されていない。

本発明は、抗菌、消臭性能に優れ、安全に取り扱うことができ、かつ適度な吸水速度を有し、吸収性物品に使用した場合の逆戻り性能に優れた吸水性樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該吸水性樹脂組成物を用いて製造される吸収体、及び、該吸収体を用いて製造される吸収性物品を提供することを目的とする。

本発明は、吸水性樹脂とサポニンを含む植物抽出物とを含有する吸水性樹脂組成物である。

本発明にかかる吸水性樹脂組成物は、抗菌、消臭性能に優れ、安全性が高く液状で発塵の問題のないサポニンを含む植物抽出物を含有するため、抗菌、消臭性能に優れ、安全に取り扱うことができ、かつ適度な吸水速度を有し、吸収性物品に使用した場合の逆戻り性能に優れる。

本発明にかかる吸水性樹脂組成物は吸水性樹脂とサポニンを含む植物抽出物とを含有する。

上記吸水性樹脂としては、例えば、アクリル酸部分中和物重合体の架橋物、デンプン−アクリル酸塩グラフト共重合体の架橋物、ビニルアルコール−アクリル酸塩共重合体の架橋物、無水マレイン酸グラフトポリビニルアルコールの架橋物、架橋イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物等が挙げられる。これらの吸水性樹脂のなかでも、大量の液体を吸収すると共に、多少の荷重をかけても吸収した液体を分子内に保持しうることから、アクリル酸部分中和物重合体の架橋物が好ましい。

上記吸水性樹脂の製造方法は特に限定されず、例えば、逆相懸濁重合法、水溶液重合法等が挙げられる。

サポニンは、多くの植物に含まれている天然成分であり、体液が分解されることで発生する腐敗臭のガス（アンモニア、メルカプタン、硫化水素など）と結びつくことで臭いを軽減することができ、消臭剤として使用できる。
また、界面活性作用があるため、細胞膜を破壊する性質もあり、抗菌剤としての性質も有する。

サポニンを含有する植物としては、ウコギ科のオタネニンジン、エゴノキ科のエゴノキ、ナデシコ科のサボンソウ、バラ科のキラヤ、マメ科のダイズ、マンサク科のハマメリス、ムクロジ科のムクロジ、リュウゼツラン科のユッカなどが挙げられる。これらの植物の中でも、消臭及び抗菌性能に優れ、また後述の吸水性樹脂に適度な吸水速度を与えることから、キラヤ及びユッカが好ましい。これらの植物の葉、樹皮、根などから、抽出物が製造される。

上記サポニンを含む植物抽出物は、一般に商業的に入手できるものであり、例えば、キラヤニンＣ−１００（キラヤ抽出物２５質量％含有、丸善製薬株式会社製）、サラキープＡＬＳ（ユッカ抽出物２０質量％含有、丸善製薬株式会社製）等を用いることができる。

上記サポニンを含む植物抽出物の使用量は、上記吸水性樹脂１００質量部に対して０．０１〜５質量部であることが好ましい。吸水性樹脂組成物として充分な抗菌消臭性を発現させ、また得られる吸水性樹脂組成物が適度な吸水速度となるようにする観点から、０．０１質量部以上が好ましく、使用量に対する抗菌消臭性能に対する費用対効果と、得られる吸水性樹脂組成物が適度な吸水速度が得られるようにする観点から、５質量部以下が好ましい。上記サポニンを含む植物抽出物の使用量は、０．０５〜３質量部であることがより好ましく、０．１〜２質量部であることが更に好ましい。

本発明にかかる吸水性樹脂組成物は、例えば、以下の（ａ）〜（ｃ）の方法で製造することができるが、本発明にかかる吸水性樹脂組成物はこれらの方法により製造されたものに限定されない。
（ａ）吸水性樹脂に、サポニンを含む植物抽出物を直接噴霧混合する方法。
（ｂ）吸水性樹脂に、サポニンを含む植物抽出物の水溶液あるいはアルコール溶液を噴霧混合し、乾燥する方法。
（ｃ）吸水性樹脂を膨潤させない溶媒中に、吸水性樹脂とサポニンを含む植物抽出物とを添加し、攪拌混合後、溶媒を除去する方法。

