專利名稱：浸出用片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于提取紅茶、咖啡、綠茶、中藥等浸出性原料的浸出用片材。
背景技術(shù)：
對于用于提取紅茶、咖啡、綠茶、中藥等浸出性原料的浸出用片材，要求其對提取液具有良好的浸出性，對以茶葉袋形式使用的浸出用片材，還要求其具有制袋性，也就是要求使用熱封機(jī)能夠容易地對其進(jìn)行制袋。
在此眾所周知，過去作為浸出用片材，采用了纖維自身的吸水性低而浸出性高的合成纖維制無紡布。此外作為適合于制袋加工的浸出用片材，已知由高熔點聚酯纖維組成的紡粘型無紡布和由低熔點聚酯纖維組成的梳理型無紡布通過層合得到的片材(大紀(jì)商事株式會社制，フルベ一ル)。如果采用這種高熔點紡粘型無紡布和低熔點梳理型無紡布層合的浸出用片材，使低熔點的梳理型無紡布處于內(nèi)側(cè)，將2片浸出用片材疊合，使其通過熱封機(jī)，則很容易對其進(jìn)行熱封，并且在熱封機(jī)的加熱頭部不會產(chǎn)生纖維的熔融附著。
但是，如果使用以往的紡粘型無紡布和梳理型無紡布層合的浸出用片材，由于梳理型無紡布的纖維在梳理機(jī)的作用下，在一定的特定方向上取向，不能形成在任意方向上均勻分散的，所以無紡布空隙的孔徑分布范圍寬。因此存在有如果為了得到理想的通液速度，而調(diào)整浸出用片材的單位重量時，則有時候浸出性原料的微粉末也能通過浸出用片材，如果要完全防止浸出性原料微粉末通過，那么，通液速度就會極度降低的問題。
另外還存在一個問題，即近年來市場上要求茶葉袋周緣部分的密封寬度由過去的5mm左右降低到2mm左右，根據(jù)這一要求，如果使用以往紡粘型無紡布和梳理型無紡布層合的浸出用片材，如果縮小密封寬度，由于起密封作用的梳理型無紡布的纖維在特定方向上取向，不能在任意方向上均勻分散，那么在密封部位會出現(xiàn)密封強(qiáng)度低的部分。
針對這些問題，本發(fā)明的目的是要達(dá)到在具有制袋性的浸出用片材中，即使縮小密封寬度，在密封部位處也不會出現(xiàn)密封強(qiáng)度低的部分，并保持提取浸出性原料時具有理想的通液速度，同時能防止浸出性原料微粉末通過。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在高熔點無紡布和低熔點無紡布層合的浸出用片材中，如果通過用干法使短纖維無規(guī)則分散、堆積，再對其交叉點進(jìn)行彼此熱粘接而形成低熔點無紡布，則短纖維在任意方向都能均勻分散，所以在無紡布的任何部位都可以以相同的強(qiáng)度進(jìn)行熱封，并且無紡布空隙的孔徑分布集中在非常窄的范圍內(nèi)，所以相對于所需要的孔徑，并不存在過大孔徑的空隙，在對浸出性原料進(jìn)行提取時，可以防止浸出性原料的微粉末通過。
也就是本發(fā)明提供浸出用片材，它是由至少一部分為高熔點樹脂的合成纖維組成且單位重量為5～30g/m2的長纖維無紡布和至少一部分為低熔點樹脂的合成纖維組成且單位重量為3～15g/m2的短纖維無紡布層合而成的浸出用片材，其中短纖維無紡布是由纖維長度為3～15mm的纖維經(jīng)干法無規(guī)分散、堆積，并相互熱粘接而形成的，在表示浸出用片材的空隙孔徑和其分布率關(guān)系的孔徑分布圖中，最大峰的分布率是其它峰分布率的10倍或以上。
附圖的簡單說明
圖1是本發(fā)明浸出用片材的斷面圖。
圖2是表示氣流法無紡布(a)和梳理型無紡布(b)的纖維取向狀態(tài)的照片。
圖3是密封強(qiáng)度試驗方法的說明圖。
圖4是實施例1的浸出用片材空隙的孔徑分布圖。
圖5是比較例1的浸出用片材空隙的孔徑分布圖。
圖6是比較例2的浸出用片材空隙的孔徑分布圖。
