CN1599816A - 浸出用片材 - Google Patents

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山口南生子
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Abstract

浸出用片材1是由至少一部分为高熔点树脂的合成纤维组成且单位重量为5～30g/m2的长纤维无纺布2和至少一部分为低熔点树脂的合成纤维组成且单位重量为3～15g/m2的短纤维无纺布3的层合片材构成的。短纤维无纺布3是由纤维长度为3～15mm的纤维经干法无规分散、堆积，并相互热粘接而形成的。表示浸出用片材空隙的孔径及其分布率关系的孔径分布图中，最大峰的分布率是其它峰分布率的10倍或以上。

Description

浸出用片材
技术领域
本发明涉及用于提取红茶、咖啡、绿茶、中药等浸出性原料的浸出用片材。
背景技术
对于用于提取红茶、咖啡、绿茶、中药等浸出性原料的浸出用片材，要求其对提取液具有良好的浸出性，对以茶叶袋形式使用的浸出用片材，还要求其具有制袋性，也就是要求使用热封机能够容易地对其进行制袋。
在此众所周知，过去作为浸出用片材，采用了纤维自身的吸水性低而浸出性高的合成纤维制无纺布。此外作为适合于制袋加工的浸出用片材，已知由高熔点聚酯纤维组成的纺粘型无纺布和由低熔点聚酯纤维组成的梳理型无纺布通过层合得到的片材(大纪商事株式会社制，フルベ一ル)。如果采用这种高熔点纺粘型无纺布和低熔点梳理型无纺布层合的浸出用片材，使低熔点的梳理型无纺布处于内侧，将2片浸出用片材叠合，使其通过热封机，则很容易对其进行热封，并且在热封机的加热头部不会产生纤维的熔融附着。
但是，如果使用以往的纺粘型无纺布和梳理型无纺布层合的浸出用片材，由于梳理型无纺布的纤维在梳理机的作用下，在一定的特定方向上取向，不能形成在任意方向上均匀分散的，所以无纺布空隙的孔径分布范围宽。因此存在有如果为了得到理想的通液速度，而调整浸出用片材的单位重量时，则有时候浸出性原料的微粉末也能通过浸出用片材，如果要完全防止浸出性原料微粉末通过，那么，通液速度就会极度降低的问题。
另外还存在一个问题，即近年来市场上要求茶叶袋周缘部分的密封宽度由过去的5mm左右降低到2mm左右，根据这一要求，如果使用以往纺粘型无纺布和梳理型无纺布层合的浸出用片材，如果缩小密封宽度，由于起密封作用的梳理型无纺布的纤维在特定方向上取向，不能在任意方向上均匀分散，那么在密封部位会出现密封强度低的部分。
针对这些问题，本发明的目的是要达到在具有制袋性的浸出用片材中，即使缩小密封宽度，在密封部位处也不会出现密封强度低的部分，并保持提取浸出性原料时具有理想的通液速度，同时能防止浸出性原料微粉末通过。
发明内容
本发明者发现，在高熔点无纺布和低熔点无纺布层合的浸出用片材中，如果通过用干法使短纤维无规则分散、堆积，再对其交叉点进行彼此热粘接而形成低熔点无纺布，则短纤维在任意方向都能均匀分散，所以在无纺布的任何部位都可以以相同的强度进行热封，并且无纺布空隙的孔径分布集中在非常窄的范围内，所以相对于所需要的孔径，并不存在过大孔径的空隙，在对浸出性原料进行提取时，可以防止浸出性原料的微粉末通过。
也就是本发明提供浸出用片材，它是由至少一部分为高熔点树脂的合成纤维组成且单位重量为5～30g/m2的长纤维无纺布和
至少一部分为低熔点树脂的合成纤维组成且单位重量为3～15g/m2的短纤维无纺布层合而成的浸出用片材，其中
短纤维无纺布是由纤维长度为3～15mm的纤维经干法无规分散、堆积，并相互热粘接而形成的，
在表示浸出用片材的空隙孔径和其分布率关系的孔径分布图中，最大峰的分布率是其它峰分布率的10倍或以上。
附图的简单说明
图1是本发明浸出用片材的断面图。
图2是表示气流法无纺布(a)和梳理型无纺布(b)的纤维取向状态的照片。
图3是密封强度试验方法的说明图。
图4是实施例1的浸出用片材空隙的孔径分布图。
图5是比较例1的浸出用片材空隙的孔径分布图。
图6是比较例2的浸出用片材空隙的孔径分布图。
图7是实施例2的浸出用片材空隙的孔径分布图。
图8是实施例2的浸出用片材空隙的孔径分布图。
图9是实施例2的浸出用片材空隙的孔径分布图。
图10是实施例2的浸出用片材空隙的孔径分布图。
实施发明的最佳方案
以下参照附图详细说明本发明的情况。
图1是本发明一个方案的浸出用片材1，它具有长纤维无纺布2和短纤维无纺布3的层合结构。
其中，长纤维无纺布是由至少一部分为高熔点树脂的合成纤维，优选至少一部分为熔点在170℃或以上的高熔点树脂的合成纤维形成的。据此，当使短纤维无纺布处于内侧，把2片浸出用片材叠合，使其通过热封机时，可以防止在热封机的加热头上产生纤维熔融附着的现象。
这里所谓由至少一部分是熔点在170℃或以上的高熔点树脂的合成纤维形成长纤维无纺布，包括形成长纤维无纺布的合成纤维是仅由熔点在170℃或以上的合成树脂组成的情况，由熔点在170℃或以上的合成树脂构成的纤维和熔点低于170℃的合成树脂构成的纤维的混合纤维组成的情况，由至少表层(外皮)是由熔点在170℃或以上的合成树脂构成的皮芯结构纤维组成的情况。
