ФИЛАМЕНТ ДЛЯ ФИЛЬТРА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ПРИЯТНОГО НА ВКУС НАПИТКА, И ТКАНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ФИЛЬТРА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ПРИЯТНОГО НА ВКУС НАПИТКА, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЙ ФИЛАМЕНТ
FILAMENT FOR FILTER FOR EXTRACTING TASTE-PLEASANT BEVERAGE AND WOVEN MATERIAL FOR FILTER FOR EXTRACTING TASTE-SATISFYING BEVERAGE COMPRISING SUCH FILAMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к филаменту для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, и тканому материалу для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, содержащему такой филамент.
Уровень техники
Обычно в качестве материала для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, использовали бумагу или нетканый материал, содержащий полипропилен или полиэтилен в качестве основного материала. Однако данным материалам свойственны проблемы, заключающиеся в том, что эти материалы имеют неудовлетворительную прозрачность, и чайные листья в материале упаковки не могут быть хорошо видны. Бумаге свойственна проблема, заключающаяся в невозможности ее обработки в результате термосваривания. Поэтому в рамках тенденций последнего времени возрастает значение пакетика, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка и изготовленного из тканого материала, создающего ощущение высокого качества, и при использовании которого могут быть видны чайные листья в пакетике, предназначенном для экстрагирования приятного на вкус напитка.
В качестве волокна материала для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, использованного для пакетика, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка и изготовленного из тканого материала, основной материал представляет собой полиамидное волокно. Фильтр, предназначенный для экстрагирования и изготовленный из тканого материала, содержащего полиамидное волокно, демонстрирует улучшенные характеристики сохранения трехмерного профиля формы и превосходное упругое восстановление в отношении деформирования, и поэтому такой тканый материал является мягким и создает улучшенное ощущение. Однако, как это было указано прежде, пакетику, предназначенному для экстрагирования и содержащему полиамидное волокно, свойственны проблемы, связанные с пожелтением вследствие воздействия кислорода воздуха, изменением размеров пакетика, предназначенного для экстрагирования, вследствие набухания полиамидного волокна в горячей воде, неудовлетворительным сцеживанием жидкости при извлечении пакетика из контейнера после экстрагирования, неудовлетворительной осаждаемостью пакетика, предназначенного для экстрагирования, в горячей воде вследствие низкой осаждаемости полиамида и загрязнением окружающей среды вследствие образования оксидов азота в результате сжигания использованного пакетика.
В целях разрешения проблем с полиамидным волокном был исследован фильтр, предназначенный для экстрагирования приятного на вкус напитка, содержащий волокно из сложного полиэфира. Например, в патентном документе 1 предлагается способ производства фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, образованного из тканого материала, содержащего волокно из сложного полиэфира, обладающее структурой «ядро-оболочка», в котором имеет место различие температур плавления между ядром и оболочкой. Также в патентном документе 2 предлагаются мультифиламент для разделения, который может быть использован в качестве монофиламента из сложного полиэфира в фильтре, предназначенном для экстрагирования приятного на вкус напитка, будучи образованным из сложного сополиэфира, содержащего изофталевую кислоту в качестве сополимеризуемого компонента, и фильтр, предназначенный для экстрагирования приятного на вкус напитка, полученный из него.
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1: патент JP 3,459,951
Патентный документ 2: JP-A-2008-45244
Раскрытие изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
Однако в патентном документе 1 не описывался катализатор, использованный в качестве катализатора для производства сложного полиэфира в волокне из сложного полиэфира, а также не описывалась безопасность для окружающей среды фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка и содержащего волокно из сложного полиэфира.
Тканый материал, образованный из однокомпонентных мультифиламентов, содержащих сложный сополиэфир, описанный в патентном документе 2, демонстрирует высокие характеристики сваривания во время тепловой обработки и становится едва ли отслаиваемым. Однако в случае запечатывания тканого материала и формования из него фильтра прочность ткани уменьшится вследствие тепловой обработки во время запечатывания, и обнаружится неудовлетворительная формуемость.
Настоящее изобретение сделано с учетом данного уровня техники, и цель настоящего изобретения заключается в предложении филамента для получения фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, демонстрирующего улучшенную безопасность для окружающей среды, способного сохранять прочность ткани и характеризующегося улучшенной формуемостью, и тканого материала, полученного из такого филамента.
Средства решения проблем
Настоящее изобретение решает данные проблемы и включает следующие далее конфигурации:
(1) Бикомпонентный филамент, относящийся к типу «ядро-оболочка», для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, в котором компонент ядра представляет собой сложный гомополиэфир, характеризующийся температурой плавления, составляющей 220°С или более, компонент оболочки представляет собой сложный сополиэфир, содержащий терефталевую кислоту и диол в качестве основных компонентов и характеризующийся температурой плавления, по меньшей мере на 40°С меньшей, чем соответствующая температура компонента ядра, причем изменение массы после погружения в водный раствор этанола при концентрации 10 масс.% на протяжении 1 часа составляет 4% или менее, и элюированное количество тяжелых металлов составляет менее чем 0,1 ч./млн.
