(57)【要約】 【課題】    熱収縮率の高いポリ乳酸系芯鞘型フィラメント糸を用いながら、汎用の熱溶着機で製造した嗜好性飲料抽出袋を提供する。【解決手段】  通水性熱可塑性基布は、高融点ポリ乳酸を芯成分とし、低融点ポリ乳酸を鞘成分とする芯鞘型モノフィラメント糸を経糸及び緯糸に用いて製織してなる平織物であって、以下のような特異な形態を有する。すなわち、平織物の交点の一方表面は経糸及び緯糸の鞘成分１及び３が緯糸の軸方向に流動して形成された部分５を有し、全体として、緯糸の軸方向に拡がるドーム状となっており、交点の他方表面は経糸及び緯糸の鞘成分１及び３が経糸の軸方向に流動して形成された部分６を有し、全体として、経糸の軸方向に拡がるドーム状となっている。この通水性熱可塑性基布の端縁に、外部熱源から熱を与えると共に加圧して、ヒートシールによって密封して、嗜好性飲料抽出袋が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水性熱可塑性基布の端縁が、該基布の熱可塑性を利用した溶着によって密封されてなる嗜好性飲料抽出袋において、
前記溶着が外部熱源を前記基布に与えると共に前記基布を加圧して行われるヒートシールであり、
前記基布は、高融点ポリ乳酸を芯成分とし、低融点ポリ乳酸を鞘成分とする芯鞘型モノフィラメント糸を経糸及び緯糸に用いて製織してなる平織物であり、
前記平織物の交点の一方表面は前記経糸及び前記緯糸の鞘成分が前記緯糸の軸方向に流動して、前記緯糸の軸方向に拡がるドーム状となっており、前記交点の他方表面は前記経糸及び前記緯糸の鞘成分が前記経糸の軸方向に流動して、前記経糸の軸方向に拡がるドーム状となっていることを特徴とする嗜好性飲料抽出袋。
【請求項２】
嗜好性飲料抽出袋の形状が長方形であり、該長方形の三端縁若しくは四端縁が熱融着されている請求項１記載の嗜好性飲料抽出袋。
【請求項３】
嗜好性飲料抽出袋の形状が円形であり、該円形の全周端縁が熱融着されている請求項１記載の嗜好性飲料抽出袋。
【請求項４】
高融点ポリ乳酸の融点が１５０℃以上であり、低融点ポリ乳酸の融点が１２０℃以上であり、両者の融点差が３０℃以上である請求項１記載の嗜好性飲料抽出袋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーヒー粉や茶葉等を収納してなる嗜好性飲料抽出袋に関し、コーヒー、緑茶、紅茶又は烏龍茶を抽出するための嗜好性飲料抽出袋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コーヒー粉や茶葉等を収納してなる嗜好性飲料抽出袋は、たとえば、通水性熱可塑性基布を用いて以下の方法で製造されている。すなわち、一枚の通水性熱可塑性基布を二つ折りに重ね合わせるか、又は二枚の同形状の通水性熱可塑性基布を重ね合わせ、その間にコーヒー粉等を挿入し、重ね合わせ端縁を溶着する方法で製造されている。この際、通水性熱可塑性基布としては、ポリエステルフィラメント糸やポリ乳酸フィラメント糸を経糸及び緯糸とした織物が用いられており、特に高融点成分を芯成分とし低融点成分を鞘成分とした芯鞘型フィラメント糸を用いることが提案されている（特許文献１及び２）。
【０００３】
溶着方法としては、熱溶着又は超音波溶着が採用されている。熱溶着は外部熱源を基布に与えて溶着させるものであり、超音波溶着は超音波振動により基布に摩擦熱を与えて溶着させるものである。熱溶着は、外部熱源により基布に熱を与えるため、重ね合わせ端縁のみではなく、その他の箇所にも熱が伝導する。したがって、熱によって基布が影響を受けやすく、基布が収縮しやすいという欠点があった。一方、超音波溶着は、基布同士が重ね合わされた端縁の接触した箇所のみで摩擦熱が発生し、その他の箇所では摩擦熱は発生しないため、熱によって基布が影響を受けにくく、基布が収縮しにくいという利点があった。
【０００４】
