KR20200028326A - 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트, 및 그것으로 이루어지는 기호성 음료 추출 필터용 직물 - Google Patents

기호성 음료 추출 필터용 필라멘트, 및 그것으로 이루어지는 기호성 음료 추출 필터용 직물 Download PDF

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Abstract

환경 안전성이 뛰어나고, 직물의 강도를 유지할 수 있는, 성형성이 우수한 기호성 음료 추출 필터를 얻기 위한 필라멘트 및 그것으로부터 수득되는 직물을 제공한다.
코어 성분은 융점이 220℃ 이상의 호모폴리에스테르, 시스 성분은 융점이 코어 성분보다 40℃ 이상 낮은 테레프탈산 및 디올을 주성분으로 하는 공중합 폴리에스테르이고, 10질량% 농도의 에탄올 수용액 중에서 1시간 자비 후의 질량 변화율이 4% 이하, 중금속의 용출량이 0.1ppm 미만인 기호성 음료 추출 필터용 코어-시스형 복합 필라멘트이다.

Description

기호성 음료 추출 필터용 필라멘트, 및 그것으로 이루어지는 기호성 음료 추출 필터용 직물
본 발명은 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트 및 그것으로 이루어지는 기호성 음료 추출 필터용 직물에 관한 것이다.
종래부터, 기호성 음료 추출 필터의 소재로서는 종이나 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 부직포가 주류로 사용되고 있지만, 투명성이 나쁘고 포장재 중의 찻잎이 보기 어렵다는 것, 종이에 이르러서는 히트실링 가공을 할 수 없다는 등의 문제가 있다. 그래서, 최근의 경향으로서는 기호성 음료 추출용 백 중의 찻잎이 보이는 고급감이 있는 직물제의 기호성 음료 추출 백이 늘어나고 있다.
직물제의 기호성 음료 추출용 백에 사용되는 기호성 음료 추출 필터의 소재섬유로서는 폴리아미드 섬유가 주류이다. 폴리아미드 섬유를 사용한 직물제의 추출 필터는 입체 형상의 형태 유지성이 뛰어나고, 또 변형에 대한 탄성 회복력도 풍부하기 때문에, 직물이 부드럽고, 질감이 우수하다. 그러나 폴리아미드 섬유제의 추출용 백은 공기 중의 산소의 영향에 의한 황변, 열탕 중에서의 폴리아미드 섬유의 팽윤에 의한 추출용 백의 치수 변화, 추출 후의 백을 용기로부터 꺼낼 때의 액 떨어짐을 중지시키는 것이 곤란한 점, 폴리아미드의 비중이 가벼운 것에 의한 열탕 중에서의 추출용 백의 침강성이 나쁜 점, 및 사용 후의 소각에 의한 질소 산화물의 발생에 의한 환경오염 등의 문제가 이전부터 지적되고 있었다.
이러한 폴리아미드 섬유의 문제점을 개선할 목적으로, 폴리에스테르 섬유에 의한 기호성 음료 추출 필터 등이 연구되어 오고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는 코어와 시스에 융점 차이를 갖게 한 코어-시스 구조를 가지는 폴리에스테르계 섬유를 사용한 직물로 이루어지는 기호성 음료 추출 필터의 제조방법이 제안되고 있다. 또, 특허문헌 2에서는 이소프탈산 등을 공중합 성분으로 한 공중합 폴리에스테르로 이루어지는 기호성 음료 추출 필터용 폴리에스테르 모노필라멘트가 될 수 있는 분섬용 멀티필라멘트 및 그것으로부터 수득되는 기호성 음료 추출 필터가 제안되고 있다.
일본 특허 제3459951호 일본 공개특허공보 2008-45244호
그렇지만, 특허문헌 1에는 폴리에스테르 섬유 중에 폴리에스테르 제조용 촉매로 사용되는 촉매에 대해서는 기재되어 있지 않고, 또 폴리에스테르 섬유에 의한 기호성 음료 추출 필터의 환경 안전성에 대해서도 기재되어 있지 않다.
또, 특허문헌 2에 기재된 공중합 폴리에스테르를 사용한 단성분의 멀티필라멘트로 이루어지는 직물은 열처리했을 때에, 용착성이 높고, 박리되기 어려운 것이 되지만, 직물을 실링하고, 필터로 성형하려고 하면, 실링 시의 열처리에 의해, 직물 강도가 약해지고, 성형성이 떨어지는 것이 된다.
