生物降解性无纺布的制作方法

文档序号:17743794发布日期:2019-05-24 20:27阅读:368来源:国知局
生物降解性无纺布的制作方法

本发明涉及具有高伸长率、高热稳定性、成型加工特性优异的生物降解无纺布和成型体。



背景技术:

以往已知由生物降解性无纺布形成的成型体,其被用于各种领域、用途被广泛展开。成型体可以通过将无纺布热成型来得到,但是热成型中,难以得到没有破裂、拉伸不均少、沿着成型模具形状的形状漂亮的成型体。

以下的专利文献1中公开了得到由聚乳酸系聚合物和脂肪族聚酯共聚物形成的生物降解性长纤维无纺布的方法,通过构成聚乳酸系聚合物形成海部、脂肪族聚酯共聚物形成岛部的海岛型复合长纤维,使形成岛部的脂肪族聚酯共聚物在纤维表面露出,由此得到热粘接性提高、具有成形性的无纺布,但是热成型中,对于在更短时间内得到没有破裂、拉伸不均少、沿着成型模具形状的形状漂亮的成型体而言不充分。

另外,以下的引用文献2及引用文献3中公开了得到由聚乳酸或聚琥珀酸丁二醇酯形成的生物降解性成形用无纺布的方法,但是由于构成纤维之间部分地热压接来形成,因此纤维之间的粘合过强,而在热成型中,难以得到没有破袋、成型深度深的成型体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5486331号公报

专利文献2:日本专利第3432340号公报

专利文献3:日本特开2000-136479号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

鉴于前述的现有技术的问题,本发明的目的在于,提供具有生物降解性的同时具有高伸长率、高热稳定性和成型性优异的无纺布。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述问题而深入研究反复实验结果,着眼于成型前的无纺布的特性发现,通过由聚乳酸系聚合物的纤维构成、120℃时的md方向的伸长率为50%以上并且利用热机械分析得到的80℃~140℃时的md方向的尺寸变化率为±4%以下,可以在更短的时间内得到热成型时没有破裂、拉伸不均少、形状漂亮的成型体,可以得到热成型时处理性良好、无纺布可以追随复杂的成型形状、外观性优异的成型体。进而,本发明人等也发现,对于成型体的热稳定性,利用热机械分析(tma)在30~100℃下对于构成容器的成型体片施加负荷0.05n/2mm时的md方向的伸长变化率为4%以下,由此提取时不会受到内容物的膨胀的影响、可以抑制由于对提取机内部的梁等的接触、摩擦所导致的容器的破袋,从而完成了本发明。

即,本发明如以下所述。

[1]一种热成型用的生物降解性无纺布,其由聚乳酸系聚合物的纤维构成、单位面积重量为20~350g/m2

[2]根据前述[1]所述的生物降解性无纺布,其中,120℃时的md方向的伸长率为50%以上、并且利用热机械分析得到的80℃~140℃时的md方向的尺寸变化率为±4%以下。

[3]根据前述[1]或[2]所述的生物降解性长纤维无纺布,其中,前述无纺布在动态粘弹性评价的温度依存性试验中90℃~150℃的温度范围内的储能模量为10~500mpa。

[4]根据前述[1]~[3]中任一项所述的生物降解性无纺布,其中,前述无纺布的经向撕裂强度除以单位面积重量得到的值为0.002~0.5n/(g/m2)。

[5]根据前述[1]~[4]中任一项所述的生物降解性无纺布,其中,前述无纺布中的纤维的双折射率为0.002~0.10。

[6]根据前述[1]~[5]中任一项所述的生物降解性无纺布,其中,前述无纺布中的纤维除了前述聚乳酸系聚合物之外,还含有以全部树脂重量作为基准为0.5~30重量%的脂肪族酯共聚物。

[7]根据前述[1]~[6]中任一项所述的生物降解性长纤维无纺布,其中,前述无纺布的平均纤维直径为1~40μm、并且前述无纺布由长纤维构成。

[8]根据前述[1]~[7]中任一项所述的生物降解性无纺布,其中,前述无纺布在动态粘弹性评价的温度依存性试验中的损耗角正切值(tanδ)的最大值为0.5以下。

[9]根据前述[1]~[8]中任一项所述的生物降解性无纺布,其中,前述无纺布的动态粘弹性评价的温度依存性试验中的储能模量的10~70℃时的储能模量为200mpa以上。

[10]根据前述[1]~[9]中任一项所述的生物降解性无纺布,其中,关于将前述无纺布在温度120℃中对md/cd双轴两方向同时拉伸到面积倍率6.25倍而成的拉伸片材的2.5cm见方单位面积重量,r/ave的值为1.0以内。

[11]前述[1]~[10]中任一项所述的生物降解性无纺布的制造方法,其包括在50℃~160℃的范围内进行固定长度热定形的工序。

[12]一种成型体的制造方法,其包括利用热成型将前述[1]~[10]中任一项所述的生物降解性长纤维无纺布一体加工的工序。

[13]根据前述[12]所述的方法,其包括将无纺布预热到55℃~160℃的工序。

[14]一种成型体,其由前述[1]~[10]中任一项所述的生物降解性无纺布构成、成型指数为1.1以上。

[15]一种成形体组,其由前述[1]~[10]中任一项所述的生物降解无纺布构成,成形指数为1.1~20倍,并且自通过连续的无纺布利用相同的成形机成形的至少10个以上的成形体的底部相同位置采集的布帛片的单位面积重量的r/ave的值为0.5以内。

[16]一种生物降解性饮料提取用容器,其为前述[14]所述的成型体,其特征在于,利用热机械分析(tma)在30~100℃下对于构成容器的成型体片施加负荷0.05n/2mm时的md方向的伸长变化率为4%以下。

[17]根据前述[16]所述的饮料提取用容器,其中,沸水浸渍时的容量变化为20%~90%。

[18]根据前述[16]或[17]所述的饮料提取用容器,其特征在于,所构成的无纺布成型体的取向度为0.010以上。

[19]根据前述[16]~[18]中任一项所述的饮料提取用容器,其中,所构成的无纺布成型体的结晶度为30~70%。

发明的效果

本发明的生物降解性无纺布可以在更短的时间内得到热成型时没有破裂、拉伸不均少、形状漂亮的成型体,另外,可以得到热成型时处理性良好、进而由于热成型时无纺布可以追随复杂的成型形状而外观性优异的成型体、例如食品容器。

附图说明

图1为本发明的其它的实施方式的饮料用提取容器的结构的代表例的示意图。

图2为说明本发明的其它的实施方式的带盖的饮料用提取容器的代表例的示意图。

图3为表示实施例10、比较例1中的储能模量的温度依存性评价的图。

图4为表示实施例10、比较例1中的损耗角正切值的温度依存性评价的图。

具体实施方式

以下对于本申请发明的实施方式进行详细说明。

对于本实施方式的生物降解性无纺布,热环境下的伸长率和尺寸变化率合适,可以表现出高的成型加工特性。

本实施方式的生物降解性无纺布具有成型加工特性。以往,在具有成型加工特性的生物降解性无纺布的制造中,着眼于刚纺丝之后的丝的特性,表现出伸长率,改善无纺布的热压接加工等问题。与此相对地,本实施方式的生物降解性无纺布中,着眼于用于成型的无纺布其本身的特性和成型体其本身的特性,得到具有高的成型加工特性的无纺布和热稳定性优异的提取容器(成型体)。

[聚乳酸系聚合物]

作为构成本实施方式的生物降解性无纺布的纤维的聚乳酸系聚合物(以下也称为pla),可列举出选自由d-乳酸的聚合物、l-乳酸的聚合物、d-乳酸和l-乳酸的共聚物、d-乳酸和羟基羧酸的共聚物、l-乳酸和羟基羧酸的共聚物、以及d-乳酸、l-乳酸和羟基羧酸的共聚物组成的组中的聚合物、或该聚合物中的两种以上的混合体。聚乳酸聚合物的d/l比可以在不会阻碍纺丝性、无纺布特性的范围内设定,全部聚乳酸重量中的d体比率优选为0~15%、更优选0.1~10%、进一步优选0.1~6%。若d体比率处于这些范围内则纺丝性良好,可以稳定地得到无纺布,另外,熔点、结晶性等处于适当的范围内,容易得到所希望特性的无纺布。

本实施方式的聚乳酸系聚合物的mfr优选为20~120g/10分钟、更优选30~70g/10分钟。若mfr为20g/10分钟以上则熔融粘性合适,纺丝工序中容易产生纤维的细化,因此纺丝性良好。另一方面,若mfr为120g/10分钟以下则熔融粘性合适,因此在纺丝工序中产生单丝断头的情况少,纺丝性良好。

[脂肪族聚酯共聚物]

作为脂肪族聚酯共聚物,可列举出例如聚(α-羟基酸)或以它们作为主要的重复单元要素的共聚物、聚(ε-己内酯)、聚(β-丙内酯)那样的聚(ω-羟基烷酸酯)、聚-3-羟基丙酸酯、聚-3-羟基庚酸酯、聚-3-羟基辛酸酯那样的聚(β-多羟基烷酸酯)、或构成它们的重复单元要素和构成聚-3-羟基戊酸酯、聚-4-羟基丁酸酯的重复单元要素的共聚物。另外,可列举出包含二元醇和二羧酸的缩聚物的聚亚烷基二羧酸酯、例如聚草酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚壬二酸乙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚癸二酸丁二醇酯、聚癸二酸己二醇酯、聚草酸新戊酯、或形成构成它们的重复单元要素的聚亚烷基二羧酸酯共聚物。

进而,可列举出选择这些具有生物降解性的各聚合物多种、将它们混合而成的混合物。作为脂肪族聚酯共聚物,从与聚乳酸的相容性、纺丝性的观点考虑,优选为聚琥珀酸丁二醇酯(以下也称为pbs)。

