JPWO2019009386A1 - 嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント、及びそれからなる嗜好性飲料抽出フィルター用織物 - Google Patents
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Abstract
環境安全性に優れ、生地の強度が保持できる、成形性に優れた嗜好性飲料抽出フィルターを得るためのフィラメント及びそれから得られる織物を提供する。芯成分は、融点が２２０℃以上のホモポリエステル、鞘成分は、融点が芯成分より４０℃以上低いテレフタル酸及びジオールを主成分とする共重合ポリエステルであり、１０質量％濃度のエタノール水溶液中で１時間煮沸後の質量変化率が４％以下、重金属の溶出量が０．１ｐｐｍ未満である嗜好性飲料抽出フィルター用芯鞘型複合フィラメントである。
Description
本発明は嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント及びそれからなる嗜好性飲料抽出フィルター用織物に関する。
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。
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、及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。
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。例えば、特許文献１では、芯と鞘に融点差を持たせた芯鞘構造を有するポリエステル系繊維を用いた織物からなる嗜好性飲料抽出フィルターの製造方法が提案されている。また、特許文献２では、イソフタル酸等を共重合成分とした共重合ポリエステルからなる嗜好性飲料抽出フィルター用ポリエステルモノフィラメントとなし得る分繊用マルチフィラメント及びそれから得られる嗜好性飲料抽出フィルターが提案されている。
しかしながら、特許文献１には、ポリエステル繊維中にポリエステル製造用触媒として用いられる触媒については記載されておらず、またポリエステル繊維による嗜好性飲料抽出フィルターの環境安全性についても記載されていない。
また、特許文献２記載の共重合ポリエステルを用いた単成分のマルチフィラメントからなる織物は、熱処理した際に、溶着性が高く、剥離し難いものとなるが、織物をシールして、フィルターに成形しようとすると、シール時の熱処理により、生地強度が弱くなり、成形性に劣ったものとなる。
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、環境安全性に優れ、生地の強度が保持できる、成形性に優れた嗜好性飲料抽出フィルターを得るためのフィラメント及びそれからなる織物を提供することにある。
また、特許文献２記載の共重合ポリエステルを用いた単成分のマルチフィラメントからなる織物は、熱処理した際に、溶着性が高く、剥離し難いものとなるが、織物をシールして、フィルターに成形しようとすると、シール時の熱処理により、生地強度が弱くなり、成形性に劣ったものとなる。
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、環境安全性に優れ、生地の強度が保持できる、成形性に優れた嗜好性飲料抽出フィルターを得るためのフィラメント及びそれからなる織物を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するもので、以下の構成を要旨とする。
（１）芯成分は、融点が２２０℃以上のホモポリエステル、鞘成分は、融点が芯成分より４０℃以上低いテレフタル酸及びジオールを主成分とする共重合ポリエステルであり、１０質量％濃度のエタノール水溶液中で１時間浸漬後の質量変化率が４％以下、重金属の溶出量が０．１ｐｐｍ未満であることを特徴とする嗜好性飲料抽出フィルター用芯鞘型複合フィラメント。
（２）鞘成分の共重合ポリエステルの重縮合の触媒が、チタン系触媒であることを特徴とする（１）記載の嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
（３）芯成分のホモポリエステルの重縮合の触媒が、チタン系触媒であることを特徴とする上記（１）または（２）記載の嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
（４）上記（１）〜（３）記載のフィラメントがモノフィラメントである嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
（５）上記（１）〜（３）記載のフィラメントがマルチフィラメントである嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
（６）上記（１）〜（５）の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。
（７）経糸に上記（４）記載のフィラメント、緯糸に上記（５）記載の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。
（８）引裂き強度が５Ｎ以上であることを特徴とする上記（６）または（７）に記載の嗜好性飲料抽出フィルター用織物。
（１）芯成分は、融点が２２０℃以上のホモポリエステル、鞘成分は、融点が芯成分より４０℃以上低いテレフタル酸及びジオールを主成分とする共重合ポリエステルであり、１０質量％濃度のエタノール水溶液中で１時間浸漬後の質量変化率が４％以下、重金属の溶出量が０．１ｐｐｍ未満であることを特徴とする嗜好性飲料抽出フィルター用芯鞘型複合フィラメント。
（２）鞘成分の共重合ポリエステルの重縮合の触媒が、チタン系触媒であることを特徴とする（１）記載の嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
（３）芯成分のホモポリエステルの重縮合の触媒が、チタン系触媒であることを特徴とする上記（１）または（２）記載の嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
