JP7279231B2 - Polylactic acid monofilament for palatability beverage extraction filter and its production method - Google Patents
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Description
本発明は、嗜好性飲料抽出フィルター用モノフィラメント、それからなる嗜好性飲料抽出フィルター用織物およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a monofilament for a palatability beverage extraction filter, a fabric for a palatability beverage extraction filter and a method for producing the same.
従来から、嗜好性飲料抽出フィルターの素材としては、紙やポリプロピレンまたはポリエチレンの不織布が主流として用いられているが、透明性が悪く包装材中の茶葉が見えにくいこと、紙に至っては熱シール加工ができない等の問題がある。そこで、近年の傾向としては、嗜好性飲料抽出用バッグ中の茶葉が見える高級感のある織物製の嗜好性飲料抽出バッグが増えてきている。 Traditionally, paper and polypropylene or polyethylene non-woven fabrics have been the main materials used as materials for extracting palatable beverages. There are problems such as not being able to Therefore, as a trend in recent years, there has been an increase in the number of bags for extracting a favorite beverage made of woven fabric, which have a high-class feel and allow the tea leaves in the bag to be seen.
織物製の嗜好性飲料抽出用バッグに用いられる、嗜好性飲料抽出フィルターの素材繊維としてはポリアミド繊維が主流である。ポリアミド繊維を用いた織物製の抽出フィルターは、立体形状の形態保持性に優れ、また変形に対する弾性回復力にも富んでいることから、織物が柔らかく、風合いに優れている。しかし、ポリアミド繊維製の抽出用バッグは、空気中の酸素の影響による黄変、熱湯中でのポリアミド繊維の膨潤による抽出用バッグの寸法変化、抽出後のバッグを容器から取り出す際の液切れの悪さ、ポリアミドの比重が軽いことによる熱湯中での抽出用バッグの沈降性の悪さ、および使用後の焼却による窒素酸化物の発生による環境汚染等の問題が以前から指摘されていた。 Polyamide fibers are mainly used as material fibers for filters for extracting a favorite beverage, which are used in bags for extracting a favorite beverage made of fabric. A woven extraction filter using polyamide fibers has excellent three-dimensional shape retention and elastic recovery against deformation, so that the woven fabric is soft and has an excellent texture. However, the extraction bag made of polyamide fiber is subject to yellowing due to the influence of oxygen in the air, dimensional change of the extraction bag due to swelling of the polyamide fiber in hot water, and lack of liquid when the bag is removed from the container after extraction. It has long been pointed out that the polyamide has a low specific gravity, so that the extraction bag does not easily settle in boiling water, and that the incineration after use causes environmental pollution due to the generation of nitrogen oxides.
このようなポリアミド繊維の問題点を改善する目的で、ポリエステル繊維による嗜好性飲料抽出フィルター等が研究されてきている。しかし、ポリエステル繊維についても使用後の廃棄方法をめぐる問題がある。すなわち、ポリエステル繊維は自然環境中では殆ど分解せず、焼却をすると高い燃焼熱を発生する恐れがあり、最近では生分解性を有する合成樹脂であるポリカプロラクトンやポリ乳酸等など繊維用途に利用する提案がなされている。これらの合成樹脂は原料が自然由来のいわゆるカーボンニュートラルな素材であり、生分解性を有するという長所がある。しかし、従来の(非生分解性)合成樹脂に比べて実用性という点では課題が多い。
すなわち、ポリ乳酸繊維の場合、強度が低く、沸騰水収縮率が高くなりやすい傾向がある。これらの課題を解決するために、様々な検討が行われてきた。
例えば、相対粘度が2.7~4.0であり、モノマー量が0.5重量%以下であり、Snの含有量が30ppm以下であり、直鎖上であるポリ乳酸樹脂を使用したティーバッグが開示されている(特許文献1)。
また、L-乳酸又はD-乳酸成分99.0~85重量%と、分子量1000以上のポリエチレングリコール成分0.1~15重量%とがブロック共重合されており、相対粘度が2.5以上のポリ乳酸を4000m/分以上で溶融紡糸するポリ乳酸系生分解性繊維の製造方法が開示されている(特許文献2)。
そして、耐擦過性に優れ、製織性が良好な異型断面ポリ乳酸モノフィラメントが開示されている(特許文献3)。
For the purpose of improving such problems of polyamide fibers, studies have been made on a filter for extracting a soft drink made of polyester fibers and the like. However, there are also problems with polyester fibers over how to dispose of them after use. In other words, polyester fibers hardly decompose in the natural environment, and when incinerated, there is a risk of generating a high amount of combustion heat. A proposal is made. These synthetic resins are so-called carbon-neutral materials derived from nature, and have the advantage of being biodegradable. However, compared with conventional (non-biodegradable) synthetic resins, there are many problems in terms of practicality.
