DE1546330A1 - Verfahren zum Herstellen eines heisssiegelbaren Papiers - Google Patents

Description

JAMES K. ÖEOMPTON AND BEOTHEES LIMITED, Elton Paper Mills, Bury, lancaahire, England

Verfahren zum: Herstellen eines heißsiegelbaren Papiers

Für diese Anmeldung wird die Priorität der britischen Patentanmeldung Ur, 15540 rom 15. April 1964 iß Anspruch genommen» '■'.-■■

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines heißsiegelbaren Papiers«

Es ist bereits vorgeschlagen, worden, hei ßsi egelbares Papier so herausteilen, daß zuerst eise wässrige Suspension nicht thermoplastischer .Fasern'ausgebildet und sodann eine Bahn derartiger Fasern auf'. einem Drahtsieb aufgebracht wird« Dem Papier kann Naßfeatigkeit durch Susatz eines geeigneten Mittel», wie Melamin, zu-der Suspension -vermittelt werden. Eine weitere wässrige Suspension wäraesiegelbarers thermoplastischer Pas ern _t ■' uö& . swar Yinjnon (eingetragenes Waren-» : zeichen}* das eia Copolymer aas Vinylacetat .und Vinylohlo-.' riä ist» wird iauafeääsgig Toa der aiöiit-'tii-ernoplaatiaoiien SuspenfeioB zafeereitet unü sodann auf die Bahn der nicht thermaplaistiackes Faseriä aufgebracht-, so dap die thermoplastischen Fasern iti die »iefet thermoplastischen Fasiern ausreichend unter Verankern derselben in d'©r Bahn eindringen, jedoch überwiegend in Richtung auf die obere Oberfläche der nicht tiierKoplaetiseken Bahn angeordnet eind* Die Bahn wird sodann getrocknet und so weiterbehandelt, daß ein wärmeeiegelbares Papier ausgebildet wird, de« durch Naßfeatigkeit, hob.9 Porö»itat. and geaiinge» Gewioiit gekennzeicknet let,

Für Λ» Au!tragsv«fiältnis gilt rfi* G»bOhranordnang dw Dtulidian Pol«nianvialiikämmer. r— Giriditistand fOr lelsfung "und Zahlung t Batlin-ChariQUenburg

Gäd am Farnsprecher iiiifaan kf'ma rtdillvvblndlich· Wirkung,

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wodurch dasselbe insbesondere zweckmäßig zum Herstellen τοη . Teebeuteln wird.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung bestellt darin, einrerbessertes Verfahren zum Herstellen eines heißsiegelbaren Papiers zu schaffen, das geringes Gewicht aufweist und Terbesserte Luftdurchlässigkeit besitzt, und das bei dem Verarbeiten in Teebeutel verbesserte Aufgußeigen schäften und Neutralität des Geschmackes zeigt.

Das erfindungagemäße Verfahren zum Herstellen heißsiegelbaren Papiers ist dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssige Dispersion eines Gemisches nicht toxischer und geschmeckt loser, thermoplastischer Jas er η mit einem Schmelzpunkt τοη höher als 10O⁰G und nicht über 24O°G und nicht thermoplastische fasern ausgebildet wird, wobei die thermoplastischer und nicht thermoplastischendesern unterschiedliche spezifische Gewichte aufweisen, so daß zwischen denselben innerhalb des S us pens ions mediums eine teilweise Auftrennung erfolgt, und sodann aus dieser Dispersion der theraoplastischt und nicht thermoplastischen fasern eine Bahn absitzen gelassen wird, wodurch diese Bahn eine Oberfläche aufweist, die eine höhere Konzentration an thermoplastischen Fasern als die andere Oberfläche aufweist, und die theriaoplaatischen Fasern auereichende Länge für ein Verfilzen mit der Bahn aufweisen. Vorzugsweise sind die thermoplastischen Fasern aus Pä&lypropylen.

Vorzugsweise ist das Suspension»medium der Dispersion Wjras er.

