JP3626586B2 - Sheet paper for extraction - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はティーバッグ、コーヒーフィルター等に利用される、ヒートシール剥離強力に優れた抽出用シート紙に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙用繊維としては、従来から、ビニロン、レーヨン、天然セルロース、ポリエステル、ポリアクリロニトリル系繊維がかなり広く使用されてきているが、最近は要求性能の高度化、コストの低減化から各種繊維紙の中で独特の柔軟な風合を有し、熱接着性があり、コストも安いポリオレフィン系繊維紙の開発がかなり進んできている。
【０００３】
特開平０３−２８７８９６号公報の発明においては融点または軟化点が１６０〜２５０℃の重合体Ａを芯成分、融点または軟化点が８０〜１５０℃の重合体Ｂを鞘成分とし、その体積分率Ａ／Ｂが７０／３０〜３０／７０、比重が１．０以上の複合繊維を含んでなる湿式不織布が提案されている。しかしながら、この場合ヒートシール剥離強力に優れるポリオレフィン系繊維とすると比重が１．０未満となり、抄紙時の分散不良のため紙地合が悪く好ましくなかった。
【０００４】
また、特開平０６−１０８３１０号公報の発明においては８８〜９６％のプロピレン、２〜１０％のポリエチレン、２〜１０％の１−ブテンからなる３元共重合体を鞘成分、結晶性ポリプロピレンを芯成分とした複合繊維の製造方法が提案されている。しかしながら、鞘成分のプロピレン成分が少なくなると、紡出時の繊維間の膠着が多発し、紡糸調子が不良となり、例え繊維としたところで抄紙後の紙地合は著しく悪いものになってしまうという問題を有していた。
【０００５】
ティーバックとしては従来より木材パルプ、マニラ麻パルプ、ビニロン、レーヨン等親水性繊維が使用されてきた。これらの繊維を使用した紙は、繊維の叩解度を下げることでポアサイズを小さくすることが可能ではあるが、湿潤強力が低いという欠点を有していた。
【０００６】
また、特公平４−６１１１６号公報の発明では第１層にポリエステル繊維、第２層に低融点成分を少なくとも一部に有する繊維１０〜５０重量％とポリエステル繊維を使用し積層した合成紙が提案されており、この合成紙は上記のパルプ素材を用いる紙に比べれば一般的にヒートシール強力が高いものとなるが、しかし該ポリエステル紙はポリオレフィン系繊維を使用した紙に比べるとヒートシール剥離強力が不十分であり、ティーバック、コーヒーフィルター等熱湯中でヒートシール部の破損なく使用するためには、依然として不満足である。
【０００７】
また一方、ポリオレフィン系繊維紙は、その抄紙工程においてポリオレフィン系繊維の分散性が不満足である。したがって、その分散性を向上させ、生産速度の向上を図ることが要請されているが、その分散性を向上させるために分散剤を併用する場合、一般的に発泡を伴い、地合のよい紙を得ることができないのが現状である。
即ち、ポリオレフィン系繊維を用い湿式抄紙してその紙を得る場合、発泡性が少なく地合が良好で、且つ紙強力の高いポリオレフィン系繊維紙を得るための湿式用分散剤は未だ見出されていない。
【０００８】
以上のような問題により、ティーバッグ、コーヒーバッグ等に利用されるヒートシール剥離強力に優れた、実用化されているポリオレフィン系繊維を用いた抽出用シート紙は少なく、ポリオレフィン自身の持つ優れた性能が十分に生かされていないのが現状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ティーバッグ、コーヒーフィルター等熱湯中での使用に際してもそのヒートシール剥離強力に優れ、かつまたその優れた抄紙製造上の点から紙地合が優れているポリオレフィン系繊維からなる抽出用シート紙を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前述した目的を達成すべく鋭意検討した結果、エチレンを１〜８重量％共重合した融点が１３５℃以上の変成ポリプロピレンを鞘成分、プロピレンを芯成分とした鞘芯型複合繊維にポリエーテルアミド系化合物を付着させてなる繊維５〜７０重量％とと親水性繊維９５〜３０重量％とを混合し湿式抄紙してなり、平均ポアサイズが１０〜５０μｍ、ヒートシール乾剥離強力が１００ｇ／ｃｍ以上、煮沸状態でのヒートシール剥離強力が５０ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とするポリオレフィン系繊維からなる抽出用シート紙である。
【００１１】
本発明抽出用シート紙においては、それを構成する繊維が、変性ポリプロピレンと非変性ポリプロピレンとの鞘芯型複合繊維を用いることにより、他のパルプ等親水性繊維との混合状態で両者の結合を高めると共に、その芯成分同士でのヒートシール接合強力が強力であるので、熱湯中での使用に際してその接合点での剥離の心配が全くなく、またその抽出用シートの地合が優れ均質地合による均質な抽出、濾過が達成できるものである。
【００１２】
本発明における鞘成分の変成ポリプロピレンのエチレン共重合量としては１〜８重量％が好ましく、さらに好ましくは３〜５重量％である。エチレン共重合量が１重量％未満の場合はバインダー繊維としての効果が小さく、引張強力が弱くなるため、好ましくない。逆にエチレン共重合量が８重量％を越えると繊維の紡出時に繊維同志の膠着が発生し、著しく曳糸性が不良となり問題となる。
【００１３】
芯成分としては、ポリプロピレンが好適である。これは、ヒートシールした際にこの芯成分が主としてヒートシール剥離強力に効果を示すためである。
芯成分がポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエステルでは融点が高いため、ヒートシール性が好ましくない。例え共重合により融点を低下させたとしても、その場合には該繊維製造での曳糸性が不良となるといった問題が生じてくるのであり、ホリプロピレンの場合、そのような問題が生じない。
