JP6551918B2

JP6551918B2 - 抽出用シート材、抽出用フィルター及び抽出用バッグ

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Publication number: JP6551918B2
Application number: JP2019519795A
Authority: JP
Inventors: 南生子山口; 陽子三谷
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Filing date: 2017-05-20
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Description

本発明は、茶葉、ハーブ又は粉末コーヒーなどの抽出材料から飲料などを抽出することができる抽出用シート材と、その抽出用シート材に対して裁断・溶着などの加工を施して製造された抽出用フィルター及び抽出用バッグ（以下、抽出用フィルターと抽出用バッグを併せて「抽出用フィルターなど」と称する。）に関し、特に、透明性及び成分抽出性に優れ、粉漏れが少なく、かつ抽出用フィルターなどの製造時における機械適性が高い抽出用シート材と、その抽出用シート材を用いて製造される取扱い性に優れた抽出用フィルターなどに関する。

従来から、紅茶、緑茶、ハーブ、コーヒーなどの飲料、出汁などの液状の食品、漢方薬などの医薬品、あるいは入浴剤などの抽出に用いるフィルターやバッグの材料である抽出用シート材には、抽出速度の向上やコスト低減などの観点から、合成樹脂製の不織布が多く採用されており、近年では、抽出用シート材の透明感や光沢感といった外観の美しさが重視される傾向がある。
特に、抽出材料として美しい緑色の高級茶葉や各種の色鮮やかなハーブを封入する抽出用バッグの場合、そのバッグの材料の抽出用シート材には、抽出用シート材を通して色鮮やかな茶葉やハーブの美しさが視認できるような高い透明性が要求される。

抽出用シート材の透明性を向上させるには、例えば、抽出用シート材を構成する不織布の単位面積当たりに含まれる繊維の長さを短くすることで、繊維間隙を拡げればよく、そのためには不織布の目付を低くし、さらに同目付であれば繊維径を大きくすればよい。
また、このように抽出用シート材を構成する不織布の繊維間隙を拡げると、通気量が向上すると共に、湯や水の通過性も向上するため抽出速度が高まる。すなわち成分抽出性が向上する。

しかし、抽出用シート材を構成する不織布の繊維間隙を拡げると、抽出用フィルターや抽出用バッグとした場合に、抽出材料に含まれる微粉末が繊維間隙から漏れ出る「粉漏れ」が生じ易く、粉漏れが酷い場合には、周囲を汚したり、飲料などに多量の微粉末が混入したりして見栄えを悪くし、また、食味が低下するという問題を生ずる。

また、抽出用シート材の透明性や抽出性を向上するために、抽出用シート材を構成する不織布の目付を低くすると、抽出用シート材のモジュラス（引張り応力）が低下する。すると、機械を用いて抽出用シート材を加工する際などに、抽出用シート材に対して大きな張力が加わると、伸長するなど変形して元の形状に復元しなくなり、不良品発生の原因となる場合がある。すなわち、抽出用シート材の機械適性が低下するという問題がある。
例えば、抽出用シート材の長尺物を用いて抽出用フィルターなどを製造する際に、機械の動作開始時や緊急停止時などに瞬間的に大きな引張力が加わる場合があり、抽出用シート材のモジュラスが低いと、抽出用シート材の一部が伸びて変形してしまい、不良品が生ずることがある。

特開２０１５−７４８３８号公報（特許文献１）には、スパンボンド法で製造したポリエステル長繊維不織布からなり、透明性が高く、沸水収縮率が低く寸法安定性が高く、成分抽出性に優れた食品用フィルターの技術が開示されている。
しかし、この食品用フィルターは、平均繊維径が１５〜４０μｍ（特許文献１の請求項１参照）の比較的太い繊維で形成されたスパンボンド不織布の単層からなるものであるため、粉漏れし易いと考えられ、また、機械適性を高めるためのモジュラスの向上に関する記載は無く、この点に留意されたものではない。

特許第３９３９３２６号公報（特許文献２）には、スパンボンド法で製造された不織布からなる多層構造のシート材からなり、透明性が高く、粉漏れし難いティーバッグの技術が開示されている。
しかし、このティーバッグを構成する不織布は、通気量（フラジール法ＪＩＳ−Ｌ−１９０６）が１４０〜２８０ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ（特許文献２の実施例１〜６参照）と低いため、成分抽出性が十分でないと考えられ、また、機械適性を高めるためのモジュラスの向上に関する記載は無く、この点に留意されたものではない。

特許第４９４４５４５号公報（特許文献３）には、粉漏れし難く、ヒートシール性、成分抽出性を改良した３層構造の食品用フィルター及びその袋体の技術が開示されている。
しかし、この食品用フィルターは、スパンボンド不織布からなる第１層と第３層との間に、平均繊維径が１〜７μｍのメルトブロー不織布を挟んで熱圧着したものであり、メルトブロー不織布の平均繊維径が極めて細いことから、透明性が低いと考えられ、また、機械適性を高めるためのモジュラスの向上に関する記載は無く、この点に留意されたものではない。

特開２０１５−７４８３８号公報特許第３９３９３２６号公報特許第４９４４５４５号公報

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、透明性及び成分抽出性に優れ、粉漏れし難く、モジュラスが高く機械適性に優れた抽出用シート材、抽出用フィルター及び抽出用バッグを提供することを課題とする。

