(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
織物から選ばれた透水性シートにより形成された濾過面を有し、
前記透水性シートを形成する繊維が、主成分としてポリ乳酸系抗菌性・生分解性重合体を含み、かつ１〜100dtexの繊度を有し
前記濾過面を形成する透水性織物シートの下記式により表されるカバーファクタ値Ｋ：
Ｋ＝（Ｎ×（Ａ）1/2／Ｔ）＋（Ｍ×（Ｂ）1/2／Ｓ）
〔但し、上式中、Ｎは経糸密度（本／10cm）を表し、Ｍは緯系密度（本／10cm）を表し、Ａは経糸の繊度（dtex）を表し、Ｂは緯糸の繊度（dtex）を表し、Ｔは経糸の比重を表し、Ｓは緯糸の比重を表す。〕
が、1600〜6400であることを特徴とする、抗菌性・生分解性抽出容器。
【請求項２】
前記濾過面が、袋状体の表面の少なくとも一部をなしている、請求の範囲第１項に記載の抗菌性・生分解性抽出容器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は生分解性抽出容器に係るものであって、更に詳しく述べるならばコーヒー、紅茶、緑茶、烏龍茶等の嗜好性飲料をお湯、または水で抽出使用される生分解性抽出容器に関するものである。
背景技術
従来、コーヒー、紅茶、緑茶、烏龍茶等の嗜好性飲料をお湯、または水で抽出するために使用する抽出袋状体にはナイロンフィラメント、及びポリエステルフィラメント等のような合成繊維の織物、又は不織布、或は紙から成るバッグが用いられてきた。
前記合成繊維から成る袋状体はお茶等を抽出後、家庭ゴミとして排出されてきた。ところが、このようなバッグに用いる合成繊維は、それ自体に生分解性がないために、これを埋め立て処理、若しくは焼却後埋め立て処理せざるを得ず、これが近年、問題となっているゴミ増加の一因となっている。
一方、紙から成る袋状体は分解性を有するから、廃棄については問題を生ずることはない。しかし、これら合成繊維や紙の袋状体に嗜好性飲料を収容し保管する際その保管環境が湿気が高く、温度の高い条件下にある場合、袋状体自体に抗菌性がないために、内容物にカビや雑菌が繁殖することがあるという問題があった。従来の技術ではこの問題を解決するために袋状体と水分とを遮断する非通気性シートによる被覆を施すことが行われているが、それには、手間とコストのかかる工程が必要であった。
合成繊維に抗菌性を付与する手法としては、抗菌剤を原糸製造時に練り込む方法、若しくは、製造後の原糸に樹脂バインダーを用いて糸表面に付着させる方法が考えられるが、いずれも、お茶等の抽出時にお湯または水に溶け出す可能性があり、フレーバーを損なう可能性、安全性の面から適切ではない。
また、使用ずみ抽出袋状体をゴミとして排出する際、内容物成分が水を保持している状態下で保管されることになるが、従来の合成繊維製袋状体は抗菌性がないため、水に接触している部分にバクテリアやかびが繁殖し、ぬめりや悪臭が発生する。このため、ゴミ廃棄の際に、強い不快感があり、作業に困難を生じ、さらに、夏季においては、高温多湿条件下で、細菌の発生が多く、ゴミに接触して手を媒介して食中毒を生ずる危険がある。
前述のように、従来から使用されている合成繊維から成る袋体では生分解性がないために、抽出バッグ等に茶葉等を封入し保存する際に、カビ及び雑菌の発生を避けるためには、抽出バッグを水分を遮断するシートにより包装するなどの対策をとってきた。しかし、このような工程は煩雑であり、コストが高くなるという不都合がある。また抽出バッグを実際に使用するにあたっては、包装シートを取り除く手間が必要であり、これは本来嗜好性飲料の抽出バッグの使用に全く不必要な部材を処分するという手間と廃棄物を発生するという不都合がある。
また、一方で嗜好性飲料抽出後の処理に目を向けると、従来から使用されている合成繊維バッグには生分解性がなく、ゴミとして廃棄されると埋め立て処分、若しくは焼却後、埋め立て処分を必要とし、このため、近年問題となっているゴミ増加の一因となっている。
さらに従来から使用している合成繊維製抽出バッグでは抽出残渣にバクテリアや細菌等の繁殖によりぬめりや悪臭が発生するという問題があり、さらに、手を媒介して食中毒の危険があるという問題もある。
