(57)【要約】  単成分および／または２成分形態においてポリ乳酸繊維の不織網から作られたティーバッグなどを製造するためのウェブ材料と、これらの材料から作られる袋または小袋、紐と袋／小袋のアセンブリ。
2013541469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーヒーやティーの袋や小袋などの飲料注入パッケージを製造するために使用される不織ウェブであって、
このようなウェブは１００％のポリ乳酸（ＰＬＡ）繊維および誘導体を含み、
使用後は１００％の生分解性と、ポリマーから使用済ウェブまでの製造工程の各ステップ実行中に廃棄材料の１００％のリサイクル可能性とを提供する、不織ウェブ。
【請求項２】
前記繊維の繊維長さは２ｍｍ〜９０ｍｍである、請求項１に記載のウェブ。
【請求項３】
前記繊維の繊維長さは３８ｍｍである、請求項１に記載のウェブ。
【請求項４】
前記繊維は０．６デニール〜６．０デニールである、請求項１に記載のウェブ。
【請求項５】
前記繊維は３．０デニールである、請求項１に記載のウェブ。
【請求項６】
前記繊維は１．５デニールである、請求項１に記載のウェブ。
【請求項７】
前記繊維は１．２デニールである、請求項１に記載のウェブ。
【請求項８】
８〜５０ｇ／ｍ２の坪量を有する、請求項１に記載のウェブ。
【請求項９】
それぞれが１４５℃〜１７５℃と１０５℃〜１６５℃の異なる二つの融点を有するＰＬＡ繊維を含む、請求項１に記載のウェブ。
【請求項１０】
前記繊維は１３０℃〜１７５℃の温度で溶融（軟化）する１００％のＰＬＡ繊維である、請求項１に記載のウェブ。
【請求項１１】
繊維比率は、ＰＬＡ繊維と、２０％〜８０％の芯部及び８０％〜２０％の鞘部を含む高融点ＰＬＡの芯部及び低融点ＰＬＡの鞘部を用いたＣｏ‐ＰＬＡ繊維と、の比率である、請求項１に記載のウェブ。
【請求項１２】
繊維比率は、ＰＬＡ繊維と、２０％〜８０％の芯部及び８０％〜２０％の鞘部を含む低融点ＰＬＡの芯部及び低融点ＰＬＡ鞘部を用いたＣｏ‐ＰＬＡ繊維と、の比率である、請求項１に記載のウェブ。
【請求項１３】
５％〜９５％の繊維比率は高温ＰＬＡ繊維であり、
９５％〜５％の繊維比率は、芯部と、９０％の低融点Ｃｏ‐ＰＬＡからなる低融点ＰＬＡ鞘部とを用いた低温Ｃｏ‐ＰＬＡ繊維からなる、請求項１２に記載のウェブ。
【請求項１４】
繊維比率はＰＬＡ繊維と０．８〜２６デニールの１００％押し出されたＣｏ‐ＰＬＡ繊維との比率である、請求項１に記載のウェブ。
【請求項１５】
前記ＰＬＡ繊維は１４５℃〜１７５℃の融点（軟化点）を有し、
前記Ｃｏ‐ＰＬＡ繊維は１０５℃〜１６５℃の溶融温度を有する融点（軟化点）を有する単成分または１０５℃〜１６５℃の溶融温度を有するが前記ＰＬＡ繊維の溶融（軟化）温度を下回る鞘部を有する２成分を含む、請求項１４に記載のウェブ。
【請求項１６】
前記熱活性化成分の割合は５〜５０重量％であり、前記ウェブの目付に基づいて求められる、請求項１３に記載のウェブ。
【請求項１７】
前記繊維ブレンドは０〜２５％のセルロース繊維を含む、請求項１に記載のウェブ。
【請求項１８】
前記繊維ブレンドは０〜２５％の非ポリ乳酸合成繊維を含む、請求項１に記載のウェブ。
【請求項１９】
レモネード、ハーブ香袋、粉せっけん、プールやスパに使用される化学薬品や塩素、汚染除去液、着色液、除湿剤、加熱または冷却のための相変化材料の担体、たばこ入れ、および熱および／または超音波作動式シール可能容器内に置くことができるすべての材料のための袋や小袋の材料として使用可能である、請求項１に記載のウェブ。
【請求項２０】
請求項１に記載のウェブから少なくとも部分的に形成される袋または小袋。
【請求項２１】
請求項１に記載のウェブからほぼ全体的に形成される袋または小袋（紙製タブなどのアクセサリは除く）。
【請求項２２】
梳綿化中に無作為化ロールを使用して作成された請求項１に記載のウェブを用いた袋または小袋。
【請求項２３】
前記ウェブ布地によって袋、小袋、漏斗または他の濾過器が形成される際に前記布地の透明度を調整しやすくすることで茶葉やコーヒーなどの中身をよく見えるようにするために、前記繊維の少なくとも一部の透明さを選択することによって作成される（交差点での）自己接結型不織網として結合したＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡ繊維を含むウェブ布地。
