(57)【要約】【課題】 改善された悪臭掃気性を有するファイバー材料と、この材料の製造方法の提供。【解決手段】 本発明は、改善された悪臭掃気性を有するファイバー材料と、この材料の製造方法に関する。特に、本発明は、改善された悪臭掃気性を持つ使い捨てまたは洗えるおむつ、尿漏れ防止製品、衛生ナプキンおよび他のこのような衛生およびパーソナルケア物品の製造で使用可能なファイバー材料と、このような材料の製造方法に関する。特にナノサイズ化された金属粒子および／またはシクロデキストリン材料のファイバーの中への組み込みが、優れた悪臭掃気性を有する「反応性」材料を作り出すことが見出された。更に特に、ファイバー材料、好ましくは合成ポリマー材料およびより好ましくは合成熱可塑性ポリマーファイバー材料中のナノサイズ化された金属または金属合金粒子および／またはシクロデキストリン材料の存在が、優れた悪臭掃気性を得るのに有利であることが見出された。特に、本発明のファイバー材料は、使い捨ておむつなどの衛生製品の製造に有用である。【選択図】 なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
改善された悪臭掃気性を有するファイバー材料であって、前記ファイバー材料は、
（ａ）ファイバー；ならびに
（ｂ）前記ファイバー中に分散された、有効な悪臭掃気量の亜鉛もしくは類似の反応性の金属もしくは金属合金、またはシクロデキストリン材料の粒子を含み、ここで、前記シクロデキストリンは包接錯体化合物を含まず、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンもしくはこれらの混合物を含み、前記シクロデキストリンを前記ファイバー材料と適合させるペンダント部分もしくは置換基を有し、または前記粒子および前記シクロデキストリン材料の組み合わせを有する、
前記ファイバー材料。
【請求項２】
前記亜鉛もしくは類似の反応性の金属または金属合金の粒子が、ナノサイズ化された粒子であって、好ましくは10〜500nm、より好ましくは40〜250nm、最も好ましくは60〜150nmの範囲の平均直径を有するナノサイズ化された粒子であることを特徴とする請求項１に記載の材料。
【請求項３】
前記粒子が亜鉛粒子であり、好ましくは亜鉛粒子が亜鉛酸化物を実質的に含まないことを特徴とする請求項１または２に記載の材料。
【請求項４】
前記ファイバー材料中の亜鉛もしくは類似の反応性の金属または金属合金の粒子の量が前記ファイバー材料に対して約0.015〜１重量％、好ましくは約0.015〜0.20重量％の範囲にあることを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の材料。
【請求項５】
前記ファイバー材料が熱可塑性材料であることを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の材料。
【請求項６】
前記熱可塑性材料がポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、エチレン−ビニルアルコール−コポリマー、エチレンビニルアセテートコポリマー、ポリスチレン、ポリスチレンコポリマー、ポリビニルクロリド、ポリビニリデンクロリド、（ビニルクロリド−コ−ビニルアセテート）コポリマー、ポリエーテルケトンまたはこれらの混合物を含む群から選択されることを特徴とする請求項５に記載の材料。
【請求項７】
前記熱可塑性材料がポリプロピレンであることを特徴とする請求項５または６に記載の材料。
【請求項８】
前記ファイバー材料中のシクロデキストリン材料の量が前記ファイバー材料に対して約0.01〜５重量％、好ましくは約0.1〜１重量％の範囲にあることを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の材料。
【請求項９】
前記シクロデキストリン材料が少なくとも低い含水量、好ましくは前記シクロデキストリン材料に対して約１重量％の含水量を有することを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の材料。
【請求項１０】
前記シクロデキストリン材料がシリルエーテル基、アルキルエーテル基および／またはアルキルエステル基を有する置換基を含むことを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の材料。
【請求項１１】
前記アルキルエステル置換基が-(CH2)n-鎖（式中、ｎ＝８〜15,000）を有するアセチル部分、プロピル部分、ブチル部分および／またはマレイン化ポリエチレンを含むことを特徴とする請求項１０に記載の材料。
【請求項１２】
前記アルキルエーテル置換基がメチル部分、エチル部分および／またはプロピル部分を含むことを特徴とする請求項１０に記載の材料。
【請求項１３】
前記シリルエーテル置換基がメチル部分、エチル部分、プロピル部分および／またはブチル部分を含むことを特徴とする請求項１０に記載の材料。
【請求項１４】
前記材料がメルトブローファイバー、スパンボンドファイバー、電気紡糸ファイバー、ナノファイバーまたはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の材料。
【請求項１５】
亜鉛もしくは類似の反応性の金属もしくは金属合金の粒子および／またはシクロデキストリン材料の粒子が前記ファイバー中に分散されていることを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の材料。
【請求項１６】
前記ファイバー材料がセルロース系ファイバーを含むことを特徴とする前記請求項のうちいずれか一項に記載の材料。
【請求項１７】
請求項１〜１６に記載の材料の製造方法であって、以下のステップ：
ａ）亜鉛もしくは類似の反応性の金属もしくは金属合金の粒子および／またはシクロデキストリン材料の粒子を、ファイバー製造用材料の中に物理的に混合し；
ｂ）ステップａ）で得られる材料からファイバーを製造する、
ステップを含む前記方法。
【請求項１８】
前記物理的に混合することが、好ましくは押し出しにより行われることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ファイバーが溶融紡糸、湿式紡糸または乾式紡糸により製造されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ファイバー材料に添加される亜鉛もしくは類似の反応性の金属または金属合金の粒子が鉱油に分散されていることを特徴とする請求項１７〜１９のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１〜１６に記載のファイバー材料を含む衛生物品。
【請求項２２】
前記物品が使い捨ておむつである請求項２１に記載の衛生物品。
【請求項２３】
前記使い捨ておむつ表面層および／または吸収層が改善された悪臭掃気性を有するファイバー材料を含む請求項２２に記載の衛生物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された悪臭掃気性を有するファイバー材料と、この材料の製造方法に関する。特に、本発明は、改善された悪臭掃気性を持つ使い捨てまたは洗えるおむつ、尿漏れ防止製品、衛生ナプキンならびに他のこのような衛生およびパーソナルケア物品の製造で使用可能なファイバー材料、このような材料の製造方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、対応する物品およびこのような物品の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
いくつかの液体不透過性バリアフィルムまたはシートを有するほかに、衛生物品およびパーソナルケア物品、例えばおむつ、尿漏れ防止製品および衛生ナプキンは、下着または他の衣類を汚さないように意図された液体または半液体の排泄物を更に効率的に含むためのいくらかの吸収能力をしばしば有する。
【０００４】
この物品が使い捨てである場合にも、このような排泄物の揮発性成分または揮発物質分解生成物により生じる悪臭は、物品を廃棄する前の通常の着用時にすでに不快を引き起こし得る。
【０００５】
