DE2167275C2

DE2167275C2 - Heißsiegelbares, für Aufgußzwecke geeignetes Papiermaterial und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE2167275C2
Application number: DE19712167275
Authority: DE
Inventors: Sherrill John West Suffield Conn. Hazard; Earl Walter Bloomfield Conn. Malcolm
Original assignee: Dexter Corp
Current assignee: Dexter Corp
Priority date: 1970-09-23
Filing date: 1971-09-22
Publication date: 1983-11-03
Also published as: NL7113133A; FR2107893A1; DE2147321A1; GB1297749A; FR2107893B1; SE374772B; DE2147321B2; IT991524B; CA926172A; BE772853A; DE2147321C3; JPS5439481B1; NL173427C; NL173427B

Description

2. Papiermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heißsiegelfähigen Teilchen an einer Oberfläche des Papiermaterials konzentriert sind und ihre Konzentration in deir Tiefe des Papiers abnimmt, wobei die entgegengesetzte Oberfläche im wesentlichen aus Fasern i'.ur Papierhersteilung gebildet ist.

3. Papiermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die granulierte Komponente der zusamr angesetzten Teilchen eine spezifische Dichte von weniger als 1,0 aufweist und während der Papierbildung mit dem Papier verankert worden ist.

4. Papiermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die granulierte Komponente ein thermoplastisches Polyolefinpulver enthält und die heißsiegelfähigen Teilchen hauptsächlich in der Nähe einer Oberfläche des Papiers angeordnet sind.

5. Papiermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die granulierte Komponente 25 bis 75 Gew.-% der zusammengesetzten Teilchen ausmacht und die Trägermatrix aus einem thermoplastischen Harz besteht, welches hauptsächlich aus einem Vinylcopolymcr, vorzugsweise einem Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer besteht.

6. Verwendung des naß abgelegten, ein heißsiegelfähiges Material und Papierfasern aufweisenden Papiermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Aufgußbeuteln.

Die Erfindung betrifft in Wasser abgesetztes, heißsiegelbares. für Aufgußzwecke geeignetes Papiermaterial, insbesondere zur Herstellung von Teeaufgußbeuteln ο. dgL

Es ist bekannt, daß faseriges Papiermaterial zur Verwendung als Verpackungsmaterial zu Aufgußzwekken bei der Herstellung von Teeaufgußbeuteln u. dgl. geeignet ist. Seit vielen Jahren sind eine Reihe von Versuchen unternommen worden, Papierm;iterial der vorstehend beschriebenen Art heißsiegelfähige Eigenschaften zu verleihen, wodurch eine Heißsiegelung des Aufgußbeutels an seinen Rändern möglich wird, während sich gleichzeitig eine Beeinflussung oder Verschlechterung der Aufgußeigenschaften des Papiers vermeiden läßt. Bei der Verwendung für Teebeutel o. dgl. ist es notwendig, eine wirksame Sie-gelung zu erreichen, die beim Eintauchen in heilSem oder kochendem Wasser auch für einen erheblich längeren Zeitraum beständig ist. Ursprünglich wurde dies dadurch erreicht, daß eine granulierte oder gepulverte, thermoplastische, heißsiegelfähige Masse auf einer 5 Oberfläche eines vorher geformten, porösen Papiermateriais verteilt und das granulierte Material teilweise geschmolzen wurde, wodurch es auf dem Papier haftete, ohne dessen poröse Struktur zu zerstöien. Das allgemein verwendete thermoplastische Harz bestand

ίο aus einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren, das in gepulverter Form leicht zugänglich ist. Leider stand das Harz nicht ais feines Pulver zur Verfügung und führte bei dem Papier nicht nur zu einer außerordentlich rauhen Oberflächenbeschaffenheit, sondern auch zu unästhetisch wirkenden, durchscheinenden, auf dem Papier verteilten Flecken. Beim anfänglichen Erhitzen des Copolymeren zur Erzielung einer besseren Haftung des Harzes auf der faserigen Papierstruktur schrumpfte das Harz außerdem ein, wodurch es unerwünschterwei-

2Q se agglomerierte oder verklumpte. Weiterhin neigte das geschmolzene Harz dazu, die Flüssigkeitseindringgeschwindigkeit durch das Papier herabzusetzen. Schließlich ergaben sich noch Probleme dadurch, daß das Harz sich an den Schv/eißbacken der Siegelmaschine ansammelte. Obwohl das Copolymere auch durch diskontinuierliche Walzenauftragung oder ähnliche Maßnahmen auf das vorgeformte Papier gebracht werden konnte, waren auf diese Weise behandelte Materialien kommerziell nie besonders erfolgreich.

