食品用フィルター材及びそれを用いた食品封入袋体の製法
【課題】本発明の課題は、粉漏れ性、熱シール加工性、シール強度、剛性などに優れる食品用フイルター材を提供する。
【解決手段】第１層の熱可塑性合成繊維層、第２層の極細繊維層、第３層が第１層の構成繊維の融点より30℃以上低融点である熱可塑性合成繊維を含む層を積層し、熱圧着で一体化した積層不織布からなり、該積層不織布の目付けが10〜50g/m2、KES曲げ剛性が0.005gf・cm2/cm以上、0.5gf・cm2/cm以下、粉漏れ率10%以下、シール強度が1N／25mm以上であることを特徴とする食品用フィルター材。
【解決手段】第１層の熱可塑性合成繊維層、第２層の極細繊維層、第３層が第１層の構成繊維の融点より30℃以上低融点である熱可塑性合成繊維を含む層を積層し、熱圧着で一体化した積層不織布からなり、該積層不織布の目付けが10〜50g/m2、KES曲げ剛性が0.005gf・cm2/cm以上、0.5gf・cm2/cm以下、粉漏れ率10%以下、シール強度が1N／25mm以上であることを特徴とする食品用フィルター材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品用フィルター材、特に飲料用の抽出、出汁の抽出に用いて、粉漏れが少なく、熱シール性、成分抽出性、曲げ剛性などに優れた食品用フィルター材、且つ、およびそれを用いた袋体であって、袋体の形状保持性に優れ、かつ成分抽出が良好にできる食品封入袋体の製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品用の、緑茶、紅茶、麦茶、烏龍茶、レギュラーコーヒー、鰹出汁、鰯出汁などの被抽出物の成分抽出に熱可塑性合成繊維不織布が広く使用されている。
特許文献１には、特定のポリプロピレン系不織布が食品抽出用シートとして提案され、特許文献２〜４には、熱接着性の複合繊維を用いた不織布が食品抽出用シートとして提案されている。
これらの特許文献に記載された、食品抽出用シートは、ヒートシール性、溶出性、味覚などに優れているが、反面、微細な粒子、粉末などの粉漏れ性が発生するなどの問題があった。
【０００３】
特許文献５〜７には、メルトブロー法から得られる極細繊維不織布を用いることが開示され、粉漏れ性の課題を解決した提案がなされている。しかしながら、粉漏れ性、ヒートシール性、成分抽出性を総合的に満足するものは得られていない。
【特許文献１】特開２００３ − １３８４６０号公報
【特許文献２】特開２００６ − ８１７７７号公報
【特許文献３】特開２００６ − ８１７７９号公報
【特許文献４】特開２００６ − ８３４９６号公報
【特許文献５】特開２００２ − １４２９９号公報
【特許文献６】特公昭６０ − １１１４８号公報
【特許文献７】特開２００４ − １５４７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記従来の問題を解決し、食品用として、粉末状物や細かい粒子状物などにおいても粉漏れがし難く、かつ、ヒートシール性、成分抽出性に優れた食品用フィルター材及び、その袋体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、熱可塑性繊維層と、極細繊維層と、特定の低融点熱可塑性繊維を含む層の、3層構造積層不織布を用いることで、粉漏れ性、ヒートシール性、成分抽出性を有効に発揮できることを見出し、本発明に到達した。本願で特許請求される発明は、以下の通りである。
（１）第１層の熱可塑性合成繊維層、第２層の極細繊維層、第３層として第１層の構成繊維の融点より30℃以上低融点である熱可塑性合成繊維を含む層を、積層して熱圧着で一体化した積層不織布からなり、該積層不織布の目付が10〜50g/m2、KES曲げ剛性が0.005〜0.5gf・cm2/cm、粉漏れ率10%以下、シール強度が1N／25mm以上であることを特徴とする食品用フィルター材。
（２）前記第１層及び第３層を構成する繊維の平均繊維径が10〜30μm、第２層の平均繊維径1〜7μmであることを特徴とする（１）に記載の食品用フィルター材。
（３）前記第３層を構成する繊維の融点が、第１層を構成する繊維の融点よりも３０〜１５０℃の範囲で低いことを特徴とする（１）または（２）に記載の食品用フィルター材。
（４）前記第３層の熱可塑性繊維が鞘芯型複合繊維であり、芯部が高融点成分で、鞘部の成分が芯部より30℃以上低融点であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の食品用フィルター材。
（５）前記第３層の熱可塑性繊維が、芳香族ポリエステル系共重合体からなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の食品用フィルター材。
（６）前記第２層の極細繊維の目付けが1〜10g/m2であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の食品用フィルター材。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の食品用フイルター材を、第３層を内側にして重ね合わせ、熱シールして袋体を形成した後、該袋体に被抽出物を充填し、密封することを特徴とする食品封入袋体の製法。
（８）前記被抽出物が、コーヒー粉末、茶葉および出汁粉末から選ばれることを特徴とする（７）記載の食品封入袋体の製法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の食品用フィルター材及びその袋体は、第１層の熱可塑性繊維と、第３層の低融点熱可塑性繊維と、第２層の極細繊維とを、積層することで、太い繊維間隙層に極細繊維層が被覆及び／または混合繊維化されるように重なり、構成繊維間隙がきわめて小さい積層不織布となるため、細かい粒子の漏れを防ぐことができる。さらに、積層する熱可塑性繊維の第１層と第３層に融点差を設けることと、これらの間に極細繊維層を介在させることの相乗効果で、部分熱圧着が良好に行われ、層間の接合がより強固になり、フィルター材の剛性が高まり、更に、袋体を形成するための第３層面同志の熱シール加工ができ、安定したシール強度が得られる。従って、粉末、粒状等の比較的微粒状の被抽出物を充填した袋体は、粉漏れが少なく、密封性に優れ、且つ、第２層の極細繊維が接着層となり、積層不織布の剛性を向上させ、微細な開孔の繊維構成となり、成分抽出性に優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のフィルター材を形成する積層不織布は、第１層が高融点の熱可塑性繊維(S)、第２層が極細繊維(M)、第３層が第１層繊維の融点より30℃以上低融点の熱可塑性繊維（W）を積層し、熱圧着で一体化したＳ／Ｍ／Ｗの構造を有する積層不織布である。
特に、第２層の極細繊維（M）を介在させる積層構造にすることで、第一に、繊維間隙を小さくでき、第二に、部分熱圧着により、層間の接合が強固にでき、第三に、第１層と第３層の融点差を設け、且つ、極細繊維層を介在させることで、熱シール強度及び温度範囲が広くできるなどの特徴が得られる。
【０００８】
第一の特徴である小さい繊維間隙は、熱可塑性繊維の比較的大きい繊維間隙層に、極細繊維が被覆及び／または混合繊維化されて積層するためである。さらに、積層を多層化するとより、さらに繊維間隙が小さくなり、粉漏れし難い構造となる。
第二の特徴の部分熱圧着性は、軟化温度が低い極細繊維を介在させることで、接合温度範囲が広くできるため、接合が強固になり、剛性、層間の剥離強度が高くなる。
第三の特徴の熱シール性は、第１層と第３層の融点差を設けているため、製袋加工する時、熱シールバーに第1層が接触するためシールバーに融解した樹脂の付着がないことで、安定した生産ができる。
【０００９】