（４）上記（１）〜（３）記載のフィラメントがモノフィラメントである嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
（５）上記（１）〜（３）記載のフィラメントがマルチフィラメントである嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
（６）上記（１）〜（５）の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。
（７）経糸に上記（４）記載のフィラメント、緯糸に上記（５）記載の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。
（８）引裂き強度が５Ｎ以上であることを特徴とする上記（６）または（７）に記載の嗜好性飲料抽出フィルター用織物。
本発明によれば、嗜好性飲料抽出フィルターに用いたときに、ポリアミドの問題点を改善し、環境安全性に優れ、フィルターを製造する際に、成形性に優れた嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント及びそれを用いた織物が提供される。
本発明は、嗜好性飲料抽出フィルター用芯鞘型複合フィラメントである。
芯鞘型複合フィラメントの複合形態としては、マルチフィラメントでもモノフィラメントでもよいが、モノフィラメントであることが好ましい。
芯鞘型複合フィラメントの複合形態としては、マルチフィラメントでもモノフィラメントでもよいが、モノフィラメント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芯鞘型複合フィラメントの芯成分は、融点が２２０℃以上のホモポリエステルである。ホモポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及びポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などのポリアルキレンテレフタレートを主体とするポリエステルが挙げられる。芯成分の融点が２２０℃未満となると、芯鞘型複合フィラメントを製織した織物は、乾熱処理後の強度保持率が低くなる傾向にある。フィルター用織物の強度保持率を保つ点からは、芯成分は、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
芯成分のポリエステルの固有粘度は、０．４以上、０．８以下の範囲であることが好ましく、中でも０．５以上、０．７以下、特に０．５５以上、０．６５以下の範囲が好ましい。固有粘度が小さすぎると、製編織後の強度が不足する傾向があり、固有粘度が大きすぎると、原料ポリマーの固有粘度を過剰に引き上げる必要があり、コスト高となる傾向があるため、上記の範囲が好ましい。
芯成分のホモポリエステルの重合触媒は、環境安全性の点から、チタン系触媒であることが好ましい。
重合触媒として用いられるチタン系触媒としては、酢酸チタン、テトラアルコキサイドチタン、チタンハロゲン化物、チタン酸塩、チタンアルコキシド類等が好適に挙げられる。
これらは、触媒の活性をより高めるために、マグネシウムを用いた化合物との複合体を好適に用いることができる。特に好ましい例として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物が挙げられる。本発明において、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物とは、５〜１００℃の範囲の温度、好ましくは、１５〜７０℃の範囲の温度で、マグネシウム化合物の存在下に、チタン化合物を加水分解して、その表面にチタン酸を析出させることによって、マグネシウム化合物の表面にチタン酸からなる被覆層を有せしめたものである。
上記チタン系触媒の含有量は、ポリエステル樹脂に対して１０〜５００ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｐｐｍである。
これらは、触媒の活性をより高めるために、マグネシウムを用いた化合物との複合体を好適に用いることができる。特に好ましい例として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物が挙げられる。本発明において、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物とは、５〜１００℃の範囲の温度、好ましくは、１５〜７０℃の範囲の温度で、マグネシウム化合物の存在下に、チタン化合物を加水分解して、その表面にチタン酸を析出させることによって、マグネシウム化合物の表面にチタン酸からなる被覆層を有せしめたものである。
上記チタン系触媒の含有量は、ポリエステル樹脂に対して１０〜５００ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｐｐｍである。
本発明の芯鞘型複合フィラメントの鞘成分は、融点が芯成分に比べて４０℃以上低いテレフタル酸及びジオールを主成分とする共重合ポリエステルである。具体的には、テレフタル酸とエチレングリコール等のジオールを主成分とする共重合ポリエステルが好適に挙げられる。共重合成分としては、イソフタル酸、アジピン酸及びセバシン酸等が好適に挙げられる。中でも芯鞘構造の複合のし易さ、取り扱い性を考慮するとイソフタル酸が好ましい。鞘成分と芯成分との融点の差は、製糸性、後工程でのコントロール、フィルター用織物の取扱い性やフィルター用織物が十分な引裂き強度を得やすい点から、９０℃以下が好ましく、より好ましくは８０℃以下、より好ましくは７０℃以下である。尚、本発明において、融点ピークが生じない非晶性の成分の場合、軟化点を融点とする。
また、共重合成分がイソフタル酸の場合、テレフタル酸とイソフタル酸の比率は、熱接着がし易く、取り扱い性に優れている点から、モル比（テレフタル酸／イソフタル酸）で、９０／１０〜７０／３０範囲であることが好ましい。
尚、鞘成分の融点については、共重合成分とその成分の量を調整することでコントロールすることができる。
尚、鞘成分の融点については、共重合成分とその成分の量を調整することでコントロールすることができる。