圖7是實施例2的浸出用片材空隙的孔徑分布圖。
圖8是實施例2的浸出用片材空隙的孔徑分布圖。
圖9是實施例2的浸出用片材空隙的孔徑分布圖。
圖10是實施例2的浸出用片材空隙的孔徑分布圖。
實施發(fā)明的最佳方案以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的情況。
圖1是本發(fā)明一個方案的浸出用片材1，它具有長纖維無紡布2和短纖維無紡布3的層合結(jié)構(gòu)。
其中，長纖維無紡布是由至少一部分為高熔點樹脂的合成纖維，優(yōu)選至少一部分為熔點在170℃或以上的高熔點樹脂的合成纖維形成的。據(jù)此，當(dāng)使短纖維無紡布處于內(nèi)側(cè)，把2片浸出用片材疊合，使其通過熱封機(jī)時，可以防止在熱封機(jī)的加熱頭上產(chǎn)生纖維熔融附著的現(xiàn)象。
這里所謂由至少一部分是熔點在170℃或以上的高熔點樹脂的合成纖維形成長纖維無紡布，包括形成長纖維無紡布的合成纖維是僅由熔點在170℃或以上的合成樹脂組成的情況，由熔點在170℃或以上的合成樹脂構(gòu)成的纖維和熔點低于170℃的合成樹脂構(gòu)成的纖維的混合纖維組成的情況，由至少表層(外皮)是由熔點在170℃或以上的合成樹脂構(gòu)成的皮芯結(jié)構(gòu)纖維組成的情況。
作為熔點在170℃或以上的合成樹脂可以列舉高熔點聚酯(高熔點聚對苯二甲酸乙二醇酯熔點245℃)、聚酰胺(尼龍66熔點245℃)、聚苯硫(熔點290℃)、聚乳酸(熔點178℃)等。
從無紡布單位重量的穩(wěn)定性考慮，形成長纖維無紡布的合成纖維的纖維直徑優(yōu)選在3μm或以下。
作為使這種合成纖維形成無紡布的方法，也可以使用熔噴法等，但從不產(chǎn)生堵塞并獲得高強(qiáng)度的角度考慮，最好使用紡粘法。
把長纖維無紡布單位重量定為5～30g/m2。如果單位重量低于5g/m2，則強(qiáng)度不夠，相反如果超過30g/m2，則浸出性和機(jī)械適應(yīng)性變差，是不理想的。
另一方面，在本發(fā)明浸出用片材中，短纖維無紡布是由至少一部分為低熔點樹脂的合成纖維，優(yōu)選至少熔點在80℃或以上、并低于170℃的低熔點樹脂的合成纖維形成的。據(jù)此，使短纖維無紡布處于內(nèi)側(cè)，把2片浸出用片材疊合，使其通過熱封機(jī)，則可以很容易對其進(jìn)行熱封。
這里所謂由至少一部分是熔點在80℃或以上、并低于170℃的低熔點樹脂的合成纖維構(gòu)成短纖維無紡布，包括形成短纖維無紡布的合成纖維是僅由熔點在80℃或以上、并低于170℃的合成樹脂組成的情況，由熔點在80℃或以上、并低于170℃的合成樹脂構(gòu)成的纖維和其它纖維的混合纖維組成的情況，由至少表層為由熔點在80℃或以上、并低于170℃的合成樹脂組成的皮芯結(jié)構(gòu)纖維構(gòu)成的情況。其中，從對長纖維無紡布和短纖維無紡布進(jìn)行粘合時，不破壞無紡布空隙的角度考慮，優(yōu)選使用皮芯結(jié)構(gòu)的纖維。此外，從提高長纖維無紡布和短纖維無紡布的粘接強(qiáng)度考慮，優(yōu)選形成長纖維無紡布的纖維和形成短纖維無紡布的纖維是同種樹脂，特別是當(dāng)使用皮芯結(jié)構(gòu)的纖維時，優(yōu)選其表層(外皮)樹脂是同種樹脂。
作為熔點在80℃或以上、并低于170℃的合成樹脂，可以列舉如低熔點聚酯(低熔點聚對苯二甲酸乙二醇酯，熔點100～160℃)、聚乙烯(熔點90～140℃)、聚丙烯(熔點160～168℃)等。
作為皮芯結(jié)構(gòu)的纖維，可以列舉芯/皮為高熔點聚酯/低熔點聚酯、高熔點聚酯/聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯等。