That is, polylactic acid fibers tend to have low strength and high shrinkage in boiling water. Various studies have been conducted to solve these problems.
For example, a tea bag using a linear polylactic acid resin having a relative viscosity of 2.7 to 4.0, a monomer content of 0.5% by weight or less, and a Sn content of 30 ppm or less. is disclosed (Patent Document 1).
In addition, 99.0 to 85% by weight of L-lactic acid or D-lactic acid component and 0.1 to 15% by weight of polyethylene glycol component having a molecular weight of 1000 or more are block-copolymerized, and the relative viscosity is 2.5 or more. A method for producing polylactic acid-based biodegradable fibers has been disclosed in which polylactic acid is melt-spun at 4000 m/min or higher (Patent Document 2).
A modified cross-section polylactic acid monofilament having excellent abrasion resistance and good weaving properties has been disclosed (Patent Document 3).
しかし、特許文献1に具体的に記載されている繊維は、沸騰水収縮率が10%以上であり、伸度も30%以下と低いため、製織速度を上げにくいという問題があった。また、紡糸速度が1500m/minと低速なため、生産性が悪く、コストの面で不利となるものだった。
特許文献2に具体的に記載されている繊維は、沸騰水収縮率が10%以下を得られているものの、紡糸速度が7000~8000m/minと非常に高速であり、安定した紡糸が困難であり、通常の装置では高速巻取に対応ができない。物性の点においても10%以下の沸騰水収縮率と30%以上の伸度との両立が困難である。
特許文献3記載の繊維は、沸騰水収縮率が15%以上と高いため、布目曲りや開口ずれが生じやすく、ティーバッグとした際の品位が低下しやすい問題があった。
したがって、本発明は、強度、伸度のバランスが良く、沸騰水収縮率が低い物性を有し、製織等の後工程でも、ポリエステル、ナイロン繊維並みの加工性を得ることのできる嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを提供することにある。
However, the fibers specifically described in
The fibers specifically described in
The fibers described in
Therefore, the present invention has a good balance of strength and elongation, has physical properties with low boiling water shrinkage, and can obtain a palatability beverage extraction that can obtain processability comparable to that of polyester and nylon fibers even in subsequent processes such as weaving. An object of the present invention is to provide a polylactic acid monofilament for filters.
本発明は、上記の課題を解決するものであり、光学純度が97%以上のポリ‐L‐乳酸からなり、強度が3cN/dtex以上、伸度が30%以上、沸騰水収縮率が10%以下であることを特徴とする嗜好性飲料抽出フィルター用モノフィラメントを第1の要旨とする。
また、本発明は、上記モノフィラメントを用いた嗜好性飲料抽出フィルター用織物を第2の要旨とする。
また、本発明は、2500m/分以上、4000m/分以下の紡糸速度で一旦巻き取ったポリ乳酸未延伸モノフィラメントを、70℃以上110℃以下に加熱したホットローラーと非加熱ローラー間で延伸を行うとともに、当該ローラー間に設置した140℃以上、165℃以下に加熱した接触式ヒーターで熱処理する上記モノフィラメントの製造方法を第3の要旨とする。
The present invention solves the above problems, and is made of poly-L-lactic acid with an optical purity of 97% or more, a strength of 3 cN/dtex or more, an elongation of 30% or more, and a boiling water shrinkage of 10%. A first aspect is a monofilament for a palatable beverage extraction filter characterized by:
In addition, the second aspect of the present invention is a woven fabric for a palatability beverage extraction filter using the monofilament.