鞘成分のポリエステルの固有粘度は、イソフタル酸を共重合成分とする場合、０．６０以上、０．６６以下の範囲であることが好ましい。固有粘度が小さすぎると、製編織後の強度が不足する傾向があり、固有粘度が大きすぎると、原料ポリマーの固有粘度を過剰に引き上げる必要があり、コスト高となる傾向があるため、上記の範囲が好ましい。
上述したような共重合ポリエステルを鞘成分に用いると、適度に、芯成分より融点が低く、熱接着加工し易くなるため、フィルター用織物とした際に引裂き強度を十分に保ち、成形性に優れたものとなる点からも好ましい。
上記の中でも、本願発明の効果を得る点で、特に好ましい芯成分と鞘成分の組み合わせとしては、芯成分が、ポリエチレンテレフタレート、鞘成分が、実質的にイソフタル酸を共重合した共重合ポリエチレンテレフタレートであり、この共重合ポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸とイソフタル酸の比率（モル比）が９０／１０〜７０／３０範囲であることが好ましく、芯成分のポリエチレンテレフタレートの粘度は、０．５５〜０．６５、共重合ポリエチレンテレフタレートの粘度は、０．６０〜０．６６であることがさらに好ましい。また、芯成分と鞘成分の融点の差は、４０℃〜９０℃程度であることが好ましく、より好ましくは、４０℃〜８０℃程度、中でも４０℃〜７０℃程度であることが好ましい。
鞘成分の共重合ポリエステルの重合触媒は、環境安全性の点から、チタン系触媒であることが好ましい。
重合触媒として用いられるチタン系触媒としては、酢酸チタン、テトラアルコキサイドチタン、チタンハロゲン化物、チタン酸塩、チタンアルコキシド類等が好適に挙げられる。
これらは、触媒の活性をより高めるために、マグネシウムを用いた化合物との複合体を好適に用いることができる。特に好ましい例として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物が挙げられる。本発明において、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物とは、５〜１００℃の範囲の温度、好ましくは、１５〜７０℃の範囲の温度で、マグネシウム化合物の存在下に、チタン化合物を加水分解して、その表面にチタン酸を析出させることによって、マグネシウム化合物の表面にチタン酸からなる被覆層を有せしめたものである。
上記チタン系触媒の含有量は、ポリエステル樹脂に対して１０〜５００ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｐｐｍである。
これらは、触媒の活性をより高めるために、マグネシウムを用いた化合物との複合体を好適に用いることができる。特に好ましい例として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物が挙げられる。本発明において、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物とは、５〜１００℃の範囲の温度、好ましくは、１５〜７０℃の範囲の温度で、マグネシウム化合物の存在下に、チタン化合物を加水分解して、その表面にチタン酸を析出させることによって、マグネシウム化合物の表面にチタン酸からなる被覆層を有せしめたものである。
上記チタン系触媒の含有量は、ポリエステル樹脂に対して１０〜５００ｐｐｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｐｐｍである。
本発明の芯鞘型複合フィラメントの芯鞘比率としては、２０／８０〜８０／２０（体積比）が好ましく、４０／６０〜６０／４０がより好ましい。この範囲であると、芯成分により適度な強度を保ち、嗜好性飲料抽出フィルター用芯鞘型複合フィラメントの熱収縮率を抑えることができる。このため、織物の目ずれを防ぎ易いものとなり、フィルターとしての成形性が良好である。
本発明の芯鞘型複合フィラメントの繊度は、嗜好性飲料抽出フィルター用織物とする際の成形性、フィルターの抽出性等を勘案すると、１５〜４０ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは、２０〜３５ｄｔｅｘである。
本発明の芯鞘型複合フィラメントがマルチフィラメントの場合は、フィラメント数は２〜５本が好ましい。この範囲であると、特に、モノフィラメントに比べて、少量の糸使用量で有効に目開きのサイズコントロールができ、安価で抽出性が良好なものとなる。すなわち、マルチフィラメントの鞘成分の融着により、繊維長手方向に各フィラメントを均一に平たく揃えて固定することができるため、優れた成形性となり、糸使用量は少なく、目開きのサイズコントロールができ、抽出性が良好で、目ずれ防止効果にも優れている。この範囲よりもフィラメント数が多いとフィルターを成形する際に糸が一様に収束せず、均等な目開きを確保することが困難となり、フィルターの品位が悪くなるおそれがある。また一定の目開きでないためフィルターの性能が劣る可能性がある。さらに、フィラメント数が多いとフィルターの透明感が劣り、フィルターの品位を損なう可能性がある。
本発明の芯鞘型複合フィラメントがマルチフィラメントの場合、嗜好性飲料抽出フィルター用織物とする際の成形性、フィルターの抽出性等を勘案すると、単糸繊度としては、３〜２０ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは４〜１８ｄｅｘである。
本発明の芯鞘型複合フィラメントは、１０質量％濃度のエタノール水溶液中に１時間浸漬後の質量変化率が４％以下である。
このような質量変化率とすることにより、嗜好性飲料抽出フィルターとして、環境安全性や安全性により優れたものとなる。より好ましくは、質量変化率が２％以下であり、さらに好ましくは、質量変化率が１％以下である。
なお、質量変化率は、以下の式によって、求められる値である。
質量変化率（％）＝〔（浸漬前の質量−浸漬後の質量）／（浸漬前の質量）〕×１００
このような質量変化率とすることにより、嗜好性飲料抽出フィルターとして、環境安全性や安全性により優れたものとなる。より好ましくは、質量変化率が２％以下であり、さらに好ましくは、質量変化率が１％以下である。
なお、質量変化率は、以下の式によって、求められる値である。
質量変化率（％）＝〔（浸漬前の質量−浸漬後の質量）／（浸漬前の質量）〕×１００