本発明において、吸水性樹脂とサポニンを含む植物抽出物とを含有する吸水性樹脂組成物を使用することで、吸収性物品の逆戻り性能が向上する理由は、詳らかではないが、以下の理由に基づくものと推測される。

吸水性樹脂組成物の吸水速度が遅い場合、実際に紙おむつ等の吸収性物品の吸収体に使用された際、体液の吸収が遅いために、吸収後の皮膚への体液の逆戻りが多くなり、使用後の濡れた感触が持続することになる。特に、一回の体液量が多い大人の場合、この傾向は顕著になる。

本発明にかかる吸水性樹脂組成物は、前述のようにサポニンを含む植物抽出物を含有することで、サポニンを含む植物抽出物を含む前の吸水性樹脂の吸水速度と比較して、サポニンの界面活性作用により液体への濡れ性が改善し、吸水性樹脂組成物の吸水速度が速くなり、速やかに液体を吸収することが可能になり、吸収性物品の逆戻り性能が向上すると推測される。

吸水性樹脂組成物の吸水速度は、１３〜３０秒であることが好ましい。上記吸水速度が１３秒未満であると、吸収性物品が液体を吸収した際、表層付近に存在する吸水性樹脂が液体を吸収し、表層付近で柔らかいゲルがさらに密になることで、吸収体内部への液体の浸透が妨げられ、内部の吸水性樹脂が効率良く液体を吸収できなくなる「ゲルブロッキング現象」が発生し、吸収性物品の逆戻り性能が悪化する傾向にある。吸水速度が３０秒を超えると、吸収性物品に使用された場合の液体の逆戻り量を減らすことができないことがある。上記吸水速度は、１５〜２５秒がより好ましい。なお、上記吸水速度は、後述の実施例に記載の測定方法により得られる値である。

本発明にかかる吸水性樹脂組成物と親水性繊維とを含有する吸収体もまた、本発明の１つである。

上記親水性繊維としては、例えば、セルロース繊維、人工セルロース繊維、親水化処理された合成繊維等が挙げられる。

本発明にかかる吸収体の好適な態様としては、例えば、本発明にかかる吸水性樹脂組成物と親水性繊維とを均一な組成となるように混合することによって得られる混合分散体、２枚の層状の親水性繊維の間に吸水性樹脂組成物が挟まれたサンドイッチ構造体等が挙げられる。

本発明にかかる吸収体には、吸収体の形態保持性を高めるために、熱融着性合成繊維、ホットメルト接着剤、接着性エマルジョン等の接着性バインダーを添加しても良い。

液体透過性シートと液体不透過性シートとの間に本発明にかかる吸収体が保持されている吸収性物品もまた、本発明の１つである。

上記液体透過性シートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の繊維からなる、エアスルー型、スパンボンド型、ケミカルボンド型、ニードルパンチ型等の不織布が挙げられる。

上記液体不透過性シートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂からなる合成樹脂フィルム等が挙げられる。

本発明にかかる吸収性物品は、例えば、紙おむつ、生理用ナプキンや失禁パッド等の衛生材料、ペット用の尿吸収材料、パッキング材等の土木建築用資材、ドリップ吸収剤、保冷材等の食品鮮度保持用材料、土壌用保水材等の農園芸用物品等に好適に用いられる。

以下に、本発明を合成例、実施例及び比較例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

［合成例］
攪拌機、２段パドル翼、還流冷却器、滴下ロート及び窒素ガス導入管を備えた２Ｌ容の丸底円筒型セパラブルフラスコを準備した。このフラスコにｎ−ヘプタン２８１ｇをとり、ショ糖ステアリン酸エステル（三菱化学フーズ(株)、リョートーシュガーエステルＳ−３７０）０．８３ｇを添加し、撹拌しながら８０℃まで昇温してショ糖ステアリン酸エステルを溶解した後、５０℃まで冷却した。