また、ナイロンを代表とするポリアミドを芯成分に用いても前述のポリエステルと同様の理由により好ましくない。
【００１４】
本発明で使用するポリオレフィン系複合繊維の鞘成分、芯成分には酸化防止剤、艶消し剤、帯電防止剤、消臭剤、芳香剤、難燃剤等が添加されていても何等問題はない。但し、その添加量はあくまでヒートシール性に影響を及ぼさない量することが肝要である。
【００１５】
繊維の断面形状については丸型、偏平型、繭型、中空型、Ｔ型等特に限定されるものではない。繊度、繊維長については目的とする紙質によって適宜選択されるが、繊度としては０．０１デニール〜３デニール、繊維長としては１ｍｍ〜３０ｍｍの範囲が好ましく、特に好ましくは繊度が０．５デニール〜２デニール、繊維長が３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲である。
【００１６】
ポリエーテルアミド系化合物（以下、単に分散剤と略記する場合もある）としては、特に限定されるものではないが、下記に示した化学式を有するものが好適に使用できる。
【００１７】
【化１】
ここでＲ１は、置換基を有していても良い炭素数１０〜２０の炭化水素基、Ｒ２及びＲ３は置換基を有していても良い炭素数２〜６の炭化水素基、Ｘはエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロック体などのポリアルキレンオキシド単位であり、ｎは２〜７０、Ｙは水素原子またはトリメチルシリル基などのアルキルシリル基である。
その内、本発明で用いるのに特に好適なポリエーテルポリアミド系化合物としては、Ｒ１が炭素数１８の炭化水素基、Ｒ２、Ｒ３が炭素数２の炭化水素基、Ｘがエチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロック体単位であり、ｎは４０〜６０、Ｙは水素原子である。
【００１９】
このポリエーテルアミド系化合物は、その重量平均分子量が５００〜８０００、好ましくは１０００〜６０００のものが好適である。この重量平均分子量の範囲を外れると良好な分散性を得ることは難しく、また、分散剤の溶解性及び溶解時の泡立ち、抄紙時の発泡性等にも問題が生じてくる。
【００２０】
また、このポリエーテルアミド系化合物は、そのＨＬＢ（グリフィンのＨＬＢ）が５〜１５のもの、好ましくは８〜１２の範囲のものとする。ＨＬＢが５未満の場合、繊維の分散性が不良となり好ましくない。逆にＨＬＢが１５より大きい場合は繊維分散時の発泡が激しく抄紙時の工程性不良及び紙欠点の発生を招く。
【００２１】
この分散剤の繊維への付着量は、０．０３重量％〜２重量％であり、特に好ましくは０．２重量％〜１重量％である。すなわち、０．０３重量％未満では良好な分散性を与えることができず、２重量％を越える付与は分散性良好であるが、コストが高くなるばかりでなく、無駄な量を付与することになるのでその必要はない。
【００２２】
本発明で使用される分散剤を繊維に付与する方法としては特に限定されるものではなく、従来の方法で紡糸延伸後、付与することができる。
【００２３】
本発明における抽出用シートは、前述の鞘芯型ポリオレフィン系繊維を５〜７０重量％、木材パルプ、マニラ麻パルプ、ビニロン、レーヨン等親水性繊維を９５〜３０重量％混抄するのが好ましい。ポリオレフィン系繊維の混抄率が５％未満の場合、ポリオレフィンの有する優れたヒートシール性が現れず、混抄率が７０％を越えると得られたシートが非常にフィルムライクとなること、また比重が軽いことに加え、ポリオレフィンの親水性に乏しい性能のためティーバックが浮き勝ちとなり、目的とする用途にそぐわないものとなってしまう。
【００２４】
また、本発明における抽出用シートの平均ポアサアイズは、１０〜５０μｍが好適である。ポアサイズはコールター・エレクトロニクス（Ｃｏｌｔｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）社製の“コールター・ポロメーターＩＩ”により測定したものであるが、平均ポアサイズが１０μｍ未満になると、ティーバックとした場合にはお茶の成分が出るのに時間がかかり、コーヒーフィルターとした場合にはコーヒーのドリップ等に時間がかかるといった問題が生じる。逆に平均ポアサイズが５０μｍを越えると、お茶、あるいはコーヒー粒子等がそれぞれ濾紙の孔から洩れ出すことがあるので良くない。
【００２５】
本発明における抽出用シートのヒートシール乾剥離強力は１００ｇ／ｃｍ以上、煮沸状態でのヒートシール強力は５０ｇ／ｃｍ以上である必要がある。これは、目的とする用途にこのポリオレフィン系繊維からなる抽出用シートを使用した場合に、各々のヒートシール強力が弱いと、その内容物が、該抽出用シートの接合部での剥離によって洩れ出すからである。
【００２６】
本発明で、ポリオレフィン系繊維と混抄される繊維は、前記のごとく木材パルプ、マニラ麻、ビニロン、レーヨン等の親水性繊維であり、これらの１種もしくは２種以上を用いることができる。
【００２７】
抄紙は上記紙料を用いて、以後通常の湿式抄紙法によって抄紙される。この場合、１層のみの単紙であっても、２層以上の抄き合わせであっても何ら差し支えはない。そして、紙層形成後は通常の脱水工程、及び乾燥工程を経ることで強力のあるポリオレフィン系繊維紙が得られるものであり、特別の熱処理機を必要としないで抄造できる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明をさらに実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、実施例における試験方法は次の通りである。
【００２９】