(2) Филамент для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, соответствующий пункту (1), при этом катализатор поликонденсации для сложного сополиэфира в компоненте оболочки представляет собой титановый катализатор.
(3) Филамент для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, соответствующий пункту (1) или (2), при этом катализатор поликонденсации для сложного гомополиэфира в компоненте ядра представляет собой титановый катализатор.
(4) Филамент для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, соответствующий пунктам от (1) до (3), при этом филамент представляет собой монофиламент.
(5) Филамент для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, соответствующий пунктам от (1) до (3), при этом филамент представляет собой мультифиламент.
(6) Тканый материал для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, при этом тканый материал содержит филамент, соответствующий пунктам от (1) до (5).
(7) Тканый материал для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, при этом тканый материал содержит филамент, соответствующий пункту (4), в качестве основы и филамент, соответствующий пункту (5), в качестве утка.
(8) Тканый материал для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, соответствующий пункту (6) или (7), при этом сопротивление раздиранию составляет 5 Н или более.
Эффект от изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагаются филамент и тканый материал, содержащий филамент, для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, которые решают проблемы, связанные с полиамидом, улучшают безопасность для окружающей среды и улучшают формуемость во время производства фильтра при их использовании для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение представляет собой бикомпонентный филамент, относящийся к типу «ядро-оболочка», для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка.
Бикомпонентная форма бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», может представлять собой мультифиламент или монофиламент, предпочтительно она представляет собой монофиламент.
Компонент ядра бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, представляет собой сложный гомополиэфир, характеризующийся температурой плавления, составляющей 220°С или более. Примеры сложных гомополиэфиров включают сложные полиэфиры, содержащие в качестве основного компонента полиалкилентерефталат, такой как полиэтилентерефталат (РЕТ), полибутилентерефталат (РВТ) и политриметилентерефталат (РТТ). В случае температуры плавления компонента ядра, составляющей менее чем 220°С, тканый материал, полученный в результате тканья бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», будет иметь тенденцию к уменьшению сохранения прочности после сухого нагревания. С точки зрения сохранения прочности тканого материала для фильтра, компонент ядра предпочтительно представляет собой полиэтилентерефталат.
Характеристическая вязкость сложного полиэфира в компоненте ядра предпочтительно находится в диапазоне от 0,4 или более до 0,8 или менее. Более предпочтительно она находится в диапазоне от 0,5 или более до 0,7 или менее, а, в частности, в диапазоне от 0,55 или более до 0,65 или менее. В случае чрезмерно низкой характеристической вязкости прочность после вязания или тканья будет иметь тенденцию к недостаточности. В случае чрезмерно высокой характеристической вязкости характеристическая вязкость полимера исходного сырья должна быть избыточно увеличена, и издержки будут иметь тенденцию к увеличению. Поэтому вышеупомянутые диапазоны являются предпочтительными.
С точки зрения безопасности для окружающей среды катализатор полимеризации для сложного гомополиэфира в компоненте ядра предпочтительно представляет собой титановый катализатор.
Подходящие для использования примеры титанового катализатора, использованного в качестве катализатора полимеризации, включают ацетат титана, тетраалкоксид титана, галогениды титана, соли титановой кислоты (титанаты) и алкоксиды титана.
В качестве данных катализаторов в подходящем случае в целях улучшения активности катализатора может быть использован композит с соединением, содержащим магний. В особенности предпочтительный пример включает соединение магния, на котором сформирован слой покрытия из титановой кислоты. В настоящем изобретении соединение магния, на котором сформирован слой покрытия из титановой кислоты, представляет собой соединение, полученное в результате гидролиза соединения титана при температуре в диапазоне от 5 до 100°С, предпочтительно от 15 до 70°С, в присутствии соединения магния и осаждения титановой кислоты на поверхность для формирования слоя покрытия из титановой кислоты на поверхности соединения магния.
Уровень содержания титанового катализатора предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 500 ч./млн., а более предпочтительно от 50 до 200 ч./млн., при расчете на смолу сложного полиэфира.