一方、５００ｍＬ容の三角フラスコに８０質量％のアクリル酸水溶液９２ｇ（１．０２モル）をとり、外部より冷却しつつ、２１質量％の水酸化ナトリウム水溶液１４６．０ｇを滴下して７５モル％の中和を行った後、ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム０．０７４ｇ（０．２７ミリモル）、内部架橋剤としてＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド１０．１ｍｇ（０．０７ミリモル）を加えて溶解し、第１段目の単量体水溶液を調製した。
前記の第１段目の単量体水溶液の全量を、前記セパブルフラスコに添加して、系内を窒素で充分に置換した後、フラスコを７０℃の水浴に浸漬して昇温し、第１段目の重合を３０分間行い、第１段目の反応混合物を得た。

一方、別の５００ｍＬ容の三角フラスコに８０質量％のアクリル酸水溶液１２８．８ｇ（１．４３モル）をとり、外部より冷却しつつ、２７質量％の水酸化ナトリウム水溶液１５９．０ｇを滴下して７５モル％の中和を行った後、ラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム０．１０ｇ（０．３７ミリモル）、内部架橋剤としてＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド１１．６ｍｇ（０．０８ミリモル）を加えて溶解して、第２段目の単量体水溶液を調製した。

前記第１段目の反応混合物を２４℃に冷却し、同温度の前記第２段目の単量体水溶液を系内に添加し、３０分間吸収させると同時に系内を窒素で充分に置換した後、再度、フラスコを７０℃の水浴に浸漬して昇温し、第２段目の重合を３０分間行った。
第２段目の重合後、１２５℃の油浴で反応混合物を昇温し、ｎ−ヘプタンと水との共沸蒸留によりｎ−ヘプタンを還流しながら２４６ｇの水を系外へ抜き出した後、エチレングリコールジグリシジルエーテルの２％水溶液４．４２ｇ(０．５１ミリモル)を添加し、その後、１２５℃の油浴で反応混合物を昇温し、ｎ−ヘプタンを蒸発させて乾燥することによって、吸水性樹脂２２７．２ｇを得た。

［実施例１］
合成例の吸水性樹脂３０ｇに、サポニンを含む植物抽出物として、サラキープＡＬＳ（ユッカ抽出物２０質量％含有、丸善製薬株式会社製）の１％水溶液７．５ｇを直接噴霧し、充分に混合した。次いで、この混合物を１００℃の油浴で３０分間加熱し、吸水性樹脂組成物３０．０ｇを得た。

［実施例２］
合成例の吸水性樹脂３０ｇに、サポニンを含む植物抽出物として、サラキープＡＬＳ（ユッカ抽出物２０質量％含有、丸善製薬株式会社製）の１０％水溶液７．５ｇを直接噴霧し、充分に混合した。次いで、この混合物を１００℃の油浴で３０分間加熱し、吸水性樹脂組成物３０．１ｇを得た。

［実施例３］
合成例の吸水性樹脂３０ｇに、サポニンを含む植物抽出物として、キラヤニンＣ−１００（キラヤ抽出物２５質量％含有、丸善製薬株式会社製）１．２ｇを直接噴霧し、充分に混合し、吸水性樹脂組成物３０．３ｇを得た。

［実施例４］
サポニンを含む植物抽出物として、キラヤニンＣ−１００を３．６ｇ用いた以外は、実施例３と同様にして吸水性樹脂組成物３０．８ｇを得た。

［実施例５］
サポニンを含む植物抽出物として、サラキープＡＬＳの１％水溶液１.２ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして吸水性樹脂組成物３０．０ｇを得た。