【請求項２４】
前記繊維の結晶度を緩和して透明度を高めるために繊維製造の際に展延（または延伸）を調節することによって作成されるＰＬＡおよび／またはＣｏ‐ＰＬＡ繊維。
【請求項２５】
茶葉を含むティーバッグなどの注入材料の多孔質の袋を保持し液中へ浸すための紐であって、安全および利便性から簡単には破れないが素手で破ることができるという最低レベルの強度を調整するために前記紐の糸剛性を低減するように構成され配置される、紐。
【請求項２６】
４．０〜７．０グラム／デニールの糸剛性を有する高透明度の強靭な繊維および基材を作るために、３．５を上回る相対粘度を有するＰＬＡポリマーから作られたＰＬＡ繊維を含む、小袋／袋の製造を兼ねた濾過器製品を製造するための不織基材ウェブ。
【請求項２７】
小袋／袋の製造を兼ねた濾過器製品を製造するためのＰＬＡ紐であって、前記紐の一部または全体が一本のフィラメントあたり０．９〜６デニールの複数の撚糸された連続フィラメントで、２０〜１０００本のフィラメントから作られる、紐。
【請求項２８】
長さが０．７５〜６インチで１〜６デニールのＰＬＡ安定繊維を用いて作製され、外郭、噴流、オープンエンド紡糸を用いて紡糸された、請求項２４に記載のＰＬＡ紐。
【請求項２９】
複合ブレンドとしてＣｏ‐ＰＬＡを１０％〜８０％のＣｏ‐ＰＬＡ複合繊維を含むＰＬＡにブレンドした、請求項２３の記載の基材ウェブ製品。
【請求項３０】
粒状あるいは多孔質の含有物を液体濾過するための保持袋または小袋であって、前記袋または小袋が、前記小袋の全体または一部そして連続フィラメントまたはＰＬＡの紡糸の紐として、請求項２６に記載の前記複合ブレンドを含む、保持袋または小袋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシール可能な液体注入ウェブ材料と、このようなウェブから作られるティーバッグや小袋（ｐｏｕｃｈ）、コーヒーバッグや小袋、ハーブ香袋、粒状の液体洗剤用の袋（接着剤を含む場合も含まない場合もある）などの最終製品と、に関する。本発明は、このような用途に用いられる不織布ウェブを提供する。この不織布ウェブは、基本的に１００％生分解性であり、基本的に１００％リサイクル可能であり、温液中で加熱中の孔サイズの歪みを最小限に抑えるように設計された、１００％またはほぼ１００％のポリ乳酸（ＰＬＡ）繊維を含む。
【背景技術】
【０００２】
お茶やコーヒー顆粒（粒子）へ熱水の急速注入を提供するとともにこれらの粒子をこのような基材のかなりの部分または全体を構成する袋や小袋や漏斗や他の濾過器の内部に封入しておくだけ十分に強靭な、特にお茶やコーヒーに用いられる注入基材が必要とされている。また、たばこやたばこ関連製品（すなわち、嗅ぎたばこや噛みたばこ）のためのヒートシール可能な小袋も必要とされている。
【０００３】
また、基材媒体が１００％生分解性であり、不活性または非生分解性の成分を含有しないことが切望されている。さらに、製造スクラップのすべてを含む媒体がそれ自体が再循環してリサイクル可能であることが切望されている。
【０００４】
ポリ乳酸（ＰＬＡ）繊維の著しい開発はカーギル社（Ｃａｒｇｉｌｌ  Ｉｎｃ．）によって行われ、天然原料から繊維を作り、得られた工程や製品が特許文献１に記載されている。キンバリー・クラーク（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ  Ｃｌａｒｋ）はその特許文献２において「Ｄｕｒａｂｌｅ  ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ（生分解性ポリマー基材のための耐親水性処理）」と題されたポリ乳酸（ＰＬＡ）に言及している。グラウ（Ｇｒａｕｅｒ）らによる特許文献３は、親水性物質を濾過紙に浸漬して水湿潤性と吸水性を改良することができることを教示している。これまで紙やティーバッグで作られたティーバッグやコーヒー小袋は注入時間の低速さが欠点であり、また、液面上に浮揚しやすい傾向がある。ＰＬＡ（ポリ乳酸）から紡糸溶融不織布を製造することが試みられたが、低シール（密閉）性や自動包装機で製造した場合の生産能力に問題があった。