発明の開示
本発明は、収容されている被抽出物については細菌、カビ等の発生を防止し、しかし、それ自身は生分解する抽出濾過材料を用いた抗菌性・生分解性抽出容器を提供しようとするものである。
本発明の抗菌性・生分解性抽出容器は、織物及び編物から選ばれた透水性シートにより形成された濾過面を有し、
前記透水性シートを形成する繊維が、主成分としてポリ乳酸系抗菌性・生分解性重合体を含み、かつ
１〜100dtexの繊度を有することを特徴とするものである。
本発明の抗菌性・生分解性抽出容器において、前記濾過面が、袋状体の表面の少なくとも一部をなしているものであってもよい。
本発明の抗菌性・生分解性抽出容器において、前記透水性シートが、織物からなり、かつ前記織物の下記式により表されるカバーファクタ値Ｋ：
Ｋ＝（Ｎ×（Ａ）1/2／Ｔ）＋（Ｍ×（Ｂ）1/2／Ｓ）
〔但し、上式中、Ｎは経糸密度（本／10cm）を表し、Ｍは緯系密度（本／10cm）を表し、Ａは経糸の繊度（dtex）を表し、Ｂは緯糸の繊度（dtex）を表し、Ｔは経糸の比重を表し、Ｓは緯糸の比重を表す。〕
が、1600〜6400であることが好ましい。
発明を実施するための最良の形態
本発明の抗菌性・生分解性抽出容器の濾過面は、ポリ乳酸系抗菌性・生分解性重合体を含み、かつ１〜100dtexの繊度を有する繊維から形成された透水性織物及び編物から選ばれた透水性シートにより形成されている。
本発明において、抗菌性とは、本発明の抽出容器に収容される被抽出物、すなわちコーヒー粉末、各種の茶葉について繁殖する細菌及びカビの繁殖を防止する特性を意味する。
すなわち、本発明の抽出容器は、これら細菌類及び黴の繁殖を抑制する特性を有し、その殺菌活性値は０以上である。殺菌活性値とは、JIS-L1902に定められる抗菌性を表す指標であり、それが０未満の場合、細菌類が増殖することとなり、従って本発明の目的を達成することはできない。
本発明の抗菌性・生分解性抽出容器は、それが収容している被抽出物を水、又は湯により抽出し、抽出液を濾過するための濾過面を有し、この濾過面は、織物及び編物から選ばれた透水性シートにより形成され、この透水性シートを形成する繊維は、主成分としてポリ乳酸系抗菌性・生分解性重合体を含み、かつ、１〜100dtexの繊度を有するものである。この濾過面を形成する透水性シートを構成する繊維の50重量％以上が、ポリ乳酸系抗菌性・生分解性重合体からなるものであることが好ましく、１００重量％であることがより好ましい。
本発明に用いられるポリ乳酸系重合体とは、乳酸又はその２量体ラクチドを、モノマーとして重合したものであって、この重合体は、光学異性体Ｄ体及びＬ体の各々のホモポリマーであってもよく、これらの共重合体であってもよく、或は、これらの混合体であってもよい。
本発明者らは、抽出容器に抗菌性を付与することを目的として、種々のポリマーについて、それらの特性を研究した結果、該ポリ乳酸系重合体が優れた抗菌性を示し、抽出容器の素材として最適であることを見いだした。
ポリ乳酸系重合体を主成分として（好ましくは50重量％以上）含む繊維の形態は、マルチフィラメント、モノフィラメントのいずれであってもよく、またステープルファイバーであってもよい。ステープルファイバーは、その紡績糸として用いられてもよく、或は、ステープルファイバーとフィラメントとの複合紡績糸として用いられてもよい。これらの繊維の断面形状に制限はないが、一般に円形断面を有することが好ましい。
ポリ乳酸系重合体繊維の繊度は、その繊維を用いたときの製編織性、容器（バッグ）の柔軟性、抽出性、及び抽出時の濾過漏れ等を考慮すると、１〜100dtexであることが必要であり、５〜50dtexであることが好ましい。繊度が１dtex未満であると、得られる透水性シートの柔軟性は良好であるが、編織物の場合、糸条の目ずれを生じやすくなり、目ずれ防止のため、編織密度を大きくすると、製編織効率が不良になり、抽出の際に目づまりを生じて抽出濾過性が不良になるなどの不都合を生じ、また、それが100dtexを超えると、得られる透水性編織物が硬く、柔軟性が不十分になり、柔軟性を向上させるために編織密度を小さくすると、糸条間隙が過大となり、抽出の際に内容固形物が漏れ出す、いわゆる濾過漏れを発生するという不都合がある。
