JP2016120971A - ティーバッグ、及び、２成分（ＢＩ−ＣＯＭＰＯＮＥＮＴ）及び単成分（ＭＯＮＯ−ＣＯＭＰＯＮＥＮＴ）のＰＬＡ（ポリ乳酸）、及び、複合ポリ乳酸（Ｃｏ‐ＰＬＡ）の繊維の成分 - Google Patents

Abstract

【課題】生分解性とリサイクル性を備えているなけでなく、透明性やヒートシール性も良好な、ティー袋等の飲料注入パッケージに使用される不織ウェブを提供する。【解決手段】ポリ乳酸（ＰＬＡ）繊維を含む不織布で構成されているため、生分解性に加えて、従来不要となったスクラップ繊維についても再溶融による再生が可能となる。特に、ポリ乳酸繊維と共重合ポリ乳酸繊維の混合比率を変更することにより、不織布製造中で、熱接着強度を調整することができ、また、混合する共重合ポリ乳酸繊維の融点を選択することにより、あらゆる包装機械のシーリング条件にも対応可能となる。ポリ乳酸と共重合ポリ乳酸については、それぞれの単相繊維のブレンドとしての使用の他、芯鞘の２成分形態の繊維としても使用できる。【選択図】なし

Description

本発明は、ヒートシール可能な液体注入ウェブ材料と、このようなウェブから作られるティーバッグや小袋（ｐｏｕｃｈ）、コーヒーバッグや小袋、ハーブ香袋、粒状の液体洗剤用（接着剤を含む場合も含まない場合もある）の袋などの最終製品と、に関する。

本発明は、このような用途に用いられる不織布ウェブを提供する。この不織布ウェブは、１００％またはほぼ１００％のポリ乳酸（ＰＬＡ）繊維を含み、基本的に１００％生分解性であり、基本的に１００％リサイクル可能であり、温液中で加熱中に、孔サイズの歪みを最小限に抑えるように設計されている。

特にお茶やコーヒーに用いられる注入基材が必要とされており、お茶やコーヒーの顆粒（粒子）へ熱水の急速注入を提供する。更に、その基材は、これらの粒子を袋や小袋や漏斗や他の濾過器の内部に封入しておくことに十分に強靭であり、それらはそのような基材のかなりの部分または全体によって構成されている。また、たばこやたばこ関連製品（すなわち、嗅ぎたばこや噛みたばこ）のためのヒートシール可能な小袋も必要とされている。

また、基材媒体は、１００％生分解性であることが望ましく、不活性または非生分解性の成分を含有しないことが切望されている。さらに、その媒体が、製造スクラップのすべてを含む場合、それ自体がリサイクル可能であることが切望されている。

ポリ乳酸（ＰＬＡ）繊維の著しい開発はカーギル社（Ｃａｒｇｉｌｌ Ｉｎｃ．）によって行われ、天然原料から繊維を作り、得られた工程や製品が特許文献１に記載されている。

キンバリー・クラーク（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ Ｃｌａｒｋ）は、特許文献２において「Ｄｕｒａｂｌｅ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｆｏｒ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ（生分解性ポリマー基材のための耐親水性処理）」と題されたポリ乳酸（ＰＬＡ）に言及している。

グラウ（Ｇｒａｕｅｒ）らにより、特許文献３は、親水性物質が濾過紙に浸漬されると、水湿潤性と吸水性を改良することができることを教示している。

これまで伝統的に紙で作られたティーバッグやコーヒー小、ティーバッグは、袋は注入時間の低速さに欠点があり、また、液面上に浮揚しやすい傾向がある。ＰＬＡ（ポリ乳酸）から、紡糸溶融不織布を製造することが試みられたが、シール（密閉）性が低く、自動包装機での生産能力に問題があった。

日本製の新型のティーバッグ布地はナイロン製編地を用いて作製されている。この布地は、急速注入を提供する。しかし、そのティーバッグ布地は、袋、小袋、漏斗または他の濾過器を作る際に、従来技術ではないシール方法を必要とし、費用がかかり、生分解性ではない。

米国特許第６，５０６，８７３号明細書 米国特許第７，７００，５００号明細書 米国特許第６，５１０，９４９号明細書

本発明の目的は、ティーバッグなどに用いられる新しい基材を提供することであり、それは上記の生分解性、リサイクル可能性、およびヒートシール性の必要性の一つ以上または全てを満たすことであり、従来の装置で実行することができることである。