〈ヒートシール性〉
抽出用シート紙から幅１５ｍｍ、長さ１７０ｍｍの試験片を採取し、２つ折りにした状態で折り目から１０ｍｍの部分にヒートシーラーで１７０℃×３ｓｅｃの熱をかけることにより、ヒートシール剥離強力測定用サンプルを作成する。
引張り試験機を用いてチャック間１００ｍｍ、引張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで乾剥離強力を測定する。
煮沸状態のウォーターバス中にヒートシールした部分が浸漬するようにサンプルの一方の端を固定し、他方の端にバネばかりを取り付け、初加重として３０ｇの加重をかけた状態で１分間放置後、引張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、煮沸状態でのヒートシール剥離強力を測定する。
【００３０】
＜実施例−１＞
エチレンを３重量％共重合させた融点が１４８℃の変成ポリプロピレンとポリプロピレンをそれぞれ鞘成分、芯成分とし、ポリエーテルアミド系化合物を繊維に対して０．２９重量％付着させて鞘芯型ポリオレフィン系複合繊維を得た。
ここでポリエーテルアミド系化合物は、ＨＬＢ＝１０、重量平均分子量＝６０００の下記式で示すものを使用した。
【００３１】
【化２】
上記で得られたポリオレフィン系繊維を第１層に５０重量％、第２層に１０重量％、パルプをそれぞれ５０重量％、６０重量％、ビニロンバインダー繊維をそれぞれ０重量％、３０重量％の割合で混合し、坪量３０ｇ／ｍ２となるように２層抄き合わせで抄紙した。この後、抄紙したシートをドライパートの温度１３０℃で乾燥した。次いで１５０℃×１ｍ／ｍｉｎ、２０ｋｇ／ｃｍの熱プレス機にて熱処理を行い、本発明の抽出用シート紙を得た。
この抽出用シート紙の平均ポアサイズは１９μｍ、ヒートシール乾剥離強力は１３０ｇ／ｃｍ、煮沸状態でのヒートシール剥離強力は５５ｇ／ｃｍであり、ティーバックとして好適なシート紙であった。
【００３３】
＜実施例−２＞
実施例−１で得られた、分散剤付与の鞘芯型ポリオレフィン系複合繊維を用い、この繊維を６０重量％、マニラ麻を３０重量％、ビニロンバインダー繊維を１０重量％の割合で混合し、坪量４０ｇ／ｍ２となるように湿式抄紙し、その後該抄紙したシートをドライパートの温度１３０℃で乾燥した。次いで１７０℃×１ｍ／ｍｉｎ、２０ｋｇ／ｃｍの熱プレス機にて熱処理を行い、本発明の抽出用シート紙を得た。
この抽出用シート紙の平均ポアサイズは１３μｍ、ヒートシール乾剥離強力は３２０ｇ／ｃｍ、煮沸状態でのヒートシール剥離強力は１７５ｇ／ｃｍであり、コーヒーフィルターとして好適なシート紙であった。
【００３４】
＜実施例−３＞
実施例−１の分散剤を付与した鞘芯型ポリオレフィン系複合繊維を１０重量％、パルプを７０重量％、低融点ポリエステルバインダー繊維を２０重量％の割合で混合し、坪量２０ｇ／ｍ２となるように湿式抄紙した後、該抄紙したシートをドライパートの温度１３０℃で乾燥した。次いで１７０℃×１ｍ／ｍｉｎ、２０ｋｇ／ｃｍの熱プレス機にて熱処理を行い、本発明の抽出用シート紙を得た。
この抽出用シート紙の平均ポアサイズは４０μｍ、ヒートシール乾剥離強力は１１０ｇ／ｃｍ、煮沸状態でのヒートシール剥離強力は５２ｇ／ｃｍであり、ティーバックとして好適なシート紙であった。
【００３５】
＜実施例−４＞
エチレンを８重量％共重合させた融点が１３５℃の変成ポリプロピレンとポリプロピレンをそれぞれ鞘成分、芯成分とし、実施例１で使用したポリエーテルアミド系化合物を繊維に対して０．４５重量％付着させて鞘芯型ポリオレフィン系複合繊維を得た。
得られたポリオレフィン系繊維を第１層に５０重量％、第２層に１０重量％、パルプをそれぞれ５０重量％、６０重量％、ビニロンバインダー繊維をそれぞれ０重量％、３０重量％の割合で混合し、坪量３０ｇ／ｍ２となるように２層抄き合わせで湿式抄紙した。この後、該抄紙したシートをドライパートの温度１３０℃で乾燥した。次いで１５０℃×１ｍ／ｍｉｎ、２０ｋｇ／ｃｍの熱プレス機にて熱処理を行い、本発明の抽出用シート紙を得た。
この抽出用シート紙の平均ポアサイズは１４μｍ、ヒートシール乾剥離強力は１７３ｇ／ｃｍ、煮沸状態でのヒートシール剥離強力は９８ｇ／ｃｍであり、ティーバックとして好適なシート紙であった。
【００３６】
＜比較例−１＞
実施例−１の分散剤を付与した鞘芯型ポリオレフィン系複合繊維を８０重量％、マニラ麻を２０重量％の割合で混合し、坪量２０ｇ／ｍ２となるように湿式抄紙した後、該抄紙したシートをドライパートの温度１３０℃で乾燥した。次いで１７０℃×１ｍ／ｍｉｎ、２０ｋｇ／ｃｍの熱プレス機にて熱処理を行い、抽出用シート紙を得た。
この抽出用シート紙の平均ポアサイズは７．８μｍと非常に小さく、フィルムライクであり、ヒートシール乾剥離強力は３８０ｇ／ｃｍ、煮沸状態でのヒートシール剥離強力は２２３ｇ／ｃｍと高強力であったものの、ティーバックとしては不適なものであった。
【００３７】
＜比較例−２＞
実施例−１の分散剤を付与した鞘芯型ポリオレフィン系複合繊維を３重量％、パルプを７７重量％、ビニロンバインダー繊維２０重量％の割合で混合し、坪量３０ｇ／ｍ２となるように湿式抄紙した後、該抄紙したシートをドライパートの温度１３０℃で乾燥した。次いで１７０℃×１ｍ／ｍｉｎ、２０ｋｇ／ｃｍの熱プレス機にて熱処理を行い、抽出用シート紙を得た。
この抽出用シート紙の平均ポアサイズは３２μｍ、ヒートシール乾剥離強力は１０７ｇ／ｃｍ、煮沸状態でのヒートシール剥離強力は３８ｇ／ｃｍで、ティーバックとしては不適なものであった。
【００３８】
＜比較例−３＞
エチレンを０．５重量％共重合させた融点が１６５℃の変成ポリプロピレンとポリプロピレンをそれぞれ鞘成分、芯成分とし、ポリエーテルアミド系化合物を繊維に対して０．４５重量％付着させて鞘芯型ポリオレフィン系複合繊維を得た。