In der US-PS 24 14 833 ist ein in hohem Maße poröses, in Wasser hergestelltes Papiermaterial beschrieben, welchem das heißsiegelfähige Vinylharz in Faserform zugesetzt ist. Die thermoplastischen Fasern sihd mindestens etwa 1,6 mm lang und werden während der Papierherstellung mit den Zellulosefasern mechanisch verschlungen. DaJurc¹¹ lälit sich ein Ausmaß des kontrollierten Vermengens ir.· Gewebe erreichen, das mit dem bisher verwendeten PuU r nicht zu erreichen ist. Die heißsiegelbaren Fasern können im Gewebe verteilt werden, werden jedoch vorzugsweise hauptsächlich an einer Oberfläche des Papiermaterials angeordnet.

Obwohl die in den Papiermateri-'.en verwendeten copolymeren Vinylharze nach den entsprechenden FDA-Richtlinien genehmigt wurden, konnten Teeprüfer immer geringe Spuren von Materia! feststellen, das in dem zur Teebereitung verwendeten heißen oder kochenden Wasser von dem Harz abgegeben wird. Infolge dieser erkennbaren und geschmacksbeeinträchtigenden Eigenschaften suchte man nach verbesserten Siegelmelhoden und auch nach anderen thermoplastischen Materialien /ur Verwendung als heißsiegelfähige Komponente in derartigen Papiermaterialien.
In diesem Zusammenhang wurden einige Verbesserungen im Vergleich zu copolymerpulver-beschichtetem Papier erzielt, indem das Copolymer durch Polyäthylen und ähnliche thermoplastische Polyolefinpulver ersetzt wurde, welche die unerwünschten geschmacksbeeinträchtigenden Eigenschaften nicht

^b0 mehr aufweisen. Weif Polyäthylen eine kleinere spezifische Dichte als 1 aufweist, wird es im allgemeinen auf ein vorgefortntes Papier in Pulverform oder als gleichförmige dünne Schicht oder Folie, die nachträglich durch Hitzeschrumpfung zerstört wird, aufgetragen.

f>5 Leider zeigt ein auf diese Weise mit Polyäthylenpiilver behandeltes Papier viele der gleichen Nachteile, wie sie auch vorher bei mit Pulver überzogenen Materialien auftraten. Das Pulver bleibt beispielsweise nicht auf

einer Seite des Papier haften. Außerdem ist es schwierig, das gepulverte Polyäthylen in geeigneter Weise auf das Papier aufzuschmelzen, ohne daß gleichzeitig durch die Hitzeeinwirkung Abbauerscheinungen im Papiermaterial auftreten.

Mit Hilfe beider bisher beschriebener Verfahren, d. h. mit Pulver oder Filmen, die nachträglich zerstört werden, ist es nicht möglich, Polyäthylen im Papier selbst in der vorteilhaften Weise zu verankern, wie es in der aus der US-PS 24 14 833 bekannten Naßpapierherstellung möglich ist. Versuche, Polyäthylenpulver der Naßpartie einer Papiermaschine zuzuführen, also auf ähnliche Weise wie in der erwähnten US-Patentschrift beschrieben, trafen auf zahlreiche Schwierigkeiten, vor allem die Flotation des Materials infolge seiner niedrigen spezifischen Dichte.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines porösen, heißsiegelbaren, für Aufgußzwecke geeigneten, insbesondere papierartigen Faserbahnmaterials ohne die vorstehend beschriebenen Nachteile, wobei jedoch die Vorteile der faser- und pulverförmigen heißsiegelfähigen Materialien erhalten bleiben Gleichzeitig soll eine verbesserte Siegelstärke bei geringerem Bedarf an heißsiegelfähigem Material erreicht werden.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt durch ein in Wasser abgesetztes, heißsiegelbares Papiermaterial aus