本発明に用いる第１層の高融点の熱可塑性合成繊維層は、通常、繊維径が10〜30μm、好ましくは12〜20μｍの太い繊維から成り、強度、通気性に優れ、磨耗強度が大きいことが好ましい。このような構成繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミド繊維などのポリアミド系繊維などの合成繊維があげられる。
【００１０】
本発明に用いる第３層の熱可塑性合成繊維層は、第１層の繊維より30℃以上、好ましくは50℃以上低融点の繊維からなり、袋構造体の熱シール面となる。繊維径は10〜30μm、好ましくは12〜20μｍの太い繊維が好ましい。構成繊維としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、共重合ポリプロピレンなどのオレフイン系繊維、ポリエチレンテレフタレートにフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオールの1種又は2種以上の化合物を共重合した芳香族ポリエステル共重合体、脂肪族ポリエステルなどのポリエステル系繊維、共重合ポリアミド繊維などの合成繊維が用いられる。さらに、芯鞘構造、サイドバイサイドなどの2成分からなる複合繊維、例えば、芯が高融点で鞘が低融点の複合繊維で、具体的には、芯がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミドなどの高融点繊維、鞘が低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、共重合ポリプロピレン、共重合ポリエステル、脂肪族ポリエステルなどの低融点繊維が好ましい。
【００１１】
本発明のフィルター材は、第１層と第３層の繊維に融点差を有することであるが、第３層を構成する繊維の融点差は、好ましくは３０℃以上、さらに好ましくは５０〜１５０℃の範囲で第１層より低温であることが好ましい。その結果、部分熱圧着時のロール温度範囲が広く設定できる。熱圧着ロール温度の上下差が150℃を超える場合は、高融点側のロール温度の影響を受けて低融繊維の劣化が生じ易くなる。一方、第１層と第３層との融点差が３０℃未満の場合は、熱圧着温度範囲が狭くなり、ロール温度の条件により強度、摩擦毛羽強度が影響を受け易くなる。
【００１２】
本発明の第２層極細繊維の繊維径は好ましくは7μm以下、より好ましくは1〜5μmであり、繊維間隙、及び最大開口径を小さくし、粉漏れ性を少なくする役目を有する。特に太い繊維間隙に、極細繊維が被覆するように積層されることにより、少ない極細繊維比率で繊維間隙を小さくできる。繊維径が7μmを超えると繊維間隙の被覆効果が低下する。
【００１３】
極細繊維の目付けは、好ましくは1g/m2以上、より好ましくは1.5〜10g/m2、さらに好ましくは2〜7g/m2である。極細繊維の目付け1g/m2未満では、極細繊維層の分散性が不充分となる。
【００１４】
積層不織布全体に対する第２層の極細繊維の含有比率は、通常、5〜50wt％、好ましくは7〜30wt%である。極細繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステル、脂肪族ポリエステルなどである。
【００１５】
本発明の食品用フィルター材を熱圧着で一体化するとは、例えば、公知のエンボスロールと平滑ロール間で加熱、圧着して接合することである。加熱温度は、繊維の軟化温度以上の温度から融点以下の温度範囲である。しかし、低融点繊維の熱劣化を考慮した場合、上下ロールの温度差を150℃以下、好ましくは130℃以下が好ましい。熱圧着の圧力は10〜1000ｋPa／cm、好ましくは50〜700kPa／ｃｍである。
【００１６】
熱圧着面積率は、5〜30%が好ましく、より好ましくは7〜25%である。圧着面積率が5%未満では、接合面積が少なくなり、磨耗強度が低下する。一方、30%超えると、磨耗強度が高くなるが、風合いがペーパーライクとなる。
【００１７】
本発明の食品用フィルター材を用いたその袋体の製袋加工は、前記フィルター材の第３層内側にして重ね合わせて、端部をシールとして、公知のシール法によりシールすることによって行われる。例えば、3包シール機、4包シール機などの熱シール法、超音波シール機などの超音波シール法などで行うことができる。さらに、2個以上の多数個連続の連包袋状に製袋加工することもできる。
【００１８】
本発明の袋体は、例えば、袋内に充填した充填物が落下や、重量物が載った時に破袋しないため、高いシール強度が必要である。従って、袋体のシール強度は、1N／25mm以上、好ましくは1.5N／25mm以上、より好ましくは2〜50N／25mmである。シール強度が1N／25mm未満では、シール部分が剥離し易くなり、内容物が外部に漏れるなどの問題が生じる。
【００１９】
さらに製袋加工を安定に行うためには、シール温度範囲が広いことが必要である。例えば、温度範囲が50℃以上、150℃以下が好ましい。これは、シール機のシール部の温度が開始時から少しずつ上昇し、さらに環境温度により変化するなど、一定温度にコントロールすることが難しいからである。温度範囲が50℃未満の狭い範囲の設定が必要な場合は、環境温度、ヒーター部の蓄熱などの影響でシール強度が変化するなどの問題が生じる。一方、150℃を超える温度範囲では、低融点繊維の熱劣化などで物性低下などを生じる。
【００２０】
本発明においては、食品用フィルター材のシール温度範囲を広くとることができ、且つ高く安定したシール強度を得ることができる。これは、第１層と第３層の繊維の層間で融点差を30℃以上設けているため、低融点層の繊維が軟化または融解しても、高融点繊維が所定の繊維形状を維持しているためである。従って、製袋加工時にシールバーに繊維の融解物が付着することがなくなる。
【００２１】
本発明において、食品用フィルター材及びその袋体は、微細粒の粉漏れが少なくでき、シール強度高く、剛性、成分抽出性に優れている。該フイルター材の目付は、10〜50g/m2、好ましくは12〜40g/m2である。目付けが10g/m2未満では、粉漏れし易くなり、シール強度、剛性などが低下する。一方、50g/m2を超えると、粉漏れがし難くなり、シール強度、剛性が大きくなり、成分抽出性が低下するなどがある。
【００２２】
本発明において、食品用フィルター材の最大開口径は、50μm以下、好ましくは40μm以下、より好ましくは1〜30μmである。最大開口径が50μmを超えると、繊維間隙が大きいために粉漏れし易くなり、特に、粒状のものが微細に破壊された場合に粉漏れしやすくなる。
【００２３】
本発明において、食品用フィルター材のKES曲げ剛性（純曲げ試験機 KES FB2―AUTO-A）は、被抽出物を入れたテトラパックなどの袋体に製袋した場合、輸送、保管及び抽出
時の形状保持するために必要な特性である。本発明のフィルター材の曲げ剛性は、0.005〜0.5gf・cm2/cmの範囲が必要であり、より好ましくは、0.01〜0.4gf・cm2/cm、特に好ましくは、0.015〜0.35gf・cm2/cmの範囲である。KES曲げ剛性が0.005gf・cm2/cm未満では、剛性が低く、製袋加工時に、折り曲げること、送り出すなどの加工性が低下する。一方、0.5gf・cm2/cmを超える場合は、剛性が高くなり、製袋加工性、形状保持性が良好となるが、食品用袋体に用いた場合、被抽出物のお湯による膨潤、拡大などを拘束するなどの問題が生じる。
【００２４】
本発明の袋体の粉漏れ率は10%以下が必要であり、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下である。粉漏れ率は、後述するように、JIS規格の標準ダストの7種を約10ｇ採取し、重量を測定(Ｗ1)、振るい器を用いて、測定試料の上に定量したダストを載せ、セットした後、１０分間振動して、振るい器の下の測定試料を通過したダスト重量(W2)を測定して、W2／W1×100 の式から求める。
