JP4850339B2 - 臭気吸着能をもつ繊維部材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は体液吸収用の繊維部材に関し、特にタンポン及び類似の生理用品に関する。これらの繊維部材は月経臭の抑制又は除去を目的とする種々の結晶質ケイ素系モレキュラーシーブ材料を含有しうる。
繊維質吸収部材は公知である。それらは体液を吸収し保持するために構造中に配した多くの繊維をもつ。本発明に関し、特に問題とする体液は不快臭を発する月経流である。
【0002】
従来から月経臭を打ち消す手段として種々の提案がなされている。これらの提案には吸収体から発する臭気をマスクするために香料を用いているものがある。その他の提案としては月経流等の存在下に発する臭気化合物を抑制又は除去する物質の使用がある。これらの臭気化合物は化学反応による非臭気化合物の形成や臭気化合物の固体又は液体への吸着を含む多くの機構で抑制されうる。脱臭、特に極めて低い臭いいき値をもつとして特徴づけられる体液からの臭気の脱臭に有効な吸着剤として、その濃度に関係なしにすべての臭気化合物を本質的に除去しうる必要がある。
【0003】
【従来の技術】
本発明の背景技術を示す従来例として米国特許第3,948,257号、第4,795,482号、第4,826,497号及び第5,364,380号、更には登録第HI579がある。
米国特許第3,948,257号は膣への挿入用タンポンと脱臭剤保持部材からなる外陰用脱臭システムに関する。
米国特許第4,795,482号は有機臭除去法とそれに用いる組成物に関する。この方法は臭気形成種を合成結晶質ケイ素系モレキャラーシーブ材料と接触させてその臭気を臭気検知以下に低下させる方法である。
米国特許第4,826,497号は少なくとも約5.5オングストロームの細孔径と比較的低い吸着水容量をもつ有効量の結晶質ケイ素系モレキュラーシーブを繊維吸収体に配した脱臭性の改善した繊維部材に関する。またこの米国特許はこの脱臭性シーブ中に約20ミクロン以下のサイズをもつゼオライト粒子を導入するとも開示している。この粒子は吸収体の流体透過性カバーの外表面とそのなかに設けたバッフルとの間に配されている。
【0004】
米国特許第5,364,380号は使用者の体に面した第1の表面及び第1の表面とほぼ反対に並んだ第2の表面をもつ吸着体に関する。また液体透過性バッフル及び液体透過性カバーをそれぞれの表面に隣接してもつことも開示されている。また、脱臭用混合物はかなりの時間乾燥を維持するように吸着体中に配されている。この混合物は少なくとも塩基性とpH中性臭気吸着粒子の無水でバッファのないブレンド物である。
登録第HI579は月経体、ナプキンその他の臭気制御の用いる「中間」SiO2 /Al2 O3 比をもつゼオライトに関する。この中間比の典型は約2〜約10であると記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
正しく適用すれば上記米国特許に記載された発明は何らかの効果をもつものと思われる。しかし本発明は従来技術では見出されていない重要な効果をもたらすものである。
特定の天然ゼオライトが湿分の存在下に臭気を制御し抑制する性質をもつという独特の特性をもつことを見出した。その結果、タンポン等の極めて有効な繊維吸収部材を、月経流体による有機臭気分子を、それらの流体に存在しうる水の存在下でさえ、吸着する上記天然ゼオライトの特性を利用しうるように成形できる。
【0006】
これらの特定のゼオライトの1つはその化学及びシリカ/アルミナ比に基づき熱タイプ3クリノプチロライト種として分類されるものである。このクリノプチロライトなるゼオライトは1985年Springer−Verlay発行のO.Gattardi及びE.Gall著「Natural Zeolites」に述べられている。この熱挙動、タイプ3ゼオライトは、温度が750℃以下に保たれる限り、格子が破壊することなく極めてわずかの格子収縮を伴って連続的に可逆的脱水を受けることのできるゼオライトと定義される。このゼオライトは主たる交換性カチオンとしてカリウムをもつ灰色のクリノプチロライトである。この交換性カチオンの存在は、前記刊行物で述べられているように、熱挙動に対する主要な影響因子と思われる。