1) Papierherstellungsfasern, und mit diesen vermischten und im Papiermaterial verankerten

2) thermoplastischen, heißsiegelfähigen Teilchen, die bestehen aus

2a) einzelnen granulierten Komponenten,

2b) verankert in einer verfeinerten Trägerharzmatrix, die

2bb) thermoplastisch und
2cc) mit der granulierten Komponente unverträglich

oder nicht mischbar ist. und wobei
2c) die Teilchen für sich keine selbsttragende, aus

Wasser aL^esetzte Bahn bilden können und
2d) zu mindestens 90% durch ein 0.42 mm Sieb gehen.

Das heißsiegelbare. faserige Aufgußpapiermaterial nach der Erfindung ist zur Verwendung in Teeaufgußbeuteln u.dgl. geeignet. Das Bahnmaterial zeigt verbesserte Heißsiegelstärke, wenn es in einem Naßpapierherstellungsprozeß aus Fasern zur Papierherstellung und faserlosen, in Wasser dispergierbaren. zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen hergestellt wird. Die Teilchen jind heterogen und können selbst keine selbsttragende, aus Wasser abgesetzte Bahn bilden. Die Teilchen enthalten mindestens etwa 25% oder mehr eines granulierten Polyolefins, das in einem sehr zarten, fibrillinen Netz aus einem Trägerharz, beispielsweise aus einem thermoplastischen Vinyl-Copolymeren. fein verteilt und eingebettet ist. Die zusammengesetzten Teilchen werden bei ihrer Bildung durch dynamische Strömungsausfällung des Trägerharzes aus seiner Lösung, in welcher das granulierte Polyolefin dispergiert ist. verfeinert und erhalten eine unregelmäßige Form.

Besonders vorteilhaft ist das heißsiegelbare Aufgußpapiermaterial dadurch, daß es heißsiegelfähige Teilchen enthält, die die günstigen Eigenschaften von pulverförmigen. heiCsiegelbaren Materialien aufweisen, die jedoch dem Papier einverleibt und in ihm festgehalten werden könt en. Das Papiermaterial nach der Erfindung zeigt eine gleichförmige, heißsiegelbare Oberfläche, die insbesondere nicht mehr eine nachteilige Rauheit oder durchscheinende Flecken aufweist, was ein Nachteil von pulverigen Vinyl-Copolymeren enthaltendem Papiermaterial ist

Ein weiterer Vorteil des heißsiegeibaren Papierbahnmaterials nach der Erfindung liegt in einer verbesserten Heißsiegelstärke, einer größeren Widerstandsfähigkeit gegenüber Delamination in heißem oder kochendem Wasser sowie besseren Geschmackseigenschaften,

ίο wobei man mit kleineren Mengen an heißsiegelfähigen Teilchen auskommt und keine Verschlechterung der Trockensiegelungseigenschaften auftritt

Ein besonderer Vorteil des Papiermaterials nach der Erfindung besteht darin, daß die heißsiegelfähigen Teilchen mit den Fasern des Papiermaterials verankert sind und dadurch mit diesen eine feste mechanische Bindung ausbilden, wobei gleichzeitig die Vorteile von granulierten, heißsiegelfähigen Materialien erhalten bleiben.

