JP7593879B2 - 抗菌消臭シート、その製造方法及びそれを備えた吸収性物品並びに抗菌消臭剤 - Google Patents
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Description
したがって本発明の課題は、香り立ちが良好であり、排泄物に起因する不快な臭いを低減し、抗菌性能に優れる抗菌消臭シートを提供することに関する。
前記抗菌剤は、リン酸カルシウム及び銀を含有しており、
前記吸着剤は、二酸化ケイ素、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムからなる複合塩を含有しており、
前記吸着剤の比表面積が100m2/g以上270m2/g以下である、抗菌消臭シートを提供することによって前記の課題を解決したものである。
前記抗菌剤、前記吸着剤及び繊維材料を水に分散させてなるスラリーを湿式抄紙して紙匹を形成し、
前記紙匹に、前記香料を付与する工程を有する、抗菌消臭シートの製造方法を提供するものである。
前記吸着剤は、二酸化ケイ素、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムからなる複合塩を含有しており、
前記抗菌剤は、リン酸カルシウム及び銀を含有しており、
前記吸着剤の比表面積が100m2/g以上270m2/g以下である、抗菌消臭剤を提供するものである。
シート基材は、単層構造でもよく、2層以上が積層された積層構造を有していてもよい。シート基材は、典型的には、不織布又は公知の湿式抄紙法によって製造された紙である。
セルロース系繊維としては、衛生品をはじめとする各種用途に用いられているものを特に制限なく用いることができ、例えば、天然セルロース繊維、マーセル化セルロース繊維、溶解セルロース繊維及びセルロース繊維誘導体が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
天然セルロース繊維としては、例えば、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ等の木材パルプ;コットンリンター、コットンリント等の綿パルプ;麦わらパルプ、バガスパルプ、麻パルプ等の非木材パルプ;古紙パルプ等が挙げられる。
マーセル化セルロース繊維は、濃アルカリ処理によってアルカリ変性(いわゆるマーセル化)されているセルロース繊維である。
溶解セルロース繊維としては、例えば、リヨセル(登録商標)、テンセル(登録商標)、ベンベルグ(登録商標)、ビスコースレーヨン、ベンリーゼ(登録商標)等が挙げられる。
セルロース繊維誘導体としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、TEMPO触媒酸化セルロース、メチルセルロース、エチルセルロース等が挙げられる。
他の繊維として、加熱によって溶融し相互に接着し得る熱融着性繊維を用いることもできる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリエチレン-ポリプロピレン複合繊維、繊維状ポリビニルアルコール等が挙げられる。該複合繊維の形態は特に制限されず、例えば芯鞘型やサイド・バイ・サイド型等を適宜選択し得る。
本発明で用いられる香料としては、大気圧下で香気成分を大気中に揮散して斯かる目的を達成し得るものであればよく、常温常圧の環境下でその香気を知覚し得る通常の香料を特に制限なく用いることができ、使い捨ておむつなどの吸収性物品において従来用いられてきたものを用いることができる。
香料としては例えば、沸点が約250℃以下の高揮発性香料成分、又は沸点が約250~約300℃の中揮発性香料成分が好ましく用いられる。
本発明で用いられる香料には、前述した香料素材単体、及び天然精油や調合ベースのように、「複数の香料によって構成される香料素材が組み合わされたもの(香料組成物)で、溶剤によって希釈・調整されたもの」が含まれる。例えば、香料として、バラ、ラベンダー、ジャスミン、イランイラン様香気を有する香料を含有する香料組成物を用いることができる。