本発明の更なる目的は、このような基材やティーバッグに高い透明性を提供することであり、封入されている茶葉や他の中身の色や形を見えるようにして、中身（例えば、茶葉や挽砕されたコーヒー）の尖端による切断や破裂に耐えられる強靭さ備えることである。

本発明の更なる目的は、紐を付けることで、小袋／袋の全体的なシステムを向上させることであり、この紐はヒートシール、超音波溶接、または他の方法によって、そのシステムにシール可能であり、例えば、実質的にまたは全体的に、中間接着成分の追加を必要とせず、分解可能であり、好ましくはリサイクル可能である。

タブへその紐がくっつくシール性も、好ましい題材である。

小袋／袋の全体的な組み立ては、前述の改良点の組み合わせであるべきである。それは生分解性ではない紙部分や紐やタブを考慮に入れてもよく、リサイクル可能な袋と紐材料に分離される。しかしながら、これらの部分も生分解性の形態で作成されてもよい。

本発明は、ウェブ形状の高多孔質媒体を提供し、最終製品部品（例えば、袋、小袋、漏斗または他の濾過器）またはその同部品の一部を、分割可能であり、作製可能にする。その最終製品は、熱接着不織製造方法を用いて、ＰＬＡから製造され、ＰＬＡ単独またはＣｏ‐ＰＬＡ（複合ポリ乳酸）繊維と共に製造される。

この媒体は、コーヒーやお茶（または上記に大まかに示したように、他の液体や他の小袋／袋の中身）へ、熱水の注入が、高い効率で発揮される。

繊維は、数多くの交差点で自己接着し、それは初期のウェブ製造および／またはその後のステップにおいて、ウェブの加熱および／または加圧を通して行われる。

本発明の基材ウェブ材料は、連続プロセスにおいて製造され、そのプロセスは、調整可能な機械加工方向および機械の幅方向（機械加工方向のクロス方向）の特性を提供し、その特性は媒体の性能を高める。

ＰＬＡとＣｏ‐ＰＬＡ繊維と完全な（ｉｎｔｉｍａｔｅ）ブレンドにおいて、低融点Ｃｏ‐ＰＬＡの％（割合）を調整することにより、繊維配向、温度設定、および熱へのばく露時間により、ウェブ製造中で熱接着強度を調整することができる。

袋や小袋の製造中では、温度、滞留時間、ナイフ圧によって、シール接着の強さを調整することができる。いずれか一つの梳綿機へ、無作為化ロールを適用することによって、機械の幅方向の強度を上げることができ、ウェブの均一性を改良した。

ＰＬＡおよびＣｏ‐ＰＬＡの比重は、１．２５であり、すなわち、水より大きい比重である。これにより、袋や小袋を沈降させ、浸水させ、全体が熱水中に吸い込まれる。また、ＰＬＡは本来親水性であるので、特定の処理をしなくても、水は迅速にお茶やコーヒーへ流れ込む。

ポリマーの異性体含有量を変えることによって、融点が１２５℃〜１６０℃から、Ｃｏ‐ＰＬＡを選択することができる。よって、様々な自動化された包装機のシーリング要件に対応可能となる。

再生可能な原材料から作られた媒体のみならず、スクラップ繊維、不織トリムスクラップ、袋作成スクラップが、再溶融され、ペレット状に押し出され、押し出し動作へブレンドされて、より多くの繊維を作ることができる。この繊維は、１００％再生可能な資源から形成され、１００％リサイクル可能である。

繊維製造工程では、いかなる「廃棄」繊維もペレット状に再押し出しされ、繊維工程へ戻される。不織ウェブの製造工程では、いかなるスタートアップ（開始時）やトリム（切取り時）の「廃棄物」もペレット状に再押し出しされ、繊維工程へ戻される。注入用パッケージの製造工程では、いかなるトリム、スタートアップ、または他のウェブの「廃棄物」も再押し出しされ、繊維製造工程へ戻される。

ＰＥＴ、ナイロン、および大方の紙などとは異なり、これらはラテックスや合成充填剤を含有しているが、本発明の媒体は１００％堆肥化することができる。湿度９８％で、温度６０℃以上での加水分解の後では、ＰＬＡは微生物によってすぐに食べられ、その成分原子はより多くのトウモロコシ、甜菜、稲などを成育に、可能な限り再利用される。それは、ＰＬＡや他の利用のために変換される。