【００２５】
本発明の袋体の成分抽出性は、30%以上、好ましくは、40%以上である。成分抽出性は、コーヒー粉末（レギュラーコーヒーの中挽粉末）を１０ｇ採取し、食品用袋体を形成させ、市販のコップにお湯150CC入れ、成分抽出させる食品用袋体をお湯の中に入れ、２分間後に食品用袋体をコップから取り出し、成分抽出液の濃さをUV分光計で測定し、成分抽出性とする（UV分光計 波長600nm PARAMETERS OF SPECTRUM）。
【００２６】
本発明の袋体に充填する被抽出物は、粉末形状、粒形状シート状物などの固形物であれば特に制限ない。例えば、嗜好性飲料用の緑茶、烏龍茶、麦茶、紅茶、などの茶葉、レギュラーコーヒーの細挽、中細挽き、粗挽き等の粉末、鰹、いりこ、鰯、昆布、煮干などの一種又は二種以上の混合粉末などである。
【実施例】
【００２７】
本発明を実施例に基づいて説明する。
測定方法は以下のとおりである。
（１）目付(g/m2)：縦20cm×横25cmの試料を3カ所切り取り、重量を測定し、その平均値を単位当たりの質量に換算して求める。(JIS-L-1906)
（２）平均繊維径(μm)：顕微鏡で500倍の拡大写真を取り、10本の平均値で求める。
（３）通気性：JIS-L-1906フラジュール法に準拠。
（４）粉漏れ率(％)：JIS-Z-8901試験用紛体7種ダストを約10g取り、重量W1を正確に測定し、25cm角の試料を切り取り、振動機に取り付け、10分間振動し、試料の通過したダスト重量W2を測定し、下記の式から求める。
粉漏れ率(wt％) ＝W2／W1 ×100
【００２８】
（５）平均流量孔径(μm)：ＰＭＩ社製のパームポロメーター型式CFP-1200AEXを用いる。
平均流量孔径は、CUMULATIVE FILTER FLOW VS DIAMETERグラフにおける
CUMULATIVE FILTER FLOWの値が５０％のDIAMETERとする。
測定には、浸液にＰＭＩ社製シルウイックを用いた。試料を浸液に浸して充分に脱気してから測定する。
（６）引張強力(N/5cm)：定長引張試験機を用い、試料幅5cm長さ30cmを切り取り、つかみ間隔20cm、引張速度10cm／minで、引張強度をタテ、ヨコ各々３カ所測定し、最大強度（タテ＋ヨコ）／２の平均値で示す。
【００２９】
（７）シール強度(N)：定長引張試験機を用い、試料幅25mm長さ200mmを切り取り、熱シール部分を約50mm上下方向に剥離し、180度剥離するように各々取り付け、つかみ間隔100mm、引張速度10cm／minで、剥離強度をタテ、ヨコ各々３カ所測定し最大強度の平均値で示す。
但し、シール温度150℃、時間1秒間、圧力5500kPa、シール面積7mm×25mm
（ 熱水処理として、沸騰液に10分間浸漬した後、取り出して測定する。）
（８）ＫＥＳ曲げ剛性（ｇｆ・ｃｍ２／ｃｍ）：測定装置は、カトーテック(株)社製KES・FB2-AUTO-Aを用いる。試料は、20cm×20cmであり、KES曲げ剛性を測定する。
本発明においては、試料のタテ及びヨコの数値が、0.005〜0.5gf・cm2/cmの範囲である。
【００３０】
[実施例１]
本発明のフィルター材の第３層が、スパンボンド用の２成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が芳香族ポリエステル共重合体(融点210℃)の芯鞘構造の平均繊径１7μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第２層のポリエチレンテレフタレート（溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用いメルトブロー用噴射口金から、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ３／ｈｒで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第１層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径１４μｍ、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、２５％エンボスロール、腺圧350N／cm、上下温度を230℃／145℃で熱圧着して実施例１の食品用フィルター材（目付け12g/m2）を得た。
【００３１】
得られたフィルター材の特性を表１に示す。表１の結果から、実施例１では、目付けが12g/m2と低目付けであったが、粉漏れ率、シール強度、曲げ剛性に優れた食品用フイルター材であることが分る。
【００３２】
[実施例２]
本発明の食品用フィルター材の第３層となる熱可塑繊維ウェブは、スパンボンド用の２成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が高密度ポリエチレン(融点130℃)からなる芯鞘構造の平均繊径16μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第２層のポリエチレンテレフタレート（溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用い、変化させて捕集ネット上に熱可塑性繊維ウェブとして捕集し、メルトブロー用噴射口金から、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ３／ｈｒで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第１層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径１４μｍ、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、これを圧着面積率が、１２％エンボスロールで、腺圧350N／cm、上下温度を220℃／110℃で熱圧着して実施例２の食品用フィルター材（30g/m2）を得た。
【００３３】
得られたフィルター材の特性を表１に示す。表１の結果から、本発明のフィルター材は、粉漏れ率、シール強度は非常に良好であり、優れたフイルター材であることが分る。
【００３４】
[実施例３〜４]
本発明の食品用フィルター材の第３層が、スパンボンド用の２成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が芳香族ポリエステル共重合体(融点165℃)の芯鞘構造の平均繊径１7μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第２層のポリエチレンテレフタレート（溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用いメルトブロー用噴射口金から、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ３／ｈｒで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第１層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径１４μｍ、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、１２％、２５％エンボスロール、腺圧350N／cm、上下温度を230℃／145℃で熱圧着して実施例3〜4の食品用フィルター材を得た。
【００３５】
得られたフィルター材の特性を表１に示した。表１の結果から、実施例３（20g/m2）、実施例４（25g/m2）は、粉漏れ率、シール強度、柔軟性のいずれにおいても、共にバランスの取れた条件であり、食品用フイルター材で好適であることが分る。
