JP7111589B2

JP7111589B2 - フィルターバッグ用紙

Info

Publication number: JP7111589B2
Application number: JP2018213721A
Authority: JP
Inventors: 明奈良; 隆志白石
Original assignee: Nippon Paper Papylia Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Papylia Co Ltd
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2038-11-14
Also published as: JP2020079108A

Description

本発明は、紅茶、緑茶等の茶葉類を入れて袋状とし、袋ごと煮出し、あるいは水出しを行い、茶飲料等の液体を抽出するためのフィルターバッグを製造するためのフィルターバッグ用紙に関する。詳しくは、機械的なクリンピング等によって袋形状とするノンヒートシールタイプのフィルターバッグを製造するためのフィルターバッグ用紙に関する。

紅茶、緑茶等の茶葉類、麦茶や杜仲茶等の茶外茶類、鰹節、昆布等の出汁類の抽出を目的として、フィルターバッグが用いられている。フィルターバッグは、液中に浸して用いられ、可溶性成分を抽出するものである。例えば、特許文献１には、急須で淹れた茶に匹敵する色合い及び味の強さの茶を淹れることができる、ウォータージェット加工を施したフィルターバッグ用紙が提案されている。

フィルターバッグには熱融着繊維を配合することでヒートシール加工により製袋するヒートシールタイプと、セルロース繊維を主体としヒートシール加工を行わずに製袋するノンヒートシールタイプに大別される。なお、ノンヒートシールタイプのフィルターバッグに茶葉類を入れて袋状に製袋する際は、フィルターバッグ用紙の端面同士をクリンピング加工して接合している。

フィルターバッグは、茶類等を抽出する際にお湯に浸して用いられることがあるが、この際、フィルターバッグ内の気体がお湯に熱せられて膨張し、膨張した気体がフィルターバッグから上手く抜けられずに圧力が高まる場合がある。そして、ノンヒートシールタイプのフィルターバッグでは、クリンピングが外れて内包物が流出してしまう（以下破袋と表記する）場合がある。フィルターバッグ用紙の親水性を低くすることにより、気体がフィルターバッグを通過しやすくなり破袋を防ぐことができるが、親水性の低いフィルターバッグ用紙は、水が通過しにくく、抽出される液体の風味が薄い場合がある。

特開２０１５－１８２７７１号公報

本発明は、破袋が起こりにくく、十分な風味を有する液体が抽出できるフィルターバッグを提供することを課題とする。

本発明の課題を解決するための手段は以下のとおりである。
１．吸水量が、４５ｇ／ｍ^２以上６０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とするフィルターバッグ用紙。
２．ペン書きサイズ度（ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１２：２０１６）が５以上であることを特徴とする１．に記載のフィルターバッグ用紙。
３．１．または２．に記載のフィルターバッグ用紙を有するフィルターバッグ。

本発明のフィルターバッグ用紙からなるフィルターバッグは、内部から気体が抜けやすく、お湯と接した際の破袋を防ぐことができる。また、本発明のフィルターバッグ用紙からなるフィルターバッグは、内部と外部とで液体が交換されるため、十分な風味を有する液体を抽出することができる。

（吸水量）
本発明のフィルターバッグ用紙は、吸水量が、４５ｇ／ｍ^２以上６０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする。吸水量が６０ｇ／ｍ^２を超える場合、水と馴染みやすいため、フィルターバッグ用紙の微細な穴が水で塞がれて気体が通過しにくく、このフィルターバッグ用紙からなるフィルターバッグは、お湯と接触して熱せられると、内部の気体が膨張して圧力が高まり、破袋してしまう場合がある。吸水量が４５ｇ／ｍ^２未満の場合は、水に濡れにくいため、水が通過しにくく、このフィルターバッグ用紙からなるフィルターバッグは、十分な風味を有する液体を抽出できない場合がある。フィルターバッグ用紙の吸水量は、４８ｇ／ｍ^２以上５８ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい。なお、本発明において、吸水量とは、下記実施例に記載の方法により算出される値である。

（ペン書きサイズ度）
本発明のフィルターバッグ用紙のペン書きサイズ度（ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１２：２０１６）は、５以上であることが好ましい。ペン書きサイズ度が５以上であると、気体が通過しやすく、破袋が発生し難い。
本発明において、フィルターバッグ用紙の吸水量、ペン書きサイズ度は、サイズ剤や撥水剤の種類と配合量（塗工量）等により、調整することができる。

（坪量）
本発明のフィルターバッグ用紙の坪量は、１０ｇ／ｍ^２以上１５ｇ／ｍ^２以下が好ましい。坪量が１０ｇ／ｍ^２より小さいと紙力が低下し、製袋機で断紙が起こりやすくなる。坪量が１５ｇ／ｍ^２より大きいと濾水性が低下して抽出される液体の風味が薄くなる場合がある。