本発明は、５種類の目付：１６、１８、２０、２５、および３０ｇ／ｍ^２（ｇｓｍ、ｇｒａｍｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｅｒ、平方メートル当たりのグラム）の坪量において製造されたが、これより軽いまたは重い目付で製造してもよい。

４０×倍率で示しており、３０（重量）％のＣｏ‐ＰＬＡ／７０％のＰＬＡを有し、１８ｇ／ｍ^２の坪量のウェブの顕微鏡スライドガラス（１）である。これは、優れた強度と優良なシール特性を示した。これは１２〜２０ｇ／ｍ^２（ｇｓｍ、ｇｒａｍｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｅｒ）の坪量のより軽い目付でも同様の効果を発揮するであろう。 １０％のＣｏ‐ＰＬＡ／９０％のＰＬＡのブレンドを有し、１６ｇ／ｍ^２の坪量のウェブを示す顕微鏡スライドガラス（２）である。これは、十分な強度は示したが、効果的にシールするために十分な低融点を持つ繊維ではなかった。 高融点の芯部（１７５℃ＭのＰＬＡ）と低融点の鞘部（１３５℃のＣｏ‐ＰＬＡ）とを有する２成分繊維（ｂｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｉｂｅｒ）を示す図である。 倍率×４０で、１８ｇ／ｍ^２の坪量で、８５／１５％ブレンドを示す顕微鏡スライドガラスである。 倍率×４０で、１８ｇ／ｍ^２の坪量で、８０／２０％のブレンドを示す顕微鏡スライドガラスである。 倍率×１００で、１８ｇ／ｍ^２の坪量で、８０／２０％のブレンドを示す顕微鏡スライドガラスである。 標準紙を示す顕微鏡スライドガラスである。 日本製のナイロン布地を示す顕微鏡スライドガラスである。

本発明の好ましい実施形態は作製され、それを以下に説明する。

この実施形態によれば、その繊維の全てまたは殆どを２成分形態（ｂｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）で含む。ファイバ・イノベーション・テクノロジーズ（Ｆｉｂｅｒ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）社製の単成分ＰＬＡ繊維（ｍｏｎｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＰＬＡ ｆｉｂｅｒ）（Ｔ８１１型）の製造は、芯部／鞘部の２成分（ｂｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）（ＢｉＣｏ）繊維にブレンドされて、芯部にＰＬＡが用いられ、鞘部にＣｏ‐ＰＬＡが用いられて、製造される。

芯部／鞘部の面積比率は、５０／５０％である。

繊維は、（ＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡが）８０／２０％〜２０／８０％の比率で製造された。パルメット合成繊維会社（Ｐａｌｍｅｔｔｏ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ）やフォス製造会社（Ｆｏｓｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ）などの他の繊維業者は、これらの繊維を製造することができる。

ＰＬＡ繊維は、一般に、ポリマー製造の開始材料として乳酸が用いられて作られる。乳酸は、さまざまな天然素材の糖を発酵させて得ることができる。これらの糖は、トウモロコシや甜菜（砂糖大根）などの毎年収穫できる農作物から得ることができる。

このポリマーは、加水分解を避けるために、押し出しの前に完全に乾燥させる必要がある。

ＰＬＡは脂肪族ポリエステルであり、ＰＬＡ分子のねじれ性質によって、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）よりも結晶化しやすい。ＰＬＡは、標準のＰＥＴ繊維機器を使用して、押し出されて繊維を形成することができる。

基材を作るための単成分ＰＬＡ繊維（ｍｏｎｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＰＬＡ ｆｉｂｅｒ）の場合、１７５℃の溶融温度を有する高温変異体が押し出されて繊維が形成される。初期繊維は、その後、その長さの３．５倍に延伸されて、必要とされる１．５デニールに達する。

その後、繊維はクリンプ（捲縮）され、１４０℃に熱を設定して結晶性を改良して、捲縮を安定させる。その後、繊維は１．５インチ（３８ｍｍ）に切断される。

２成分繊維（Ｂｉ−ＣＯ ｆｉｂｅｒ）の場合、フロリダ州メルボルンのヒルズ社（Ｈｉｌｌｓ Ｉｎｃ．）製の、共押出し紡糸口金を使って、溶融紡糸ラインが使用された。このラインの紡糸口金は図３に示したものと同様の繊維を製造した。

