(57)【要約】浸出用シート１を、少なくとも一部が高融点樹脂の合成繊維からなり、目付５〜３０ｇ／ｍ２の長繊維不織布２と、少なくとも一部が低融点樹脂の合成繊維からなり、目付３〜１５ｇ／ｍ２の短繊維不織布３との積層シートから構成する。短繊維不織布３は、繊維長３〜１５ｍｍの繊維が乾式でランダムに分散して堆積し、相互に熱接着したものから形成する。浸出用シートの空隙の孔径とその分布率との関係を示す孔径分布図において、最大ピークの分布率が、他のピークの分布率の１０倍以上である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が高融点樹脂の合成繊維からなり、目付５〜３０ｇ／ｍ２の長繊維不織布と、
少なくとも一部が低融点樹脂の合成繊維からなり、目付３〜１５ｇ／ｍ２の短繊維不織布とが積層した浸出用シートであって、
短繊維不織布が、繊維長３〜１５ｍｍの繊維が乾式でランダムに分散して堆積し、相互に熱接着したものからなり、
浸出用シートの空隙の孔径とその分布率との関係を示す孔径分布図において、最大ピークの分布率が、他のピークの分布率の１０倍以上であることを特徴とする浸出用シート。
【請求項２】
孔径分布が、バラツキの幅が１００μｍ以下で、単一ピークを有する請求項１記載の浸出用シート。
【請求項３】
高融点樹脂の融点が１７０℃以上であり、低融点樹脂の融点が８０℃以上１７０℃未満である請求項１記載の浸出用シート。
【請求項４】
短繊維不織布を構成する繊維が、表層が低融点ポリエステルからなり、芯材が高融点ポリエステルからなる芯鞘構造を有する請求項１記載の浸出用シート。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、紅茶、コーヒー、緑茶、漢方薬等の浸出性原料の抽出に用いる浸出用シートに関する。
背景技術
紅茶、コーヒー、緑茶、漢方薬等の浸出性原料の抽出に用いる浸出用シートには抽出液の浸出性が良好であることが求められ、さらに、ティーバッグの形態で使用される浸出用シートには製袋性を有すること、即ち、ヒートシール機を用いて容易に製袋できることが求められる。
そこで、従来、浸出用シートとしては、繊維自体の吸水性が低く浸出性が高い合成繊維製の不織布が用いられている。また、製袋加工に適した浸出用シートとしては、高融点ポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布と、低融点ポリエステル繊維からなるカード不織布とを積層したものが知られている（大紀商事株式会社製、フルベール）。この高融点のスパンボンド不織布と低融点のカード不織布とを積層した浸出用シートによれば、低融点のカード不織布を内側にして２枚の浸出用シートを重ね合わせ、ヒートシール機にかけることにより、ヒートシール機の加熱ヘッドに繊維が融着することなく、容易に、ヒートシールすることができる。
しかしながら、従来のスパンボンド不織布とカード不織布とを積層した浸出用シートによれば、カード不織布の繊維が、カード機によって定まる特定方向に配向し、ランダム方向に均一に分散したものとならないので、不織布の空隙の孔径分布が広範囲にわたる。そのため、好ましい通液速度が得られるように浸出用シートの目付を調整すると、浸出性原料の微粉末が浸出用シートを通過する場合があり、また、浸出性原料の微粉末の通過を完全に防止しようとすると、通液速度が極端に低下するという問題があった。
さらに、ティーバッグ周縁部のシール幅を従来の５ｍｍ程度から２ｍｍ程度に狭くするという近年の市場の要望に対し、従来のスパンボンド不織布とカード不織布とを積層した浸出用シートでシール幅を狭くすると、シール機能を担うカード不織布の繊維が特定方向に配向し、ランダム方向に均一に分散していないので、シール部にシール強度の低い部分が生じるという問題もあった。
このような問題に対し、本発明は、製袋性を有する浸出用シートにおいて、シール幅を狭くした場合でも、シール部にシール強度の低い部分が生じないようにし、また、浸出性原料の抽出時に好ましい通液速度を保持しつつ浸出性原料の微粉末の通過を防止できるようにすることを目的とする。
発明の開示
本発明者は、高融点不織布と低融点不織布を積層した浸出用シートにおいて、低融点不織布を、短繊維を乾式でランダムに分散して堆積させ、それらの交点を相互に熱接着したものから構成すると、短繊維がランダムな方向に均一に分散するので、不織布のどの部分においても一様な強度でヒートシールできること、また、不織布の空隙の孔径分布が極めて狭い範囲に集中するので、所期の孔径に対して過度に大きな孔径の空隙が存在せず、浸出性原料の抽出時に浸出性原料の微粉末の通過を防止できることを見出した。