Further, in the present invention, the polylactic acid undrawn monofilament once wound at a spinning speed of 2500 m/min or more and 4000 m/min or less is drawn between a hot roller heated to 70° C. or more and 110° C. or less and a non-heated roller. In addition, the third gist is a method for manufacturing the monofilament, in which the monofilament is heat-treated by a contact heater installed between the rollers and heated to 140° C. or higher and 165° C. or lower.
本発明によれば、生地の強度がポリエステルやナイロンと同等であり、布目まがりや開口ずれが生じにくく、後工程の加工性が良好で、実用的な嗜好性飲料抽出フィルター用のフィラメントおよびそれを用いた織物が提供される。 According to the present invention, the strength of the fabric is equivalent to that of polyester or nylon, the texture is less likely to curl and the opening shift occurs, the processability in the post-process is good, and the filament for a practical taste beverage extraction filter and the same The fabric used is provided.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、光学純度が97%以上のポリ‐L‐乳酸からなり、強度が3cN/dtex以上、伸度が30%以上であって、かつ沸騰水収縮率が10%以下であることを特徴とする嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントである。
The present invention will be described in detail below.
The present invention is characterized by comprising poly-L-lactic acid having an optical purity of 97% or more, having a strength of 3 cN/dtex or more, an elongation of 30% or more, and a boiling water shrinkage of 10% or less. It is a polylactic acid monofilament for a palatable beverage extraction filter.
本発明におけるポリ乳酸樹脂はL-乳酸を主成分とし、このうちL-乳酸の光学純度が97%以上であることが好ましい。L-乳酸の純度が97%未満になると結晶性が低下し、融点の低下に伴い耐熱性に劣るものとなるため、実用上好ましくない。また、ポリ乳酸の性質を損なわない範囲で、ポリ乳酸以外のポリマーや粒子、難燃剤、帯電防止剤等の添加物を含有していても良い。
また本発明におけるポリ乳酸樹脂はL-乳酸は、乳酸以外の成分を共重合しないものであることが好ましい。
The polylactic acid resin in the present invention contains L-lactic acid as a main component, and the optical purity of L-lactic acid is preferably 97% or more. When the purity of L-lactic acid is less than 97%, the crystallinity is lowered and the melting point is lowered, resulting in poor heat resistance, which is not practically preferable. In addition, additives such as polymers and particles other than polylactic acid, flame retardants, and antistatic agents may be contained within a range that does not impair the properties of polylactic acid.
In the polylactic acid resin of the present invention, L-lactic acid preferably does not copolymerize components other than lactic acid.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントは、沸騰水収縮率が10%以下である。この範囲とすることにより、織物の熱セット時に湾曲せず、成形時の加工性に優れる。また得られたフィルター用織物は開口率を保つことができ、目ずれせず、布目曲りが生じない。特に目ずれせずに取扱い易い点からは、沸騰水収縮率は3%以上であることが好ましい。本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントの沸騰水処理後の収縮率は後述の方法で測定した値である。 The polylactic acid monofilament for a filter for extracting a palatable beverage of the present invention has a boiling water shrinkage rate of 10% or less. By setting it within this range, the woven fabric does not bend during heat setting and is excellent in workability during molding. In addition, the obtained filter fabric can maintain the open area ratio, and does not cause any misalignment or warping of the weave. In particular, the boiling water shrinkage ratio is preferably 3% or more from the viewpoint of ease of handling without misalignment. The shrinkage ratio of the polylactic acid monofilament for a filter for extracting a palatable beverage of the present invention after boiling water treatment is a value measured by the method described later.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントは、破断強度が3cN/dtex以上、破断伸度30%以上である。高次工程での加工容易性の点から、3cN/dtex以上であり、製糸安定性の点から、5cN/dtex以下であることが好ましい。また、製織安定性の観点から、破断伸度は30%以上であり、寸法安定性の観点から、55%以下が好ましい。この範囲の物性であれば、整経や製織工程での糸切れが生じにくく、工程通過性が良好なものとなる。
特に好ましくは、破断強度は、3.5cN/dtex以上であり、破断伸度は、35%以上である。
The polylactic acid monofilament for a palatable beverage extraction filter of the present invention has a breaking strength of 3 cN/dtex or more and a breaking elongation of 30% or more. It is preferably 3 cN/dtex or more from the viewpoint of ease of processing in higher-order processes, and preferably 5 cN/dtex or less from the viewpoint of spinning stability. From the viewpoint of weaving stability, the elongation at break is 30% or more, and from the viewpoint of dimensional stability, it is preferably 55% or less. If the physical properties are within this range, yarn breakage is less likely to occur in the warping and weaving processes, and process passability is improved.