IOB値が0.8以上の親水性化合物としては、アニスアルコール、リナロールオキサイド、α-メチル-3,4-メチレン-ジオキシヒドロシンナミアックアルデヒド等が挙げられる。
香料に複数種類の疎水性化合物、又は複数種類の親水性化合物が含まれている場合、親水性化合物に対する疎水性化合物のモル比D1は、疎水性化合物の合計モル濃度/親水性化合物の合計モル濃度である。
親水性化合物に対する疎水性化合物のモル比D1は、香料中の疎水性化合物の合計モル数/香料中の親水性化合物の合計モル数であってもよい。例えば、香料Pの質量をW、香料Pの質量Wに対する疎水性化合物Aの配合率をXA%、香料Pの質量Wに対する疎水性化合物Bの配合率をXB%、疎水性化合物の分子量MA、疎水性化合物Bの分子量をMBとすると、疎水性化合物の合計モル数は以下の式によって求められる。
疎水性化合物の合計モル数(mol)=(W×XA/100)/MA+(W×XB/100)/MB
また、香料Pの質量Wに対する親水性化合物Cの配合率をXC%、親水性化合物の分子量MCとすると、親水性化合物のモル数は、以下の式によって求められる。
親水性化合物のモル数(mol)=(W×XC/100)/MC
そして、香料親水性化合物に対する疎水性化合物のモル比D1(疎水性化合物のモル濃度/親水性化合物のモル濃度)は、香料中の疎水性化合物の合計モル数/香料中の親水性化合物のモル数で表される。
香料の構成成分の定性及び配合量の測定は、抗菌消臭シート1枚の中央部から5cm×5cmの裁断片を採取し、該裁断片を100mLバイアル瓶に入れ、室温(25℃)下、エタノール100mLに48時間浸漬後、10分間超音波して香料成分を抽出したのち、抽出した成分をGC-MS分析することによって行う。この方法を3回繰り返し、その平均値を香料の配合量とする。
なお、本発明で用いられる香料は、中間化合物を含有していなくてもよい。
前記の抗菌剤の粒子においては、リン酸カルシウムは例えば担体として用いることができる。リン酸カルシウムを担体として用いる場合、銀は担体であるリン酸カルシウムに担持されていることが抗菌効果の発現の点から好ましい。つまり、リン酸カルシウム及び銀を含む粒子は、銀担持リン酸カルシウム粒子であることが好ましい。リン酸カルシウムを担体とした抗菌剤は、人体との親和性(生体親和性)が良好であり、高い抗菌持続性、優れた安全性を有し、特に銀イオンの溶出(脱離)が少なく、抗菌効果の持続性がより高い。
あるいは、前記の抗菌剤の粒子は、リン酸カルシウムと銀との混合物であってもよい。この場合、前記の抗菌剤の粒子は、リン酸カルシウム及び銀からなる混合物であってもよく、あるいはこれらに加えて他の成分を含む混合物であってもよい。他の成分としては、例えばリン酸カルシウム以外のリン酸塩やシリカが挙げられる。該リン酸塩としては、例えばリン酸亜鉛及びリン酸アルミニウム等が挙げられる。
前記の抗菌剤の粒子が上述したいずれの態様であっても、該抗菌剤に含まれる銀は、銀イオンの状態で存在していてもよく、金属銀の状態で存在していてもよく、あるいは銀化合物の状態で存在していてもよい。銀が銀化合物の状態で存在している場合、該銀化合物としては、例えば酸化銀が挙げられる。
リン酸の金属塩としては、例えば亜鉛塩、アルミニウム塩、ジルコニウム塩、カルシウム塩などが挙げられる。
一方で、抗菌剤の粒子の比表面積が一定以上であると、抗菌剤自体が臭気を吸着して消臭することが期待でき、抗菌剤の粒子の比表面積による物理消臭能と、該抗菌剤に含まれている銀による化学消臭能とを兼ね備えた抗菌剤となり得る。この点を考慮すると、抗菌剤の粒子の比表面積は、好ましくは5m2/g以上、更に好ましくは10m2/g以上である。抗菌剤の比表面積は以下の方法によって測定される。
BET表面積測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、BELSORP-MR6)を用い、BET1点法によって測定する。吸着ガスとしては、窒素30体積%、ヘリウム70体積%のガスを用いる。試料の前処理として、120℃で10分間、吸着ガスの流通を行った後、試料が入ったセルを液体窒素で冷却し、吸着完了後室温まで昇温し、脱離した窒素量から試料の表面積を求め、その表面積の値を試料の質量で除することで、比表面積を算出する。
レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えば、株式会社堀場製作所製、LA-960)を使用し、常法に従って測定する。測定条件は以下のとおりである
・測定セル:フローセル
・粒子径基準:体積
・分散媒:粒子の分散性がよい適当な溶媒、例えばエタノール/蒸留水=90/10質量%
・分散方法:攪拌、内蔵超音波3分
・透過率:70~90%
・試料濃度:0.1%
この吸着剤を用いることで、排泄物の臭気を効果的に吸着し得るという利点もある。
前記のアルミノ珪酸亜鉛における二酸化ケイ素(SiO2)、酸化亜鉛(ZnO)及び酸化アルミニウム(Al2O3)のの組成比は、好ましくは、SiO2:5~80モル%、ZnO:5~65モル%、Al2O3:1~60モル%であり、より好ましくは、SiO2:25~75モル%、ZnO:15~60モル%、Al2O3:1~45モル%である。
前記のアルミノ珪酸亜鉛は、例えば、下記式で表すことができる。
aSiO2・bZnO・cAl2O3・dH2O
式中、aは1以上、bは1以上、cは1以上、dは0以上の数を表す。
複合塩吸着剤は多孔質の粒子であることが好ましい。複合塩吸着剤が多孔質の粒子の形態を有することで、粒子表面で臭気を吸着することが期待され、排泄物に起因する不快な臭いをより一層効果的に低減し得る。粒子の形状は特に制限されず、例えば、球状、俵状、不定形状などであり得る。
一方で、複合塩吸着剤の比表面積を過度に大きくしないことで、意図しない香料の過度の吸着を抑制でき、それによって香料の香りの変質を効果的に防止できる。この観点から、複合塩吸着剤の比表面積は、好ましくは270m2/g以下であり、更に好ましくは260m2/g以下であり、一層好ましくは250m2/g以下である。
以上を勘案すると、複合塩吸着剤の比表面積は、100m2/g以上270m2/g以下であることが好ましく、105m2/g以上260m2/g以下であることが更に好ましく、110m2/g以上250m2/g以下であることが一層好ましい。
複合塩吸着剤の比表面積の測定方法は、上述した抗菌剤の粒子の比表面積の測定方法と同様である。
(i)セルロース系繊維等の抗菌剤、吸着剤及び繊維材料を水に分散させてなるスラリーを湿式抄紙して、該抗菌剤及び該吸着剤を含む紙匹を形成する工程。
(ii)湿潤した状態又は乾燥させた状態の紙匹に、香料を付与する工程。
前記(ii)の工程においては、香料の付与対象を、湿潤した状態の紙匹とするか又は乾燥させた状態の紙匹とするかは、使用する香料の種類等に応じて適宜選択すればよい。(i)の工程に香料を含めない理由は、香料は一般的に疎水性物質を含むことに起因して水への分散が容易でなく、歩留りが低下しやすいからである。
香料の付与には例えば塗布を用いることができる。香料の塗布に際しては、香料の原液をそのまま塗布してもよく、あるいは必要に応じ、水や各種有機溶媒などの適当な溶媒に香料を溶解させ、その香料含有液を塗布してもよい。
香料の塗布方法は特に制限されず、例えば、スプレーによる噴霧法、刷毛塗り法、浸漬法の他、バーコーター、グラビアコーター、各種ロールコーター等を用いた塗布法が挙げられる。
表面シート2及び裏面シート3は、それぞれ、折り畳まれた状態の抗菌消臭シート4よりも大きな寸法を有し、抗菌消臭シート4の周縁から外方に延出し、それらの延出部において、接着剤、ヒートシール、超音波シール等の公知の接合手段によって互いに接合されて周縁シール部5を形成している。
折り畳まれた状態の抗菌消臭シート4は、吸収性物品1の縦方向の概ね全域に延在しており、平面視して縦方向に長い矩形形状を有している。
表面シート2及び裏面シート3と抗菌消臭シート4との間は接着剤によって接合されていてもよい。
吸収性物品1の具体的な種類によっては、該吸収性物品1の非肌対向面(裏面シート3の非肌対向面)に、該吸収性物品1をショーツ等の着衣(図示せず)に固定する粘着部(図示せず)が設けられていてもよい。この粘着部は、不使用時には剥離シート(図示せず)によって被覆されている。
セカンドシート6は、表面シート2から抗菌消臭シート4への液の透過性の向上、抗菌消臭シート4に吸収された液の表面シート2への液戻りの低減などの役割を担う。セカンドシート6は、例えば、抗菌消臭シート4の肌対向面の略全域を被覆するように配置される。