形成短纖維無紡布的合成纖維的纖維長度為3～15mm，優(yōu)選5～7mm。如果纖維長度太短，則無紡布的強(qiáng)度降低，同時纖維密度增大，通液速度變慢。相反，如果纖維長度太長，則纖維難以均勻分散。
形成短纖維無紡布的合成纖維的纖維直徑，也要根據(jù)浸出性原料按浸出用片材所要求的孔徑分布而定，例如，將浸出性片材用于一般紅茶的茶葉袋時，優(yōu)選纖維直徑為0.1～3.0d(旦尼爾)、更優(yōu)選0.5～2.0d，如果纖維直徑太細(xì)，則無紡布的孔徑變小，通液速度變慢。相反，如果纖維直徑太粗，則茶葉等浸出性原料的微粉末通過無紡布，提取液的口感和外觀都變差。
作為將這種合成纖維制成無紡布的方法，首先可以用干法，將纖維無規(guī)地分散、堆積，形成纖維網(wǎng)，然后使纖維的交點互相進(jìn)行熱粘接形成無紡布，更具體講是采用氣流法形成纖維網(wǎng)，然后用壓花輥或平軋輥等對其進(jìn)行熱處理。
用氣流法形成的纖維網(wǎng)，纖維在任意方向都是以均勻的厚度分散。同時即使用壓花輥等進(jìn)行熱處理也不會損壞纖維分散的均勻性。因此，這樣形成的短纖維無紡布的孔徑分布可以集中在窄的范圍內(nèi)，如果求出表示孔徑及其分布率(％)關(guān)系的孔徑分布圖，那么最大峰的分布率是其它峰分布率的10倍或以上，優(yōu)選孔徑分布離差幅度在100μm或以下、特別優(yōu)選50μm或以下，并具有單一峰。本發(fā)明中，孔徑分布是指用泡點法(JIS K3832)測定的分布。
這樣形成的短纖維無紡布的孔徑分布，可以靈活地通過調(diào)整纖維直徑和單位重量進(jìn)行控制。
此外，纖維在任意方向上分散的無紡布，也可以通過濕法的抄紙法獲得，但是從生產(chǎn)力角度考慮，優(yōu)選使用氣流法。
本發(fā)明中，作為對長纖維無紡布和短纖維無紡布進(jìn)行層合的方法，可以先分別形成長纖維無紡布和短纖維無紡布，然后把兩種無紡布疊合在一起，用壓花輥或平軋輥等進(jìn)行熱處理而層合，還可以在長纖維無紡布上形成組成短纖維無紡布的纖維網(wǎng)，再用壓花輥、平軋輥等進(jìn)行熱處理，使組成短纖維無紡布的纖維網(wǎng)形成無紡布的過程和短纖維無紡布與長纖維無紡布層合粘接的過程同時進(jìn)行。
如果使用本發(fā)明浸出用片材，由于是由低熔點的短纖維無紡布和高熔點的長纖維無紡布層合而成，并且如上所述，短纖維無紡布的孔徑分布集中在窄的范圍內(nèi)，另一方面，長纖維無紡布的孔徑較粗，所以就浸出用片材整體的孔徑分布，如果求出表示孔徑及其分布率(％)關(guān)系的孔徑分布圖，其最大峰的分布率是其它峰的分布率的10倍或以上，優(yōu)選孔徑分布的離差范圍在100μm或以下，特別優(yōu)選在50μm或以下，并具有單一峰。因此，可以確保理想的通液速度，并且在對浸出性原料進(jìn)行提取時，可以防止浸出性原料的微粉末通過浸出用片材。而且，對浸出用片材進(jìn)行熱封時，起粘接性作用的短纖維無紡布的低熔點纖維在任意方向都是以均勻厚度分散的，所以，在無紡布的任何部位都獲得相同的熱封強(qiáng)度。因此即使縮小密封寬度，在密封部位處也不會出現(xiàn)密封強(qiáng)度不足的部分。因此，本發(fā)明浸出用片材作為形成紅茶、咖啡、綠茶、中藥等的浸出性原料的茶葉袋的片材材料是非常有用的。
如圖1所示，作為本發(fā)明的浸出用片材，具有由長纖維無紡布2和短纖維無紡布3的層合結(jié)構(gòu)，除此之外根據(jù)需要，還可以層合其它的織造布、無紡布等。例如為了提高長纖維無紡布和短纖維無紡布的粘接強(qiáng)度，在它們之間可以設(shè)置粘接用無紡布。