上記課題は、以下の手段により解決された。
〔１〕平均繊維径が１８〜２８μｍであるポリエステル系の繊維からなり、目付が８〜１９ｇ／ｍ^２であるスパンボンド不織布により形成された第１層と、平均繊維径が１６〜２８μｍであるポリエステル系の繊維からなり、目付が２〜８ｇ／ｍ^２であるメルトブロー不織布により形成された第２層とを有する抽出用シート材であって、該抽出用シート材の１ｃｍ^２に含まれる全ての繊維の長さの合計が３．３〜４．８ｍであり、かつ上記抽出用シート材の３％モジュラスが５．５Ｎ以上であることを特徴とする抽出用シート材。

〔２〕透明性が４０％以上であり、通気量が４００ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ以上であり、かつ粉漏れ率が１０％以下であることを特徴とする上記〔１〕に記載の抽出用シート材。

〔３〕上記〔１〕又は〔２〕に記載の抽出用シート材が、上記第２層を内側にして重ね合わされ、所定箇所が溶着されて形成されていることを特徴とする抽出用フィルター。

〔４〕上記〔１〕又は〔２〕に記載の抽出用シート材が、上記第２層を内側にして重ね合わされ、所定箇所が溶着されて形成された袋体に、抽出材料が封入されていることを特徴とする抽出用バッグ。

不織布により形成された抽出用シート材において、不織布の目付を小さくし、あるいは同目付の場合に平均繊維径を大きくすれば、不織布の単位面積当たりに含まれる繊維の長さが短くなり繊維間隙が拡大するため、透光性や通気量が向上する。したがって、抽出用シート材の透明性と成分抽出性を高めることができる。
しかし、不織布の繊維間隙が拡大すると、抽出材料に含まれる微粉末が繊維間隙から漏れ出て、周囲を汚したり、飲料等に混入したりするという粉漏れの問題が生じ易くなる。
このように、抽出用シート材における透明性及び成分抽出性の向上と、粉漏れの低減とは相反するため、一般的に両立は困難である。

また、不織布により形成された抽出用シート材の透明性と成分抽出性を高めるために不織布の目付を小さくすると、抽出用シート材のモジュラス（引張り応力）が小さくなる傾向がある。抽出用シート材のモジュラスが小さくなると、抽出用シートに外力が加わって変形した場合に元の形状に復元し難いため、製造又は加工中に不良品が発生し易くなる。
抽出用シート材のモジュラスを大きくするには、例えば、メルトブロー不織布の目付を大きくすればよいが、そうすると、抽出用シート材の透明性及び成分抽出性が低下する場合がある。

本発明の発明者は、鋭意検討の結果、ポリエステル系の繊維からなるスパンボンド不織布層（第１層）とメルトブロー不織布層（第２層）とを有する抽出用シート材について、各層を構成する繊維の平均繊維径と目付をそれぞれ所定の範囲内に調節しつつ、抽出用シート材の単位面積に含まれる第１層を構成する繊維及び第２層を構成する繊維の長さの合計を所定範囲内に調節し、さらに、抽出用シート材の３％モジュラスを所定値以上に調節することにより、透明性及び成分抽出性の向上と粉漏れの低減の両立を実現でき、また、製造又は加工中における不良品の発生を防ぐことができることを見出し本発明を完成した。

すなわち、上記〔１〕の発明にかかる抽出用シート材は、平均繊維径が１８〜２８μｍであるポリエステル系の繊維からなり目付が８〜１９ｇ／ｍ^２であるスパンボンド不織布により形成された第１層と、平均繊維径が１６〜２８μｍであるポリエステル系の繊維からなり目付が２〜８ｇ／ｍ^２であるメルトブロー不織布により形成された第２層とを有する抽出用シート材であって、該抽出用シート材の１ｃｍ^２に含まれる全ての繊維の長さの合計が３．３〜４．８ｍであることから、透明性及び成分抽出性が極めて優れており、さらに粉漏れし難いという効果を奏する。

また、上記〔１〕の発明にかかる抽出用シート材は、その３％モジュラス（引張り応力）が５．５Ｎ以上であるため、外力が加わって一時的に変形することがあっても、元の形状に復元し易いという性質を有する。
そのため、例えば、抽出用シート材を用いて抽出用フィルターなどを製造する際の機械の動作開始時や緊急停止時などに、抽出用シート材に対して瞬間的に大きな引張力が加わり一時的に伸長するなど変形したとしても、直ぐに元の形状に復元し、破損したり永久的な変形が生じたりし難いものである。したがって、かかる抽出用シート材は、機械を用いて加工する場合に不良品等が発生し難く、機械適性が高いという効果を奏する。
なお、３％モジュラスとは、抽出用シート材をその長さに対し３％の長さ分伸長させた場合に、抽出用シート材が元の長さに復元しようとすることで生ずる応力であり、この応力が大きいほど、元の長さへの復元性が高いと言える。

上記〔２〕の発明にかかる抽出用シート材は、透明性が４０％以上であるため、かかる抽出用シート材を用いて抽出材料を封入した抽出用バッグを製造した場合には、抽出用バッグの外から内部の抽出材料を明瞭に視認することができる。したがって、特に抽出材料として美しい緑色の茶葉や各種の色鮮やかなハーブを封入した抽出用バッグについて、その商品価値を格段に高めることができるという効果を奏する。

また、上記〔２〕の発明にかかる抽出用シート材は、通気量が４００ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ以上であるため、湯や水の通過が容易であり、かかる抽出用シート材を用いて製造した抽出用フィルターなどは、抽出材料から飲料などを短時間で抽出することができ、成分抽出性に優れるという効果を奏する。

さらに、上記〔２〕の発明にかかる抽出用シート材は、粉漏れ率が１０％以下であるため、この抽出用シート材を用いて抽出材料が封入された抽出用バッグを製造した場合に、抽出材料に含まれる微粉末を抽出用バッグの外に漏れ出し難くすることができる。したがって、抽出用バッグの製造機械を微粉末で汚すことなく、また、抽出した飲料などへの微粉末の混入量を減らして見栄えや食味を向上することができるという効果を奏する。