【００３６】
[実施例５]
本発明の食品用フィルター材の第３層として、熱可塑繊維ウェブは、スパンボンド用紡糸口金から、芳香族ポリエステル共重合体(融点210℃)の平均繊径15μm、目付け量を変えた繊維ウェブを作成し、第２層のポリエチレンテレフタレート（溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用い、メルトブロー用噴射口金から、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ３／ｈｒで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第１層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径１４μｍ、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、２５％エンボスロール、腺圧350N／cm、上下温度を230℃／205℃で熱圧着して実施例５の食品用フィルター材（45g/m2）を得た。
【００３７】
得られたフィルター材の特性を表１に示す。表１の結果から、実施例５のフィルター材は、45g/m2の高目付けであったが、粉漏れ率、シール強度は非常に優れており、またやや柔軟性が低いが、実務上支障のない食品用フイルター材であった。
【００３８】
[比較例１]
一般的なポリエチレンテレフタレートを用い、実施例１と同じスパンボンド法で、紡糸温度３００℃で平均化繊維径１４μm、目付け３０g/m2の熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に作成し、圧着面積率が１２％エンボスロールで、腺圧350N／cm、上下温度を230℃／235℃で熱圧着して不織布を得た。得られたフィルター材は、表１に示すように粉漏れ性が大きく低下しており、フイルター性能に劣るものであった。
【００３９】
[比較例2]
熱可塑繊維ウェブとしては、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が高密度ポリエチレンからなるスパンボンド法の複合繊維の平均繊径16μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを、捕集ネット上に作成し、圧着面積率が２５％エンボスロールで、腺圧350N／cm、上下温度を120℃／110℃で熱圧着して不織布（３０g/m2）を得た。
【００４０】
得られたフィルター材は、表１に示すように粉漏れ性が大きく低下し、且つ、熱シールができるがシール部に低融点繊維が融着するなど、フイルター性能に劣るものであった。
【００４１】
【表１】
【００４２】
[実施例６]（コーヒーフイルター）
四面体形状の立体成形方式のヒートシール機を用いて、実施例４のフィルター材を幅150mmのテープ状にスリットしてから、760dtexのポリプロピレン糸の撚り糸と、タッグを温度180℃で接着し、150mmを折り畳み、端部をシール幅3mmの超音波ホーンを用いて、まず筒状にしてから70mmの間隔で筒の底部を同様に超音波シールし、袋形状としてから、袋の中にレギュラーコーヒー中細挽き粉末を10g入れ、さらに70mm長さ毎に底部に直交するよう直角方向に袋開口部を同様に超音波シールして１辺が70mmの四面体形状のコーヒーテトラパックを得た。
（シール強度16N／25mm）
本発明のコーヒーテトラパックは、形状の保持ができる剛性を有し、且つマグカップでの抽出時にも形状保持が出来た。既存のマグカップに、約150ccのお湯を注ぎ、得られた本発明のコーヒーテトラパックを入れ、約60秒間成分抽出させてからテトラパックをとりだした。コーヒーを飲んだところ、香りのある、美味しいコーヒーを飲むことができた。カップの底部に粉末が殆ど残らなかった。
【００４３】
[実施例７]（ダシ袋）
実施例３のフィルター材を幅220mmにスリットしたテープに、三方ヒートシール機を用いて、これを半分に折りながら、重ねあった端部を幅10mmに渡って温度140℃で熱シールし筒状にする。その後、筒の底部を140mmの間隔で幅10mmに渡って熱シールし袋形状にした後、その中に鯖、鰯、煮干、鯵などを成分とするダシの粉末を20g入れる。その後、袋の上部を幅10mmに渡り熱シールすることで、タテ140mm、ヨコ110mmの三方をシールされたダシ袋を得た。
本発明のダシ袋を入れた鍋に、約700ccの水を注ぎ、15〜30分浸し、そのまま火に掛けて沸騰させ、成分を抽出させてからダシ袋を取り出した。このダシ汁を飲んだところ、風味があって、美味しいダシ汁を飲むことができた。鍋の底部にはダシの粉末が殆ど残らなかった。
（初期のシール強度8.4N／25mm、抽出後のシール強度 9.1N／25mm）
【００４４】
[実施例８]（紅茶）
四面体形状の立体成形方式のヒートシール機を用いて、実施例１のフィルター材を幅100mmのテープ状にスリットしてから、760dtexのポリプロピレン糸の撚り糸と、タッグを温度180℃で接着し、150mmを折り畳み、端部をシール幅3mmの超音波ホーンを用いて、まず筒状にしてから50mmの間隔で筒の底部を同様に超音波シールし、袋形状としてから、袋の中に紅茶の葉を２g入れ、さらに50mm長さ毎に底部に直交するよう直角方向に袋開口部を同様に超音波シールして１辺が50mmの四面体形状の紅茶テトラパックを得た。
【００４５】
本発明の紅茶テトラパックを入れたティーカップに、約150ccのお湯を注ぎ、約60秒間成分抽出させてからこれを取り出した。この紅茶を飲んだところ、香りのある、美味しい紅茶を飲むことができた。カップの底部に粉末が殆ど残らなかった。（シール強度 6.6N／25mm）
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の食品用フイルター材及びその袋体は、粉漏れ性、熱シール加工性、シール強度、剛性などに優れているため、粉末、粒状物などの被抽出物の包装材として広い用途に用いることができる。例えば、嗜好飲料用、及び、出汁用成分抽出に好ましく利用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品用フィルター材、特に飲料用の抽出、出汁の抽出に用いて、粉漏れが少なく、熱シール性、成分抽出性、曲げ剛性などに優れた食品用フィルター材、且つ、およびそれを用いた袋体であって、袋体の形状保持性に優れ、かつ成分抽出が良好にできる食品封入袋体の製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品用の、緑茶、紅茶、麦茶、烏龍茶、レギュラーコーヒー、鰹出汁、鰯出汁などの被抽出物の成分抽出に熱可塑性合成繊維不織布が広く使用されている。
特許文献１には、特定のポリプロピレン系不織布が食品抽出用シートとして提案され、特許文献２〜４には、熱接着性の複合繊維を用いた不織布が食品抽出用シートとして提案されている。
これらの特許文献に記載された、食品抽出用シートは、ヒートシール性、溶出性、味覚などに優れているが、反面、微細な粒子、粉末などの粉漏れ性が発生するなどの問題があった。
【０００３】
特許文献５〜７には、メルトブロー法から得られる極細繊維不織布を用いることが開示され、粉漏れ性の課題を解決した提案がなされている。しかしながら、粉漏れ性、ヒートシール性、成分抽出性を総合的に満足するものは得られていない。
【特許文献１】特開２００３ − １３８４６０号公報
【特許文献２】特開２００６ − ８１７７７号公報
【特許文献３】特開２００６ − ８１７７９号公報
【特許文献４】特開２００６ − ８３４９６号公報
【特許文献５】特開２００２ − １４２９９号公報
【特許文献６】特公昭６０ − １１１４８号公報