本発明の芯鞘型複合フィラメントは、重金属の溶出量が０．１０ｐｐｍ未満である。ここで、溶出量は、フィラメントを１０質量％濃度のエタノール溶液に１００℃で１時間浸漬し溶出させ、真比重５．０以上の金属元素の量を溶出量とする。
このように重金属の溶出量が０．１０ｐｐｍ未満であると、嗜好性飲料抽出フィルターに好適に用いることができ、環境安全性にも優れたものとなる。
このように重金属の溶出量が０．１０ｐｐｍ未満であると、嗜好性飲料抽出フィルターに好適に用いることができ、環境安全性にも優れたものとなる。
本発明の芯鞘型複合フィラメントは、熱水処理後の収縮率が、１０％以下であることが好ましく、なかでも、８％以下であることが好ましい。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。接着性が良好で目ずれせずに取扱い易い点からは、熱水収縮率は、３％以上であることが好ましい。芯鞘型複合フィラメントの熱水処理後の収縮率は後述の方法で測定した値である。
本発明の芯鞘型複合フィラメントにおいて、強度は、製織性の点から、３．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、４．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは、４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である。伸度は、製糸性、製織性の点から、４０％以上、６０％以下が好ましく、より好ましくは、４５％以上、５５％以下である。
本発明の芯鞘型複合フィラメントは、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。
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、本発明の芯鞘型複合フィラメントを、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。本発明の芯鞘型複合フィラメントを一部に用いる場合は、経糸にホモＰＥＴなどのレギュラーポリエステル、緯糸に本発明の芯鞘型複合フィラメントを用いると、織物の交点の熱融着性が良好であるため、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、本発明の芯鞘型複合フィラメントを、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。本発明の芯鞘型複合フィラメントを一部に用いる場合は、経糸にホモＰＥＴなどのレギュラーポリエステル、緯糸に本発明の芯鞘型複合フィラメントを用いると、織物の交点の熱融着性が良好であるため、好適である。
尚、デザイン性、美観性の点からは、経糸及び緯糸に本発明の芯鞘型複合モノフィラメントを用いることが好ましい。
また、目開きをコントロールし易く、糸の使用量を少量とする点からは、経糸及び緯糸の少なくともいずれか一方に本発明の芯鞘型複合マルチフィラメントを用いることが好ましい。
また、目開きをコントロールし易く、糸の使用量を少量とする点からは、経糸及び緯糸の少なくともいずれか一方に本発明の芯鞘型複合マルチフィラメントを用いることが好ましい。
本発明の芯鞘型複合マルチフィラメントを一部に用いる場合は、例えば、経糸にホモＰＥＴなどのレギュラーポリエステル糸または鞘成分の融点が芯成分の融点より高い芯鞘型複合ポリエステルモノフィラメント、緯糸に本発明の芯鞘型複合マルチフィラメントを用いると、織物の交点の熱融着性が良好であり、成形性や抽出性に優れるため、好適である。また、芯鞘型複合マルチフィラメントを全部に用いる場合よりも透明性が良好で、美観に優れている。
本発明の芯鞘型複合フィラメントを用いた織物は、飲料抽出フィルターへ成形する際の加工性を良好にする点から、引裂き強度が、５Ｎ以上であることが好ましく、中でも、７Ｎ以上であることが好ましい。
本発明の芯鞘型複合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。
本発明の芯鞘型複合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。
本発明の芯鞘型複合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、テトラパック型のもの、四つ手網型のもの、その他、多面体形状のもなど、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。
本発明の芯鞘型複合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。
本発明における嗜好性飲料抽出フィルターの好適な製造方法の例を以下に示す。
芯成分として、重合触媒をチタン系触媒としたポリエチレンテレフタレート、鞘成分として、チタン系触媒を重合触媒としたイソフタル酸共重合ポリエステルを用いて、芯鞘型複合フィラメントを製造する。この際、未延伸糸を一旦巻き取り、延伸してフィラメントを製造するコンベンショナル方式（コンベ法）と、未延伸糸を巻き取らず、そのまま延伸して巻き取るスピンドロー方式（ＳＰＤ法）により製造することができる。現実的に低価格で提供できる点及び織物の糸量を少量とできる点からは、マルチフィラメントをＳＰＤ法で製造することが好ましい。この場合、好適な紡糸条件は例えば紡糸速度３２００〜４２００ｍ／ｍｉｎ、紡糸温度２９０〜３００℃、延伸倍率３〜４倍である。次に、得られた芯鞘型複合フィラメントを、製織した後、織物の交点が目ずれしないように鞘成分を熱処理してフィルター用織物を得る。フィルターの成形に供するフィルター用織物の引き裂き強度は、５Ｎ以上であることが好ましく、中でも、７Ｎ以上であることが好ましい。次いで、得られたフィルター用織物を超音波シール法等によりシールし、テトラパック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。