本発明に用いられるポリ乳酸系重合体繊維から作られた透水性シートが、織物である場合、そのカバーファクタ値Ｋは、1600〜6400であることが好ましく、3200〜4800であることがさらに好ましい。カバーファクタ値Ｋは下記式により求められる。
Ｋ＝（Ｎ×（Ａ）1/2／Ｔ）＋（Ｍ×（Ｂ）1/2／Ｓ）
上式中、Ｋは、織物のカバーファクタ値Ｋを表し、Ｎは経糸密度（本／10cm）を表し、Ｍは緯系密度（本／10cm）を表し、Ａは経糸の繊度（dtex）を表し、Ｂは緯糸の繊度（dtex）を表し、Ｔは経糸の比重を表し、Ｓは緯糸の比重を表す。
透水性シート用織物のカバーファクタ値Ｋが1600未満であると、抽出の際の濾過漏れが大きくなることがあり、またカバーファクタ値Ｋが6400を超えると、抽出の際に目づまりを生ずることがある。
本発明の抽出容器は、前記特定透水性シートにより形成された濾過面を有する限り、その形状、寸法に格別の制限はなく、例えば、本発明の特定透水シートにより形成された袋状体（バッグ）でもよく、この袋状体は、表・背２面のみを濾過面とするものであってもよく、或は、表・背２面に加えて左右両側面、及び底面をマチとして有し、従ってその５面が濾過面をなしているものであってもよい。さらに、袋状体は、四面形、六面形（箱形）などの多面形、及び円筒形等の容器形状をなしているものであってもよく、この場合には、その少なくとも１面が、本発明の特定透水性シートにより形成された濾過面をなしているものであればよい。或は、本発明の抽出容器は、前記特定透水性シートにより形成された袋状体と、その支持具とからなるものであってもよい。
本発明の抽出容器が、抽出バッグである場合、それを製造するには、本発明の特定透水性シートを所望の大きさに裁断し、これを、折りたたんで、被抽出物製入用開口部を残して、その２縁端部を熱融着法、高周波接着法、又は超音波接着法により接着して袋状体を形成し、これに、被抽出物を収容し、その開口部を前記方法により接着封止する。その他の形状の抽出容器も、本発明の特定透水シートを用いて、従来方法により形成することができる。
なお、抽出バッグを吊り下げるための吊下げ部材としては、一般に、マルチフィラメント又はモノフィラメントを撚糸したもの、或はステーブルファイバーの紡績糸からなる吊り糸と、その先端部に取り付けられ、紙などのシート状物で構成されたタッグからなるものが用いられているが、抽出バッグに取り付けられた吊下げ部材が、完全に生分解するために、吊り糸とシート状のタッグとを、ポリ乳酸系重合体又はセルロースなどの生分解性素材を用いて形成することが好ましい。
本発明の抽出容器の濾過面を形成する透水性シートは、ポリ乳酸系重合体を主成分として含む合成繊維から形成されたものであって、ポリ乳酸系重合体繊維は、被抽出材料、例えばコーヒー粉末、各種茶葉が湿潤したときに、或は抽出後に、それに付着した細菌及びかびの繁殖を防止する性能を発揮し、かつ廃棄後に生分解する。また、ポリ乳酸系重合体は融着性を有するから、通常の熱融着法、高周波融着法及び超音波融着法により接着可能である。
従って、本発明の抽出容器は、それを非通気性材料により包装しなくてもそれに収容された被抽出物を、保管中鮮度よく保持し、その使用後は、腐敗菌、例えば黄色ぶどう球菌、緑膿菌等、及びかびの繁殖を防止し、腐敗臭及びぬめりの発生等がない。さらに、本発明の抽出容器は、その使用後に廃棄すると、紙製バッグと同様に大気中の分解菌により生分解して消滅する。すなわち、ポリ乳酸重合体繊維は、生分解初期において、加水分解して、ポリマー分子鎖が切断され、この加水分解は高温・高湿下において促進され、常温下においては加水分解速度は遅い。加水分解により、ポリマー分子鎖の断裂がある程度進行した後、加水分解生成物は、自然界の分解菌、例えば耐熱性芽胞菌及び／又は嫌気性細菌の作用により、さらに分解される。この分解菌の多くは、大地中に存在することが認められており、空気中に存在するものは少ない。従って、実質上、大気中の細菌が、ポリ乳酸系重合体を、分解することはない。
