專利名稱：抗菌性·生物降解性提取容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物降解性提取容器，更詳細地說，涉及一種用開水或水提取咖啡、紅茶、綠茶、烏龍荼等嗜好性飲料時使用的生物降解性提取容器。
背景技術(shù)：
迄今為止，為了用開水或水提取咖啡、紅茶、烏龍茶等的嗜好性飲料而使用的提取袋狀體，一般可以使用由尼龍絲和聚酯絲等的合成纖維的織物或無紡布或紙制成的袋子。
上述的合成纖維制成的袋狀體在提取出荼水等之后就可以作為家庭垃圾廢棄。可是，用于這類袋子的合成纖維，其本身是沒有生物降解性的，因此只能對其進行填埋處理，或者在焚燒之后進行填埋處理，這就是近年來成為問題的垃圾增加的原因之一。
另一方面，由紙制成的袋狀體具有降解性，因此在廢棄時不會產(chǎn)生問題。然而，在使用這些合成纖維或紙制的袋狀體來收容和保存嗜好性飲料時，當保存環(huán)境中的濕度高和溫度高的情況下，由于袋狀體本身不具有抗菌性，因此在內(nèi)容物中有霉菌或雜菌繁殖的問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決這一問題，利用一種由非通氣性的薄膜形成的覆膜來將袋狀體與水分隔開，但是這樣就必須采用費時和高成本的工序。
作為對合成纖維賦予抗菌性的方法，可以考慮使用在紡紗時練入抗菌劑的方法，或者在紡紗后用樹脂粘合劑將抗菌劑附著在紗線表面上的方法，但不管是哪一種方法，在泡荼時都存在抗菌劑溶解到開水或水中的可能性，和使茶的香味喪失的可能性以及存在安全上的問題，從這些方面考慮，上述方法皆不合適。
另外，在把使用后的提取袋狀體作為垃圾廢棄時，內(nèi)容物成分在保持水分的狀態(tài)下進行保存，但是，現(xiàn)有的合成纖維制的袋狀體是不具有抗菌性的，因此在與水接觸的部分中有細菌和霉菌繁殖并產(chǎn)生粘液和惡臭。因此，在把垃圾廢棄時會有強烈的不快感并產(chǎn)生作業(yè)上的困難，另外，在夏季時，在高溫多濕條件下細菌大量產(chǎn)生，而通過手與垃圾接觸就存在發(fā)生食物中毒的危險。
如上所述，由于使用以往的合成纖維制成的袋狀體不具有生物降解性的，所以，在將茶葉等封入提取袋中保存時，為了避免產(chǎn)生霉菌和雜菌，采用阻隔水分的薄膜來包裝提取袋等作為對策。然而，這樣的工序麻煩，費用也高，因此不合適。而且，在實際使用提取袋時，還需要去掉包裝薄膜的步驟，這樣就增加了要對本來在嗜好性飲料的提取袋的使用中完全不必要的材料進行處理的步驟并產(chǎn)生了廢棄物，這些都是不希望的。
另一方面，在考慮嗜好性飲料提取后的處理時，由于以往使用的合成纖維袋沒有生物降解性，因此必須將其作為垃圾廢棄并進行埋置處理或者在焚燒后進行埋置處理，這就成為近年來垃圾增加的原因之一。
進而，對于以往使用的合成纖維制的提取袋來說，由于在提取殘渣中有桿菌或細菌等繁殖而產(chǎn)生粘液或惡臭的問題，并且存在通過手作而引起食物中毒的危險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有抗菌性·生物降解性的提取容器，該提取容器能夠防止在收容的被提取物中產(chǎn)生細菌、霉菌等，但是，該提取容器本身卻是使用生物降解性的提取過濾材料制成的。
本發(fā)明的抗菌性·生物降解性的提取容器的特征在于它具有由選自紡織物和針織物的透水性薄片形成的過濾面，形成上述透水性薄片的纖維含有聚乳酸類抗菌性·生物降解性聚合物作為主成分，而且具有1-100dtex的細度。