Particularly preferably, the breaking strength is 3.5 cN/dtex or more and the breaking elongation is 35% or more.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントの繊度は15dtex以上、40dtex以下の範囲とすることが好ましい。 The fineness of the polylactic acid monofilament for a filter for extracting a palatable beverage of the present invention is preferably in the range of 15 dtex or more and 40 dtex or less.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントは、製織することにより、嗜好性飲料抽出フィルターに用いるのに好適な織物を製造することができる。 By weaving the polylactic acid monofilament for a preferred beverage extraction filter of the present invention, a fabric suitable for use in a preferred beverage extraction filter can be produced.
織物の組織としては、平織物等が好適である。本発明において、嗜好性飲料抽出フィルター用織物としては、本発明のポリ乳酸モノフィラメントを、100%用いて製織してもよいし、一部に用いてもよい。好ましくは、40%以上用いることである。 Plain weave or the like is preferable as the texture of the woven fabric. In the present invention, the polylactic acid monofilament of the present invention may be 100% woven or partially used as the woven fabric for a filter for extracting a palatable beverage. Preferably, 40% or more is used.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを用いた織物は、飲料抽出フィルターとして用いたときに液切れがし易い点、フィルターの目ずれがしにくい点から、開口率は40%~70%が好ましい。 The woven fabric using the polylactic acid monofilament for a filter for extracting a palatable beverage of the present invention has an opening ratio of 40% to 70% because it is easy to run out of liquid when used as a filter for extracting beverages and the mesh of the filter is less likely to be misaligned. % is preferred.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントからなる織物を用いて、熱処理し、超音波シール法等によりシールして成形することにより、嗜好性飲料用フィルターとして用いることができる。 The woven fabric made of the polylactic acid monofilament for a filter for extracting a favorite beverage of the present invention can be heat-treated, sealed by an ultrasonic sealing method or the like, and molded to be used as a filter for a favorite beverage.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントからなる織物は、シールしても生地強度を保持でき、成形性に優れているため、矩形で平面形状のもの、球形状のもの、三角錐形状のもの、四つ手網型のもの、その他、多面体形状のものなど、様々な立体形状の嗜好性飲料抽出フィルターを容易に得ることができる。 The woven fabric made of polylactic acid monofilament for a filter for extracting palatable beverages according to the present invention can retain the strength of the fabric even when sealed and has excellent moldability. It is possible to easily obtain a variety of three-dimensionally shaped beverage extracting filters, such as those of four-handed mesh type, and other polyhedral shapes.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントからなる織物を用いて得られる飲料抽出フィルターは、紅茶、麦茶、烏龍茶、ジャスミン茶、緑茶、コーヒー等の種々の嗜好性飲料に好適に用いることができる。 The beverage extraction filter obtained by using the fabric made of the polylactic acid monofilament for the filter for extracting beverages with good taste according to the present invention can be suitably used for various kinds of beverages with good taste such as black tea, barley tea, oolong tea, jasmine tea, green tea and coffee. can.
