DE1546330C3

DE1546330C3 - Verfahren zur Herstellung von heiBversiegelbarem Papier, insbesondere für Teebeutel

Info

Publication number: DE1546330C3
Application number: DE19651546330
Authority: DE
Inventors: John Ronald; Grogan Francis Joseph; Johnson Reginald; Bury Lancashire Fish (Großbritannien)
Original assignee: James R. Crompton and Brothers Ltd., Bury, Lancashire (Großbritannien)
Priority date: 1965-04-14
Filing date: 1965-04-14
Publication date: 1977-06-16

Description

schmelzen der Polypropylenfasern zu erreichen, wodurch eine Bindung der Papierfasern miteinander und somit eine Verbesserung der Trocken- und Naßfestigkeit erzielt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Die Figur ist eine Skizze der Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines heißsiegelbaren Papiers, das für das Herstellen von Teebeuteln geeignet ist, wird eine wäßrige Suspension eines Gemisches aus Polypropylenfasern und nichtthermoplastischen Fasern hergestellt.

Das Gemisch aus Fasern wird vermittels jeder geeigneten herkömmlichen Vorrichtung, wie z. B. einem Holländer, hergestellt, in dem die Konzentration der Suspension sich auf angenähert 4 bis 5 Gewichtsprozent der Fasern in Wasser beläuft. Nach weiterem Verdünnen der Suspension auf eine sehr geringe Konzentration von z. B. 0,02 Gewichtsprozent, wird die Suspension, wie in F i g. 1 gezeigt, von dem Vorratsbehälter 3 aus gegebenenfalls zusammen mit einem Naßfestigkeit vermittelnden Mittel, wie Melamin, das die arteigene Naßfestigkeit der Dispersion verbessert, unter Ablagerung einer Bahn auf dem Siebnetz 4 einer Fourdrinier-Papiermaschine zugeführt, wobei das überschüssige Wasser durch das Sieb hindurchtritt und durch einen Abzugstrog 5 aufgenommen wird. Da die Polypropylenfasern eine Dichte von 0,91 g/cm³ aufweisen, die geringer als diejenige des Suspensionsmediums der faserförmigen Suspension ist, tritt eine teilweise Auftrennung zwischen den Polypropylenfasern und den dichteren nichtthermoplastischen Fasern ein.

Im 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.

Ausführungsbeispiel

Es wird ein heißsiegelbares Papier hergestellt, indem in Wasser ein Gemisch aus 30 Gewichtsprozent von 3 Denier pro Faden der Polypropylenfasern mit einer Länge von 6,35 mm mit 60 Gewichtsprozent 1,5 Denier pro Faden Kunstseidefasern mit einer Länge von 4,75 mm und 10 Gewichtsprozent stark geschlagene pflanzliche Flocken suspendiert wird. Das Vermischen wird in einem Holländer durchgeführt, und die so erhaltene Masse wird auf das Drahtsieb der Fourdrinier-Papiermaschine mit einer Konzentration von 0,02 Gewichtsprozent der Fasern unter Zusatz von 2°/₀ Melamin als Naßfestigkeit vermittelndes Mittel geführt. Das erhaltene Papier weist nach dem Trocknen und

ίο Erhitzen auf 175°C eine Dichte von 20 g/m² und eine

700

Luftdurchlässigkeit von

9,2

111 ,

y~, bei einem Min. -dm²

Druck von 12,7 mm Wassersäule und eine Naßberstfestigkeit nach Mullen von 80% d^er Trockenberstfestigkeit von 0,455 kg/cm² auf.

im Vergleich hierzu weist ein herkömmliches heißsiegelbares Teebeutelpapier eine Dichte von 17 g/m²,

eine Luftdurchlässigkeit von -x-=- =31,5 „-.- ■.····.;

^& 9,2 Min.-dm*

des Papiers bei einem Druck von 2,7 mm Wassersäule und eine Naßberstfestigkeit von nur 45 °/₀ der Trockenberstfestigkeit desselben auf.

Es wurden weiterhin vergleichende Aufgießtests mit zwei Teebeuteln mit Abmessungen von 6,35 ■ 6,35 cm durchgeführt, deren jeder 3,25 g Tee enthält. Hierbei besteht einer der Teebeutel aus einem Polypropylenfasern enthaltenden Papier, das erfindungsgemäß hergestellt worden ist, und der andere Teebeutel besteht aus herkömmlichem Teebeutelpapier.

Jeder Teebeutel wird waagerecht in einem Drahtkäfig gehalten und 15 Sekunden lang in ein Becherglas eingetaucht, das 400 ml Wasser enthält, das bis kurz vorher am Sieden gehalten wurde. Die Beutel werden aus den entsprechenden Bechergläsern herausgehoben und man läßt dieselben sodann weitere 5 Sekunden lang in das entsprechende Becherglas abtropfen. Die so erhaltenen Extrakte werden spektrophotometrisch untersucht.

Es wurde eine weitere Reihe Untersuchungen durchgeführt, um so die Wirkung des Einarbeitens unterschiedlicher Gewichtsprozente Polypropylenfaser in das gesamte Fasergemisch in dem erfindungsgemäß hergestellten Papier zu vergleichen. In Übereinstimmung mit der folgenden Tabelle A werden drei Papierproben hergestellt.