脂肪族酯共聚物的mfr优选为纺丝工序的拉伸性良好的100g/10分钟以下、更优选20~80g/10分钟、进一步优选30~70g/10分钟。另外,聚乳酸系聚合物与脂肪族聚酯共聚物的熔融流量比需要处于0.2~1.5的范围内。即,0.2≤[脂肪族聚酯共聚物的熔融流量/聚乳酸系聚合物的熔融流量]≤1.5、优选0.3~1.4。若熔融流量比处于这些范围内则纺丝性良好、并且脂肪族聚酯共聚物的分散性变得良好,因此得到稳定的热粘接性。

前述纤维除了前述聚乳酸系聚合物之外,可以还含有以全部树脂重量作为基准为0.5~30重量%的脂肪族酯共聚物。脂肪族聚酯共聚物的添加量在将树脂的总量作为100重量%时为0.5~30重量%、优选3~27重量%、更优选5~25重量%。若添加量为0.5重量%以上则容易调整无纺布的结晶性,热特性变得良好。另一方面若添加量为30重量%以下则结晶化加速,纺丝时纤维之间或纤维与设备不会粘接密合,因此能够进行稳定生产。

对于本实施方式的无纺布的制造方法没有限定,通过公知的纺粘法、熔喷法、气流成网法、梳理法、抄造法等得到。作为无纺布的粘接方法,可以使用压花加工、热粘合、柱状流交织、机械交织、针刺等。从可以有效地生产、也可以抑制成型后的起毛等观点考虑,优选为长纤维无纺布、进而利用纺粘法制造。

使用纺粘法的情况下,将树脂加热熔融并自纺丝喷嘴喷出,将所得到的纺出丝条使用公知的冷却装置冷却,利用吸气装置等吸引装置牵引细化。接着,将自吸引装置排出的丝条组开纤后,堆积于传送带上形成网。接着对于形成于该传送带上的网,使用经过加热的压花辊等部分热压接装置部分地实施热压接,由此得到长纤维纺粘无纺布。

使用纺粘法的情况下,没有特别限定,为了提高网的均匀性,例如使用日本特开平11-131355中公开那样的通过电晕设备等使纤维带电的方法;使用平板状的分散板等那样的控制气流的装置,调整喷射器的喷出部分的气流的速度分布等使纤维开纤后,喷出网,抑制网的飞散的同时层叠于捕集面的方法,由此形成进一步优选的制法。

利用纺粘法得到的无纺布的布强度强、并且具有没有由于结合部的破损所导致的短纤维的脱落等物性上的特征,另外由于成本低且生产率高,以卫生、土木、建筑、农业·园艺、生活材料为中心用于广泛用途。

本实施方式的生物降解性无纺布的特征在于,利用热机械分析得到的80℃~140℃时的md方向的尺寸变化率为±4%以下。

本实施方式的生物降解性无纺布利用热机械分析得到的80℃~140℃时的md方向的尺寸变化率为±4%以下、优选±2%以下。尺寸变化率不会过高的情况下,在成型温度附近,具有适当的柔软性,即使是复杂形状的成型,无纺布也可以追从,可以得到破袋少、所形成的成型体的表面的凹凸少、无纺布部分地伸长这样的伸长率不均少、形状漂亮的外观性优异的成型体。另一方面,尺寸变化率低于负4%的情况下,即,收缩过大的情况下,由于成型时的预热所导致的热、模具的辐射热而布不稳定,所得到的成型体的形状差,不能得到容量大的成型体。另一方面,尺寸变化率超过负4%的情况下,即,伸长率过大的情况下,由于成型时的预热所导致的热、模具的辐射热而布不稳定,所得到的成型体的形状变差。

作为使尺寸变化率处于范围内的具体的方法,例如可以通过调整生物降解性无纺布的树脂种类、树脂的混合比率、纺丝时的树脂温度、喷出量、速度、气氛温度、冷却等纺丝条件、预压接、热压接时的辊温度、压力、速度、熟化等条件、保管条件等来进行。具体而言,例如可以通过加快纺丝速度、降低气氛温度、升高冷却条件,高温下进行热压接,对于进行了预压接的无纺布网在不会过高的温度下进行固定长度热定形等,来得到尺寸变化少的布。

本实施方式的生物降解性无纺布的特征在于,120℃时的md方向的伸长率为50%以上。

本实施方式的生物降解性无纺布需要在成形加工时具有加热时伸长性。因此,例如无纺布需要由低拉伸丝形成、纤维在加热时伸长或无纺布的构成纤维产生偏移。因此,对于本发明的生物降解性无纺布的加热时伸长性,温度120℃时的伸长率为50%以上、优选50%~500%、更优选100%~400%、进一步优选180%~350%。若伸长率处于范围内则成型性良好,伸长率越大则成型深度深的深拉深成型越容易。

作为使120℃时的伸长率处于范围内的具体的方法,例如可以通过调整生物降解性无纺布的树脂种类、树脂的混合比率、纺丝时的树脂温度、喷出量、速度、气氛温度、冷却等纺丝条件、预压接、热压接时的辊温度、压力、速度、熟化等条件、保管条件等来进行。具体而言,例如通过纺丝时的纺丝速度不会过高、在不会过高的温度下进行热压接,在纺丝时的气氛温度不会过低的状态下得到无纺布网、进行热压接等,可以得到无纺布具有适当的粘接点的同时具有高的伸长率的无纺布。

对于本实施方式的生物降解性无纺布,经向撕裂强度除以单位面积重量得到的值优选为0.002~0.5n/(g/m2)、更优选0.005~0.2n/(g/m2)。经向撕裂强度与纤维的强度、伸长率和纤维之间的粘接强度强烈相关。经向撕裂强度过小的情况下,存在纤维的强度小或者纤维之间的粘接过强的情况。另一方面,经向撕裂强度过大的情况下,存在纤维的强度、伸长率大或者纤维之间的粘接过弱的情况。对于撕裂强度造成影响的纤维的强度、纤维之间的粘接力,可以通过纺丝速度、树脂温度等纺丝条件、压花加工、轧光加工等、热压接加工时的加工温度、加工速度、熟化条件等来形成适当的范围。

经向撕裂强度除以单位面积重量得到的值不会过大的情况下,构成生物降解性无纺布的纤维之间适当粘接,即使成型后,纤维之间也适当具有粘接性,因此即使成型后,纤维也不易漂浮、不易产生绒毛。进而,经向撕裂强度除以单位面积重量得到的值不会过大的情况下,具有适当的刚性,即使在工序张力下也具有适当的张力,无纺布容易通过工序,是合适的。另一方面,经向撕裂强度除以单位面积重量得到的值不会过低的情况下,纤维之间适当粘接,纤维强度也不会过低,生物降解性无纺布具有适当的伸长率和强度,处理变得容易。

另外,对于纬向撕裂强度,优选在构成生物降解性无纺布的纤维之间适当粘接的范围内设定,在具有经向撕裂强度的同时具有适当的刚性,无纺布可以通过工序的范围内设定。

本实施方式的生物降解性无纺布(自无纺布取样的构成生物降解性无纺布的长纤维)的双折射率(即,并非构成无纺布的长纤维刚纺丝之后的双折射率)优选为0.002~0.10、更优选0.005~0.10、进一步优选0.010~0.025。双折射率不会过高的情况下,可以得到高伸长率的生物降解性无纺布,双折射率不会过低的情况下,可以具有热环境下的稳定性。本实施方式的生物降解性无纺布(自无纺布取样的构成生物降解性无纺布的纤维)的双折射率为生物降解性无纺布的特性,构成生物降解性无纺布的热压接前、刚纺丝之后的长纤维的双折射率若处于不会阻碍纺丝性、热压接性、无纺布的伸长率表现等的范围内则没有特别限定。

本实施方式的生物降解性无纺布(自无纺布取样的构成生物降解性无纺布的纤维)的结晶度优选为30~70%、更优选35~62%、进一步优选38~57%。结晶度不会过低的情况下,不会存在成型加工时布自成型模具脱落时收缩而成型体的形状变形的情况,另一方面,结晶度不会过高的情况下,成型加工时可以不会破袋地进行加工。

本实施方式的无纺布的单位面积重量为20~300g/m2、优选20~250g/m2。若单位面积重量为20g/m2以上则强度变得充分,另一方面若为300g/m2以下则成型加工时可以不会对于成型加工设备施加大的负担地进行加工。

本实施方式的生物降解性无纺布(自无纺布取样的构成生物降解性无纺布的纤维)的平均纤维直径优选为1~40μm、更优选10~40μm、进一步优选15~35μm。通过单位面积重量和平均纤维直径,可以适当选定通液性和内容物保持性,平均纤维直径不会过小的情况下,作为容器可以保持内容物(粉体泄漏性良好),平均纤维直径不会过大的情况下,通液速度不会过慢。

对于构成本实施方式的生物降解性无纺布的纤维的形状没有特别限定,使用圆型、扁平型、c型、y型、v型等异形截面等,优选为圆型截面,进而可以为海岛结构、芯鞘结构、拼合结构。

作为本实施方式的生物降解性无纺布的形状,例如可以为ss、sms、smms、smsm等多层层叠无纺布之内的一层。在此,s指的是纺粘法的长纤维无纺布、m指的是熔喷法的超细无纺布。另外,也可以将生物降解性无纺布作为基材来层叠短纤维无纺布层。

本实施方式的生物降解性无纺布通过公知的纺粘法、熔喷法、闪蒸法、热粘合法、气流成网法、柱状流交织、机械交织等得到。从无纺布强度的观点考虑,优选为利用纺粘法得到的长纤维无纺布。

构成本实施方式的生物降解性无纺布的纤维可以为至少包含聚乳酸系聚合物、优选还包含脂肪族聚酯共聚物的低拉伸复合纤维。对于聚乳酸系聚合物纤维和脂肪族聚酯共聚物的低拉伸复合纤维,将纺丝工序的结晶取向度抑制得低,结晶度低,拉伸性良好,能够实现高伸长率、高拉伸。优选使用以纺丝速度500~3000m/分钟的低纺丝速度得到的纤维、更优选使用纺丝速度700~2700m/分钟、进一步优选900~2500m/分钟。通常纺丝速度快的情况下,刚纺丝之后的丝形成结晶性、取向性高的丝,纺丝速度慢的情况下,形成结晶性低、取向性低的丝。