Компонент оболочки бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения представляет собой сложный сополиэфир, содержащий терефталевую кислоту и диол в качестве основных компонентов, у которого температура плавления является по меньшей мере на 40°С меньшей, чем соответствующая температура компонента ядра. Говоря более конкретно подходящий пример включает сложный сополиэфир, содержащий терефталевую кислоту и диол, такой как этиленгликоль, в качестве основных компонентов. Подходящие примеры сополимеризуемого компонента включают изофталевую кислоту, адипиновую кислоту и себациновую кислоту. В их числе с учетом легкости сопряжения структуры «ядро-оболочка» и характеристик удобства в обращении предпочтительной является изофталевая кислота. С точки зрения формовочных свойств, контролирования на стадии последующей переработки, характеристик удобства в обращении с тканым материалом для фильтра или облегченного получения достаточного сопротивления раздиранию тканого материала для фильтра различие температур плавления между компонентом ядра и компонентом оболочки предпочтительно составляет 90°С или менее, а более предпочтительно 80°С или менее и еще более предпочтительно 70°С или менее. Как это необходимо отметить в настоящем изобретении, в случае наличия аморфного компонента, характеризующегося отсутствием пика температуры плавления, в качестве температуры плавления будет рассматриваться температура размягчения.
Кроме того, с точки зрения легкого термоскрепления и улучшенных характеристик удобства в обращении в случае сополимеризуемого компонента, представляющего собой изофталевую кислоту, соотношение между терефталевой кислотой и изофталевой кислотой предпочтительно будет находиться в диапазоне от 90/10 до 70/30 в виде молярного соотношения (терефталевая кислота/изофталевая кислота).
Кроме того, температуру плавления компонента оболочки можно регулировать в результате корректирования сополимеризуемого компонента и его количества.
В случае использования изофталевой кислоты в качестве сополимеризуемого компонента характеристическая вязкость сложного полиэфира в компоненте оболочки предпочтительно будет находиться в диапазоне от 0,60 или более до 0,66 или менее. В случае чрезмерно низкой характеристической вязкости прочность после вязания или тканья будет иметь тенденцию к недостаточности. В случае чрезмерно высокой характеристической вязкости характеристическая вязкость полимера исходного сырья должна быть избыточно увеличена, и издержки будут иметь тенденцию к увеличению. Поэтому вышеупомянутые диапазоны являются предпочтительными.
В случае использования в компоненте оболочки описанного выше сложного сополиэфира температура плавления в подходящем случае будет меньшей, чем соответствующая температура компонента ядра, и переработка для термоскрепления станет более легкой, а после этого сопротивление раздиранию будет в достаточной степени сохраняться при производстве тканого материала для фильтра, и формуемость улучшится, что является предпочтительным.
В их числе с точки зрения получения эффекта от настоящего изобретения в особенности предпочтительной комбинацией из компонента ядра и компонента оболочки является та, в которой компонент ядра представляет собой полиэтилентерефталат, а компонент оболочки представляет собой сополиэтилентерефталат, содержащий по существу сополимеризованную изофталевую кислоту, при этом соотношение (молярное соотношение) между терефталевой кислотой и изофталевой кислотой в сополиэтилентерефталате предпочтительно находится в диапазоне от 90/10 до 70/30, и более предпочтительно вязкость полиэтилентерефталата в компоненте ядра находится в диапазоне от 0,55 до 0,65, а вязкость сополиэтилентерефталата находится в диапазоне от 0,60 до 0,66. Также различие температур плавления между компонентом ядра и компонентом оболочки предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 40°С до 90°С, более предпочтительно от приблизительно 40°С до 80°С. В их числе предпочтительное различие находится в диапазоне от приблизительно 40°С до 70°С.
С точки зрения безопасности для окружающей среды катализатор полимеризации для сложного сополиэфира в компоненте оболочки предпочтительно представляет собой титановый катализатор.
Подходящие примеры титанового катализатора, использованного в качестве катализатора полимеризации, включают ацетат титана, тетраалкоксид титана, галогениды титана, соли титановой кислоты и алкоксиды титана.
В качестве данных катализаторов в подходящем случае в целях улучшения активности катализатора может быть использован композит с соединением, содержащим магний. В особенности предпочтительный пример включает соединение магния, на котором сформирован слой покрытия из титановой кислоты. В настоящем изобретении соединение магния, на котором сформирован слой покрытия из титановой кислоты, представляет собой соединение, полученное в результате гидролиза соединения титана при температуре в диапазоне от 5 до 100°С, предпочтительно от 15 до 70°С, в присутствии соединения магния и осаждения титановой кислоты на поверхность для формирования слоя покрытия из титановой кислоты на поверхности соединения магния.
Уровень содержания титанового катализатора предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 500 ч./млн., а более предпочтительно от 50 до 200 ч./млн., при расчете на смолу сложного полиэфира.
Соотношение ядро-оболочка для бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения предпочтительно находится в диапазоне от 20/80 до 80/20 (при расчете на объем), а более предпочтительно от 40/60 до 60/40. В случае нахождения данного соотношения в пределах данного диапазона компонент ядра более подходящим образом будет сохранять прочность, и может быть подавлена процентная величина термоусадки бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка. Поэтому легко предотвращается раздвижка в тканом материале, и формуемость в виде фильтра является хорошей.
Исходя из рассмотрения формуемости при производстве тканого материала для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, и экстракционных характеристик фильтра, тонина бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения предпочтительно находится в диапазоне от 15 до 40 дтекс, а более предпочтительно от 20 до 35 дтекс.