しかるに、上記の欠点にも拘わらず、溶着方法として熱溶着したいという要望が高かった。この理由は、嗜好性飲料抽出袋の製造者である製袋業者の多くが、超音波溶着機を所有していないからである。したがって、通水性熱可塑性基布を構成する経糸及び緯糸を製造する段階で高温度で熱処理して、その熱収縮率を抑制することが行われている。具体的には、経糸及び緯糸を巻回したコーンを熱処理機に投入して、経糸及び緯糸の融点近傍の温度まで加熱して、熱処理を行っている。しかしながら、高融点成分を芯成分とし低融点成分を鞘成分とした芯鞘型フィラメント糸の場合には、かかる熱処理ができなかった。すなわち、芯鞘型フィラメント糸のコーンを、高融点成分近傍の温度まで加熱すると、低融点成分が溶融してフィラメント糸同士が融着し、コーンから芯鞘型フィラメント糸を巻き戻すことができないのである。したがって、芯鞘型フィラメント糸を用いた場合、溶着方法として、現実には超音波溶着が採用されている（特許文献１、段落００４４）。特に、ポリ乳酸系の芯鞘型フィラメント糸は熱収縮が激しく、超音波溶着しか採用できない。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４５９９５２号公報（特許請求の範囲、段落００４４）
【特許文献２】特許第３４６２１５５号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、熱収縮率の高いポリ乳酸系芯鞘型フィラメント糸を用いながら、汎用の熱溶着機で嗜好性飲料抽出袋を製造しうるようにすることにある。すなわち、熱収縮率の高いポリ乳酸系芯鞘型モノフィラメント糸よりなる通水性熱可塑性基布の熱収縮を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ポリ乳酸系芯鞘型フィラメント糸としてモノフィラメント糸を用いると共に、通水性熱可塑性基布の織組織を平組織とし、さらに経糸及び緯糸の各交点を特定の形態で一体化することによって、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、通水性熱可塑性基布の端縁が、該基布の熱可塑性を利用した溶着によって密封されてなる嗜好性飲料抽出袋において、前記溶着が外部熱源を前記基布に与えると共に前記基布を加圧して行われるヒートシールであり、前記基布は、高融点ポリ乳酸を芯成分とし、低融点ポリ乳酸を鞘成分とする芯鞘型モノフィラメント糸を経糸及び緯糸に用いて製織してなる平織物であり、前記平織物の交点の一方表面は前記経糸及び前記緯糸の鞘成分が前記緯糸の軸方向に流動して、前記緯糸の軸方向に拡がるドーム状となっており、前記交点の他方表面は前記経糸及び前記緯糸の鞘成分が前記経糸の軸方向に流動して、前記経糸の軸方向に拡がるドーム状となっていることを特徴とする嗜好性飲料抽出袋に関するものである。
【０００８】
本発明で用いる芯鞘型モノフィラメント糸は、高融点ポリ乳酸を芯成分とし低融点ポリ乳酸を鞘成分とするものである。乳酸には、光学異性体としてＤ−乳酸とＬ−乳酸があり、両者の共重合比によって融点が変わる。具体的には、Ｌ−乳酸のみを重合したポリＬ−乳酸の融点が最も高く、Ｄ−乳酸を混合すればするほど融点が低下する。芯成分としては、Ｌ−乳酸：Ｄ−乳酸＝９８〜１００：２〜０の共重合比となっているポリ乳酸を用いるのが好ましく、その融点は１５０℃以上となっている。また、鞘成分としては、Ｌ−乳酸：Ｄ−乳酸＝９０〜９５：１０〜５の共重合比となっているポリ乳酸を用いるのが好ましく、その融点は１３０〜１５０℃となっている。鞘成分と芯成分の融点差は３０℃以上であるのが好ましい。融点差が３０℃以上であると、芯成分に熱による影響を与えずに、鞘成分のみを溶融又は軟化させやすいからである。なお、芯鞘型モノフィラメント糸の繊度は、一般的に、２０〜４０デシテックスの範囲内のものが用いられる。
【０００９】