セカンドシート6としては、親水性不織布や親水性の繊維集合体を用いることができ、不織布としては、エアスルー不織布、ポイントボンド不織布、レジンボンド不織布、スパンレース不織布、エアレイド不織布等が挙げられる。
凹部7は、表面シート2の肌対向面側からエンボス加工を施すことによって形成することができる。エンボス加工としては、表面シート2及びセカンドシート6の構成繊維を溶融し加圧し得るものであればよい。その例としては、熱エンボス加工や超音波エンボス加工が挙げられる。このようなエンボス加工によって凹部7において表面シート2とセカンドシート6とを融着によって一体化することができる。
本発明の抗菌消臭剤は、一般に粉末状のものであり、抗菌剤の粒子及び吸着剤の粒子並びに香料を含むものである。本発明の抗菌消臭剤は、粉末状のままで、抗菌消臭の対象物に付与することができる。あるいは本発明の抗菌消臭剤を、他の素材と混合して所定の形状に成形して用いることもできる。例えば、本発明の抗菌消臭剤を、フラッフパルプ等の親水性繊維と混合して積繊体に成形することで、各種の吸収性物品の吸収体となすことができる。
例えば、図1に示す吸収性物品1において、表面シート2と裏面シート3との間に吸収性コア(図示せず)を配置し、該吸収性コアを被覆するように抗菌消臭シート4を配置してもよい。吸収性コアとしては、一般的な吸収性物品において通常用いられているものを特に制限なく用いることができる。典型的には、木材パルプなどの親水性繊維及び/又は吸水性ポリマー粒子を含んで構成される。
上述した工程(i)及び(ii)を有する製造方法によって、抗菌消臭シートを製造した。
具体的には、抄紙機に、繊維材料と、以下の表3に示す抗菌剤及び吸着剤と、水とを含むパルプスラリーを供給し湿式抄紙することによって、抗菌剤の粒子及び吸着剤の粒子が内添された湿紙を得た。
次いで、湿紙を加熱乾燥して紙を得、更に、該紙の片面の全域に、以下の表3に示す香料を塗布した。これによって、繊維シートからなるシート基材に香料並びに抗菌剤及び吸着剤を含有させた抗菌消臭シートを製造した。
繊維材料として、セルロース系繊維の一種である木材パルプを用いた。
香料A及びBの詳細は、以下の表4及び表5に示すとおりである。抗菌剤の詳細は、以下の表6に示すとおりである。吸着剤の詳細は、以下の表7に示すとおりである。
得られた抗菌消臭シートにおけるシート基材の坪量は28g/m2であった。また、抗菌消臭シートに含まれる香料、抗菌剤及び吸着剤の含有量は表3に示すとおりであった。
実施例及び比較例で得られた抗菌消臭シートについて、以下の方法で香料の香りの変調の程度、抗菌性能及び消臭性能(酢酸及び硫化水素)を評価した。それらの結果を以下の表3に示す。
抗菌剤及び吸着剤を含有しない以外は、実施例1と同様の方法によって製造した賦香紙(抗菌剤及び吸着剤を無添加の紙)を標準品として用意し、抗菌消臭シート及び標準品から平面視四角形形状(寸法:65mm×100mm)の測定サンプルをそれぞれ切り出した。測定サンプルを密閉容器内に温度50℃で1ヶ月間保管した。
その後、各実施例及び比較例の抗菌消臭シートについて、5名のモニターが香りの官能評価を行った。温度50℃で1ヶ月間放置された標準品の香りを基準として、以下の4段階の官能評価を行った。
4点:基準の香りと同等の香りである(最高評価)。
3点:基準の香りと比較し若干異なる。
2点:基準の香りと比較しやや異なる。
1点:基準の香りと明らかに異なる。
JIS L 1902:2015「繊維製品の抗菌性試験方法及び抗菌効果」の菌液吸収法に従い抗菌活性値を測定した。抗菌活性値は、抗菌性能の指標となるものであり、その数値が大きいほど抗菌性能が高いと評価される。
測定対象のシートから10cm四方を切り出して測定サンプルとし、共栓付き500ml三角フラスコに入れた。測定サンプルの入ったフラスコ内に、酢酸(和光純薬製)を3%に調整した水溶液を、0.5μl注入(30ppm相当)後、速やかにフラスコの口を共栓で閉鎖して30分静置した。その後、酢酸検知管(株式会社ガステック製の81L)を用いてフラスコ内に残留する酢酸量を測定し、その測定値がゼロ、すなわち残留酢酸がない場合は、前記と同様に、フラスコ内に3%酢酸水溶液を0.5μl注入、30分静置、残留酢酸量の測定を実施した。フラスコ内に残留酢酸が検知されるまでにフラスコ内に注入した3%酢酸水溶液の総量を、当該測定対象のシートの酢酸吸着量とした。酢酸は、ヒトの排泄物の酸性臭の主成分であり、酢酸吸着量が多いほど、排泄物に起因する不快な臭いの低減効果が高いと判断され、高評価となる。
