JP2009203589A - 不織布およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水道水等に含まれる不純物を一層簡便に除去する手段を提供する。
【解決手段】炭繊維および熱接着性複合繊維を含んで成る不織布を提供する。また、そのような不織布の製造方法は、
（１）炭繊維および熱接着性複合繊維を開繊する工程、
（２）開繊した繊維をカーディングする工程、ならびに
（３）カーディングした繊維を熱接着する工程
を含んで成る。
【選択図】なし

Description

本発明は、不織布、より詳しくは炭繊維および熱接着性複合繊維により構成される不織布に関する。更に、本発明は、そのような不織布の製造法にも関する。

麦茶等の飲料を調製するに際して、用いる水の品質が問題とされることが多い。飲料用に一般家庭に供給されている水道水は、一般的に塩素等の消毒剤によって消毒・滅菌処理されており、水道水中に残留する消毒剤が飲料の味に与える影響を無視できないことがある。水道水によっては、飲料の味に微妙な影響を与える他の不純物も含まれている場合がある。

消毒剤等の不純物による飲料の味への影響を抑制するために、一般家庭では濾過器を設けて水道水を濾過することによって不純物を除去することが行われている。濾過器は比較的高価であり、また、余分な装置を配置する必要があり、必ずしも簡便なものではない。
特開２００６−２８１２１６号公報

上述の現状に鑑み、水道水等に含まれる不純物を一層簡便に除去することが望まれてる。特に、麦茶、日本茶、紅茶、コーヒー、出汁等の飲料は、水道水等の水を用いて調製するのが好都合であり、そのような調製に際して不純物をより簡便に除去できることが好ましい。

上述の課題に鑑み、発明者が鋭意検討を重ねた結果、炭繊維および熱接着性複合繊維により構成された不織布を準備し、それを種々の飲料の調製に用いることが課題の解決に有用であることを見出した。

従って、第１の要旨において、本発明は、炭繊維および熱接着性複合繊維を含んで成る不織布を提供する。

また、第２の要旨において、本発明は、そのような不織布の製造方法であって、
（１）炭繊維および熱接着性複合繊維を開繊する工程、
（２）開繊した繊維をカーディングする工程、ならびに
（３）カーディングした繊維を熱接着する工程
を含んで成る不織布の製造方法を提供する。

更に、第３の要旨において、本発明は、上述の不織布を用いて形成される種々の飲料調製用部材、例えば茶葉用パック、フィルター等を提供する。

本発明の不織布は、炭繊維および熱接着性複合繊維によって構成されているので、微細な炭の性質を保持しながらも、その取り扱いおよび加工が非常に簡便な布帛の形態ある。従って、本発明の不織布を種々の飲料調製用部材、例えば茶葉用パック、フィルター等濾材に加工でき、そのような濾材は、飲料調製に際して炭（木炭）が本来的に持つ性質を提供する。即ち、木炭が有する性能、例えば吸着性能、マイナスイオン発生効果、遠赤外線放射効果等を簡便に利用できる。

本発明の不織布は、炭繊維および熱接着性複合繊維を含んで成る。即ち、本発明の不織布は、炭繊維および熱接着性複合繊維のみから構成されていてもよく、あるいは必要に応じて、他の成分（例えば、更に別の繊維材料、充填剤等）を含んでもよい。

本発明において、炭繊維とは、炭素系吸着剤としての微細な炭（例えば木炭、活性炭等）を含む繊維を意味し、例えば、微粒子状の木炭、活性炭等をビスコースレーヨン等の繊維原料に混合して紡糸することによって製造される繊維（例えば粉砕木炭含有レーヨン繊維）であるのが特に好ましい。炭繊維に含まれる炭の量は、本発明の課題を解決できる限り、特に限定されるものではないが、一般的に市販されている炭繊維に含まれる炭繊維の量（繊維全体の重量基準で、５〜７０重量％）であればよい。このような炭繊維は、繊維の形態を有しながらも、粉砕した微細な粉末木炭の性質をも兼ね備える。そのような繊維の詳細は、製造方法も含めて例えば特開２００１−９８４１２号公報、特開２００１−２６２４３１号公報に開示されている。例えば、オーミケンシ株式会社から紀州備長炭繊維（または備長炭レーヨン）として市販されているものを使用できるが、本発明において使用できる炭繊維は、それに限定されるものではなく、本発明の課題を解決できる限り、他の炭繊維も使用できる。