Im folgenden wird eine erfindungsgemäße Ausf(ihringsform beispielsweise unter Btzugnakae auf äie beigefügte ZeioJi-* ßung erläutert·. 009829/0260 — „

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Pig, 1 ist eine diagrammförmige Ansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines heißeiegelbaren Papiers, das für das Herstellen von Teebeuteln geeignet ist, wird eine wässrige Dispersion eines Gemisches aus Polypropylenfasern und nicht thermoplastischen Pasern ausgebildet. Die nicht thermoplastischen Fasern können lange, praktisch nicht geschlagene, nicht hydratisier« te Pflanzenfasern, wie Manila-, Sisal- und Jutefaser und Zellstoff sein oder können vollständig oder teilweise aus Kunstseide oder anderen Kunststofffasern.bestehen. Die länge der nicht thermoplastischen Paaern, die sich als gedgnet erwiesen hat, beträgt bis zu 9,5 mm und bei Anwenden von Eolypropylenfas era, die Vorzugsweise 3 bis 5 Denier pro Faden aufweisen, haben sich langen τοη 4»75 bis 9»5 mm als aufriedenstellend erwiesen. Wenn große Anteile nicht eelluloseartiger Pasern angewandt werden, kann ein Anteil τοη 2 bis 10 Gew.fo stark geschlagener Celluloseflocken augesetzt werden, um so die Bindung in dem erhaltenen Blatt zu rerbessern.

Das Gemisch aus Fasern wird vermittels jeder geeigneten herkömmlichen Vorrichtung, wie z.B, einem Holländer ausgebildet, in dem die Konsistenz der Dispersion sich auf angenähert 4 - 5 Gew.^ der Fasern in Wasser beläuft. Nach weiterem Verdünnen der Dispersion auf eine sehr geringe Konsistenz τοη z.B. 0,02 Gew..^, wird die Dispersion, wie in der Fig. 1 gezeigt, τοη dem Vorratsbehälter 3aus gegebenenfalls zusammen mit einem Naßfestigkeit Tersaittelnden Mittel, wie Melamin, das die arteigene Naßfestigkeit der Dispersion Ttrbessert unter Ausbilden einer Bahn auf dem Drahtnetz A einer Fourdrinier-Papitriaascliiine zugeführt, wobei das überscküssige

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Wasser der Dispersion durchdas Sieb hindurehtritt und durch einen Abzugs trog 5 aufgenommen wird. Da die Polypropylenfasern eine Dickte von 0,91 aufweisen, die geringer als diejenige desS us pens ions mediums, und zwar Wasser, der faserförmigen Dispersion ist, tritt eine teilweise Auftrennung zwischen den Polypropyleiafasern und de» dichteren nlchtthermoplas tischen Pas ern ein·

Ib Anschluß hieran wird die Bahn unter Ausbilden eines heißsiegelbaren Papiers getrocknet, das eine größere Konzentration der heißsiegelbaren Polypropylenfasern auf einer Oberfläche als auf der anderen Oberfläche aufweist.

Gegebenenfalls kann die getrocknete Folie einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 175'⁰C. unterworfen werden, um so ein teilweises Verschmelzen der Polypropylenfasern zu erreichen, wodurch eine Bindung der Papierfasern miteinander und somit Verbessern der Trocken« und Naßfestigkeiten eriielt wird.

Das nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Papiei ist insbesondere zum Herstellen von Teebeuteln geeignet, da das Papier nicht toxisch und vollständig neutral im Geschmacl aufgrund der inerten Eigenschaft der Polypropylenfasern und dem Nichtvorliegen von Spinnlösemitteln ist, wodurch sich Probleme bei dem Herstellen eines geeehmackfreieu Papiers dann ergeben, wenn z_eB. Vinyon als die heißsiegelbare Faser angewanit wird. Weiterhin «eisen die aus dem erfindungsgenijB hergestellten Papier ausgebildeten Teebeutel eine höhere Luftdurchlässigkeit gegenüber herkömmlichen heißgasiegelten Teebeuteln auf und besitzen eine größere Aufgußgeschwindigkeit. Dies beruht im wesentlichen auf den arteigenen Eigenschaft an der Polypr©pyl«,ö£a»ar, die geringe Dichte aufweist

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wodurch, sien. ein großes Voluiaeo, Grlattheit und nicht vernetzende Eigenschaft ergibt.'

Aus führ ungab eiaiJiel

Es wird ein heißsiegelfoares Papier hergestellt, indem in Wasser ein G-emxsoh aus 30 &ew,fe von 3 Denier pro Faden Polypropylensfasern mit einer Länge von β,35 m. mit 60 ß I_f5 Denier pro faden Kunstseidefasera mit einer'Länge won 4s75 mm αηά 10 6e«₈$> stark geschlagene pflanzliche Flocken dispergiert wir-cL Sa® Termi® oh.en ^ird in eijssm Holländer durolagefufert, and die so .erhaltene Ma^se wird auf äas Drahtsieb des geneigten-Drahtes Λφτ Fourdrinier--Papiermaschine mit eiaer Koneistena you O₉0.2 6sw_e?ä der Fasern unter .Zusa-ts tob 2f& Melaiaia eis laßfestigkeit weraiittelBdiss Mittel geführt· Dee erhaltene Papier, «eist nach dem. Trocknen and Er- hitaeii auf 175°0 eine Sieht© von 20 g/m_: waä eine Iiuftdurchlässigkeit tos 7Ö0 m /min/9,,2 am bsi eine® Draek voa' 12fl Ess· Wassers sole iiö ö. @in@ I©pb©rgtf estigkait^ wie sie eines Mullen Staters geprüft veiröj τοη 80'jS der