本発明における嗜好性飲料抽出フィルター用モノフィラメントの好適な製造方法の例を以下に示す。
図1は、本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用モノフィラメントを製造工程の概略を説明する図である。図1を用いて、製造工程の概要を説明する。図1(a)は溶融紡糸装置、図1(b)は延伸熱処理装置を示し、これらの装置を用いて、溶融紡糸工程および延伸熱処理工程を経て本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用モノフィラメントを得ることができる。
まず、図1(a)は溶融紡糸装置において、上記のポリ‐L‐乳酸を溶融し、ギアポンプにて計量し、紡糸口金1より吐出する。吐出された糸条3は、引き続き、チムニー2(冷却装置)から送風される冷却風により冷却され、糸収束給油ガイド4から油剤が付与された後、第1引取りローラー5に引取られ、さらに第2ローラー6に引取られた後、未延伸モノフィラメント7として巻き取られる。
次に、図1(b)の延伸熱処理装置において、未延伸モノフィラメント7を、フィードローラー8、加熱したホットローラー(ロールヒーター9)を経て、続いて加熱した接触式のプレートヒーター10、非加熱のドローローラー11を介して延伸し、本発明のポリ乳酸モノフィラメント(延伸モノフィラメント12)を得ることができる。
上記において、紡糸口金は、L/D(mm/mm)=0.35/0.35~0.75/0.75であることが好ましい。
溶融紡糸工程において、紡糸温度(紡糸口金から吐出する温度)は、ポリ乳酸の融点や製糸性の観点から、210℃以上、260℃以下が好ましく、220℃以上、255℃以下がより好ましい。紡糸速度(引取りローラーによって引き取られる繊維の速度)は2000m/min以上、4500m/min以下が好ましく、2500m/min以上、4000m/min以下が特に好ましい。かかる範囲で一旦引き取り得られた未延伸モノフィラメントを、引き続き延伸・熱処理を行う。
また、延伸熱処理工程において、延伸温度は、繊維の白化抑制や製糸性の観点から70℃以上、110℃以下が好ましい。延伸倍率は、紡糸速度、要求物性、製糸性の観点から適切に選択され、ホットローラー(ロールヒーター9)と非加熱のドローローラー11間で1.2倍以上、3倍以下に延伸することが好ましい。中でも、1.4倍以上、2.5倍以下が特に好ましい。熱処理工程は、ホットローラー(ロールヒーター9)と非加熱のドローローラー11の間に設置したプレートヒーター10で行い、要求される物性やポリ乳酸の融点の観点から、140℃以上、165℃以下が好ましい。これにより、延伸熱処理装置の小型化が可能であり、操作性も向上する。
次に、得られたポリ乳酸モノフィラメントを製織し、超音波シール法等によりシールし、三角錐形状等適宜の形状に成形して、嗜好性飲料抽出フィルターを得ることができる。
An example of a suitable method for producing a monofilament for a filter for extracting a palatable beverage according to the present invention is shown below.
FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the manufacturing process of the monofilament for a filter for extracting a palatability beverage of the present invention. The outline of the manufacturing process will be described with reference to FIG. FIG. 1(a) shows a melt spinning device and FIG. 1(b) shows a drawing heat treatment device. Using these devices, a monofilament for a filter for extracting a palatability beverage of the present invention is obtained through a melt spinning step and a drawing heat treatment step. be able to.
First, in FIG. 1(a), the above poly-L-lactic acid is melted in a melt spinning apparatus, weighed by a gear pump, and discharged from a
Next, in the drawing heat treatment apparatus of FIG. It can be drawn through a
In the above, the spinneret preferably has L/D (mm/mm)=0.35/0.35 to 0.75/0.75.
In the melt spinning process, the spinning temperature (the temperature discharged from the spinneret) is preferably 210° C. or higher and 260° C. or lower, more preferably 220° C. or higher and 255° C. or lower, from the viewpoint of the melting point of polylactic acid and spinning properties. The spinning speed (the speed of the fiber taken by the take-up roller) is preferably 2000 m/min or more and 4500 m/min or less, and particularly preferably 2500 m/min or more and 4000 m/min or less. The unstretched monofilament that has been drawn in such a range is subsequently subjected to stretching and heat treatment.
Moreover, in the drawing heat treatment step, the drawing temperature is preferably 70° C. or higher and 110° C. or lower from the viewpoint of suppression of whitening of fibers and spinning properties. The draw ratio is appropriately selected from the viewpoint of spinning speed, required physical properties, and spinning properties. preferable. Among them, 1.4 times or more and 2.5 times or less are particularly preferable. The heat treatment process is performed by a
Next, the resulting polylactic acid monofilament is woven, sealed by an ultrasonic sealing method or the like, and molded into an appropriate shape such as a triangular pyramid shape to obtain a palatable beverage extraction filter.