В случае бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения в виде мультифиламента количество филаментов предпочтительно будет находиться в диапазоне от 2 до 5. В случае нахождения данного количества в пределах данного диапазона, в частности, размер ячейки фильтра можно будет эффективно регулировать при использовании меньшего количества нитей, чем в случае монофиламента, и экстракционные характеристики станут лучше при меньшей дороговизне. Поэтому в результате наличия термосклеиваемости компонента оболочки мультифиламента все филаменты могут быть однородно выровнены таким образом, чтобы добиться плоскостности в продольном направлении волокна, тем самым, обеспечить улучшенную формуемость, использованное количество нитей уменьшается, размер ячейки фильтра можно регулировать, экстракционные характеристики являются хорошими, и эффект предотвращения раздвижки ткани улучшается. В случае количества филаментов, большего, чем данный диапазон, филаменты не смогут гомогенно сливаться во время формования фильтра, едва ли может быть обеспечено наличие однородной ячейки фильтра, и качество фильтра может быть ухудшено. Кроме того, вследствие невозможности изготовления однородной ячейки фильтра качество фильтра может быть ухудшенным. Кроме того, в случае более высокого количества филаментов фильтр будет характеризоваться неудовлетворительной прозрачностью, и качество фильтра может быть ухудшено.
Исходя из рассмотрения формуемости при производстве тканого материала для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, и экстракционных характеристик фильтра, в случае бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», в виде мультифиламента тонина одиночной нити предпочтительно будет находиться в диапазоне от 3 до 20 дтекс, а более предпочтительно от 4 до 18 дтекс.
У бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка» настоящего изобретения, изменение массы после погружения в водный раствор этанола при концентрации 10 масс.% на протяжении 1 часа составляет 4% или менее.
В результате достижения такого изменения массы филамент характеризуется улучшенной безопасностью для окружающей среды и безопасностью в качестве фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка. Более предпочтительно изменение массы составляет 2% или менее. Кроме того, предпочтительно изменение массы составляет 1% или менее.
Изменение массы представляет собой величину, рассчитываемую исходя из следующего далее уравнения.
Изменение массы (%) = [(масса до погружения – масса после погружения) / (масса до погружения)] × 100
Элюированное количество тяжелых металлов из бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения составляет менее, чем 0,10 ч./млн. Элюированное количество определяется в виде количества металлических элементов, характеризующихся истинной относительной плотностью, составляющей не менее чем 5,0, в результате погружения и элюирования филамента в растворе этанола при концентрации 10 масс.% при 100°С на протяжении 1 часа.
В случае элюированного количества тяжелых металлов, составляющего менее, чем 0,10 ч./млн., данный вариант может быть подходящим образом использован для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, и безопасность для окружающей среды улучшится.
Процентная величина усадки после обработки горячей водой бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения предпочтительно составляет 10% или менее, а, в частности, 8% или менее. В результате корректирования процентной величины усадки с доведением ее в данный диапазон тканый материал не будет изгибаться во время термосхватывания, и перерабатываемость во время формования улучшится. С точки зрения хорошей адгезии, отсутствия раздвижки ткани и хорошего удобства в обращении процентная величина усадки в горячей воде предпочтительно составляет 3% или более. Процентная величина усадки после обработки горячей водой бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», представляет собой величину, измеряемую при использовании следующего далее метода.
С точки зрения ткацких свойств у бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения прочность предпочтительно находится в диапазоне от 3,8 сН/дтекс или более до 4,8 сН/дтекс или менее, а более предпочтительно от 4,0 сН/дтекс или более до 4,5 сН/дтекс или менее. С точки зрения формовочных свойств и ткацких свойств относительное удлинение предпочтительно находится в диапазоне от 40% или более до 60% или менее, а более предпочтительно от 45% или более до 55% или менее.
Бикомпонентный филамент, относящийся к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения в результате тканья может обеспечить производство подходящего тканого материала, используемого для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка.
Ткацкое переплетение для тканого материала в подходящем случае соответствует, например, тканому материалу с полотняным переплетением.
В настоящем изобретении, что касается тканого материала для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, то бикомпонентный филамент, относящийся к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения может быть введен в ткань при его доле в 100% или может быть использован в качестве части тканого материала. Предпочтительно используют 40% или более. В случае использования бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения в качестве части тканого материала, при использовании обычного сложного полиэфира, такого как гомо-РЕТ, в качестве основы и бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения в качестве утка будет хорошей термосклеиваемость в точках перекрещивания в тканых материалах, что является подходящим для использования.
С точки зрения дизайна и внешнего вида бикомпонентный монофиламент, относящийся к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения предпочтительно используют в основе, а также в утке.