上記〔３〕の発明にかかる抽出用フィルターは、上記〔１〕又は〔２〕の発明にかかる抽出用シート材が、その第２層を内側にして重ね合わされ、所定箇所が溶着されて形成されているため、透明性及び成分抽出性が極めて優れており、さらに粉漏れし難いものである。

上記〔４〕の発明にかかる抽出用バッグは、上記〔１〕又は〔２〕の発明にかかる抽出用シート材が、その第２層を内側にして重ね合わされ、所定箇所が溶着されて形成された袋体に、抽出材料が封入されているため、透明性が高い抽出用シート材を通して袋体内の抽出材料を外部から容易に視認できると共に、成分抽出性が極めて優れており、また粉漏れし難いものである。
したがって、かかる抽出用バッグに抽出材料として美しい緑色の茶葉や各種の色鮮やかなハーブを封入することにより、見栄えの良い商品価値の高い抽出用バッグとすることができる。

本発明の抽出用フィルターの一実施形態を示す斜視図である。本発明の抽出用バッグの一実施形態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
また、本発明において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。

本実施形態の抽出用シート材は、漏斗状のドリッパーにセットして使用する粉末コーヒーの抽出用フィルターのように、抽出材料をフィルター内に入れて、その上方から湯や水などをかけて濾過して使用する抽出用フィルターの材料として好適である。また、ティーバッグのように、抽出材料を封入した袋体であって、湯や水などに浸漬して使用する抽出用バッグの材料として好適である。

ここで、抽出材料としては、湯、水またはアルコールなどに含有成分を抽出する飲料材料や食品材料、医薬品および医薬部外品などを広く含むものである。例えば、緑茶・紅茶・ほうじ茶・烏龍茶・杜仲茶などの茶葉、麦茶、花茶、コーヒー粉、鰹節・鯖節などの削り節、だし昆布、煮干、漢方薬および入浴剤などを挙げることができる。

本実施形態の抽出用シート材は、スパンボンド不織布により形成された第１層とメルトブロー不織布により形成された第２層が積層されており、これらの不織布は、いずれもポリエステル系樹脂の繊維からなる。
ここで、ポリエステル系樹脂としては、直鎖状ポリエステルや共重合ポリエステルなどであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、または、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレンイソフタレート共重合物の酸成分のテレフタル酸／イソフタル酸の重合比を適度な範囲に調整したものを好適に用いることができる。また、テレフタル酸を主成分とし、イソフタル酸以外の５−ナトリウムスルホイソフタル酸、４−ヒドロキシ安息香酸、アジピン酸、ナフタレンジカルボン酸、フタル酸、ナフタリンカルボン酸、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ベンタエリスルトールなどを適当な比率で重合させたものを用いることができる。

また、抽出用シート材に用いるポリエステル系樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で他の慣用成分を添加することができる。例えば、各種エラストマー類などの衝撃性改良剤、結晶核剤、着色防止剤、艶消し剤、酸化防止剤、耐熱剤、可塑剤、滑剤、耐候剤、着色剤または顔料などを適宜に添加することができる。

本実施形態の抽出用シート材の第１層及び第２層を形成する各不織布の繊維の形態としては、モノフィラメント、マルチフィラメント、または２種類の樹脂を組み合わせた芯鞘構造の複合繊維などを使用することができる。さらに、これらの繊維の断面形状は、必ずしも丸形である必要はなく、楕丸形、三角形その他多角形などの異形状や、さらに中空状であってもよい。

抽出用シート材の第１層を形成するスパンボンド不織布は、「スパンボンド法」により製造される比較的長い繊維からなる不織布である。また、一般にスパンボンド法は、原料の樹脂を加熱溶融して紡糸ノズルから押出し、これに高速の空気を吹き付けることで牽引し延伸させつつ冷却して繊維を形成した後、コンベアなどのコレクター上に集積してウェブを形成し、次いで得られたウェブに対し、必要に応じて加熱した、あるいは加熱していないフラットロールまたはエンボスロールなどを用いて、ウェブの厚さを調整したり部分熱圧着処理したりする製造方法である。

なお、部分熱圧着処理を行う場合には、例えば、凹凸の表面構造を有するエンボスロールと表面が平滑なフラットロールからなる一対のロール間に、上記ウェブを通過させ、スパンボンド不織布の全体に均等に分散された熱圧着部を形成すればよい。なお、熱圧着部の面積比率（熱圧着面積率）は、不織布表面の全体面積に対して５．０〜３０．０％であることが好ましく、また、部分熱圧着処理の際の樹脂の軟化は、ヒーターによる加熱または超音波による加振などの任意の手段により行うことができる。

第１層を形成するスパンボンド不織布は、平均繊維径が１８〜２８μｍである。平均繊維径が２８μｍを超えると、スパンボンド不織布の単位面積当たりの繊維長が短くなり繊維間隙が拡がり過ぎて、粉漏れし易くなる傾向がある。また、平均繊維径が１８μｍより小さくなると、スパンボンド不織布の単位面積当たりの繊維長が長くなり繊維間隙が狭くなり過ぎて、透明性及び成分抽出性が低下する傾向がある。

なお、「平均繊維径」とは、不織布を構成する繊維の太さの平均値であって、繊維の断面形状が丸形の場合はその直径の平均値であり、繊維の断面形状が丸形以外の場合は、断面形状を仮想的に同面積の丸形に変換した場合に得られる直径の平均値である。