高融点（１７５℃）ＰＬＡは芯部に含有され、低融点Ｃｏ−ＰＬＡ（１３５℃）は鞘部に含有される。

一般に、低融点のＣｏ‐ＰＬＡ繊維は完全に非晶質であり、これは溶融し易く、結晶質の単成分ＰＬＡ繊維（ｍｏｎｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＰＬＡ ｆｉｂｅｒ）の周囲に流動させることが容易になる。芯部のＰＬＡ繊維は残留し、ウェブ内で、数多くの交差点で、単成分ＰＬＡ繊維（ｍｏｎｏ−ＰＬＡ ｆｉｂｅｒ）に結合（ｃｏｍｂｉｎｅ ｗｉｔｈ）（接着（ｂｏｎｄ ｔｏ））されて、強化される。

ブレンド比率は、９０％のＰＬＡ／１０％の２成分繊維（Ｂｉ−ＣＯ ｆｉｂｅｒ）から、６０％のＰＬＡ／４０％の２成分繊維（Ｂｉ−ＣＯ ｆｉｂｅｒ）へ変化させた。７０／３０％のブレンド比率のとき、強度とシール性において最良の織物が製造された。

結晶質ＰＬＡ（融点１７５℃）と、１００％のＣｏ‐ＰＬＡ（融点１３５℃〜１６５℃）から作られた単成分繊維（ｍｏｎｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｉｂｅｒ）とのブレンド繊維を作ることも可能である。ブレンド繊維は、手動または自動目付送りを用いて、ＰＬＡ繊維と２成分（ＢｉＣｏ）繊維の所望される比率で重み（目付）を付けることによって実行される。

二つの繊維は、互いの上層に積層され、開繊機へ送られ、この開繊機は繰出しロールを有し、繰出しロールは塊を一本一本の繊維へ引き揃える歯付きシリンダへ繊維を供給する。

繊維は、その後、ブレンドビンへ吹き付けられて、最初に繊維をビン内に均一に揃えて積層され、均一な混合繊維が作成される。これを、次に、エプロン付きスパイクでこれらの層を交差カットし、この繊維を梳綿システムへ給送される。

梳綿システムは二つの給送ホッパから成る。第１の給送ホッパは、貯蔵保持ビンとして作用して、繊維の連続供給を確実とする。第２の給送ホッパは、梳綿機へ、定量重量供給を提供する、ロードセル付きの、連続スケールを有している。

梳綿機は、繊維を櫛梳って（ｔｅａｒ ａｎｄ ｃｏｍｂ）、平行ウェブを形成する、歯付きワイヤに被われた、一連続の相互作用シリンダである。

布地の目付は、１２〜２０ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）の坪量で変化させた。テスト用として１８ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）を採用した。（採用しなかったが）１６ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）が最高の特性を発揮すると想定される。

使用した製造ラインは、３台の梳綿機を有し、それぞれ幅が２．３ｍのアセリン・ティボー（Ａｓｓｅｌｉｎ‐Ｔｈｉｂｅａｕ）ラインであった。ウェブは直線ラインで実行された。それは、４６０ｍｍ直径のロールの加熱で、１３０℃〜１５２℃の熱媒油を用いて、カレンダへ送られた。ライン速度は毎分４０ｍで、仕上り幅は２．０ｍであった。

平行ウェブが望まれる場合、梳綿システム（ｃａｒｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）から真直ぐ出てくる繊維は、他の二つの梳綿機を用いて合され、熱接着（ｔｈｅｒｍｏ−ｂｏｎｄｅｄ）される。これによって、通常、機械加工方向（ＭＤ）／機械幅方向（ＣＭＤ）の強度比が４：１が得られる。よりバランスのとれた強度比を望む場合、一つ以上の梳綿機に、「無作為化」ロールシステム（ｒａｎｄｏｍｉｚｅｒ ｒｏｌｌ ｓｙｓｔｅｍ）を加えてもよい。その結果、ＭＤ／ＣＭＤの強度比を１．５：１までを得ることができる。