本発明で用いる通水性熱可塑性基布は、上記した芯鞘型モノフィラメント糸を経糸及び緯糸として用い、平織組織で製織した平織物である。平織物の経糸密度及び緯糸密度は、７５本〜１２０本／２．５４ｃｍ程度である。経糸密度及び緯糸密度がこれより低いとコーヒー粉や茶葉が基布を通過する恐れがあり、高いと通水性が低下する恐れがある。
【００１０】
本発明は、かかる平織物において経糸及び緯糸の交点が特異な融着形態となっている。平織物の各交点には表側（一方表面）と裏側（他方表面）とがあるが、たとえば一つの交点において表側では経糸が湾曲した状態で裏側では緯糸が湾曲した状態で凹凸となっており、この一つの交点と経糸又は緯糸方向に隣り合う交点は、表側では緯糸が湾曲した状態で裏側では経糸が湾曲した状態で凹凸となっている。この一つの交点を、緯糸の軸に沿って切断したときの模式的断面図を図１として示した。図１中、１は経糸である芯鞘型モノフィラメント糸の鞘成分を示しており、２は経糸である芯鞘型モノフィラメント糸の芯成分を示している。また、３は緯糸である芯鞘型モノフィラメント糸の鞘成分を示しており、４は緯糸である芯鞘型モノフィラメント糸の芯成分を示している。図１中の５は、経糸及び緯糸の鞘成分１及び３が緯糸の軸方向に流動して形成されたものであり、全体として、緯糸の軸方向に拡がってドーム状となっている状態を示したものである。図２は、上記一つの交点を、経糸の軸に沿って切断したときの模式的断面図であり、符号１，２，３及び４は上記と同様である。そして、図２中の６は、経糸及び緯糸の鞘成分１及び３が経糸の軸方向に流動して形成されたものであり、全体として、経糸の軸方向に拡がってドーム状となっている状態を示したものである。そして、かかる特異な融着形態は、経糸又は緯糸方向に隣り合う交点では、表側と裏側とが逆となり、規則正しく並んでいる。なお、上記した特異な融着形態は、無押圧下でかつ基布を緊張させた状態で、鞘成分の融点以上の温度で所定時間処理することより、形成しうる。
【００１１】
本発明に用いる通水性熱可塑性基布は上記した構造を持つものであり、この基布を用いて嗜好性飲料抽出袋を作成する。たとえば、長尺状の基布を二つ折りにし長方形状として、その間にコーヒー粉等を挿入し、長方形状の三方端縁を熱溶着機でヒートシールして嗜好性飲料抽出袋を作成する。また、二枚の長方形状の基布を重ね合わせ、その間にコーヒー粉を挿入し、長方形状の四方端縁を熱溶着機でヒートシールして嗜好性飲料抽出袋を作成する。あるいはまた、二枚の円形状の基布を重ね合わせ、その間にコーヒー粉等を挿入し、円形状の全周端縁を熱溶着機でヒートシールして嗜好性飲料抽出袋を作成する。その他、従来公知のテトラポット形状等の嗜好性飲料抽出袋についても、その端縁を熱溶着機でヒートシールすることにより作成される。なお、熱溶着機は、加熱板を備えたもので、この加熱板が外部熱源となる。そして、加熱板を端縁に押し当てて、熱を基布に与えると共に、加圧してヒートシールが行われる。
【００１２】
熱溶着の条件は、通水性熱可塑性基布同士が溶着する任意の条件が採用される。本発明においては、芯鞘型モノフィラメント糸の鞘成分による溶着であるので、鞘成分の融点近傍よりも若干低い温度であって、しかも鞘成分が軟化流動する圧力とするのが好ましい。また、熱溶着の時間は、通水性熱可塑性基布のその他の箇所に熱が伝導するのを防止するために、短時間であるのが好ましい。具体的には、１１０〜１２０℃程度で、圧力は０．３ＭＰａ程度で、時間は０．５秒程度が好ましい。以上のような条件で、熱溶着を行うことにより、嗜好性飲料抽出袋を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に用いる通水性熱可塑性基布は、高融点ポリ乳酸を芯成分とし低融点ポリ乳酸を鞘成分とする芯鞘型モノフィラメント糸を経糸及び緯糸に用いて製織してなる平織物であり、その各交点の一方表面が緯糸の軸方向に拡がるドーム状となっており、他方表面が経糸の軸方向に拡がるドーム状となっている。そして、平織物は、経糸及び緯糸が規則正しく交互に上下に屈曲してなるものであるから、前記各交点の特異な融着形態が、表及び裏側となって規則正しく交互に並んでいる。したがって、芯鞘型モノフィラメント糸が熱収縮を起こすような熱が、外部熱源から与えられたとしても、熱収縮が各交点によってバランスよく拘束される。よって、ヒートシールによる製袋加工時において、通水性熱可塑性基布が収縮しにくいという効果を奏する。