作为熔点在170℃或以上的合成树脂可以列举高熔点聚酯(高熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯：熔点245℃)、聚酰胺(尼龙66：熔点245℃)、聚苯硫(熔点：290℃)、聚乳酸(熔点：178℃)等。
从无纺布单位重量的稳定性考虑，形成长纤维无纺布的合成纤维的纤维直径优选在3μm或以下。
作为使这种合成纤维形成无纺布的方法，也可以使用熔喷法等，但从不产生堵塞并获得高强度的角度考虑，最好使用纺粘法。
把长纤维无纺布单位重量定为5～30g/m2。如果单位重量低于5g/m2，则强度不够，相反如果超过30g/m2，则浸出性和机械适应性变差，是不理想的。
另一方面，在本发明浸出用片材中，短纤维无纺布是由至少一部分为低熔点树脂的合成纤维，优选至少熔点在80℃或以上、并低于170℃的低熔点树脂的合成纤维形成的。据此，使短纤维无纺布处于内侧，把2片浸出用片材叠合，使其通过热封机，则可以很容易对其进行热封。
这里所谓由至少一部分是熔点在80℃或以上、并低于170℃的低熔点树脂的合成纤维构成短纤维无纺布，包括形成短纤维无纺布的合成纤维是仅由熔点在80℃或以上、并低于170℃的合成树脂组成的情况，由熔点在80℃或以上、并低于170℃的合成树脂构成的纤维和其它纤维的混合纤维组成的情况，由至少表层为由熔点在80℃或以上、并低于170℃的合成树脂组成的皮芯结构纤维构成的情况。其中，从对长纤维无纺布和短纤维无纺布进行粘合时，不破坏无纺布空隙的角度考虑，优选使用皮芯结构的纤维。此外，从提高长纤维无纺布和短纤维无纺布的粘接强度考虑，优选形成长纤维无纺布的纤维和形成短纤维无纺布的纤维是同种树脂，特别是当使用皮芯结构的纤维时，优选其表层(外皮)树脂是同种树脂。
作为熔点在80℃或以上、并低于170℃的合成树脂，可以列举如低熔点聚酯(低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯，熔点100～160℃)、聚乙烯(熔点90～140℃)、聚丙烯(熔点160～168℃)等。
作为皮芯结构的纤维，可以列举芯/皮为高熔点聚酯/低熔点聚酯、高熔点聚酯/聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯等。
形成短纤维无纺布的合成纤维的纤维长度为3～15mm，优选5～7mm。如果纤维长度太短，则无纺布的强度降低，同时纤维密度增大，通液速度变慢。相反，如果纤维长度太长，则纤维难以均匀分散。
形成短纤维无纺布的合成纤维的纤维直径，也要根据浸出性原料按浸出用片材所要求的孔径分布而定，例如，将浸出性片材用于一般红茶的茶叶袋时，优选纤维直径为0.1～3.0d(旦尼尔)、更优选0.5～2.0d，如果纤维直径太细，则无纺布的孔径变小，通液速度变慢。相反，如果纤维直径太粗，则茶叶等浸出性原料的微粉末通过无纺布，提取液的口感和外观都变差。
作为将这种合成纤维制成无纺布的方法，首先可以用干法，将纤维无规地分散、堆积，形成纤维网，然后使纤维的交点互相进行热粘接形成无纺布，更具体讲是采用气流法形成纤维网，然后用压花辊或平轧辊等对其进行热处理。
用气流法形成的纤维网，纤维在任意方向都是以均匀的厚度分散。同时即使用压花辊等进行热处理也不会损坏纤维分散的均匀性。因此，这样形成的短纤维无纺布的孔径分布可以集中在窄的范围内，如果求出表示孔径及其分布率(％)关系的孔径分布图，那么最大峰的分布率是其它峰分布率的10倍或以上，优选孔径分布离差幅度在100μm或以下、特别优选50μm或以下，并具有单一峰。本发明中，孔径分布是指用泡点法(JIS K3832)测定的分布。
这样形成的短纤维无纺布的孔径分布，可以灵活地通过调整纤维直径和单位重量进行控制。
此外，纤维在任意方向上分散的无纺布，也可以通过湿法的抄纸法获得，但是从生产力角度考虑，优选使用气流法。
本发明中，作为对长纤维无纺布和短纤维无纺布进行层合的方法，可以先分别形成长纤维无纺布和短纤维无纺布，然后把两种无纺布叠合在一起，用压花辊或平轧辊等进行热处理而层合，还可以在长纤维无纺布上形成组成短纤维无纺布的纤维网，再用压花辊、平轧辊等进行热处理，使组成短纤维无纺布的纤维网形成无纺布的过程和短纤维无纺布与长纤维无纺布层合粘接的过程同时进行。
如果使用本发明浸出用片材，由于是由低熔点的短纤维无纺布和高熔点的长纤维无纺布层合而成，并且如上所述，短纤维无纺布的孔径分布集中在窄的范围内，另一方面，长纤维无纺布的孔径较粗，所以就浸出用片材整体的孔径分布，如果求出表示孔径及其分布率(％)关系的孔径分布图，其最大峰的分布率是其它峰的分布率的10倍或以上，优选孔径分布的离差范围在100μm或以下，特别优选在50μm或以下，并具有单一峰。因此，可以确保理想的通液速度，并且在对浸出性原料进行提取时，可以防止浸出性原料的微粉末通过浸出用片材。而且，对浸出用片材进行热封时，起粘接性作用的短纤维无纺布的低熔点纤维在任意方向都是以均匀厚度分散的，所以，在无纺布的任何部位都获得相同的热封强度。因此即使缩小密封宽度，在密封部位处也不会出现密封强度不足的部分。因此，本发明浸出用片材作为形成红茶、咖啡、绿茶、中药等的浸出性原料的茶叶袋的片材材料是非常有用的。