これらが使い捨てであれ、洗えるものであれ、捨てる前または洗浄の前に、このような汚れた物品を一時的に貯蔵する時に関連する問題が生じる。このような貯蔵された物品から発する悪臭は極めて望ましくない。
【０００６】
本発明の意味における透過物質、汚染物質または揮発物質は、大気中において実質的に検出可能な濃度で存在することができ、このような物品から逃散することができる物質である。極めて多種のこのような透過物質または揮発物質が既知である。
【０００７】
一般に汚れたおむつはロック可能な容器または再密封可能なごみ袋中に保管され、屋外の保管容器に移す前に例えば育児室に置かれる。汚れたおむつを一時的に保管するために、密閉した蓋を有するプラスチックおむつバケツを使用することが広く行われる。このバッグまたはおむつバケツは、密封した場合、不快な悪臭の放出を低減させる。しかしながら、当業界で既知の熱可塑性ごみ袋のバリア性は限定的であり、満足でない。
【０００８】
「Barrier material having nanosized metal particles」と題する本発明者らの同時係属出願のWO03/025067において、本発明者らは、例えばおむつなどの物品用に改善された容器と改善された構成成分を製造するのに使用可能な改善されたバリアフィルムまたはシート材料を開示した。
【０００９】
本発明者らは、特定の実施形態、およびおむつなどの用途を引用して本発明をこの明細書で開示し、例示する一方で、この開示が類似の悪臭問題に悩むすべての他の匹敵する物品にも必要な改変を加えて当てはまることを理解すべきである。
【００１０】
使い捨ておむつは近年ますます多く商品的に受け入れられ、多くの異なる構成が提案され、使用されてきた。通常、水分吸収機能が使用中に着用者に対面するように意図された液体透過性の最上層シートまたは表面層を、不織材料、例えばスパンボンド材料の形態で含む多層おむつにより達成されている。更には、使い捨ておむつは、多くは最上層シートと吸収材体との間に液体捕捉層を有しており、この液体捕捉層は大量の液体を急速に受け取って分散し、下地の吸収材体により吸収される前に一時的に貯蔵する能力を有する。高吸収容量を有するが、排出可能な大量の液体を吸収できるためには多くの場合吸収速度が遅すぎる、多量のいわゆる超吸収材をしばしば含む今日の薄い圧縮された吸収材体において、これは重要である。最上層シートまたは表面層は、しばしば多孔性材料でできていて、このファイバーは吸収性材料のファイバーよりも水に対する濡れ性が少なく、液体が表面層から吸収ユニットの中に流れる傾向を生じる。放出時に吸収ユニットを通る（流れが急速である場合）液体は、吸収が起こるのを可能とさせる充分な時間で不透過性裏打ちシートまたはフィルムにより阻止される。しかしながら、外層または裏打ち層は揮発性物質または悪臭がこの層を透過するのを妨げない。
【００１１】
好適な最上層シートは、着用者の皮膚に対して柔らかい感触で、非刺激性でなければならない。更には、最上層シートは液体透過性であり、液体がこの厚さを容易に透過するのを可能としなければならない。好適な最上層シートは、広範囲の材料、例えば織布および不織の材料またはウエブ、孔の開いた成形熱可塑性フィルム、網状のフォームおよび熱可塑性綿布から製造され得る。好適な織布および不織材料は、木綿ファイバーのような天然ファイバー、またはポリマーファイバー、例えばポリエステル、ポリプロピレン、またはポリエチレンファイバーなどの合成ファイバーから、あるいは天然および合成ファイバーの組み合わせから構成可能である。
【００１２】
不織ウエブまたは不織材料は、通常、ポリマーファイバーまたはフィラメントから形成される繊維状材料である。不織物は、ポリマー、例えばポリアミド、ポリプロピレン、ポリプロピレンコポリマー、ポリエチレン、ポリエチレン−テレフタレート、これらの組み合わせから形成し得る。好適な材料は、乾式レイドおよびカード材料、エアレイドおよびランダム材料、スパンボンド材料、メルトブロー材料、スパンレース材料、およびスルーエアまたはカレンダーボンド材料を含む。別法としては、不織ウエブはラテックスボンドであり得るか、あるいは上記の方法の組み合わせ、例えばラテックスボンドおよびカレンダーボンド材料または他の好適な組み合わせにより結合され得る。
【００１３】
着用者に向かう方向、あるいは外部の着衣または表面に向かう方向のいずれかの逆方向の流体移動に抵抗する一方で、着用者から遠ざける方向に、そして保持力のある構造物の中に急速な流体移動を促進することが一般に望ましい。従って、おむつが体に対面する表面は、通常、親水性であり、おむつが体に対面する表面が親水性でない場合よりも速く液体が最上層シートから移動するのを助ける。当業界における種々のアプローチは、特にこのようなウエブの着用者と接触する表面上に局所的に塗布される表面処理の使用、および界面活性剤の適用または組み込みを包含する、この問題への取り組みを試みてきた。
【００１４】
この吸収材体は任意の従来の種類であり得る。普通の吸収材料の例は、セルロース系綿毛パルプ、組織層、高吸収性ポリマー（いわゆる超吸収材）、吸収性フォーム材料、吸収性不織材料などである。吸収材体中でセルロース系綿毛パルプを他の材料と組み合わせることは公知である。液体捕捉能力、液体分散能力および液体貯蔵能力に関して異なる性質の異なる材料の層を含む吸収材体を有することも普通である。慣用の吸収層または吸収体は悪臭制御性を持たない。
【００１５】
前述の衛星製品の製造において使用される材料の多くは繊維状材料である。セルロース系ファイバー材料のほかに、合成または熱可塑性ファイバーから誘導される材料は、おむつ、女性用衛生製品、尿漏れ防止製品、タオル、医用着衣、医用および医薬製品および多数のその他のものにおける多種の用途に有用である。
【００１６】
汚れたおむつに関して上記に示した問題は、他の物品、例えば尿漏れ防止製品、包帯、衛生ナプキンまたは揮発性物質を発生する任意の他の物品にも同一の程度に当てはまることが明らかである。
【００１７】
このような汚れた衛生物品およびパーソナルケア物品により引き起こされる悪臭の問題の一部は、本発明者らのこの同時係属出願に開示されている改善により克服可能であるが、その一方で、この明細書に開示されているような本発明に基づく異なるアプローチにより使用時および使用後の貯蔵時の両方において嗅覚性質の点からこのような物品を更に改善することが可能である。
【００１８】
WO97/33044においては、剛性または半剛性のセルロース系シートにおけるシクロデキストリンの使用が開示されている。このシクロデキストリンは汚染物質に対するバリアまたはトラップとして作用する。WO97/33044で開示されている材料のバリア性は、シクロデキストリン分子内部の疎水性空間中でのそれぞれの透過物質の捕捉に基づくものである。このシクロデキストリン材料は、適合性の誘導体化されたシクロデキストリンの形態で一般に使用される。WO97/33044によれば、好ましいシクロデキストリンは、シクロデキストリン分子に結合した少なくとも１つの置換基を有する誘導体化されたシクロデキストリンである。
【００１９】
更には、熱可塑性ポリマーのバリア性は、ポリマー中に分散された適合性のシクロデキストリン誘導体を含むバリア層を形成することにより改善可能であるということがWO97/30122から公知である。
【００２０】
WO93/10174は、アルミニウム粉末、マグネシウム粉末、亜鉛粉末およびマンガン粉末から選択される１つ以上の金属粉末を含有する熱可塑性フィルムを指向する。この出願は、このフィルムが熱可塑性材料および充填剤の混合物の全重量に対して少なくとも0.1重量％、好ましくは0.5〜６重量％の、アルミニウム粉末、マグネシウム粉末、マンガン粉末およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つの金属粉末を含むことを特徴とする熱可塑性フィルムを指向する。WO93/10174によれば、この金属粉末の平均粒子サイズは５−20μmの範囲にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
先行技術の前述の文献のいずれにも、反応性金属粒子および／または改変シクロデキストリンを含有するファイバー材料、またはこのようなファイバーから製造される物品は開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明によれば、改善された悪臭掃気性を有するファイバー材料であって、