得られたポリオレフィン系繊維を第１層に５０重量％、第２層に１０重量％、パルプをそれぞれ５０重量％、６０重量％、ビニロンバインダー繊維をそれぞれ０重量％、３０重量％の割合で混合し、坪量３０ｇ／ｍ２となるように２層抄き合わせで湿式抄紙した。この後、該抄紙したシートをドライパートの温度１３０℃で乾燥した。次いで１５０℃×１ｍ／ｍｉｎ、２０ｋｇ／ｃｍの熱プレス機にて熱処理を行い、抽出用シート紙を得た。
この抽出用シート紙の平均ポアサイズは２８μｍ、ヒートシール乾剥離強力は８７ｇ／ｃｍ、煮沸状態でのヒートシール剥離強力は３５ｇ／ｃｍであり、剥離強力の弱いシートしか得られず、ティーバックとしては不適なものであった。
【００３９】
＜比較例−４＞
エチレンを１０重量％共重合させた融点が１３２℃の変成ポリプロピレンとポリプロピレンをそれぞれ鞘成分、芯成分とし、鞘芯型ポリオレフィン系複合繊維を得ようとしたが、紡出時に繊維間膠着により、曳糸性が極めて悪く、該繊維の安定生産は不可と見なした。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のポリオレフィン系繊維からなる抽出用シート紙は均質な地合いを有し、適度なポアサイズを有しており、しかもヒートシール性にも優れているので、ティーバック、コーヒーフィルター等の抽出、瀘過部材として利用する場合、極めて好適なシートである。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an extraction sheet paper that is used in tea bags, coffee filters and the like and has excellent heat seal peeling strength.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, vinylon, rayon, natural cellulose, polyester, and polyacrylonitrile fibers have been widely used as papermaking fibers. Recently, however, various fiber papers have been used because of higher performance requirements and lower costs. The development of polyolefin fiber paper that has a unique and soft texture, thermal adhesiveness, and low cost has progressed considerably.
[0003]
In the invention of Japanese Patent Laid-Open No. 03-287896, the polymer A having a melting point or softening point of 160 to 250 ° C. is used as a core component, and the polymer B having a melting point or softening point of 80 to 150 ° C. is used as a sheath component. There has been proposed a wet nonwoven fabric comprising a composite fiber having an A / B of 70/30 to 30/70 and a specific gravity of 1.0 or more. However, in this case, when the polyolefin fiber excellent in heat seal peel strength is used, the specific gravity is less than 1.0, which is not preferable due to poor dispersion during paper making due to poor dispersion.
[0004]
In the invention of JP-A-06-108310, a terpolymer comprising 88 to 96% propylene, 2 to 10% polyethylene, and 2 to 10% 1-butene is used as a sheath component, and crystalline polypropylene is used. A method for producing a composite fiber as a core component has been proposed. However, when the propylene component of the sheath component is reduced, the sticking between the fibers during spinning frequently occurs, the spinning condition becomes poor, and the paper formation after paper making becomes extremely bad when the fiber is used. Had.
[0005]
Conventionally, hydrophilic fibers such as wood pulp, Manila hemp pulp, vinylon and rayon have been used as tea bags. Papers using these fibers have the disadvantage of low wet strength, although the pore size can be reduced by lowering the beating degree of the fibers.