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下に述べる実施例に限定されるものではない。なお、各種物性測定および評価方法は以下の方法である。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples described below. In addition, various physical-property measurement and evaluation methods are the following methods.
<相対粘度(ηrel)>
フェノール/1,1,2,2,-テトラクロロエタン=60/40(質量比)の混合溶媒に試料を0.5g/50mlの濃度になるよう溶解し、温度20℃においてオストワルド型粘度計を用いて測定した。
<強度、伸度>
JIS L 1013に準じ、島津製作所製のAGS-1KNGオートグラフ引張試験機を用い、試料糸長20cm、定速引張速度20cm/minの条件で測定する。荷重-伸び曲線での荷重の最高値を繊度で除した値を強度(cN/dtex)とし、そのときの伸び率を伸度(%)とする。
<沸騰水収縮率>
初期値50cmの試料に初期荷重200mgを掛けて沸騰水中に20分間浸漬し、5分間風乾した後、次式により沸騰水収縮率を求めた。
沸騰水収縮率(%)={(初期試料長―収縮後の試料長)}/(初期試料長×100)
<製糸性>
20kgの糸を製造した際の糸切れ回数で製糸性を評価し、下記の基準で○を合格とした。
○:糸切れ1回以下
△:糸切れ回数が1回を超え、3回未満
×:糸切れ回数が3回以上
<製織性>
織物を作製した際、100m(換算値)当たりの停台回数を求め、0~2回を合格とし、それ以上は不合格とした。
<Relative viscosity (ηrel)>
Dissolve the sample in a mixed solvent of phenol/1,1,2,2-tetrachloroethane = 60/40 (mass ratio) to a concentration of 0.5 g/50 ml, and use an Ostwald type viscometer at a temperature of 20 ° C. measured by
<Strength, Elongation>
In accordance with JIS L 1013, using an AGS-1KNG autograph tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation, measurement is performed under the conditions of a sample thread length of 20 cm and a constant tensile speed of 20 cm/min. The value obtained by dividing the maximum value of the load on the load-elongation curve by the fineness is taken as the strength (cN/dtex), and the elongation rate at that time is taken as the elongation (%).
<Boiling water shrinkage>
A sample with an initial value of 50 cm was applied with an initial load of 200 mg, immersed in boiling water for 20 minutes, and air-dried for 5 minutes.
Boiling water shrinkage rate (%) = {(initial sample length - sample length after shrinkage)} / (initial sample length x 100)
<Spinnability>
The spinning property was evaluated by the number of yarn breakages when 20 kg of yarn was produced.
○:
When the woven fabric was produced, the number of stoppages per 100 m (converted value) was determined, and 0 to 2 times was considered acceptable, and more than that was considered unacceptable.
〔実施例1〕
ポリ‐L‐乳酸比率が98.6%のポリ乳酸樹脂を溶融紡糸装置に供給し、穴径0.45mmの紡糸口金を用いて、紡糸温度240℃、紡糸速度2500m/minの紡糸条件で溶融紡糸し、未延伸ポリ乳酸モノフィラメントを巻き取った。
続いて、この巻き取った未延伸ポリ乳酸モノフィラメントを90℃に加熱したホットローラーと非加熱ローラー間で2.055倍に延伸するとともに、当該ローラー間に設置された150℃に加熱した接触式ヒーターを用いて熱処理し、33dtexの嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを得た。
得られたポリ乳酸モノフィラメントを、経密度100本/2.54cm、緯密度100本/2.54cmの条件で平織組織にて製織し織物を得た。得られた織物を精練し、140℃で熱処理し、フィルター用織物を得た。得られたフィルター用織物を、超音波シール法により三角錐形状に成形し、嗜好性飲料抽出用フィルターを製造した。
[Example 1]
A polylactic acid resin having a poly-L-lactic acid ratio of 98.6% is supplied to a melt spinning device, and melted using a spinneret with a hole diameter of 0.45 mm under the spinning conditions of a spinning temperature of 240 ° C. and a spinning speed of 2500 m / min. It was spun and the undrawn polylactic acid monofilament was wound up.
Subsequently, the wound unstretched polylactic acid monofilament is stretched by 2.055 times between a hot roller heated to 90° C. and a non-heated roller, and a contact heater heated to 150° C. placed between the rollers. was used to obtain a 33 dtex polylactic acid monofilament for a palatability beverage extraction filter.
