JP2016088555A

JP2016088555A - 嗜好性飲料抽出袋

Info

Publication number: JP2016088555A
Application number: JP2014223592A
Authority: JP
Inventors: 基伸鈴木; Motonobu Suzuki; 耕二吉田; Koji Yoshida; 副島　信一郎; Shinichiro Soejima; 信一郎副島
Original assignee: Yamanaka Industry Co Ltd; Unitika Trading Co Ltd
Current assignee: Yamanaka Industry Co Ltd; Unitika Trading Co Ltd
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】低温でヒートシールしても、剥離しにくい熱封緘が可能となる袋素材よりなる嗜好性飲料抽出袋を提供する。【解決手段】この嗜好性飲料抽出袋は袋素材が重ね合わされ、その端縁がヒートシールによって熱封緘されてなる。袋素材は、経糸及び緯糸が芯鞘型複合モノフィラメント糸よりなる織物であって、経糸及び緯糸の交点は芯鞘型複合モノフィラメント糸の鞘成分の溶融固化によって接着されてなる。芯鞘型複合モノフィラメント糸の芯成分は、重量平均分子量１０万〜２０万及び融点１６０〜２００℃のポリ乳酸である。芯鞘型複合モノフィラメント糸の鞘成分は、重量平均分子量６万〜１８万及び融点１２０〜１５０℃のポリ乳酸である。袋素材の端縁のヒートシールは、鞘成分の溶融固化及び芯成分の軟化変形によってなされている。【選択図】なし

Description

本発明は、茶葉等やコーヒー粉等を収納するための嗜好性飲料抽出袋に関し、緑茶、紅茶、烏龍茶又はコーヒーを抽出するための嗜好性飲料抽出袋に関するものである。

茶葉やコーヒー粉等を収納するための嗜好性飲料抽出袋の袋素材として、従来より、不織布や織物等の濾過性布帛が用いられている。近年、廃棄時に生分解しやすいポリ乳酸よりなる繊維又は糸を用いた不織布や織物等が採用されるようになってきている。たとえば、特許文献１には、経糸及び緯糸がポリ乳酸製芯鞘型複合モノフィラメント糸よりなる織物を袋素材とすることが提案されている。

特許文献１に記載されたポリ乳酸製芯鞘型複合モノフィラメント糸は、芯成分として融点１８０℃以上のステレオコンプレックスタイプのポリ乳酸が用いられており、鞘成分として融点が９０〜１７０℃のポリ乳酸が用いられているものである。そして、このポリ乳酸製芯鞘型複合モノフィラメント糸を経糸及び緯糸として織物を製織し、経糸及び緯糸の交点を鞘成分の溶融固化によって接着させたものを袋素材としている。この袋素材は重ね合わされた後、その端縁がヒートシールされることによって熱封緘され、嗜好性飲料抽出袋となるのである。

特開２００９−１３３０２２号公報

特許文献１記載の袋素材は、端縁をヒートシールする際に熱収縮しやすいという問題があった。この理由は、比較的高温でヒートシールしなければ熱封緘部が剥離しやいからである。そして、高温下でのヒートシールによって、熱収縮が激しくなるのである。

本発明は、低温でヒートシールしても剥離しにくい熱封緘が可能となる袋素材を提供し、この袋素材で製造された嗜好性飲料抽出袋を提供することを課題とするものである。

本発明者らは上記課題を解決すべく、ポリ乳酸モノフィラメント糸から成る嗜好性飲料抽出袋のヒートシール強度とポリ乳酸モノフィラメント糸の結晶化度や融点、分子量及び溶融粘度などについて系統的に検討した結果、ヒートシール強度を支配するのは、ヒートシール温度でのポリ乳酸モノフィラメント糸の熱軟化流動性であることを見出すに至った。すなわち、熱軟化流動性に優れたものほど広範囲に流動し、狭溢な細部領域までポリ乳酸樹脂が流動浸透するためにヒートシール強度が高まることを確認することができた。そしでポリ乳酸モノフィラメント糸の熱軟化流動性に大きな影響を与える支配的因子として重量平均分子量を特定するに至った。一般的に高分子の分子量は溶融粘度と大きく関係することが知られているが、溶融温度に類するレオロジー特性がヒートシール時の熱軟化流動性を支配していると推定される。