如图1所示，作为本发明的浸出用片材，具有由长纤维无纺布2和短纤维无纺布3的层合结构，除此之外根据需要，还可以层合其它的织造布、无纺布等。例如为了提高长纤维无纺布和短纤维无纺布的粘接强度，在它们之间可以设置粘接用无纺布。
实施例
以下根据实施例具体说明本发明的情况。
试验例1
使用芯/皮为高熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯/低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯的皮芯结构纤维(纤维直径为1.0d，纤维长度为5mm)通过气流法形成纤维网，并使其通过加热辊，制成气流法无纺布，另外，用同样的纤维制成梳理型无纺布。并分别从每种无纺布上裁取9.0cm×6.0cm的试样和100cm×100cm的试样各10片，测定其重量。把结果出示在表1、表2中。图2(a)示出气流法无纺布的照片，同图(b)中示出梳理型无纺布的照片。
                       表1
                                        [g/9cm×60cm]
试样            气流法无纺布           梳理型无纺布
 1                   0.044                  0.056
 2                   0.045                  0.054
 3                   0.044                  0.059
 4                   0.043                  0.057
 5                   0.044                  0.055
 6                   0.044                  0.056
 7                   0.045                  0.059
 8                   0.044                  0.057
 9                   0.044                  0.055
 10                  0.044                  0.058
————————————————————————————
 平均                0.044                  0.057
————————————————————————————
 标准偏差            0.00054                0.00162
——————————————————————————
                     表2
                                      [g/100cm×100cm]
试样           气流法无纺布           梳理型无纺布
 1                 8.14                    10.42
 2                 8.02                    10.58
 3                 8.29                    10.32
 4                 8.23                    10.12
 5                 8.15                    10.71
 6                 8.31                    10.44
 7                 8.22                    10.28
 8                 8.16                    10.41
 9                 8.07                    10.35
 10                7.99                    10.40
——————————————————————————
 平均              8.16                    10.40
——————————————————————————
 标准偏差          0.10245                 0.15238
——————————————————————————
在表1和表2各自所示中，通过对气流法无纺布和梳理型无纺布的重量标准标准偏差进行比较，可以清楚地了解到与梳理型无纺布相比，气流法无纺布的无纺布内单位重量的离差相当小。
由图2可知在气流法无纺布中，纤维在任意方向上都是均匀分散的，而在梳理型无纺布中，纤维沿一定方向取向，单位重量存在不均匀性的问题。
实施例1、比较例1、比较例2