构成本实施方式的生物降解性无纺布的纤维的制造中,根据需要,在构成无纺布的纤维可以还添加其它树脂、脂肪族聚酯共聚物以外的共聚物、阻燃剂、无机填充剂、柔软剂、增塑剂、颜料、抗静电剂等中的一种或两种以上。

本实施方式的生物降解性无纺布的制造中的热压接可以进行压花加工,但是由于热拉伸性容易增大,因此优选在进行了预热压接的无纺布网的纤维的表面通过点粘接而一体化。对于预热压接的方法没有特别限制,但是优选列举出使用在至少一表面具有凹凸花纹的一对压花辊的方法、使用表面平坦的一对平滑辊的方法等,另外,也可以使用针刺法、水刺法等使无纺布接合的方法。

得到通过点粘接而一体化了的无纺布的情况下,通过以2个阶段进行预热压接和热粘接,生物降解性无纺布中的纤维结合停留于轻度的热粘接,纤维表面中的点状粘接成为主体,即使通过预热压接而附加了压花花样,也会通过第2阶段的在面上得到抑制的热粘接,在压花花样的周围微小地表现出热收缩,压花花样脱落或变弱的同时,生物降解性无纺布整体的单位面积重量不均减轻。

将预压接中的压花加工和热压接组合的情况下,为了热拉伸时应力不会过度集中,通过压花加工进行的压接,优选不会过强。对于压花加工中的压接面积比率没有特别限制,优选为高频且弱的粘接。压接面积比率相对于无纺布全部面积优选为3~50%、更优选5~40%。

第2阶段的热粘接若为在面上抑制无纺布的热粘接方法则没有特别限制,但是优选使用包毡滚筒轧光加工、热风加工。

另外,进行了作为无纺布的热粘接中使用的通常的加工方法的压花加工的情况下,纤维之间通过热压接而被牢固地压接,因此在压接部,不能维持纤维形状,纤维为被压碎的形状,纤维之间互相热粘而呈现薄膜状,为形成压花花样的状态。想要将包含结晶化过度进行、薄膜化了的部分的无纺布在热环境下拉伸的情况下,有可能难以得到高的伸长率。另外,使用了利用压花加工制作的无纺布的成型体中,由于包含薄膜化了的部分,因此在需要通液性的用途中,通液性变差,有可能产生不良问题。

将本实施方式的生物降解性无纺布预粘接的情况下,首先使用至少一表面具有凹凸花纹的一对压花辊,以辊温度25~100℃、优选35~80℃的温度在线压力50~1000n/cm、优选200~700n/cm下进行热粘接,由此得到经过预热压接的生物降解性无纺布。接着,使用包毡滚筒轧光辊将经过预热压接的生物降解性无纺布,在辊温度50~160℃、优选80~150℃的温度下进行热粘接,由此在纤维之间的交织点处纤维的表面熔融而互相以点状粘接,可以增大该粘接部的存在的频率。进而该点状的粘接与通常的热粘接相比为弱的接合,因此以小的应力就可以均匀地进行拉伸加工,因此适于伴随有大的拉伸的热成形。

作为得到本实施方式的生物降解性无纺布的方法,优选进行固定长度热定形。刚纺丝之后的无纺布网通过在热压接时、在施加张力的状态下施加热,得到无纺布的表面性良好、具有热伸长性的无纺布,成型加工时也不会破裂、得到形状漂亮的成型体,所以优选。作为进行固定长度热定形的方法,可以使用通常的方法,可以使用热风干燥、针链拉幅机干燥、加热板、轧光加工、包毡滚筒轧光加工、热风加工、热压等。作为进行固定长度热定形的温度范围,若为构成无纺布的树脂不会附着于装置、得到无纺布的纤维被适当粘接的状态的温度则没有特别限定,但是优选为50℃~160℃、更优选70℃~160℃、进一步优选80℃~150℃。进行固定长度热定形的温度不会过高的情况下,源自无纺布的污染不易附着于装置,可以处理性、生产率良好地得到无纺布。另一方面,不会过低的情况下,可以得到无纺布的纤维被适当地粘接的状态。

以往,作为具有热成型性的无纺布,通过降低刚纺丝之后的纤维的结晶度、取向度而得到热时伸长率。但是,形成刚纺丝之后的纤维的结晶度、取向度低的状态为残留对于热的不稳定性的状态,形成无纺布时,难以使热压接的状态适当。例如进行通过压花进行的热压接的情况下,在压花部形成结晶部分多的状态,另一方面在非压花部形成非结晶部多的状态,热成型时,压花部与非压花部的边界部、压花部容易被破坏,有可能难以得到热成型时不会破裂、形状漂亮的成型体。另外,作为将结晶度、取向度设定得低的方法,也可进行调整纺丝条件,但是降低纺丝速度、不对纤维施加拉伸的情况下,形成结晶度、取向度低的无纺布网,若在结晶度、取向度低的状态下进行热压接则存在结晶化过度进行、而不能得到成型性优异的无纺布的情况。因此,本实施方式中,为了使不稳定的无纺布的状态下的加工更稳定化,优选进行热压接、包毡滚筒轧光加工、热风加工、熟化等。

迄今,作为用于得到热成型性的方法,需要如专利文献1~3、日本特公平01-047581号公报中记载那样在纺丝时抑制取向结晶。使纺速慢、形成具有多的非结晶部的结构。但是,具有多的非结晶部的无纺布为容易受到热的影响的状态,热环境下大多没有尺寸稳定性。在此,若将聚乳酸的树脂特性与聚酯比较来考虑,则聚乳酸由于熔点低、熔点与玻璃化转变温度之差小、结晶时间慢,因此热成型时需要花费充分的时间/热。但是若为了提高无纺布的热稳定性,而进行压花加工等,则产生收缩、处于难以制作无纺布的状态。因此,具有尺寸稳定性的本实施方式的生物降解性无纺布优选进行可以在具有张力的状态施加热的固定长度热定形。

进而,本实施方式中,作为成型无纺布的热特性评价,着眼于动态粘弹性的温度依存性评价中的储能模量和损耗角正切值,将该参数最合适化,由此得到作为成型用无纺布的良好的延展性、耐热稳定性。

为了得到延展性优异的无纺布,控制树脂的非晶部分的运动性、取向是重要的,因此以往采用降低刚纺丝之后的纤维的结晶度、取向度等手法。但是,实际的成型时,在常温下的搬送、预热时、热成型所造成的加热等温度环境下使用无纺布,难以以这些物性值唯一评价适性。因此使用评价相对于温度变化的树脂的刚软性的动态粘弹性的温度依存评价中的储能模量、和损耗角正切值来评价成型工序中的适性,将无纺布的制造条件最合适化,由此得到延展性、热稳定性优异的无纺布。

对于本实施方式的无纺布,动态粘弹性的温度依存性评价中的90℃~150℃的温度范围内的储能模量始终为15~500mpa、优选20~300mpa、更优选20~200mpa、特别优选25~150mpa。通过90℃~150℃时的储能模量处于该范围内,进行热压成型时,可以得到可以追从于由于模具所导致的变形、破袋少、所形成的成型体的表面的凹凸少、无纺布部分地伸长那样的伸长不均少、形状漂亮的外观性优异的成型体。另一方面,储能模量低于该范围的情况下,由于成型时的热而无纺布的机械的强度过度降低,因此容易产生由于模具的形状、加热的温度不均等所导致拉伸不均。另一方面,储能模量超过该范围的情况下,即使成型时提供热、也会由于机械的强度进一步高而在利用模具拉伸时布帛容易断裂。

对于本实施方式的无纺布而言,动态粘弹性的温度依存性评价中的10℃~70℃的温度范围内的储能模量始终为200mpa、优选250mpa以上、更优选300mpa以上。通过10℃~70℃时的储能模量处于该范围内,在成型工序中,无纺布不会断裂、变形,可以良好地搬送无纺布。

对于本实施方式的无纺布而言,在动态粘弹性评价的温度依存性试验中的损耗角正切值(tanδ)的最大值为0.5以下、优选0.45以下、更优选0.4以下。在动态粘弹性的温度依存性试验中得到的tanδ的最大值的大小表示分子的自由度,值越大则分子的可动区域越宽。即,若任意温度下的tanδ为1以上则该温度下的分子的自由度大,布帛对于热而言不稳定,诱发热收缩等。

对于本实施方式的无纺布而言,动态粘弹性评价的温度依存性试验中的储能模量相对于温度的变化率优选为3~50mpa、更优选5~35mpa、进一步优选10~25mpa。若储能模量相对于温度的变化率处于上述范围内,则在热成型时对于成型模具的追从性适当,可以没有成型不均、破袋地进行成型。储能模量相对于温度的变化率小于上述范围的情况下,成型时片材的刚性高,因此对成型模具的追从性差,产生由于片材破裂所导致的破袋。另一方面,储能模量相对于温度的变化率大于上述范围的情况下,对于成型时的变形,追从性变得过于良好,产生由于过拉伸所导致的网眼、破袋。

需要说明的是,储能模量相对于温度的变化率可以通过进行动态粘弹性的温度依存性试验时的储能模量的变化除以温度变化的值而成的下述式算出:

动态粘弹性的温度依存性试验=-δ储能模量/δ温度。

特别是在成型工序中,为了提高生产率而以多列进行成型,因此在设备上容易产生列方向中的加热不均等精度不均。因此,通过无纺布的动态粘弹性的温度依存性评价中的储能模量、损耗角正切值、储能模量相对于温度的变化率处于上述记载的范围内,能够抑制成型时的破袋、成型不均,能够进行品质上稳定的生产。

对于用于使动态粘弹性评价中的储能模量、损耗角正切值处于上述范围内的具体的方法没有特别限制,发明人等使纺丝得到的布帛的热压接方法、和利用热压接得到的无纺布中的纤维的双折射率为最合适的值,由此完成了本发明。作为具体的方法,例如可以通过调整无纺布的树脂种类、树脂的混合比率、纺丝时的树脂温度、喷出量、速度、气氛温度、冷却等纺丝条件、预压接、热压接时的辊温度、压力、速度、熟化等条件、保管条件等来进行。具体而言,例如通过使纺丝时的纺丝速度不会过高、在不会过高的温度下进行热压接,在纺丝时的气氛温度不会过低的状态下得到无纺布网并进行热压接等,可以得到无纺布具有适当的粘接点的同时具有高的伸长率的无纺布。