[0006]
In the invention of Japanese Patent Publication No. 4-61116, a synthetic paper is proposed in which a polyester fiber is used as a first layer and a polyester fiber is used and laminated with 10 to 50% by weight of a fiber having a low melting point component at least in part. This synthetic paper generally has higher heat seal strength than paper using the above pulp material, but the polyester paper has heat seal peel strength compared to paper using polyolefin fibers. Is still unsatisfactory for use in hot water such as tea bags and coffee filters without breakage of the heat seal.
[0007]
On the other hand, the polyolefin fiber paper is unsatisfactory in the dispersibility of the polyolefin fiber in the paper making process. Therefore, it is demanded to improve the dispersibility and increase the production speed. However, when a dispersant is used in combination with the dispersant to improve the dispersibility, it is generally accompanied by foaming and has good texture. It is the present situation that cannot be obtained.
That is, when a paper is obtained by wet paper making using a polyolefin fiber, a wet dispersing agent for obtaining a polyolefin fiber paper having low foaming property, good texture and high paper strength has not yet been found. Absent.
[0008]
Due to the above problems, there are few sheet papers for extraction using polyolefin fibers that have been put to practical use, which have excellent heat seal peeling strength used for tea bags, coffee bags, etc., and excellent performance of polyolefin itself Is not fully utilized.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is a polyolefin-based fiber that is excellent in heat-seal peeling strength even when used in hot water such as tea bags and coffee filters, and also has excellent paper texture in terms of its excellent papermaking. It is to provide sheet paper for extraction.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that a sheath-core type composite in which 1 to 8% by weight of ethylene is copolymerized with a melting point of 135 ° C. or more as a sheath component and propylene as a core component. 5 to 70% by weight of fibers made by adhering a polyetheramide compound to fibers and 95 to 30% by weight of hydrophilic fibers and wet papermaking, average pore size of 10 to 50 μm, heat seal dry peel strength 100 g / cm or more, and heat-sealing peel strength in a boiling state is 50 g / cm or more.