The resulting polylactic acid monofilament was woven in a plain weave structure at a warp density of 100/2.54 cm and a weft density of 100/2.54 cm to obtain a woven fabric. The resulting fabric was scoured and heat-treated at 140° C. to obtain a filter fabric. The resulting filter fabric was formed into a triangular pyramid shape by an ultrasonic sealing method to produce a filter for extracting a palatability beverage.
〔実施例2〕
紡糸速度を3000m/minに、延伸倍率を1.683倍にした以外、実施例1と同様の方法で33dtexの嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを得て、実施例1と同様に、嗜好性飲料抽出用フィルターを製造した。
[Example 2]
A 33 dtex polylactic acid monofilament for a beverage extraction filter was obtained in the same manner as in Example 1, except that the spinning speed was 3000 m / min and the draw ratio was 1.683 times. A filter for extracting sexual beverages was manufactured.
〔実施例3〕
紡糸速度を3000m/minに、延伸倍率を1.733倍にした以外、実施例1と同様の方法で33dtexの嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを得て、実施例1と同様に、嗜好性飲料抽出用フィルターを製造した。
[Example 3]
A 33 dtex polylactic acid monofilament for a beverage extraction filter was obtained in the same manner as in Example 1, except that the spinning speed was 3000 m / min and the draw ratio was 1.733 times. A filter for extracting sexual beverages was manufactured.
〔実施例4〕
紡糸速度を3300m/min、延伸倍率を1.486倍にした以外、実施例1と同様の方法で33dtexの嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを得て、実施例1と同様に、嗜好性飲料抽出用フィルターを製造した。
[Example 4]
A polylactic acid monofilament for a beverage extraction filter with 33 dtex palatability was obtained in the same manner as in Example 1 except that the spinning speed was 3300 m / min and the draw ratio was 1.486 times. A filter for beverage extraction was manufactured.
〔実施例5~8〕
紡糸速度を3500m/minに、延伸倍率を1.534倍に変更し、延伸温度を表1に示す条件にした以外、実施例1と同様の方法で33dtexの嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを得て、実施例1と同様に、嗜好性飲料抽出用フィルターを製造した。
[Examples 5 to 8]
A 33 dtex polylactic acid monofilament for a palatability beverage extraction filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the spinning speed was changed to 3500 m/min, the draw ratio was changed to 1.534 times, and the drawing temperature was changed to the conditions shown in Table 1. was obtained, and in the same manner as in Example 1, a filter for extracting a palatability beverage was produced.
〔実施例9〕
紡糸速度を4000m/min、延伸倍率を1.534倍にした以外、実施例1と同様の方法で33dtexの嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを得て、実施例1と同様に、嗜好性飲料抽出用フィルターを製造した。
[Example 9]
A polylactic acid monofilament for a beverage extraction filter with 33 dtex palatability was obtained in the same manner as in Example 1 except that the spinning speed was 4000 m / min and the draw ratio was 1.534 times. A filter for beverage extraction was manufactured.
〔比較例1~5〕
紡糸速度、延伸倍率、延伸温度、延伸時の熱処理温度を表2記載の通りにする以外は、実施例1と同様の方法で、嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを得て、嗜好性飲料抽出用フィルターの製造を試みた。
[Comparative Examples 1 to 5]
A polylactic acid monofilament for a filter for extracting a favorite drink was obtained in the same manner as in Example 1, except that the spinning speed, draw ratio, drawing temperature, and heat treatment temperature during drawing were set as shown in Table 2. An attempt was made to manufacture an extraction filter.
実施例1~9で得られた嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントは、製糸性、製織性とも良好であり、強度と伸度のバランスに優れ、沸騰水収縮率も10%以下である嗜好性飲料フィルター用モノフィラメントであった。得られた嗜好性飲料フィルター用モノフィラメントから、嗜好性飲料抽出用フィルターを製造した場合においても、寸法安定性に優れ、開口ずれや布目曲りのない優れた品位であった。また、フィルター用織物とするに当たり、加工時の加工性はポリエステルやポリアミドと同等のものであった。 The polylactic acid monofilaments for preference beverage extraction filters obtained in Examples 1 to 9 have good spinning and weaving properties, an excellent balance between strength and elongation, and a boiling water shrinkage rate of 10% or less. It was a monofilament for liquid beverage filters. Even when a filter for extracting a favorite drink was produced from the obtained monofilament for a filter for a favorite drink, the monofilament was excellent in dimensional stability, free from misalignment of the opening and warping of the texture. In addition, when used as a filter fabric, the workability at the time of processing was equivalent to that of polyester and polyamide.