（厚さ）
本発明のフィルターバッグ用紙の厚さは、４０μｍ以上７０μｍ以下が好ましい。フィルターバッグ用紙の厚さが４０μｍより薄いとクリンピングの加工性が低下する場合がある。フィルターバッグ用紙の厚さが７０μｍより厚いと低密度となり紙力が低下し製袋機で断紙が起こりやすくなる。

（引張強さ・湿潤引張強さ）
本発明のフィルターバッグ用紙は、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．７１に準じて測定した縦方向の乾燥引張強さが、０．７０ｋｇ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。また、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．７１に準じて測定した縦方向の湿潤引張強さが、０．１５ｋｇ／１５ｍｍ以上であることが好ましい。縦方向の引張強さが上記した値未満であると、成型時や抽出時に断紙が発生しやすくなる。

（紙基材）
本発明のフィルターバッグ用紙を製造するための製紙用繊維の種類は特に限定されず、針葉樹パルプ、広葉樹パルプなどの木材パルプ、亜麻、ケナフ、楮、みつまたなどの靭皮繊維、バガス、竹、エスパルトなどの硬質繊維、コットンパルプなどの種子毛繊維、マニラ麻パルプ、サイザル麻パルプなどの葉鞘・葉繊維といった非木材パルプ、合成繊維（ポリプロピレン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維）などの１種または２種以上を用いることができる。また、パルプとしては、クラフト蒸解法、酸性・中性・アルカリ亜硫酸塩蒸解法、ソーダ塩蒸解法等による化学パルプ、グランドパルプ、ケミグランドパルプ、サーモメカニカルパルプ等を使用できる。

（塗工剤）
本発明のフィルターバッグ用紙は、必要に応じて紙基材に各種塗工剤を使用することが可能である。塗工剤としては、強度、湿潤強度、また、本発明のフィルターバッグ用紙に要求される吸水量を満足するために、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、撥水剤またはサイズ剤を使用することが好ましい。

（湿潤紙力増強剤）
本発明において、湿潤紙力増強剤は、特に限定されるものではなく、ジアルデヒドグアーガム、グリオキサール変性ポリアクリルアミド、ポリアミドエピクロロヒドリン、ポリアミドポリアミンエピクロロヒドリン、ポリアミンエピクロロヒドリン、ポリエチレンイミンなどが使用できる。

（乾燥紙力増強剤）
本発明において、乾燥紙力増強剤は、特に限定されるものではなく、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシメチルグアーガム、ポリアクリルアミド、グリオキサール変性ポリアクリルアミド、ヒドロキシプロピルグアーガムなどが使用できる。

（撥水剤・サイズ剤）
本発明において、撥水剤またはサイズ剤は、特に限定されるものではなく、スチレンアクリル酸エステル共重合体、スチレン・アクリルニトリル共重合体、アニオン性ポリウレタン、スチレン・無水マレイン酸共重合体などが使用できる。

塗工液中の撥水剤またはサイズ剤濃度は、塗工方法によって適宜調整することができる。また、撥水剤またはサイズ剤の塗工量は、本発明の吸水量を満足できるものであれば特に制限されないが、０．１ｇ／ｍ^２以上１．０ｇ／ｍ^２以下（乾燥重量）程度である。

（製造方法）
本発明のフィルターバッグ用紙の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、抄紙した紙基材に、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、撥水剤またはサイズ剤等を含む塗工液を塗工する方法が挙げられる。
紙基材の抄紙方法は、特に限定されるものではなく、トップワイヤー等を含む長網抄紙機、オントップフォーマー、ギャップフォーマー、円網抄紙機、短網抄紙機、傾斜短網抄紙機等を用いて行うことができる。また、乾燥工程は、多筒式シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風ドライヤーなど適宜選定することができる。
塗工液の塗工方法は、特に限定されるものではなく、サイズプレスやニップコート等の方式によって塗工することができる。

（製袋方法）
本発明のフィルターバッグ用紙は、茶葉等を充填した状態で製袋され、フィルターバッグとして用いられる。本発明のフィルターバッグの製袋方法は特に制限されず、クリンピング等の公知の方法で製袋することができる。

＜実施例１＞
離解処理した針葉樹パルプ５０重量％、マニラ麻パルプ４０重量％、レーヨン繊維（ダイワボウレーヨン株式会社製、１．７ｄｔ×５ｍｍ）１０重量％を抄紙用原料とし、短網抄紙機にて坪量１１．８ｇ／ｍ^２目標で抄造した原紙を得た。
得られた原紙に、湿潤紙力増強剤（株式会社理研グリーン製、商品名：カイメン５５７Ｈ）を０．４５ｗｔ％（固形分）、乾燥紙力増強剤（ハリマ化成株式会社製、商品名：ハーマイドＫＳ２）を１．８ｗｔ％（固形分）で含む第一塗工液をサイズプレス塗工し、一度乾燥を行った。その後、撥水剤（株式会社第一塗料製造所製、商品名：ハービルＣ－３）を２．４ｗｔ％（固形分）で含む第二塗工液をサイズプレス塗工、乾燥し、坪量１３．２ｇ／ｍ^２、厚さ５１μｍのフィルターバッグ用紙を得た。