梳綿システム（ｃａｒｄｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）と繊維配向を調整することにより、繊維方向が揃えられ、ウェブ内の開孔または開口を調整して、熱水の急速注入を向上させることができる。

ロールは１５６ｍｍ（６．１４インチ）の幅に細長く切って、ティーバッグ製造機に用いられた。

使用したティーバッグ製造機は、マイフレックスマスツ（Ｍｉｆｌｅｘ Ｍａｓｚ）社製のモデルＡＳＫ０２０であった。二つのロールを製造機上に配置し、型（枠）の中心に置いた。正確な量のお茶を堆積させ、上下のシートは、１３５℃の温度で、０．５〜０．８秒の滞留時間で、互いに自動的にシールした。

本発明の基材ウェブは、単純なナイフデバイスによって、標準のティー／コーヒーの包装機械上で容易に切断することができ、出る糸くずやほつれた繊維は最小限に抑える。

繊維が膨張しないので、温液を注入する間でも、ウェブはその孔サイズを維持することができる。これがティーやコーヒーへの水の流れをよくし、浸出時間が短縮される。

ウェブ繊維が膨潤しないため、ガス圧が増大するリスクが排除され、袋の破損や粒子分散のリスクが回避される。

熱水を使用する場合、注入時間は１分に短縮される。

加圧されると、注入液は容器（袋または小袋）がそのまま完全に残され、絹のような半透明の表面が残される。

ＰＬＡのリサイクルは非常に簡単であり、処理する場所によって多少異なる。繊維製造の間、紡糸と延伸の両方から送られる繊維の全てが、「エレマ（Ｅｒｅｍａ）」または「メカニックモデルヌ（Ｍｅｃｈａｎｉｃ Ｍｏｄｅｒｎｅ）」のリサイクルライン（同様の作業をするラインは他にも数多く存在する）を用いて、繊維スクラップを濃縮することによって、ペレット状に再押し出しすることができる。

これらの装置は繊維の密度を高めて、繊維を部分的に溶融し、予備乾燥して、湿度を除く。高密度粒子は強制的に空気抜きされて押し出されて、全ての湿気を除去する。

ＰＬＡは、その後、完全に溶融され、押し出され、濾過されて、純粋な非晶質ペレットを形成する。

このペレットは、その後、新品のペレットにブレンドされて、新しい繊維を作ることができる。

熱接着処理（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｂｏｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ）の間、スクラップ繊維、エッジ切取り部、及び不良布地は、梱包され、出荷され、上記したリサイクルシステムへ戻すことができる。

ティーバッグ製造工程中、切取りスクラップや「スケルトン（骨組み）」スクラップは、特に丸形の小袋を作ることにより発生し、上記したように梱包されて再処理される。

最後に、ティーバッグは、使用後に堆肥化することができ、ＰＬＡは、より多くのＰＬＡを作ることができる糖へ戻すことができる。

本発明は、小袋として使用される。例えば、レモネード、ハーブ香袋、粉せっけん、化学薬品やプールやスパに使用される塩素、汚染除去液、着色剤液、除湿剤、加熱または冷却のための相変化材料の担体、タバコ入れ、および熱や超音波作動式のシール可能容器内に置くことができるすべての材料等のための小袋として使用される。

更なる好ましい実施形態は、ティーバッグ材料および最終製品が含まれる。これは、同様の繊維や他の種類の繊維のように、自己接着（ｓｅｌｆ ｂｏｎｄｉｎｇ）する特性を有する単成分繊維（ｍｏｎｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｉｂｅｒ）で、全体的または部分的に作成され、有効なウェブ材料と有効な最終製品を製造することができる。

好ましい単成分（ｍｏｎｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）は、溶融温度が１３５℃のＣｏ‐ＰＬＡである。このような繊維は、１．３デニール×３８ｍｍの繊維で、製造された。これは、２成分繊維（ｂｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｉｂｅｒ）とは対照的に１００％のバインダとなる繊維であり、一般に、５０／５０の比率のＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡから構成される。

単成分繊維（ｍｏｎｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｉｂｅｒ）は、標準ＰＬＡ繊維とブレンドされて、８５％ＰＬＡ／１５％Ｃｏ‐ＰＬＡ比率である。このブレンドは、梳綿されたウェブライン（ｃａｒｄ ｗｅｂ ｌｉｎｅ）で、１８ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）および２０ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）で加工された。得られたものは、２成分繊維（ｂｉ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｉｂｅｒ）によって製造されたものに比べて、かなり強いウェブであった。