實施例以下根據(jù)實施例具體說明本發(fā)明的情況。
試驗例1使用芯/皮為高熔點聚對苯二甲酸乙二醇酯/低熔點聚對苯二甲酸乙二醇酯的皮芯結(jié)構(gòu)纖維(纖維直徑為1.0d，纖維長度為5mm)通過氣流法形成纖維網(wǎng)，并使其通過加熱輥，制成氣流法無紡布，另外，用同樣的纖維制成梳理型無紡布。并分別從每種無紡布上裁取9.0cm×6.0cm的試樣和100cm×100cm的試樣各10片，測定其重量。把結(jié)果出示在表1、表2中。圖2(a)示出氣流法無紡布的照片，同圖(b)中示出梳理型無紡布的照片。
表1[g/9cm×60cm]試樣氣流法無紡布梳理型無紡布1 0.044 0.0562 0.045 0.0543 0.044 0.0594 0.043 0.0575 0.044 0.0556 0.044 0.0567 0.045 0.0598 0.044 0.0579 0.044 0.05510 0.044 0.058————————————————————————————平均0.044 0.057————————————————————————————標(biāo)準(zhǔn)偏差0.000540.00162——————————————————————————
表2[g/100cm×100cm]試樣氣流法無紡布梳理型無紡布1 8.1410.422 8.0210.583 8.2910.324 8.2310.125 8.1510.716 8.3110.447 8.2210.288 8.1610.419 8.0710.35107.9910.40——————————————————————————平均 8.1610.40——————————————————————————標(biāo)準(zhǔn)偏差 0.10245 0.15238——————————————————————————在表1和表2各自所示中，通過對氣流法無紡布和梳理型無紡布的重量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較，可以清楚地了解到與梳理型無紡布相比，氣流法無紡布的無紡布內(nèi)單位重量的離差相當(dāng)小。
由圖2可知在氣流法無紡布中，纖維在任意方向上都是均勻分散的，而在梳理型無紡布中，纖維沿一定方向取向，單位重量存在不均勻性的問題。
實施例1、比較例1、比較例2用纖維直徑為2.0d的高熔點聚酯制作紡粘型無紡布，在它的上面，采用芯/皮為高熔點聚對苯二甲酸乙二醇酯/低熔點聚對苯二甲酸乙二醇酯的皮芯結(jié)構(gòu)纖維(纖維直徑為2.0d，纖維長度為5mm)，用氣流法形成纖維網(wǎng)，并使其通過壓花輥，在紡粘型無紡布(單位重量為12g/m2)上，層合氣流法無紡布(單位重量為6g/m2)，制成浸出用片材(實施例1)。
另一方面，使用與形成氣流法無紡布相同的纖維(其中，纖維長度為51mm)，在與上述相同的紡粘型無紡布(單位重量為12g/m2)上，層合梳理型無紡布(單位重量為8g/m2)，制成浸出用片材(比較例1)。
除了變化壓花輥的花紋形狀以外，其它均與比較例1相同制作出浸出用片材(比較例2)。
實施例2除了將氣流法無紡布的單位重量調(diào)至8g/m2以外，其它與實施例1相同，制成在紡粘型無紡布上層合氣流法無紡布的浸出用片材。
評定(1)密封強(qiáng)度試驗把2片實施例1的浸出用片材疊合，使氣流法無紡布處于內(nèi)側(cè)，并對其進(jìn)行寬度為15mm的熱封(加熱溫度為150℃)，并裁切成如圖3所示的長方形(15mm×50mm)，求出從非密封側(cè)進(jìn)行剝離時，密封部位4剝離時的負(fù)荷。圖3中，符號2’表示紡粘型無紡布，3’表示氣流法無紡布。