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Jeder Teebeutel wird waagerecht in einem Drahtkäfig-gehalten UiKl 15 Sekunden lang in aiii Becherglas eingetaucht, das 400 ml Wasser enthält, das bis kurz vorher am Sieden gehalten wurde. Die Beutel werden aus den entsprechenden Be-elierglMsgrii herausgehobea imä aas läpt dieselben sodann weitere 5 Sekunden langhin aas entsprechende Bechergla@ afetropfesn Die so erhaltenen Extrakte peräaa im eisern EIL Absorptiometer unter Am?essderi .einer Reihe Xlford-^chiaalbeJidfilter «inters Höht? Das Extrakt &\m ä®m Pol^ropyleapepisy^Teebetitel führt au einer optisch©» Bielite eiit eimern Ilfo3?<l 603 filter von 52 ₉ «ähreud unter άΒΏ gleichen BediDguügen der Extrakt aus dem herkömmlichen Seebeutel gsa einer Mehteablssung tob 37 führt.

Is T^urde eine weitere Seihs Untersudiaogen ßarchgeführt, am. go die Wirkimg des Einarb©itsns tistei'sshieilielier G-©??iöhtsprozente Poljpropjlenfas ©r is das gsssst© Pasergesais eh in dem .erfindungegemäß hergestellten Papier su. Tergleichen« In Heber ©iss ti Büaußg mit der folgssfSeis fsbelle A Wfr-äeii drei P®pi©3?prob@n lierge®teilt =

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Profe© ?, Pf©fe© i? - Prob© 3

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Polypropylen (G®^₀^) "20 50 - 50

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JeclQ ä@r drei Pröb©a wteö IO Seieußäes bei 175^Ö8 vereohmolzen ^ird sodann gefunden, daß die Probe 3 50 öew·^ Polypropylen verschrumpelt aufweist und sieh is praktischer Hinsicht

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als Teebeutel nicht eignet« Es werden sodann Untersuchungen mit den drei Proben durchgeführt, umso deren Siegelfestigkeit, Porösität und Berstfestigkeiten au vergleichen. Die ,Untersuchungen werden sowohl mit Papier, bei dem die oberen SeitenCd.h. die Seite, die die größte Konzentration an Polypropylen enthältI miteinander versiegelt sind, als auch mit Papier, bei dem die Drahtseiten miteinander versiegelt sind, wobei das Versiegeln mit 4,2 cm breiten Streifen durchgeführt wird. Jede gesiegelte Probe wird sodann In eines Elmendorf-Reißtester untersucht, wobei die Verbindungsstellen der 4,2 cm auseinandergezogen werden· Die Ergebnisse, die den Mittelwert von 4 Tests darstellen, sind in der Tabelle B zusammengefaßt, ,

Tabelle B

Probe 1 Probe 2 Probe 3

erforderliche Kraft für das
Trennen der miteinander versiegelten oberen Seiten
(g/cm) 10 26 19

erforderliche Kraft für das
Trennen der miteinander versiegelten §rahts ei ten (g/cm) 6 19 18

Porösität (0,305 m*/0,305 m*/ .

min. bei 12,7 mm wg) 552 640

Berstfestigkeit (kg/cm*) 0,623 0,567

Bezüglich der Prosentsätze an angewandter Polypropylenfaser wurde» durch Untersuchung gefunden, daß 20 Gew»# Polypropylenenthaltendes Fasergemisch zu einem helßsiegelbaren Papier führt, das eine nicht ausreichend feste Siegelung für das Anwenden als Teebeutel aufweist, und nie weit@r oben angegeben, führt ein Papier suit 50$ Polypropylen au eiaaa Sehruapeligwerden oier Einschrumpfen bei dem Beatfschlagen der erforderlichen Wärme, Der Prosentsatzbereich an Polypropylen, der für daß Hers teilen der (Ssefoetitel angewandt werden kann, wurde