芯成分として、重合触媒をチタン系触媒としたポリエチレンテレフタレート、鞘成分として、チタン系触媒を重合触媒としたイソフタル酸共重合ポリエステルを用いて、芯鞘型複合フィラメントを製造する。この際、未延伸糸を一旦巻き取り、延伸してフィラメントを製造するコンベンショナル方式（コンベ法）と、未延伸糸を巻き取らず、そのまま延伸して巻き取るスピンドロー方式（ＳＰＤ法）により製造することができる。現実的に低価格で提供できる点及び織物の糸量を少量とできる点からは、マルチフィラメントをＳＰＤ法で製造することが好ましい。この場合、好適な紡糸条件は例えば紡糸速度３２００〜４２００ｍ／ｍｉｎ、紡糸温度２９０〜３００℃、延伸倍率３〜４倍である。次に、得られた芯鞘型複合フィラメントを、製織した後、織物の交点が目ずれしないように鞘成分を熱処理してフィルター用織物を得る。フィルターの成形に供するフィルター用織物の引き裂き強度は、５Ｎ以上であることが好ましく、中でも、７Ｎ以上であることが好ましい。次いで、得られたフィルター用織物を超音波シール法等によりシールし、テトラパック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。
物性の測定、評価は以下の通り、実施した。
１）固有粘度
フェノール／テトラクロロエタン＝６／４（重量比）混合液５０ｍｌに０．５ｇのポリマーを溶解して、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。
２）融点
パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７型を用い、チップ１０ｍｇ、昇温速度１０℃／分の条件にて測定した。
３）強度、伸度
ＪＩＳ Ｌ １０１３に準じ、島津製作所（株）製、ＡＧＳ １ＫＮＧオートグラフ引張試験機を用い、試料糸長２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎの条件で試料が伸長破断したときの強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、伸度（％）を求めた。
４）重金属の溶出量
糸試料を、１０質量％濃度のエタノール水溶液に１００℃で１時間浸漬し溶出させたエタノール溶液を、アジレントテクノロジー製のＩＣＰ質量分析装置（Ａｇｉｌｅｎｔ ７５００ｃｓ）と、アメテック製ＩＣＰ発光分析装置（ＣＩＲＯＳ ＣＣＤ）を用いて測定した。
５）質量変化率
糸試料の質量を測定し浸漬前の質量とした。次に、糸試料を、１０質量％濃度のエタノール水溶液に１００℃で１時間浸漬させ、乾燥させて、糸試料を測定し、浸漬後の質量とし、以下の式により、質量変化率を算出した。
質量変化率（％）＝〔（浸漬前の質量−浸漬後の質量）／（浸漬前の質量）〕×１００
６）収縮率
荷重２ｍｇ／ｄｔｅｘを掛けた試料長５００ｍｍの糸を沸騰水中に１５分間浸漬し、次いで風乾した後に次式により芯鞘型複合フィラメントの収縮率を求めた。
収縮率（％）＝［（初期試料長―収縮後の試料長）／初期試料長］×１００
７）引裂き強度
ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１５．１ Ａ−１法（シングルタング法）に準じ、（株）オリエンティック製テンシロンＲＴＡ−５００引張試験機を用い、試料幅５０ｍｍ、試料長２５０ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で試料を引き裂く時の最大荷重を測定した。
８）抽出性
作製した嗜好性飲料抽出フィルター内に３ｇの緑茶葉を入れ、９０℃の水の中に１分間浸漬した際、水の色の変化を目視で判定した。
１）固有粘度
フェノール／テトラクロロエタン＝６／４（重量比）混合液５０ｍｌに０．５ｇのポリマーを溶解して、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。
２）融点
パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７型を用い、チップ１０ｍｇ、昇温速度１０℃／分の条件にて測定した。
３）強度、伸度
ＪＩＳ Ｌ １０１３に準じ、島津製作所（株）製、ＡＧＳ １ＫＮＧオートグラフ引張試験機を用い、試料糸長２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎの条件で試料が伸長破断したときの強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、伸度（％）を求めた。
４）重金属の溶出量
糸試料を、１０質量％濃度のエタノール水溶液に１００℃で１時間浸漬し溶出させたエタノール溶液を、アジレントテクノロジー製のＩＣＰ質量分析装置（Ａｇｉｌｅｎｔ ７５００ｃｓ）と、アメテック製ＩＣＰ発光分析装置（ＣＩＲＯＳ ＣＣＤ）を用いて測定した。
５）質量変化率
糸試料の質量を測定し浸漬前の質量とした。次に、糸試料を、１０質量％濃度のエタノール水溶液に１００℃で１時間浸漬させ、乾燥させて、糸試料を測定し、浸漬後の質量とし、以下の式により、質量変化率を算出した。
質量変化率（％）＝〔（浸漬前の質量−浸漬後の質量）／（浸漬前の質量）〕×１００
６）収縮率
荷重２ｍｇ／ｄｔｅｘを掛けた試料長５００ｍｍの糸を沸騰水中に１５分間浸漬し、次いで風乾した後に次式により芯鞘型複合フィラメントの収縮率を求めた。
収縮率（％）＝［（初期試料長―収縮後の試料長）／初期試料長］×１００
７）引裂き強度
ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１５．１ Ａ−１法（シングルタング法）に準じ、（株）オリエンティック製テンシロンＲＴＡ−５００引張試験機を用い、試料幅５０ｍｍ、試料長２５０ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で試料を引き裂く時の最大荷重を測定した。
８）抽出性
作製した嗜好性飲料抽出フィルター内に３ｇの緑茶葉を入れ、９０℃の水の中に１分間浸漬した際、水の色の変化を目視で判定した。
（実施例１）
テレフタル酸とエチレングリコールを原料とし、ＰＥＴオリゴマーの重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物を１８０ｐｐｍ添加して重縮合し、芯成分に用いるポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６２９）。次に、テレフタル酸に対しイソフタル酸２５ｍｏｌ％を加えた酸成分とエチレングリコールを原料とし、重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物をポリエステルに対して１８０ｐｐｍ加え、重縮合し、鞘成分に用いるイソフタル酸２５ｍｏｌ共重合ポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６４３）。