ウェブは、２成分繊維（Ｂｉ−ｃｏ ｆｉｂｅｒ）から作られたウェブに比べて、透明性が高く、不透明さは低かった。これは実に理想的な属性である。

第２の実験において、単成分のＣｏ‐ＰＬＡ繊維（ｍｏｎｏ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｃｏ−ＰＬＡ ｆｉｂｅｒ）は、８１１型のＰＬＡ繊維とブレンドされて、８０／２０％（ＰＬＡ／Ｃｏ−ＰＬＡ）の比率とした。ウェブは、１８ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）と２０ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）の坪量で製造された。

強度が増加し、布地の不透明さが低下し、半透明性（ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｔ）がやや高かった。

両タイプのロールは、その後、適切な幅に細長く切って、ティーバッグ製造機上で加工された。更なる利点は、ＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡのブレンドは、標準紙よりも吸水量が少ないことであった。ＰＬＡと標準紙とは、共に、乾燥時には１８ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）の坪量であったが、完全水飽和時に、ＰＬＡは９０ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）の坪量、標準紙は２００ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）の坪量であった。

第１の実験は、高価なナイロン布地に代えて、フソー（Ｆｕｓｏ）マシンで行った。ティーバッグは良好に成形され、縫合部はナイロン布地で作られたティーバッグに比べて強かった。１８ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）で、８０／２０ブレンド比率で、最良の結果を得た。

強度、均一さ、および繊維分布を向上させるため、（５台のうち）一台の梳綿機がドッファー（ｄｏｆｆｅｒ）またはテイクオフロール（ｔａｋｅ ｏｆｆ ｒｏｌｌ）へ、無作為化装置（ｒａｎｄｏｍｉｚｉｎｇ ｕｎｉｔ）を配置することによって改良された。

標準的な梳綿機上では、通常、５：１の比率で、繊維配向は機械加工方向（ｍａｃｈｉｎｅ）と幅方向（ｃｒｏｓｓ ｍａｃｈｉｎｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）であり、３．５：１まで最適化することができる。無作為化ロール（ｒａｎｄｏｍｉｚｉｎｇ ｒｏｌｌ）を用いた場合、その繊維配向は、無作為化器付きの梳綿機では、約１．５：１である。

得られた複合ウェブは、繊維配向が２：１〜３：１であった。これは重要な改良であった。得られたウェブは、標準的なティーバッグが示すような湿潤状態で、強度の低下は見られなかった。

ＰＬＡ繊維の選択をシフトすることによって、更なる改良が得られた。

まず、上記の製造システムを、以下の特性を有する特定のＰＬＡ樹脂＃６０６０Ｄに適用した：
相対粘度： ３．５０±０．２５
％ダイマー： １２．０±１．００
最大黄色度指数： ３５．０
最大残渣ラクチド： ０．３０
これは、本発明の目的を達成するために満足できるものであった。

第２に、通常、繊維にはあまり使用されず、ボトルなどのブロー成形用金型のために作られているＰＬＡ樹脂＃７０３２に代えることによって、更なる改良が見られた。この樹脂は次の特性を有する：
相対粘度： ４．００±０．１
％ダイマー： １．４０±０．２
最大黄色度指数： ３０．０
最大残渣ラクチド： ０．３０
この樹脂は、６０６Ｄより顕著な透明度を示した。これはダイマー含有量と黄色度指数の低下が原因であり、その相対粘度が上昇して、繊維製造中の延伸比率が上昇したからである。この結果、６０６０Ｄや他の標準的なＰＬＡ繊維の３．５〜４．０グラム／デニールに対して、糸剛性が４．７〜５．０グラム／デニールまで上昇した。

従って、より強靭なティーバッグ基材布地を得た。

布地製造中、ＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡ繊維のブレンド比は、７０／３０％（ＰＬＡ‐Ｃｏ‐ＰＬＡ）に変化された。