Кроме того, с точки зрения легкого регулирования ячейки фильтра и уменьшения использованного количества нитей бикомпонентный мультифиламент, относящийся к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения предпочтительно используют в по меньшей мере одном из основы и утка.
В случае использования бикомпонентного мультифиламента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения в качестве части ткани, например, при использовании в качестве основы нити из обычного сложного полиэфира, такого как гомо-РЕТ, или бикомпонентного монофиламента, относящегося к типу «ядро-оболочка», из сложного полиэфира, у которого температура плавления компонента оболочки является меньшей, чем соответствующая температура компонента ядра, и в качестве утка бикомпонентного мультифиламента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения будут хорошими характеристики термоскрепления в точках перекрещивания в тканом материале, и будут улучшенными формуемость и экстракционные характеристики, что является подходящим для использования. Также в этом случае имеют место лучшая прозрачность и улучшенный внешний вид, чем при включении бикомпонентного мультифиламента, относящегося к типу «ядро-оболочка», для всей ткани.
С точки зрения перерабатываемости при формовании фильтра, предназначенного для экстрагирования напитка, сопротивление раздиранию тканого материала, содержащего бикомпонентный филамент, относящийся к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения, предпочтительно составляет 5 Н или более, а в особенности предпочтительно 7 Н или более.
С точки зрения легкого сцеживания жидкости при использовании в качестве фильтра, предназначенного для экстрагирования напитка, и меньшей раздвижке ткани фильтра доля ячеек фильтра из тканого материала, содержащего бикомпонентный филамент, относящийся к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения, предпочтительно находится в диапазоне от 40 % до 70 %.
Тканый материал, образованный из бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения, может быть использован в качестве фильтра для приятного на вкус напитка в результате тепловой обработки и запечатывания при использовании способа ультразвукового запечатывания и тому подобного и формования.
Тканый материал, образованный из бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения, может сохранять прочность ткани после запечатывания и характеризуется улучшенной формуемостью. Поэтому легко может быть получен фильтр, предназначенный для экстрагирования приятного на вкус напитка и характеризующийся различными трехмерными профилями формы, включая прямоугольный плоский профиль, сферический профиль, профиль пакетов «тетрапак» (пирамида), профиль четырехстержневого сачка и другие профили многогранников.
Фильтр, предназначенный для экстрагирования напитка и полученный в результате включения тканого материала, образованного из бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», настоящего изобретения, может быть использован для различных приятных на вкус напитков, таких как черный чай, ячменный чай, чай улун, жасминовый чай, зеленый чай и кофе.
Пример подходящего способа производства фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, в настоящем изобретении описывается ниже.
Бикомпонентный филамент, относящийся к типу «ядро-оболочка», производят при использовании полиэтилентерефталата, для которого катализатор полимеризации представляет собой титановый катализатор, в качестве компонента ядра и сложного полиэфира, сополимеризованного с изофталевой кислотой, для которого катализатор полимеризации представляет собой титановый катализатор, в качестве компонента оболочки. В данном случае он может быть произведен при использовании обыкновенного способа (обычный способ), при котором невытянутый филамент наматывают, а после этого вытягивают для производства филамента, или при использовании формовочно-вытяжного способа (ФВ-способа), при котором невытянутый филамент не наматывают, а вытягивают в том виде, как есть, и наматывают. С точки зрения получения на практике при низкой цене и уменьшения количества нити тканого материала мультифиламент предпочтительно производят при использовании ФВ-способа. В данном случае подходящие условия формования представляют собой, например, скорость формования в диапазоне от 3200 до 4200 м/мин, температуру формования в диапазоне от 290 до 300°С и степень вытяжки в диапазоне от 3 до 4 раз. Вслед за этим после тканья при использовании полученного бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», компонент оболочки подвергают тепловой обработке таким образом, чтобы не возникала бы раздвижка ткани в точках перекрещивания тканого материала, в целях получения тканого материала для фильтра. Сопротивление раздиранию тканого материала, использованного для формования фильтра, предпочтительно составляет 5 Н или более, а в особенности предпочтительно 7 Н или более. После этого может быть получен фильтр, предназначенный для экстрагирования приятного на вкус напитка, в результате запечатывания полученного тканого материала для фильтра при использовании способа ультразвукового запечатывания и тому подобного при формовании подходящего для использования профиля формы, такого как профиль пакетов «тетрапак».
ПРИМЕРЫ
Измерения и оценки физических свойств проводили следующим далее образом.
1) Характеристическая вязкость
0,5 г полимера растворяли в 50 мл смешанного раствора фенол/тетрахлорэтан = 6/4 (при расчете на массу) и проводили измерения при использовании вискозиметра Оствальда при 20°С.
2) Температура плавления
При использовании устройства model DSC-7, производства компании PerkinElmer Inc., ее измеряли в условиях крошки в 10 мг и возрастающей температуры при 10°С/мин.