【実施例】
【００１４】
実施例１
芯成分が融点１６８℃の高融点ポリ乳酸よりなり、鞘成分が融点１３０℃の低融点ポリ乳酸よりなる芯鞘型モノフィラメント糸を準備した。高融点ポリ乳酸はＬ−乳酸９９重量部とＤ−乳酸１重量部とを共重合したものであり、低融点ポリ乳酸はＬ−乳酸９０重量部とＤ−乳酸１０重量部とを共重合したものである。また、芯成分と鞘成分の重量割合は、芯成分：鞘成分＝７：３である。また、この芯鞘型モノフィラメント糸は、断面が円形であり、繊度は２６デシテックスのものである。この芯鞘型モノフィラメント糸を経糸及び緯糸に使用して、経糸密度９７本／２．５４ｃｍで緯糸密度９７本／２．５４ｃｍの平織物を得た。この平織物を、１４０℃に加熱された雰囲気を持つピンテンター機に導入し、無押圧下で３０秒間加熱して、通水性熱可塑性基布を得た。
【００１５】
この通水性熱可塑性基布から、縦８０ｍｍで横４０ｍｍの長方形の試料片を二枚採取し、両者を重ね合わせて、その端縁５ｍｍ幅をヒートシール機で溶着した。使用したヒートシール機は佐川製作所社製のヒートシール機で、温度１１０℃、圧力０．３ＭＰａ及び加圧時間０．５秒の条件で溶着して袋を作成した。かかる袋を四個作成し、各々の袋について、以下の式にて熱収縮率を測定し、四個の平均値を求めたところ、平均熱収縮率は１．６６％であった。
［（試料片の横幅４０ｍｍ−袋の横幅）／（試料片の横幅４０ｍｍ）］×１００（％）
【００１６】
実施例２
ヒートシール条件を温度１１５℃に変更する他は、実施例１と同一の方法で袋を作成した。そして、同様に熱収縮率を測定したところ、平均熱収縮率は１．２６％であった。
【００１７】
実施例３
ヒートシール条件を温度１２０℃に変更する他は、実施例１と同一の方法で袋を作成した。そして、同様に熱収縮率を測定したところ、平均熱収縮率は２．２９％であった。
【００１８】
比較例１
実施例１で用いた平織物に加熱処理を施さない他は、実施例１と同一の方法で袋を作成した。そして、同様に熱収縮率を測定したところ、平均熱収縮率は１０％以上であり、端縁５ｍｍ幅のヒートシール部が歪んだ状態となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に用いる通水性熱可塑性基布の一つの交点を、緯糸の軸に沿って切断したときの一例を模式的に示した断面図である。
【図２】図１の通水性熱可塑性基布の一つの交点を、緯糸の軸に沿って切断したときの一例を模式的に示した断面図である。
【図３】図１の模式的断面図に対応する現実の状態を示した電子顕微鏡写真である。
【図４】図１の模式的断面図に対応する現実の状態を示した電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００２０】
１  経糸として用いられている芯鞘型モノフィラメント糸の鞘成分
２  経糸として用いられている芯鞘型モノフィラメント糸の芯成分
３  緯糸として用いられている芯鞘型モノフィラメント糸の鞘成分
４  緯糸として用いられている芯鞘型モノフィラメント糸の芯成分
５  経糸及び緯糸の鞘成分が緯糸の軸方向に流動して形成された部分
６  経糸及び緯糸の鞘成分が経糸の軸方向に流動して形成された部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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