【０００５】
日本製の新型のティーバッグ布地はナイロン製編地を用いて作製されている。この布地は、急速注入を提供するものの、袋、小袋、漏斗または他の濾過器を作る際に従来技術にはないシール方法を必要とするので、費用がかかり、生分解性ではないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，５０６，８７３号明細書
【特許文献２】米国特許第７，７００，５００号明細書
【特許文献３】米国特許第６，５１０，９４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記した生分解性、リサイクル可能性、およびヒートシール性の必要性の一つ以上または全てを満たすとともに従来の装置で実行することができるティーバッグなどに用いられる新しい基材を提供することである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、封入されている茶葉や他の中身の色や形を見るためにこのような基材とこれから作られるティーバッグに高い透明性を提供し、中身（例えば、茶葉や挽砕されたコーヒー）の尖端による切断や破裂に耐えられる強靭さを提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、（例えば、実質的にまたは全体的に中間接着成分の追加を必要としない生分解性、好ましくは、リサイクル可能なヒートシール、超音波溶接、または他の方法によって、）シール可能な紐を付けることで、小袋／袋の全体的なシステムを向上させることである。紐がタブへ付着するシール性も材料として望ましい。小袋／袋の全体的なアセンブリは前述の改良点の組み合わせであるべきであるが、生分解性はないがリサイクル可能な袋と紐材料に分離される紙部分や紐やタブを考慮に入れてもよい。しかしながら、これらの部分も生分解性のある形態で作成することもできる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、熱接着不織製造方法を用いて、ＰＬＡ単独またはＣｏ‐ＰＬＡ（複合ポリ乳酸）繊維と共に製造される、分割可能であり、最終製品部品（例えば、袋、小袋、漏斗または他の濾過器）または同部品の一部を作製可能な、ウェブ形状の高多孔質媒体を提供する。この媒体は、コーヒーやお茶（または上記に大まかに示したように、他の液体や他の小袋／袋の中身）への熱水の注入に高い効率を発揮する。繊維は、初期のウェブ製造および／またはその後のステップにおけるウェブの加熱および／または加圧によって数多くの交差点で自己結接する。
【００１１】
本発明の基材ウェブ材料は、媒体の性能を高める調整可能な機械加工方向および機械の幅方向の特性を提供する連続処理において製造される。ＰＬＡとＣｏ‐ＰＬＡ繊維の密接ブレンドにおいて低融点Ｃｏ‐ＰＬＡの％（割合）を調整することによって、繊維配向、温度設定、および熱へのばく露時間によってウェブ製造中に熱接着強さを調整することができる。袋や小袋の製造中、シール接着の強さを温度、滞留時間、ナイフ圧によって調整することができる。梳綿機のいずれか一つへの無作為化ロールを追加することによって、機械の幅方向の強度を上げて、ウェブの均一性を改良した。
【００１２】
ＰＬＡとＣｏ‐ＰＬＡの比重は１．２５であり、すなわち、水より大きい比重であるので、袋や小袋を沈降させ、浸水させ、全体が熱水中に吸い込まれる。また、ＰＬＡは特定の処理をしなくても本来親水性であるので、水は迅速にお茶やコーヒーへ流れ込む。
【００１３】
ポリマーの異性体含有量を変えることによって融点が１２５℃〜１６０℃のＣｏ‐ＰＬＡを選択することができる。よって、様々な自動化された包装機のシーリング要件に対応可能となる。
【００１４】