进行成型时,无纺布通过模具而在无纺布的流通方向、宽度方向的两轴同时被拉伸。因此,本发明人等作为评价热成型中的成型后的均匀性的指标,除了迄今使用的单轴方向中的拉伸试验之外,还通过在双轴两轴方向同时拉伸、评价单位面积重量不均来评价无纺布的均匀成型性。

本实施方式的生物降解性无纺布的特征在于,关于在温度120℃中对md/cd双轴两方向同时拉伸到面积倍率6.25倍而成的拉伸片材的2.5cm见方单位面积重量,r/ave的值为1.0以下。对于本实施方式的生物降解性长纤维无纺布而言,关于在120℃气氛中对md/cd双轴两方向同时拉伸到面积倍率6.25倍而成的拉伸片材的2.5cm见方单位面积重量,r/ave的值为1.0以下、优选0.7以下。r/ave的值不会过高的情况下,成形无纺布时的拉伸变得均匀,内容粉末的保持性和通液性也变得均匀。

作为使md/cd双轴拉伸片材的r/ave处于范围内的具体的方法,例如可以通过调整生物降解性无纺布的树脂种类、树脂的混合比率、纺丝时的树脂温度、喷出量、速度、气氛温度、冷却等纺丝条件、预压接、热压接时的辊温度、压力、速度、熟化等条件、保管条件等来进行。具体而言,例如通过减慢纺丝速度、升高气氛温度、降低冷却条件、在高温下进行热压接,对于进行了预压接的无纺布网在充分高的温度下进行固定长度热定形等,可以得到md/cd双轴拉伸片材的r/ave减小的无纺布。

本实施方式的生物降解性无纺布可以通过热成形进行一体加工而形成成形体。对于成形体的形状没有特别限制,优选根据使用目的而选择半圆形、圆柱形、椭圆、三角形、四边形等。想要得到相对于成型中使用的本来的无纺布的面积、容量更大的成型体的情况下,适当选择成型前后的无纺布的表面积的增加更大的成型模具即可。

本实施方式的成型无纺布的成型方法若包括热成型工序则对于其方法没有特别限定,可以在热成型前包括预热工序、在热成型后包括维持容量的保形工序。

通过在热成型前包括预热工序,可以控制即将成型之前的无纺布的温度,可以使储能模量等无纺布的特性值形成适于成型的值。即将成型之前的无纺布的温度的优选范围为55~160℃、进一步优选范围为60~130℃、特别优选范围为70~120℃。若即将成型之前的无纺布温度为50℃以下则储能模量高、成型时对于成型模具的追从性变差,因此容易产生破袋、成型不均等成型不良,另一方面若即将成型之前的温度为140℃以上则储能模量过低,成型时不能完全耐受对于布帛施加的应力,产生破袋等成型不良。

本实施方式中使用的无纺布由聚乳酸构成的情况下,结晶化速度非常慢,因此成型时与片材的结晶化相比在先产生由于拉伸片材时的残余应力所导致的成型体的收缩,容易形成容量小的成型体。因此,为了使成型体骤冷固化、得到保形的效果,在成型后包括保形工序,由此可以得到容量大的成型体。

通过将这些预热、保形工序合并来进行热成型加工,可以形成能够连续地均匀成型的工艺。通过利用这些成型工艺成型本实施方式的无纺布,能够提供均匀的成型体。例如可以使自同时附有市售的10个以上的成型体的商品的成型体的底部相同位置采集的布的单位面积重量的r/ave的值为0.5以内,用于食品用过滤器等时,能够没有内容物漏出、外观性没有问题地提供产品。

本实施方式的生物降解性无纺布的成型程度以成型指数表示。成型指数指的是成型体的表面积除以成型体中使用的成型前的平面状的无纺布的面积(容器形状的情况下为开口部面积)求出的利用下式(1)定义的值:

成型指数=(成型体的表面积cm2)/(成型前的无纺布的面积cm2)。

由本实施方式的生物降解性无纺布构成的成型体的成型指数优选为1.1以上、更优选1.1~20、进一步优选1.5~10、最优选2.5~6。成型指数大的情况下表示无纺布伸长大。另一方面,成型指数小的情况下表示无纺布的伸长小。实施方式的生物降解性无纺布由于无纺布具有高伸长率,因此可以制作高伸长率成型指数大的成型品。成型指数不会过大的情况下,可以不会破袋地成型,成型指数不会过小的情况下,在容器填充内容物时可以具有适当的尺寸。

热成型中,从聚乳酸的树脂特性的观点考虑,若考虑到与聚酯树脂相比,则聚酯由于熔点高、熔点与玻璃化转变温度之差大、结晶化速度快,因此可以升高成型时的模具温度、得到成型体,而聚乳酸由于熔点低、熔点与玻璃化转变温度之差小、结晶化速度慢,因此难以对成型用无纺布提供充分热,有可能不能升高成型温度。由此,本实施方式的生物降解性无纺布为了使成型前的无纺布的形状坚固,优选进行固定长度热定形。

需要说明的是,聚乳酸和聚酯的通常的树脂特性如以下所述。按照聚乳酸、聚酯的顺序,熔点:170℃、260℃、再结晶化温度:70℃、120℃、玻璃化转变温度55~60℃、70~80℃、比热:1.38j/g·k、1.00~1.15j/g·k、导热系数0.13w/m·k、0.2~0.33w/m·k、半结晶化时间:500~900秒、50~100秒。

本实施方式的无纺布通过调整成型条件、控制成型体的特性,作为饮料提取用容器,形成进一步合适的实施方式。以下对于上述其它实施方式进行详细说明。

[背景技术]

以往,作为简便地提取红茶、绿茶、咖啡粉末、药剂、中药等被提取物的方法,已知在饮料提取用容器封入被提取物,利用提取机,向容器内注入热水,由此提取饮料的方法,例如单份(single-serve)方式。作为饮料提取用容器,存在在树脂容器内部具备裙褶形状的纸的饮料提取用容器、在树脂容器内部具备成型为容器状的无纺布的饮料提取用容器、使用了将无纺布成型为容器状而成的成型体的饮料提取用容器等。

对于具有树脂容器的饮料提取用容器,为了确保热水出口,需要在容器底部开孔。在提取机的容器设置部之底设置针。

日本特开2015-85086号公报中公开了上述提取机中使用的饮料提取用容器。这种在树脂容器内部具备成型为容器状的成型体的饮料提取容器中,需要以针不会扎刺到成型体的方式在树脂容器之底设置空间,容器增大,搬运、陈列、保管时等体积大,在处理性方面存在问题。

通常提取被提取物时,若注入热水则被提取物膨胀。使用成型为容器状的成型体的饮料提取用容器中,在提取时内容物膨胀,容器膨胀,与设置于提取机的针接触,无纺布破裂,存在内容物泄漏的问题。

[发明要解决的问题]

[用于解决问题的方案]

鉴于前述现有技术的问题,本发明(其它实施方式)中,为了形成热环境下的形状稳定性、饮料提取性优异的饮料提取用容器,而深入研究反复实验结果发现,可以得到容器没有破裂、内容物保持性(粉体泄漏少)、形状漂亮的热环境下的形状稳定性良好的饮料用提取容器,从而完成本发明。

[专利方案]

具体而言,通过如下所述控制成型后的无纺布的特性来达成其。

(i)利用热机械分析(tma)在30~100℃下对于构成容器的成型体片施加负荷0.05n/2mm时的md方向的伸长变化率为4%以下;

(ii)沸水浸渍时的容量变化为20%~90%。

(iii)所构成的无纺布成型体的取向度为0.010以上;

(iv)所构成的无纺布成型体的结晶度为30~70%。

[发明效果]

通过使用生物降解无纺布、形成满足上述特性的饮料提取用容器,由此热环境下的形状稳定性、饮料提取性优异,因此可以合适地用于提取红茶、绿茶、咖啡粉末、药剂、中药等时的容器。

[附图说明]

图1为本发明的其它的实施方式的饮料用提取容器的结构的代表例的示意图。

图2为说明本发明的其它的实施方式的带盖的饮料用提取容器的代表例的示意图。

图3为表示实施例10、比较例1中的储能模量的温度依存性评价的图。

图4为表示实施例10、比较例1中的损耗角正切值的温度依存性评价的图。

[具体实施方式]

以下对于本申请发明的实施方式(其它实施方式)进行详细说明。

本实施方式的饮料提取用容器,构成容器的无纺布的结构、成型条件合适,可以表现出饮料提取时的形状稳定性、饮料提取性。

[用语的说明]

对于本实施方式的饮料提取用容器表示经过成型加工的无纺布成型体。为了填充、密封饮料,可以设置盖件。

[容器的原材料]

作为构成本申请实施方式的饮料提取用容器的无纺布的原材料,可以使用生物降解性树脂特别是聚乳酸系聚合物(以下也称为pla)。作为聚乳酸系聚合物,可列举出选自由d-乳酸的聚合物、l-乳酸的聚合物、d-乳酸和l-乳酸的共聚物、d-乳酸和羟基羧酸的共聚物、l-乳酸和羟基羧酸的共聚物、以及d-乳酸、l-乳酸和羟基羧酸的共聚物组成的组中的聚合物、或该聚合物中的两种以上的混合体。聚乳酸聚合物的d/l比可以在不会阻碍无纺布的生产率、无纺布特性的范围内设定,全部聚乳酸重量中的d体比率优选为0~15%、更优选0.1~10%、进一步优选0.1~6%。若d体比率处于这些范围内则构成饮料提取用容器的无纺布的结晶性、熔点等处于适当的范围内,容易得到所希望的作为饮料提取用容器的特性。