zu 24 bis 45# geimüm. 00.98 2 9/^:0260. - - .-₈ „

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Wenn sich auch die oben angegebenen Prozentsätze auf Teebeutel beziehen, kann ein erfindungsgemäß hergestelltes Papier
auch für andere Zwecke dort Anwendung finden, wo die Siegelfestigkeit des Papiers nicht so hoch sein muß, und in derartigen Fällen kann weniger Polypropylen angewandt werden«, Derartige weitere Anwendungen schließen nicht klebrige chirurgische Ueberzüge ein, bei denen die Heißsiegeleigenschaften des Papiers von untergeordneter Bedeutung sind, sowie chirurgische Gesichtsmasken. In diesen Fällen führt das Polypropylen zu einer sehr zweckmäßigen Anordnung für das Verbinden der
anderen Fasern, aus denen das Papier besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gegenüber herkömmlichen
Verfahren dahingehend vorteilhaft, daß das Ausbilden getrennter Suspensionen und ein g etrenntes Aufbringen auf ein Drahtsieb der thermoplastischen und nicht thermoplastischen Fasern vermieden werden kann, wenn »uch die grundsätzlichen Arbeitsweisen der Erfindung in gleicher Weise bei herkömmlichen Verfahrensweisen angewandt werden können.

Polypropylen hat sich äa besonders vorteilhaft erwiesen, da
zusätzlich zu den weiter oben bereits angegebenen günstigen
Eigenschaften eine nur 24$ Polypropylen enthaltende Folie in
zufriedenstellender Weise heißgesiegelt werden kann, ohne daß ein Versohmieren der Siegelbacken herkömmlicher Heißsiegelvorrichtungen eintritt.

Wenn auch hier Polypropylen als ein Beispiel angegeben worden iat» versteht es sich doch, daß beliebige geeignete nicht
toxische and geschmacklose, thermoplastische Fasern mit einem Schmelzpunkt von hoher ale JOO⁰C und nicht über 240⁰C bei dem erfindungegemäßen Verfahren angewandt werden können. Der maxi male Schnelzpunmkt liegt vorzugsweise bei 200⁰C.

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Es verstellt sich ebenfalls, daß der gegenseitige Eingriff oder das Verfilzen der thermoplastischen und nicht thermoplastischen Fasern auf den relativ langen Längen beider dieser Pasern beruht.

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Claims (9)

Pateatans prüche

1. Verfahren zum Herstellen eines heißsiegelbaren Papiers, insbesondere für Teebeutel, dadurch gekennzeichnet, daß eine TTBige Dispersion eines Gemisches aus Polypropylenfasern und nicht thermoplastischen Fasern ausgebildet wird, wobei die Polypropylenfasern und nicht thermoplastischen Pasern unterschiedliche Dichten aufweisen, so daß innerhalb des Suspensions mediums ein teilweises Trennen derselben eintritt, und sodann eine Sahn aus der Dispersion, bestehend aus Polypropylenfasern und nicht thermoplastischen Fasern ausgebildet wird, wodurch die Bahn eine Oberfläche aufweist, die eine höhere Konzentration an Polypropylenfasern als die andere Oberfläche besitzt, und die Polypropylenfasern ausreichende Länge für ein Verfilzen mit der Bahn besitzen·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als S us ρ ens ions medi um Wasser angewandt wird·

3· Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn getrocknet und auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt wird, durch die sich ein teilweises Verschmelzen der Polypropylenfasern dergestalt ergibt, daß die Trocken- und Naßfestigkeit des Papiers erhöht wird.

4· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß /Polypropylenfasern in einer Menge von 24 bis 45 Gew,# bezüglich des Gemisches angewandt werden,

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Polypropylenfas era in einer Menge von 30 Gew·^ bezüglich dee Gemisches angewandt werden·

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Polypropylenfasern mit 3 bis 5 Denier pro %den angewandt werden, 00 9 829/02 60 _ßAD

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ,gekennzeichnet, daß Polypropylenfasern mit einer Länge von 4,75 bis 9*5 mta angewandt werden·

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß thermoplastische Fasern mit einer Länge von 9,5 mm angewandt werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 2 bis 10 Gew.$ eelluloseartiges Flockenmaterial dem Gemisch zugesetzt werden.

1O₀ Verfahren nach Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennζeichet, daß eine derartige Suspension ausgebildet wird, daß die Pasern im wesentlichen 0,02 Gew,% der Dispersion ausmachen,

ty, Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dad ure] gekennzeichnet, daß thermoplastische Fasern angewandt werden, deren Schmelzpunkt bei 100° bis 240⁰C liegt.

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