再生可能な原材料から作られた媒体のみならず、スクラップ繊維、不織トリムスクラップ、袋作成スクラップは再溶融され、ペレット状に押し出され、押し出し動作へブレンドされてより多くの繊維を作ることができる。この繊維は、１００％再生可能な資源から形成され、１００％リサイクル可能である。繊維製造工程中、いかなる「廃棄」繊維もペレット状に再押し出しされ、繊維工程へ戻すことができる。不織ウェブ製造工程中、いかなるスタートアップ（開始時）やトリム（切取り時）「廃棄物」もペレット状に再押し出しされ、繊維工程へ戻すことができる。注入用パッケージの製造工程中、いかなるトリム、スタートアップ、または他のウェブ「廃棄物」も再押し出しされ、繊維製造工程へ戻すことができる。
【００１５】
ラテックスと合成充填剤を含有しているＰＥＴ、ナイロン、および大方の紙などとは異なり、本発明の媒体は１００％堆肥化することができる。湿度９８％と温度６０℃以上での加水分解の後、ＰＬＡは微生物によってすぐに食べられ、その成分原子はより多くのトウモロコシ、甜菜、稲などを成長させる際に可能性のある再利用のために変換され、これ以降のＰＬＡや他の利用のために変換される。
【００１６】
本発明は、５種類の目付：１６、１８、２０、２５、および３０ｇ／ｍ２（平方メートル当たりのグラム）の坪量において製造されたが、これより軽いまたは重い目付で製造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】３０（重量）％のＣｏ‐ＰＬＡ／７０％のＰＬＡの比率を有する１８ｇ／ｍ２の坪量のウェブを４０×倍率で示した顕微鏡スライドガラス（１）であり、優れた強度と優良なシール特性を示した。１２〜２０ｇ／ｍ２の坪量のより軽い目付でも同様の効果を発揮するであろう。
【図２】１０％のＣｏ‐ＰＬＡ／９０％のＰＬＡのブレンドを有する１６ｇ／ｍ２の坪量のウェブを示す顕微鏡スライドガラス（２）であり、十分な強度は示したが、有効にシールできる低融点繊維としては不十分であった。
【図３】高融点の芯部（１７５℃ＭのＰＬＡ）と低融点の鞘部（１３５℃のＣｏ‐ＰＬＡ）を有する２成分繊維を示す図である。
【図４】１８ｇ／ｍ２の坪量の８５／１５％ブレンドを倍率×４０で示す顕微鏡スライドガラスである。
【図５】１８ｇ／ｍ２の坪量の８０／２０％のブレンドを倍率×４０で示す顕微鏡スライドガラスである。
【図６】１８ｇ／ｍ２の坪量の８０／２０％のブレンドを倍率×１００で示す顕微鏡スライドガラスである。
【図７】標準紙を示す顕微鏡スライドガラスである。
【図８】日本製のナイロン布地を示す顕微鏡スライドガラスである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施形態を以下に説明する。この実施形態によれば、その繊維の全てまたは殆どを２成分形態で含み、ファイバ・イノベーション・テクノロジーズ（Ｆｉｂｅｒ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）社製の単成分ＰＬＡ繊維製品（Ｔ８１１型）が、芯部に含有されるＰＬＡと鞘部に含有されるＣｏ‐ＰＬＡから成る芯部／鞘部の２成分（ＢｉＣｏ）繊維にブレンドされて製造される。芯部／鞘部の面積比率は、５０／５０％である。繊維は８０／２０％〜２０／８０％（ＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡ）の比率で製造される。これらの繊維は、パルメット合成繊維会社（Ｐａｌｍｅｔｔｏ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ）やフォス製造会社（Ｆｏｓｓ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）などの他の繊維業者からも入手可能である。ＰＬＡ繊維は一般にポリマー製造の開始材料として乳酸を用いて作られる。乳酸はさまざまな天然素材の糖を発酵させて得ることができる。これらの糖はトウモロコシや甜菜（砂糖大根）などの毎年収穫できる農作物から得ることができる。加水分解を避けるために押し出しの前にポリマーを完全に乾燥させる必要がある。ＰＬＡは脂肪族ポリエステルであり、ＰＬＡ分子のねじれ性質によってＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）よりも結晶化しやすい。ＰＬＡは標準ＰＥＴ繊維機器を使用して押し出されて繊維を形成することができる。
【００１９】