上記で得られた２種のポリエステル樹脂を溶融紡糸装置に供給し、芯鞘体積比率１：１の割合でポリマーを吐出し、孔径０．４５ｍｍの紡糸口金を用いて、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎの紡糸条件で溶融紡糸し未延伸ポリエステルモノフィラメント糸を得た。
さらに、この未延伸糸を、加熱ローラー温度９０℃で３．４倍に延伸し、加熱プレート温度１６０℃で弛緩熱処理を施し、ポリエステルモノフィラメントを得た（芯成分の融点：２５５℃、鞘成分の融点：１８５℃）。
得られた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、２００℃で熱処理し、糸の交点の鞘成分を融着させて、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、テトラパック形状に成形し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
テレフタル酸とエチレングリコールを原料とし、ＰＥＴオリゴマーの重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物を１８０ｐｐｍ添加して重縮合し、芯成分に用いるポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６２９）。次に、テレフタル酸に対しイソフタル酸２５ｍｏｌ％を加えた酸成分とエチレングリコールを原料とし、重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物をポリエステルに対して１８０ｐｐｍ加え、重縮合し、鞘成分に用いるイソフタル酸２５ｍｏｌ共重合ポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６４３）。
上記で得られた２種のポリエステル樹脂を溶融紡糸装置に供給し、芯鞘体積比率１：１の割合でポリマーを吐出し、孔径０．４５ｍｍの紡糸口金を用いて、紡糸温度２９０℃、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎの紡糸条件で溶融紡糸し未延伸ポリエステルモノフィラメント糸を得た。
さらに、この未延伸糸を、加熱ローラー温度９０℃で３．４倍に延伸し、加熱プレート温度１６０℃で弛緩熱処理を施し、ポリエステルモノフィラメントを得た（芯成分の融点：２５５℃、鞘成分の融点：１８５℃）。
得られた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、２００℃で熱処理し、糸の交点の鞘成分を融着させて、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、テトラパック形状に成形し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
（実施例２）
芯鞘体積比率７：３に変更する以外は、実施例１と同様に溶融紡糸し未延伸ポリエステルモノフィラメント糸を得た。さらに、この未延伸糸を加熱ローラー温度９０℃で３．３倍に延伸し、加熱プレート温度１４０℃で弛緩熱処理を施し、ポリエステルモノフィラメント（芯成分の融点：２５５℃、鞘成分の融点：１８５℃）を得て、実施例１と同様に、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
芯鞘体積比率７：３に変更する以外は、実施例１と同様に溶融紡糸し未延伸ポリエステルモノフィラメント糸を得た。さらに、この未延伸糸を加熱ローラー温度９０℃で３．３倍に延伸し、加熱プレート温度１４０℃で弛緩熱処理を施し、ポリエステルモノフィラメント（芯成分の融点：２５５℃、鞘成分の融点：１８５℃）を得て、実施例１と同様に、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
（実施例３）
テレフタル酸とエチレングリコールとを原料とし、ＰＥＴオリゴマーの重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物をＰＥＴオリゴマーに対して２００ｐｐｍ加え、重縮合し、芯成分に用いるポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６３）。
また、実施例１記載の方法で鞘成分に用いるイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートを得た。
この２種のポリエステル樹脂を、実施例１記載の方法で溶融紡糸、延伸を行いポリエステルモノフィラメントを得た（芯成分の融点：２５５℃、鞘成分の融点：１８５℃）。得られたポリエステルモノフィラメントを用いて実施例１と同様に、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
テレフタル酸とエチレングリコールとを原料とし、ＰＥＴオリゴマーの重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物をＰＥＴオリゴマーに対して２００ｐｐｍ加え、重縮合し、芯成分に用いるポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６３）。
また、実施例１記載の方法で鞘成分に用いるイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートを得た。
この２種のポリエステル樹脂を、実施例１記載の方法で溶融紡糸、延伸を行いポリエステルモノフィラメントを得た（芯成分の融点：２５５℃、鞘成分の融点：１８５℃）。得られたポリエステルモノフィラメントを用いて実施例１と同様に、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
（比較例１）