【特許文献７】特開２００４ − １５４７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上記従来の問題を解決し、食品用として、粉末状物や細かい粒子状物などにおいても粉漏れがし難く、かつ、ヒートシール性、成分抽出性に優れた食品用フィルター材及び、その袋体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、熱可塑性繊維層と、極細繊維層と、特定の低融点熱可塑性繊維を含む層の、3層構造積層不織布を用いることで、粉漏れ性、ヒートシール性、成分抽出性を有効に発揮できることを見出し、本発明に到達した。本願で特許請求される発明は、以下の通りである。
（１）第１層の熱可塑性合成繊維層、第２層の極細繊維層、第３層として第１層の構成繊維の融点より30℃以上低融点である熱可塑性合成繊維を含む層を、積層して熱圧着で一体化した積層不織布からなり、該積層不織布の目付が10〜50g/m2、KES曲げ剛性が0.005〜0.5gf・cm2/cm、粉漏れ率10%以下、シール強度が1N／25mm以上であることを特徴とする食品用フィルター材。
（２）前記第１層及び第３層を構成する繊維の平均繊維径が10〜30μm、第２層の平均繊維径1〜7μmであることを特徴とする（１）に記載の食品用フィルター材。
（３）前記第３層を構成する繊維の融点が、第１層を構成する繊維の融点よりも３０〜１５０℃の範囲で低いことを特徴とする（１）または（２）に記載の食品用フィルター材。
（４）前記第３層の熱可塑性繊維が鞘芯型複合繊維であり、芯部が高融点成分で、鞘部の成分が芯部より30℃以上低融点であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の食品用フィルター材。
（５）前記第３層の熱可塑性繊維が、芳香族ポリエステル系共重合体からなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の食品用フィルター材。
（６）前記第２層の極細繊維の目付けが1〜10g/m2であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の食品用フィルター材。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の食品用フイルター材を、第３層を内側にして重ね合わせ、熱シールして袋体を形成した後、該袋体に被抽出物を充填し、密封することを特徴とする食品封入袋体の製法。
（８）前記被抽出物が、コーヒー粉末、茶葉および出汁粉末から選ばれることを特徴とする（７）記載の食品封入袋体の製法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の食品用フィルター材及びその袋体は、第１層の熱可塑性繊維と、第３層の低融点熱可塑性繊維と、第２層の極細繊維とを、積層することで、太い繊維間隙層に極細繊維層が被覆及び／または混合繊維化されるように重なり、構成繊維間隙がきわめて小さい積層不織布となるため、細かい粒子の漏れを防ぐことができる。さらに、積層する熱可塑性繊維の第１層と第３層に融点差を設けることと、これらの間に極細繊維層を介在させることの相乗効果で、部分熱圧着が良好に行われ、層間の接合がより強固になり、フィルター材の剛性が高まり、更に、袋体を形成するための第３層面同志の熱シール加工ができ、安定したシール強度が得られる。従って、粉末、粒状等の比較的微粒状の被抽出物を充填した袋体は、粉漏れが少なく、密封性に優れ、且つ、第２層の極細繊維が接着層となり、積層不織布の剛性を向上させ、微細な開孔の繊維構成となり、成分抽出性に優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のフィルター材を形成する積層不織布は、第１層が高融点の熱可塑性繊維(S)、第２層が極細繊維(M)、第３層が第１層繊維の融点より30℃以上低融点の熱可塑性繊維（W）を積層し、熱圧着で一体化したＳ／Ｍ／Ｗの構造を有する積層不織布である。
特に、第２層の極細繊維（M）を介在させる積層構造にすることで、第一に、繊維間隙を小さくでき、第二に、部分熱圧着により、層間の接合が強固にでき、第三に、第１層と第３層の融点差を設け、且つ、極細繊維層を介在させることで、熱シール強度及び温度範囲が広くできるなどの特徴が得られる。
【０００８】
第一の特徴である小さい繊維間隙は、熱可塑性繊維の比較的大きい繊維間隙層に、極細繊維が被覆及び／または混合繊維化されて積層するためである。さらに、積層を多層化するとより、さらに繊維間隙が小さくなり、粉漏れし難い構造となる。
第二の特徴の部分熱圧着性は、軟化温度が低い極細繊維を介在させることで、接合温度範囲が広くできるため、接合が強固になり、剛性、層間の剥離強度が高くなる。
第三の特徴の熱シール性は、第１層と第３層の融点差を設けているため、製袋加工する時、熱シールバーに第1層が接触するためシールバーに融解した樹脂の付着がないことで、安定した生産ができる。
【０００９】
本発明に用いる第１層の高融点の熱可塑性合成繊維層は、通常、繊維径が10〜30μm、好ましくは12〜20μｍの太い繊維から成り、強度、通気性に優れ、磨耗強度が大きいことが好ましい。このような構成繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミド繊維などのポリアミド系繊維などの合成繊維があげられる。
【００１０】
本発明に用いる第３層の熱可塑性合成繊維層は、第１層の繊維より30℃以上、好ましくは50℃以上低融点の繊維からなり、袋構造体の熱シール面となる。繊維径は10〜30μm、好ましくは12〜20μｍの太い繊維が好ましい。構成繊維としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、共重合ポリプロピレンなどのオレフイン系繊維、ポリエチレンテレフタレートにフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオールの1種又は2種以上の化合物を共重合した芳香族ポリエステル共重合体、脂肪族ポリエステルなどのポリエステル系繊維、共重合ポリアミド繊維などの合成繊維が用いられる。さらに、芯鞘構造、サイドバイサイドなどの2成分からなる複合繊維、例えば、芯が高融点で鞘が低融点の複合繊維で、具体的には、芯がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、共重合ポリアミドなどの高融点繊維、鞘が低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、共重合ポリプロピレン、共重合ポリエステル、脂肪族ポリエステルなどの低融点繊維が好ましい。
【００１１】
本発明のフィルター材は、第１層と第３層の繊維に融点差を有することであるが、第３層を構成する繊維の融点差は、好ましくは３０℃以上、さらに好ましくは５０〜１５０℃の範囲で第１層より低温であることが好ましい。その結果、部分熱圧着時のロール温度範囲が広く設定できる。熱圧着ロール温度の上下差が150℃を超える場合は、高融点側のロール温度の影響を受けて低融繊維の劣化が生じ易くなる。一方、第１層と第３層との融点差が３０℃未満の場合は、熱圧着温度範囲が狭くなり、ロール温度の条件により強度、摩擦毛羽強度が影響を受け易くなる。
【００１２】
本発明の第２層極細繊維の繊維径は好ましくは7μm以下、より好ましくは1〜5μmであり、繊維間隙、及び最大開口径を小さくし、粉漏れ性を少なくする役目を有する。特に太い繊維間隙に、極細繊維が被覆するように積層されることにより、少ない極細繊維比率で繊維間隙を小さくできる。繊維径が7μmを超えると繊維間隙の被覆効果が低下する。
【００１３】