（ａ）ファイバー；並びに
（ｂ）このファイバー中に分散された、有効な悪臭掃気量の亜鉛もしくは類似の反応性の金属もしくは金属合金、またはシクロデキストリン材料の粒子を含み、ここで、前記シクロデキストリンは包接錯体化合物を含まず、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンもしくはこれらの混合物を含み、前記シクロデキストリンを前記ファイバー材料と適合させるペンダント部分もしくは置換基を有し、または前記粒子および前記シクロデキストリン材料の組み合わせ
を有するファイバー材料が提供される。
【００２３】
驚くべきことには、特にナノサイズ化された金属粒子および／またはシクロデキストリン材料のファイバーの中への組み込みが、優れた悪臭掃気性を有する「反応性」材料を作り出すことが見出された。更に特に、ファイバー材料、好ましくは合成ポリマー材料およびより好ましくは合成熱可塑性ポリマーファイバー材料中のナノサイズ化された金属または金属合金粒子および／またはシクロデキストリン材料の存在が優れた悪臭掃気性を得るのに有利であることが見出された。
【００２４】
本発明の一つの重要な態様においては、衛生物品またはパーソナルケア物品において吸収性材料として、および／または構成材料として使用されるファイバー材料は、悪臭を生成する揮発物質および透過物質を掃気する能力があり、この掃気がこの揮発物質および透過物質の完全なまたは少なくとも部分的な中和を生じるものである、シクロデキストリン材料もしくは金属粒子、またはシクロデキストリン材料と金属粒子との組み合わせを含む。
【００２５】
本発明の別の重要な態様においては、このような金属粒子および／またはシクロデキストリン材料はこのファイバーの内側に構成される。本発明の別の態様においては、この金属粒子および／またはシクロデキストリン材料はこのファイバー中に分散される。本発明の更なる別の態様においては、この金属粒子はナノサイズ化された粒子である。
【００２６】
本発明は、ファイバーを製造する時にこのような金属粒子および／またはシクロデキストリン材料をファイバー中に組み込むことを含む、このようなファイバーを製造する方法を含む。
【００２７】
本発明は、また、例えばおむつ、ナプキンおよびパッド中の最上層シートなどの液体透過性層およびシートにおいて、および／または例えばおむつ、ナプキンおよびパッドの液体吸収性層または領域においてこのようなファイバーを使用して製造される物品も含む。
【００２８】
本発明は、このような吸収性材料および／またはシート材料の組み込みを含むこのような物品を製造するための方法を含む。
【００２９】
本発明の意味における金属粒子は、一般的には10〜500nm、または40〜250nm、あるいは更には60〜150nmの範囲の平均直径を有する、好ましくは「ナノサイズ化された粒子」である。ファイバー厚さが減少した場合1000nm以上の平均直径を有する粒子の使用は不利であり得るということが本発明で見出された。勿論、ファイバー厚さが大きい粒子を組み込むのに充分である場合には、金属粒子は上記に定義したようにナノサイズ化されたものよりも大きいものであり得る。加えて、大きな金属粒子は、多くのパーソナルケア用途においてファイバーの色にマイナスの影響（すなわち、暗い色）を及ぼす。
【００３０】
本発明によれば、亜鉛粒子、すなわち実質的に金属亜鉛からなる粒子を未反応の形態で使用することが特に好ましい。しかしながら、亜鉛粒子の代わりに、あるいはそれに加えて類似の反応性の金属または金属合金粒子を使用することも本発明で意図されている。類似の反応性の金属または金属合金粒子は、元素の周期律表の同一のまたは異なる族および周期の元素の化学的な相関を知っている化学の当業者にはよく知られた亜鉛に類似の化学的挙動を有する物質から選択される。特に好ましい金属および金属合金は、アルカリ土類金属と遷移金属とを含む群から選択される。特に好ましい遷移金属は、１〜８亜族の第４および第５周期の遷移元素を含む群から選択される。亜鉛または他の金属粒子は対応する酸化物を実質的に含まないことが好ましい。
【００３１】
シクロデキストリン材料を本発明のファイバー材料中に分散させる場合、これは、ある低い含水量、好ましくはこのシクロデキストリン材料に対して約１重量％の含水量を有するべきである。
【００３２】
本発明によれば、少なくとも低い含水量を有するシクロデキストリン材料を使用することが有利であるか、あるいは必要であり得る。WO03/016148から推測可能であるように、乾燥シクロデキストリン材料、または0.3重量％以下の含水量を有するシクロデキストリン材料を使用すると、ペンダント部分または置換基を有するシクロデキストリンおよびマトリックス材料からできた材料のバリア性は最大化されない。このシクロデキストリン中の若干の水分の存在は、混練および転換段階時の錯化を低下させる。適切な含水量のシクロデキストリンがこのポリマーの中に均一に分散され、包接錯体を実質的に含まない更なるシクロデキストリン分子を生じる場合には、更なるシクロデキストリンは拡散する透過物質と錯体を形成するのに利用可能であり、このファイバー材料のバリア特性を著しく改善する。逆に、ある場合には、乾燥シクロデキストリンの使用が好ましく、または有利である。このシクロデキストリンの目的が最大量のポリマー不純物を除去し、ファイバー材料からの不純物のガス放出または移動を最少とすることである場合には、乾燥した、あるいは殆ど乾燥したシクロデキストリン材料を使用することが有利である。
【００３３】
金属粒子および／またはシクロデキストリン誘導体を含有する本発明のファイバー材料は、悪臭性透過物質、特に排泄物などから発生する反応性透過物質の有効な掃気剤として機能するので、おむつ、尿漏れ防止製品、包帯、衛生ナプキンなどの製造に特に好適であるということが本発明で見出された。
【００３４】
例えば排泄物から発生する揮発物質または透過物質は、低分子の有機酸、有機スルフィドおよびチオール、アミン、アンモニアおよび芳香族アルコ−ルを含む。これらの化合物の大部分は低ppbで人間の知覚閾を有する。
【００３５】
本発明のファイバー材料はこのファイバーに到達する透過物質を少なくとも部分的に永久に掃気することができる。本発明の文脈においては、「掃気」は、悪臭性揮発物質の破壊的ならびに非破壊的な中和または結合を含む。掃気は、例えば、化学的特性の変化または単なる結合を生じる揮発物質分子との化学反応、錯化、キレート化、または揮発物質の分子構造の永久的な変化を伴わずにファイバーにおいて揮発物質分子を多かれ少なかれ永久的に固定する他の過程を包含し得る。
【００３６】
いかなる科学的な理論によっても束縛されるのを望むものではないが、本発明者らは、金属反応性の透過物質（例えば、揮発性酸、スルフィド、チオール、メルカプタン）がこの金属粒子と反応すると推測する。生成する反応生成物は大部分の場合低減された悪臭を有する。更には、この金属反応性透過物質、非反応性透過物質、ならびに前述の反応生成物は、このシクロデキストリン材料により少なくとも部分的に錯化され、これらが環境の中に放出されるのを防止する。従って、シクロデキストリン、金属粒子またこの両方をファイバーの中に組み込むか、あるいは分散することによって、悪臭性揮発物質の著しい低減が生じる。
【００３７】