[0011]
In the sheet paper for extraction of the present invention, by using a sheath-core type composite fiber of modified polypropylene and non-modified polypropylene, the fibers constituting the sheet paper are bonded to each other in a mixed state with other hydrophilic fibers such as pulp. In addition, the strength of the heat seal bonding between the core components is strong, so there is no fear of peeling at the bonding point when using in hot water, and the extraction sheet is excellent in formation and homogeneous formation. Homogeneous extraction and filtration can be achieved.
[0012]
The ethylene copolymerization amount of the modified polypropylene as the sheath component in the present invention is preferably 1 to 8% by weight, more preferably 3 to 5% by weight. When the amount of ethylene copolymerization is less than 1% by weight, the effect as a binder fiber is small, and the tensile strength becomes weak. On the other hand, if the ethylene copolymerization amount exceeds 8% by weight, the fibers stick together at the time of spinning the fiber, and the spinnability becomes extremely poor, which is a problem.
[0013]
Polypropylene is preferred as the core component. This is because this core component mainly has an effect of heat seal peeling strength when heat sealed.
A polyester whose core component is represented by polyethylene terephthalate has a high melting point, and therefore heat sealability is not preferable. Even if the melting point is lowered by copolymerization, in that case, there arises a problem that the spinnability in the production of the fiber becomes poor, and in the case of polypropylene, such a problem does not occur.
Further, it is not preferable to use polyamide typified by nylon as the core component for the same reason as the above-mentioned polyester.
[0014]
There is no problem even if an antioxidant, a matting agent, an antistatic agent, a deodorant, a fragrance, a flame retardant and the like are added to the sheath component and the core component of the polyolefin-based composite fiber used in the present invention. However, it is important that the amount added does not affect the heat sealability.
[0015]
The cross-sectional shape of the fiber is not particularly limited, such as a round shape, a flat shape, a saddle shape, a hollow shape, and a T shape. The fineness and fiber length are appropriately selected depending on the intended paper quality. The fineness is preferably 0.01 to 3 denier, and the fiber length is preferably 1 to 30 mm, and particularly preferably the fineness is 0.5 denier to 2 denier, fiber length is in the range of 3 mm to 15 mm.
[0016]
The polyether amide compound (hereinafter sometimes simply referred to as “dispersing agent”) is not particularly limited, but those having the following chemical formula can be preferably used.
[0017]
[Chemical 1]
Here, R1 is a hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms which may have a substituent, R2 and R3 are hydrocarbon groups having 2 to 6 carbon atoms which may have a substituent, and X is ethylene oxide. , Polypropylene oxide, polyalkylene oxide units such as ethylene oxide and propylene oxide block, n is 2 to 70, and Y is a hydrogen atom or an alkylsilyl group such as a trimethylsilyl group.
Among them, polyether polyamide compounds particularly suitable for use in the present invention include R1 is a hydrocarbon group having 18 carbon atoms, R2 and R3 are hydrocarbon groups having 2 carbon atoms, and X is a block of ethylene oxide and propylene oxide. It is a body unit, n is 40 to 60, and Y is a hydrogen atom.
[0019]
The polyether amide compound has a weight average molecular weight of 500 to 8000, preferably 1000 to 6000. If the weight average molecular weight is out of the range, it is difficult to obtain good dispersibility, and there are also problems with the solubility of the dispersant, foaming during dissolution, foamability during papermaking, and the like.
[0020]
The polyether amide compound has an HLB (HLP of Griffin) of 5 to 15, preferably 8 to 12. When the HLB is less than 5, the dispersibility of the fiber becomes poor, which is not preferable. Conversely, if HLB is greater than 15, foaming during fiber dispersion is severe, resulting in poor processability and paper defects during papermaking.
[0021]
The amount of the dispersing agent attached to the fiber is 0.03% by weight to 2% by weight, particularly preferably 0.2% by weight to 1% by weight. That is, if it is less than 0.03% by weight, good dispersibility cannot be provided, and if it exceeds 2% by weight, dispersibility is good, but not only the cost increases, but also a wasteful amount is given. That's not necessary.
[0022]
The method for applying the dispersant used in the present invention to the fiber is not particularly limited, and it can be applied after spinning and drawing by a conventional method.