Die Erfindung schafft somit in vorteilhafter Weise in Wasser dispergierbare. zusammengeht ate, heißsiegelfähige Teilchen mit sehr feinem, dünnem, verfeinertem, unregelmäßigem, knotigem, kettenartigem Aussehen, die als heißsiegelfähige Komponente von ungeleinvem, faserigem Aufgußpapiermaterial eingebracht sind. Mit besonderem Vorteil wird ein zusammengesetztes Teilchen gebildet, das aus einer Feststoffdispersion von thermoplastischen Granülen, die in einer unregelmäßigen, netzartigen Anordnung gestreckter, feiner, faserloser, jedoch fibrillinförmiger Stränge eines anderen, vorzugsweise gegenüber dem erstgenannten nicht mischbaren bzw. inerten thermoplastischen Trägermaterials feinverteilt und eingebettet sind.
Vorteilhafterweise wird ein heterogenes, zusammen-

a gesetztes Teilchen, bestehend aus physikalisch unverändertem, granuliertem, heißsiegelfähigem Material, in ein faseriges Papiermaterial in der Naßpartie einer Papiermaschine einverleibt. Das Papierrnaterial erhält dadurch heißsiegelfähige Eigenschaften und eine verbesserte Siegelstärke, wobei granuliertes Material von einen* feinen Gitter aus thermoplastischen Trägersträngen eingeschlossen und gehalten wird.

Mit besonderem Vorteil wird erfindungspemäß ein zusammengesetztes, heißsiegelfähiges. eine granuläre 5 Komponente enthaltendes Teilchen in einei Naßp^ozeß zur Herstellung von Papier eingebracht. Die Teilchen zeigen keine autoadhäsiven Eigenschaften bei Raumtemperatur bzw. unterhalb von Temperaturen, wie sie für die Heißsiegelung erforderlich sind. Die Teilchen

>o zeigen weiterhin keine Kontraktions- oder Schrumpfeigenschaften beim Erhitzen, wodurch eine Agglomeration vermieden wird und das Papiermaterial, in welchem die Teilchen eingebettet sind, gleichzeitig eine glatte Obtrfläche erhält.

Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung von Papier hat den weiteren Vorteil, dab' es zur Einverleibung von pulverförmigen, thermoplastischen Granülen niedriger Dichte in ein faseriges Papier an der Naßpartie einer Papiermaschine geeignet ist. Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht eine gleichförmige Verteilung und Durchmischung des Pulvers im faserigen Papier und außerordentlich gnte Haftung durch Verfilzung oder mechanische Verflechtung. Weiterhin kann bei einem Naßverfahren zur Herstellung von Papier ein tLsrmoplastisches Pulver mit einer spezifischen Dichte von weniger als 1,0 in wäßriger Phase bei gleichzeitiger Kompensation der Tendenz des Pulvers zum Schwimmen an der Oberfläche in wäßriger

Phase verteilt werden.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung von Papiermaierial im Naßverfahren werden heterogene, zusammengesetzte Teilchen gebildet, bestehend aus in einem verschlungenen oder faserigen Träger eingeschlossenen Graniilen, wobei durch optimale und kontrollierte Verfahrensbedingunger. und Parameter am besten geeignete Teilchen gebildet werden. Bei Einverleibung der zusammengesetzten, thermoplastischen Teilchen in ein ungeleimtes, faseriges Papier in der Naßpartie einer Papiermaschine behält eine Komponente der zusammengesetzten Teilchen individuell granulierte Eigenschaften.

Das Verfahren nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß harzige, siegelfähige Teilchen gebildet werden, die das Ansammeln von Harz an den Schweißbacken auf ein Minimum beschränken bzw. erheblich reduzieren, wenn Äufgußpackungen. /.. B. Teeaufgußbeutel aus dem Papiermaterial hergestellt werden.

Besonders vorteilhaft ist weiterhin die Erreichung der vorstehend beschriebenen Vorteile in einfacher und ökonomischer Weise, vorzugsweise unter Verwendung von Materialien, die nach den entsprechenden FDA-Richtlinien genehmigt sind. Diese Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die heißsiegelbaren Infusionspapiermaterialien nach der Erfindung verbesserte Geschmackseigenschaften und ein vorteilhafteres Aussehen sowie ausgezeichnete Heißsiegelstärken aufweisen, wobei annähernd ein Drittel des früher benötigten Heißsiegelmaterials eingespart wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Zusammenhang oder werden im folgenden beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden mit Hilfe der Abbildungen anhand einiger bevorzugter Ausführungsiormen naher beschrieben. Die Abbildungen zeigen

Fig. I ein Fließbild eines vorteilhaften Verfahrens zur Herstellung des Aufgußpapiermaterials nach der Erfindung mit den zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen.