＜実施例２＞
第二塗工液中の撥水剤の濃度を３．６ｗｔ％（固形分）とした以外は、実施例１と同様にして、坪量１３．３ｇ／ｍ^２、厚さ５１μｍのフィルターバッグ用紙を得た。

＜実施例３＞
第二塗工液中の撥水剤の濃度を２．０ｗｔ％（固形分）とした以外は、実施例１と同様にして、坪量１３．３ｇ／ｍ^２、厚さ６１μｍのフィルターバッグ用紙を得た。

＜比較例１＞
第二塗工液中の撥水剤の濃度を８．０ｗｔ％（固形分）とした以外は、実施例１と同様にして、坪量１４．７ｇ／ｍ^２、厚さ６２μｍのフィルターバッグ用紙を得た。

＜比較例２＞
第二塗工液を塗工していない以外は、実施例１と同様にして、坪量１２．７ｇ／ｍ^２、厚さ６１μｍのフィルターバッグ用紙を得た。

実施例、比較例で得られたフィルターバッグ用紙について下記評価を行った。結果を表１に示す。
（坪量、厚さ）
坪量はＪＩＳＰ８１２４に、厚さはＪＩＳＰ８１１８に準拠して測定した。

（引張強さ・湿潤引張強さ）
乾燥引張強さは、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．７１に準拠して測定した。
湿潤引張強さは、試験サンプル（幅１５ｍｍ、長さ２５ｍｍ程度）を、界面活性剤水溶液（第一工業製薬株式会社製、商品名：ネオコールＳＷ－Ｃ）に十分に浸漬し、流水で洗浄して撥水性やサイズ性を消失させ、ろ紙で挟み込んで表面に付着した余剰な水分を取り除いた後に、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．７１に準拠して測定した。

（吸水量）
吸水量は以下の手順で算出した。
１．上底の長さ１０ｃｍ、下底の長さ１６ｃｍ、高さ２０ｃｍの直角台形としたサンプルの乾燥重量（測定値Ａｇ）を測定する。
２．サンプルを十分に水に浸す。
３．サンプルを、上底と下底が鉛直方向で、斜辺が下方となるように６０秒吊るした後、湿潤重量（測定値Ｂ１ｇ）を測定する。
４．２．３．を繰り返し、湿潤重量（測定値Ｂ２ｇ）を測定する。
５．次式（１）より、吸水量を算出する。
吸水量（ｇ／ｍ^２）＝｛（Ｂ１＋Ｂ２）／２－Ａ｝／サンプル面積式（１）

（ペン書きサイズ度）
ペン書きサイズ度は、ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩＮｏ．１２：２０１６に準拠して測定した。

「製袋方法」
実施例、比較例で製造したフィルターバッグ用紙を１５ｃｍ×１０ｃｍの長方形に切り取り、市販のほうじ茶用ティーバッグ（株式会社伊藤園製、商品名：お～いお茶ほうじ茶ティーバッグ）から取り出したほうじ茶粉末２ｇを入れて、長辺をクリンピングにより封じ、長辺方向に２つに折り畳んだ後、短辺を折り重ねてステープラーで閉じて、フィルターバッグとした。

（破袋試験）
上記フィルターバッグを、約－１８℃の冷凍庫で３０分間放置した後、３００ｍｌ容ビーカーに入れ、沸騰水２００ｍｌを一気に注ぎ、破袋の有無を確認した。

（お茶の風味）
上記フィルターバッグに９０℃水を注いでから１分後の抽出液の風味を、１名のパネラーが実際に飲んで下記基準で評価した。
風味３：濃い
２：若干薄い
１：薄い

（結果）
吸水量が４１％程度である比較例１のフィルターバッグ用紙から製袋したフィルターバッグは、破袋は発生しなかったものの抽出したお茶の風味が薄かった。吸水量が６５％程度である比較例２のフィルターバッグ用紙から製袋したフィルターバッグは、抽出したお茶の風味は濃かったものの破袋が発生した。
それに対し、吸水量が４８％程度である実施例２のフィルターバッグ用紙から製袋したフィルターバッグは、破袋は発生せず、抽出したお茶の風味は若干薄い程度であった。
さらに、吸水量が５１及び５４％程度である実施例１及び３のフィルターバッグ用紙から製袋したフィルターバッグは、破袋は発生せず、風味が濃い美味しいお茶が抽出できた。

Claims

吸水量が、４５ｇ／ｍ^２以上６０ｇ／ｍ^２以下であり、ノンヒートシールタイプ用であることを特徴とするフィルターバッグ用紙。
ペン書きサイズ度（ＪＡＰＡＮＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．１２：２０１６）が５以上であることを特徴とする請求項１に記載のフィルターバッグ用紙。
請求項１または２に記載のフィルターバッグ用紙を有するノンヒートシールタイプのフィルターバッグ。