本発明者らは嗜好性飲料抽出袋の素材として用いる芯鞘型ポリ乳酸モノフィラメント糸として、製糸性や糸質特性（引張強度、柔軟性及び耐屈曲疲労性など）に優れ、かつ、低温ヒートシール性に優れたものについて鋭意検討した結果、芯鞘型ポリ乳酸モノフィラメント糸を構成する芯成分並びに鞘成分に最適の分子量範囲が存在することを発見するに至った。すなわち、分子量が高すぎても低すぎても上記要件を満足することはできず、芯鞘型ポリ乳酸モノフィラメント糸に固有の最適の分子量範囲が存在することを見出し、本発明に到達した。

本発明は、芯鞘型ポリ乳酸モノフィラメント糸の芯成分及び鞘成分として、特定の融点及び特定の重量平均分子量のポリ乳酸を採用することにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、経糸及び緯糸が芯鞘型複合モノフィラメント糸よりなる織物であって、該経糸及び該緯糸の交点は該芯鞘型複合モノフィラメント糸の鞘成分の溶融固化によって接着されてなる袋素材で構成され、かつ、該袋素材が重ね合わされた端縁は少なくとも該鞘成分の溶融固化によって熱封緘されてなる嗜好性飲料抽出袋において、前記芯鞘型複合モノフィラメント糸は、その芯成分が重量平均分子量１０万〜２０万及び融点１６０〜２００℃のポリ乳酸であり、その鞘成分が重量平均分子量６万〜１８万及び融点１２０〜１５０℃のポリ乳酸であることを特徴とする嗜好性飲料抽出袋に関するものである。特に、芯成分と鞘成分の重量平均分子量を同一としたことを特徴とする嗜好性飲料抽出袋に関するものである。

本発明で用いる芯鞘型複合モノフィラメント糸は、芯成分が重量平均分子量１０万〜２０万及び融点１６０〜２００℃のポリ乳酸からなる。ここで、重量平均分子量は以下の測定方法で測定したものである。すなわち、株式会社島津製作所製のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ（ＧＰＣ）を用い、ポリ乳酸はテトラヒドロフランに溶解したものを用い、標準物質はポリスチレンを用いて測定したものである。この際、重量平均分子量の千以下の値は四捨五入したものである。また、融点は、パーキンエルマー社製ＤＳＣ−２型（示差走査熱量計）を用い、昇温速度２０℃／分で測定したものである。芯成分の重量平均分子量が１０万未満であると、芯鞘型複合モノフィラメント糸の紡糸性や糸質特性が低下し、また、ヒートシール時の寸法安定性が損なわれるので好ましくない。また、芯成分の重量平均分子量が２０万を超えると、熱流動性が劣り、紡糸性が低下するので好ましくない。芯成分の融点が１６０℃未満であると、鞘成分との融点差が少なくなり、経糸及び緯糸の交点を接着する際に、芯成分も流動する恐れがあり、好ましくない。芯成分の融点が２００℃を超えると、鞘成分との融点差が大きくなりすぎて、複合紡糸の際に鞘成分の熱分解が生じて紡糸しにくくなるので、好ましくない。

一方、鞘成分は重量平均分子量６万〜１８万及び融点１２０〜１５０℃のポリ乳酸からなる。特に、重量平均分子量が芯成分と同一で、融点が１２０〜１５０℃のポリ乳酸を採用するのが好ましい。鞘成分の重量平均分子量が６万未満のものは紡糸性や糸質特性に劣るため、好ましくない。重量平均分子量が１８万を超えるものは、ヒートシール時の溶融又は軟化流動性が低下するので好ましくない。鞘成分の融点が１２０℃未満のものは、芯成分との融点差が大きくなりすぎて、芯鞘型複合モノフィラメント糸を紡糸しにくくなる。また、鞘成分の融点が１５０℃を超えると、低温でヒートシールしにくくなるので、好ましくない。