用纤维直径为2.0d的高熔点聚酯制作纺粘型无纺布，在它的上面，采用芯/皮为高熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯/低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯的皮芯结构纤维(纤维直径为2.0d，纤维长度为5mm)，用气流法形成纤维网，并使其通过压花辊，在纺粘型无纺布(单位重量为12g/m2)上，层合气流法无纺布(单位重量为6g/m2)，制成浸出用片材(实施例1)。
另一方面，使用与形成气流法无纺布相同的纤维(其中，纤维长度为51mm)，在与上述相同的纺粘型无纺布(单位重量为12g/m2)上，层合梳理型无纺布(单位重量为8g/m2)，制成浸出用片材(比较例1)。
除了变化压花辊的花纹形状以外，其它均与比较例1相同制作出浸出用片材(比较例2)。
实施例2
除了将气流法无纺布的单位重量调至8g/m2以外，其它与实施例1相同，制成在纺粘型无纺布上层合气流法无纺布的浸出用片材。
评定
(1)密封强度试验
把2片实施例1的浸出用片材叠合，使气流法无纺布处于内侧，并对其进行宽度为15mm的热封(加热温度为150℃)，并裁切成如图3所示的长方形(15mm×50mm)，求出从非密封侧进行剥离时，密封部位4剥离时的负荷。图3中，符号2’表示纺粘型无纺布，3’表示气流法无纺布。
比较例1的浸出用片材也是按照同样方法，使梳理型无纺布处于内侧，进行叠合，并进行热封，求出该密封部位剥离时的负荷。
把结果出示在表3中。
                      表3
                                    [kg/15mm]
试样             实施例1           比较例1
 1                 0.22               0.46
 2                 0.22               0.68
 3                 0.23               0.37
 4                 0.21               0.39
 5                 0.21               0.41
 6                 0.22               0.70
 7                 0.24               0.62
 8                 0.23               0.33
 9                 0.20               0.41
 10                0.23               0.54
—————————————————————————
 平均              0.22               0.49
—————————————————————————
 标准偏差          0.01136            0.12778
——————————————————————————
由表3可知，与比较例1的浸出用片材相比，实施例1的浸出用片材密封强度的离差非常小。
(2)孔径分布
使用用美国PMI公司制造的Perm-Porometer，按照泡点法(JISK3832)测定实施例1、实施例2、比较例1、比较例2的各种浸出用片材空隙的孔径分布。把结果出示在图4～图10中。对于实施例2的浸出用片材，在宽度方向上取不同位置的4个点测定(图7～图10)。
由这些图可知，比较例1、比较例2的浸出用片材的孔径分布中，存在140μm或以上的离差，在该范围内存在多个峰，与此相反，实施例1的浸出用片材孔径分布离差在10μm或以下，并且在其间存在单一峰，孔径分布集中在此间。而且实施例2的浸出用片材，在所有测定点，最大峰的分布率均为其它峰分布率的10倍或以上，孔径分布集中在最大峰上。
产业上的实用性
如果使用本发明的浸出用片材，则即使缩小密封宽度，也可以明显降低在密封部位处的密封强度离差。并且由于可以灵活控制无纺布空隙的孔径分布，并能优选使其呈单一峰，所以对浸出性原料进行提取时，可以保持理想的通液速度，同时防止浸出性原料的微粉末通过。

Claims (4)

1.浸出用片材，它是由至少一部分为高熔点树脂的合成纤维构成且单位重量为5～30g/m2的长纤维无纺布和
至少一部分为低熔点树脂的合成纤维构成且单位重量为3～15g/m2的短纤维无纺布层合而成的浸出用片材，其中
短纤维无纺布是由纤维长度为3～15mm的纤维，经干法无规分散、堆积，并相互热粘接而形成的，
表示浸出用片材空隙的孔径及其分布率关系的孔径分布图中，最大峰的分布率是其它峰分布率的10倍或以上。
2.根据权利要求1中所述的浸出用片材，其中，孔径分布的离差幅度在100μm或以下，并具有单一峰。
3.根据权利要求1中所述的浸出用片材，其中，高熔点树脂的熔点在170℃或以上，低熔点树脂的熔点在80℃或以上、170℃以下。
4.根据权利要求1中所述的浸出用片材，其中，构成短纤维无纺布的纤维具有表层由低熔点聚酯组成和芯材由高熔点聚酯组成的皮芯结构。
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