[0023]
In the extraction sheet of the present invention, it is preferable to blend 5 to 70% by weight of the above-described sheath-core polyolefin fiber and 95 to 30% by weight of hydrophilic fibers such as wood pulp, Manila hemp pulp, vinylon, and rayon. When the mixing ratio of the polyolefin fibers is less than 5%, the excellent heat sealability of the polyolefin does not appear, and when the mixing ratio exceeds 70%, the obtained sheet becomes very film-like and the specific gravity is light. In addition, due to the poor hydrophilic properties of polyolefins, the tea bags are likely to float and become unsuitable for the intended use.
[0024]
Moreover, 10-50 micrometers is suitable for the average pore size of the sheet | seat for extraction in this invention. The pore size was measured by “Coulter Porometer II” manufactured by Coulter Electronics, Inc. However, when the average pore size is less than 10 μm, it takes time for tea ingredients to come out when tea bags are used. When the coffee filter is used, there is a problem that it takes time to drip the coffee. Conversely, if the average pore size exceeds 50 μm, tea or coffee particles may leak from the filter paper holes, which is not good.
[0025]
The heat seal dry peel strength of the extraction sheet in the present invention needs to be 100 g / cm or more, and the heat seal strength in the boiled state needs to be 50 g / cm or more. This is because, when an extraction sheet made of polyolefin fibers is used for the intended application, if the heat seal strength of each is weak, the contents leak due to peeling at the joint of the extraction sheet. Because.
[0026]
In the present invention, the fibers mixed with the polyolefin fibers are hydrophilic fibers such as wood pulp, manila hemp, vinylon, and rayon as described above, and one or more of these can be used.
[0027]
Paper making is carried out using the above-mentioned stock by the usual wet paper making method. In this case, there is no problem even if it is a single sheet of only one layer or a sheet of two or more layers. After the paper layer is formed, a strong polyolefin fiber paper can be obtained through a normal dehydration step and a drying step, and papermaking can be performed without requiring a special heat treatment machine.
[0028]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these Examples. Moreover, the test method in an Example is as follows.
[0029]
<Heat sealability>
A test piece with a width of 15 mm and a length of 170 mm is taken from the sheet for extraction, and is heated in a heat sealer at 170 ° C. for 3 sec. Create a sample.
Using a tensile tester, dry peel strength is measured at a chuck distance of 100 mm and a pulling speed of 100 mm / min.
Fix one end of the sample so that the heat-sealed part is immersed in a boiled water bath, attach only a spring to the other end, leave it under a load of 30 g as the initial load, and leave it for 1 minute. Pull at a pulling speed of 100 mm / min and measure the heat seal peel strength in the boiling state.
[0030]
<Example-1>
A sheath-core polyolefin system in which 3% by weight of ethylene is copolymerized with a modified polypropylene having a melting point of 148 ° C. and polypropylene as a sheath component and a core component, respectively, and 0.29% by weight of a polyetheramide compound is attached to the fiber. A composite fiber was obtained.
Here, as the polyether amide compound, a compound represented by the following formula having HLB = 10 and weight average molecular weight = 6000 was used.
[0031]
[Chemical 2]
50% by weight of the polyolefin fiber obtained above, 10% by weight in the second layer, 50% and 60% by weight of the pulp, and 0% by weight and 30% by weight of the vinylon binder fiber, respectively. And paper was made by combining two layers so that the basis weight was 30 g / m 2 . Thereafter, the paper sheet was dried at a dry part temperature of 130 ° C. Next, heat treatment was performed with a hot press at 150 ° C. × 1 m / min and 20 kg / cm to obtain an extraction sheet of the present invention.
This extraction sheet paper had an average pore size of 19 μm, a heat seal dry peel strength of 130 g / cm, and a heat seal peel strength in a boiled state of 55 g / cm.
[0033]
<Example-2>
Using the sheath-core type polyolefin composite fiber provided with a dispersant obtained in Example-1, 60% by weight of this fiber, 30% by weight of Manila hemp, and 10% by weight of vinylon binder fiber were mixed. Wet paper was made to an amount of 40 g / m 2, and then the paper was dried at a dry part temperature of 130 ° C. Next, heat treatment was performed with a hot press at 170 ° C. × 1 m / min and 20 kg / cm to obtain an extraction sheet of the present invention.
This extraction sheet paper had an average pore size of 13 μm, a heat seal dry peel strength of 320 g / cm, and a heat seal peel strength in a boiled state of 175 g / cm, and was a sheet paper suitable as a coffee filter.