基材を作るための単成分ＰＬＡ繊維の場合、１７５℃の溶融温度を有する高温変異体が押し出されて繊維を形成する。その後、初期繊維はその長さの３．５倍に延伸されて、必要とされる１．５デニールに達する。その後、繊維はクリンプ（捲縮）され、１４０℃に熱を設定して結晶性を改良して捲縮を安定させる。その後、繊維は１．５インチ（３８ｍｍ）に切断される。２成分繊維の場合、フロリダ州メルボルンのヒルズ社（Ｈｉｌｌｓ  Ｉｎｃ．）製の共押出し紡糸口金を使って溶融紡糸ラインを使用した。このラインの紡糸口金は図３に示したものと同様の繊維を製造した。高融点（１７５℃）ＰＬＡは芯部に含有され、低融点Ｃｏ−ＰＬＡ（１３５℃）は鞘部に含有される。一般に、低融点のＣｏ‐ＰＬＡ繊維は完全に非晶質であることから、結晶質の単成分ＰＬＡ繊維を溶融しその周囲に流動させることが容易になる。芯部のＰＬＡ繊維は残留しウェブ内の数多くの交差点で単成分ＰＬＡ繊維に結合（接着）されて強化される。
【００２０】
ブレンド比率は、９０％のＰＬＡ／１０％の２成分繊維から、６０％のＰＬＡ／４０％の２成分繊維へ変化した。７０／３０％のブレンド比率のとき、強度とシール性において最良の繊維が製造された。結晶質ＰＬＡ（融点１７５℃）と、１００％のＣｏ‐ＰＬＡ（融点１３５℃〜１６５℃）から作られた単成分繊維とのブレンド繊維を作ることも可能である。ブレンド繊維は、手動または自動目付送りを用いてＰＬＡ繊維と２成分繊維の所望される比率で重み（目付）を付けることによって実行される。二つの繊維は、互いの上層に積層され、開繊機へ送られ、この開繊機は繰出しロールを有し、繰出しロールは塊を一本一本の繊維へ引き揃える歯付きシリンダへ繊維を供給する。その後、繊維はブレンドビンへ吹き付けられて、最初に繊維をビン内に均一に揃えて積層し、次にエプロン付きスパイクでこれらの層を交差カットすることによって、均一な混合繊維を作成し、この繊維を梳綿システムへ給送する。
【００２１】
梳綿システムは二つの給送ホッパから成る。第１の給送ホッパは、貯蔵保持ビンとして作用して繊維の連続供給を確実とする。第２の給送ホッパは、梳綿機へ定量重量供給を提供するロードセル付きの連続スケールを有している。梳綿機は、繊維を櫛梳って平行ウェブを形成する歯付きワイヤに被われた一連続の相互作用シリンダである。
【００２２】
布地の目付は１２〜２０ｇ／ｍ２の坪量で変化した。テスト用として１８ｇ／ｍ２を採用した。（採用しなかったが）１６ｇ／ｍ２が最高の特性を発揮すると想定される。
【００２３】
使用した製造ラインはそれぞれ幅が２．３ｍの３台の梳綿機を有するアセリン・ティボー（Ａｓｓｅｌｉｎ‐Ｔｈｉｂｅａｕ）ラインであった。ウェブは直線ラインで実行され、１３０℃〜１５２℃の熱媒油によって加熱された４６０ｍｍ直径のロールを有するカレンダへ送られた。ライン速度は毎分４０ｍで仕上り幅は２．０ｍであった。
【００２４】
平行ウェブが望まれる場合、梳綿システムから真直ぐ出てくる繊維が他の二つの梳綿機に結合され熱接着される。これによって、通常、機械加工方向（ＭＤ）／機械幅方向（ＣＭＤ）の強度比４：１が得られる。よりバランスのとれた強度比を望む場合、一つ以上の梳綿機に「無作為化」ロールシステムを加えてもよい。そうすれば、１．５：１までのＭＤ：ＣＭＤ強度比を得ることができる。
【００２５】
梳綿システムと繊維配向を調整することにより、繊維方向が揃えられ、ウェブ内の開孔または開口を調整して熱水の急速注入を向上させることができる。
【００２６】
ロールは１５６ｍｍ（６．１４インチ）の幅に細長く切ってティーバッグ製造機に用いた。
【００２７】
使用したティーバッグ製造機はマイフレックスマスツ（Ｍｉｆｌｅｘ  Ｍａｓｚ）社製のモデルＡＳＫ０２０であった。二つのロールを製造機上に配置し、枠の中心に置いた。正確な量のお茶を堆積させ、上下のシートは０．５〜０．８秒の滞留時間で１３５℃の温度で互いに自動的にシールした。
【００２８】
本発明の基材ウェブは単純なナイフデバイスによって標準のティー／コーヒーの包装機械上で容易に切断することができ、出る糸くずやほつれた繊維は最小限に抑える。
【００２９】
繊維が膨張しないので、温液を注入する間でもウェブはその孔サイズを維持することができる。これがティーやコーヒーへの水の流れをよくし、浸出時間が短縮される。