3) Прочность, относительное удлинение
В соответствии с документом JIS L 1013 при использовании записывающего устройства для испытания на растяжение AGS 1KNG, производства компании Shimadzu Corporation, измеряли прочность (сН/дтекс) и относительное удлинение (%) при растяжении и разрушении образца в условиях длины нити образца 200 мм и скорости растяжения 200 мм/мин.
4) Элюированное количество тяжелых металлов
Образец нити погружали в водный раствор этанола при концентрации 10 масс.% при 100°С на протяжении 1 часа и проводили элюирование. Для элюированного раствора этанола измерения проводили при использовании ИСП-масс-спектрометра, производства компании Agilent Technologies Japan, Ltd. (Agilent 7500cs), и оптического ИСП-спектрометра, производства компании AMETEK, Inc. (CIROS CCD).
5) Изменение массы
Измеряли массу образца нити и данное значение рассматривали в качестве массы до погружения. После этого образец нити погружали в водный раствор этанола с концентрацией 10 масс.% при 100°С на протяжении 1 часа и высушивали. Проводили измерения для образца высушенной нити и данное значение рассматривали в качестве массы после погружения. Изменение массы рассчитывали при использовании следующего далее уравнения.
Изменение массы (%) = [(масса до погружения – масса после погружения) / (масса до погружения)] × 100
6) Процентная величина усадки
Нить, характеризующуюся длиной образца 500 мм и подвешивающую нагрузку 2 мг/дтекс, погружали в кипящую воду на протяжении 15 минут. Вслед за этим после высушивания на воздухе рассчитывали процентную величину усадки бикомпонентного филамента, относящегося к типу «ядро-оболочка», при использовании следующего далее уравнения.
Процентная величина усадки (%) = [(первоначальная длина образца – длина образца после усадки) / первоначальная длина образца] × 100
7) Сопротивление раздиранию
В соответствии с методом JIS L1096 8.15.1 A-1 (методом одного язычка) при использовании устройства для испытания на растяжение Tensilon RTA 500, производства компании ORIENTEC CORPORATION, в условиях ширины образца 50 мм, длины образца 250 мм, расстояния между зажимами 100 мм и скорости растяжения 100 мм/мин измеряли максимальную нагрузку при раздирании образца.
8) Экстракционные характеристики
3 г листьев зеленого чая загружали в произведенный фильтр, предназначенный для экстрагирования приятного на вкус напитка, погружали в воду при 90°С на протяжении 1 минуты, а после этого визуально определяли изменение окраски воды.
Пример 1
Полиэтилентерефталат, использованный для компонента ядра, (характеристическая вязкость: 0,629) получали при использовании терефталевой кислоты и этиленгликоля в качестве материалов исходного сырья, добавлении 180 ч./млн. соединения магния, на котором сформирован слой покрытия, образованный из титановой кислоты, в качестве катализатора полимеризации для олигомера РЕТ и поликонденсировании. После этого получали сополимеризованный при использовании 25 моль.% изофталевой кислоты полиэтилентерефталат, использованный для компонента оболочки, (характеристическая вязкость: 0,643) при использовании кислотного компонента, включающего терефталевую кислоту и 25 моль. % добавленной изофталевой кислоты, и этиленгликоля в качестве материалов исходного сырья, добавлении к сложному полиэфиру 180 ч./млн. соединения магния, на котором сформирован слой покрытия, образованный из титановой кислоты, в качестве катализатора полимеризации, и поликонденсировании.
Полученные две смолы сложного полиэфира подавали в устройство для формования из расплава. Полимеры нагнетали при соотношении между ядром и оболочкой при расчете на объем 1 : 1 и проводили формование из расплава при использовании фильеры, характеризующейся размером формовочного отверстия 0,45 мм, при температуре формования 290°С и скорости формования 1500 м/мин для получения невытянутой монофиламентной нити из сложного полиэфира.
После этого невытянутую нить подвергали вытяжке в 3,4 раза при температуре нагревательного валика 90°С и тепловой обработке в условиях релаксации при температуре нагревательной плитки 160°С для получения монофиламента из сложного полиэфира. (Температура плавления компонента ядра составляла 255°С, а температура плавления компонента оболочки составляла 185°С).
Полученные монофиламенты использовали при тканье при полотняном переплетении в условиях плотности по основе 100/2,54 см и плотности по утку 100/2,54 см для получения тканого материала. Полученный тканый материал подвергали промыванию, тепловой обработке при 200°С, а после этого сплавлению компонента оболочки в точках перекрещивания нитей в целях получения тканого материала для фильтра. Полученный тканый материал для фильтра формовали в виде пакета «тетрапак» при использовании способа ультразвукового запечатывания в целях производства фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка.