本発明のファイバーのポリマー材料は、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン、スチレンなどを含むモノマーから製造されるポリマーを含む熱可塑性材料または架橋型熱可塑性材料であることができる。更には、このような熱可塑性ポリマー材料は、ポリ（アクリロニトリル−コ−ブタジエン−コ−スチレン）ポリマー、アクリルポリマー、例えばポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルアクリレート、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）、ポリ（エチレン−コ−メタクリレート）など；セロファン、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートおよびセルローストリアセテートなどを含むセルロース系；ポリテトラフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））、ポリ（エチレン−コ−テトラフルオロエチレン）コポリマー、（テトラフルオロエチレン−コ−プロピレン）コポリマー、ポリビニルフルオリドポリマーなどを含むフルオロポリマー、ポリアミド、例えばナイロン６、ナイロン６，６など；ポリカーボネート；ポリエステル、例えばポリ（エチレン−コ−テレフタレート）、ポリ（エチレン−コ−１，４−ナフタレンジカルボキシレート）、ポリ（ブチレン−コ−テレフタレート）；ポリイミド材料；低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、高分子量高密度ポリエチレンなどを含むポリエチレン材料；ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレン；ポリスチレン、二軸延伸ポリスチレン；ポリビニルクロリド、（ビニルクロリド−コ−ビニルアセテート）コポリマー、ポリビニリデンクロリド、ポリビニルアルコール、（ビニルクロリド−コ−ビニリデンジクロリド）コポリマーを含むビニルフィルム、特に、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、液晶ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリビニルブチラールなどを含む特殊フィルムを含む。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態においては、このポリマー材料は、熱可塑性材料、例えば衛生物品およびパーソナルケア物品吸収剤、最上層シートおよび他の織布または不織成分においてファイバーに慣用的に使用されるPET（ポリエチレンテレフタレート）、PP（ポリプロピレン）およびPE（ポリエチレン）である。最も好ましい材料はポリプロピレンである。
【００３９】
本発明のファイバー材料またはファイバーは、この金属粒子および／またはシクロデキストリン材料を含むスパンボンド、コンジュゲートおよび二成分のファイバーを含む不織材料の形態であり得る。不織布またはウエブは、一緒に保持、または結合されている個別のファイバーまたは糸の構造を有するウエブである。不織布またはウエブは、多数の方法、例えばメルトブロー法、スパンボンド法、電気紡糸およびボンドカードウエブ法から成形されてきた。
【００４０】
いわゆる「メルトブローファイバー」は、複数の微細な、通常円形のダイ毛細管から溶融熱可塑性材料を溶融した糸またはフィラメントとして高速ガス（例えば空気）流の中に押し出し、溶融熱可塑性材料のフィラメントをしぼって、直径をミクロファイバー直径まで低減させることにより形成されるファイバーである。その後、このメルトブローファイバーは高速ガス流により搬送され、捕集表面上に堆積されて、ランダムに散布されたメルトブローファイバーのウエブを形成する。
【００４１】
メルトブローファイバーは、スパンボンド・メルトブロー・スパンボンド（「SMS」）複合シートなどの複合積層物を含む種々の不織布の中に組み込み可能である。SMS複合物においては、外層は複合物全体に強度を寄与するスパンボンドファイバー層であり、コア層はバリア性をもたらすメルトブローファイバー層である。
【００４２】
「スパンボンドファイバー」は、通常、紡糸口金の円形毛細管である複数の微細な開口から溶融熱可塑性材料をフィラメントとして押し出すことにより形成される小直径のファイバーを指す。このポリマーは紡糸口金中で一つ以上の列に配列された微細な開口を通過するときに重合され、フィラメントのカーテンを形成する。このフィラメントは、通常、空気により低圧で急冷され、通常、空気で延伸され、移動する小孔のあいたマット、ベルトまたは成形ワイヤ上に堆積されて、不織布を形成する。スパンボンド法で有用なポリマーは、一般に、約200℃〜320℃の間の加工溶解温度を有する。
【００４３】
このようなファイバーから製造される材料に対する加工条件と所望の最終使用に依って、スパンボンド法で製造されるファイバーは、一般に、直径で約10〜約100μｍの範囲にある。例えば、ポリマーの分子量を増大させるか、あるいは加工温度を低下させると、大きな直径のファイバーが生じる。
【００４４】
いわゆる「ナノファイバー」は電気紡糸法により形成されるファイバーである。ナノファイバーまたはナノファイバー不織ウエブは、通常、直径で約0.04〜約２μmの範囲のファイバーを有する。不織ナノファイバー材料は例えば医用および医薬製品、バリア布および空気フィルターの製造において使用される。
【００４５】
電気紡糸は、ポリマー融液またはポリマー溶液を毛細管の先端から捕集装置まで引くのに電場を使用する。電圧をポリマーに印加し、これによってポリマーのジェットを生じさせ、接地された捕集装置に向かって引っ張る。この微細なジェットがポリマーファイバーを形成し、ウエブ上に捕集される。
【００４６】
掃気効果をもたらす金属粒子および／またはシクロデキストリン材料が一般にファイバー中に組み込まれる。金属粒子および／またはシクロデキストリン材料はファイバー中で均一に分散されることが好ましい。
【００４７】
本発明においては、ファイバー材料中の亜鉛もしくは類似の掃気金属または金属合金の量は、一般に、ファイバー材料に対して約0.015〜1.0重量％、好ましくは約0.015〜0.2重量％の範囲にある。
【００４８】
本発明によれば、ファイバー材料中のシクロデキストリン誘導体の量は、好ましくはファイバー材料に対して約0.01〜5.0重量％の、より好ましくは約0.1〜1.0重量％の範囲にある。
【００４９】
別の好ましい実施形態においては、加えて、本発明のファイバー材料はセルロース系材料を含む。セルロース系材料は結合された、小さい分離したセルロース系ファイバーから構成される。このようなファイバーは、通常、おそらく水素結合である二次結合により一緒に保持される。セルロース系シートを形成するためには、ファイバーは、ファイバー添加物、顔料、バインダー材料、二次バインダー材料または他の成分と組み合わされて、ファイバーの水懸濁液または分散液から細かいスクリーン上で粗いウエブまたはシートに形成される。セルロース系材料は、一次ファイバー源、および二次または再循環された繊維状材料の両方から製造可能である。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態によれば、本発明のファイバー材料を含む使い捨ての衛生物品またはパーソナルケア物品が提供される。これにおいて、悪臭の放出を防止または低減するために、この物品の最上層シートおよび／または吸収層は本発明のファイバー材料を組み込むことが好ましい。
【００５１】
例えば、おむつの最上層シート中での本発明のファイバー材料の使用に依って、所望の材料の性質を得るために、このファイバーまたはこの繊維状材料の表面を改変または処理することが有利であり得る。上記に挙げたように、着用者に向かう方向、あるいは外部の着衣または表面に向かう方向のいずれかの逆方向の流体移動に抵抗する一方で、着用者から遠ざける方向に、保持力のある構造物の中に急速な流体移動を促進することが一般に望ましい。
【００５２】
ファイバーまたは繊維状材料、特におむつの製造に使用される材料を処理するための方法または可能性のいくつかが下記に挙げられる：
【００５３】
不織布または繊維状材料を処理するための一つの公知の方法は、特にこのような材料の着用者と接触する表面上に局所的に塗布された表面処理の使用に基づく。このような表面処理は、このような材料内に含有されるか、あるいは局所的に塗布される界面活性剤の塗布をしばしば伴う。例えば、おむつの最上層シートの体に向く表面は、米国特許第4,950,264号に記載されているように、界面活性剤による処理によって親水性または疎水性に関して改変可能である。
【００５４】
主に、界面活性剤は、繊維状材料または最上層シート用の出発材料の中に組み込まれ得る（「樹脂に組み込まれた界面活性剤」として普通知られている）か、あるいはこのような材料の表面または最上層シート上にスプレーされ得る。
【００５５】
異なる界面活性剤による処理によって異なる程度に親水性となされて、優れた流体処理性を与える異なる最上層シートを提供することも当業界では既知である。異なる材料または最上層シートの使用は例えばWO96/32913に述べられている。WO96/32913によれば、第１の最上層シートは、シリコーンベースの界面活性剤（ポリジメチルシロキサンなど）により親水性となされることが特に好ましい。また、親水性官能基を含有する他の水溶性化合物も永久的に親水性の被覆材料としての使用に好適である。