芯成分及び鞘成分に用いるポリエチレンテレフタレートの重合触媒を、４００ｐｐｍの三酸化アンチモンとする以外は実施例１と同様に、重合、溶融紡糸、延伸を実施し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
芯成分及び鞘成分に用いるポリエチレンテレフタレートの重合触媒を、４００ｐｐｍの三酸化アンチモンとする以外は実施例１と同様に、重合、溶融紡糸、延伸を実施し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
（比較例２）
芯成分を、実施例１の鞘成分に用いる共重合ポリエチレンテレフタレートとする以外は実施例１と同様に、重合、溶融紡糸を実施し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。フィルター用織物の引裂き強度は５Ｎ未満であり、引裂き強度の低いものであった。
芯成分を、実施例１の鞘成分に用いる共重合ポリエチレンテレフタレートとする以外は実施例１と同様に、重合、溶融紡糸を実施し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。フィルター用織物の引裂き強度は５Ｎ未満であり、引裂き強度の低いものであった。
実施例１〜３、比較例１で用いる重合触媒、モノフィラメントの芯鞘比率、重金属溶出量、質量変化率、繊度、強度、伸度、収縮率、フィルター用織物の引裂き強度を、表１に示す。
（実施例４）
テレフタル酸とエチレングリコールを原料とし、ＰＥＴオリゴマーの重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物を１８０ｐｐｍ添加して重縮合し、芯成分に用いるポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６２９）。次に、テレフタル酸に対しイソフタル酸２５ｍｏｌ％を加えた酸成分とエチレングリコールを原料とし、重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物をポリエステルに対して１８０ｐｐｍ加え、重縮合し、鞘成分に用いるイソフタル酸２５ｍｏｌ共重合ポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６４３）。
上記で得られた２種のポリエステル樹脂を溶融紡糸装置に供給し、芯鞘体積比率５０：５０の割合でポリマーを孔径０．４５ｍｍで孔数が３個の紡糸口金を用いて、紡糸温度２９５℃で吐出し、周速度９５０ｍ／ｍｉｎの第１ゴデットローラーに７回巻付けて引き取りつつ、第１ゴデットローラーの４倍の周速度で第２ゴデットローラーに７回巻付け４倍に延伸した後、フィラメント数が３本のマルチフィラメントを巻き取った。（芯成分の融点：２５５℃、鞘成分の融点：１８５℃）。得られたマルチフィラメントは、３．９４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４７．７％、収縮率が７．５％であった。
得られたマルチフィラメントを、経密度１２０本／２．５４ｃｍ、緯密度１２０本／２．５４ｃｍの条件で平織組織にて製織し織物を得た。この織物の引裂き強度はタテ方向・ヨコ方向とも５Ｎ以上、重金属の溶出量は０．０２ｐｐｍ、質量変化率は０．９％であった。得られた織物を精練し、２００℃で熱処理し、糸の交点の鞘成分を融着させて、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、テトラパック形状に成形し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
テレフタル酸とエチレングリコールを原料とし、ＰＥＴオリゴマーの重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物を１８０ｐｐｍ添加して重縮合し、芯成分に用いるポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６２９）。次に、テレフタル酸に対しイソフタル酸２５ｍｏｌ％を加えた酸成分とエチレングリコールを原料とし、重合触媒として、チタン酸からなる被覆層が形成されたマグネシウム化合物をポリエステルに対して１８０ｐｐｍ加え、重縮合し、鞘成分に用いるイソフタル酸２５ｍｏｌ共重合ポリエチレンテレフタレートを得た（固有粘度：０．６４３）。
上記で得られた２種のポリエステル樹脂を溶融紡糸装置に供給し、芯鞘体積比率５０：５０の割合でポリマーを孔径０．４５ｍｍで孔数が３個の紡糸口金を用いて、紡糸温度２９５℃で吐出し、周速度９５０ｍ／ｍｉｎの第１ゴデットローラーに７回巻付けて引き取りつつ、第１ゴデットローラーの４倍の周速度で第２ゴデットローラーに７回巻付け４倍に延伸した後、フィラメント数が３本のマルチフィラメントを巻き取った。（芯成分の融点：２５５℃、鞘成分の融点：１８５℃）。得られたマルチフィラメントは、３．９４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４７．７％、収縮率が７．５％であった。
得られたマルチフィラメントを、経密度１２０本／２．５４ｃｍ、緯密度１２０本／２．５４ｃｍの条件で平織組織にて製織し織物を得た。この織物の引裂き強度はタテ方向・ヨコ方向とも５Ｎ以上、重金属の溶出量は０．０２ｐｐｍ、質量変化率は０．９％であった。得られた織物を精練し、２００℃で熱処理し、糸の交点の鞘成分を融着させて、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、テトラパック形状に成形し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
（実施例５）
実施例４で得られた芯鞘型複合マルチフィラメントを経密度１４０本／２．５４ｃｍ、緯密度１４０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、２００℃で熱処理し、糸の交点の鞘成分を融着させて、フィルター用織物を得た。この織物の引裂き強度はタテ方向・ヨコ方向とも５Ｎ以上、重金属の溶出量は０．０２ｐｐｍ、質量変化率は０．９％であった。得られたフィルター用織物を、超音波シール法により、テトラパック形状に成形し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