本発明の抽出容器は、使用後に、例えば、市販されているコンポスト処理装置を利用して、速やかに生分解させることができる。このときの処理温度としては、通常45℃〜100℃、好ましくは50℃〜80℃で処理する。処理温度が45℃未満では、分解速度が遅くなるばかりでなく、生分解を担う分解菌以外の様々な雑菌の繁殖を促進し、非衛生的になることがあり、また、分解菌に悪影響を及ぼす場合がある。一方、処理温度が100℃を超えると、取り扱い及び防災上危険であったり、分解菌を死滅させる場合もあるので好ましくない。処理温度を上記の範囲とするには、ヒーターを利用し、或は分解菌の種類によっては、分解菌の発生する代謝熱等を利用してもよい。
また、上記のように比較的高温でコンポスト処理を行う際に用いられる分解菌としては、好熱菌を用いることが好ましく、例えば、Bacillus brevis等が挙げられる。
実施例
本発明を下記実施例によりさらに説明する。
実施例１
ポリ−Ｌ−乳酸繊維（25dtexモノフィラメント、比重1.24）を経緯に用いて、経糸密度465本／10cm、緯糸密度398本／10cm（カバーファクタ値Ｋ＝3480）の平組織織物を製織し、精練、仕上げセットした。この織物を130cm幅のロール状にスリットしたものに超音波法によりカットシールを施して、タテ65mm×ヨコ42mmのヒラ袋体を作製し、本発明の抽出バッグを得た。
実施例２
ポリ−Ｌ−乳酸繊維（24dtexモノフィラメント、比重1.24）を経緯に用いて、経糸密度492本／10cm、緯糸密度433本／10cm（カバーファクタ値Ｋ＝3730）の平組織織物を製織し、精練、仕上げセットした。この織物を130cm幅のロール状にスリットしたものに、超音波法によるカットシールを施して、タテ65mm×ヨコ42mmのヒラ袋体を作製し、本発明の抽出バッグを得た。
比較例１
ポリエステル繊維（28dtexモノフィラメント、比重1.38）を経緯に用いて、経糸密度374本／10cm、緯糸密度354本／10cm（カバーファクタ値Ｋ＝2791）の平組織織物を製織し、精練、仕上げセットした。この織物を130cm幅のロール状にスリットしたものに、超音波法によるカットシールを施して、タテ65mm×ヨコ42mmのヒラ袋体を作製し、比較抽出バッグを得た。
比較例２
ポリエステル繊維（28dtexモノフィラメント、比重1.38）を経緯に用いて、経糸密度512本／10cm、緯糸密度433本／10cm（カバーファクタ値Ｋ＝3624）の平組織織物を製織し、精練、仕上げセットした。この織物を130cm幅のロール状にスリットしたものに超音波法によるカットシールを施して、タテ65mm×ヨコ42mmのヒラ袋体を作製し、比較抽出バッグを得た。
比較例３
実施例１と同様にして、但し、平組織織物の経糸密度を213本／10cmに変更し、緯糸密度を181本／10cmに変更し、そのカバーファクタ値Ｋを1589として、比較抽出バッグを作製した。
尚、本比較例１及び２に用いたポリエステル繊維の繊維径は、実施例１，２に用いたポリ乳酸繊維と同じ繊維糸径となるように設定された。
茶抽出性能試験
抽出バッグに収容させる茶葉は、茶の微粉末濾過漏れ性能と抽出性能との再現性を高めるために、市販の緑茶を購入し「標準篩による製茶の粒度測定法」（原、及び他２名による茶技研、No.11  45〜49（1958））に従って、茶葉の粒度を30号上、50号下に篩分けを行い、30号上が80wt％、50号下が20wt％含まれるように、均一に混合したものを用い、抽出バッグの上部の開口部から精密天秤で精秤した茶葉を一袋あたり２ｇ（±５％）宛装入した。
上記の実施例１，２及び比較例１，２，３で作製された茶葉収容抽出バッグを、各々について３０袋宛用意し、茶の抽出前の微粉末の漏れ量と抽出後の微粉末の漏れ量を評価した。
茶葉収容抽出バッグの抽出方法は、標準茶の審査方法（熱湯抽出法）を採用し、抽出バッグからの微粉末漏れ量は下記の方法で測定した。
抽出バッグからの茶葉微粉末の漏れ量は、抽出前（乾燥時）及び抽出後の各々について測定した。抽出前の微粉末の漏れ量の測定には300mlビーカーを用い、ビーカーの外に微粉末が落ちないように、ビーカー内で、バッグを、上下に１袋当り20回宛振り、抽出バッグから漏出した微粉末をビーカー内に集めた。同じビーカーを用いて、上記の操作を他の４袋についてくり返し、これに蒸留水を加えて、予め乾燥させて質量を測っておいた定量濾紙で濾過し、この濾紙を乾燥させて、質量増加分を測定し、この値をもって微粉末の漏れ量（１袋あたりに換算する）とした。