【００５６】
更には、異なる材料の配列が使用可能であり、ここで、相対的に疎水性の材料を着用者の皮膚に隣接して配置し、相対的に親水性の材料を吸収性コアに隣接して配置すると、急速な液体捕捉、および吸収性コア中に含有される液体からの着用者の皮膚の隔離をもたらす。対応する材料を製造するためのこのような配列および方法は、例えばEP0953324に記載されている。EP0953324によれば、ポリマー材料中に疎水性材料を含む分散液の形でフィルムを含む開口を持つポリマーフィルムウエブが提供される。
【００５７】
EP0794280は、不織材料の特定領域が処理される不織布を処理するための方法を記載する。別の処理方法は、EP611697に記載されている。このような被覆方法は、サーモボンド、スパンボンド、メルトブロー、ウオタージェットボンドおよび他のタイプの使い捨て衛生製品での使用に意図された不織布に適用され得る。
【００５８】
吸収性の使い捨てサニタリー製品の乾いた感触の快適性は、例えば、吸収材とカバー材料(coverstock)との間にカバー材料よりも高い疎水性の中間層を追加することにより、改善可能である。これは米国特許第4,798,603号に記載されている。カバー材料よりも高い疎水性を呈するこのような中間層は、カバー材料から吸収材を孤立させて、それによって液体の逆流を防止する。
【００５９】
米国特許第5,273,596号には、一方の側が疎水性と親水性ファイバー（例えば、ポリプロピレンとビスコースレイヨンファイバー）の両方から構成され、他方の側が主に疎水性ファイバーから構成されるサーモボンド二重層不織布を製造するための方法が記載されている。ここで、この不織布の疎水性側は、液体がこの布の吸収材から親水性の外側へ逆流するのを防止する。
【００６０】
ファイバーまたは不織布を処理するための更なる方法は米国特許第5,932,495号に記載されている。米国特許第5,932,495号は、悪臭、特に生物学的廃棄物に関連する臭いを吸収するのに有効な材料を指向する。例えばアルキルポリグリコシドによる処理あるいは合成ポリマー融液へのアルキルポリグリコシドの添加により処理された不織布および他の構造物を製造して、悪臭の吸収プラス湿潤性をもたらすことが記載されている。処理剤の更なる例は、ひまし油誘導体、ソルビタンアルキルエステル、キシリトールアルキルエステル、エトキシル化でんぷん、でんぷんアルキルエステル、硫酸化脂肪酸およびヒアルロン酸を含む。
【００６１】
この好ましいシクロデキストリン誘導体（使用されるならば）は、ファイバーのポリマー材料との官能基の相溶性、シクロデキストリン材料の熱安定性、および揮発物質質と包接錯体を形成するシクロデキストリンの能力に基づいて選択される。このシクロデキストリン誘導体は、単一の一次炭素ヒドロキシル上に１つの置換基を、および／または二次炭素ヒドロキシルの一方もしくは両方上に１つの置換基を含有することができる。
【００６２】
シクロデキストリンは高選択性酵素合成により共通に製造される。これは、一般に、それぞれ、アルファ−、ベータ−、またはガンマ−シクロデキストリンと表示されるドーナツ形の環に配列した６個、７個、または８個のグルコースモノマーからなる。このグルコースモノマーの特定の結合は、シクロデキストリンに特定の容積の中空の内部を有する、剛直で面取りされた円錐形の分子構造を与える。この内部空洞は、シクロデキストリンのキーとなる構造的な特徴であり、分子（例えば、芳香族化合物、アルコ−ル、ハロゲン化物およびハロゲン化水素、カルボン酸およびこれらのエステルなど）を錯化する能力をもたらす。この錯化された分子は、少なくとも部分的にシクロデキストリン内部空洞にはまって、包接錯体を生じるサイズ基準を満足させなければならない。
【００６３】
本発明での使用のためには、このシクロデキストリン誘導体は、好ましくはアルファ−シクロデキストリン（アルファ-CD）、ベータシクロデキストリン（ベータ-CD）、ガンマ−シクロデキストリン（ガンマ-CD）またはこれらの混合物をベースとする。好ましいシクロデキストリン誘導体は、とりわけ、一方ではファイバー材料との官能基の適合性と、他方では標的物質と包接錯体を形成するシクロデキストリンの能力に基づいて選択される。
【００６４】
従って、第１の要求はこの熱可塑性材料との適合性、ならびに製造工程における熱安定性である。「適合性」とは、好ましくはこのシクロデキストリン材料がファイバー材料の中に分散可能であり、透過物質材料またはポリマー不純物を捕捉または錯化する能力を保持することができ、掃気性を実質的に低下させずにポリマー中に存在することができるという意味である。
【００６５】
第２に、このシクロデキストリンの内部空洞のサイズ（すなわち、α、β、γ）が考慮されなければならない。いかなる誘導体官能基改変も、標的の揮発物質または不純物と包接錯体を形成するのに好適でなければならない。特定の結果を得るためには、一つ以上の空洞のサイズと官能基を準備することが必要であり得る。例えば、γ−シクロデキストリンを含有するαおよび／またはβの混合は、ある揮発物質に対してγ−シクロデキストリン無しの混合よりも大きな錯化効率を有する。コンピューターモデリングは、この環上の官能基のタイプと数が特定のリガンド（すなわち、錯化される物質）に対して異なる錯化エネルギーをもたらすということを示す。これらの錯化エネルギー（ΔＥ立体的およびΔＥ静電的）（ΔEsteric and ΔEelectrostatic)は特定の誘導体、空洞のサイズおよびリガンドに対して計算可能である。したがって、包接錯化はある程度予測可能である。例えば、本発明者らは、アセチル化されたα−シクロデキストリン、アセチル化されたβ−シクロデキストリンおよびアセチル化されたγ−シクロデキストリンは、本発明のファイバー材料の掃気性を改善するのに極めて有効なシクロデキストリン誘導体であるということを見出した。
【００６６】
本発明の適合性シクロデキストリン誘導体は、包接錯体を実質的に含まない化合物である。本発明においては、用語「包接錯体を実質的に含まない」とは、このファイバー材料中の分散されたシクロデキストリン材料の量が、このシクロデキストリン分子の内部中に汚染物質、透過物質または他の包接化合物を含まないシクロデキストリンを有する大きな画分を含有するという意味である。シクロデキストリン化合物は、通常、いかなる包接化合物も含まずにこのポリマー中に添加および混合されるが、若干の錯化が製造時に起こり得る。
【００６７】
原則的に、この好ましいシクロデキストリン誘導体は、単一の一次炭素ヒドロキシル上に１つの置換基を、および／または二次炭素ヒドロキシルの一方もしくは両方上に１つの置換基を含有することができる。シクロデキストリン分子の幾何学的構造と、環置換基の化学のために、このヒドロキシル基は反応性の点で同等でない。しかしながら、注意と有効な反応条件をもってすれば、このシクロデキストリン分子を反応させて、しかるべき数のヒドロキシル基を単一の置換基タイプにより誘導体化した誘導体化分子を得ることができる。２つの異なる置換基または３つの異なる置換基を持つ誘導体化された分子の更なる指向された合成も可能である。これらの置換基はランダム配置可能であるか、あるいは特定のヒドロキシルに指向可能である。本発明の目的には、広範囲のペンダント置換基部分をこの分子上で使用することが可能である。これらの誘導体化されたシクロデキストリン分子は、アルキルエーテル、シリルエーテル、シクロデキストリンエステル（例えばトシレート、メシレートおよび他の関連スルホ誘導体）を含むアルキルエステル、ヒドロカルビル(hydrocarbyl)−アミノシクロデキストリン、アルキルホスホノおよびアルキルホスファトシクロデキストリン、イミダゾイル置換シクロデキストリン、ピリジン置換シクロデキストリン、ヒドロカルビルイオウ含有官能基シクロデキストリン、ケイ素含有官能基置換シクロデキストリン、カーボネートおよびカーボネート置換シクロデキストリン、カルボン酸および関連置換シクロデキストリン、およびその他を含むことができる。
【００６８】
適合性化官能基として使用可能なアシル基は、アセチル、プロピオニル、ブチリル、トリフルオロアセチル、ベンゾイルおよびアクリロイル基を含む。シクロデキストリン分子のヒドロキシル上へのこのような基の形成はよく知られた反応を含む。アシル化反応は適切な酸無水物、酸クロリド、およびよく知られた合成プロトコルを用いて実施可能である。