第１層を形成するスパンボンド不織布の目付は８〜１９ｇ／ｍ^２である。目付が１９ｇ／ｍ^２を超えると、スパンボンド不織布の単位面積当たりの繊維長が長くなり繊維間隙が狭くなり過ぎて、透明性及び成分抽出性が低下する傾向がある。また、目付が８ｇ／ｍ^２より少なくなると、スパンボンド不織布の単位面積当たりの繊維長が短くなるため引張強度が小さくなり、ひいては、抽出用シート材が破損し易くなる傾向がある。

なお、第１層を形成するスパンボンド不織布は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、スパンボンド不織布以外の、例えば他の紡糸方法によって製造された不織布や他の材質を混入させることができる。かかる他の不織布などの混入比率は、上記スパンボンド不織布に対して概ね１０％以内であることが好ましい。

次に、本実施形態の抽出用シート材の第２層は、メルトブロー不織布によって形成されている。メルトブロー不織布とは、「メルトブロー法」により製造される不織布である。一般にメルトブロー法は、原料の樹脂を加熱溶融して紡糸ノズルから押出し、これに高温の空気流を当てて繊維状にしつつ飛散させ、コンベアや他の不織布などのコレクターの表面に吹き付けて集積して固化する製造方法である。
メルトブロー不織布は、加熱溶融した繊維状の樹脂が完全に固化する前に集積して製造するため、繊維同士が多くの部分で接着しているという特徴を有する。したがって、モジュラスが比較的高く、外力が加わって一時的に変形しても、外力が解除されると元の形状に復元し易いという性質がある。

なお、第２層のメルトブロー不織布を構成する繊維は、その繊維の軟化点を、第１層のスパンボンド不織布を構成する繊維の軟化点よりも低くしておくことが望ましい。そうすると、本実施形態の抽出用シート材を用いて抽出用フィルターなどを製造するに際し、例えば、２枚の抽出用シート材の第２層をそれぞれ対向させて所定箇所を溶着してシール処理する場合に、軟化点が低い第２層のメルトブロー不織布を溶融させて接着材として機能させるとともに、軟化点が高い第１層のスパンボンド不織布は軟化させることなく、抽出用シート材の形態を保持したままシール処理することができる。

特に、第１層のスパンボンド不織布を構成する繊維と、第２層のメルトブロー不織布を構成する繊維の軟化点の差を３０℃以上、より好ましくは４０℃以上と大きくしておくことで、シール処理の際に、メルトブロー不織布を、その軟化点よりも相当に高い温度で加熱することができるため、極めて短時間で溶融させることができる。したがって、シール処理の時間を短縮でき、ひいては抽出用フィルターなどの製造時間を短縮し製造効率を高めることができる。

また、第２層のメルトブロー不織布を高温で溶融させることで、樹脂を十分に流動化させることができ、例えば、シールバーによる挟圧力によって、かかる溶融樹脂を上記スパンボンド不織布の繊維間隙に深く入り込ませることができるため、アンカー効果を生じさせ、大きなシール強度を得ることができる。
なお、本実施形態の抽出用シート材は、ヒートシールバーによる溶着または超音波加振による溶着などの公知のシール処理方法を広く適用できるものである。

第１層のスパンボンド不織布の軟化点を調節するには、構成繊維の紡糸時において、紡糸速度を適宜調節すればよい。また、分子量の異なる原料樹脂を適宜配合したり、各種の添加剤を加えたりすることによっても軟化点を調節することができる。
また、第２層のメルトブロー不織布の軟化点を調節するには、構成繊維の紡糸時において、原料のポリエステル系樹脂を溶融させる加熱温度を適宜調節したり、繊維状の溶融樹脂に当てる空気流の温度を適宜調節したりすればよい。また、分子量の異なる原料樹脂を適宜配合したり、各種の添加剤を加えたりすることによっても軟化点を調節することができる。

第２層のメルトブロー不織布は、平均繊維径が１６〜２８μｍである。平均繊維径が２８μｍを超えると、メルトブロー不織布の単位面積当たりの繊維長が短くなり繊維間隙が拡がり過ぎて、粉漏れし易くなると共に、製造することが難しくなる傾向がある。また、平均繊維径が１６μｍより小さくなると、スパンボンド不織布の単位面積当たりの繊維長が長くなり繊維間隙が狭くなり過ぎて、透明性及び成分抽出性が低下する傾向がある。

第２層を形成するメルトブロー不織布の目付は２〜８ｇ／ｍ^２である。目付が８ｇ／ｍ^２を超えると、メルトブロー不織布の単位面積当たりの繊維長が長くなり繊維間隙が狭くなり過ぎて、透明性及び成分抽出性が低下する傾向がある。また、目付が２ｇ／ｍ^２より少なくなると、メルトブロー不織布の単位面積当たりの繊維長が短くなるため、モジュラスが小さくなり、ひいては、抽出用シート材が外力によって永久変形し易くなる傾向がある。

なお、第２層を形成するメルトブロー不織布は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、メルトブロー不織布以外の、例えば他の紡糸方法によって製造された不織布や他の材質を混入させることができる。かかる他の不織布などの混入比率は、上記メルトブロー不織布に対して概ね１０％以内であることが好ましい。

次に、本実施形態の抽出用シート材の第１層と第２層の積層方法を説明する。
まず、スパンボンド法によってスパンボンド不織布からなる第１層を形成する。このスパンボンド不織布は、紡糸した繊維を集積しただけのウェブ状であってもよく、また、加熱したエンボスロールなどを通過させて部分熱圧着処理したものであってもよい。