一方、比較例1は熱処理温度が低いものであり、得られたポリ乳酸モノフィラメントは、沸騰水収縮率が高く、寸法安定性に劣るものだった。得られたフィルター用織物は、実施例品と比べて、目ずれし易く、寸法法安定性に劣ったものであった。 On the other hand, in Comparative Example 1, the heat treatment temperature was low, and the resulting polylactic acid monofilament had a high boiling water shrinkage rate and poor dimensional stability. The obtained filter fabrics tended to be misaligned and were inferior in dimensional stability as compared with the products of the examples.
比較例2は延伸温度が高いものであり、延伸・熱処理工程での糸切れが多発し、ポリ乳酸モノフィラメントの採取が困難なものであった。 In Comparative Example 2, the drawing temperature was high, and yarn breakage occurred frequently during the drawing and heat treatment steps, making it difficult to collect the polylactic acid monofilament.
比較例3は延伸温度が低いものであり、延伸・熱処理工程後に得られたポリ乳酸モノフィラメントの一部に白化が見られ、物性に劣るものとなった。また製織性にも劣ったものであった。 In Comparative Example 3, the drawing temperature was low, and whitening was observed in part of the polylactic acid monofilament obtained after the drawing and heat treatment steps, resulting in poor physical properties. In addition, the weavability was also inferior.
比較例4は紡糸速度が遅いものであり、紡糸工程や延伸・熱処理工程での糸切れが多く、製糸性に劣るものだった。また、得られたフィルター用織物は、実施例品と比べて、目ずれし易く、寸法法安定性に劣ったものであった。 In Comparative Example 4, the spinning speed was slow, the yarn was often broken during the spinning process and the drawing/heat treatment process, and the spinning property was poor. In addition, the obtained filter fabrics tended to be misaligned and were inferior in dimensional stability as compared with the products of the examples.
比較例5はポリ‐L‐乳酸比率が低いものであるため、ポリ乳酸モノフィラメントの採取が困難なものであった。 Since Comparative Example 5 had a low poly-L-lactic acid ratio, it was difficult to obtain a polylactic acid monofilament.
実施例1~9のように、紡糸速度を設定して未延伸糸ポリ乳酸モノフィラメントを巻取り、一旦巻き取った未延伸糸乳酸モノフィラメントを延伸、熱処理することにより、沸騰水収縮率が低く、適切な強度、伸度の乳酸モノフィラメントを生産性よく得ることができる。 As in Examples 1 to 9, by setting the spinning speed, winding the undrawn polylactic acid monofilament, and drawing and heat-treating the once-wound undrawn polylactic acid monofilament, the boiling water shrinkage rate is low and appropriate. Lactic acid monofilaments with suitable strength and elongation can be obtained with good productivity.
本発明の嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントは、強度、伸度のバランスが良く、沸騰水収縮率が低い物性を有し、製織等の後工程でも、ポリエステル、ナイロン繊維並みの加工性を持った嗜好性飲料抽出フィルター用ポリ乳酸モノフィラメントを得ることができる。 The polylactic acid monofilament of the present invention for a filter for extracting palatable beverages has a good balance of strength and elongation, and has physical properties such as low boiling water shrinkage. It is possible to obtain a polylactic acid monofilament for a beverage extraction filter with a palatability.
1 紡糸口金
2 チムニー
3 糸条
4 収束給油ガイド
5 第1引取りローラー
6 第2引取りローラー
7 未延伸モノフィラメント
8 フィードローラー
9 ロールヒーター
10 プレートヒーター
11 ドローローラー
12 延伸モノフィラメント
a 溶融紡糸装置
b 延伸熱処理装置
1 Spinneret 2
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