본 발명은 상기의 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 환경 안전성이 뛰어나고, 직물의 강도를 유지할 수 있는 성형성이 우수한 기호성 음료 추출 필터를 얻기 위한 필라멘트 및 그것으로 이루어지는 직물을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하는 것으로, 이하의 구성을 요지로 한다.
(1) 코어 성분은 융점이 220℃ 이상의 호모폴리에스테르, 시스 성분은 융점이 코어 성분보다 40℃ 이상 낮은 테레프탈산 및 디올을 주성분으로 하는 공중합 폴리에스테르이고, 10질량% 농도의 에탄올 수용액 중에서 1시간 침지 후의 질량 변화율이 4% 이하, 중금속의 용출량이 0.1ppm 미만인 것을 특징으로 하는 기호성 음료 추출 필터용 코어-시스형 복합 필라멘트.
(2) 상기 (1)에서, 시스 성분의 공중합 폴리에스테르의 중축합 촉매가 타이타늄계 촉매인 것을 특징으로 하는 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에서, 코어 성분의 호모폴리에스테르의 중축합 촉매가 타이타늄계 촉매인 것을 특징으로 하는 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트.
(4) 상기 (1) 내지 (3)에 기재된 필라멘트가 모노필라멘트인 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트.
(5) 상기 (1) 내지 (3)에 기재된 필라멘트가 멀티필라멘트인 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트.
(6) 상기 (1) 내지 (5)에 기재된 필라멘트를 사용한 기호성 음료 추출 필터용 직물.
(7) 경사로 상기 (4)에 기재된 필라멘트, 위사로 상기 (5)에 기재된 필라멘트를 사용한 기호성 음료 추출 필터용 직물.
(8) 상기 (6) 또는 (7)에서, 인열강도가 5N 이상인 것을 특징으로 하는 기호성 음료 추출 필터용 직물.
본 발명에 의하면, 기호성 음료 추출 필터에 사용했을 때에, 폴리아미드의 문제점을 개선하고, 환경 안전성이 뛰어나고, 필터를 제조할 때에, 성형성이 우수한 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트 및 그것을 사용한 직물이 제공된다.
본 발명은 기호성 음료 추출 필터용 코어-시스형 복합 필라멘트이다.
코어-시스형 복합 필라멘트의 복합 형태로서는 멀티필라멘트일 수도 있고, 모노필라멘트일 수도 있지만, 모노필라멘트인 것이 바람직하다.
본 발명의 기호성 음료 추출 필터용 코어-시스형 복합 필라멘트의 코어 성분은 융점이 220℃ 이상의 호모폴리에스테르이다. 호모폴리에스테르로서는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 하는 폴리에스테르를 들 수 있다. 코어 성분의 융점이 220℃ 미만으로 하면, 코어-시스형 복합 필라멘트를 제직한 직물은 건열처리 후의 강도 유지율이 낮아지는 경향에 있다. 필터용 직물의 강도 유지율을 유지한다는 점에서는 코어 성분은 폴리에틸렌테레프탈레이트인 것이 바람직하다.
코어 성분의 폴리에스테르 고유 점도는 0.4 이상, 0.8 이하의 범위인 것이 바람직하고, 그 중에서도 0.5 이상, 0.7 이하, 특히 0.55 이상, 0.65 이하의 범위가 바람직하다. 고유점도가 너무 작으면, 제편직 후의 강도가 부족하게 되는 경향이 있고, 고유점도가 너무 크면, 원료 폴리머의 고유점도를 과잉으로 끌어올릴 필요가 있어, 고비용이 되는 경향이 있기 때문에, 상기한 범위가 바람직하다.
코어 성분의 호모폴리에스테르의 중합촉매는 환경 안전성의 점에서 타이타늄계 촉매인 것이 바람직하다.
중합촉매로서 사용되는 타이타늄계 촉매로서는 아세트산 타이타늄, 테트라알콕사이드타이타늄, 타이타늄 할로겐화물, 타이타늄산염, 타이타늄알콕사이드류 등을 호적하게 들 수 있다.
이것들은 촉매의 활성을 더욱 높이기 위해서, 마그네슘을 사용한 화합물과의 복합체를 호적하게 사용할 수 있다. 특히 바람직한 예로서, 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물을 들 수 있다. 본 발명에서 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물이란 5∼100℃의 범위의 온도, 바람직하게는 15∼70℃의 범위의 온도에서, 마그네슘 화합물의 존재하에, 타이타늄 화합물을 가수분해하고, 그 표면에 타이타늄산을 석출시키는 것에　의해서, 마그네슘 화합물의 표면에 타이타늄산으로 이루어지는 피복층을 가지게 한 것이다.