【0007】
有効な他のゼオライトはチャバサイトである。このゼオライトは主要交換性カチオンとしてナトリウムをもつ褐色物質である。このゼオライトの臭気吸着能はその極めて大きい表面積(500m2 /g)、個々の結晶構造のサブミクロンサイズ(0.2μ)及びその大きな細孔径によるものと思われる。これらの特性が組合さることによってより容易に進入できる格子がもたらされ臭気吸着の速度の増大をもたらす。
【0008】
従って、本発明の目的は確実且つ安価に製造可能で月経流体による臭気を効率的に吸着するタンポン等の月経関連部材を提供することにある。
本発明の更なる目的はタンポン中の諸定量の臭気吸着材料の効果を最大限にする技術を提供することにある。
本発明の更なる目的は水その他の液体の存在下においてさえ有効な臭気吸着性をもつタンポンを提供することにある。
本発明の更なる目的にタンポンに臭気吸着材料を導入する方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記及びその他の目的は特定タイプの天然ゼオライトを配してなるタンポンよって達成される。要約するに、本発明は、体液を吸収するに適する構造をもつ繊維材料からつくられた体液吸収用繊維質吸着部材と、SiO2及びAl2 O3をもちカリウムを主要交換性カチオンとしてもつクリノプチロライト又はナトリウムを主要交換性カチオンとしてもつチャバサイトの天然ゼオライトからなるモレキュラーシーブを、体液からの臭気を減少する有効量で該構造中に配してなる繊維部材からなるタンポンである。
本発明の他の目的、効果及び特徴は以下の説明及び図面から明らかとなろう。図において同じ部分は同じ数で示す。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1Aは本発明によるゼオライト粉を入れたタンポンの斜視図である。
図1Bは組立て前の図1Aのタンポンの斜視図である。
図2Aは本発明によるゼオライトストリップ(細長状物)を入れたタンポンの斜視図である。
図2Bは組立て前の図2Aのタンポンの斜視図である。
図3はストリップ中に配したゼオライト粉の臭気吸着テスト結果を示す表である。
図4は図3の表に従ったグラフである。
図5は懸濁液としてタンポンに加えたゼオライト粉の臭気吸着テスト結果を示す表である。
図6は図5の表に従ったグラフである。
【0011】
本発明の粉末又は粒状の特定のタイプのゼオライトを入れた繊維吸収部材について述べる前に、特定のタイプのゼオライトの特性について述べる。
前記したように、本発明のゼオライトは天然ゼオライトであり、且つ(前記文献に示された分類に基き)熱(thermal)タイプ3クリノプチロライト種か又はチャバサイト種のいずれかに分類される。
【0012】
本発明に有用な1の特定形はGSA Resources Inc製の市販品、CABSORB(R) ZK406H(R) である。この物質は主要交換性カチオンとしてカリウムをもつ灰色のクリノプチロライトである。カリウムはゼオライトの4.3%の桁(オーダー)の量で存在する。
本発明に有用な別の特定形はGSA Resources Inc製の市販品、CABSORB(R) ZS500A(R) である。この物質は主要交換性カチオンとしてナトリウムをもつ褐色の鉱物チャバサイトである。ナトリウムはゼオライトの6.7%の桁の量で存在する。
これらのゼオライトは後記する方法で部分的に活性化される。
【0013】
クリノプチロライト種はまたその化学及びほぼ5.8:1のシリカ/アルミナ比によっても特徴づけうる。適当な熱活性化工程の結果として、極めて安定なタイプ3結晶格子になる。主要カチオンとしてカリウムをもつことが、水(又は他の液体)の存在にもかかわらず高い有機分子の吸着容量をもつ安定な格子を形成する上で重要である。