測定対象のシートから10cm四方を切り出して測定サンプルとし、共栓付き500ml三角フラスコに入れた。測定サンプルの入ったフラスコ内に、硫化水素の濃度が1000ppmである硫化水素/窒素混合ガス(高千穂化学工業株式会社製)を、5mLのシリンジを用いて4ppm注入後、速やかにフラスコの口を共栓で閉鎖して30分静置した。その後、硫化水素検知管(株式会社ガステック製の4LT)を用いてフラスコ内に残留する硫化水素量を測定し、その測定値がゼロ、すなわち残留硫化水素がない場合は、前記と同様に、フラスコ内に硫化水素/窒素混合ガスを4ppm注入、30分静置、残留硫化水素量の測定を実施した。フラスコ内に残留硫化水素が検知されるまでにフラスコ内に注入した硫化水素の総量を、当該測定対象のシートの硫化水素吸着量とした。硫化水素は、ヒトの排泄物の腐敗臭の主成分であり、硫化水素吸着量が多いほど、排泄物に起因する不快な臭いの低減効果が高いと判断され、高評価となる。
これに対して比較例で得られたシートは、香料の香りの変調が知覚されるか(比較例1、2及び5)、又は変調が知覚されない場合には抗菌性能と消臭性能とを両立できないものであった(比較例3及び4)。
2 表面シート
3 裏面シート
4 抗菌消臭シート
5 周縁シール部
6 セカンドシート
7 凹部
Claims (9)
- 香料、抗菌剤及び吸着剤を含有する抗菌消臭シートであって、
前記抗菌剤は、リン酸カルシウム及び銀を含有しており、
前記吸着剤は、二酸化ケイ素、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムからなる複合塩を含有しており、
前記吸着剤の比表面積が100m2/g以上270m2/g以下である、抗菌消臭シート。 - 前記抗菌消臭シートにおける前記抗菌剤の含有量が0.05質量%以上3質量%以下であり、
前記抗菌消臭シートにおける前記吸着剤の含有量が2質量%以上8質量%以下である、請求項1に記載の抗菌消臭シート。 - 前記香料の質量に対する、前記抗菌剤及び前記吸着剤の質量の合計の割合が2.6倍以上15倍以下である、請求項1又は2に記載の抗菌消臭シート。
- 前記香料が、0.55以下のIOB値を有する疎水性化合物と、0.8以上のIOB値を有する親水性化合物とを含有する、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の抗菌消臭シート。
- 前記抗菌剤が、リン酸三カルシウム及び銀を含有する、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の抗菌消臭シート。
- 表面シートと、裏面シートとを具備し、両シート間に、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の抗菌消臭シートが配されている、吸収性物品。
- 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の抗菌消臭シートの製造方法であって、
前記抗菌剤、前記吸着剤及び繊維材料を水に分散させてなるスラリーを湿式抄紙して紙匹を形成し、
前記紙匹に、前記香料を付与する工程を有する、抗菌消臭シートの製造方法。 - 香料、吸着剤及び抗菌剤を含有する抗菌消臭剤であって、
前記吸着剤は、二酸化ケイ素、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムからなる複合塩を含有しており、
前記抗菌剤は、リン酸カルシウム及び銀を含有しており、
前記吸着剤の比表面積が100m2/g以上270m2/g以下である、抗菌消臭剤。 - 請求項8に記載の抗菌消臭剤を含有する、吸収性物品の吸収体。
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