상기 타이타늄계 촉매의 함유량은 폴리에스테르 수지에 대하여 10∼500ppm인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 50∼200ppm이다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트의 시스 성분은 융점이 코어 성분에 비해서 40℃ 이상 낮은 테레프탈산 및 디올을 주성분으로 하는 공중합 폴리에스테르이다. 구체적으로는, 테레프탈산과 에틸렌글리콜 등의 디올을 주성분으로 하는 공중합 폴리에스테르가 호적하게 들 수 있다. 공중합 성분으로서는 이소프탈산, 아디프산 및 세바스산 등을 호적하게 들 수 있다. 그 중에서도 코어-시스 구조의 복합 용이함, 취급성을 고려하면 이소프탈산이 바람직하다. 시스 성분과 코어 성분의 융점의 차이는 제사성, 후공정에서의 컨트롤, 필터용 직물의 취급성이나 필터용 직물이 충분한 인열강도를 얻기 쉽다는 점에서 90℃ 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 80℃ 이하, 더 바람직하게는 70℃ 이하이다. 본 발명에서 융점 피크가 발생하지 않는 비결정성의 성분의 경우, 연화점을 융점으로 한다.
또, 공중합 성분이 이소프탈산인 경우, 테레프탈산과 이소프탈산의 비율은 열접착이 쉽고, 취급성이 우수하다는 점에서 몰비(테레프탈산/이소프탈산)로 90/10∼70/30 범위인 것이 바람직하다.
또, 시스 성분의 융점에 대해서는 공중합 성분과 그 성분의 양을 조정함으로써 컨트롤할 수 있다.
시스 성분의 폴리에스테르 고유점도는 이소프탈산을 공중합 성분으로 하는 경우, 0.60 이상, 0.66 이하의 범위인 것이 바람직하다. 고유점도가 너무 작으면, 제편직 후의 강도가 부족하게 되는 경향이 있고, 고유점도가 너무 크면, 원료 폴리머의 고유점도를 과잉으로 끌어올릴 필요가 있어, 고비용이 되는 경향이 있기 때문에, 상기한 범위가 바람직하다.
전술한 바와 같은 공중합 폴리에스테르를 시스 성분으로 사용하면, 적당하게, 코어 성분보다 융점이 낮고, 열접착 가공이 용이해지기 때문에 필터용 직물로 했을 때에 인열강도를 충분하게 유지하고, 성형성이 우수한 것이 되는 점으로부터도 바람직하다.
상기 중에서도 본원 발명의 효과를 얻는 점에서, 특히 바람직한 코어 성분과 시스 성분의 조합으로서는 코어 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 시스 성분이 실질적으로 이소프탈산을 공중합한 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트이고, 이 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트는 테레프탈산과 이소프탈산의 비율(몰비)이 90/10∼70/30 범위인 것이 바람직하고, 코어 성분의 폴리에틸렌테레프탈레이트 점도는 0.55∼0.65, 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트의 점도는 0.60∼0.66인 것이 더욱 바람직하다. 또, 코어 성분과 시스 성분의 융점 차이는 40℃∼90℃ 정도인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 40℃∼80℃ 정도, 그 중에서도 40℃∼70℃ 정도인 것이 바람직하다.
시스 성분의 공중합 폴리에스테르의 중합촉매는 환경 안전성의 점에서 타이타늄계 촉매인 것이 바람직하다.
중합촉매로서 사용되는 타이타늄계 촉매로서는 아세트산 타이타늄, 테트라알콕사이드타이타늄, 타이타늄 할로겐화물, 타이타늄산염, 타이타늄알콕사이드류 등을 호적하게 들 수 있다.
이것들은 촉매의 활성을 더욱 높이기 위해서, 마그네슘을 사용한 화합물과의 복합체를 호적하게 사용할 수 있다. 특히 바람직한 예로서, 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물을 들 수 있다. 본 발명에서 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물이란 5∼100℃의 범위의 온도, 바람직하게는 15∼70℃의 범위의 온도에서, 마그네슘 화합물의 존재하에, 타이타늄 화합물을 가수분해하고, 그 표면에 타이타늄산을 석출시키는 것에　의해서, 마그네슘 화합물의 표면에 타이타늄산으로 이루어지는 피복층을 가지게 한 것이다.