［実施例６］
サポニンを含む植物抽出物として、キラヤニンＣ−１００を７．２ｇ用いた以外は、実施例３と同様にして吸水性樹脂組成物３１．９ｇを得た。

［比較例１］
合成例の吸水性樹脂３０ｇを、そのまま用いた。

実施例により得られた吸水性樹脂組成物及び比較例の吸水性樹脂の吸水速度、吸収性物品の逆戻り量、吸収体のアンモニア発生抑制試験並びに臭気官能試験を以下の方法により行った。

＜吸水速度＞
長さが３０ｍｍ、直径が８ｍｍの回転子を入れた１００ｍＬのビーカーに０．９質量％塩化ナトリウム水溶液５０ｍＬを入れ、マグネチックスターラーを使用して６００ｒ／ｍｉｎで攪拌しながら吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂を２．０ｇ加え、添加後から液面の渦が収束する時点までの時間（秒）を測定することにより、吸水速度を求めた。結果を表１に示す。

＜吸収性物品の逆戻り量＞
（ａ）吸収性物品の作製
吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂１０ｇと粉砕パルプ１０ｇを、ミキサーを用いて乾式混合した。この混合物を、大きさが４０ｃｍ×１２ｃｍで重さが１ｇのティッシュに吹き付けた後に、同じ大きさ及び重さのティッシュを上部から重ねてシート状にし、全体に１９６ｋＰａの荷重を３０秒間加えてプレスすることにより、吸収体を得た。得られた吸収体を大きさ４０ｃｍ×１２ｃｍ、坪量２０ｇ／ｍ^２のポリエチレン製エアスルー型多孔質液体透過性シートと、同じ大きさ、同じ坪量のポリエチレン製不透過性シートで挟むことにより吸収体を用いた吸収性物品を得た。

（ｂ）人工尿の調製
５Ｌ容の容器に、塩化ナトリウム３０ｇ、塩化カルシウム二水和物０．９ｇ、塩化マグネシウム六水和物１．８ｇ及び適量の蒸留水を入れ、完全に溶解させた。次に、１質量％ポリ（オキシエチレン）イソオクチルフェニルエーテル水溶液７．５ｇを添加し、さらに蒸留水を添加して、水溶液全体の質量を３０００ｇに調整した後、少量の青色１号で着色して、人工尿を調製した。

（ｃ）逆戻り量
吸収性物品の中心付近に、内径３ｃｍの円筒型シリンダーを置き、１５０ｍＬの人工尿をそのシリンダー内に一度に投入し、人工尿がシリンダー内から完全に消失してから５分間放置した。吸収性物品上の人工尿投入位置付近に、あらかじめ質量（Ｗａ（ｇ）、約７０ｇ）を測定しておいた１０ｃｍ四方の濾紙（約８０枚）を置き、その上に底面が１０ｃｍ×１０ｃｍの５ｋｇの重りを載せた。５分間の荷重後、濾紙の質量（Ｗｂ（ｇ））を測定し、増加した質量（Ｗｂ−Ｗａ）を逆戻り量（ｇ）とした。逆戻り量が小さいほど、吸収性物品として好ましいと言える。例えば、逆戻り量として１８ｇ以下が好ましく、１６ｇ以下がより好ましい。結果を表１に示す。

＜吸収体のアンモニア発生抑制試験及び臭気官能試験＞
（ａ）吸収体の作製
吸水性樹脂組成物または吸水性樹脂１ｇと解砕パルプ１ｇをブレンドしたものを、空気抄造によって直径５ｃｍのティッシュ上に形成させ、同じ大きさのティッシュ上に重ねた後、１４５ｋＰａの荷重を３０秒間施して吸収体を作製した。