在本發(fā)明的抗菌性·生物降解性提取容器中，所說的過濾面構(gòu)成袋狀體表面的至少一部分也可以。
在本發(fā)明的抗菌性·生物降解性提取容器中，上述透水性薄片由紡織物構(gòu)成，而且上述紡織物的由下式表示的覆蓋系數(shù)(cover factor)值K優(yōu)選為1600-6400，K＝(N×(A)1/2/T)+(M×(B)1/2/S)[其中，在上式中，N表示經(jīng)紗密度(支/10cm)，M表示緯紗密度(支/10cm)，A表示經(jīng)紗的細度(dtex)，B表示緯紗的細度(dtex)，T表示經(jīng)紗的比重，S表示緯紗的比重]。本發(fā)明的最佳實施方案本發(fā)明的抗菌性·生物降解性提取容器的過濾面由選自透水性紡織物和針織物的透水性薄片形成，而且該透水性紡織物和針織物由含有聚乳酸類抗菌性·生物降解性聚合物而且具有1-100dtex的細度的纖維形成。
在本發(fā)明中，所謂的抗菌性是指防止收容于本發(fā)明的提取容器內(nèi)的被提取物，即咖啡粉末、各種茶葉中的細菌和霉菌的繁殖的特性。
也就是說，本發(fā)明的提取容器具有能夠抑制這些細菌類和霉菌繁殖的特征，其殺菌活性值在0以上。所說的殺菌活性值是由JIS-L1902規(guī)定的用于表示抗菌性的指標，在殺菌活性值不到0的情況下，細菌類就能增殖，因此不能達到本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的抗菌性·生物降解性提取容器具有用于過濾用水或開水提取其中收容的被提取物得到的提取液的過濾面，該過濾面由選自紡織物和針織物的透水性薄片形成，用于形成該透水性薄片的纖維作為主要成分含有聚乳酸類抗菌性·生物降解性聚合物，而且具有1-100dtex的細度。優(yōu)選構(gòu)成形成該過濾面的透水性薄片的纖維的50重量％以上為由聚乳酸類的抗菌性·生物降解性聚合物構(gòu)成的纖維，更優(yōu)選是其100重量％均是由上述聚合物構(gòu)成的纖維。
在本發(fā)明中使用的所謂聚乳酸類聚合物是指一種由乳酸或其2聚體的交酯作為單體進行聚合而獲得的聚合物，該聚合物可以是光學異構(gòu)體的D體和L體各自的均聚物，也可以是它們的共聚物，或者是它們的混合物。
本發(fā)明者們以向提取容器賦予抗菌性作為目的，對各種聚合物的特性進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該聚乳酸類聚合物顯示優(yōu)良的抗菌性，最適合作為提取容器的材料使用。
含有聚乳酸類聚合物作為主成分(優(yōu)選在50重量％以上)的纖維的形態(tài)可以是復絲和單絲中的任一種，另外，也可以是短纖維(staple)。該短纖維可以作為紡織紗使用，或者，也可以作為短纖維與長絲的復合紡織紗使用。對這些纖維的截面形狀沒有限制，但一般優(yōu)選具有圓形的截面。
關(guān)于聚乳酸類聚合物纖維的細度，從使用該纖維時的針織性、容器(袋)的柔軟性、提取性和提取時的過濾泄漏等方面考慮，其細度必須為1-100dtex，優(yōu)選為5-50dtex。當細度不到1dtex時，雖然所獲的透水性薄片的柔軟性良好，但是在針織物的情況下，紗線的孔眼容易變形，而為了防止孔眼變形，就必須增大針織密度，這樣就會降低針織生產(chǎn)的效率，并且在提取時容易造成孔眼堵塞，從而導致提取時的過濾性變差，這些都是不利的情況，另外，當細度超過100dtex時，所獲的透水性針織物發(fā)硬，柔軟性不夠好，當為了提高柔軟性而減小針織密度時，紗線間的空隙就變得過大，這樣就會導致在提取時有固體內(nèi)容物漏出，也就是發(fā)生過濾泄漏的不利情況。