極細繊維の目付けは、好ましくは1g/m2以上、より好ましくは1.5〜10g/m2、さらに好ましくは2〜7g/m2である。極細繊維の目付け1g/m2未満では、極細繊維層の分散性が不充分となる。
【００１４】
積層不織布全体に対する第２層の極細繊維の含有比率は、通常、5〜50wt％、好ましくは7〜30wt%である。極細繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステル、脂肪族ポリエステルなどである。
【００１５】
本発明の食品用フィルター材を熱圧着で一体化するとは、例えば、公知のエンボスロールと平滑ロール間で加熱、圧着して接合することである。加熱温度は、繊維の軟化温度以上の温度から融点以下の温度範囲である。しかし、低融点繊維の熱劣化を考慮した場合、上下ロールの温度差を150℃以下、好ましくは130℃以下が好ましい。熱圧着の圧力は10〜1000ｋPa／cm、好ましくは50〜700kPa／ｃｍである。
【００１６】
熱圧着面積率は、5〜30%が好ましく、より好ましくは7〜25%である。圧着面積率が5%未満では、接合面積が少なくなり、磨耗強度が低下する。一方、30%超えると、磨耗強度が高くなるが、風合いがペーパーライクとなる。
【００１７】
本発明の食品用フィルター材を用いたその袋体の製袋加工は、前記フィルター材の第３層内側にして重ね合わせて、端部をシールとして、公知のシール法によりシールすることによって行われる。例えば、3包シール機、4包シール機などの熱シール法、超音波シール機などの超音波シール法などで行うことができる。さらに、2個以上の多数個連続の連包袋状に製袋加工することもできる。
【００１８】
本発明の袋体は、例えば、袋内に充填した充填物が落下や、重量物が載った時に破袋しないため、高いシール強度が必要である。従って、袋体のシール強度は、1N／25mm以上、好ましくは1.5N／25mm以上、より好ましくは2〜50N／25mmである。シール強度が1N／25mm未満では、シール部分が剥離し易くなり、内容物が外部に漏れるなどの問題が生じる。
【００１９】
さらに製袋加工を安定に行うためには、シール温度範囲が広いことが必要である。例えば、温度範囲が50℃以上、150℃以下が好ましい。これは、シール機のシール部の温度が開始時から少しずつ上昇し、さらに環境温度により変化するなど、一定温度にコントロールすることが難しいからである。温度範囲が50℃未満の狭い範囲の設定が必要な場合は、環境温度、ヒーター部の蓄熱などの影響でシール強度が変化するなどの問題が生じる。一方、150℃を超える温度範囲では、低融点繊維の熱劣化などで物性低下などを生じる。
【００２０】
本発明においては、食品用フィルター材のシール温度範囲を広くとることができ、且つ高く安定したシール強度を得ることができる。これは、第１層と第３層の繊維の層間で融点差を30℃以上設けているため、低融点層の繊維が軟化または融解しても、高融点繊維が所定の繊維形状を維持しているためである。従って、製袋加工時にシールバーに繊維の融解物が付着することがなくなる。
【００２１】
本発明において、食品用フィルター材及びその袋体は、微細粒の粉漏れが少なくでき、シール強度高く、剛性、成分抽出性に優れている。該フイルター材の目付は、10〜50g/m2、好ましくは12〜40g/m2である。目付けが10g/m2未満では、粉漏れし易くなり、シール強度、剛性などが低下する。一方、50g/m2を超えると、粉漏れがし難くなり、シール強度、剛性が大きくなり、成分抽出性が低下するなどがある。
【００２２】
本発明において、食品用フィルター材の最大開口径は、50μm以下、好ましくは40μm以下、より好ましくは1〜30μmである。最大開口径が50μmを超えると、繊維間隙が大きいために粉漏れし易くなり、特に、粒状のものが微細に破壊された場合に粉漏れしやすくなる。
【００２３】
本発明において、食品用フィルター材のKES曲げ剛性（純曲げ試験機 KES FB2―AUTO-A）は、被抽出物を入れたテトラパックなどの袋体に製袋した場合、輸送、保管及び抽出
時の形状保持するために必要な特性である。本発明のフィルター材の曲げ剛性は、0.005〜0.5gf・cm2/cmの範囲が必要であり、より好ましくは、0.01〜0.4gf・cm2/cm、特に好ましくは、0.015〜0.35gf・cm2/cmの範囲である。KES曲げ剛性が0.005gf・cm2/cm未満では、剛性が低く、製袋加工時に、折り曲げること、送り出すなどの加工性が低下する。一方、0.5gf・cm2/cmを超える場合は、剛性が高くなり、製袋加工性、形状保持性が良好となるが、食品用袋体に用いた場合、被抽出物のお湯による膨潤、拡大などを拘束するなどの問題が生じる。
【００２４】
本発明の袋体の粉漏れ率は10%以下が必要であり、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下である。粉漏れ率は、後述するように、JIS規格の標準ダストの7種を約10ｇ採取し、重量を測定(Ｗ1)、振るい器を用いて、測定試料の上に定量したダストを載せ、セットした後、１０分間振動して、振るい器の下の測定試料を通過したダスト重量(W2)を測定して、W2／W1×100 の式から求める。
【００２５】
本発明の袋体の成分抽出性は、30%以上、好ましくは、40%以上である。成分抽出性は、コーヒー粉末（レギュラーコーヒーの中挽粉末）を１０ｇ採取し、食品用袋体を形成させ、市販のコップにお湯150CC入れ、成分抽出させる食品用袋体をお湯の中に入れ、２分間後に食品用袋体をコップから取り出し、成分抽出液の濃さをUV分光計で測定し、成分抽出性とする（UV分光計 波長600nm PARAMETERS OF SPECTRUM）。
【００２６】
本発明の袋体に充填する被抽出物は、粉末形状、粒形状シート状物などの固形物であれば特に制限ない。例えば、嗜好性飲料用の緑茶、烏龍茶、麦茶、紅茶、などの茶葉、レギュラーコーヒーの細挽、中細挽き、粗挽き等の粉末、鰹、いりこ、鰯、昆布、煮干などの一種又は二種以上の混合粉末などである。
【実施例】
【００２７】
本発明を実施例に基づいて説明する。
測定方法は以下のとおりである。
（１）目付(g/m2)：縦20cm×横25cmの試料を3カ所切り取り、重量を測定し、その平均値を単位当たりの質量に換算して求める。(JIS-L-1906)
（２）平均繊維径(μm)：顕微鏡で500倍の拡大写真を取り、10本の平均値で求める。
（３）通気性：JIS-L-1906フラジュール法に準拠。
（４）粉漏れ率(％)：JIS-Z-8901試験用紛体7種ダストを約10g取り、重量W1を正確に測定し、25cm角の試料を切り取り、振動機に取り付け、10分間振動し、試料の通過したダスト重量W2を測定し、下記の式から求める。
粉漏れ率(wt％) ＝W2／W1 ×100
【００２８】
（５）平均流量孔径(μm)：ＰＭＩ社製のパームポロメーター型式CFP-1200AEXを用いる。
平均流量孔径は、CUMULATIVE FILTER FLOW VS DIAMETERグラフにおける
CUMULATIVE FILTER FLOWの値が５０％のDIAMETERとする。
測定には、浸液にＰＭＩ社製シルウイックを用いた。試料を浸液に浸して充分に脱気してから測定する。
（６）引張強力(N/5cm)：定長引張試験機を用い、試料幅5cm長さ30cmを切り取り、つかみ間隔20cm、引張速度10cm／minで、引張強度をタテ、ヨコ各々３カ所測定し、最大強度（タテ＋ヨコ）／２の平均値で示す。
【００２９】
（７）シール強度(N)：定長引張試験機を用い、試料幅25mm長さ200mmを切り取り、熱シール部分を約50mm上下方向に剥離し、180度剥離するように各々取り付け、つかみ間隔100mm、引張速度10cm／minで、剥離強度をタテ、ヨコ各々３カ所測定し最大強度の平均値で示す。