进而,在不会阻碍生物降解性的范围内,可以使用其它原材料例如脂肪族聚酯共聚物。作为脂肪族聚酯共聚物,可列举出例如聚(α-羟基酸)或以它们作为主要的重复单元要素的共聚物、聚(ε-己内酯)、聚(β-丙内酯)那样的聚(ω-羟基烷酸酯)、聚-3-羟基丙酸酯、聚-3-羟基庚酸酯、聚-3-羟基辛酸酯那样的聚(β-多羟基烷酸酯)、或构成它们的重复单元要素和构成聚-3-羟基戊酸酯、聚-4-羟基丁酸酯的重复单元要素的共聚物。另外,可列举出包含二元醇和二羧酸的缩聚物的聚亚烷基二羧酸酯、例如聚草酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚壬二酸乙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚癸二酸丁二醇酯、聚癸二酸己二醇酯、聚草酸新戊酯、或形成构成它们的重复单元要素的聚亚烷基二羧酸酯共聚物。进而,可列举出选择这些具有生物降解性的各聚合物多种、将它们混合而成的混合物。作为脂肪族聚酯共聚物,从与聚乳酸的相容性的观点考虑,优选为聚琥珀酸丁二醇酯(以下也称为pbs)。脂肪族聚酯共聚物可以提高成型时的无纺布的拉伸性、粘接性,容易得到所希望的形状、容量、表面起毛防止等良好的特性。

[脂肪族酯共聚物的添加比率]

在构成本申请实施方式的饮料用提取容器的无纺布添加的脂肪族聚酯共聚物除了前述聚乳酸系聚合物之外,可以还含有以全部树脂重量作为基准为0.5~30重量%的脂肪族酯共聚物。脂肪族聚酯共聚物的添加量在将树脂的总量作为100重量%时为0.5~30重量%、优选3~27重量%、更优选5~25重量%。若添加量处于范围内则容易调整结晶性,可以得到热特性优异的饮料提取用容器。

[其它添加物]

构成本申请实施方式的饮料用提取容器的无纺布根据需要在构成无纺布的纤维可以还添加其它树脂、脂肪族聚酯共聚物以外的共聚物、阻燃剂、无机填充剂、柔软剂、增塑剂、颜料、抗静电剂、透水剂等中的一种或两种以上。

[长纤维(包括无纺布制法在内)、短纤维]

构成本申请实施方式的饮料用提取容器的无纺布通过公知的纺粘法、熔喷法、气流成网法、梳理法、抄造法等得到。作为无纺布的粘接方法,可以使用压花加工、热粘合、柱状流交织、机械交织、针刺等。从饮料提取容器的强度、饮料提取时纤维的脱落少的观点考虑,优选为利用纺粘法得到的连续长纤维无纺布。

构成本申请实施方式的饮料用提取容器的无纺布若具有可以得到成型体形状的拉伸性则没有特别限定,优选使用利用纺粘法以纺丝速度500~3000m/分钟的低纺丝速度得到的纤维、更优选使用纺丝速度600~2700m/分钟、进一步优选700~2500m/分钟。通常纺丝速度快的情况下,刚纺丝之后的丝形成结晶性、取向性高的丝,纺丝速度慢的情况下,形成结晶性低、取向性低的丝。使用结晶性、取向性合适的无纺布成型的成型体的饮料用提取容器没有破裂(成型时不会破袋),内容物保持性优异。

通常,短纤维无纺布在成型时,丝之间的粘接脱落,丝自饮料提取容器的表面漂浮,存在起毛增多或者纤维脱落的可能性,作为本申请实施方式的饮料用提取容器,优选为长纤维无纺布。

[长纤维的形态]

作为构成本申请实施方式的饮料用提取容器的长纤维无纺布的形状,例如可以为ss、sms、smms、smsm等多层层叠无纺布之内的一层。需要说明的是,s指的是纺粘法的长纤维无纺布、m指的是熔喷法的超细无纺布。使用sms、smms、smsm等多层层叠无纺布的情况下,可以得到纤维的分散不均降低、内容物保持性、粉体泄漏性优异的饮料用提取容器。

[无纺布的层叠方法]

构成本申请实施方式的饮料用提取容器的无纺布通过层叠1层、2层、3层以上,例如多层中至少1层以上使用低熔点树脂、或者使用具有熔点差的鞘芯纤维,由此可以赋予、提高纤维的粘接性,可以使饮料用提取容器中的表面起毛的产生、与盖件的密封性良好。

[纤维形状]

对于构成本申请实施方式的提取用提取容器的无纺布纤维的形状没有特别限定,使用圆型、扁平型、c型、y型、v型等异形截面等,优选为圆型截面,进而可以为海岛结构、芯鞘结构、拼合结构。

[压花有无]

构成本申请实施方式的提取用提取容器的无纺布可以进行压花加工,但是也可以在无纺布的纤维的表面进行点粘接。对于点压接的方法没有特别限制,但是优选列举出使用在至少一表面具有凹凸花纹的一对压花辊的方法、使用表面平坦的一对平滑辊的方法等。另外,也可以进行针刺加工、水刺加工、包毡滚筒轧光加工等加工。点粘接指的是,停留于轻度的热粘接,纤维表面中的点状粘接形成主体,即使通过预热压接而附加了压花花样,也会通过第2阶段的在面上得到抑制的热粘接,在压花花样的周围微小地表现出热收缩,压花花样脱落或变弱的同时,无纺布整体的单位面积重量不均减轻的状态的粘接。

对于利用压花加工和点粘接实现的压接面积比率没有特别限制,但是相对于无纺布全部面积优选为3~50%、更优选5~40%。压接面积比率可以对于构成饮料用提取容器的无纺布的表面使用显微镜进行测定。

[通常的成型加工方法]

本申请实施方式的饮料提取用容器可以通过将由生物降解树脂形成的无纺布立体地成型加工来得到。作为成型加工方法,例如可以使用真空成型、加压成型、压制成型等。从不易受到无纺布的透气性的影响的观点考虑,优选使用压制成型。作为成型模具,可以根据目的适当选定,可以使用金属制、木制、塑料制等凹凸模具、凸模具、凹模具等模具的常温或热模具,但是为了提高与模具的追随性、得到没有破袋、形状良好的无纺布成型体,优选使用热模具。

[考虑了聚合物特性的成型的说明、预热]

从聚乳酸的树脂特性的观点考虑,若考虑到与聚酯树脂相比,则聚酯由于熔点高、熔点与玻璃化转变温度之差大、结晶化速度快,因此可以升高成型时的模具温度、得到成型体,而聚乳酸由于熔点低、熔点与玻璃化转变温度之差小、结晶化速度慢,因此难以对成型用无纺布提供充分热,有可能不能升高成型温度。由此,本申请实施方式的饮料提取用容器优选在进行成型加工时将成型前的无纺布预热到玻璃化转变温度以上且熔点以下。通过将无纺布预热,使其与模具的追随性提高,可以得到没有破袋、拉伸不均少、形状良好的无纺布成型体。

需要说明的是,聚乳酸和聚酯的通常的树脂特性如以下所述。按照聚乳酸、聚酯的顺序,熔点:170℃、260℃、再结晶化温度:70℃、120℃、玻璃化转变温度55~60℃、70~80℃、比热:1.38j/g·k、1.00~1.15j/g·k、导热系数0.13w/m·k、0.2~0.33w/m·k、半结晶化时间:500~900秒、50~100秒。

作为无纺布的加热、预热的方法,可以使用下述方法:使用利用红外线、热风、电热线等的加热炉、红外线加热器、热风加热器、传热线加热器等将无纺布加热的方法等。

[成型前的无纺布的温度]

成型前的无纺布的温度优选为55℃~160℃、更优选60℃~150℃、进一步优选75℃~140℃。若成型前的无纺布的温度处于范围内则可以得到所希望的容器形状。若成型前的无纺布的温度过高则在容器制造时产生热收缩,所得到的饮料用提取容器的形状变形或者厚度不均匀,产生拉伸不均等,作为饮料用提取容器,保形性、提取性、内容物保持性等有可能不充分。若成型前的无纺布的温度过低则在成型时破袋,有可能得不到容器形状。

[成型时的模具温度]

成型模具的温度若为在成型时无纺布不会破裂、不会粘贴于成型模具的程度则可以适当选定,优选为30℃~160℃、更优选80℃~150℃、进一步优选100℃~140℃。

成型前的无纺布的温度、成型模具的温度优选考虑到两者的平衡来选定。成型前的无纺布的温度与成型模具的温度之差越小则越可以减少无纺布的拉伸不均,从所得到的饮料用提取容器的保形性、提取性、内容物保持性的观点考虑优选。

[预热和模具组合两者的组合]

成型加工时的布温度和模具的温度可以适当选定,但是为了得到常温下的形状良好的饮料提取用容器,优选进行利用凹凸模具进行的热成型、将无纺布预热后进行热成型,提高对无纺布的导热性。抑制抽出模具时的收缩。

[热定形、冷却]

本申请实施方式的饮料提取用容器为了得到形状良好的容器,可以使用下述方法:在成型时吹热风,成型后仍然接触热模具一定时间等设置充分热定形时间,充分冷却后自模具拆卸,热成型后进一步接触热的模具、冷却模具等。作为热定形的时间,能够考虑到生产率来适当选定,但是优选为0.01秒以上、更优选0.2秒以上、0.2秒~300秒。通过延长热定形时间,可以抑制成型后的收缩、沸水浸渍时的收缩。成型后的冷却可以通过在成型后吹冷风、使用经过冷却的模具、常温模具等来实施。将成型后的无纺布降低至所构成的原材料的玻璃化转变温度以下是有效的。由此可以抑制刚成型之后的收缩、在成型后能够得到形状漂亮的成型体。

[容器的形状]

作为本申请实施方式的饮料提取用容器的形状,若为容器形状则没有特别限定,例如优选为底部弯曲的形状、圆柱形、圆锥台形、圆顶形、半球形和碗形等。它们可以通过使成型时使用的模具的形状形成底部弯曲的形状、圆柱形、圆锥台形、圆顶形、半球形和碗形等来得到。成为饮料提取用容器的无纺布成型体能够封入或不封入到树脂容器来使用。没有封入到树脂容器的情况下,容器体积不会大,从处理性、制造成本的观点考虑也优异。

[成型指数]