本発明において、熱接着性複合繊維とは、融点の異なる少なくとも２種の材料で形成された繊維であって、少なくとも１種の材料が溶融し、かつ、少なくとも１種の材料が溶融しない温度条件下において、該溶融する材料が熱接着性を示す、即ち、溶融した材料が繊維同士を接着する機能を有するものを意味する。熱接着性複合繊維が接着する対象は、炭繊維であり、更に熱接着性複合繊維をも接着し、従って、溶融した材料が、炭繊維および熱接着性複合繊維の双方を接着する。尚、炭繊維は、熱接着性を示す材料が溶融する温度では、溶融しない。

具体的な１つの態様では、熱接着性複合繊維は、芯−鞘構造を有する繊維であってよい。これは、芯として機能する材料（例えば繊維またはストランドの形態）の周囲の少なくとも一部分に、鞘としての別の材料が配置されている構造を有する。芯の周囲の全体に（同心状または偏心状に）鞘として機能する材料が配置されているものが特に好ましい。通常、芯および鞘が融点の異なるプラスチック材料から形成されている。芯を構成するプラスチック材料の融点が、鞘を構成するプラスチック材料の融点より高い。従って、鞘は溶融するが、芯が溶融しない温度条件下では、芯はその形態を維持するが、鞘は溶融状態となり、熱接着性を示す。

別の態様では、本発明の不織布において、熱接着性複合繊維は、融点の異なる少なくとも２種類のプラスチック材料で形成された、例えば分割型複合繊維、サイドバイサイド型、菊花状型、海島状型のものであってよい。

上述のような熱接着性複合繊維は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料から融点が異なるものを選択して構成されている。具体的には、チッソ株式会社、大和紡績株式会社、ユニチカ株式会社等から種々の構造のものが市販されている。

本発明の不織布は、炭繊維および熱接着性複合繊維の重量の総和量基準で、炭繊維を５〜５０重量％、特に１０〜２５重量％含むのが好ましいことが見出された。従って、後者の場合では、不織布は、炭繊維を１０〜２５重量部、そして、熱接着性複合繊維を９０〜７５重量部の割合で含み、必要に応じて他の成分を含んでよい。炭繊維は、熱接着性複合繊維の鞘材料が溶融する温度では、実質的に溶融することはない。従って、本発明の不織布を形成するに当たり、熱接着性複合繊維の鞘材料が溶融することによって炭繊維と熱接着性複合繊維とを接着し、それによって不織布において炭繊維を実質的に固定する必要がある。

よって、炭繊維の量が過度に多いと、熱接着性複合繊維による接着効果が十分に得られないことがあり、従って、不織布構造内で炭繊維が移動可能となる。例えば不織布を摩擦すると、不織布内で炭繊維が移動し得る。また、炭繊維の量が過度に少ないと、炭繊維の本来の性質、従って、微細な木炭の性質を不織布が十分に発現できないことがある。

更に、飲料調製用の濾材としての不織布の用途を考慮すると、炭繊維の黒色は、不織布の外観色に悪影響は与えることがある。従って、過度に多量の炭繊維は、不織布の黒色を目立たせるため望ましくない。更に、後述するように炭繊維と熱接着性複合繊維とを開繊によって混合するが、この混合は、双方の繊維が可及的に均一に混ざることが望ましい。過度に多量の炭繊維はこの均一な混合にも影響を与えることがあり、不均一な混合をもたらして不織布に黒色部分が斑模様（あるいは縞模様）で散在することになり易い。このような観点からも、上述の炭繊維の量が好ましく、１５〜２３％程度、例えば約２０％が特に好ましい。

炭繊維および熱接着性複合繊維に関して、上述の量以外の条件については、目的とする不織布、更にはその用途を考慮して、市販されている材料から塔業者が種々の適切な繊維を選択することができる。

本発明の不織布は、いわゆるサーマルボンド法として知られている不織布の製造方法を用いて製造できる。この方法は、熱接着性複合繊維同士を熱接着して不織布を製造する方法として知られているが、本発明では、熱接着性複合繊維と炭繊維とを接着する点において実質的に異なる。