比較例1的浸出用片材也是按照同樣方法，使梳理型無紡布處于內(nèi)側(cè)，進(jìn)行疊合，并進(jìn)行熱封，求出該密封部位剝離時的負(fù)荷。
把結(jié)果出示在表3中。
表3[kg/15mm]試樣實施例1比較例11 0.22 0.462 0.22 0.683 0.23 0.374 0.21 0.395 0.21 0.416 0.22 0.707 0.24 0.628 0.23 0.339 0.20 0.41100.23 0.54—————————————————————————平均 0.22 0.49—————————————————————————標(biāo)準(zhǔn)偏差 0.011360.12778——————————————————————————
由表3可知，與比較例1的浸出用片材相比，實施例1的浸出用片材密封強(qiáng)度的離差非常小。
(2)孔徑分布使用用美國PMI公司制造的Perm-Porometer，按照泡點法(JISK3832)測定實施例1、實施例2、比較例1、比較例2的各種浸出用片材空隙的孔徑分布。把結(jié)果出示在圖4～圖10中。對于實施例2的浸出用片材，在寬度方向上取不同位置的4個點測定(圖7～圖10)。
由這些圖可知，比較例1、比較例2的浸出用片材的孔徑分布中，存在140μm或以上的離差，在該范圍內(nèi)存在多個峰，與此相反，實施例1的浸出用片材孔徑分布離差在10μm或以下，并且在其間存在單一峰，孔徑分布集中在此間。而且實施例2的浸出用片材，在所有測定點，最大峰的分布率均為其它峰分布率的10倍或以上，孔徑分布集中在最大峰上。
產(chǎn)業(yè)上的實用性如果使用本發(fā)明的浸出用片材，則即使縮小密封寬度，也可以明顯降低在密封部位處的密封強(qiáng)度離差。并且由于可以靈活控制無紡布空隙的孔徑分布，并能優(yōu)選使其呈單一峰，所以對浸出性原料進(jìn)行提取時，可以保持理想的通液速度，同時防止浸出性原料的微粉末通過。
權(quán)利要求
1.浸出用片材，它是由至少一部分為高熔點樹脂的合成纖維構(gòu)成且單位重量為5～30g/m2的長纖維無紡布和至少一部分為低熔點樹脂的合成纖維構(gòu)成且單位重量為3～15g/m2的短纖維無紡布層合而成的浸出用片材，其中短纖維無紡布是由纖維長度為3～15mm的纖維，經(jīng)干法無規(guī)分散、堆積，并相互熱粘接而形成的，表示浸出用片材空隙的孔徑及其分布率關(guān)系的孔徑分布圖中，最大峰的分布率是其它峰分布率的10倍或以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的浸出用片材，其中，孔徑分布的離差幅度在100μm或以下，并具有單一峰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的浸出用片材，其中，高熔點樹脂的熔點在170℃或以上，低熔點樹脂的熔點在80℃或以上、170℃以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的浸出用片材，其中，構(gòu)成短纖維無紡布的纖維具有表層由低熔點聚酯組成和芯材由高熔點聚酯組成的皮芯結(jié)構(gòu)。
全文摘要
浸出用片材1是由至少一部分為高熔點樹脂的合成纖維組成且單位重量為5～30g/m
文檔編號D04H1/42GK1599816SQ0282443
公開日2005年3月23日 申請日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者宮原文夫, 山口南生子, 安光保二 申請人:大紀(jì)商事株式會社, 金星制紙株式會社