JP4944545B2 - 食品用フィルター材及びそれを用いた食品封入袋体の製法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、特定のポリプロピレン系不織布が食品抽出用シートとして提案され、特許文献2〜4には、熱接着性の複合繊維を用いた不織布が食品抽出用シートとして提案されている。
これらの特許文献に記載された、食品抽出用シートは、ヒートシール性、溶出性、味覚などに優れているが、反面、微細な粒子、粉末などの粉漏れ性が発生するなどの問題があった。
(1)第1層の熱可塑性合成繊維層、第2層の極細繊維層、第3層として第1層の構成繊維の融点より30℃以上低融点である熱可塑性合成繊維を含む層を、積層して熱圧着で一体化した積層不織布からなり、該積層不織布の目付が10〜50g/m2、KES曲げ剛性が0.005〜0.5gf・cm2/cm、粉漏れ率10%以下、シール強度が1N/25mm以上であることを特徴とする食品用フィルター材。
(2)前記第1層及び第3層を構成する繊維の平均繊維径が10〜30μm、第2層の平均繊維径1〜7μmであることを特徴とする(1)に記載の食品用フィルター材。
(3)前記第3層を構成する繊維の融点が、第1層を構成する繊維の融点よりも30〜150℃の範囲で低いことを特徴とする(1)または(2)に記載の食品用フィルター材。
(4)前記第3層の熱可塑性繊維が鞘芯型複合繊維であり、芯部が高融点成分で、鞘部の成分が芯部より30℃以上低融点であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の食品用フィルター材。
(5)前記第3層の熱可塑性繊維が、芳香族ポリエステル系共重合体からなることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の食品用フィルター材。
(6)前記第2層の極細繊維の目付けが1〜10g/m2であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の食品用フィルター材。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の食品用フイルター材を、第3層を内側にして重ね合わせ、熱シールして袋体を形成した後、該袋体に被抽出物を充填し、密封することを特徴とする食品封入袋体の製法。
(8)前記被抽出物が、コーヒー粉末、茶葉および出汁粉末から選ばれることを特徴とする(7)記載の食品封入袋体の製法。
特に、第2層の極細繊維(M)を介在させる積層構造にすることで、第一に、繊維間隙を小さくでき、第二に、部分熱圧着により、層間の接合が強固にでき、第三に、第1層と第3層の融点差を設け、且つ、極細繊維層を介在させることで、熱シール強度及び温度範囲が広くできるなどの特徴が得られる。
第二の特徴の部分熱圧着性は、軟化温度が低い極細繊維を介在させることで、接合温度範囲が広くできるため、接合が強固になり、剛性、層間の剥離強度が高くなる。
第三の特徴の熱シール性は、第1層と第3層の融点差を設けているため、製袋加工する時、熱シールバーに第1層が接触するためシールバーに融解した樹脂の付着がないことで、安定した生産ができる。
時の形状保持するために必要な特性である。本発明のフィルター材の曲げ剛性は、0.005〜0.5gf・cm2/cmの範囲が必要であり、より好ましくは、0.01〜0.4gf・cm2/cm、特に好ましくは、0.015〜0.35gf・cm2/cmの範囲である。KES曲げ剛性が0.005gf・cm2/cm未満では、剛性が低く、製袋加工時に、折り曲げること、送り出すなどの加工性が低下する。一方、0.5gf・cm2/cmを超える場合は、剛性が高くなり、製袋加工性、形状保持性が良好となるが、食品用袋体に用いた場合、被抽出物のお湯による膨潤、拡大などを拘束するなどの問題が生じる。
測定方法は以下のとおりである。
(1)目付(g/m2):縦20cm×横25cmの試料を3カ所切り取り、重量を測定し、その平均値を単位当たりの質量に換算して求める。(JIS-L-1906)
(2)平均繊維径(μm):顕微鏡で500倍の拡大写真を取り、10本の平均値で求める。
(3)通気性:JIS-L-1906フラジュール法に準拠。
(4)粉漏れ率(%):JIS-Z-8901試験用紛体7種ダストを約10g取り、重量W1を正確に測定し、25cm角の試料を切り取り、振動機に取り付け、10分間振動し、試料の通過したダスト重量W2を測定し、下記の式から求める。
粉漏れ率(wt%) =W2/W1 ×100
平均流量孔径は、CUMULATIVE FILTER FLOW VS DIAMETERグラフにおける
CUMULATIVE FILTER FLOWの値が50%のDIAMETERとする。
測定には、浸液にPMI社製シルウイックを用いた。試料を浸液に浸して充分に脱気してから測定する。
(6)引張強力(N/5cm):定長引張試験機を用い、試料幅5cm長さ30cmを切り取り、つかみ間隔20cm、引張速度10cm/minで、引張強度をタテ、ヨコ各々3カ所測定し、最大強度(タテ+ヨコ)/2の平均値で示す。
但し、シール温度150℃、時間1秒間、圧力5500kPa、シール面積7mm×25mm