次に、この第１層の表面に、メルトブロー法によって高温の繊維状の溶融樹脂を吹き付け集積固化させることにより、メルトブロー不織布からなる第２層を形成することができる。
その際、上記メルトブロー不織布を形成する樹脂の軟化点を、上記スパンボンド不織布を形成する樹脂の軟化点よりも低くしておけば、上記スパンボンド不織布の樹脂が軟化しない程度の高温で、上記メルトブロー不織布の樹脂を溶融させることができるため、上記スパンボンド不織布の表面に、メルトブロー法によって高温の繊維状の溶融樹脂を吹き付けた場合でも、上記スパンボンド不織布を変形させることなく、その表面に上記メルトブロー不織布を形成し、かつ接着することができる。
また、かかる積層方法によれば、メルトブロー不織布の繊維がスパンボンド不織布の繊維間隙に入り込んで固化するため、いわゆるアンカー効果が生じて、両不織布を強く接着できるため好ましい。

このように積層形成されたシート材は、必要に応じてフラットロールにより全面に押圧力を加えて厚さを調整したり、エンボスロールにより部分熱圧着処理したりしてもよい。
さらに、上記スパンボンド不織布を形成する工程と、上記メルトブロー不織布を形成する工程とを連続的に、いわゆるインラインで行うようにすれば、製造効率を向上できるので好ましい。

また、第１層と第２層の他の積層方法としては、個別に製造したスパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを重ね合わせ、エンボスロールなどを用いて部分熱圧着処理することで両不織布を一体化するようにしてもよい。
なお、本発明の抽出用シート材は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、さらに他の不織布や織布などを積層して３層以上からなる抽出用シートとすることができる。

以上の積層方法によって得られた本実施形態の抽出用シート材は、抽出用シート材の１ｃｍ^２に含まれる全ての繊維の長さの合計（以下、「繊維長合計」と称する。）が３．３〜４．８ｍである。抽出用シート材が、上記第１層と第２層の２つの層のみからなる場合には、その第１層を形成するスパンボンド不織布の１ｃｍ^２に含まれる繊維の長さと、第２層を形成するメルトブロー不織布の１ｃｍ^２に含まれる繊維の長さとの合計を３．３〜４．８ｍにすればよい。

抽出用シート材の繊維長合計が３．３〜４．８ｍであると、その抽出用シート材は、透明性及び成分抽出性の向上と、粉漏れの低減という相反する課題を同時に解決し得るものとなる。
例えば、抽出用シート材が上記第１層と第２層からなる場合において、両層を構成する繊維の繊維長合計を所定範囲に調節すると、第１層を構成する繊維の長さを長くして繊維間隙を狭めるならば、第２層を構成する繊維の長さは相対的に短くなり繊維間隙が拡がることになる。逆に、第１層を構成する繊維の長さを短くして繊維間隙を拡げるならば、第２層を構成する繊維の長さは相対的に長くなり繊維間隙が狭まることになる。そのため、抽出用シート材の全体として繊維間隙が程良くバランスのとれた状態になり、透明性及び成分抽出性に優れ、かつ粉漏れし難い抽出用シート材を得ることができる。
この場合に、抽出用シートの透明性は４０％以上であることが好ましい。また、成分抽出性の指標となる通気量は４００ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ以上であることが好ましい。さらに、粉漏れ率は１０％以下であることが好ましい。

抽出用シート材の繊維長合計が４．８ｍを超える場合には、抽出用シート材を構成する不織布の繊維間隙が狭くなり過ぎて透明性及び成分抽出性が低下する。また、抽出用シート材の繊維長合計が３．３ｍより短い場合には、抽出用シート材を構成する不織布の繊維間隙が拡がり過ぎて粉漏れし易くなる。

また、本実施形態の抽出用シート材は、３％モジュラスを５．５Ｎ以上にする必要があり、より好ましくは６．０Ｎ以上である。
一般にメルトブロー不織布は、それを構成する繊維同士が多くの部分で接着しているため、各繊維の移動可能な範囲が制限される傾向がある。他方、スパンボンド不織布は、引張強度が大きく丈夫であるが、繊維同士の接着部分が少ないため、各繊維の移動可能な範囲が広くなる傾向があり、かかる傾向は、本実施形態のように目付が小さい場合に特に顕著に現れる。
本実施形態の抽出用シート材は、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布とが積層されているので、接着部分が少ないスパンボンド不織布の繊維同士が、接着部分が多いメルトブロー不織布によって繋がれた状態になっている。そのため、この抽出用シート材は、全体として丈夫であり、かつ各繊維の移動可能な範囲が狭いので、結果的にモジュラスを大きくすることができるものである。

抽出用シート材のモジュラスをより大きくするには、例えば、第２層のメルトブロー不織布の目付を大きくすればよく、３％モジュラスを５．５Ｎ以上にするには、第２層のメルトブロー不織布の目付を２ｇ／ｍ^２以上にすることが好ましく、３％モジュラスを６．０Ｎ以上にするには、第２層の目付を４ｇ／ｍ^２以上にすることが好ましい。
ただし、第１層のスパンボンド不織布の状態によっては、第２層の目付を２ｇ／ｍ^２以上にしても、抽出用シート材の３％モジュラスが５．５Ｎよりも小さくなる場合があり得るため、その点に留意して第１層のスパンボンド不織布の平均繊維径や目付などを調節すると良い。

本実施形態の抽出用シート材は、３％モジュラスを５．５Ｎ以上にしてあるため、外力が加わって一時的に変形することがあっても、元の形状に復元し易いものであり、例えば、抽出用シート材を用いて抽出用フィルターなどを製造する際の機械の動作開始時や緊急停止時などに、抽出用シート材に対して瞬間的に大きな引張力が加わり一時的に伸長するなど変形したとしても、直ぐに元の形状に復元し、破損したり永久的な変形が生じたりし難いものである。
そのため、本実施形態の抽出用シート材は、機械を用いて加工する場合に不良品等が発生し難く、機械適性が高いものである。