次に本発明に有用な天然ゼオライトの熱タイプ3クリノプチロライトのモレキュラーシーブの特性について述べる。
【0014】
CABSORB(R) ZK406H(R)
カリウムアルミノシリケート
天然クリノプチロライト
代表的性質:
【0015】
代表的化学分析:
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O MnO
69.1 11.9 0.7 0.7 0.4 0.8 3.8 0.5
主要交換性カチオンとしてのカリウムの他にこのゼオライトは次の交換性カチオンをもちうる。
Rb+ Na+ Ba+2 Mg+2 Li+ Ag+ Sr+2 Fe+3 K+ Cd+2
Cu+2 Co+3 Cs+ Pb+2 Ca+2 Al+3 NH4+ Zn+2 Hg+2 Cr+2
上記交換性カチオンのうち、カルシウム、マグネシウム及びナトリウムの量とそれらと各他のカチオンとの比も重要である。上記したように、カルシウム(Ca)の量は0.7であり、マグネシウム(Mg)の量は0.4であり、ナトリウム(Na)の量は0.8である。
【0016】
チャバサイト種はその化学及び約4:1のシリカ/アルミナ比に基いて特徴づけられる。クリノプチロライトと同じ工程である適当な活性化工程の結果として、極めて活性な物質となる。格子構造内の結晶水がとばされてある種の内部通路をつくり細孔の臭気吸着をより容易にする。次に本発明に有用なクリノプチロライトの特性について述べる。
【0017】
代表的性質:
イオン交換容量 2.50meq/g
【0018】
代表的化学分析:
(20℃及び相対湿度40%で平衡化) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO NaO K2O LOI 主要カチオン
54.6 14.9 2.28 0.22 0.60 6.67 0.90 19.4 Na
【0019】
交換選択性:
TI+ >Os+ >K+ >Ag+ >Rb+ >NH4 + >Pb2 +>Na+ =
Ba2 +>Sr2 +>Ca2 +>Li4
【0020】
重金属イオンの交換:
各溶液について次の初期(Mitial)pHにおいてAgNO3 、Pb(NO3 )2 、CoSO4 の0.10mg/ml溶液及びSuSO4 の0.025mg/ml溶液からイオン交換した後の無水CABSORBに残っている重金属の重量%は次のとおりである。
【0021】
ここで有用と思われるのでゼオライトとその利用についての一般的情報について述べる。ゼオライトは独特の物理的及び化学的特性をもつ鉱物である。それらの化学構造から水和アルミノシリケートとして分類される。これらのシリケートは水素、酸素、アルミニウム及びケイ素を含有し、それらが連結する結晶格子構造中に配列している。ゼオライト結晶中のこれらの元素の配列が、ゼオライト物質によって2.5−5.0オングストロームの範囲でサイズの異なるチャネル(細孔)をつなぐ一定の直径をもつわく形のシリケート構造をつくっている。この構造が広範囲の化学的及び物理的環境において次のような機能を定常的に示す原因となる:水の吸着/脱着(これはゼオライトマトリックスに何らの化学的又は物理的変化なしに水を可逆的に吸着/脱着する能力である);イオン交換(これはイオン選択性に基いて固有のカチオンを他のカチオンで交換する能力である)
【0022】
本発明の特定のクリノプチロライトにおいて、このモレキュラーシーブを0〜600℃の広い温度範囲にさらすと可逆的な脱水をうける。同時に、このゼオライトは極めて小さい結晶格子収縮を伴い、細孔構造を維持するので臭気吸着性能を高める。
【0023】
本発明の1成分としてのクリノプチロライト又はチャバサイト種ゼオライトの結晶質ケイ素系モレキュラーシーブ又はシーブ材料は、ゼオライト粉ストリップ、ゼオライト粒子ストリップ、又はゼオライト粒のスラリー又は懸濁液等の適宜の形でありうる。