( 熱水処理として、沸騰液に10分間浸漬した後、取り出して測定する。)
(8)KES曲げ剛性(gf・cm2/cm):測定装置は、カトーテック(株)社製KES・FB2-AUTO-Aを用いる。試料は、20cm×20cmであり、KES曲げ剛性を測定する。
本発明においては、試料のタテ及びヨコの数値が、0.005〜0.5gf・cm2/cmの範囲である。
本発明のフィルター材の第3層が、スパンボンド用の2成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が芳香族ポリエステル共重合体(融点210℃)の芯鞘構造の平均繊径17μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第2層のポリエチレンテレフタレート(溶液粘度ηsp/c 0.50)を用いメルトブロー用噴射口金から、紡糸温度300℃、加熱エアは320℃で1000Nm3/hrで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第1層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径14μm、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、25%エンボスロール、腺圧350N/cm、上下温度を230℃/145℃で熱圧着して実施例1の食品用フィルター材(目付け12g/m2)を得た。
本発明の食品用フィルター材の第3層となる熱可塑繊維ウェブは、スパンボンド用の2成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が高密度ポリエチレン(融点130℃)からなる芯鞘構造の平均繊径16μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第2層のポリエチレンテレフタレート(溶液粘度ηsp/c 0.50)を用い、変化させて捕集ネット上に熱可塑性繊維ウェブとして捕集し、メルトブロー用噴射口金から、紡糸温度300℃、加熱エアは320℃で1000Nm3/hrで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第1層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径14μm、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、これを圧着面積率が、12%エンボスロールで、腺圧350N/cm、上下温度を220℃/110℃で熱圧着して実施例2の食品用フィルター材(30g/m2)を得た。
本発明の食品用フィルター材の第3層が、スパンボンド用の2成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が芳香族ポリエステル共重合体(融点165℃)の芯鞘構造の平均繊径17μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第2層のポリエチレンテレフタレート(溶液粘度ηsp/c 0.50)を用いメルトブロー用噴射口金から、紡糸温度300℃、加熱エアは320℃で1000Nm3/hrで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第1層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径14μm、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、12%、25%エンボスロール、腺圧350N/cm、上下温度を230℃/145℃で熱圧着して実施例3〜4の食品用フィルター材を得た。
本発明の食品用フィルター材の第3層として、熱可塑繊維ウェブは、スパンボンド用紡糸口金から、芳香族ポリエステル共重合体(融点210℃)の平均繊径15μm、目付け量を変えた繊維ウェブを作成し、第2層のポリエチレンテレフタレート(溶液粘度ηsp/c 0.50)を用い、メルトブロー用噴射口金から、紡糸温度300℃、加熱エアは320℃で1000Nm3/hrで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第1層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径14μm、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、25%エンボスロール、腺圧350N/cm、上下温度を230℃/205℃で熱圧着して実施例5の食品用フィルター材(45g/m2)を得た。
一般的なポリエチレンテレフタレートを用い、実施例1と同じスパンボンド法で、紡糸温度300℃で平均化繊維径14μm、目付け30g/m2の熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に作成し、圧着面積率が12%エンボスロールで、腺圧350N/cm、上下温度を230℃/235℃で熱圧着して不織布を得た。得られたフィルター材は、表1に示すように粉漏れ性が大きく低下しており、フイルター性能に劣るものであった。