即ち、本発明は、少なくとも一部が高融点樹脂の合成繊維からなり、目付５〜３０ｇ／ｍ２の長繊維不織布と、
少なくとも一部が低融点樹脂の合成繊維からなり、目付３〜１５ｇ／ｍ２の短繊維不織布とが積層した浸出用シートであって、
短繊維不織布が、繊維長３〜１５ｍｍの繊維が乾式でランダムに分散して堆積し、相互に熱接着したものからなり、
浸出用シートの空隙の孔径とその分布率との関係を示す孔径分布図において、最大ピークの分布率が、他のピークの分布率の１０倍以上であることを特徴とする浸出用シートを提供する。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
第１図は、本発明の一態様の浸出用シート１であり、長繊維不織布２と短繊維不織布３の積層構造を有する。
このうち、長繊維不織布は、少なくとも一部が高融点樹脂の合成繊維、好ましくは少なくとも一部が融点１７０℃以上の高融点樹脂の合成繊維から形成する。これにより、短繊維不織布を内側にして２枚の浸出用シートを重ね合わせ、ヒートシール機にかけた場合に、ヒートシール機の加熱ヘッドに繊維が融着することを防止できる。
ここで、少なくとも一部が融点１７０℃以上の高融点樹脂の合成繊維から長繊維不織布を形成するとは、長繊維不織布を形成する合成繊維が、融点１７０℃以上の合成樹脂のみからなる場合、融点１７０℃以上の合成樹脂からなる繊維と融点１７０℃未満の合成樹脂からなる繊維との混合繊維からなる場合、少なくとも表層（鞘）が融点１７０℃以上の合成樹脂からなる芯鞘構造の繊維からなる場合を含む。
融点１７０℃以上の合成樹脂としては、例えば、高融点ポリエステル（高融点ポリエチレンテレフタレート：融点２４５℃）、ポリアミド（ナイロン６６：融点２４５℃）、ポリフェニルサルファイド（融点２９０℃）、ポリ乳酸（融点１７８℃）等をあげることができる。
長繊維不織布を形成する合成繊維の繊維径は、不織布の目付の安定性の点から３μｍ以下とすることが好ましい。
このような合成繊維を不織布化する方法としては、メルトブロー等も使用できるが、目詰まりがせず、高い強度を得る点からスパンボンドが好ましい。
また、長繊維不織布の目付は、５〜３０ｇ／ｍ２とする。目付が５ｇ／ｍ２未満であると強度が不足し、反対に３０ｇ／ｍ２を超えると浸出性や機械適正が劣るので好ましくない。
一方、本発明の浸出用シートにおいて、短繊維不織布は、少なくとも一部が低融点樹脂の合成繊維、好ましくは少なくとも融点８０℃以上１７０℃未満の低融点樹脂の合成繊維から形成する。これにより、短繊維不織布を内側にして２枚の浸出用シートを重ね合わせ、ヒートシール機にかけることにより、容易にヒートシールすることができる。
ここで、少なくとも一部が融点８０℃以上１７０℃未満の低融点樹脂の合成繊維から短繊維不織布を構成するとは、短繊維不織布を形成する合成繊維が、融点８０℃以上１７０℃未満の合成樹脂のみからなる場合、融点８０℃以上１７０℃未満の合成樹脂からなる繊維とそれ以外の繊維との混合繊維からなる場合、少なくとも表層が融点８０℃以上１７０℃未満の合成樹脂からなる芯鞘構造の繊維からなる場合を含む。中でも、長繊維不織布と短繊維不織布との接合時に、不織布の空隙がつぶれないようにする点から、芯鞘構造の繊維を使用することが好ましい。また、長繊維不織布と短繊維不織布との接合強度を高める点から、長繊維不織布を形成する繊維と短繊維不織布を形成する繊維とは同種の樹脂とすることが好ましく、特に、芯鞘構造の繊維を使用する場合、表層（鞘）の樹脂を同種とすることが好ましい。
融点８０℃以上１７０℃未満の合成樹脂としては、例えば、低融点ポリエステル（低融点ポリエチレンテレフタレート、融点１００〜１６０℃）、ポリエチレン（融点９０〜１４０℃）、ポリプロピレン（融点１６０〜１６８℃）等をあげることができる。
また、芯鞘構造の繊維としては、例えば、芯／鞘が、高融点ポリエステル／低融点ポリエステル、高融点ポリエステル／ポリエチレン、ポリプロピレン／ポリエチレン等をあげることができる。
短繊維不織布を形成する合成繊維の繊維長は３〜１５ｍｍ、好ましくは５〜７ｍｍとする。繊維長が短すぎると不織布の強度が低下し、また、繊維密度が高くなり、通液速度が遅くなる。反対に繊維長が長すぎると、繊維が均一に分散しにくくなる。