當本發(fā)明中使用的由聚乳酸類聚合物纖維制成的透水性薄片是紡織物的情況下，其覆蓋系數(shù)值K優(yōu)選為1600-6400，更優(yōu)選為3200-4800。該覆蓋系數(shù)值可按下式求出。
K＝(N×(A)1/2/T)+(M×(B)1/2/S)式中，K表示紡織物的覆蓋系數(shù)值K，N表示經(jīng)紗密度(支/10cm)，M表示緯紗密度(支/10cm)，A表示經(jīng)紗的細度(dtex)，B表示緯紗的細度(dtex)，T表示經(jīng)紗的比重，S表示緯紗的比重。
如果透水性薄片織物的覆蓋系數(shù)值K不到1600，則在提取時的過濾泄漏變得過大，另外，如果覆蓋系數(shù)值K超過6400，則在提取時容易發(fā)生網(wǎng)孔堵塞。
本發(fā)明的提取容器只要具有由上述特定透水性薄片形成的過濾面即可，對其形狀、尺寸沒有特別限制，例如，它可以是由本發(fā)明的特定透水薄片形成的袋狀體(袋子)，該袋狀體可以只是其正、反兩面作為過濾面，或者是其正、反兩面加上其左、右兩個側(cè)面并且有底面作為接幫布，因此成為一種其5個面成為過濾面的袋狀體。進而，該袋狀體也可以成為四面形、六面形(箱形)等的多面形以及圓筒形等的容器形狀，在此情況下，只要它至少有一個面是由本發(fā)明的特定透水性薄片形成的過濾面即可?；蛘?，本發(fā)明的提取容器也可以是由上述的特定透水性薄片形成的袋狀體與它的支持器具共同構(gòu)成的容器。
當本發(fā)明的提取容器為提取袋的情況下，為了制造該袋子，可以把本發(fā)明的特定透水性薄片剪裁成所希望的大小，把該剪裁好的薄片折疊，保留用于裝入被提取物的開口部，其余兩個端部的邊緣用熱熔粘合法、高頻粘合法或超聲波粘合法粘合起來，制成袋狀體，然后向其中裝入被提取物，最后對其開口部按上述方法進行粘合密封。對于其他形狀的提取容器，也可以使用本發(fā)明的特定透水薄片通過傳統(tǒng)的方法來形成。
另外，作為用于懸掛提取袋的懸掛材料，一般可以使用由復絲或單絲捻合而成的紗線或者由短纖維紡成的紗線構(gòu)成的懸掛線，在該懸掛線的端部系上由紙等薄片狀物構(gòu)成的標簽，但是，由于連接在提取袋上的懸掛材料完全是生物降解性的，因此，懸掛用的紗線和薄片狀的標簽優(yōu)選都用聚乳酸類聚合物或纖維素等的生物降解性材料來形成。
用于形成本發(fā)明提取容器的過濾面的透水性薄片是由含聚乳酸類聚合物作為主成分的合成纖維形成的薄片，而這種聚乳酸類聚合物纖維在被提取材料，例如咖啡粉末、各種茶葉濕潤時或當在提取后，能夠發(fā)揮防止附著在其上面的細菌和霉菌繁殖的性能，而且在廢棄后能夠被生物降解。另外，由于聚乳酸類聚合物具有熱熔粘合性，因此可以使用通常的熱熔粘合法、高頻粘合法和超聲波粘合法來粘合。