[0034]
<Example-3>
10% by weight of the sheath-core polyolefin composite fiber to which the dispersant of Example-1 was added, 70% by weight of the pulp, and 20% by weight of the low melting point polyester binder fiber were mixed, and the basis weight was 20 g / m 2 . After wet paper making, the paper sheet was dried at a dry part temperature of 130 ° C. Next, heat treatment was performed with a hot press at 170 ° C. × 1 m / min and 20 kg / cm to obtain an extraction sheet of the present invention.
This extraction sheet paper had an average pore size of 40 μm, a heat seal dry peel strength of 110 g / cm, and a heat seal peel strength in a boiled state of 52 g / cm, and was a sheet paper suitable as a tea bag.
[0035]
<Example-4>
A modified polypropylene and a polypropylene having a melting point of 135 ° C. copolymerized with 8% by weight of ethylene were used as a sheath component and a core component, respectively, and the polyetheramide compound used in Example 1 was adhered to the fiber in an amount of 0.45% by weight. A sheath-core polyolefin composite fiber was obtained.
The obtained polyolefin fibers were mixed in a proportion of 50% by weight for the first layer, 10% by weight for the second layer, 50% by weight and 60% by weight for the pulp, and 0% by weight and 30% by weight for the vinylon binder fiber, respectively. Then, wet papermaking was performed by two-layer papermaking so that the basis weight was 30 g / m 2 . Thereafter, the paper sheet was dried at a dry part temperature of 130 ° C. Next, heat treatment was performed with a hot press at 150 ° C. × 1 m / min and 20 kg / cm to obtain an extraction sheet of the present invention.
This extraction sheet paper had an average pore size of 14 μm, a heat seal dry peel strength of 173 g / cm, and a heat seal peel strength in a boiled state of 98 g / cm.
[0036]
<Comparative Example-1>
80% by weight of the sheath-core polyolefin composite fiber to which the dispersant of Example-1 was added and 20% by weight of Manila hemp were mixed and wet-papered to a basis weight of 20 g / m 2. The dried sheet was dried at a dry part temperature of 130 ° C. Next, heat treatment was performed with a hot press at 170 ° C. × 1 m / min and 20 kg / cm to obtain a sheet for extraction.
The average pore size of this sheet for extraction was as small as 7.8 μm, it was a film-like, the heat seal dry peel strength was 380 g / cm, and the heat seal peel strength in the boiled state was 223 g / cm and high strength. However, it was unsuitable as a tea bag.
[0037]
<Comparative Example-2>
3% by weight of the sheath-core polyolefin composite fiber to which the dispersant of Example-1 was added, 77% by weight of pulp, and 20% by weight of vinylon binder fiber were mixed, so that the basis weight was 30 g / m 2. After wet paper making, the paper sheet was dried at a dry part temperature of 130 ° C. Next, heat treatment was performed with a hot press at 170 ° C. × 1 m / min and 20 kg / cm to obtain a sheet for extraction.
This extraction sheet paper had an average pore size of 32 μm, a heat seal dry peel strength of 107 g / cm, and a heat seal peel strength in a boiling state of 38 g / cm, which was unsuitable as a tea bag.
[0038]
<Comparative Example-3>
A sheath core type in which 0.4% by weight of a polyether amide compound is adhered to the fiber, with a modified polypropylene and a polypropylene having a melting point of 165 ° C. copolymerized with 0.5% by weight of ethylene as a sheath component and a core component, respectively. A polyolefin composite fiber was obtained.
The obtained polyolefin fibers were mixed in a proportion of 50% by weight for the first layer, 10% by weight for the second layer, 50% by weight and 60% by weight for the pulp, and 0% by weight and 30% by weight for the vinylon binder fiber, respectively. Then, wet papermaking was performed by two-layer papermaking so that the basis weight was 30 g / m 2 . Thereafter, the paper sheet was dried at a dry part temperature of 130 ° C. Next, heat treatment was performed with a hot press at 150 ° C. × 1 m / min and 20 kg / cm to obtain an extraction sheet.
The average pore size of this extraction sheet paper is 28 μm, the heat seal dry peel strength is 87 g / cm, the heat seal peel strength in the boiling state is 35 g / cm, and only a sheet having a weak peel strength can be obtained. It was inappropriate.
[0039]
<Comparative Example-4>
An attempt was made to obtain a sheath-core type polyolefin composite fiber by using a modified polypropylene and a polypropylene having a melting point of 132 ° C. copolymerized with 10% by weight of ethylene as a sheath component and a core component, respectively. The yarn property was extremely poor and stable production of the fiber was deemed impossible.
[0040]
【The invention's effect】
The sheet sheet for extraction made of polyolefin fiber of the present invention has a homogeneous texture, has an appropriate pore size, and is excellent in heat sealability, so that extraction of tea bags, coffee filters, etc. When used as an excess member, it is a very suitable sheet.
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