本発明の不織布は、上述のように、
（１）炭繊維および熱接着性複合繊維を開繊する工程、
（２）開繊した繊維をカーディングする工程、および
（３）カーディングした繊維を熱接着する工程
を含んで成る不織布の製造方法によって製造でき、開繊する工程およびカーディングする工程は、綿からそれを構成する繊維のウェブを製造する場合に一般的に採用されている既知の方法において用いられる工程と同様に実施でき、また、熱接着する工程はサーマルボンド法によって熱接着性繊維から不織布製造する既知の工程と同様に実施できる。従って、本発明の不織布の製造方法の各工程において用いる装置も、これらの既知の工程に用いる装置を使用することができる。

しかしながら、炭繊維という熱接着性を有さず、しかも黒色である別の繊維を併用し、これと熱接着性複合繊維を可及的に均一に混合し、可及的に相互に接着する必要がある点を考慮すると、本発明の不織布の製造方法は、いわゆるサーマルボンド法を含む上述の方法の工程とは実質的に異なるのがより好ましい。即ち、炭繊維と熱接着性複合繊維とを使用するに際して、上述の割合で使用するにおいて実質的に異なることが特に好ましい。

特に、異なる２種類の繊維の均一な混合を考慮すると、既知の方法では、１回しか実施しない開繊工程を少なくとも２回実施することが好ましい。更に、炭繊維が熱接着性を有さないことを考慮すると、熱接着工程（３）は、熱プレス工程によって実施するか、あるいは予め熱気流（例えばホットエアー）によって炭繊維および熱接着性複合繊維を予備的に熱接着し、その後、熱プレス工程によって熱接着するのが好ましい。熱プレス工程は、得られる不織布の表面の毛羽立ちを抑制する効果をもたらす。これは、炭繊維のような熱接着性を有さない繊維を用いる場合には有用である。特に、熱気流によって予め接着しておくと、その後の熱プレスにおける圧力を小さくでき、その結果、比較的厚い不織布を製造することができる。そのような不織布は、その用途である濾材として用いる場合、濾過すべき液体に対して炭繊維を有効に利用できる点で有利である。

本発明の不織布は、布帛の形態でありながらも、木炭の性質を有するため、種々の用途に容易に利用できる。１つの態様では、本発明の不織布は、種々の形態の飲料調製用部材として使用できる。尚、飲料調製用部材とは、飲料を製造するに際して、残留消毒剤のような不純物（含まれることを意図していない成分）を含む、水道水のような水（意図して加えられた成分（例えばアルコール、砂糖、塩、調味料等）を含んでいてよく、このような種々の水を総称して、「水」なる用語を用いる）と接触させることによって、水から少なくとも一部分の不純物を除去する処理に用いる、不織布から形成した要素を意味する。当然ながら、本発明の不織布は、適度に水透過性であるので、飲料調製用部材に好適である。

具体的には、飲料調製用部材は、不織布を枚葉状に切断したシート状のものであってもよい。この場合、枚葉状の本発明の不織布を処理すべき水に所定時間浸漬して、好ましくは間欠的または連続的に水を撹拌すると、水に含まれる不純物を減らすことができる。

別の態様では、飲料調製用部材は、袋状の形態、例えば茶葉用パック、出汁用パック、ティーバッグ用バッグである。この場合、袋内に日本茶葉、麦茶葉、紅茶葉等の水によって抽出すべき材料を入れ、不純物が含まれている水中に茶葉等が入った袋を入れて所定時間保持することによって、水の不純物を減らすと共に、水中に所定の成分を茶葉等から抽出できる。具体的には、茶葉等を用いて熱茶、温茶または冷茶を調製するに際して、茶葉等を入れた袋を熱水、温水または冷水に漬けておくだけでお茶を準備できる。

更に別の態様では、飲料調製用部材は、種々の濾紙またはフィルターの形態、例えばいわゆるコーヒーフィルターである。この場合、濾紙上に保持した粉砕したコーヒー豆に熱水、温水等の水を注ぐと、水に粉砕した豆から必要成分が抽出されると共に、濾紙を通過するに際して水から不純物が濾紙によって除去される。

本発明の不織布は、上述のように木炭の性質を有し、従って、その不純物吸着能等を有するので、キッチンシート、排水口ネット、紙おむつ、衛生用ナプキン、おしぼり、ウエットティッシュ等の用途にも使用できる。