実施例４で得られた芯鞘型複合マルチフィラメントを経密度１４０本／２．５４ｃｍ、緯密度１４０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、２００℃で熱処理し、糸の交点の鞘成分を融着させて、フィルター用織物を得た。この織物の引裂き強度はタテ方向・ヨコ方向とも５Ｎ以上、重金属の溶出量は０．０２ｐｐｍ、質量変化率は０．９％であった。得られたフィルター用織物を、超音波シール法により、テトラパック形状に成形し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
（実施例６）
経糸に実施例１で得られたポリエステルモノフィラメント、緯糸に実施例４で得られたマルチフィラメントを、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。この織物の引裂き強度はタテ方向・ヨコ方向とも５Ｎ以上、重金属の溶出量は０．０２ｐｐｍ、質量変化率は０．９％であった。得られた織物を精練し、２００℃で熱処理し、糸の交点の鞘成分を融着させて、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、テトラパック形状に成形し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
経糸に実施例１で得られたポリエステルモノフィラメント、緯糸に実施例４で得られたマルチフィラメントを、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。この織物の引裂き強度はタテ方向・ヨコ方向とも５Ｎ以上、重金属の溶出量は０．０２ｐｐｍ、質量変化率は０．９％であった。得られた織物を精練し、２００℃で熱処理し、糸の交点の鞘成分を融着させて、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、テトラパック形状に成形し、嗜好性飲料抽出フィルターを製造した。
実施例はいずれも、製糸性、製織性に優れていた。特に実施例４〜６は製織性に優れていた。
実施例より得られたフィラメントからなるフィルター用織物は、ポリアミドの問題点を改善し、成形性に優れ、生地強度も十分で飲料抽出バッグとして十分に使用でき、環境安全性に優れた飲料抽出フィルター用織物であった。また風合いが柔らかく、ソフトで取扱い性に優れた品位の良いものであった。芯成分にアンチモン触媒を用いた比較例１は、重金属の溶出量が多く、環境安全性に劣ったものであった。比較例２から得られたフィルター用織物は、生地強度が十分でなく、成形性に劣っており、嗜好性飲料抽出フィルターとしては使用できないものであった。
実施例１〜３より得られた嗜好性飲料抽出フィルターは、特に、透明感に優れ、美観に優れたものであった。
また実施例より得られた嗜好性飲料抽出フィルターは、抽出性が良好であった。
実施例４〜６から得られたマルチフィラメントは、フィルター用織物とする際に、目開きのコントロールがし易いものであり、目ずれしにくく、また成形性および抽出性が良好であった。
実施例から得られた嗜好性飲料抽出フィルターの中において、美観、コスト、成形性、抽出性のバランスの点からは、実施例６のものが良好であった。
実施例より得られたフィラメントからなるフィルター用織物は、ポリアミドの問題点を改善し、成形性に優れ、生地強度も十分で飲料抽出バッグとして十分に使用でき、環境安全性に優れた飲料抽出フィルター用織物であった。また風合いが柔らかく、ソフトで取扱い性に優れた品位の良いものであった。芯成分にアンチモン触媒を用いた比較例１は、重金属の溶出量が多く、環境安全性に劣ったものであった。比較例２から得られたフィルター用織物は、生地強度が十分でなく、成形性に劣っており、嗜好性飲料抽出フィルターとしては使用できないものであった。
実施例１〜３より得られた嗜好性飲料抽出フィルターは、特に、透明感に優れ、美観に優れたものであった。
また実施例より得られた嗜好性飲料抽出フィルターは、抽出性が良好であった。
実施例４〜６から得られたマルチフィラメントは、フィルター用織物とする際に、目開きのコントロールがし易いものであり、目ずれしにくく、また成形性および抽出性が良好であった。
実施例から得られた嗜好性飲料抽出フィルターの中において、美観、コスト、成形性、抽出性のバランスの点からは、実施例６のものが良好であった。
Claims (8)
- 芯成分は、融点が２２０℃以上のホモポリエステル、鞘成分は、融点が芯成分より４０℃以上低いテレフタル酸及びジオールを主成分とする共重合ポリエステルであり、１０質量％濃度のエタノール水溶液中で１時間浸漬後の質量変化率が４％以下、重金属の溶出量が０．１ｐｐｍ未満であることを特徴とする嗜好性飲料抽出フィルター用芯鞘型複合フィラメント。
- 鞘成分の共重合ポリエステルの重縮合の触媒が、チタン系触媒であることを特徴とする請求項１記載の嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
- 芯成分のホモポリエステルの重縮合の触媒が、チタン系触媒であることを特徴とする請求項１または２記載の嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
- 請求項１〜３いずれか１項記載のフィラメントがモノフィラメントである嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
- 請求項１〜３いずれか１項記載のフィラメントがマルチフィラメントである嗜好性飲料抽出フィルター用フィラメント。
- 請求項１〜５いずれか１項に記載の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。
- 経糸に請求項４記載のフィラメント、緯糸に請求項５記載の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。
- 引裂き強度が５Ｎ以上であることを特徴とする請求項６または７に記載の嗜好性飲料抽出フィルター用織物。
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