次に、本発明の抽出用シート材を用いて製造する抽出用フィルターの実施形態を、図１に基づき説明する。
抽出用フィルター１は、漏斗状のドリッパー（図示せず）にセットして使用するドリップコーヒーフィルターであり、上記抽出用シート材の第２層を内側に配した略逆台形状のフィルター部２の底辺および側辺に面溶着部３が設けられている。使用時には、上縁部４を開口してすり鉢形に整形し、開口した上縁部４から粉末コーヒーを入れて、上方から湯をかけて濾過してコーヒー飲料を抽出するものである。

抽出用フィルター１を製造するには、例えば、連続した長尺状の抽出用シート材を原反とし、公知の成形機を用いて所定形状に切断および面溶着して製造すればよい。
なお、面溶着以外の溶着方法としては、超音波加振による溶着や、抽出用シートの切断と溶着を同時に行う溶断シールなどを採用することができる。

このように製造された抽出用フィルター１は、コーヒー飲料の成分抽出性が高く、粉漏れが少ないものであった。
なお、抽出用フィルター１の形状は、図１に示す略逆台形状に限らず、略逆三角形状または円盤型など任意の形状にすることができ、また、その大きさや使用方法についても特に制限はない。

次に、本発明の抽出用シート材を用いて製造する抽出用バッグの実施形態を、図２に基づき説明する。
抽出用バッグ５は、一般にティーバッグと呼ばれる製品であり、上記抽出用シート材を用いて、テトラ形（四面体形）に形成された袋体６と、抽出用バッグ５を使用する際に、指先で摘まみ上げるためのタグ９と、一端が袋体６の上端部に接着され、他端がタグ９に接着された吊糸８とからなる。袋体６は、上記抽出用シート材の第２層を内側に配し、超音波加振により各辺の縁部に線溶着部７を形成することで袋状にされており、その内部には、抽出材料（図示せず）として緑茶用の乾燥茶葉が封入されている。
かかる抽出用バック５を使用する場合は、例えば、指先でタグ９を持ち、湯の入ったカップに袋体６を数秒から数分間浸漬し、袋体６内の乾燥茶葉を湯戻しして緑茶成分を溶出させればよい。

袋体６の形成方法は、例えば、連続した長尺状の上記抽出用シート材を原反とし、公知の成形充填機を用いて切断および線溶着して袋体６を形成しつつ乾燥茶葉を充填密封すればよい。その際、袋体６の線溶着は、超音波によって抽出用シート材の溶着予定箇所に振動を与え昇温させて溶着することができる。
なお、他の溶着方法としては、ヒートシールバーで挟圧することによる面溶着や、抽出用シートの切断と溶着を同時に行う溶断シールなどを採用することができる。

このように形成された袋体６は、透明性に優れており、袋体６の内部に封入された茶葉の美しい緑色を、外側から十分に視認できるものであった。また、袋体６は、緑茶の成分抽出性が高く、粉漏れが少ないものであった。
なお、袋体６の形状は、図２に示すテトラ形に限らず、ピロー形、ピラミッド形、円盤型またはスティック形など任意の形状にすることができ、また、その大きさや容量、使用方法についても特に制限はない。さらに、袋体６の表面に吊糸８やタグ９を、使用時に容易に剥がせる程度の強さで仮接着しておくことも可能である。

製造後の抽出用バッグ５は、袋体６内の茶葉の風味を保ち、また汚損防止のために、１個ずつ、あるいは複数個ずつをまとめて、図示しない樹脂フィルムや紙などからなる外装袋や外装容器に包装しておくことが好ましい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
まず、本発明における各指標の測定又は試験方法を説明する。

（１）平均繊維径（単位：μｍ）
光学顕微鏡を用いて目視により、試験対象の不織布の繊維について１０箇所の直径を測定し、その平均値を求めた。

（２）目付（単位：ｇ／ｍ^２）
ＪＩＳＬ−１９０６に準拠し、試験対象の不織布から１０cm四方の試験片を採取して質量を測定して算出した。

（３）繊維長合計（抽出用シート材の１ｃｍ^２に含まれる全ての繊維の長さの合計，単位：ｍ）
まず、試験対象の抽出用シート材の１ｃｍ^２に含まれる第１層の不織布の繊維の長さの合計ｌ_１（ｍ）を、その第１層の不織布の平均繊維径ｄ_１（μｍ）、第１層の不織布の目付ｗ_１（ｇ／ｍ^２）、及び、ポリエチレンテレフタレートの密度１．３８ｇ／ｃｍ^３から、次式によって算出した。
ｌ_１＝（４×１０^２×ｗ_１）／（１．３８×π×ｄ_１ ^２）
次に、試験対象の抽出用シート材の１ｃｍ^２に含まれる第２層の不織布の繊維の長さの合計ｌ_２（ｍ）を、その第２層の不織布の平均繊維径ｄ_２（μｍ）、第２層の不織布の目付ｗ_２（ｇ／ｍ^２）、及び、ポリエチレンテレフタレートの密度１．３８ｇ／ｃｍ^３から、次式によって算出した。
ｌ_２＝（４×１０^２×ｗ_２）／（１．３８×π×ｄ_２ ^２）
以上によって算出したｌ_１とｌ_２の和を求め、繊維長合計とした。