本申请实施方式的饮料提取用容器的无纺布的成型程度以成型指数表示。成型指数指的是成型体的表面积除以成型体中使用的成型前的平面状的无纺布的面积(容器形状的情况下为开口部面积)求出的利用下式(1)定义的值:

成型指数=(成型体的表面积cm2)/(成型前的无纺布的面积cm2)。

由本申请实施方式的饮料提取用容器的无纺布构成的成型体的成型指数优选为1.1以上、更优选1.1~20、进一步优选1.5~10、进一步更优选2.0~6、最优选2.5~6.0。成型指数大的情况下表示无纺布伸长大。另一方面,成型指数小的情况下表示无纺布的伸长小。成型指数不会过大的情况下,可以不会破袋地成型,所得到的成型体的内容物保持性良好,成型指数不会过小的情况下,在容器填充内容物时可以具有适当的尺寸。

[与其它原材料的粘结]

本申请实施方式的饮料提取用容器并非否定与未拉伸的纸、无纺布的组合,为了制作容器形状,加入粘结、粘接等工序,在制造方面存在困难的情况。

[通常的提取方法的说明]

利用饮料提取用容器,使用提取机(例如单份(single-serve)方式)提取时,向设置于装置的填充有被提取物的饮料提取用容器注入热水来使用。作为饮料提取用容器,需要热稳定性、对于由于被提取物溶胀所导致的应力变化的稳定性。

[提取时的收缩、成型体的tma收缩]

本申请实施方式的饮料提取用容器利用热机械分析(tma)在30~100℃下对于构成容器的无纺布成型体片施加负荷0.05n/2mm时的md方向的尺寸变化率的最大值优选为4%以下、更优选3%以下。若尺寸变化率的最大值处于范围内则饮料提取时,由于因在热、提取时被提取物膨胀而施加应力,纤维伸长或断头或者纤维之间的交点脱落或偏移的情况少,因此饮料提取容器不易膨胀,不会与提取机的针接触,无纺布不易破裂。尺寸变化率可以如实施例那样测定。

本申请实施方式的饮料提取用容器中,md方向指的是在相同方向排列的纤维的根数多的方向,在无纺布的制造中,为机械的流通方向。

[沸水浸渍时的容量变化]

本申请实施方式的提取用容器的沸水浸渍时的容量变化优选为20~90%、更优选30~85%、进一步优选30~80%、最优选45~75%。若容量变化处于范围内则在饮料提取时可以实现被提取物和饮料用提取容器的尺寸变化的平衡,可以不会由于无纺布成型体其本身的强度、伸长率不足所导致的破袋、与提取机零件(例如设置于饮料用提取容器的设置下部的针)接触而产生破袋地使用。通常利用饮料提取用装置、向容器内注入热水由此提取饮料的方法例如单份(single-serve)方式中,使用饮料用提取容器的情况下,从形状稳定性、防止盖剥落的观点考虑,优选热收缩小。

另一方面,本申请技术实现由于注入热水所造成的红茶、绿茶、咖啡粉末、药剂、中药等被提取物的膨胀和饮料用提取容器的尺寸变化的平衡,由此可以得到提取时的稳定性优异的饮料用提取容器。

[双折射率]

构成本申请实施方式的提取用容器的无纺布成型体的双折射率优选为0.010以上、更优选0.012~0.050、进一步优选0.012~0.030。双折射率不会过高的情况下,在成型时可以没有纤维过度取向地进行成型,形成适当地维持纤维之间的粘接的状态,可以抑制纤维在提取用容器的表面漂浮。双折射率不会过低的情况下,取向性不会过度降低,成型时无纺布附着于成型模具的情况减少,所得到的容器的表面性变得良好。进而,若双折射率处于范围内则可以提高热环境下、饮料提取时的提取容器的保形性。若双折射率过高则纤维的丝之间的粘接性变差,在提取用容器的表面容易产生起毛。

[结晶度]

构成本申请实施方式的提取用提取容器的无纺布成型体的结晶度优选为30~70%、更优选30~60%、进一步优选40~50%。结晶度处于范围内的情况下,在热环境下饮料提取容器的形状不会变形,可以提高热环境下、饮料提取时的提取容器的保形性。

[构成饮料提取用容器的无纺布的换算单位面积重量]

构成本申请实施方式的提取用提取容器的无纺布成型体的总单位面积重量为20~350g/m2、优选20~300g/m2、更优选30~300g/m2、最优选50~250g/m2。若总单位面积重量为20g/m2以上则饮料提取用容器的强度变得充分,另一方面若为350g/m2以下则在得到饮料用提取容器时可以不会对成型加工设备施加大的负担地进行加工。需要说明的是。饮料用提取容器中使用的无纺布的总单位面积重量可以由成型前的无纺布的面积(m2)、饮料用容器中使用的无纺布的重量(g)算出。

[构成饮料提取用容器的无纺布的平均纤维直径]

构成本申请实施方式的提取用提取容器的无纺布成型体的平均纤维直径优选为8~50μm、更优选10~40μm、进一步优选15~30μm。平均纤维直径不会过小的情况下,作为容器可以保持内容物(粉体泄漏性良好),平均纤维直径不会过大的情况下,通液速度不会过慢。

[构成饮料提取用容器的无纺布的单位面积重量]

构成本申请实施方式的提取用提取容器的无纺布成型体的单位面积重量优选为12~200g/m2、更优选18~100g/m2、进一步优选30~80g/m2、最优选30~60g/m2。若无纺布的单位面积重量处于范围内则作为容器可以保持内容物(粉体泄漏性良好),通液速度不会过慢。

[粉体泄漏性]

使用本申请实施方式的提取用提取容器,利用提取机提取红茶、绿茶、咖啡粉末、药剂、中药等被提取物时,提取液中含有的粉体量通过适当选定无纺布成型体的纤维直径、总单位面积重量、单位面积重量、成型条件等而可以形成所希望的粉体量。粉体量可以为0.25g以下、进而0.20g以下。想要减少饮料中的被提取物的茶叶、粉体的情况下,减小纤维直径、减小总单位面积重量、减小单位面积重量、减少成型时的无纺布中的温度不均、消除成型不均等适当选定成型条件即可。另一方面,想要在饮料中残留茶叶等被提取物的情况下,增大纤维直径、增大总单位面积重量、增大单位面积重量、增大成型时的无纺布中的温度不均等适当选定成型条件即可。

[提取前后的容量变化]

本申请实施方式的提取用容器提取前后时的容量变化可以为-30~30%、-20~20%、-10%~10%。若提取前后的容量变化处于范围内则在饮料提取时可以实现被提取物和饮料用提取容器的尺寸变化的平衡,可以不会由于无纺布成型体其本身的强度、伸长率不足所导致的破袋、与提取机零件(例如设置于饮料用提取容器的设置下部的针)接触而产生破袋地使用。

[对于表面起毛]

构成本申请实施方式的提取用提取容器的无纺布的起毛根数优选为10根以下、更优选0~9根、进一步优选0~3根。若起毛根数处于范围内则作为商品的外观良好,没有由于因输送时的振动等而饮料用提取容器之间摩擦所导致的表面性变差、纤维卡在提取机的容器设置部的凹凸等,处理性优异。

[盖]

本申请实施方式的提取用提取容器在填充内容物之后,可以用薄膜、无纺布等的盖覆盖。对于盖密封的方法没有特别限定,可以使用涂布粘接剂、热塑性树脂,在盖件涂布粘接剂,在盖件添加、混合热塑性树脂,或者无纺布的情况下使用鞘的熔点低于芯的树脂的无纺布等方法。盖在提取机中使用时,以剥离盖、内容物不会溢出的程度安装即可。

实施例

以下通过实施例对于本发明进行具体说明。

首先对于测定法、评价法等进行说明。

(无纺布的特性评价)

(1)平均纤维直径(μm)

去除纤维网、无纺布等试样的两端部5cm,自布帛的每10cm宽度的区域分别采集适当根数的纤维,用显微镜测定纤维的直径各30点,算出该测定值的平均值。

(2)单位面积重量(g/m2)

根据jisl-1913,以总面积为1500cm2(例如宽度20cm×长度25cm3块)的方式切下试样,换算为单位的质量来求出。

(3)双折射率(δn)

可以使用olympus公司制的bx53,通过干涉条纹法测定自纤维的侧面观察的平均折射率的分布。该方法可以适用于具有圆形截面的纤维。纤维的折射率通过对于具有平行于纤维轴的电场向量的偏光的折射率n||、和对于具有垂直于纤维轴的电场向量的偏光的折射率n⊥具有特征,双折射率通过δn=(n||-n⊥)表示。

若对于纤维照射偏光则分为互相以直角振动的两种偏光。纤维根据轴的方向而折射率不同,因此两种光前进的距离产生差异。这是延迟、以r表示,若纤维截面的直径为d0则存在双折射率与下式:r=d0(n||-n⊥)=d0δn的关系。

使用光学上平的载片和玻璃盖片,将自试样采集的纤维浸渍于对于纤维非活性的封入剂中。在测定部,使纤维之间没有互相重叠的纤维部分,其纤维轴相对于偏光显微镜的光轴和干涉条纹垂直。测定该干涉条纹的图案,求出延迟,测定纤维的双折射率,测定10点的平均值。

(4)120℃时的伸长率(%)

去除试样两端5cm,切下宽度3cm、长度10cm试样,利用拉伸试验机以夹子间隔2cm、拉伸速度200mm/分钟、120℃的温度测定各5点经向,算出平均值。需要说明的是,在恒温槽内设置试样经过1分钟后,确认腔室温度为120℃,开始测定。

(5)经向撕裂强度除以单位面积重量得到的值(-)

去除试样两端5cm,切下宽度10cm、长度6.5cm试样3块,使用埃尔门道夫(elmendorf)撕裂度试验机,测定经向撕裂强度(n),求出平均值。将其除以单位面积重量来算出。

(6)利用机械热分析得到的md方向的尺寸变化率(%)

去除试样两端5cm,切下(2)中测定得到的单位面积重量为±10%的宽度2mm、长度25mm的试样,使用tainstruments公司制tmaq400,夹紧装置上部使用薄膜/纤维用夹紧装置、下部使用tainstruments公司制铝球,以升温速度10℃/分钟、把握长度15mm进行测定直至初期负荷0.005n、30℃~160℃为止。在80℃~140℃时通过尺寸变化(μm)/{把握长度(mm)×1000}×100求出尺寸变化率(%)。以n=3进行测定,算出其平均值。