【００６９】
シクロデキストリン材料はまた、アルキル化されたシクロデキストリンを製造するためにアルキル化剤と反応させることも可能である。アルキル化されたシクロデキストリンの形成に有用なアルキル基の典型的な例は、メチル、プロピル、ベンジル、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、アリル、トリチル、アルキル−ベンジルおよび他の普通のアルキル基を含む。このようなアルキル基は、慣用の製造方法を用いることにより、例えば適切な条件下でヒドロキシル基をアルキルハロゲン化物と、あるいはアルキル化アルキルサルフェート反応試剤と反応させることにより製造可能である。
【００７０】
トシル（４−メチルベンゼンスルホニル）、メシル（メタンスルホニル）または他の関連アルキルもしくはアリールスルホニル形成試剤も、適合性化されたシクロデキストリン分子の製造に使用可能である。
【００７１】
スルホニル含有官能基は、シクロデキストリン分子中のグルコース部分のいずれかの二次ヒドロキシル基または一次ヒドロキシル基のいずれかを誘導体化するのに使用可能である。この反応は、一次および二次のヒドロキシルのいずれかと有効に反応することができるスルホニルクロリド反応試剤を用いて実施可能である。このスルホニルクロリドは、置換を必要とする分子中の標的ヒドロキシル基の数に依って適切なモル比で使用される。スルホニル基はアシルまたはアルキル基と化合可能である。
【００７２】
スルホニル誘導体化されたシクロデキストリン分子は、アジドイオンによるスルホネート基の求核性置換によりスルホニル基置換シクロデキストリン分子からアミノ誘導体を生成させるのに使用可能である。このアジド誘導体は、引き続いて還元により置換アミノ化合物に変換される。多数のこれらのアジドまたはアミノシクロデキストリン誘導体が製造されてきた。本発明において有用であることができる窒素含有基の例は、アセチルアミノ基(-NHAc)、メチルアミノ、エチルアミノ、ブチルアミノ、イソブチルアミノ、イソプロピルアミノ、ヘキシルアミノ、および他のアルキルアミノ置換基を含むアルキルアミノを含む。このアミノまたはアルキルアミノ置換基は、窒素原子と反応して、アミン基を更に誘導体化する他の化合物と更に反応性であることができる。
【００７３】
このシクロデキストリン分子は、また、ペンダントイミダゾール基、ヒスチジン、イミダゾール基、ピリジノおよび置換ピリジノ基を含むヘテロ環核によっても置換可能である。
【００７４】
シクロデキストリン誘導体は、このシクロデキストリン上に適合性化する置換基を導入するのにイオウ含有官能基により改変可能である。上述のスルホニルアシル化基とは別に、スルフヒドリル化学に基づいて製造されるイオウ含有基は、シクロデキストリンを誘導体化するのに使用可能である。このようなイオウ含有基は、メチルチオ(-SMe)、プロピルチオ(-SPr)、ｔ−ブチルチオ(-S-C(CH3)3)、ヒドロキシエチルチオ(-S-CH2CH2OH)、イミダゾリルメチルチオ、フェニルチオ、置換フェニルチオ、アミノアルキルチオおよびその他を含む。上記に示したエーテルまたはチオエーテル化学に基づいて、ヒドロキシルアルデヒドケトンまたはカルボン酸官能基で終わる置換基を有するシクロデキストリンを製造することが可能である。シリコーン化学を用いて形成される誘導体を有するシクロデキストリンは、適合性化官能基を含有する。
【００７５】
本明細書において、ケイ素エーテルと呼ばれるシリコーンを含有する官能基を有するシクロデキストリン誘導体を製造することが可能である。シリコーン基は、一般に、単一の置換ケイ素原子または置換基付きの反復シリコーン−酸素骨格を持つ基を指す。典型的には、このシリコーン置換基中の著しい比率のシリコーン原子がヒドロカルビル（アルキルまたはアリール）置換基を担持する。シリコーン置換材料は、一般に、増大した熱および酸化安定性と化学的不活性を有する。更に、このシリコーン基は耐候性を増大させ、絶縁耐力を増し、表面張力を改善する。このシリコーン基はシリコーン部分中に単一のケイ素原子または２〜20個のケイ素原子を有することができ、直鎖または分岐であることができ、多数の反復するシリコーン−酸素基を有し、種々の官能基により更に置換可能であるため、このシリコーン基の分子構造は変更可能である。本発明の目的には、トリメチルシリル、混合メチル−フェニルシリル基などを含む単純なシリコーン含有置換基部分が好ましい。
【００７６】
本発明の好ましい実施形態においては、このシクロデキストリン材料は、シリルエーテル基、アルキルエーテル基および／またはアルキルエステル基を有する置換基を含む。本発明によれば、このアルキルエステル置換基は、好ましくはアセチル部分、プロピル部分および／またはブチル部分および／または-(CH2)n-鎖（式中、ｎ＝８〜15,000）を有するマレイン化ポリエチレンを含み、このアルキルエーテル置換基は、好ましくはメチル部分、エチル部分および／またはプロピル部分を含み、このシリルエーテル置換基は、好ましくはメチル部分、エチル部分、プロピル部分および／またはブチル部分を含む。
【００７７】
本発明のファイバー材料は、また、この金属粒子および／またはこのシクロデキストリンの性能に悪影響を及ぼさない他の添加物も含有することができる。別の好ましい実施形態によれば、本発明のファイバーまたは生成するファイバー材料は非改変（または改変）シクロデキストリンにより追加的に処理（例えば、被覆）することが可能である。
【００７８】
改変シクロデキストリンおよび／またはナノサイズ化された亜鉛または類似の掃気金属は、好ましくは熱可塑性ファイバー構成材料中に分散され得る。この生成材料は均質材料であることができ、掃気活性はポリマーマトリックス中に実質的に均等に分散される。この均質な材料は当業界で使用される慣用の方法によりファイバーに形成される。このようなファイバーからの織布または不織布の製造も慣用的である。
【００７９】
原則的に、本発明のファイバー材料は、以下のステップを含む製造方法により入手可能である：
ａ）亜鉛もしくは類似の反応性の金属もしくは金属合金および／またはシクロデキストリン材料の粒子をファイバー製造用材料（ファイバー構成材料）の中に物理的に混合し；ここで物理的混合は、好ましくは押し出しにより達成され、
ｂ）好ましくは溶融紡糸、湿式紡糸、電気紡糸または乾式紡糸によりステップａ）で得られる材料からファイバーを製造するステップ
【００８０】
このファイバー材料が合成熱可塑性材料である場合には、少なくとも１つの熱可塑性ポリマー、ナノサイズ化された亜鉛または類似の掃気金属および改変シクロデキストリンを含む本発明のファイバー材料は、次の方法により創出可能である：
第１の（随意の）ステップにおいては、シクロデキストリン含有熱可塑性材料は、少量成分、すなわち改変シクロデキストリンを大量成分、すなわちポリマー中に例えば押し出しにより物理的に混合し、分散することにより製造される。好適な押し出し法は、いわゆる「直接組み込み」と「マスターバッチ添加」を含む。
【００８１】
いずれの方法においても、２軸共回転のセグメントバレル押し出し機を使用することが好ましい。勿論、シクロデキストリン材料をポリマー材料の中に混合または分散するために反回転または単軸押し出し機を使用することも可能である。この改変シクロデキストリンを、個別に、あるいは他の好適な添加物または補助剤と組み合わせて添加可能であることは明白である。
【００８２】
シクロデキストリン材料をポリマー材料の中に混合または分散した後、ナノサイズ化された亜鉛粒子は生成溶融プラスチック中に分散される。添加対象の反応性亜鉛粒子は、通常、亜鉛を酸素と水分から保護するために鉱油中に分散される。鉱油の少なくとも一部は、例えば熱と真空を用いて押し出し機中でプラスチックから除去される。生成材料は、例えば押し出し機から排出され、ペレット化される。
【００８３】
別法としては、金属粒子はポリマー材料またはポリマー粉末と乾式混合可能である。
【００８４】
しかしながら、ポリマー材料に亜鉛または金属粒子を添加し、引き続いて本発明のファイバー材料を得るために、シクロデキストリン材料を添加することも可能である。
【００８５】