因此，本發(fā)明的提取容器即使不用非透氣性材料包裝，也能使收容在其中的被提取物很好地保持其在保管中的鮮度，而且在使用后能夠防止腐敗菌例如黃色葡萄球菌、綠膿桿菌等細菌和霉菌的繁殖，不會發(fā)生腐敗臭和粘液等。進而，本發(fā)明的提取容器在使用之后廢棄時，它能象紙袋那樣被土壤中的分解菌進行生物降解而消失。也就是說，聚乳酸聚合物纖維在生物降解的初期由于水解反應而使聚合物的分子鏈切斷，這種水解反應在高溫和高濕條件下會加快，而在常溫下的水解反應速度會變慢。當由于水解反應而使聚合物分子鏈的斷裂進行到某種程度之后，水解的生成物就會由于自然界的分解菌例如耐熱性芽胞菌和/或厭氧性細菌的作用而被進一步降解?？梢哉J為，這類分解菌多數(shù)都存在于土壤中，而在空氣中則很少存在。因此，在實質(zhì)上，大氣中的細菌不能將聚乳酸類聚合物降解。
本發(fā)明的提取容器在使用后，例如可以利用市售的混合肥料處理裝置來使其迅速地進行生物降解。作為這時的處理溫度，通常為45℃-100℃，優(yōu)選為50℃-80℃。當處理溫度低于45℃時，不僅降解速度太慢，而且還會促進承擔生物降解作用的分解菌之外的各種雜菌的繁殖，因此成為不衛(wèi)生的條件，另外，有時還會對分散菌帶來不利的影響。另一方面，當處理溫度超過100℃時，在操作上和防火災方面存在危險性，并且可能造成分解菌死亡的情況，因此不可取。為了使處理溫度保持在上述的范圍內(nèi)，可以利用加熱器加熱，或者根據(jù)分解菌種類的不同，利用分解菌產(chǎn)生的代謝熱等。
另外，象上述那樣在較高的溫度下進行混合肥料處理時，作為適用的分解菌，優(yōu)選使用嗜熱菌，例如可以舉出短桿菌等。
實施例下面通過實施例來進一步說明本發(fā)明。實施例1使用聚-L-乳酸纖維(25dtex單絲，比重1.24)作為經(jīng)紗和緯紗，紡織成經(jīng)紗密度465支/10cm，緯紗密度398支/10cm(覆蓋系數(shù)值K＝3480)的平紋織物，將其進行精練和精加工定形。使該織物通過一個130cm寬的輥狀的狹縫，用超聲波法將其切斷和密封，如此制成長65mm×寬42mm的平的袋狀體，從而獲得本發(fā)明的提取袋。實施例2使用聚-L-乳酸纖維(25dtex單絲，比重1.24)作為經(jīng)紗和緯紗，紡織成經(jīng)紗密度492支/10cm，緯紗密度433支/10cm(覆蓋系數(shù)值K＝3730)的平紋織物，將其進行精練和精加工定形。使該織物通過一個130cm寬的輥狀的狹縫，用超聲波法將其切斷和密封，如此制成長65mm×寬42mm的平的袋狀體，從而獲得本發(fā)明的提取袋。比例例1使用聚酯纖維(28dtex單絲，比重1.38)作為經(jīng)紗和緯紗，紡織成一種經(jīng)紗密度374支/10cm，緯紗密度354支/10cm(覆蓋系數(shù)值K＝2971)的平紋織物，將其進行精練和精加工定形。使該織物通過一個130cm寬的輥狀的狹縫，用超聲波法將其切斷和密封，如此制成長65mm×寬42mm的平的袋狀體，從而獲得比較有用的提取袋。比例例2使用聚酯纖維(28dtex單絲，比重1.38)作為經(jīng)紗和緯紗，紡織成一種經(jīng)紗密度512支/10cm，緯紗密度433支/10cm(覆蓋系數(shù)值K＝3624)的平紋織物，將其進行精練和精加工定形。使該織物通過一個130cm寬的輥狀的狹縫，用超聲波法將其切斷和密封，如此制成長65mm×寬42mm的平的袋狀體，從而獲得比較用的提取袋。比較例3除了將平紋紡織物的經(jīng)紗密度改變成213支/10cm，緯紗密度改變成181支/10cm，以及其覆蓋系數(shù)值K為1589之外，其余與實施例1同樣地制造比較用的提取袋。