但し、シール温度150℃、時間1秒間、圧力5500kPa、シール面積7mm×25mm
（ 熱水処理として、沸騰液に10分間浸漬した後、取り出して測定する。）
（８）ＫＥＳ曲げ剛性（ｇｆ・ｃｍ２／ｃｍ）：測定装置は、カトーテック(株)社製KES・FB2-AUTO-Aを用いる。試料は、20cm×20cmであり、KES曲げ剛性を測定する。
本発明においては、試料のタテ及びヨコの数値が、0.005〜0.5gf・cm2/cmの範囲である。
【００３０】
[実施例１]
本発明のフィルター材の第３層が、スパンボンド用の２成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が芳香族ポリエステル共重合体(融点210℃)の芯鞘構造の平均繊径１7μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第２層のポリエチレンテレフタレート（溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用いメルトブロー用噴射口金から、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ３／ｈｒで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第１層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径１４μｍ、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、２５％エンボスロール、腺圧350N／cm、上下温度を230℃／145℃で熱圧着して実施例１の食品用フィルター材（目付け12g/m2）を得た。
【００３１】
得られたフィルター材の特性を表１に示す。表１の結果から、実施例１では、目付けが12g/m2と低目付けであったが、粉漏れ率、シール強度、曲げ剛性に優れた食品用フイルター材であることが分る。
【００３２】
[実施例２]
本発明の食品用フィルター材の第３層となる熱可塑繊維ウェブは、スパンボンド用の２成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が高密度ポリエチレン(融点130℃)からなる芯鞘構造の平均繊径16μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第２層のポリエチレンテレフタレート（溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用い、変化させて捕集ネット上に熱可塑性繊維ウェブとして捕集し、メルトブロー用噴射口金から、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ３／ｈｒで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第１層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径１４μｍ、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、これを圧着面積率が、１２％エンボスロールで、腺圧350N／cm、上下温度を220℃／110℃で熱圧着して実施例２の食品用フィルター材（30g/m2）を得た。
【００３３】
得られたフィルター材の特性を表１に示す。表１の結果から、本発明のフィルター材は、粉漏れ率、シール強度は非常に良好であり、優れたフイルター材であることが分る。
【００３４】
[実施例３〜４]
本発明の食品用フィルター材の第３層が、スパンボンド用の２成分紡糸口金から、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が芳香族ポリエステル共重合体(融点165℃)の芯鞘構造の平均繊径１7μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを作成し、第２層のポリエチレンテレフタレート（溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用いメルトブロー用噴射口金から、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ３／ｈｒで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第１層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径１４μｍ、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、１２％、２５％エンボスロール、腺圧350N／cm、上下温度を230℃／145℃で熱圧着して実施例3〜4の食品用フィルター材を得た。
【００３５】
得られたフィルター材の特性を表１に示した。表１の結果から、実施例３（20g/m2）、実施例４（25g/m2）は、粉漏れ率、シール強度、柔軟性のいずれにおいても、共にバランスの取れた条件であり、食品用フイルター材で好適であることが分る。
【００３６】
[実施例５]
本発明の食品用フィルター材の第３層として、熱可塑繊維ウェブは、スパンボンド用紡糸口金から、芳香族ポリエステル共重合体(融点210℃)の平均繊径15μm、目付け量を変えた繊維ウェブを作成し、第２層のポリエチレンテレフタレート（溶液粘度ηsp/c ０．５０）を用い、メルトブロー用噴射口金から、紡糸温度３００℃、加熱エアは３２０℃で１０００Ｎｍ３／ｈｒで、平均繊径2μm、目付け量を変えた極細繊維ウェブを吐出して積層し、その上に第１層の一般的なポリエチレンテレフタレートをスパンボンド用紡糸口金から、紡糸温度300℃で平均繊径１４μｍ、目付け量を変えた熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に積層繊維ウェブとして積層し、さらに圧着面積率が、２５％エンボスロール、腺圧350N／cm、上下温度を230℃／205℃で熱圧着して実施例５の食品用フィルター材（45g/m2）を得た。
【００３７】
得られたフィルター材の特性を表１に示す。表１の結果から、実施例５のフィルター材は、45g/m2の高目付けであったが、粉漏れ率、シール強度は非常に優れており、またやや柔軟性が低いが、実務上支障のない食品用フイルター材であった。
【００３８】
[比較例１]
一般的なポリエチレンテレフタレートを用い、実施例１と同じスパンボンド法で、紡糸温度３００℃で平均化繊維径１４μm、目付け３０g/m2の熱可塑性繊維ウェブを捕集ネット上に作成し、圧着面積率が１２％エンボスロールで、腺圧350N／cm、上下温度を230℃／235℃で熱圧着して不織布を得た。得られたフィルター材は、表１に示すように粉漏れ性が大きく低下しており、フイルター性能に劣るものであった。
【００３９】
[比較例2]
熱可塑繊維ウェブとしては、芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が高密度ポリエチレンからなるスパンボンド法の複合繊維の平均繊径16μm、目付け量を変えた複合繊維ウェブを、捕集ネット上に作成し、圧着面積率が２５％エンボスロールで、腺圧350N／cm、上下温度を120℃／110℃で熱圧着して不織布（３０g/m2）を得た。
【００４０】
得られたフィルター材は、表１に示すように粉漏れ性が大きく低下し、且つ、熱シールができるがシール部に低融点繊維が融着するなど、フイルター性能に劣るものであった。
【００４１】
【表１】
【００４２】
[実施例６]（コーヒーフイルター）