(7)储能模量的温度依存性评价

切下宽度5mm、长度25mm的试样,使用tainstrumentsjapan公司制dma2980,使用薄膜/纤维用夹紧装置,以升温速度3℃/分钟、把握长度10mm进行测定直至初期负荷0.010n、频率1hz、变形1%、30℃~150℃为止。

需要说明的是,储能模量相对于温度的变化率可以通过进行动态粘弹性的温度依存性试验时的储能模量的变化除以温度变化的值利用下述式算出:

动态粘弹性的温度依存性试验=-δ储能模量/δ温度。

(8)起毛等级(级)

在md方向采集25mm×300mm的试验片,使用日本学术振兴会坚牢度试验机,摩擦件的负荷为250g,摩擦件侧使用相同布,工作50次,通过以下的评价基准判定。需要说明的是,测定试样的表面背面两者,采用级数小者。

5.0级:没有起毛。

4.0级:以纤维为1~2根程度、或一处开始出现小的毛球的程度起毛。

3.5级:以纤维为3~5根程度、或数处开始出现小的毛球的程度起毛。

3.0级:开始出现清楚的毛球、或发现多个小的毛球。

2.5级:发现大而清楚的毛球、在多处,纤维开始浮起。

2.0级:纤维被极大地剥掉到试验片变薄的程度。

1.0级:纤维被剥掉到试验片破损的程度。

(9)双轴拉伸片材的2.5cm见方单位面积重量分布的r/ave值

以12.5cm见方切下试样,利用双轴拉伸装置,以夹子间隔8cm、拉伸速度200mm/分钟、120℃的温度对md/cd双轴方向同时拉伸至20cm,制成拉伸片材。此时的拉伸倍率对md/cd各方向成为长度2.5倍、面积倍率6.25倍。需要说明的是,在恒温槽内设置试样,经过1分钟后确认腔室温度为120℃、开始拉伸。

在所制作的拉伸片材的中心描绘10cm四方的正方形,在其中描绘2.5cm见方×16方格的格子。剪下所描绘的2.5cm见方的方格16块,测定重量。

r/ave的值为利用下式定义的值:

r(16块的重量的最大值-最小值的值)/ave(16块的重量的平均值)。

(10)成型性

将生物降解性无纺布安装于成形机,在热风温度100℃下预热1分钟,使无纺布温度为60℃,使用120℃的圆筒成形模具(直径4.4cm、高度1.3cm及3.2cm)用2秒实施压制成形,观察此时的成型体的样子,通过以下的评价基准进行评价。需要说明的是,成型指数为成型体的表面积除以成型体中使用的成型前的平面状的无纺布的面积(容器形状的情况下为开口部面积)求出的利用下式定义的值:

成型指数=(成型体的表面积cm2)/(成型前的无纺布的面积cm2)

○:没有破裂,成形性良好,在高度1.3cm的模具中,得到成型指数1.9以上的成型体,在高度3.2cm的模具中,得到成型指数3.4以上的成型体。

△:虽然没有破裂,但是存在下述问题:成型体的表面存在不均、存在拉伸不均、丝绒毛显著等。

×:存在下述问题:产生破裂,成形性不良,在高度1.3cm的模具中,得不到成型指数1.9以上的成型体,在高度3.2cm的模具中,得不到成型指数3.4以上的成型体等。

(11)堆制(compost)处理试验

使用堆制处理试验机,在60℃的一定环境下肉眼观察4周后的试样片的状态,通过下述评价基准判定:

○:试样片小片化。

×:没有发现试样的外观变化。

(12)成型性(均匀成型性)

在具有宽度方向10列的成型模具的成型机安装长纤维无纺布,利用热风使无纺布温度为100℃,使用120℃的圆筒成型模具(直径4.4cm、高度3.2cm),用2秒实施压制成型,填充粒径100μm的模型颗粒11g。将pla片材作为盖件进行热封来密封,制作成型体100个。

将所得到的成型体的底部各剪下1cm,测定重量。

r/ave的值为利用下式定义的值:

r(100块的重量的最大值-最小值的值)/ave(100块的重量的平均值)。

(成型体的特性评价)

(1)平均纤维直径(μm)

自饮料用提取容器中使用的无纺布成型体的侧面部(无纺布被拉伸的部分)分别采集适当根数的纤维,用显微镜测定纤维的直径各30点,算出该测定值的平均值。

(2)无纺布的换算单位面积重量(g/m2)

由饮料用提取容器中使用的无纺布成型体的重量(g)、无纺布成型体中使用的成型前的平面状的无纺布的面积(=容器形状的情况下为开口部面积)(m2),换算为单位的质量来求出。

无纺布的换算单位面积重量(g/m2)=无纺布的重量(g)/成型体中使用的成型前的平面状的无纺布的面积(m2)

(3)成型体的单位面积重量(g/m2)

通过自饮料用提取容器中使用的无纺布成型体采集的无纺布的重量(g)、无纺布的面积(m2),换算为单位的质量来求出。无纺布具有曲率的情况下,将无纺布裁断为小宽度,平滑化后,用显微镜测定无纺布的面积。

成型体的单位面积重量(g/m2)=无纺布的重量(g)/成型前的面积(m2)

(4)双折射率(δn)

使用olympus公司制的bx53,通过干涉条纹法进行无纺布的双折射率同样的测定。试验片由无纺布成型体的侧面(伸长率变高的点)采集。

(5)结晶度(%)

使用perkinelmer公司制的差示扫描量热计dsc6000,利用与无纺布的结晶度相同的测定方法测定结晶度。

(6)md方向的尺寸变化率

自饮料用提取容器中使用的无纺布成型体的侧面(=容器中伸长变化大的部分)在无纺布的md方向切出宽度2mm、长度25mm的试样,使用tainstruments公司制tmaq400(热机械分析(tma)),夹紧装置上部使用薄膜/纤维用夹紧装置、下部使用tainstruments公司制铝球,以升温速度10℃/分钟、把握长度15mm进行测定直至初期负荷0.05n、30℃~100℃为止,在30℃~100℃时通过尺寸变化(μm)/{把握长度(mm)×1000}×100求出尺寸变化率(%),求出30℃~100℃中的最大值。以n=5进行测定,算出其平均值。尺寸变化率的正号表示伸长。

(7)沸水浸渍时的容量变化

将饮料提取用容器(没有内容物)浸渍于沸水1分钟后,风干,求出沸水浸渍前后的容量变化,求出n=5个的平均值。容器的容量通过可以填充于容器内的基准粉(通过过筛试验而通过150μm网眼的粉体为0.05%以下)的重量测定。

容量变化(%)=(沸水浸渍前的基准粉填充量(g)-沸水浸渍后的基准粉填充量)×100/沸水浸渍前的基准粉填充量(g)

(8)表面起毛

肉眼测定饮料用提取容器的表面的起毛根数,求出n=10的平均值。

(9)提取性:粉体泄漏性

在keurig制的提取机设置填充有咖啡粉末(通过过筛试验而通过150μm网眼的粉体为0.05%以下、填充量11g(容器小而不能加入的情况下填充最大量))的饮料用提取容器,对于用热水量170ml提取的咖啡,使用advantecco.,ltd.制滤纸no2进行过滤,利用干燥机干燥6小时,测定残留于滤纸上的粉体量。以n=10进行测定,将其平均值作为粉体泄漏量。

(10)提取性:提取后的容量变化

对于前述(9)中提取后的饮料提取用容器,求出提取前后的容量变化,求出n=5个的平均值。容器的容量通过可以填充于容器内的基准粉(通过过筛试验而通过150μm网眼的粉体为0.05%以下)的重量测定。

提取时的容量变化(%)=(提取前的基准粉填充量(g)-提取后的基准粉填充量)×100/提取前的基准粉填充量(g)

(11)提取性:盖的密封性

将封入有基准粉(通过过筛试验而通过150μm网眼的粉体为0.05%以下、填充量11g)的饮料用提取容器浸渍于沸水1分钟,对于盖剥离的有无肉眼根据以下的评价基准判定。

〇:没有剥离(密封性良好)

×:存在剥离(密封性不良)

(12)成型性

观察无纺布成型体的样子,通过以下的评价基准评价。需要说明的是,成型指数为成型体的表面积除以成型体中使用的成型前的平面状的无纺布的面积(容器形状的情况下为开口部面积)求出的利用下式定义的值:

成型指数=(成型体的表面积cm2)/(成型前的无纺布的面积cm2)。

4:成型指数2.0以上、没有破裂。

3:成型指数2.0以上、没有破裂,但是发现成型体的表面存在不均、存在拉伸不均、丝绒毛显著等样子。

2:没有破裂但是成型指数不足2.0。

1:存在破裂。

(13)生物降解性(堆制处理试验)

使用堆制处理试验机,在60℃的一定环境下肉眼观察4周后的试样片的状态,通过下述评价基准判定:

○:试样片小片化。

×:没有发现试样的外观变化。

以下对于进行了无纺布的特性评价的内容进行说明。

[实施例1]

向温度230℃下mfr值为44g/10分钟的聚乳酸添加聚琥珀酸丁二醇酯(熔点110℃)10重量%,利用单螺杆挤出机熔融、混炼,通过纺粘法,以喷出量0.9g/分钟·hole(孔)、纺丝温度220℃、纺速1011m/分钟向移动捕集面挤出长丝组,制造生物降解性长纤维网(圆形截面)。

接着使用一表面具有凹凸花纹的一对压花辊进行预压接。所使用的压花辊的压接面积比率为14%,在上·下辊温度45℃的条件下以辊线压300n/cm进行预压接。

接着,对于该预压接网,在30℃下保管后72小时后,利用包毡滚筒轧光(滚筒直径2500mm、温度135℃、加工速度10m/分钟)进行热处理,得到生物降解性长纤维无纺布(单位面积重量250g/m2、纤维直径30μm)。