熱可塑繊維ウェブとしては、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が高密度ポリエチレンからなるスパンボンド法の複合繊維の平均繊径16μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを、捕集ネット上に作成し、圧着面積率が25%エンボスロールで、腺圧350N/cm、上下温度を120℃/110℃で熱圧着して不織布(30g/m2)を得た。
四面体形状の立体成形方式のヒートシール機を用いて、実施例4のフィルター材を幅150mmのテープ状にスリットしてから、760dtexのポリプロピレン糸の撚り糸と、タッグを温度180℃で接着し、150mmを折り畳み、端部をシール幅3mmの超音波ホーンを用いて、まず筒状にしてから70mmの間隔で筒の底部を同様に超音波シールし、袋形状としてから、袋の中にレギュラーコーヒー中細挽き粉末を10g入れ、さらに70mm長さ毎に底部に直交するよう直角方向に袋開口部を同様に超音波シールして1辺が70mmの四面体形状のコーヒーテトラパックを得た。
(シール強度16N/25mm)
本発明のコーヒーテトラパックは、形状の保持ができる剛性を有し、且つマグカップでの抽出時にも形状保持が出来た。既存のマグカップに、約150ccのお湯を注ぎ、得られた本発明のコーヒーテトラパックを入れ、約60秒間成分抽出させてからテトラパックをとりだした。コーヒーを飲んだところ、香りのある、美味しいコーヒーを飲むことができた。カップの底部に粉末が殆ど残らなかった。
実施例3のフィルター材を幅220mmにスリットしたテープに、三方ヒートシール機を用いて、これを半分に折りながら、重ねあった端部を幅10mmに渡って温度140℃で熱シールし筒状にする。その後、筒の底部を140mmの間隔で幅10mmに渡って熱シールし袋形状にした後、その中に鯖、鰯、煮干、鯵などを成分とするダシの粉末を20g入れる。その後、袋の上部を幅10mmに渡り熱シールすることで、タテ140mm、ヨコ110mmの三方をシールされたダシ袋を得た。
本発明のダシ袋を入れた鍋に、約700ccの水を注ぎ、15〜30分浸し、そのまま火に掛けて沸騰させ、成分を抽出させてからダシ袋を取り出した。このダシ汁を飲んだところ、風味があって、美味しいダシ汁を飲むことができた。鍋の底部にはダシの粉末が殆ど残らなかった。
(初期のシール強度8.4N/25mm、抽出後のシール強度 9.1N/25mm)
四面体形状の立体成形方式のヒートシール機を用いて、実施例1のフィルター材を幅100mmのテープ状にスリットしてから、760dtexのポリプロピレン糸の撚り糸と、タッグを温度180℃で接着し、150mmを折り畳み、端部をシール幅3mmの超音波ホーンを用いて、まず筒状にしてから50mmの間隔で筒の底部を同様に超音波シールし、袋形状としてから、袋の中に紅茶の葉を2g入れ、さらに50mm長さ毎に底部に直交するよう直角方向に袋開口部を同様に超音波シールして1辺が50mmの四面体形状の紅茶テトラパックを得た。
Claims (6)
- 第1層としてのポリエステル系スパンボンド繊維層、第2層としてのポリエステル系メルトブロー極細繊維層、及び第3層としての、前記第1層の構成繊維の融点より30〜150℃低融点であるスパンボンド熱可塑性合成繊維を含む層を、積層して熱圧着で一体化した積層不織布からなる食品袋体用不織布であって、前記第1層、第2層、及び第3層を構成する繊維の平均繊維径は、それぞれ、10〜30μm、1〜7μm、及び10〜30μmであり、該積層不織布の目付は10〜50g/m2 であり、KES曲げ剛性は0.005〜0.5gf・cm2/cmであり、最大開口径は50μm以下であり、粉漏れ率は10%以下であり、そしてシール強度は2〜50N/25mmであることを特徴とする前記食品袋体用不織布。
- 前記第3層のスパンボンド熱可塑性合成繊維は、鞘芯型複合繊維であり、芯部は、高融点成分からなり、そして鞘部は、芯部より30℃以上低融点である成分からなる、請求項1に記載の食品袋体用不織布。
- 前記第3層のスパンボンド熱可塑性合成繊維は、ポリエステル系の鞘芯型複合繊維であり、芯部は、高融点成分としてのポリエチレンテレフタレートからなり、そして鞘部は、芯部より30℃以上低融点であるポリエステル系共重合体からなる、請求項1又は2に記載の食品袋体用不織布。
- 前記第2層のポリエステル系メルトブロー極細繊維層の目付けは、1〜10g/m2である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の食品袋体用不織布。
- 以下の工程:
請求項1〜4のいずれか1項に記載の食品袋体用不織布を、前記第3層を内側にして重ね合わせ、熱シールして袋体を形成する工程、及び
該袋体に被抽出物を充填し、密封する工程、
を含む、食品封入袋体の製造方法。 - 前記被抽出物が、コーヒー粉末、茶葉、及び出汁粉末からなる群から選ばれる、請求項5に記載の方法。
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