Пример 2
Невытянутую монофиламентную нить из сложного полиэфира получали в результате формования из расплава подобно тому, что и в примере 1, за исключением изменения соотношения между ядром и оболочкой при расчете на объем на 7 : 3. После этого невытянутую нить подвергали вытяжке в 3,3 раза при температуре нагревательного валика 90°С и тепловой обработке в условиях релаксации при температуре нагревательной плитки 140°С для получения монофиламента из сложного полиэфира. (Температура плавления компонента ядра составляла 255°С, а температура плавления компонента оболочки составляла 185°С). После этого производили фильтр, предназначенный для экстрагирования приятного на вкус напитка, подобно тому, что и в примере 1.
Пример 3
Полиэтилентерефталат, использованный для компонента ядра, (характеристическая вязкость: 0,63) получали при использовании терефталевой кислоты и этиленгликоля в качестве материалов исходного сырья, добавлении к олигомеру РЕТ 200 ч./млн. соединения магния, на котором сформирован слой покрытия, образованный из титановой кислоты, в качестве катализатора полимеризации для олигомера РЕТ, и поликонденсировании.
Кроме того, при использовании способа, описанного в примере 1, получали сополимеризованный при использовании изофталевой кислоты полиэтилентерефталат, использованный для компонента оболочки.
Две смолы сложного полиэфира подвергали формованию из расплава и вытяжке при использовании способа, описанного в примере 1, для получения монофиламентной нити из сложного полиэфира. (Температура плавления компонента ядра составляла 255°С, а температура плавления компонента оболочки составляла 185°С). Полученный монофиламент из сложного полиэфира использовали в целях производства фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка, подобно тому, что и в примере 1.
Сравнительный пример 1
Фильтр, предназначенный для экстрагирования приятного на вкус напитка, производили в результате проведения полимеризации, формования из расплава и вытяжки подобно тому, что и в примере 1, за исключением использования катализатора полимеризации для полиэтилентерефталата, использованного в компоненте ядра и компоненте оболочки, в виде 400 ч./млн. триоксида сурьмы.
Сравнительный пример 2
Фильтр, предназначенный для экстрагирования приятного на вкус напитка, производили в результате проведения полимеризации и формования из расплава подобно тому, что и в примере 1, за исключением использования компонента ядра в виде сополиэтилентерефталата, использованного для компонента оболочки в примере 1. Сопротивление раздиранию тканого материала для фильтра составляло менее чем 5 Н, то есть низкое сопротивление раздиранию.
Катализатор полимеризации, соотношение ядро-оболочка для монофиламента, элюированное количество тяжелых металлов, изменение массы, тонина, прочность, относительное удлинение, процентная величина усадки, сопротивление раздиранию тканого материала для фильтра, использованного в примерах от 1 до 3 и сравнительном примере 1, продемонстрированы в таблице 1.
Таблица 1
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Сравнительный пример 1
Катализатор полимеризации
Ti
Ti
Ti
Sb
Соотношение ядро-оболочка
1 : 1
7 : 3
1 : 1
1 : 1
Элюированное количество тяжелых металлов (ч./млн.)
0,02
0,02
0,02
1,25
Изменение массы (%)
0,9
0,9
0,9
0,9
Тонина (дтекс)
28,0
28,0
28,0
28,0
Прочность (сН/дтекс)
3,81
4,21
3,78
3,80
Относительное удлинение (%)
51,8
57,7
54,0
51,0
Процентная величина усадки (%)
7,2
7,3
7,0
7,0
Сопротивление раздиранию (Н)
В направлении основы
7,3
7,8
7,2
7,3
В направлении утка
5,9
6,2
5,7
5,8
Пример 4
Полиэтилентерефталат, использованный для компонента ядра, (характеристическая вязкость: 0,629) получали при использовании терефталевой кислоты и этиленгликоля в качестве материалов исходного сырья, добавлении 180 ч./млн. соединения магния, на котором сформирован слой покрытия, образованный из титановой кислоты, в качестве катализатора полимеризации для олигомера РЕТ, и поликонденсировании. После этого получали сополимеризованный при использовании 25 моль.% изофталевой кислоты полиэтилентерефталат, использованный для компонента оболочки, (характеристическая вязкость: 0,643) при использовании кислотного компонента, включающего терефталевую кислоту и 25 моль.% добавленной изофталевой кислоты, и этиленгликоля в качестве материалов исходного сырья, добавлении к сложному полиэфиру 180 ч./млн. соединения магния, на котором сформирован слой покрытия, образованный из титановой кислоты, в качестве катализатора полимеризации, и поликонденсировании.
Полученные две смолы сложного полиэфира подавали в устройство для формования из расплава. Полимеры нагнетали при соотношении между ядром и оболочкой при расчете на объем 50 : 50 при использовании фильеры, содержащей три формовочные отверстия, характеризующиеся размером формовочного отверстия 0,45 мм, при температуре формования 295°С. Полимеры подвергали вытяжке в четыре раза в результате отбора при семикратной намотке для первого прядильного диска при окружной скорости при 950 м/мин при одновременной семикратной намотке для второго прядильного диска при окружной скорости, в четыре раза большей, чем соответствующая скорость для первого прядильного диска, и после этого наматывали мультифиламент, содержащий три филамента. (Температура плавления компонента ядра составляла 255°С, а температура плавления компонента оболочки составляла 185°С). Полученный мультифиламент демонстрировал 3,94 сН/дтекс. Относительное удлинение составляло 47,7%, а процентная величина усадки составляла 7,5%.