【００３０】
ウェブ繊維が膨潤しないため、ガス圧が増大するリスクが排除されることから、袋の破損や粒子分散のリスクも回避される。
【００３１】
熱水を使用した場合、注入時間は１分に短縮される。
【００３２】
加圧されると、注入液は容器（袋または小袋）がそのまま完全に残され、絹のような半透明の表面が残される。
【００３３】
ＰＬＡのリサイクルは非常に簡単であるが、処理する場所によって多少異なる。繊維製造の間、紡糸と延伸の両方から送られる繊維の全てが「エレマ（Ｅｒｅｍａ）」または「メカニックモデルヌ（Ｍｅｃｈａｎｉｃ  Ｍｏｄｅｒｎｅ）」のリサイクルライン（同様の作業をするラインは他にも数多く存在する）を用いて繊維スクラップを濃縮することによってペレット状に再押し出しすることができる。これらの装置は繊維の密度を高めて、予備乾燥により湿度を除くために繊維を部分的に溶融する。高密度粒子は強制的に空気抜きされて押し出されて全ての湿気を除去する。その後、ＰＬＡは完全に溶融され押し出され濾過されて純粋な非晶質ペレットを形成する。その後、このペレットは新品のペレットにブレンドされて、新しい繊維を作ることができる。熱接着処理の間、スクラップ繊維やエッジ切取り部や不良布地は、梱包され、出荷され、上記したリサイクルシステムへ戻すことができる。ティーバッグ製造工程中、特に丸形の小袋を作ることにより発生する切取りスクラップや「スケルトン（骨組み）」スクラップは上記したように梱包されて再処理されることができる。最後に、ティーバッグは使用後に堆肥化することができ、ＰＬＡはより多くのＰＬＡを作ることができる糖へ戻すことができる。
【００３４】
本発明は、レモネード、ハーブ香袋、粉せっけん、プールやスパに使用される化学薬品や塩素、汚染除去液、着色剤液、除湿剤、加熱または冷却のための相変化材料の担体、タバコ入れ、および熱や超音波作動式のシール可能容器内に置くことができるすべての材料としても使用することができる。
【００３５】
更なる好ましい実施形態は、有効なウェブ材料と有効な最終製品を製造するために、同様の繊維や他の種類の繊維などに自己接結する特性を有する単成分繊維から全体的または部分的に作成されるティーバッグ材料および最終製品を含む。
【００３６】
好ましい単成分は溶融温度が１３５℃のＣｏ‐ＰＬＡである。このような単成分繊維は１．３デニール×３８ｍｍの繊維として製造された。これは一般にＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡの比率が５０／５０の２成分繊維とは対照的に１００％のバインダとなる繊維を作製した。単成分繊維は８５％ＰＬＡ／１５％Ｃｏ‐ＰＬＡ比率の標準ＰＬＡ繊維とブレンドされた。このブレンドは梳綿されたウェブラインで１８ｇ／ｍ２および２０ｇ／ｍ２で加工された。これによって２成分繊維だけで製造されたものよりかなり強いウェブが得られた。ウェブは２成分繊維から作られたウェブより透明性が高く、不透明さは低かった。これは実に理想的な属性である。
【００３７】
第２の実験において、単成分のＣｏ‐ＰＬＡ繊維は、８０／２０％（ＰＬＡ／Ｃｏ−ＰＬＡ）の比率で８１１型のＰＬＡ繊維とブレンドされた。ウェブは１８ｇ／ｍ２と２０ｇ／ｍ２の坪量で製造された。強度が増加し、布地の不透明さが低下した。すなわち、半透明性がやや高かった。その後、両タイプのロールは適切な幅に細長く切ってティーバッグ製造機上で加工された。更なる利点は、ＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡのブレンドが標準紙よりも吸水量が少ないことであった。ＰＬＡと標準紙は共に乾燥時には１８ｇ／ｍ２の坪量であったが、完全水飽和時には、ＰＬＡは９０ｇ／ｍ２の坪量、標準紙は２００ｇ／ｍ２の坪量であった。
【００３８】
第１の実験は高価なナイロン布地に代えてフソー（Ｆｕｓｏ）マシンで行った。ティーバッグは良好に成形され、縫合部はナイロン布地で作られたティーバッグより強かった。８０／２０比率ブレンドの１８ｇ／ｍ２により最良の結果を得た。
【００３９】