将生物降解性长纤维无纺布安装于成形机,在热风温度100℃下预热,使用120℃的圆筒成形模具(直径4.4cm、高度1.3cm及3.2cm)用2秒实施压制成型,制造成型体。

[实施例2、3]

使生物降解性长纤维无纺布的单位面积重量分别为90、25g/m2,除此之外与实施例1同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例4]

使生物降解性长纤维无纺布的单位面积重量为15g/m2、纤维直径为12μm、喷出量为0.7g/分钟·hole,除此之外与实施例1同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例5]

使生物降解性长纤维无纺布的单位面积重量为150g/m2、喷出量为0.7g/分钟·hole,除此之外与实施例4同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例6]

使包毡滚筒轧光温度为125℃、生物降解性长纤维无纺布的单位面积重量为310g/m2、纤维直径为38μm,除此之外与实施例1同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例7、8]

使聚琥珀酸丁二醇酯的添加为5重量%、25重量%,除此之外与实施例2同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例9]

使聚琥珀酸丁二醇酯的添加为35重量%、生物降解性长纤维无纺布的单位面积重量为150g/m2,除此之外与实施例2同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例10]

使生物降解性长纤维无纺布的单位面积重量为150g/m2,除此之外与实施例2同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例11]

使纺速为805m/分钟、纤维直径为34μm,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例12]

使纺速为1160m/分钟、纤维直径为28μm,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例13]

使纺速为2519m/分钟,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例14]

使纺丝温度为210℃、纺速为1345m/分钟、在30℃下保管1小时后利用包毡滚筒轧光进行热处理、使纤维直径为26μm,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例15]

使包毡滚筒轧光温度为90℃,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例16]

使包毡滚筒轧光温度为160℃,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例17]

在50℃保管720小时后通过包毡滚筒轧光进行热处理,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例18]

使单位面积重量为15g/m2,除此之外与实施例1同样地制造长纤维无纺布和成型体。

[实施例19]

使聚琥珀酸丁二醇酯的添加为2.5重量%,除此之外与实施例2同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例20]

使包毡滚筒轧光温度为110℃,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[实施例21]

使单位面积重量为50g/m2,除此之外与实施例20同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。

[比较例1]

没有通过包毡滚筒轧光进行热处理,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。尺寸变化率大、成型性变差。

[比较例2]

30℃下保管1小时后通过包毡滚筒轧光进行热处理,除此之外与实施例10同样地制造生物降解性长纤维无纺布和成型体。尺寸变化率大、成型性变差。

[比较例3]

使用公知的纺粘法,使用将温度230℃下mfr值为44g/10分钟的聚乳酸以喷出量0.9g/分钟·hole、纺丝温度220℃进行纺丝而得到的将聚乳酸作为主要成分的单位面积重量135g/m2、厚度0.49mm(通过jisl-1913中规定的方法测定负荷100g/cm2的厚度)、纤维直径28μm、压接面积比率18%的无纺布(tm:172℃、tc:83℃、tg:63℃),与实施例1同样地制造成型体。尺寸变化率大、成型性变差。

[比较例4]

使用公知的纺粘法,使用将温度230℃下mfr值为44g/10分钟的聚乳酸以喷出量0.9g/分钟·hole、纺丝温度220℃进行纺丝而得到的将聚乳酸作为主要成分的单位面积重量17.3g/m2、厚度0.09mm(通过jisl-1913中规定的方法测定负荷100g/cm2的厚度)、纤维直径15μm、压接面积比率21%的无纺布,与实施例1同样地制造成型体。伸长率低、成型性变差。

[比较例5]

将向温度300℃下mfr值为25g/10分钟的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)通过纺粘法,以喷出量0.9g/分钟·hole、纺丝温度290℃向移动捕集面挤出长丝组,制造单位面积重量100g/m2的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维网(熔点260℃、纺丝速度1716m/分钟、平均纤维直径22μm、圆形截面)。

接着使用一表面具有凹凸花纹的一对压花辊进行部分热压接。所使用的压花辊的压接面积比率为14%,在上·下辊温度65℃的条件下以辊线压400n/cm进行部分热压接。

接着,对于该部分压接网,在30℃下保管1小时后,利用包毡滚筒轧光(滚筒直径2500mm、温度130℃、加工速度15m/分钟)进行热处理,得到聚对苯二甲酸乙二醇酯长纤维无纺布。

将生物降解性长纤维无纺布安装于成形机,在热风温度100℃下预热,使用120℃的圆筒成形模具(直径4.4cm、高度1.3cm及3.2cm)用2秒实施压制成型,制造成型体。

将所得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布进行堆制处理,但是不能观测到外观变化。

[比较例6]

使单位面积重量为70g/m2,除此之外与比较例4同样地制造长纤维无纺布和成型体。

[比较例7]

使纺速为1455m/分钟,除此之外与比较例1同样地制造长纤维无纺布和成型体。

[比较例8]

使纺速为1455m/分钟,除此之外与比较例6同样地制造长纤维无纺布和成型体。

实施例1~21、比较例1~8的结果如以下的表1(表1-1、表1-2)所示。

[表1-1]

[表1-2]

实施例10、比较例1中进行了动态粘弹性的测定的结果如图3所示。

以下对于进行了成型体的特性评价的结果进行说明。

[实施例22]

通过与实施例10同样的方法,得到生物降解无纺布。将所得到的无纺布安装于成形机,使用热风将无纺布预热到75℃,使用80℃的圆筒成型模具(直径4.4cm、高度3.2cm)用2秒(其中热定形时间0.2秒)实施压制成型,利用常温模具冷却至聚乳酸的tg以下,得到饮料用提取容器(总单位面积重量150g/m2、拉伸部的纤维直径25μm)。在容器的盖热封聚乳酸制树脂薄膜来使用。对于饮料用提取容器在30~100℃下、对于构成容器的无纺布施加负荷0.05n/2mm时的md方向的尺寸变化率的最大值、沸水浸渍时的容量变化、粉体量、提取前后的容量变化、表面起毛、盖的密封性、提取时的保形性、生物降解性试验的结果如以下的表2所示。

[实施例23、24、25]

使成型时的模具温度分别为105、125、145℃,除此之外与实施例22同样地得到无纺布成型体。

[实施例26]

使成型时的无纺布的布温度为105℃,除此之外与实施例23同样地得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例27]

使成型时的无纺布的布温度为125℃,除此之外与实施例24同样地得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例28]

使成型时的模具温度为90℃、无纺布的布温度为150℃,除此之外与实施例22同样地得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例29、30]

使成型时的热定形时间为60秒、300秒,除此之外与实施例24同样地得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例31]

成型时没有利用常温模具,除此之外与实施例23同样地得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例32]

所使用的聚乳酸制长纤维无纺布与实施例2同样,成型方法与实施例26同样,得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例33]

所使用的聚乳酸制长纤维无纺布与实施例1同样,成型方法与实施例26同样,得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例34]

所使用的聚乳酸制长纤维无纺布与实施例13同样、成型方法与实施例24同样,得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例35]

所使用的聚乳酸制长纤维无纺布与实施例6同样、成型方法为实施例24同样的方法,由此进行热成型,从而得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例36、37]

利用与比较例1相同的方法制作聚乳酸制长纤维无纺布,成型时的模具温度分别为120℃、140℃,成型时没有利用常温模具,除此之外利用与实施例22相同的方法进行热成型,由此得到无纺布成型体、饮料提取用容器。

[实施例38]

将利用公知的熔融纺丝法得到的纺速1150m/分钟、纤维直径30μm的聚乳酸纤维裁断,得到纤维长10cm的短纤维。将所得到的短纤维利用针刺法一体化,作为短纤维无纺布(单位面积重量150g/m2),与实施例23同样地制作无纺布成型体、饮料提取用容器。

[比较例9]

使成型时的模具温度为30℃,除此之外与实施例22同样地制作无纺布成型体、饮料提取用容器。成型时破袋、不能作为饮料用提取容器使用。

[比较例10]

使成型前的无纺布的温度为40℃,除此之外利用与实施例24相同的方法进行热成型,由此制作无纺布成型体、饮料提取用容器。成型时破袋、不能作为饮料用提取容器使用。

[比较例11]

利用与实施例15同样的方法制作无纺布,利用与实施例22同样的方法进行热成型,由此制作无纺布成型体、饮料提取用容器。取向结晶化难以进行、提取时的热稳定性变差。

[比较例12]

利用与实施例3相同的方法制作无纺布,利用与实施例26相同的方法进行热成型,由此制作无纺布成型体、饮料提取用容器。饮料提取用容器的被拉伸的部分的单位面积重量低、饮料提取时的形状稳定性变差。

[比较例13]

所使用的无纺布的单位面积重量为500g/m2,除此之外与实施例26同样地制作无纺布成型体、饮料提取用容器。

[比较例14]

利用与比较例5同样的方法制作pet无纺布,使成型时的模具温度为150℃,除此之外与实施例22同样地制作无纺布成型体、饮料提取用容器。所得到的饮料用提取容器不具有生物降解性。

[比较例15]

利用与比较例3相同的方法制作生物降解性无纺布,利用与实施例22同样的方法成型,制作无纺布成型体、饮料提取用容器。提取时的保形性变差。

[比较例16]

将利用公知的熔融纺丝法得到的纺速1500m/分钟、纤维直径25μm的聚乳酸纤维裁断,得到纤维长10cm的短纤维。将所得到的短纤维利用针刺法一体化,作为短纤维无纺布(单位面积重量150g/m2),与实施例23同样地制作无纺布成型体、饮料提取用容器。容器表面的起毛多、品位变差。

实施例22~38、比较例9~16的结果如以下的表2所示。

[表2]

产业上的可利用性

本发明的生物降解性无纺布具有生物降解性的同时具有优异的成形性,能够合适地用于面向生活材料的容器、面向工业材料的容器、车辆内装材料·外装材料、隔音材料、吸音材料、零件搬送托盘、蔬果托盘、食品容器、育苗吊舱(pod)、过滤器用途等广泛领域。另外,本发明的生物降解性无纺布由于伸长率高、可以形成复杂形状的容器,因此在要求作为容器的外观性的领域中也能够合适地使用。

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