【0024】
前記したように、本発明のモレキュラーシーブは典型的には各粒子サイズが約400−約600ミクロンの粒子形で用いられうる。しかし、好ましい態様において、クリノプチロライト又はチャバサイト種ゼオライトは、各粒子が約−325メッシュ即ち約8.5ミクロンである粉末状に破砕される。たとえば、好ましい態様において、鉱床から取り出した岩石を粗く破砕し250−300°Fで粒子乾燥機を通す。この粒子をふるい分けして粒子サイズ別に分ける。次いで小粒子を集めて空気分別系を通してさらに分ける。上記したように、ゼオライトの望ましい粒子サイズは−325メッシュ、即ち約8.5ミクロン(μ)である。
ゼオライト粒子又はゼオライト粉は球状、円筒状等通常の適宜の形状でありうる。
【0025】
図1A,1B,2A及び2Bに示すように、繊維吸収部材10は月経流等の体液流を吸収しうる繊維材料12をもつ。繊維材料12は織物構造又は不織物構造を形成するように配置されうる。図示する例において繊維吸収部材10は周知の円筒形をもつタンポンであり、内層14と外層16等の多数の繊維層からなっていてよい。別の例として、生理用ナプキンが吸収部材を形成しこれも多数の繊維吸収布帛からなりうる。
【0026】
図示するように、結晶質ケイ素系モレキュラーシーブ18が繊維吸収部材10中に配置又は導入される。この導入はタンポンを形成する層14と16の間の構造中に行なわれうる。この材料18の量は月経流からの臭気を十分に減少(本質的に除かなくとも)するに足る量であるべきである。図示したタンポンの場合、約0.02gといった少量のゼオライトで効果的に臭気を除くことが判明した。
【0027】
繊維吸収部材中に用いるケイ素系モレキュラーシーブの量はタンポンのサイズによって及び多分コストによっても異なりうる。しかし、通常のタンポンでは約0.12gのゼオライトを用いうる。実験では約0.93gといった多量のゼオライトも用いうる。好ましい態様ではゼオライトストリップ(粉又は粒子)のゼオライトは0.030g以上であるべきだが懸濁液(粉)中のゼオライトの量は約0.018g以上であるべきであると思われる。
【0028】
図示したタンポン10の記載ではモレキュラーシーブ18は1の好ましい方法として層14と16間に単純に配されうるようになっている。モレキュラーシーブ18は通常製造の容易性から繊維吸収材中に十分に固定されることが好ましいが、組織含有繊維材料中にゆるやかに分散させることもできる。
【0029】
タンポンにゼオライト即ちモレキュラーシーブを導入する方法は独特であり、それによって本発明の重要な部分を構成する。第1の方法では、粒子又は粉としてゼオライトを含有するストリップを用いる。第2の方法では粉の懸濁液即ちスラリーを用いる。
第1の方法では粒子としてゼオライトを含有するストリップより粉としてゼオライトを含有するストリップが好ましい。
【0030】
粒としてゼオライトを含有するストリップ20(図2B)において、ゼオライト粉(−325メッシュ、8.5ミクロン)を液体バインダに入れる。バインダに加えるゼオライトの量は最終ストリップ中に約51g/m2 をもたらすに足る量である。このゼオライトを含有するバインダに不織布を通し、次いで過剰のバインダを除き、不織布を乾燥し、ロール巻きし、次いでストリップ形にスリットする。これらのゼオライトつきストリップを適当なサイズに切断してタンポンに入れる。ある種のタンポンでは、これらのゼオライトストリップを、タンポンの形成前に2枚の吸収パッド間に挿入する。
【0031】
ストリップ中の51g/m2 ゼオライトはタンポン中に入れた1 1/2×2 3/8インチのサイズ(3.56in2 )に切断したストリップ中の0.117gゼオライトに等しい。0.117gゼオライトが図3に示すように適正な臭気吸収効率より優れた結果を与えることが判明した。図4に示すように、これらのストリップ(0.117gゼオライト付き3.56in2 )をもつタンポンを市場調査テストに供したところ同様に臭気保護をもたらすことが示された。