芯鞘型複合モノフィラメント糸の繊度は２０〜５０デシテックス程度である。繊度が２０デシテックス未満であると、織機で製織しにくくなる傾向がある。また、繊度が５０デシテックスを超えると、薄手の織物が得にくく、嗜好性飲料抽出袋の袋素材として適当ではない。また、芯鞘型複合モノフィラメント糸の芯成分と鞘成分の体積比は、芯成分：鞘成分＝７０〜６０：３０〜４０であるのが好ましい。芯成分の体積比が６０以下であると、得られる袋素材の引張強度が低下する傾向が生じる。また、鞘成分の体積比が３０未満であると、経糸及び緯糸の交点の接着強度が低下する傾向が生じる。このような芯鞘型複合モノフィラメント糸を経糸及び緯糸に用いて製織して織物を得る。織物の組織としては従来公知の任意の組織を採用しうるが、寸法安定性の観点から縦横が均質な平織組織を採用するのが好ましい。経糸密度及び緯糸密度は、濾過性（抽出性）が良好となるような目が生じる程度が好ましく、たとえば、８０〜１１０本／インチ程度であるのが好ましい。

得られた織物に加熱処理を施す。この加熱処理は、芯鞘型複合モノフィラメント糸の鞘成分のみを溶融固化させて、経糸及び緯糸の交点を接着させるためである。したがって、加熱処理の温度条件は、鞘成分の融点以上の温度で数秒〜数十秒処理する。具体的には、鞘成分の融点以上の温度に加熱された雰囲気下で熱セット加工することにより行われる。

以上のようにして経糸及び緯糸の交点が接着され、目づれの少ない袋素材が得られる。この袋素材を四辺形に裁断したものを二枚重ね合わせ、三辺の端縁をヒートシールして熱封緘することにより、嗜好性飲料抽出袋が得られる。また、長方形の袋素材を二つ折りにして、両側端をヒートシールして熱封緘することにより、嗜好性飲料抽出袋が得られる。ヒートシールは、熱及び圧力を負荷して行うものであるので、鞘成分の融点以下の温度でも圧力の作用によって溶融し固化して熱封緘される。特に、鞘成分と芯成分の重量平均分子量が同一であると、ヒートシール時に鞘成分と共に芯成分も軟化変形し、剥離しにくい熱封緘が可能となる。なお、本発明でいうヒートシールには、超音波によって熱を発生させる超音波シールも含まれている。

かかる嗜好性飲料抽出袋は袋の形態で提供され、消費者が茶葉等を収納し、茶を抽出するのである。また、茶葉等を収納した後、嗜好性飲料抽出袋の口を再度熱封緘したものを提供してもよい。この場合、消費者は茶葉等を収納する手間が省け、そのまま熱湯に浸漬すれば、茶を抽出しうる。

本発明に係る嗜好性飲料抽出袋の袋素材は、経糸及び緯糸が芯鞘型複合モノフィラメント糸よりなる織物で、芯成分及び鞘成分として、特定の融点及び特定の重量平均分子量のポリ乳酸を採用している。したがって、袋素材を重ね合わせて、その端縁をヒートシールする際に、少なくとも鞘成分の溶融固化によって熱封緘されるので、熱封緘部の剥離強度が向上するという効果を奏する。特に、鞘成分と芯成分の重量平均分子量が同一であると、両成分の相溶性が向上することから、ヒートシール時に鞘成分が溶解又は軟化流動した際に芯成分との界面での剥離が生じず、熱封緘部の剥離強度がより向上するという効果を奏する。

実施例１
芯成分として、重量平均分子量が１３万で融点が１６４℃のポリ乳酸を準備した。また、鞘成分として、重量平均分子量が１３万で融点が１３１℃のポリ乳酸を準備した。両者のポリ乳酸を溶融複合紡糸することにより、繊度が２６デシテックスの芯鞘型モノフィラメント糸を得た。この芯鞘型モノフィラメント糸の芯成分と鞘成分の体積比は、芯成分：鞘成分＝６０：４０であった。そして、この芯鞘型モノフィラメント糸を経糸及び緯糸に用いて、経糸密度及び緯糸密度共に９７本／インチの平織物を得た。この平織物を精練した後、１４０℃の雰囲気下で熱セット加工し、経糸及び緯糸の交点が鞘成分の溶融固化によって接着された袋素材を得た。

縦８０ｍｍで横４０ｍｍの長方形に裁断された袋素材の二枚を重ね合わせて、その三辺をヒートシールして嗜好性飲料抽出袋を得た。ヒートシールは、佐川製作所製のヒートシール機を用い、シール幅２ｍｍ、シール温度１１０℃、シール圧０．３ＭＰａ及びシール時間０．５秒の条件で行った。