Ｃｏ‐ＰＬＡは、１３５℃の加熱中で透明になるという結果を得た。

ＰＬＡ繊維の糸剛性が増すにつれて、布地は強度が増し、透明性は低かった。

以下の布地の目付が製造された：
ａ． １８ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）（坪量）
（ｇｒａｍｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｍｅｔｅｒ）
ｂ． ２１ｇｓｍ
ｃ． ２５ｇｓｍ
ｄ． ２８ｇｓｍ
繊維製造の延伸比率が低下し、透明度の高い繊維が減少した．これは、非晶質度が上がり結晶度が下がったからである。結果として、透明な布地でらい、例えば茶葉等の中身が見える良い透明度（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）であった。

以下の目付が製造された：
ａ． １８ｇｓｍ
ｂ． ２１ｇｓｍ
ｃ． ２５ｇｓｍ
ｄ． ３０ｇｓｍ
Ｉｎｇｅｏ（インジオ）（登録商標）ＰＬＡタイプ６４００Ｄを選択して、ティーバッグに装着する紐用の連続フィラメント糸（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｉｌａｍｅｎｔ ｙａｒｎ）を作製した。糸は、一本のフィラメント当たり３デニールで、５０本のフィラメントから形成された。糸は、空気撚糸して（ａｉｒ ｅｎｔａｎｇｌｅｄ）、テクスチャーされて（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）、ＰＬＡティーバッグの紐が作られた。

ＰＬＡ紐は、１５０℃の加熱または超音波溶接のいずれかにより、ティーバッグ布地に溶接された。紐の作製中、延伸または展延工程において調整がされ、紐の強度が弱められた。紐が強すぎる場合、ティーバッグ製造中の安全面に影響を与えることがわかった。紐は、ティーバッグへ使用するための十分に強靭である必要がある。しかし、素手で破ることが可能である必要がある。

当業者にとって、他の実施形態、種々の改変、詳細、そして用途が、本発明の開示やその範囲から、文言および趣旨に応じた方法で、同一の範囲に適用することは自明なものとなるであろう。

これは、特許請求の範囲によってのみ限定され、特許法の規定に鑑みて構成されて、均等論を含む。

Claims (30)