상기 타이타늄계 촉매의 함유량은 폴리에스테르 수지에 대하여 10∼500ppm인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 50∼200ppm이다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트의 코어-시스비율로서는 20/80∼80/20(체적비)이 바람직하고, 40/60∼60/40이 더 바람직하다. 이 범위이면 코어 성분에 의해 적절한 강도를 유지하고, 기호성 음료 추출 필터용 코어-시스형 복합 필라멘트의 열수축율을 억제할 수 있다. 이 때문에, 직물의 어긋남을 방지하기 쉽게 되고, 필터로서의 성형성이 양호하다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트의 섬도는 기호성 음료 추출 필터용 직물로 할 때의 성형성, 필터의 추출성 등을 감안하면, 15∼40dtex인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 20∼35dtex이다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트가 멀티필라멘트인 경우에는 필라멘트 수는 2∼5개가 바람직하다. 이 범위이면 특히, 모노필라멘트에 비해서, 소량의 실사용량으로 유효하게 메시(그물코) 사이즈 컨트롤을 할 수 있고, 저렴하고, 추출성이 양호한 것이 된다. 즉, 멀티필라멘트의 시스 성분 융착에 의해, 섬유길이방향으로 각 필라멘트를 균일하게 평평하게 맞추고 고정할 수 있기 때문에 뛰어난 성형성이 되고, 실사용량은 적고, 메시 사이즈를 컨트롤을 할 수 있고, 추출성이 양호해서, 어긋남 방지 효과도 우수하다. 이 범위보다도 필라멘트 수가 많으면 필터를 성형할 때에 실이 똑같이 수속되지 않고, 균등한 메시를 확보하는 것이 곤란하게 되고, 필터의 품위가 나빠질 우려가 있다. 또 일정한 메시가 아니기 때문에 필터의 성능이 떨어질 가능성이 있다. 또, 필라멘트 수가 많으면 필터의 투명감이 떨어지고, 필터의 품위를 손상시킬 가능성이 있다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트가 멀티필라멘트인 경우 기호성 음료 추출 필터용 직물로 할 때의 성형성, 필터의 추출성 등을 감안하면, 단사 섬도로서는 3∼20dtex인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 4∼18dex이다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트는 10질량% 농도의 에탄올 수용액 중에 1시간 침지 후의 질량 변화율이 4% 이하이다.
이러한 질량 변화율로 하는 것에　의해, 기호성 음료 추출 필터로서, 환경 안전성이나 안전성이 더욱 뛰어난 것이 된다. 더 바람직하게는 질량 변화율이 2% 이하이고, 더욱 바람직하게는 질량 변화율이 1% 이하이다.
또, 질량 변화율은 이하의 식에 의해, 계산되는 값이다.
　질량 변화율(%) = 〔(침지 전의 질량-침지 후의 질량)/(침지 전의 질량)〕×100
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트는 중금속의 용출량이 0.10ppm 미만이다. 여기에서, 용출량은 필라멘트를 10질량% 농도의 에탄올 용액에 100℃에서 1시간 침지해서 용출시키고, 진비중 5.0 이상의 금속원소의 양을 용출량으로 한다.
이렇게 중금속의 용출량이 0.10ppm 미만이면 기호성 음료 추출 필터에 호적하게 사용할 수 있고, 환경 안전성도 뛰어난 것이 된다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트는 열수처리 후의 수축률이 10% 이하인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 8% 이하인 것이 바람직하다. 이 범위로 하는 것에　의해, 직물의 열세팅 시에 만곡하지 않고, 성형시의 가공성이 우수하다. 접착성이 양호해서 어긋남이 없고, 취급이 용이하다는 점에서 열수 수축률은 3% 이상인 것이 바람직하다. 코어-시스형 복합 필라멘트의 열수처리 후의 수축률은 후기하는 방법으로 측정한 값이다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트에서, 강도는 제직성의 점에서 3.8cN/dtex 이상, 4.8cN/dtex 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 4.0cN/dtex 이상, 4.5cN/dtex 이하이다. 연신율은 제사성, 제직성의 점에서 40% 이상, 60% 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 45% 이상, 55% 이하이다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트는 제직하는 것에　의해, 기호성 음료 추출 필터에 사용하는데 호적한 직물을 제조할 수 있다.
직물의 조직으로서는 평직물 등이 호적하다.