Tabelle A

Probe 1

Probe 2

Probe 3

Denier

Polypropylen (Gewichtsprozent)
Kunstseide (Gewichtsprozent)...

Flocken (Gewichtsprozent)

Melamin

Foliengewicht (g/cm²)

Wasser (1)

Wartezeit (Sekunden)

Druckanwendung (kg/Min.) ....

3	3	3
20	30	50
70	60	40
10	10	10
ja	ja	ja
20	20	20
7	7	7
5	5	5
9,1	9,1	9,1

Jede der drei Proben wird 10 Sekunden bei 175° C verschmolzen, wobei sich zeigte, daß die Probe 3 mit 50 Gewichtsprozent Polypropylen zusammenschrumpfte und als Teebeutel nicht verwendbar war. Es wurden sodann Untersuchungen mit den drei Proben durchgeführt, um so deren Siegelfestigkeit, Porosität und Berstfestigkeiten zu vergleichen. Die Untersuchungen wurden sowohl mit Papier, bei dem die oberen Seiten, d. h. die Seite, die die größte Konzentration an Polypropylen enthält, miteinander versiegelt sind, als auch mit Papier, bei dem die Siebseiten miteinander versiegelt sind, wobei das Versiegeln mit

4,2 cm breiten Streifen durchgeführt wurde. Jede gesiegelte Probe wurde sodann in einem Elmendorf-Reißtester untersucht, wobei die Verbindungsstellen 4,2 cm auseinandergezogen wurden. Die Ergebnisse, die den Mittelwert von vier 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) Erforderliche Kraft für das Trennen der miteinander versiegelten Siebseiten (g/cm) Porosität 0,0283 m³/0,0929 m²/Min. bei 12,7 mm Wassersäule	10 6 552 0,623	26 19 640 0,567	19 18
Berstfestigkeit (kg/cm²)	—

Bezüglich der Prozentsätze an angewandter Polypropylenfaser wurde durch Untersuchung gefunden, daß 20 Gewichtsprozent Polypropylen enthaltendes Fasergemisch zu einem heißsiegelbaren Papier führt, das eine nicht ausreichend feste Siegelung für die Verwendung als Teebeutel aufweist, und wie weiter oben angegeben, führt ein Papier mit 50 °/o Polypropylen zu einem Zusammenschrumpfen bei der entsprechenden Temperatur. Der Prozentsatzbereich an Polypropylen, der für das Herstellen der Teebeutel angewandt werden kann, beträgt 24 bis 45 °/₀.

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 Überzüge 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.

ao Das erfindungsgemäße Verfahren ist gegenüber herkömmlichen Verfahren dahingehend vorteilhaft, daß das Ausbilden getrennter Dispersionen und ein getrenntes Aufbringen auf ein Drahtsieb der thermoplastischen und nichtthermoplastischen Fasern vermieden werden kann, wenn auch die grundsätzlichen Arbeitsweisen der Erfindung in gleicher Weise bei herkömmlichen Verfahrensweisen angewandt werden können.
Polypropylen hat sich als 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 Verschmieren der Siegelbacken herkömmlicher Heiß-Siegelvorrichtungen eintritt.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Fasern besitzen den Nachteil, daß sie nicht gePatentansprüche: schmacksneutral sind. Außerdem sind die Aufgußeigenschaften der nach diesem .bekannten Verfahren

1. Verfahren zur Herstellung von heiß versiegel- hergestellten Teebeutel nicht befriedigend wegen der barem Papier, insbesondere für Teebeutel, da- 5 nicht ausreichenden Luftdurchlässigkeit, und bei dem durch gekennzeichnet, daß aus der bekannten Verfahren handelt es sich um ein zweiwäßrigen Suspension eines Gemisches aus Poly- stufiges Verfahren, da zwei getrennte Suspensionen, propylenfasern und nichtthermoplastischen Fasern wie vorstehend erwähnt wurde, verwendet werden auf dem Sieb einer Papiermaschine eine an beiden müssen.

Oberflächen unterschiedliche Gehalte an Poly- io Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zupropylenfasern aufweisende Bahn abgeschieden gründe, ein Verfahren zum Herstellen eines heiß siegelwird, baren, insbesondere für Teebeutel geeigneten Papiers

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zu schaffen, das bei geringem Gewicht, ausreichender zeichnet, daß die nichtthermoplastischen Fasern Naßfestigkeit und Porosität eine bessere Luftdurchmit einer Länge bis zu 9,5 mm angewendet werden. 15 lässigkeit besitzt und das in den Teebeuteln verbesserte

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Aufgußeigenschaften und eine absolute Geschmacksgekennzeichnet, daß dem Fasergemisch 2 bis neutralität zeigt.