（ｂ）アンモニア発生抑制試験
蒸留水１Ｌに尿素２５ｇ、塩化ナトリウム９ｇ、硫酸マグネシウム（７水和物）０．６ｇ、乳酸カルシウム０．７ｇ、硫酸カリウム４ｇ及び硫酸アンモニウム２．５ｇを溶解して試験液を調製した。また、ウレアーゼ（ＭＥＲＣＫ社製、タチナタ豆由来５０％グリセリン溶液１０００Ｕ／ｍＬ）を、蒸留水にて１０００倍に希釈してウレアーゼ液を調製した。上記（ａ）で得られた吸収体を１００ｍＬマイヤーフラスコに入れ、ウレアーゼ添加試験液（上記試験液３０ｇと上記ウレアーゼ液１ｍＬを混合して作製）を添加して、吸収体を膨潤させた。ウレアーゼ添加試験液を添加後、直ちにガス検知管（ガステック社製、「アンモニア３Ｄ」）を装着したゴム栓にて密封した。次いで、３０℃で保存し、３、１０及び２４時間後にガス検知管の読み値を記録した。結果を表１に示した。

（ｃ）臭気官能試験
１００ｍＬマイヤーフラスコに新鮮な尿５０ｍＬを入れ、尿素０．２５ｇ、使用済みおむつから採取したパルプ１ｇを加え、溶液を２４時間放置し発酵尿を作製した。次いで、新鮮な尿と上記発酵尿を９：１（質量比）の割合で混合することにより、試験液を調製した（新鮮な尿は無菌なため、発酵尿を混合しないと充分な臭気が発生しない）。

上記（ａ）で得られた吸収体を２５０ｍＬガラス瓶に入れた後、上記試験液３０ｇを添加して吸収体を膨潤させた。試験液を添加後、直ちに密封し、４０℃で２４時間保存した。保存後、５人のパネラー（Ａ〜Ｅ）に、２５０ｍＬガラス瓶中の臭気を、規定基準の「６段階臭気強度表示法」に準じて下記の基準により判定してもらい、その平均値で評価した。結果を表２に示した。
５：強烈な臭い
４：強い臭い
３：楽に認識できる臭い
２：何の臭いか分かる弱い臭い
１：やっと感知できる臭い
０：無臭

表１及び表２中のサポニンを含む植物抽出物の使用量の数値は、吸水性樹脂１００質量部に対する値（質量部）である。

表１から明らかなように、実施例１〜６の吸水性樹脂組成物は、比較例１の吸水性樹脂組成物と比較して、吸水速度が速くなることがわかった。

表１及び表２から明らかなように、実施例１〜４の吸水性樹脂組成物を用いた吸収体は、臭気の発生を抑制しており、また、吸収性物品の逆戻り性能に優れたものであった。実施例５の場合、サポニンを含む植物抽出物の量が少ないため、吸水速度が遅く、吸収体の逆戻り量が多くなる傾向にあり、またアンモニアの発生や尿の不快な臭気の抑制効果が少なかった。実施例６の場合、サポニンを含む植物抽出量の量に比べて、アンモニアの発生や尿の不快な臭気等の抑制効果は低く、また吸水速度が速くなりすぎるため、吸収性物品の逆戻り量が多くなる傾向であった。

一方、比較例１においては、サポニンを含む植物抽出物が混合されていないため、アンモニアの発生や尿の不快な臭気の抑制ができず、また吸水速度が遅いため、吸収性物品の逆戻り性能が低いものであった。

本発明によれば、抗菌、消臭性能に優れ、安全に取り扱うことができ、かつ適度な吸水速度を有し、吸収性物品に使用した場合の逆戻り性能に優れた吸水性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該吸水性樹脂組成物を用いて製造される吸収体、及び、該吸収体を用いて製造される吸収性物品を提供することができる。

Claims (5)

1. 吸水性樹脂とサポニンを含む植物抽出物とを含有する吸水性樹脂組成物。
2. サポニンを含む植物抽出物が、キラヤ又はユッカの抽出物である請求項１記載の吸水性樹脂組成物。
3. サポニンを含む植物抽出物の使用量が、吸水性樹脂１００質量部に対して０．０１〜５質量部である請求項１または２記載の吸水性樹脂組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸水性樹脂組成物と親水性繊維とを含有する吸収体。
5. 液体透過性シートと液体不透過性シートの間に請求項４記載の吸収体が保持されている吸収性物品。