別に、バッグの茶葉抽出後の微粉末の漏れ量を測定するために、300mlのビーカーの底部に静かにバッグを置き、ビーカー中に５分間沸騰した熱湯200mlを、可及的速やかに（20秒間）注ぎ、ビーカー内部にバッグを静かに沈めた状態を５分間保持し、その後速やかにバッグを取り出し、ビーカー内部に沈降した粉末を、質量測定ずみの定量濾紙No.2で濾別し、この濾紙をデシケーターで乾燥させた後、微粉末の質量を求めた。その結果を表１に示す。
0003770833.tif 000002
表１は、実施例１，２については、微粉末の漏れ量が少ないことを明示している。しかし、比較例３については微粉末の漏れ量が多い結果となった。
上記試験に用いた実施例１，２及び比較例１，２の使用済み抽出バッグを用い、コンポスト中における下記分解性試験に供した。
コンポスト中における生分解性能試験
尚、試験には日本製鋼所製熟成コンポスト（約40日間発酵コンポストとしている。）を用いた。分解性試験はISO/FDIS 14855により、また崩壊度試験はISO/CD 16929に準拠して行った。
前記抽出後の茶葉収容抽出バッグを、濾紙上で25℃、65％RHの条件下に24Ｈ放置した後、これをポリエステル製のネット中に収容してコンポスト中に埋設した。分解サンプルとして１mm以上の断片を捕集した。
コンポスト分解試験の雰囲気条件は、コンポスト温度58℃、流入エアー温度58℃、流量600l／h、コンポスト含水率60〜43％、水槽温度70℃であった。
コンポスト条件下における抽出バッグの分解性については、その強度保持率を表２に示し、その重量減少率を表３に示し、かつその分子量変化率を表４に示す。
0003770833.tif 000003
0003770833.tif 000004
0003770833.tif 000005
表２〜４の結果から、実施例１〜２の抽出バッグはコンポスト中において生分解することが確認された。しかし、比較例１〜２の抽出バッグの生分解性は確認されなかった。
抗菌性試験
上記の実施例１，２および比較例１，２の抽出前、及び抽出後の抽出容器のそれぞれを、JIS-L1902に従って、かつ試験菌として黄色ブドウ状球菌（Staphylococcus aureus ATCC6538P）および緑膿菌（Pseudomonase areuginosa IF03080）をもちいて、殺菌活性値を測定し、抗菌性の評価を行った。これにより抽出前の試験によりバッグ内の茶葉の保管性能を評価し、抽出後の試験によりバッグ使用後の衛生性について評価した。同時に、茶葉抽出後のバッグを24℃、65％RHの条件下でポリエチレンシート上に放置し、臭い、ぬめりの発生についてもテストし評価を行った。抽出前及び抽出後の殺菌活性の試験結果を表５及び表６に示す。
0003770833.tif 000006
0003770833.tif 000007
表５、表６の結果から実施例１，２の抽出バッグは抽出前においても、また抽出後においても抗菌性を有していることが確認された。また、抽出用バッグをポリエチレンのシート上に放置したとき、実施例１，２の抽出バッグは悪臭及びぬめりを発生しなかったが、比較例１，２の抽出バッグにおいてはぬめりが発生し、かつ悪臭を生じた。
産業上の利用可能性
ポリ乳酸系重合体繊維からなる透水性シートを用いた本発明の抽出容器は、実用上十分な抽出濾過性能を有し、生分解性に優れ、且つ、収容している被抽出材料に対し、抽出前においても、また抽出後においても優れた抗菌性を有するものである。
特に、本発明においては、抗菌性を有するポリ乳酸系重合体繊維の編織物を抽出容器に用いることにより、それに収容されている被抽出物におけるカビや細菌等の発生を抑制して、茶葉等の被抽出材料の保管性能を向上させることが可能になり、かつ、抽出後にも臭いやぬめりの発生を抑制することが可能になり、しかも抽出容器を被抽出材料と共に生分解させることが可能になった。