10 Gewichtsprozent cellulosehaltiges Flockenmate- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

rial zugesetzt werden. löst, daß aus der wäßrigen Suspension eines Gemisches

4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch ge- 20 aus Polypropylenfasern und nichtthermoplastischen kennzeichnet, daß eine wäßrige Suspension mit Fasern auf dem Sieb einer Papiermaschine eine an einem Fasergehalt von 0,02 Gewichtsprozent ver- beiden Oberflächen unterschiedliche Gehalte an PoIywendet wird. propylenfasern aufweisende Bahn abgeschieden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch Ein weiteres Merkmal kennzeichnet sich dadurch, gekennzeichnet, daß die Bahn getrocknet und zur 25 daß die nichtthermoplastischen Fasern mit einer Länge Erhöhung der Trocken- und Naßfestigkeit erhitzt bis zu 9,5 mm angewendet werden.

wird. Weiter besteht die Erfindung darin, daß dem Faser

gemisch 2 bis 10 Gewichtsprozent cellulosehaltiges Flockenmaterial zugesetzt werden.

30 Weiter ist von Bedeutung, daß eine wäßrige Suspension mit einem Fasergehalt von 0,02 Gewichtsprozent verwendet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schließlich ist noch wesentlich, daß die Bahn geHerstellung von heiß versiegelbarem Papier, wie es trocknet und zur Erhöhung der Trocken- und Naßinsbesondere für die Fertigung von Teebeuteln Ver- 35 festigkeit erhitzt wird.

Wendung findet. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge-

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von heiß stellte Papier ist besonders zur Herstellung von Teeversiegelbaren Papierbahnen bekannt, die an beiden beuteln geeignet, da es nicht toxisch und vollständig Oberflächen unterschiedliche Gehalte an thermo- neutral im Geschmack auf Grund der inerten Eigenplastischen Fasern aufweisen. Die thermoplastischen 4° schaft der Propylenfasern und dem Nichtvorliegen von Fasern bestehen aus einem Copolymeren aus Vinyl- Spinnlösemitteln ist, wodurch sich Probleme bei der acetat und Vinylchlorid, das unter der Bezeichnung Herstellung eines geschmackfreien Papiers ergeben »Vinyon« bekannt ist und einen Schmelzpunkt von 127 können. Weiterhin besitzen die nach dem erfindungsbis 149° C aufweist. Diese thermoplastischen Fasern gemäßen Verfahren hergestellten Teebeutel eine größere werden in Faserdicken von 1 bis 15 den und in Faser- 45 Luftdurchlässigkeit gegenüber den bekannten heißlängen von 3,2 bis 9,5 mm zusammen mit Manilahanf, gesiegelten Teebeuteln und besitzen eine größere Auf-Jute und anderen nichtthermoplastischen Cellulose- gußgeschwindigkeit. Dies beruht im wesentlichen auf fasern in Gehalten von 15 bis 30% angewendet. Bei den Eigenschaften der Propylenfaser, die eine geringe diesem bekannten Verfahren wird zuerst eine wäßrige Dichte aufweist, wodurch sich ein großes Volumen, Suspension der nichtthermoplastischen Fasern gebildet 50 eine große Glattheit ohne vernetzende Eigenschaft er- und eine Bahn dieser Suspension auf einem Tragsieb gibt. Die nichtthermoplastischen Fasern können lange, aufgebracht. Eine Naßfestigkeit kann durch Zusatz praktisch nicht geschlagene, nicht hydratisierte Pflaneines geeigneten Mittels, wie z. B. Melamin, zu der zenfasern, wie Manila-, Sisal- und Jutefasern und Suspension erhalten werden. Weiter wird eine zweite Zellstoff sein, sie können auch aus vollständig oder wäßrige Suspension aus den thermoplastischen Fasern 55 teilweise aus Kunstseide oder anderen nicht thermounabhängig von der aus nichtthermoplastischen plastischen Kunststoffasern bestehen. Die Länge der Fasern bestehenden Suspension zubereitet und auf die nichtthermoplastischen Fasern, die sich als geeignet er-Bahn der nichtthermoplastischen Fasern aufgebracht, wiesen hat, beträgt bis zu 9,5 mm, und bei Verwendung wobei die thermoplastischen Fasern in die nichtthermo- von Propylenfasern, die vorzugsweise 3 bis 5 den pro plastischen Fasern unter Verankerung derselben in die 60 Faden aufweisen, haben sich insbesondere Längen von Bahn eindringen, jedoch überwiegend in Richtung auf 4,75 bis 9,5 mm als zufriedenstellend erwiesen. Wenn die obere Fläche der nichtthermoplastischen Bahn an- große Anteile nicht celluloseartiger Fasern verwendet geordnet sind. Die Bahn wird dann getrocknet und werden, kann ein Anteil von 2 bis 10 Gewichtsprozent weiter behandelt, so daß ein wärmesiegelbares Papier stark geschlagener Celluloseflocken zugesetzt werden, entsteht, das durch Naßfestigkeit, hohe Porosität und 65 um so die Bindung in dem Papier zu verbessern; gegegeringes Gewicht gekennzeichnet und damit zur Her- benenfalls kann die getrocknete Papierbahn einer stellung von Teebeuteln geeignet ist. Die bei diesem Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa bekannten Verfahren verwendeten thermoplastischen 175°C unterzogen werden, um so ein teilweises Ver-