次に、このポリマーと掃気剤を含む材料は、織布ファイバーまたは不織ファイバーを製造するための慣用の加工にかけられる。スパンボンド法またはメルトブロー法を用いてファイバーを製造することが特に好ましい。
【００８６】
次に、このようなファイバーは、織布または不織布に加工され、使用中および使用後に改善された嗅覚性能を持つ衛生物品およびパーソナルケア物品の最上層シート、吸収層および他の成分を製造するのに使用され得る。
【００８７】
前出の議論は本発明の種々の実施形態を例示する。次の実施例およびデータは本発明を更に例示する。
ナノサイズの亜鉛およびトリアセチルアルファ−シクロデキストリンマスターバッチの混練
【００８８】
0.9g/cm3の密度と36g/10分のメルトフロー速度(230℃/2.16Kg)を有するホモポリマーポリプロピレン（不織ファイバー用途のExxon Mobil PP3155)用にセグメントバレル（７バレル）の共回転混練押し出し機(Haake16mm、L/D28:1の2軸)を上流フィード区域により構成した。重量減少フィーダーを使用して、ＰＰをバレルの中に送達する。ポリプロピレンを第１の区域の中にスターブドフィード(starve fed)し、60°オフセット混合要素、続いて90°オフセット混合要素およびリバースハーフフィードスクリューを用いて第２の区域中で溶融した。第３の区域においては、低注入速度ポンプ(Manostatic製のMinistatic Pump)を用いて、押し出し機の上部のポートからこの亜鉛懸濁液（１部亜鉛〜２部オイル重量／重量）をフィードした。加工の間は、撹拌板と撹拌棒を用いて、亜鉛／オイル懸濁液を常時振盪した。この亜鉛混合物（63.6グラムZn／時でポンプ注入）は0.467グラムZn／ミリリットル鉱油を含有するものであった。第４の区域においては、第２の区域と同一の混合要素を用いて、この亜鉛をポリプロピレンの中に混合した。第５の区域は搬送スクリュー要素からなり、ダイから樹脂をポンプ送入した。樹脂のフィード速度は１時間当たり2kgであり、すべての区域温度は150℃に設定され、スクリューのrpmは130であり、ダイでの溶解温度は230℃であり、トルクは最大の60-75％であった。ストランドを水浴と２つの空気ワイパーに通し、その後ストランドカッターに入れた。仕上げたペレットを、バッグシール機によりヒートシールした窒素パージしたマイラー／箔複合バッグに入れ、使用するまで大気の汚染を防止する。
【００８９】
上記の3.2重量％のHaakeナノ亜鉛マスターバッチは、１インチのKillion単軸押し出し機を用いて、0.35％のナノ亜鉛マスターバッチまで更に低下させた。3.2重量％のナノ亜鉛マスターバッチを、バージンPP3153と乾式予備混合し、容積式フィーダーを用いて、この混合をフィード区域の中にフィードした。仕上げたペレットは、バッグシール機によりヒートシールされた窒素パージしたマイラー／箔複合バッグに入れ、使用するまで大気の汚染を防止する。
【００９０】
ナノ亜鉛マスターバッチを製造するための代替の製造方法は、ナノ亜鉛をポリプロピレン粉末（20〜500ミクロン粒子サイズ）と乾式予備混合することである。このナノ亜鉛粉末をＰＰミクロ粉末に0.25重量％〜1.0重量％で添加する。このPPミクロ粉末をナノ亜鉛の結合剤として使用する。標準の乾式混合装置（リボンブレンダー、流動作用ミキサー、Ｖシェルブレンダーおよびコーンミキサー）を使用して、押し出し混練の前にポリマーとナノ亜鉛をホモゲナイズする。PP/ナノ亜鉛粉末混合物は、容積式または重量減少フィーダーを用いて、押し出し機のスロートの中に直接にフィードする。
【００９１】
第２のマスターバッチ配合物は、亜鉛なしのトリアセチルアルファシクロデキストリンにより製造した。このトリアセチルアルファシクロデキストリンを105℃で12時間乾燥した。L/D28:1の16mmHaake 2軸押し出し機、ならびに亜鉛マスターバッチと同一の軸構成および条件を用いて、PP3155中の５％のトリアセチルアルファシクロデキストリンを製造した。このPP3155とトリアセチルアルファシクロデキストリンを乾式混合し、区域１のポートにフィードし、区域３のポートを閉じた。ストランドを水浴と２つの空気ワイパーに通し、その後ストランドカッターに入れる。仕上げたペレットは、窒素パージし、ヒートシールしたマイラー／箔複合バッグに入れる。
【００９２】
マスターバッチ配合物＃１は99.65％のPP3155と0.35％のナノサイズの粒子亜鉛(80-100nm)を含有していた。マスターバッチ配合物＃２は95.0％のPP3155と５％のトリアセチルアルファシクロデキストリンを含有していた。このナノ亜鉛材料はArgonideから、重質鉱油はAldrich Chemicalから入手されたものであり、トリアセチルアルファシクロデキストリンはWacker Biochem Corporationにより製造されたものであった。
【表１】
2007504373.tif 000002
不織ファイバーマットの製造
【００９３】
スパンボンド製造法を用いて、バージンPP3155と表１中の２つのマスターバッチ配合物を用いる一連の不織ファイバー材料を不織ファイバーマット（表２）に転換した。この不織ファイバーマットを１メートルのReicofil IIスパンボンドライン上で製造した。表２中の重量パーセントに基づいて、重量減少フィーダーを使用して、PP3155バージンペレットとマスターバッチペレットを押し出し機のフイード区域の中に送達した。25gm/m2マット中の22μｍファイバーの標的を製造し、各配合物について確認した。すべての配合物は同一加工条件下で製造し、工程測定においては測定可能な差異を観察しなかった。ファイバー直径は、20回の測定を行ったマット＃４を除いて10回の測定の平均である。非亜鉛ファイバー（コントロールPPとシクロデキストリン含有ファイバー）の直径は22.0μmであり、亜鉛含有ファイバーは21.4μmである。
【表２】
2007504373.tif 000003
【００９４】
有機蒸気収着
用語収着は、ポリマーマトリックス中への透過物質分子の初期の透過および分散を記述するのに一般に使用され、吸着と吸収の両方、ならびにクラスター形成を含む。収着挙動は、透過物質分子とポリマーとの間、あるいはポリマー内の透過物質分子それ自身の間の相互作用の相対強度、あるいはポリマー中の部位（例えば、亜鉛とシクロデキストリン）による透過物質分子の固定に基づく。収着試験法は、固定容積（例えば、ガラス瓶）により取り囲まれる不織ファイバーマット構造の形で最も容易に説明される。このファイバーマット構造および容積は、初期には、閉じた容積瓶内の試験溶質を完全に含まない。時間ゼロおよび以降のいくつかの時間において、試験マットを既知濃度の試験溶質に曝露する。試験構造物を取り囲む固定容積中のヘッドスペース濃度は、ガスクロマトグラフィを用いて定量する。この不織構造物の収着速度および容量は、閉じた容器中のヘッドスペース濃度から求める。溶質ヘッドスペース濃度を低下させるためのこのファイバーの有効性は、ファイバー収着に直接に関連する。
【００９５】
この実験法は、固定容積セル中の溶質ヘッドスペース濃度を定量的に測定するように設計される。電子捕獲型検出(ECD)により動作される高分解能ガスクロマトグラフィ(HRGC)を使用して、ヘッドスペース濃度を測定する。ヘッドスペース中の溶質は、試験セルから固相マイクロ抽出(SPME)し、HRGC/ECDにより分析することにより、定量的に捕集する。溶質濃度は較正標準から求め、マイクログラム（μg）で測定する。
【００９６】
装置条件：この分析で使用されるSPMEHRGC/ECD装置条件を表３に示す。
【表３】
2007504373.tif 000004
【００９７】
不織ファイバーマット試料(25gm/m2マット中に22μｍファイバーを有する、12.7cm×12.7cm四方に切断されたマット）を、閉じた容積の蒸気収着セル中で試験する（図１を参照）。閉じた容積のセル方法は２つのガラス小室（すなわちセル）を有する。大きなセル側は1,200mLの容積を有し、小さなセル側は280mLの容積を有する。２つの試験マットを大きなセル側の内側に置く；シーリングフランジの周りのねじが２つのセルを一緒に固く引っ張って空気気密シールを形成するので、柔らかなアルミニウムシーリング環を用いてセルを組み立て、このガラスセルの間に気密シールを設ける。不織試験マットを評価するための収着標準はクロロ酢酸を含有する。クロロ酢酸の物理的および化学的なパラメーターを表４に示す。