炭繊維として、紀州備長炭繊維（商品名、オーミケンシ（株）製、１．７dtex（太さ）×３８ｍｍ（長さ）、粉砕した紀州備長炭をビスコースレーヨンに練り込んで紡糸したもの）を用い、熱接着性複合繊維として芯−鞘型構造のポリエチレン／ポリプロピレン複合繊維（ＥＣＳ５２２、チッソ（株）製、１．７dtex×５１ｍｍ）を用いて本発明の不織布を製造した。芯−鞘繊維については、芯部分がポリプロピレン（融点：１６５℃）で形成され、鞘部分がポリエチレン（融点：１３０℃）で形成されているものを使用した。尚、炭繊維２０重量部および芯−鞘型構造熱接着性複合繊維８０重量部の割合で用いた。

最初に、これらの繊維（綿状態）を上記配合割合で開繊機に供給し、繊維を乾式法にて開繊すると共に混合した。尚、より均一な混合を確保するために、開繊した繊維を更にもう一度開繊処理に付した、即ち、開繊機に２回通した。

このように開繊・混合した繊維をカード機に供給し、これら繊維によってウェブを形成した。尚、カード機は、ローラーカード方式によるものであり、３台のカード機を直列に並べて、２０ｇ／ｍ^２のウェブを形成した。

次に、ウェブをサーマルボンド法に付し、芯−鞘繊維同士の熱接着、および芯−鞘繊維と炭繊維との熱接着を実施して不織布を作成した。このサーマルボンド法では、最初に熱風（１３０℃〜１４０℃）にてウェブを加熱すると共に予備的に熱接着を実施し、その後、熱ローラー（約１２０℃、プレス圧力：約４ｋｇ／ｃｍ^２）によって熱接着を実施した。これにより、毛羽立ちを抑制して不織布表面を整えることができ、また、接着性のない炭繊維が芯−鞘繊維によって不織布において固定されないために抜ける可能性を減らすことができた。得られた不織布の厚さは、０．０８ｍｍ〜０．２ｍｍであり、目付けは２０ｇ／ｍ^２であった。

このようにして得られた不織布を３３０ｍｍ×１０５ｍｍの寸法に切り取り、塩素濃度を１ｐｐｍに調製した純水１リットル中に入れ、３０分毎に塩素濃度を測定した。尚、塩素濃度は、オルトトリジン溶液を用いて測定し、本発明の不織布の塩素除去効果を測定した。尚、測定に際しては、不織布を水に入れた状態で１０秒間撹拌の後、検体５ｍｌを採取し、オルトトリジン溶液を１滴を滴下しての比色法にて残留塩素濃度を測定した。

その結果を次の表に示す：

明らかなように、本発明の不織布は、炭繊維が持つ不純物除去性能を十分に発揮できる。尚、上記実施例に加えて、炭繊維１０重量％および芯−鞘繊維９０％の場合、また、炭繊維２５重量％および芯−鞘繊維７５％の場合についても先と同様にして不織布を製造した。炭繊維の割合が多くなるほど、塩素除去速度に優れることが分かった。

更に、得られた不織布を折り曲げて縁部分を熱圧着して（圧着温度約１６０℃、圧力５ｋｇ／ｃｍ^２）袋状のいわゆる茶葉用パックを製造した。得られたパックの熱圧着部分についての接着状態を確認した。接着状態は十分に良好であり、茶葉用パックとして用いるに際して要求される接着状態を十分に確保できていた。

Claims (9)

1. 炭繊維および熱接着性複合繊維を含んで成る不織布。
2. 炭繊維は炭素系吸着剤の微粒子を含有する繊維である請求項１に記載の不織布。
3. 炭繊維は、炭素系吸着剤を５〜７０％含有する請求項１または２に記載の不織布。
4. 熱接着性複合繊維は、芯−鞘構造を有する請求項１〜３のいずれかに記載の不織布。
5. 熱接着性複合繊維において、芯はポリプロピレンで形成され、鞘はポリエチレンで形成されている請求項４に記載の不織布。
6. 不織布は、１０〜２５重量部の炭繊維を含み、９０〜７５重量部の熱接着性複合繊維を含んで成る請求項１〜５のいずれかに記載の不織布。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の不織布により形成される飲料調製用部材。
8. 茶葉用パックまたはバッグの形態である請求項７に記載の飲料調製用部材。
9. フィルターの形態である請求項８に記載の飲料調製用部材。