본 발명에서, 기호성 음료 추출 필터용 직물로서는 본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트를 100% 사용해서 제직할 수도 있고, 일부에 사용할 수도 있다. 바람직하게는 40% 이상 사용하는 것이다. 본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트를 일부에 사용하는 경우에는 경사(날실)로 호모 PET 등의 레귤러 폴리에스테르, 위사(씨실)로 본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트를 사용하면, 직물의 교점의 열융착성이 양호하기 때문에 호적하다.
또, 디자인성, 미관성의 점에서 경사 및 위사로 본 발명의 코어-시스형 복합 모노필라멘트를 사용하는 것이 바람직하다.
또, 메시를 컨트롤하기 쉽고, 실의 사용량을 소량으로 하는 점에서는 경사 및 위사의 적어도 어느 한쪽에 본 발명의 코어-시스형 복합 멀티필라멘트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 코어-시스형 복합 멀티필라멘트를 일부에 사용하는 경우에는, 예를 들면, 경사로 호모 PET 등의 레귤러 폴리에스테르사 또는 시스 성분의 융점이 코어 성분의 융점보다 높은 코어-시스형 복합 폴리에스테르 모노필라멘트, 위사로 본 발명의 코어-시스형 복합 멀티필라멘트를 사용하면, 직물의 교점 열융착성이 양호해서, 성형성이나 추출성이 뛰어나기 때문에 호적하다. 또, 코어-시스형 복합 멀티필라멘트를 전부에 사용하는 경우보다도 투명성이 양호하고, 미관이 우수하다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트를 사용한 직물은 음료 추출 필터로 성형할 때의 가공성을 양호하게 한다는 점에서 인열강도가 5N 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 7N 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트를 사용한 직물은 음료 추출 필터로서 사용했을 때에 액 떨어짐을 중지시키기 쉬운 점, 필터의 눈이 어긋나기 어려운 점으로부터 개구율은 40%∼70%가 바람직하다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트로 이루어지는 직물을 사용하고, 열처리하고, 초음파 실링법 등에 의해 실링해서 성형하는 것에　의해, 기호성 음료용 필터로 사용할 수 있다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트로 이루어지는 직물은 실링을 실시해도 직물강도를 유지할 수 있고, 성형성이 우수하기 때문에, 직사각형으로 평면형상의 것, 구형상의 것, 테트라팩형의 것, 뜰망형의 것, 기타, 다면체 형상의 것 등, 여러 가지 입체 형상의 기호성 음료 추출 필터를 용이하게 얻을 수 있다.
본 발명의 코어-시스형 복합 필라멘트로 이루어지는 직물을 사용해서 수득되는 음료 추출 필터는 홍차, 보리차, 우롱차, 자스민차, 녹차, 커피 등이 여러 가지의 기호성 음료에 호적하게 사용할 수 있다.
본 발명에서의 기호성 음료 추출 필터가 호적한 제조방법의 예를 이하에 나타낸다.
코어 성분으로서 중합촉매를 타이타늄계 촉매로 한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 시스 성분으로서 타이타늄계 촉매를 중합촉매로 한 이소프탈산 공중합 폴리에스테르를 사용하고, 코어-시스형 복합 필라멘트를 제조한다. 이때, 미연신사를 일단 권취하고, 연신해서 필라멘트를 제조하는 컨벤셔널 방식(컨베법)과, 미연신사를 권취하지 않고, 그대로 연신해서 권취하는 스핀드로 방식(SPD법)에 의해 제조할 수 있다. 현실적으로 저가격으로 제공할 수 있다는 점 및 직물의 실량을 소량으로 할 수 있다는 점에서 멀티필라멘트를 SPD법으로 제조하는 것이 바람직하다. 이 경우, 호적한 방사조건은 예를 들면 방사속도 3200∼4200m/min, 방사온도 290∼300℃, 연신배율 3∼4배이다. 다음에, 수득된 코어-시스형 복합 필라멘트를 제직한 후, 직물의 교점이 어긋나지 않도록 시스 성분을 열처리해서 필터용 직물을 얻는다. 필터의 성형에 제공하는 필터용 직물의 인열강도는 5N 이상인 것이 바람직하고, 그 중에서도, 7N 이상인 것이 바람직하다. 이어서, 수득된 필터용 직물을 초음파 실링법 등에 의해 실링하고, 테트라팩 형상 등 적절한 형상으로 성형해서 기호성 음료 추출 필터를 얻을 수 있다.
실시예
물성의 측정, 평가는 아래와 같이 실시했다.