強度、均一さ、および繊維分布を向上させるため、（５台のうち）一台の梳綿機がドッファーまたはテイクオフロールへ無作為化装置を配置することによって改良される。標準的な梳綿機上では、通常の繊維配向は機械加工方向と幅方向の比率は５：１であり、３．５：１まで最適化することができる。無作為化ロールを用いた場合、繊維配向は無作為化器付きの梳綿機では機械加工方向と機械の幅方向の比率は約１．５：１である。得られた複合ウェブの繊維配向は２：１〜３：１であった。これは重要な改良であった。得られたウェブは、標準的なティーバッグが示すような湿潤状態での強度の低下は見られなかった。
【００４０】
ＰＬＡ繊維の選択をシフトすることによって更なる改良が得られた。まず、上記の製造システムを以下の特性を有する特定のＰＬＡ樹脂＃６０６０Ｄに用いた：
相対粘度：３．５０±０．２５
％ダイマー：１２．０±１．００
最大黄色度指数：３５．０
最大残渣ラクチド：０．３０
【００４１】
これは本発明の目的を達成するために満足できるものであった。第２に、通常繊維にはあまり使用されないがボトルなどのブロー成形用金型のために作られているＰＬＡ樹脂＃７０３２に代えることによって更なる改良が見られた。この樹脂は次の特性を有する：
相対粘度：４．００±０．１
％ダイマー：１．４０±０．２
最大黄色度指数：３０．０
最大残渣ラクチド：０．３０
【００４２】
この樹脂は、ダイマー含有量と黄色度指数が低下してその相対粘度が上昇し、６０６Ｄより顕著な透明度を示したことから、繊維製造中の延伸比率が上昇した。この結果、６０６０Ｄと他の標準的なＰＬＡ繊維３．５〜４．０グラム／デニールに対して、糸剛性が４．７〜５．０グラム／デニールまで上昇した。従って、より強靭なティーバッグ基材布地を得た。布地製造中、ＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡ繊維のブレンド比は７０／３０％（ＰＬＡ：Ｃｏ‐ＰＬＡ）に変化した。Ｃｏ‐ＰＬＡは１３５℃で加熱中に透明になるという結果を得た。ＰＬＡ繊維の糸剛性が増すにつれて、布地は強度を増したが、透明性は低かった。
【００４３】
以下の布地の目付が製造された：
ａ．１８ｇ／ｍ２（坪量）
ｂ．２１ｇ／ｍ２
ｃ．２５ｇ／ｍ２
ｄ．２８ｇ／ｍ２
【００４４】
非晶質度が上がり結晶度が下がったので、繊維製造の延伸比率が低下し、透明度の高い繊維が減少した。結果として茶葉等の中身がよく見える透明度の高い繊維が得られた。
【００４５】
以下の目付が製造された：
ａ．１８ｇ／ｍ２
ｂ．２１ｇ／ｍ２
ｃ．２５ｇ／ｍ２
ｄ．３０ｇ／ｍ２
【００４６】
Ｉｎｇｅｏ（インジオ）（登録商標）ＰＬＡタイプ６４００Ｄを選択してティーバッグに装着する紐用の連続フィラメント糸を作製した。糸は一本のフィラメント当たり３デニールで、５０本のフィラメントから形成された。糸は空気撚糸してテクスチャーされてＰＬＡティーバッグ紐を作った。ＰＬＡ紐は１５０℃の加熱または超音波溶接のいずれかによりティーバッグ布地に溶接される。紐の作製中、延伸または展延工程において紐の強度を弱める調整した。紐が強すぎる場合、ティーバッグ製造中の安全面に影響を与えることがわかった。ティーバッグへ使用するための紐は十分に強靭である必要があるが、素手で破ることが可能である必要がある。
【００４７】
ここで、均等論を含む、特許法の規定に鑑みてなされた添付の特許請求の範囲によってのみ限定される、以上の本開示の文言および趣旨に応じた方法で、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の実施形態、種々の改変、詳細、および用途に本発明を適用することが可能であることは当業者には自明なものとなるであろう。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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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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【国際調査報告】
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