短繊維不織布を形成する合成繊維の繊維径は、浸出性原料に応じて浸出用シートに付与しようとする孔径分布にもよるが、例えば、浸出用シートを一般的な紅茶ティーバッグに使用する場合、０．１〜３．０ｄ（デニール）とすることが好ましく、０．５〜２．０ｄとすることがより好ましい。繊維径が細すぎると不織布の孔径が小さくなり、通液速度が遅くなる。反対に、繊維径が太すぎると茶葉等の浸出性原料の微粉末が不織布を通過し、抽出液の口当たりや見た目が劣る。
このような合成繊維を不織布化する方法としては、まず、繊維を乾式でランダムに分散して堆積することによりウェブを形成し、次いで繊維の交点を相互に熱接着することにより形成する。より具体的には、エアレイド法でウェブを形成し、それをエンボスロール、フラットロール等で熱処理する。
エアレイド法で形成したウェブは、繊維がランダム方向に均一な厚さで分散したものとなる。また、このウェブをエンボスロール等で熱処理しても繊維の分散の均一性は損なわれない。したがって、こうして形成される短繊維不織布は孔径分布が狭い範囲に集中し、孔径とその分布率（％）との関係を示す孔径分布図を求めると、最大ピークの分布率が、他のピークの分布率の１０倍以上となり、好ましくは、孔径分布が、バラツキの幅が１００μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以下で、単一ピークを有するものとなる。なお、本発明において、孔径分布は、バブルポイント法（ＪＩＳ  Ｋ３８３２）により測定されるものをいう。
また、こうして形成される短繊維不織布の孔径分布は、繊維径と目付の調整によってシャープに制御できる。
なお、繊維がランダム方向に分散した不織布は、湿式法である抄紙法によっても得られるが、生産性の点から、エアレイド法が好ましい。
本発明において、長繊維不織布と短繊維不織布の積層方法としては、長繊維不織布と短繊維不織布とを別個に形成した後、双方を重ね合わせてエンボスロール、フラットロール等で熱処理することにより積層してもよく、また、短繊維不織布を形成するウェブを長繊維不織布上に形成し、それにエンボスロール、フラットロール等で熱処理し、短繊維不織布を形成するウェブの不織布化と、短繊維不織布と長繊維不織布との積層接着を同時に行ってもよい。
本発明の浸出用シートによれば、低融点の短繊維不織布と高融点の長繊維不織布が積層されており、短繊維不織布の孔径分布が上述のように狭い範囲に集中し、一方、長繊維不織布の孔径は粗いので、浸出用シート全体としての孔径分布も、孔径とその分布率（％）との関係を示す孔径分布図を求めると、最大ピークの分布率が、他のピークの分布率の１０倍以上となり、好ましくは、孔径分布が、バラツキの幅が１００μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以下で単一ピークを有するものとなる。したがって、好ましい通液速度を確保し、かつ浸出性原料の抽出時に浸出性原料の微粉末が浸出用シートを通過することを防止できる。さらに、浸出用シートをヒートシールする際の接着性を担う短繊維不織布の低融点繊維が、ランダム方向に均一な厚さで分散しているので、不織布のどの部分においても一様な強度でヒートシールすることができる。したがって、シール幅を狭くしても、シール部に、シール強度の不足する部分が生じることはない。よって、本発明の浸出用シートは、紅茶、コーヒー、緑茶、漢方薬等の浸出性原料のティーバッグを形成するシート材料として極めて有用なものとなる。
本発明の浸出用シートとしては、第１図に示したように、長繊維不織布２と短繊維不織布３の積層構造を有するものの他に、必要に応じてその他の織布、不織布等を積層してもよい。例えば、長繊維不織布と短繊維不織布との接着強度を高めるために、これらの間に接着用不織布を設けることができる。
実施例
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
試験例１
芯／鞘が高融点ポリエチレンテレフタレート／低融点ポリエチレンテレフタレートの芯鞘構造の繊維（繊維径１．０ｄ、繊維長５ｍｍ）を用いてエアレイド法でウェブを形成し、ヒートロールをかけてエアレイド不織布を作製し、一方、同様の繊維を用いてカード不織布を作製した。そして、それぞれの不織布から９．０ｃｍ×６．０ｃｍのサンプルと１００ｃｍ×１００ｃｍのサンプルを１０個ずつ切り出し、その重量を測定した。結果を第１表、第２表に示す。また、第２図（ａ）にエアレイド不織布の写真を示し、同図（ｂ）にカード不織布の写真を示す。