（４）３％モジュラス（単位：Ｎ）
試験対象の長尺状の抽出用シート材から、抽出用シート材の長手方向１００ｍｍ及び幅方向１５ｍｍの帯状の試験片を採取した。この試験片について、デジタルフォースゲージ（株式会社イマダ製，品名ＺＴＡ−５０Ｎ）及び計測スタンド（株式会社イマダ製，品名ＭＸ２−５００Ｎ）を用いて、つかみ間隔５０ｍｍ、速度１００ｍｍ／分に条件設定し、抽出用シート材の長手方向の引張強度を測定して、付属のドライバソフトによって３％（１．５ｍｍ）伸長時の荷重を読み取り３％モジュラスとした。

（５）透明性（単位：％）
試験対象の抽出用シート材から採取した試験片に対して可視光（波長３８０〜７８０ｎｍ）を照射し、分光光度計（株式会社日立ハイテクノロジーズ製，品名Ｕ−３９００Ｈ）を用いて、上記不織布への入射光に対する透過光の割合（％）を測定した。

（６）通気量（単位：ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ）
通気度試験機（株式会社安田精機製作所製）を使用し、試験対象の抽出用シート材から採取した試験片を、直径３６ｍｍのアタッチメントにセットして、フラジール法（ＪＩＳ−Ｌ−１９０６）に準拠した方法にて測定した。

（７）粉漏れ率（単位：％）
試験対象の抽出用シート材から採取した試験片を、直径７．２ｃｍのふるい枠にセットし、０．００１ｇの単位まで秤量したガラスビーズＢＺ−０４（粒度３５０〜５００μｍ，アズワン株式会社取扱）約１０ｇを上記不織布上に載せ、振とう試験機（ＩＫＡジャパン株式会社製，品名デジタルシェーカーＨＳ５０１）を使用して、振動数２１３ｒｐｍにて１４分間振とうし、上記不織布を通過したガラスビーズを０．００１ｇの単位まで秤量した。
秤量した篩い前のガラスビーズの質量をＷ１（ｇ）、秤量した上記不織布を通過したガラスビーズの質量をＷ２（ｇ）とし、次式によって粉漏れ率を算出した。
粉漏れ率（％）＝（Ｗ２／Ｗ１）×１００

［実施例１：抽出用シート材］
加熱して溶融させたポリエチレンテレフタレートを紡糸ノズルから押出して繊維状とし、その繊維状の樹脂を、エジェクターを用いて紡糸速度５０００ｍ/分で延伸しつつ冷却して長繊維を形成し、その長繊維を一定速度で移動するベルトコンベア上に集積していきスパンボンド不織布（第１層）を形成した。
次いで、加熱して溶融させたポリエステル（酸成分のテレフタル酸／イソフタル酸の重合比が８６／１４）を紡糸ノズルから押出して繊維状とし、その繊維状の樹脂に対して３７０℃に加熱した空気流を当てて飛散させ、一定速度で移動する上記スパンボンド不織布の表面に吹き付け集積固化させていくことで、メルトブロー不織布（第２層）を形成するとともに、上記両不織布を接着し、その後フラットロール間を通して厚さを８０μｍに調整して長尺状の抽出用シート材を製造した。

得られた抽出用シート材は、その第１層を形成するスパンボンド不織布の平均繊維径が２１μｍであり、目付が１６ｇ／ｍ^２であった。また、第２層を形成するメルトブロー不織布の平均繊維径が１８μｍであり、目付が４ｇ／ｍ^２であった。
さらに、この抽出用シート材は、その１ｃｍ^２に含まれる全ての繊維の長さの合計（繊維長合計）が４．４９ｍであり、３％モジュラスが６．３Ｎであり、透明性が４３．１％であり、通気量が４４５ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃであり、粉漏れ率が７．５％であった。

［実施例２：図２に示す抽出用バッグ］
上記の実施例１の長尺状の抽出用シート材を成形充填機にセットし、所定箇所を超音波加振により線溶着してテトラ形の袋体６を形成しつつ緑茶の乾燥茶葉を封入することで、抽出用バッグ５を製造した。
抽出用バッグ５の製造中に抽出用シート材が部分的に伸長するなど変形することはなく、抽出用シート材の変形を原因とする不良品の発生はなかった。

さらに、製造された抽出用バッグ５は、各辺の長さが５５mmのテトラ形で各辺の縁部に線溶着部７が形成された袋体６に、２gの乾燥茶葉が封入されたものであり、袋体６を形成する抽出用シート材を通して、袋体６内の乾燥茶葉が良く見え、その緑色が美しく感じられるものであった。
また、この抽出用バッグ５を、約９５℃の熱湯中に１分間浸漬し、その間に上下に約１０往復振とうさせて緑茶を作ったところ、乾燥茶葉の湯戻りが早く短時間で良好な濃さの緑茶を抽出することができ、その際に粉漏れはほとんど生じなかった。

［試験例］
下記の表１及び表２に示すａ〜ｔの２０種類の抽出用シート材のサンプルを製造し、得られた各サンプルについて、第１層の不織布の平均繊維径及び目付、第２層の不織布の平均繊維径及び目付を測定し、さらに、抽出用シート材の繊維長合計、３％モジュラス、透明性、通気量及び粉漏れ率を測定した。結果を表１及び表２に示す。
なお、表１に示すサンプルａ〜ｉは、本発明の要件を満たす「実施例のサンプル」であり、表２に示すサンプルｊ〜ｔは、本発明の要件を満たさない「比較例のサンプル」である。