應予說明，在本比較例1和2中使用的聚酯纖維的直徑設(shè)定與實施例1、2中使用的聚乳酸纖維的直徑相同。茶提取性能試驗對于裝在提取袋中的茶葉，為了提高茶的微粉末的過濾泄漏性和提取性能的再現(xiàn)性，購買市售的綠茶，按照“利用標準篩制茶的粒度測定法”(原及其他二人，荼技研，第11期，45-49頁(1958年))，將茶葉篩分成30號篩上和50篩下兩種粒度，按照30號篩上占80重量％和50號篩下占20重量％的比例混合均勻，將此茶葉用精密天平稱量和分裝，按照每袋平均2g(±5％)從提取袋上端的開口部裝入。
使用按上述實施例1、2和比較例1、2、3制造的茶葉收容提取袋，每一種袋準備30袋茶葉，評價茶在提取前的微粉末漏出量和在提取后的微粉末漏出量。
關(guān)于茶葉收容提取袋的提取方法，采用標準的茶的審查方法(開水提取法)，按下述方法測定茶葉微粉末從提取袋中的漏出量。
茶葉微粉末從提取袋中的漏出量分別在提取前(干燥時)和提取后進行測定。在測定提取前的微粉末漏出量時，使用一個300ml的燒杯，注意不讓微粉末落到燒杯之外，將每一個茶葉袋在燒杯內(nèi)上下振動20次，把從提取袋漏出的微粉末收集于燒杯內(nèi)。使用同一個燒杯，對其他4袋茶葉重復上述的操作，向燒杯中加入蒸餾水，使用一張預先經(jīng)過干燥并測定過質(zhì)量的定量濾紙過濾，將該濾紙干燥，測定其質(zhì)量增加值，將測得的質(zhì)量增加值作為微粉末的漏出量(換算成每一袋的數(shù)值)。
另外，為了測定提取袋的茶葉在提取后的微粉末漏出量，將茶葉袋靜靜地置于300ml的燒杯底部，把已經(jīng)沸騰5分鐘的開水200ml盡可能快地(20秒鐘)注入燒杯中，將茶葉袋按照靜靜地沉底的狀態(tài)在燒杯中保持5分鐘，然后將茶葉袋迅速取出，用測定過質(zhì)量的定量濾紙No2來過濾收集沉降在燒杯內(nèi)部的粉末，將該濾紙用干燥器干燥，然后求出微粉末的質(zhì)量。所獲結(jié)果示于表1中。
表1茶葉收容在茶葉袋中時的微粉末漏出量

從表1可以看出，在實施例1、2中，微粉末的漏出量很少。但是，在比較例3中，微粉末的漏出量卻很多。
使用在上述試驗中使用的實施例1、2和比較1、2的已用過的提取袋，提供給混合肥料中的下述降解性試驗。
在混合肥料中的生物降解性能試驗應予說明，在試驗時使用日本制鐵所制的熟化混合肥料(經(jīng)過約40天發(fā)酵的混合肥料)。降解性試驗按照ISO/FDIS 14855的方法進行，崩解度試驗按照ISO/CD16929的方法進行。
將上述提取后的茶葉收容提取袋置于濾紙上，在250℃、65％RH的條件下放置24小時，然后將其裝在一個聚酯制的網(wǎng)中，再將其一起埋入混合肥料中。作為降解的樣品，捕集其1mm以上的片段。
混合肥料降解試驗的氣氛條件為混合肥料溫度58℃、流量600升/小時，混合肥料含水率60-43％、水槽溫度70℃。
關(guān)于在混合肥料的條件下提取袋的降解性，其強度保持率示于表2中，重量減少率示于表3中，分子量變化率示于表4中。
表2茶葉袋在混合肥料中的降解性試驗

表3

表4

從表2-4的結(jié)果可以確認，實施例1-2的提取袋在混合肥料中可被生物降解。然而，比較例1-2的提取袋卻沒有生物降解性。