【0032】
吸着材料を含有するストリップ20(図2B)において各ゼオライト粒子が好ましくは30×40メッシュの粒子を不織布中に分配する。ゼオライト粒子と不織布を第2の不織布に接着してゼオライト粒子をこれら2枚の不織布間に挟持する。次いでゼオライト入り不織布をストリップに切断し、このストリップを、前記したように、タンポン中に入れる。
【0033】
第2の懸濁液/スラリー法において、ゼオライト粉(−325メッシュ、8.5ミクロン)を懸濁助剤と共に液体に入れ懸濁液とする。懸濁助剤の使用は2つの理由から重要である。第1の理由は製造中懸濁助剤が粉の懸濁状態を維持して所定量の材料の分配を可能にすることにある。第2の理由は懸濁助剤が乾燥すると、タンポンの吸収不織布に粉が接着するのを助けてゼオライト粉を固定化することにある。ゼオライトと懸濁助剤を含有する懸濁液はタンポンの形成前にタンポンの吸収パッド上に分配される。
【0034】
懸濁液は種々の粘度でつくることができ分配容易であることが判明した。これは加えるゼオライトの量をかえるか又は加える懸濁助剤の量をかえることによって行いうる。61%の水に懸濁させた36.6%のゼオライトと2.4%のVeegum(懸濁助剤)を含有する懸濁液が分配に適していることが判明した。臭気吸着効率テストでは36.6%のゼオライトスラリー(0.018gのゼオライト)の0.05gといった少量が図5に示すように効率的であることが示された。この臭気吸収タンポンは極めて優れたテスト結果を示した。2つの方法のテスト結果をそれぞれ図3と4及び図5と6に示す。これらの図から本発明の吸収の利点が十分に裏付けられる。
【0035】
GC/ヘッドスペースによるタンポン悪臭吸着のインビトロテストをゼオライトの臭気吸着効率の測定のために行った。この方法は既知量(2μl)の合成膣悪臭の存在を検知するガスクロマトグラフ/ヘッドスペース分析を用いた。既知量の36.6%のゼオライトスラリーをもつゼオライトストリップ又は1 in2 レーヨン不織布パッドとして同定されるテストサンプルをこの系に導入した。このテストサンプルによって吸着された悪臭の量を求めた。
【0036】
ゼオライト及び懸濁液を含有するストリップは合成膣悪臭の吸着又は除去に有効であった。テストした材料は存在する合成膣悪臭の90%以上を吸着した。図3及び5に示すように、ストリップ中のわずか0.05gやタンポンに懸濁液として加えたわずか0.018gのゼオライト粉で合成膣悪臭の既知量(2μl)の95%を除去した。事実ストリップに入れたわずか0.029gが悪臭の86%を吸着した。これはクリノプチロライト種とチャバサイト種の両方で達成した。チャバサイト種の臭気吸着効率は両等だが、チャバサイトは価格的に高くまた色調がタンポンには余り望ましくない。
【0037】
13−49才のタンポン使用者の自然バランスのとれたパネラー女性300人について、タンポンの使用でのクリノプチロライトつきタンポンの臭気減少効果を知るためのインビボテストを行った。クリノプチロライトゼオライトストリップ(1 1/2×3 3/8インチ、56g/m2 のゼオライト、0.117gゼオライト/ストリップに相当)からタンポンをつくり、このタンポン(女性の流量に応じたタンポンサイズを使用)をパネラー女性に与えた。これらの女性は通常の月経期間に上記タンポンを用いた。
【0038】
217人の女性から報告を得た。その結果はテストに用いたタンポンの臭気吸着性能は極めて優れているとするものであった。脱臭への批判や脱臭保護の欠陥はなかった。テスト結果はテストしたタンポンは臭気に対して保護し新鮮な感覚をもたらすとパネラーの女性が信じたことを示している。
【0039】
回答者の80%以上が全合格評価、即ち「極めて優れている」又は「非常に優れている」との評価であった。回答者がテストしたタンポンが臭気を吸着し、臭い又は香気がない事実を好むことは明らかである。