各サンプルの製造方法は次のとおりである。
サンプルａ：上記実施例１の抽出用シート材と同じ方法で製造された同等品である。
サンプルｂ、ｑ、ｒ：実施例１の抽出用シートの製造方法において、第１層のスパンボンド不織布を形成する際の、エジェクターによる紡糸速度、及びベルトコンベアの移動速度を適宜に変更し、その他は実施例１と同じようにして製造した。
サンプルｄ、ｅ、ｇ、ｋ、ｎ：実施例１の抽出用シートの製造方法において、第２層のメルトブロー不織布を形成する際の、原料であるポリエステルを溶融させる加熱温度と、紡糸ノズルから押出された溶融樹脂に当てる空気流の温度、及び第１層のスパンボンド不織布の移動速度を適宜に変更し、その他は実施例１と同じようにして製造した。
サンプルｃ、ｆ、ｈ、ｉ、ｊ、ｌ、ｍ、ｏ、ｐ：実施例１の抽出用シートの製造方法において、第１層のスパンボンド不織布を形成する際の、エジェクターによる紡糸速度、及びベルトコンベアの移動速度を適宜に変更し、さらに、第２層のメルトブロー不織布を形成する際の、原料であるポリエステルを溶融させる加熱温度と、紡糸ノズルから押出された溶融樹脂に当てる空気流の温度、及び第１層のスパンボンド不織布の移動速度を適宜に変更し、その他は実施例１と同じようにして製造した。
サンプルｓ、ｔ：実施例１の抽出用シートの製造方法において、第１層のスパンボンド不織布を形成する際の、エジェクターによる紡糸速度、及びベルトコンベアの移動速度を適宜に変更し、第２層のメルトブロー不織布を積層せずに、その他は実施例１と同じようにして製造した。

上記の表１より、次の事項が理解できる。
注出性シート材の第１層のスパンボンド不織布の平均繊維径が１８〜２８μｍであり、目付が８〜１９ｇ／ｍ^２であり、第２層のメルトブロー不織布の平均繊維径が１６〜２８μｍであり、目付が２〜８ｇ／ｍ^２であって、かつ、抽出用シート材の繊維長合計が３．３〜４．８ｍである場合には、抽出用シート材の３％モジュラスが５．５Ｎ以上であり、透明性が４０％以上であり、通気量が４００ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ以上であり、かつ粉漏れ率が１０％以下である（実施例のサンプルａ〜ｉ）。

上記の表２より、次の事項が理解できる。
第１層のスパンボンド不織布の平均繊維径が２８μｍを超えると、抽出用シート材の粉漏れ率が１０％を超えて粉漏れし易くなる（比較例のサンプルｐ）。
第１層のスパンボンド不織布の平均繊維径が１８μｍより小さくなると、抽出用シート材の透明性が低下して４０％に満たなくなる（比較例のサンプルｊ）。

第２層のメルトブロー不織布の平均繊維径が１６μｍより小さくなると、抽出用シート材の透明性が低下して４０％に満たなくなる（比較例のサンプルｏ）。
第２層のメルトブロー不織布の目付が２ｇ／ｍ^２より少なくなると、抽出用シート材の３％モジュラスが小さくなって５．５Ｎに満たなくなり（比較例のサンプルｋ、ｌ、ｍ、ｓ、ｔ）、また、抽出用シート材の粉漏れ率が１０％を超えて粉漏れし易くなる場合がある（比較例のサンプルｌ、ｍ）。
第２層のメルトブロー不織布の目付が８ｇ／ｍ^２を超えると、抽出用シート材の透明性が低下して４０％に満たなくなり、また、通気量が低下して４００ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃに満たなくなって、成分抽出性が不十分になる（比較例のサンプルｎ）。

抽出用シート材の繊維長合計が４．８ｍを超えると、抽出用シート材の透明性が低下して４０％に満たなくなる（比較例のサンプルｊ、ｏ、ｒ）。
抽出用シート材の繊維長合計が３．３ｍより短くなると、抽出用シート材の粉漏れ率が１０％を超えて粉漏れし易くなる（比較例のサンプルｌ、ｍ、ｐ、ｑ）。

本発明にかかる抽出用シート材、抽出用フィルター及び抽出用バッグは、透明性及び成分抽出性に優れ、粉漏れし難いため、紅茶、緑茶、コーヒーなどの飲料、出汁などの液状の食品、漢方薬などの医薬品、あるいは入浴剤などの医薬部外品などの抽出に用いる抽出用シート、抽出用フィルター及び抽出用バッグの分野に好適に利用できる。

１抽出用フィルター
２フィルター部
３面溶着部
４上縁部
５抽出用バッグ
６袋体
７線溶着部
８吊糸
９タグ

Claims

平均繊維径が１８〜２８μｍであるポリエステル系の繊維からなり、目付が８〜１９ｇ／ｍ^２であるスパンボンド不織布により形成された第１層と、
平均繊維径が１６〜２８μｍであるポリエステル系の繊維からなり、目付が２〜８ｇ／ｍ^２であるメルトブロー不織布により形成された第２層とを有する抽出用シート材であって、
該抽出用シート材の１ｃｍ^２に含まれる全ての繊維の長さの合計が３．３〜４．８ｍであり、かつ上記抽出用シート材の３％モジュラスが５．５Ｎ以上であることを特徴とする抽出用シート材。
透明性が４０％以上であり、通気量が４００ｃｃ／ｃｍ^３／ｓｅｃ以上であり、かつ粉漏れ率が１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の抽出用シート材。
請求項１又は２に記載の抽出用シート材が、上記第２層を内側にして重ね合わされ、所定箇所が溶着されて形成されていることを特徴とする抽出用フィルター。
請求項１又は２に記載の抽出用シート材が、上記第２層を内側にして重ね合わされ、所定箇所が溶着されて形成された袋体に、抽出材料が封入されていることを特徴とする抽出用バッグ。