抗菌性試驗分別對上述的實施例1、2和比例例1、2在提取前和提取后的提取容器，按照JIS-L1902的方法，并且使用黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureusATCC6538P)和綠膿桿菌(Pseudomonase areuginosa IF03080)作為試驗菌，測定其殺菌活性值，并對其抗菌性進行評價。通過對其進行的提取前的試驗來評價提取袋內(nèi)的茶葉的保存性能，并通過提取后的試驗來評價提取袋在使用后的衛(wèi)生性。同時，將茶葉提取后的袋子在24℃和65％RH的條件下放置在聚乙烯薄板上，測定其產(chǎn)生臭味和粘液的情況并據(jù)此進行評價。提取前和提取后的殺菌活性的試驗結(jié)果示于表5和表6中。
表5提取袋在提取前的殺菌活性試驗

表6提取袋在提取后的殺菌活性試驗

從表5、表6的結(jié)果可以確認，實施例1、2的提取袋在提取前或在提取后均具有抗菌性。另外，在把提取袋放置于聚乙烯的薄板上時，實施例1、2的提取袋沒有產(chǎn)生惡臭和粘液，但是在比較例1、2的提取袋中產(chǎn)生了粘液，并且產(chǎn)生了惡臭。工業(yè)實用性使用由聚乳酸類聚合物纖維構(gòu)成的透水性薄片制成的本發(fā)明的提取容器，在實用上具有充分的提取過濾性能，其生物降解性優(yōu)良，而且，對于收容在其中的被提取材料，不管在提取前或提取后均具有優(yōu)良的抗菌性。
特別是在本發(fā)明中，通過把具有抗菌性的聚乳酸類聚合物纖維的針織物用于提取容器，可以抑制收容在容器內(nèi)的被提取物中產(chǎn)生霉菌或細菌等，并能夠提高茶葉等被提取材料的保存性能，而且在提取后也能抑制臭味或粘液的發(fā)生，并且能使提取容器與被提取材料一起進行生物降解。
權(quán)利要求
1.一種抗菌性·生物降解性提取容器，其特征在于，具有由選自紡織物和針織物的透水性薄片形成的過濾面，形成上述透水性薄片的纖維作為主成分含有聚乳酸類抗菌性·生物降解性聚合物，而且，具有1-100dtex的細度。
2.如權(quán)利要求1所述的抗菌性·生物降解性提取容器，其中，上述的過濾面構(gòu)成袋狀體表面的至少一部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的抗菌性·生物降解性提取容器，其中，形成上述過濾面的透水性薄片由紡織物構(gòu)成，而且上述紡織物由下式表示的覆蓋系數(shù)值K為1600-6400，K＝(N×(A)1/2/T)+(M×(B)1/2/S)式中，N表示經(jīng)紗密度(支/10cm)，M表示緯紗密度(支/10cm)，A表示經(jīng)紗的細度(dtex)，B表示緯紗的細度(dtex)，T表示經(jīng)紗的比重，S表示緯紗的比重。
全文摘要
一種抗菌性·生物降解性提取容器，其抗菌性優(yōu)良，在提取前能夠衛(wèi)生地保持被提取材料，在提取后能夠防止由于腐敗所產(chǎn)生的惡臭和粘液，而且在該可生物降解的提取容器中，至少是其過濾面由選自織物和針織物的透水性薄片形成，而用于形成該透水性薄片的纖維含有聚乳酸類抗菌性·生物降解性聚合物作為主成分，并且具有1－100dtex的纖度。
文檔編號A01N25/34GK1413161SQ00817728
公開日2003年4月23日 申請日期2000年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月6日
發(fā)明者鈴木嘉一, 梶原幸治, 倉田修平 申請人:山中產(chǎn)業(yè)株式會社, 尤尼迪卡纖維株式會社