Полученные мультифиламенты использовали при тканье при полотняном переплетении в условиях плотности по основе 120/2,54 см и плотности по утку 120/2,54 см для получения тканого материала. Сопротивление раздиранию тканого материала составляло 5 Н или более в направлениях как по основе, так и по утку. Элюированное количество тяжелых металлов составляло 0,02 ч./млн. Изменение массы составляло 0,9 %. Полученный тканый материал подвергали промыванию, тепловой обработке при 200°С, а после этого сплавлению компонента оболочки в точках перекрещивания нитей в целях получения тканого материала для фильтра. Полученный тканый материал для фильтра формовали в виде пакета «тетрапак» при использовании способа ультразвукового запечатывания в целях производства фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка.
Пример 5
Бикомпонентные мультифиламенты, относящиеся к типу «ядро-оболочка», полученные в примере 4, использовали при тканье при полотняном переплетении в условиях плотности по основе 140/2,54 см и плотности по утку 140/2,54 см для получения тканого материала. Полученный тканый материал подвергали промыванию, тепловой обработке при 200°С, а после этого сплавлению компонента оболочки в точках перекрещивания нитей в целях получения тканого материала для фильтра. Сопротивление раздиранию тканого материала составляло 5 Н или более в направлениях как по основе, так и по утку. Элюированное количество тяжелых металлов составляло 0,02 ч./млн. Изменение массы составляло 0,9%. Полученный тканый материал для фильтра формовали в виде пакета «тетрапак» при использовании способа ультразвукового запечатывания в целях производства фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка.
Пример 6
При использовании монофиламентов из сложного полиэфира, полученных в примере 1, в качестве основы и мультифиламентов, полученных в примере 4, в качестве утка осуществляли тканье при полотняном переплетении в условиях плотности по основе 100/2,54 см и плотности по утку 100/2,54 см для получения тканого материала. Сопротивление раздиранию тканого материала составляло 5 H или более в направлениях как по основе, так и по утку. Элюированное количество тяжелых металлов составляло 0,02 ч./млн. Изменение массы составляло 0,9%. Полученный тканый материал подвергали промыванию, тепловой обработке при 200°С, а после этого сплавлению компонента оболочки в точках перекрещивания нитей в целях получения тканого материала для фильтра. Полученный тканый материал для фильтра формовали в виде пакета «тетрапак» при использовании способа ультразвукового запечатывания в целях производства фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка.
Все примеры обладали улучшенными формовочными свойствами и ткацкими свойствами. В частности, примеры от 4 до 6 обладали улучшенными ткацкими свойствами.
Тканый материал для фильтра, образованного из филамента, полученного при использовании примеров, обеспечил решение проблем, связанных с полиамидом, характеризовался улучшенной формуемостью и достаточной прочностью ткани, в достаточной мере мог бы быть использован в качестве пакетика, предназначенного для экстрагирования напитка, и тканый материал для фильтра, предназначенного для экстрагирования напитка, характеризовался улучшенной безопасностью для окружающей среды. Тканый материал демонстрировал хорошие качества, в том числе ощущение мягкости, мягкость и улучшенные характеристики удобства в обращении. Сравнительный пример 1, использующий сурьмяный катализатор в компоненте ядра, характеризовался высоким элюированным количеством тяжелых металлов и неудовлетворительной безопасностью для окружающей среды. Тканый материал для фильтра, полученного в сравнительном примере 2, характеризовался недостаточной прочностью ткани и неудовлетворительной формуемостью, что не могло бы позволить его использовать для фильтра, предназначенного для экстрагирования приятного на вкус напитка.
В частности, фильтры, предназначенные для экстрагирования приятного на вкус напитка, полученные в примерах от 1 до 3, характеризовались улучшенной прозрачностью и улучшенным внешним видом.
Также фильтры, предназначенные для экстрагирования приятного на вкус напитка, полученные в примерах, демонстрировали хорошие характеристики экстрагирования.
Мультифиламенты, полученные в примерах от 4 до 6, легко контролировались на предмет размера ячейки сетки у ткани при производстве тканого материала, с трудом приводили к возникновению раздвижки ткани и демонстрировали хорошие формуемость и экстракционные характеристики.
Применительно к балансу внешнего вида, стоимости, формуемости и экстракционных характеристик в числе фильтров, предназначенных для экстрагирования приятного на вкус напитка, полученных в примерах, хорошим был соответствующий фильтр из примера 6.