1) 고유점도
페놀/테트라클로로에탄=6/4(중량비) 혼합액 50㎖에 0.5g의 폴리머를 용해해서 온도 20℃에서 오스왈드형 점도계를 사용해서 측정했다.
2) 융점
PerkinElmer Co., Ltd.의 DSC-7형을 사용하고, 칩 10mg, 승온속도 10℃/분의 조건으로 측정했다.
3) 강도, 연신율
JISL 1013에 준거하고, Shimadzu Corporation., AGS1KNG 오토그래프 인장시험기를 사용하고, 시료 실길이 200mm, 인장속도 200mm/min의 조건으로 시료가 신장 파단했을 때의 강도(cN/dtex), 연신율(%)을 산출했다.
4) 중금속의 용출량
실 시료를, 10질량% 농도의 에탄올 수용액에 100℃에서 1시간 침지시키고 용출시킨 에탄올 용액을, Agilent Technologies Japan, Ltd.의 ICP 질량분석장치(Agilent 7500cs)와, AMETEK Inc.의 ICP 발광분석장치(CIROS CCD)를 사용해서 측정했다.
5) 질량 변화율
실 시료의 질량을 측정해 침지 전의 질량으로 했다. 다음에, 실 시료를 10질량% 농도의 에탄올 수용액에 100℃에서 1시간 침지시키고, 건조시켜서, 실 시료를 측정하고, 침지 후의 질량으로 하고, 이하의 식에 의해, 질량 변화율을 산출했다.
　질량 변화율(%) = 〔(침지 전의 질량-침지 후의 질량)/(침지 전의 질량)〕×100
6) 수축률
하중 2mg/dtex를 가한 시료 길이 500mm의 실을 비등수 중에 15분간 침지시키고, 이어서 풍건한 후에 다음 식에 의해 코어-시스형 복합 필라멘트의 수축률을 산출했다.
　수축률(% )= [(초기 시료 길이-수축 후의 시료 길이)/초기 시료 길이]×100
7) 인열강도
JIS L1096 8.15.1 A-1법(Single Tongue Method)에 준거하고, ORIENTEC CORPORATION.의 텐시론 RTA-500 인장시험기를 사용하고, 시료 폭 50mm, 시료길이 250mm, 척간 거리 100mm, 인장속도 100mm/min의 조건으로 시료를 잡아 찢었을 때의 최대 하중을 측정했다.
8) 추출성
제작한 기호성 음료 추출 필터 내에 3g의 녹차 잎을 넣고, 90℃의 물속에 1분간 침지시켰을 때, 물의 색 변화를 육안으로 판정했다.
( 실시예 1)
테레프탈산과 에틸렌글리콜을 원료로 하고, PET 올리고머의 중합촉매로서 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물을 180ppm 첨가해서 중축합하고, 코어 성분으로 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 얻었다(고유점도: 0.629). 다음에, 테레프탈산에 대하여 이소프탈산 25mol%를 첨가한 산 성분과 에틸렌글리콜을 원료로 하고, 중합촉매로서 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물을 폴리에스테르에 대하여 180ppm 첨가하고, 중축합하고, 시스 성분으로 사용하는 이소프탈산 25mol 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 얻었다(고유점도: 0.643).
상기에서 수득된 2종의 폴리에스테르 수지를 융해 방사장치에 공급하고, 코어-시스 체적비율 1:1의 비율로 폴리머를 토출하고, 포어 직경 0.45mm의 방사구금을 사용하고, 방사온도 290℃, 방사속도 1500m/min의 방사조건으로 융해 방사해서 미연신 폴리에스테르 모노필라멘트사를 얻었다.
또, 이 미연신사를, 가열 롤러 온도 90℃에서 3.4배로 연신하고, 가열 플레이트 온도 160℃에서 이완 열처리를 실시하고, 폴리에스테르 모노필라멘트를 얻었다(코어 성분의 융점: 255℃, 시스 성분의 융점: 185℃).
수득된 모노필라멘트를, 경사 밀도 100개/2.54cm, 위사 밀도 100개/2.54cm의 조건으로 평직조직으로 제직해서 직물을 얻었다. 수득된 직물을 정련하고, 200℃에서 열처리하고, 실의 교점의 시스 성분을 융착시켜서, 필터용 직물을 얻었다. 수득된 필터용 직물을 초음파 실링법에 의해, 테트라팩 형상으로 성형하고, 기호성 음료 추출 필터를 제조했다.