四面体形状の立体成形方式のヒートシール機を用いて、実施例４のフィルター材を幅150mmのテープ状にスリットしてから、760dtexのポリプロピレン糸の撚り糸と、タッグを温度180℃で接着し、150mmを折り畳み、端部をシール幅3mmの超音波ホーンを用いて、まず筒状にしてから70mmの間隔で筒の底部を同様に超音波シールし、袋形状としてから、袋の中にレギュラーコーヒー中細挽き粉末を10g入れ、さらに70mm長さ毎に底部に直交するよう直角方向に袋開口部を同様に超音波シールして１辺が70mmの四面体形状のコーヒーテトラパックを得た。
（シール強度16N／25mm）
本発明のコーヒーテトラパックは、形状の保持ができる剛性を有し、且つマグカップでの抽出時にも形状保持が出来た。既存のマグカップに、約150ccのお湯を注ぎ、得られた本発明のコーヒーテトラパックを入れ、約60秒間成分抽出させてからテトラパックをとりだした。コーヒーを飲んだところ、香りのある、美味しいコーヒーを飲むことができた。カップの底部に粉末が殆ど残らなかった。
【００４３】
[実施例７]（ダシ袋）
実施例３のフィルター材を幅220mmにスリットしたテープに、三方ヒートシール機を用いて、これを半分に折りながら、重ねあった端部を幅10mmに渡って温度140℃で熱シールし筒状にする。その後、筒の底部を140mmの間隔で幅10mmに渡って熱シールし袋形状にした後、その中に鯖、鰯、煮干、鯵などを成分とするダシの粉末を20g入れる。その後、袋の上部を幅10mmに渡り熱シールすることで、タテ140mm、ヨコ110mmの三方をシールされたダシ袋を得た。
本発明のダシ袋を入れた鍋に、約700ccの水を注ぎ、15〜30分浸し、そのまま火に掛けて沸騰させ、成分を抽出させてからダシ袋を取り出した。このダシ汁を飲んだところ、風味があって、美味しいダシ汁を飲むことができた。鍋の底部にはダシの粉末が殆ど残らなかった。
（初期のシール強度8.4N／25mm、抽出後のシール強度 9.1N／25mm）
【００４４】
[実施例８]（紅茶）
四面体形状の立体成形方式のヒートシール機を用いて、実施例１のフィルター材を幅100mmのテープ状にスリットしてから、760dtexのポリプロピレン糸の撚り糸と、タッグを温度180℃で接着し、150mmを折り畳み、端部をシール幅3mmの超音波ホーンを用いて、まず筒状にしてから50mmの間隔で筒の底部を同様に超音波シールし、袋形状としてから、袋の中に紅茶の葉を２g入れ、さらに50mm長さ毎に底部に直交するよう直角方向に袋開口部を同様に超音波シールして１辺が50mmの四面体形状の紅茶テトラパックを得た。
【００４５】
本発明の紅茶テトラパックを入れたティーカップに、約150ccのお湯を注ぎ、約60秒間成分抽出させてからこれを取り出した。この紅茶を飲んだところ、香りのある、美味しい紅茶を飲むことができた。カップの底部に粉末が殆ど残らなかった。（シール強度 6.6N／25mm）
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の食品用フイルター材及びその袋体は、粉漏れ性、熱シール加工性、シール強度、剛性などに優れているため、粉末、粒状物などの被抽出物の包装材として広い用途に用いることができる。例えば、嗜好飲料用、及び、出汁用成分抽出に好ましく利用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層の熱可塑性合成繊維層、第２層の極細繊維層、第３層として第１層の構成繊維の融点より30℃以上低融点である熱可塑性合成繊維を含む層を、積層して熱圧着で一体化した積層不織布からなり、該積層不織布の目付が10〜50g/m2、KES曲げ剛性が0.005〜0.5gf・cm2/cm、粉漏れ率10%以下、シール強度が1N／25mm以上であることを特徴とする食品用フィルター材。
【請求項２】
前記第１層及び第３層を構成する繊維の平均繊維径が10〜30μm、第２層の平均繊維径1〜7μmであることを特徴とする請求項１に記載の食品用フィルター材。
【請求項３】
前記第３層を構成する繊維の融点が、第１層を構成する繊維の融点よりも３０〜１５０℃の範囲で低いことを特徴とする請求項１または２に記載の食品用フィルター材。
【請求項４】
前記第３層の熱可塑性繊維が鞘芯型複合繊維であり、芯部が高融点成分で、鞘部の成分が芯部より30℃以上低融点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の食品用フィルター材。
【請求項５】
前記第３層の熱可塑性繊維が、芳香族ポリエステル系共重合体からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の食品用フィルター材。
【請求項６】
前記第２層の極細繊維の目付けが1〜10g/m2であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の食品用フィルター材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の食品用フイルター材を、第３層を内側にして重ね合わせ、熱シールして袋体を形成した後、該袋体に被抽出物を充填し、密封することを特徴とする食品封入袋体の製法。
【請求項８】
前記被抽出物が、コーヒー粉末、茶葉および出汁粉末から選ばれることを特徴とする請求項７記載の食品封入袋体の製法。
【請求項１】
第１層の熱可塑性合成繊維層、第２層の極細繊維層、第３層として第１層の構成繊維の融点より30℃以上低融点である熱可塑性合成繊維を含む層を、積層して熱圧着で一体化した積層不織布からなり、該積層不織布の目付が10〜50g/m2、KES曲げ剛性が0.005〜0.5gf・cm2/cm、粉漏れ率10%以下、シール強度が1N／25mm以上であることを特徴とする食品用フィルター材。
【請求項２】
前記第１層及び第３層を構成する繊維の平均繊維径が10〜30μm、第２層の平均繊維径1〜7μmであることを特徴とする請求項１に記載の食品用フィルター材。
【請求項３】
前記第３層を構成する繊維の融点が、第１層を構成する繊維の融点よりも３０〜１５０℃の範囲で低いことを特徴とする請求項１または２に記載の食品用フィルター材。
【請求項４】
前記第３層の熱可塑性繊維が鞘芯型複合繊維であり、芯部が高融点成分で、鞘部の成分が芯部より30℃以上低融点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の食品用フィルター材。
【請求項５】
前記第３層の熱可塑性繊維が、芳香族ポリエステル系共重合体からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の食品用フィルター材。
【請求項６】
前記第２層の極細繊維の目付けが1〜10g/m2であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の食品用フィルター材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の食品用フイルター材を、第３層を内側にして重ね合わせ、熱シールして袋体を形成した後、該袋体に被抽出物を充填し、密封することを特徴とする食品封入袋体の製法。
【請求項８】
前記被抽出物が、コーヒー粉末、茶葉および出汁粉末から選ばれることを特徴とする請求項７記載の食品封入袋体の製法。
【公開番号】特開２００８−５４８４０（Ｐ２００８−５４８４０Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３４０２０（Ｐ２００６−２３４０２０）
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（３０３０４６３０３）旭化成せんい株式会社 (548)
【Ｆターム（参考）】
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