1. コーヒー又はティーの袋、又は小袋の飲料注入パッケージを製造するために使用される不織ウェブであって、前記ウェブは１００％のポリ乳酸（ＰＬＡ）繊維及び誘導体で構成され、使用後は１００％の生分解性と、ポリマーから完成ウェブまでの製造工程の各ステップ中に廃棄材料の１００％のリサイクル可能性とを提供する、不織ウェブ。
2. 前記繊維の繊維長さが２ｍｍ〜９０ｍｍである、請求項１に記載のウェブ。
3. 前記繊維の繊維長さが３８ｍｍである、請求項１に記載のウェブ。
4. 前記繊維が０．６デニール〜６．０デニールである、請求項１に記載のウェブ。
5. 前記繊維が３．０デニールである、請求項１に記載のウェブ。
6. 前記繊維が１．５デニールである、請求項１に記載のウェブ。
7. 前記繊維が１．２デニールである、請求項１に記載のウェブ。
8. 前記ウェブが８〜５０ｇ／ｍ^２の坪量を有する、請求項１に記載のウェブ。
9. 前記ウェブが異なる二つの融点を有するＰＬＡ繊維を含み、夫々１４５℃〜１７５℃と１０５℃〜１６５℃である、請求項１に記載のウェブ。
10. 前記繊維が１３０℃〜１７５℃の温度で溶融（軟化）する１００％のＰＬＡ繊維である、請求項１に記載のウェブ。
11. 繊維の比率がＰＬＡ繊維であり、別の比率がＣｏ‐ＰＬＡ繊維から構成されており、それが高融点ＰＬＡの芯部と低融点ＰＬＡの鞘部から構成され、２０％〜８０％の芯部と８０％〜２０％の鞘部とを含む、請求項１に記載のウェブ。
12. 繊維の比率がＰＬＡ繊維であり、別の比率がＣｏ‐ＰＬＡ繊維から構成されており、それが芯部を有し、低融点ＰＬＡを有し、更に低融点ＰＬＡ鞘部から構成され、２０％〜８０％の芯部と８０％〜２０％の鞘部とを含む、請求項１に記載のウェブ。
13. ５％〜９５％の繊維比率が高温ＰＬＡ繊維であり、９５％〜５％が低融点Ｃｏ‐ＰＬＡであり、芯部と低融点ＰＬＡの鞘部とを有し、９０％と低融点Ｃｏ‐ＰＬＡ繊維から構成される、請求項１２に記載のウェブ。
14. 繊維の比率がＰＬＡ繊維であり、別が０．８〜２６デニールであり、１００％の押し出されたＣｏ‐ＰＬＡ繊維である、請求項１に記載のウェブ。
15. 前記ＰＬＡ繊維が１４５℃〜１７５℃の融点（軟化点）を有し、前記Ｃｏ‐ＰＬＡ繊維を有し、単成分が１０５℃〜１６５℃の溶融温度を有する単成分、又は１０５℃〜１６５℃の範囲で溶融（軟化）温度を有する鞘部を有するが、前記ＰＬＡ繊維の溶融（軟化）温度を下回る温度である２成分である、請求項１４に記載のウェブ。
16. 前記熱活性化成分の割合が５〜５０重量％であり、そのパーセンテージが前記ウェブの目付に基づいて求められる、請求項１３に記載のウェブ。
17. 前記繊維のブレンドが０〜２５％のセルロース繊維を含む、請求項１に記載のウェブ。
18. 前記繊維のブレンドが０〜２５％の非ポリ乳酸合成繊維を含む、請求項１に記載のウェブ。
19. レモネード、ハーブ香袋、粉せっけん、化学薬品、プールやスパに使用される塩素、汚染除去液、着色液、除湿剤、加熱または冷却のための相変化材料の担体、たばこ入れ、及び熱及び／又は超音波によって作動するシール可能容器内に置くことができる全ての材料のための袋又は小袋の材料として使用可能である、請求項１に記載のウェブ。
20. 請求項１に記載のウェブの少なくとも部分的に形成される袋又は小袋。
21. 請求項１に記載のウェブ（但し、紙製タブ又はそのアクセサリは除く）からほぼ全体的に形成される袋又は小袋。
22. 梳綿化（carding）中に、無作為化ロールを使用することで作成された請求項１に記載のウェブを用いた袋又は小袋。
23. 茶葉又はコーヒー用に、ウェブ布地が袋、小袋、漏斗又は他の濾過器が形成される際に、ＰＬＡ／Ｃｏ‐ＰＬＡ繊維で組み合わされて、（交差点で）自己接着する不織網であり、前記繊維の少なくとも一部の透明さ（clarity）を選択して、布地の透明度（clarity）を調整し易くし、中身をよく見えることで、作成されるウェブ布地。
24. 繊維の製造の際に展延（又は延伸）を調節し、前記繊維の結晶度を緩和し、透明度を高めることで、作成されるＰＬＡ及び／又はＣｏ‐ＰＬＡ繊維。
25. 茶葉を含むティーバッグの注入材料の多孔質の袋を保持するためと、それを液中へ浸すためとの紐であって、安全及び利便性から、前記紐の糸剛性を低減して、簡単には破れないが素手で破ることができるという最低レベルの強度を調整されて、構成され及び配置される、紐。
26. 小袋／袋の製造を含む、濾過器製品を製造するためのもので、ＰＬＡポリマーから作られたＰＬＡ繊維を含み、３．５を上回る相対粘度を有し、高透明度の強靭な繊維と、４．０〜７．０グラム／デニールの糸剛性を有する基材を作るための、不織基材ウェブ。
27. 小袋／袋の製造を含み、濾過器製品を製造するためのもので、一部又は全体の紐が、複数の撚糸された連続フィラメントで作られ、一本のフィラメントあたり０．９〜６デニールであり、その２０〜１０００本のフィラメントが形成する、ＰＬＡ紐。
28. １〜６デニールで、長さが０．７５〜６インチで紡糸されたＰＬＡ安定繊維を用い、外郭、噴流、オープンエンド紡糸を用いて作製される、請求項２４に記載のＰＬＡ紐。
29. 複合ブレンドとして、１０％〜８０％のＣｏ‐ＰＬＡ複合体を含み、ＰＬＡを有するＣｏ‐ＰＬＡがのブレンドである、請求項２３の記載の基材ウェブ製品。
30. 粒状或いは多孔質の含有物を液体濾過するための保持袋又は小袋であり、前記袋又は小袋が、全体又は一部の小袋、そして連続フィラメント又は紡糸のＰＬＡの紐として、請求項２６に記載の前記複合ブレンドを含む、保持袋又は小袋。