( 실시예 2)
코어-시스체적비율 7:3으로 변경한 이외는, 실시예 1과 동일하게 융해 방사해서 미연신 폴리에스테르 모노필라멘트사를 얻었다. 또, 이 미연신사를 가열 롤러 온도 90℃에서 3.3배로 연신하고, 가열 플레이트 온도 140℃에서 이완 열처리를 실시하고, 폴리에스테르모노필라멘트(코어 성분의 융점: 255℃, 시스 성분의 융점: 185℃)를 얻고, 실시예 1과 동일하게, 기호성 음료 추출 필터를 제조했다.
( 실시예 3)
테레프탈산과 에틸렌글리콜을 원료로 하고, PET 올리고머의 중합촉매로서 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물을 PET 올리고머에 대하여 200ppm 첨가하고, 중축합하고, 코어 성분으로 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 얻었다(고유점도: 0.63).
또, 실시예 1에 기재된 방법으로 시스 성분으로 사용하는 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 얻었다.
이 2종의 폴리에스테르 수지를, 실시예 1에 기재된 방법으로 융해 방사, 연신을 실시해서 폴리에스테르 모노필라멘트를 얻었다(코어 성분의 융점: 255℃, 시스 성분의 융점: 185℃). 수득된 폴리에스테르 모노필라멘트를 사용해서 실시예 1과 동일하게, 기호성 음료 추출 필터를 제조했다.
( 비교예 1)
코어 성분 및 시스 성분으로 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중합촉매를, 400ppm의 삼산화 안티몬으로 한 이외는 실시예 1과 동일하게, 중합, 융해 방사, 연신을 실시하고, 기호성 음료 추출 필터를 제조했다.
( 비교예 2)
코어 성분을, 실시예 1의 시스 성분으로 사용하는 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트로 한 이외는 실시예 1과 동일하게, 중합, 융해방사를 실시하고, 기호성 음료 추출 필터를 제조했다. 필터용 직물의 인열강도는 5N 미만이고, 인열강도가 낮은 것이었다.
실시예 1∼3, 비교예 1에서 사용하는 중합촉매, 모노필라멘트의 코어-시스비율, 중금속 용출량, 질량 변화율, 섬도, 강도, 연신율, 수축률, 필터용 직물의 인열강도를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
( 실시예 4)
테레프탈산과 에틸렌글리콜을 원료로 하고, PET 올리고머의 중합촉매로서 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물을 180ppm 첨가해서 중축합하고, 코어 성분으로 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 얻었다(고유점도: 0.629). 다음에, 테레프탈산에 대하여 이소프탈산 25mol%를 첨가한 산 성분과 에틸렌글리콜을 원료로 하고, 중합촉매로서 타이타늄산으로 이루어지는 피복층이 형성된 마그네슘 화합물을 폴리에스테르에 대하여 180ppm 첨가하고, 중축합하고, 시스 성분으로 사용하는 이소프탈산 25mol 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 얻었다(고유점도: 0.643).
상기에서 수득된 2종의 폴리에스테르 수지를 융해 방사장치에 공급하고, 코어-시스 체적비율 50:50의 비율로 폴리머를 포어 직경 0.45mm이고, 구멍 수가 3개의 방사구금을 사용해서 방사온도 295℃에서 토출하고, 주속도 950m/min의 제1 고뎃롤러에 7회 친친 감아서 인수하면서, 제1 고뎃롤러의 4배의 주속도로 제2 고뎃롤러에 7회 친친 감아서 4배로 연신한 후, 필라멘트 수가 3개의 멀티필라멘트를 권취했다.(코어 성분의 융점: 255℃, 시스 성분의 융점: 185℃). 수득된 멀티필라멘트는 3.94cN/dtex, 연신율 47.7%, 수축률이 7.5%이었다.
수득된 멀티필라멘트를, 경사 밀도 120개/2.54cm, 위사 밀도 120개/2.54cm의 조건으로 평직조직으로 제직해서 직물을 얻었다. 이 직물의 인열강도는 세로 방향ㆍ가로 방향 모두 5N 이상, 중금속의 용출량은 0.02ppm, 질량 변화율은 0.9%이었다. 수득된 직물을 정련하고, 200℃에서 열처리하고, 실의 교점의 시스 성분을 융착시켜서 필터용 직물을 얻었다. 수득된 필터용 직물을 초음파 실링법에 의해, 테트라팩 형상으로 성형하고, 기호성 음료 추출 필터를 제조했다.