【表４】
2007504373.tif 000005
【実施例１】
【００９８】
不織マットの定量的収着性能
不織マットの反応性および容量は、ガラス瓶（引き続きシールし、次に反応性試験蒸気により充填した）の中に試験マットを置くことにより測定した。試験時間にわたって、ヘッドスペース蒸気をファイバーの中に分配させる。この蒸気濃度をガラス瓶のヘッドスペース中で時間の関数として測定する。これらのデータを使用して、これらの活性不織マットの収着性能を定量的に測定する。ファイバーマトリックス中の活性な亜鉛および／またはシクロデキストリンの測定される効果は、活性技術のないＰＰファイバーと比較して、瓶中の蒸気濃度の低下である。ＰＰポリマーは同一であるので、この分配係数および拡散係数は試験マットに対して同一である。試験時間（40分）にわたってのヘッドスペース濃度は、ヘッドスペースから揮発物質分子を除去するための試験マットの有効性を実証する。不織試験マット性能は、不織マットファイバー中でクロロ酢酸を収着して、ヘッドスペース中の対応する減少を生じる機能である。メタノール中に溶解したクロロ酢酸１μｌ（9.90μｇクロロ酢酸／μＬで）をゴムセプタムからガラス瓶の中に４回逐次注入した。第１のクロロ酢酸注入は時間ゼロにおいて行い、次に３回の更なる注入はそれぞれ10、20および30分において行った。２分のSPMEの試料採取間隔を使用してクロロ酢酸注入の後５分毎に時間複合試料を採ることにより、ヘッドスペースを測定した。SPMEヘッドスペース試料は、HRGC/ECD（表３の方法条件）により分析する。定量的な結果を表５に示し、図２にプロットする。
【表５】
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【００９９】
本実験は、ナノ亜鉛および／またはシクロデキストリン含有不織ファイバーに対する機能的容量の概算を提供する。クロロ酢酸ヘッドスペース濃度への最少二乗直線回帰フィッティングは、時間の関数として、コントロールマットに対して0.251μｇ／分の勾配を示し、ならびに0.035重量％ナノ亜鉛、0.05重量％ナノ亜鉛、0.5重量％トリアセチルαシクロデキストリン＋0.035重量％ナノ亜鉛および0.5重量％トリアセチルαシクロデキストリンに対して、それぞれ0.171、0.161、0.157および0.147μｇ／分の勾配を示す。クロロ酢酸濃度勾配は、０分〜40分の時間にわたってコントロールの不織マットについて、0.5重量％のトリアセチルαシクロデキストリン不織マットよりも1.7倍大きい。ナノ亜鉛およびシクロデキストリン／ナノ亜鉛組み合わせを含有する他の不織マット試料について、類似の勾配濃度差を測定した。表５中の不織ファイバーの例は、吸着部位（ナノ亜鉛および／またはシクロデキストリン）を含むＰＰファイバーが、吸着性または反応性部位無しのＰＰファイバーよりも、多くのヘッドスペース溶質分子を収着し、固定するということを明らかに実証する。急速な溶質収着速度の効果は、ファイバーを取り囲む空気中の悪臭化合物の濃度を低下させることである。
【実施例２】
【０１００】
悪臭低減用不織マットの官能評価
合成のおむつ悪臭濃縮物(Bush Boake Allen,Ltd.により製造）を使用して、表２中の不織マットの悪臭低下性能を評価した。ガスクロマトグラフィ質量分析による「ニート」悪臭濃縮物の分析は、ほぼ15個の主要な化合物を示した（表６）。合成の悪臭中に含有される一般的なクラスの化学物質は、有機酸、イオウ、窒素および芳香族アルコール化合物である。表６に示す化合物の大多数は低ppbでヒトの知覚閾を有し、一つの化合物、３−メチルインドール（スカトール）に対しては、１兆部当たりの低部(part per trillion)において人間の知覚閾を有する。スカトールは糞便の共通の悪臭である。ヒトの排泄物（糞便および尿）中の揮発性の悪臭発生物質に関する研究文献は、悪臭発生物質の約90％が脂肪酸、酢酸、プロピオン酸、および酪酸であるということを示す。アンモニアは約6.5％において掲げられている。他の悪臭発生少量物質は、スカトール、インドール、ピリン、ピロール、硫化水素およびメチルメルカプタンであった。
【表６】
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【０１０１】
これらの化合物に対するヒトの知覚閾は、機器分析法によるこれらの化合物の検出限界よりも充分に下にあるために、実世界の不快な官能値を表す濃度での標準の静的収着試験における合成おむつ悪臭化合物の検出は実行可能でない。種々の検出器を備えたガスクロマトグラフィは悪臭成分についての特定の定性的および定量的測定を与える一方で、悪臭の知覚は成分の流れ基準のものであり、個別の成分基準のものでない。機器分析法は断念し、代わりに官能法（すなわちヒトの鼻）を悪臭の強さの検出に用いた。
【０１０２】
実験的なマットおむつ悪臭低下性能は、Masonブランドのガラス瓶から構成される静的透過セル中で測定した。各瓶は約450mlの容積を有する。２つのねじキャップ蓋をエポキシ接着剤により頂部と頂部を合わせて取り付け、２つの瓶を図３に示すように取り付ける。この瓶の一方はおむつ悪臭の容器の役割をし、マットを瓶の口にかぶせて延伸し、蓋をマットにかぶせてねじ込むことにより、マットを取り付ける。マットの直下は吸収性フィルターペーパーであり、直径で切断して試験時におむつ悪臭標準の放出に使用される。他方の瓶は、透過性悪臭化合物の捕集容器の役割をする。この瓶を対向する蓋にねじ込み、試験の間定期的に外して、悪臭を評価する。組み立て前に、テフロンテープをガラス瓶のねじ上に使用して、試験の間瓶をしっかりシールする。
【０１０３】
おむつ悪臭濃縮物は、脱イオン水中1,100×および715×に希釈した。悪臭希釈物の一部を悪臭容器側中のフィルターペーパーコーンに移す。次に、この試験マットを瓶の開放端にかぶせ、約2cmのマットを瓶のへりよりも延ばす。次に、両面のキャップを固くねじ込み、続いて悪臭評価瓶をねじ込む。１ミリリットルのこの希釈物は、1,100×の希釈に対しては約200μｇ、そして715×の希釈に対しては約315μｇの活性悪臭化合物の量に相当する。注入された活性悪臭化合物の量は、本方法で使用される試験マットの能力よりも大きい。悪臭評価瓶は３８℃で維持した。悪臭の脱イオン水希釈液を悪臭容器側中に水蒸気として付与し、使用済おむつの環境を模擬した。悪臭評価瓶はねじを回して外し、悪臭について評価し、急いで置き換えた。一般に、試験期間にわたって２つの悪臭評価を悪臭の強さについて行う。０＝悪臭なし〜８＝極めて強い悪臭の８点の悪臭強さ尺度を使用した。ランダム化された試験試料がパネリストに提供され、彼らは悪臭の強さを独立にランク付けする。約２以下のランクの悪臭を生じる試料は一般人によっては殆ど知覚されない。
【表７】
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【表８】
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【０１０４】
表７および８中の試験結果は、悪臭試験濃度と悪臭評価時間について活性なファイバーマット＃２からマット＃５についてマット＃１（コントロール）を超える著しい悪臭の強さの改善を示す。ナノ亜鉛とトリアセチルアルファシクロデキストリンの組み合わせは、合成おむつ悪臭濃縮物についてシクロデキストリンまたはナノ亜鉛単独よりも良好な悪臭低減を示す。しかしながら、ナノ亜鉛またはトリアセチルアルファシクロデキストリンの組み込みも合成おむつ悪臭濃縮物について著しい悪臭低減を生じる。活性不織ファイバーの有効性は、定量的な閉じた容積の収着試験で確立された低減の動力学の形で、また悪臭成分の複雑な合成混合物に基づくヒトの悪臭知覚においても明確に実証された。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】ファイバー収着試験で使用するためのアルミニウムシーリング環付きの閉じられた容積の瓶。
【図２】５つのファイバーマットのクロロ酢酸の収着プロフィール。
【図３】悪臭蒸気透過感覚試験用の閉じられた容積の静的透過セル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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