実施例２
芯成分として、重量平均分子量が１３万で融点が１８１℃のポリ乳酸を用いた他は、実施例１と同一の方法で嗜好性飲料抽出袋を得た。

実施例３
実施例１で得られた袋素材を用いて、シール温度を１２０℃に変更した他は、実施例１と同一の方法で嗜好性飲料抽出袋を得た。

実施例４
実施例１で得られた袋素材を用いて、シール温度を１００℃に変更した他は、実施例１と同一の方法で嗜好性飲料抽出袋を得た。

実施例５
芯鞘型モノフィラメント糸の芯成分と鞘成分の体積比を、芯成分：鞘成分＝７０：３０に変更した他は、実施例１と同一の方法で嗜好性飲料抽出袋を得た。

実施例６
芯鞘型モノフィラメント糸の芯成分と鞘成分の体積比を、芯成分：鞘成分＝７０：３０に変更し、かつ、ヒートシール温度を１２０℃に変更した他は、実施例１と同一の方法で嗜好性飲料抽出袋を得た。

実施例７
芯鞘型モノフィラメント糸の芯成分と鞘成分の体積比を、芯成分：鞘成分＝７０：３０に変更し、かつ、ヒートシール温度を１００℃に変更した他は、実施例１と同一の方法で嗜好性飲料抽出袋を得た。

比較例１
鞘成分として、重量平均分子量が１３万で融点が１５５℃のポリ乳酸を用い、かつ、ヒートシール温度を１２０℃に変更した他は、実施例１と同一の方法で嗜好性飲料抽出袋を得た。

［シール部の剥離強度（Ｎ）の測定］
実施例１〜７及び比較例１で得られた嗜好性飲料抽出袋のシール部の剥離強度を以下の方法で測定した。嗜好性飲料抽出袋のシール部を１５ｍｍ幅で含んだ、長さ８０ｍｍの短冊片を試料片とし、イマダ社製の縦型電動計測スタンド（デジタルフォースゲージ付き）を用い、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎでシール部の剥離強度を測定した。試料片１０片につき剥離強度を測定し、その平均値を剥離強度（Ｎ）として、表１に示した。

［ヒートシール時の熱収縮率（％）の測定］
ヒートシールする前の三辺の長さＸ０と、ヒートシールした後の三辺の長さＸ１を測定し、［（Ｘ０−Ｘ１）／Ｘ０］×１００の式で熱収縮率を求めた。試料片１０片につき熱収縮率を求め、その平均値を熱収縮率（％）として、表１に示した。

［表１］
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剥離強度（Ｎ）熱収縮率（％）
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実施例１６．７１．４６
実施例２６．８１．３５
実施例３７．４２．０９
実施例４４．７１．０４
実施例５５．６１．６６
実施例６７．２２．２９
実施例７４．１１．２５
比較例１１．９１．２０
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実施例１〜７及び比較例１を対比すれば分かるように、実施例１〜７に係る嗜好性飲料抽出袋は、シール部の剥離強度が向上していることが分かる。

Claims

経糸及び緯糸が芯鞘型複合モノフィラメント糸よりなる織物であって、該経糸及び該緯糸の交点は該芯鞘型複合モノフィラメント糸の鞘成分の溶融固化によって接着されてなる袋素材で構成され、かつ、該袋素材が重ね合わされた端縁は少なくとも該鞘成分の溶融固化によって熱封緘されてなる嗜好性飲料抽出袋において、
前記芯鞘型複合モノフィラメント糸は、その芯成分が重量平均分子量１０万〜２０万及び融点１６０〜２００℃のポリ乳酸であり、その鞘成分が重量平均分子量６万〜１８万及び融点１２０〜１５０℃のポリ乳酸であることを特徴とする嗜好性飲料抽出袋。
芯成分と鞘成分の重量平均分子量が同一である請求項１記載の嗜好性飲料抽出袋。
袋素材は、ヒートシール時の熱収縮率が２．５％未満であり、かつ、シール部の剥離強度が４．０Ｎ以上である請求項１記載の嗜好性飲料抽出袋。