( 실시예 5)
실시예 4에서 수득된 코어-시스형 복합 멀티필라멘트를 경사 밀도 140개/2.54cm, 위사 밀도 140개/2.54cm의 조건으로 평직조직으로 제직해서 직물을 얻었다. 수득된 직물을 정련하고, 200℃로 열처리하고, 실의 교점의 시스 성분을 융착시켜서 필터용 직물을 얻었다. 이 직물의 인열강도는 세로 방향ㆍ가로 방향 모두 5N 이상, 중금속의 용출량은 0.02ppm, 질량 변화율은 0.9%이었다. 수득된 필터용 직물을 초음파 실링법에 의해, 테트라팩 형상으로 성형하고, 기호성 음료 추출 필터를 제조했다.
( 실시예 6)
경사에 실시예 1에서 수득된 폴리에스테르 모노필라멘트, 위사에 실시예 4에서 수득된 멀티필라멘트를, 경사 밀도 100개/2.54cm, 위사 밀도 100개/2.54cm의 조건으로 평직조직으로 제직해서 직물을 얻었다. 이 직물의 인열강도는 세로 방향ㆍ가로 방향 모두 5N 이상, 중금속의 용출량은 0.02ppm, 질량 변화율은 0.9%이었다. 수득된 직물을 정련하고, 200℃에서 열처리하고, 실의 교점의 시스 성분을 융착시켜서 필터용 직물을 얻었다. 수득된 필터용 직물을 초음파 실링법에 의해, 테트라팩 형상으로 성형하고, 기호성 음료 추출 필터를 제조했다.
실시예는 모두, 제사성, 제직성이 우수했다. 특히 실시예 4∼6은 제직성이 우수했다.
실시예에서 수득된 필라멘트로 이루어지는 필터용 직물은, 폴리아미드의 문제점을 개선하고, 성형성이 뛰어나고, 직물강도도 충분해서 음료 추출 백으로서 충분하게 사용할 수 있고, 환경 안전성이 우수한 음료 추출 필터용 직물이었다. 또 질감이 부드럽고, 소프트해서 취급성이 우수한 품위가 좋은 것이었다. 코어 성분에 안티몬 촉매를 사용한 비교예 1은 중금속의 용출량이 많아, 환경 안전성이 떨어진 것이었다. 비교예 2에서 수득된 필터용 직물은 직물강도가 충분하지 않고, 성형성이 떨어지고 있어, 기호성 음료 추출 필터로서는 사용할 수 없는 것이었다.
실시예 1∼3에서 수득된 기호성 음료 추출 필터는 특히, 투명감이 뛰어나고, 미관이 뛰어난 것이었다.
또 실시예에서 수득된 기호성 음료 추출 필터는 추출성이 양호했다.
실시예 4∼6에서 수득된 멀티필라멘트는 필터용 직물로 할 때에, 메시 크기의 컨트롤이 하기 쉬운 것이고, 어긋나기 어렵고, 또 성형성 및 추출성이 양호했다.
실시예에서 수득된 기호성 음료 추출 필터 중에 있어서, 미관, 코스트, 성형성, 추출성의 밸런스의 점에서 실시예 6의 것이 양호했다.

Claims (8)

  1. 코어 성분은 융점이 220℃ 이상의 호모폴리에스테르, 시스 성분은 융점이 코어 성분보다 40℃ 이상 낮은 테레프탈산 및 디올을 주성분으로 하는 공중합 폴리에스테르이고,
    10질량% 농도의 에탄올 수용액 중에서 1시간 침지 후의 질량 변화율이 4% 이하, 중금속의 용출량이 0.1ppm 미만인 것을 특징으로 하는 기호성 음료 추출 필터용 코어-시스형 복합 필라멘트.
  2. 제 1항에 있어서,
    시스 성분의 공중합 폴리에스테르의 중축합 촉매가 타이타늄계 촉매인 것을 특징으로 하는 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    코어 성분의 호모폴리에스테르의 중축합 촉매가 타이타늄계 촉매인 것을 특징으로 하는 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나에 기재된 필라멘트가 모노필라멘트인 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나에 기재된 필라멘트가 멀티필라멘트인 기호성 음료 추출 필터용 필라멘트.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나에 기재된 필라멘트를 사용한 기호성 음료 추출 필터용 직물.
  7. 경사로 제 4항에 기재된 필라멘트, 위사로 제 5항에 기재된 필라멘트를 사용한 기호성 음료 추출 필터용 직물.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 인열강도가 5N 이상인 것을 특징으로 하는 기호성 음료 추출 필터용 직물.
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