本発明を好ましい態様を例に説明したが、本発明の技術思想の範囲内で適宜の変更、修正がなされうることは明瞭である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるゼオライト粉を入れたタンポンの一例を示す斜視図(Aは組立て後、Bは組立て前)である。
【図2】 本発明によるゼオライトストリップ(細長状物)を入れたタンポンの一例を示す斜視図(Aは組立て後、Bは組立て前)である。
【図3】 ストリップ中に配したゼオライト粉の臭気吸着テスト結果を示す表である。
【図4】 図3の表に従ったグラフである。
【図5】 懸濁液としてタンポンに加えたゼオライト粉の臭気吸着テスト結果を示す表である。
【図6】 図5の表に従ったグラフである。
Claims (6)
- 体液吸収性の繊維材料、及び該繊維材料内に配され体液からの臭気を吸着するためのゼオライトからなり、該ゼオライトがSiO2 とAl2O3をもちカリウムを主要交換性カチオンとしてもつクリノプチロライト種の天然ゼオライト及びSiO2とAl2O3をもちナトリウムを主要交換性カチオンとしてもつチャバサイト種の天然ゼオライトから選ばれた天然ゼオライトであり、該繊維材料が複数の織物又は不織布からなり、該ゼオライトがゼオライトを含有していない複数の織物又は不織布間に配されることによって該繊維材料内に配されており、且つゼオライトのタンポン当たりの量が0.02〜0.93gであることを特徴とする生理用タンポン。
- SiO2 とAl2O3をもちカリウムを主要交換性カチオンとしてもつクリノプチロライト種の天然ゼオライト及びSiO2とAl2O3をもちナトリウムを主要交換性カチオンとしてもつチャバサイト種の天然ゼオライトから選ばれた天然ゼオライトをバインダーに入れ、体液吸収性の繊維からなる生理用タンポン用不織布をこのゼオライト粉を含有するバインダー中を通し、該不織布から過剰のバインダーを除去し、次いで該不織布を乾燥し、乾燥した該不織布を巻き取り、該巻き取った不織布を細長状に切断する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のタンポンの製造方法。
- SiO2 とAl2O3をもちカリウムを主要交換性カチオンとしてもつクリノプチロライト種の天然ゼオライト及びSiO2とAl2O3をもちナトリウムを主要交換性カチオンとしてもつチャバサイト種の天然ゼオライトから選ばれた天然ゼオライトの粒子及び体液吸収性の繊維からなる生理タンポン用の第1及び第2の不織布を用意し、第1の不織布上に該ゼオライト粒子を分配し、次いで該第1の不織布に第2の不織布を接着して該ゼオライト粒子をその間にはさみ込む工程を有することを特徴とする請求項1に記載のタンポンの製造方法。
- 接着した第1及び第2の不織布を細長状に切断する工程を含む請求項3に記載のタンポンの製造方法。
- タンポンに各細長状物を導入する工程を含む請求項4に記載のタンポンの製造方法。
- タンポンは、体液吸収性の繊維材料、及び該繊維材料内に配され体液からの臭気を吸着するためのゼオライトからなり、該ゼオライトがSiO 2 とAl 2 O 3 をもちカリウムを主要交換性カチオンとしてもつクリノプチロライト種の天然ゼオライト及びSiO 2 とAl 2 O 3 をもちナトリウムを主要交換性カチオンとしてもつチャバサイト種の天然ゼオライトから選ばれた天然ゼオライトであり、該繊維材料が複数の織物又は不織布からなり、該ゼオライトがゼオライトを含有していない複数の織物又は不織布間に配されることによって該繊維材料内に配されており、且つゼオライトのタンポン当たりの量が0.018g以上であり、該選ばれた天然ゼオライトの粒子及び体液吸収性の繊維からなる生理タンポン用の吸収パッドを用意し、該ゼオライト粒子と懸濁助剤を液体中に懸濁して懸濁液をつくり、該懸濁液を該吸収パッド上に分配し、次いで該吸収パッドを該タンポンに成形することを特徴とするタンポンの製造方法。
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