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第１表、第２表の各々において、エアレイド不織布とカード不織布の重量の標準偏差を比べることにより、エアレイド不織布はカード不織布に対して、不織布内の目付のバラツキが極めて少ないことがわかる。
また、第２図から、エアレイド不織布では繊維がランダム方向に均一に分散しているが、カード不織布では繊維が一定方向に配向しており、目付にムラのあることがわかる。
実施例１、比較例１、比較例２
繊維径２．０ｄの高融点ポリエステルを用いてスパンボンド不織布を作製し、この上に、芯／鞘が高融点ポリエチレンテレフタレート／低融点ポリエチレンテレフタレートの芯鞘構造の繊維（繊維径２．０ｄ、繊維長５ｍｍ）を用いてエアレイド法でウェブを形成し、エンボスロールをかけ、スパンボンド不織布（目付１２ｇ／ｍ２）上にエアレイド不織布（目付６ｇ／ｍ２）が積層している浸出用シートを作製した（実施例１）。
一方、エアレイド不織布の形成に使用したものと同じ繊維（但し、繊維長は５１ｍｍ）を用いて、上述と同様のスパンボンド不織布（目付１２ｇ／ｍ２）上にカード不織布（目付８ｇ／ｍ２）を積層させた浸出用シートを作製した（比較例１）。
また、エンボスロールのエンボス形状を変える以外は比較例１と同様にして浸出用シートを作製した（比較例２）。
実施例２
エアレイド不織布の目付を８ｇ／ｍ２とする以外は実施例１と同様にスパンボンド不織布上にエアレイド不織布が積層している浸出用シートを作成した。
評価
（１）シール強度試験
実施例１の浸出用シート２枚を、エアレイド不織布を内側にして重ね合わせ、幅１５ｍｍにヒートシール（加熱温度１５０℃）し、第３図のように短冊状（１５ｍｍ×５０ｍｍ）に切り出し、非シール側から引き剥がした場合に、シール部４が剥離する荷重を求めた。第３図中、符号２’はスパンボンド不織布、３’はエアレイド不織布を示している。
比較例１の浸出用シートも、同様に、カード不織布を内側にして重ね合わせてヒートシールし、そのシール部が剥離する荷重を求めた。
結果を第３表に示す。
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第３表から、比較例１の浸出用シートに比して実施例１の浸出用シートは、シール強度のバラツキが極めて小さいことがわかる。
（２）孔径分布
実施例１、実施例２、比較例１、比較例２の各浸出用シートの空隙の孔径分布を米国ＰＭＩ社製パームポロメータを用いてバブルポイント法（ＪＩＳ  Ｋ３８３２）により測定した。結果を第４図〜第１０図に示す。なお、実施例２の浸出用シートついては、幅方向の位置が互いに異なる４箇所を測定した（第７図〜第１０図）。
。
これらの図から、比較例１、比較例２の浸出用シートは、孔径分布に１４０μｍ以上のバラツキがあり、その間に複数のピークがあるのに対し、実施例１の浸出用シートの孔径分布は、１０μｍ以下のバラツキの間に単一ピークがあり、そこに孔径分布が集中していることがわかる。また、実施例２の浸出用シートは、いずれの測定個所でも、最大ピークの分布率が他のピークの分布率の１０倍以上あり、孔径分布が最大ピークに集中していることがわかる。
産業上の利用可能性
本発明の浸出用シートによれば、シール幅を狭くした場合でも、シール部におけるシール強度のバラツキを著しく低減させることができる。また、不織布の空隙の孔径分布を、シャープに制御でき、好ましくは単一ピークにすることができるので、浸出性原料の抽出時に好ましい通液速度を保持しつつ浸出性原料の微粉末の通過を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の浸出用シートの断面図である。
第２図は、エアレイド不織布（ａ）とカード不織布（ｂ）の繊維の配向状態を示す写真である。
第３図は、シール強度試験方法の説明図である。
第４図は、実施例１の浸出用シートの空隙の孔径分布図である。
第５図は、比較例１の浸出用シートの空隙の孔径分布図である。
第６図は、比較例２の浸出用シートの空隙の孔径分布図である。
第７図は、実施例２の浸出用シートの空隙の孔径分布図である。
第８図は、実施例２の浸出用シートの空隙の孔径分布図である。
第９図は、実施例２の浸出用シートの空隙の孔径分布図である。
第１０図は、実施例２の浸出用シートの空隙の孔径分布図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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