F i g. 2 eine Vergrößerung (38fach) der zusammengesetzten, heißsiegelfähigen in das Papiermaterial eingebrachten Teilchen,

F i g. 3 eine weitere Vergrößerung (60fach) von bei dem Verfahren der Erfindung gebildeten heißsiegelfähigen Teilchen. Die in der Trägerkomponente eingebettete granulierte Komponente ist in der Figur deutlich erkennbar.

In Fig. 1 ist ein Verfahren zur Herstellung der zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen und des Aufgußpapiermaterials schematisch in Form eines Fließbildes wiedergegeben. Wie aus dem Fließbild ersichtlich, werden die gestreckten, verfeinerten, zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen aus zwei verschiedenen thermoplastischen Materialien mittels einer Technik hergestellt, die gleichzeitige Ausfällung und Streckung umfaßt. Die zusammengesetzten Teilchen werden in Form flockiger Niederschläge gebildet und zeichnen sich durch die Anwesenheit gestreckter nicht granulierter Stränge aus, welche auf herkömmlichen Fasern zur Papierherstellung während der Bildung der Papierbahn verankert werden können, wodurch das gewünschte heißsiegelbare Aufgußpapier entsteht. Die zusammengesetzten Teilchen sind keine bahnbüdenden Fasern und können selbst kein stabiles, ungeleimtes Papier, das zu 100% aus den Teilchen besteht, bilden. Entsprechend müssen die Teilchen mit anderen Fasern zur Papierherstellung kombiniert werden, um die gewünschte stabile, faserige Papierstruktur zu ergeben.

Wie weiterhin aus dem Fließbild ersich'üch, wird das

Trägerharz in einem für diese Komponente geeigneten Lösungsmittel gelöst und die unlösliche, granulierte Harzkomponente wird anschließend in der Trägerharzlösung dispergiert. Ein Ausfällungsmittel für das Trägerharz wird geeigneten Strömungseigenschaften unterworfen, um die gewünschte Verfeinerung zu erzeugen, beispielsweise durch schnelles Bewegen,

ίο Rühren oder andere Scher-Bedingungen oder, in einfacher Weise, durch schnelles Strömen durch eine rohrförmige Niederschlagskammer. Die Harzdispersion wird unter diesen Bedingungen zu dem Ausfällungsmittel gegeben. Wenn das Trägerharz aus der Lösung

is ausfällt, nimmt es die in Fig.2 abgebildete gestreckte, fibrillin-förmige Struktur an, die die darin verankerte, ungelöste, thermoplastische, granulierte Komponente in sich trägt. Die granulierte

Trägerharz eingebettet und eingeschlossen und in der Matrix aus dem gestreckten, faserartigen Niederschlag festgehalten. Bei dem Verfahren werden die Granülen physikalisch während des ganzen Ausfällungsschrittes nicht verändert, werden jedoch fest im Trägerharz verankert. Das tatsächliche Aussehen der heißsiegelfähigen Teilchen ergibt sich am besten aus Fig. 3. Wie man sieht, sind überall in der Trägerharzmatrix diskrete Gran '.!cn aus ungelöstem Harz mit willkürlichen Abständen zueinander angeordnet. Wie sich weiterhin aus F i g. 3 ergibt, liegt das Trägerharz nicht in Form von Strängen gleicher Form und Größe vor. Die Trägermatrix schwankt im Gegenteil weitgehend bezüglich ihrer Form und Größe und scheint aus einer Vielzahl von fibrillin-artigen Strängen zu bestehen, welche sich willkürlich in die Hauptstruktur hinein und aus ihr heraus erstrecken. Infolge der zufälligen Dispersion der granulierten Komoon:nte betten einige Trägerharzstränge das granulierte, ti; nnoplastische Harz ein. während andere vollkommen frei von jeglichen granulierten Teilchen sind. L>ieser in hohem Maße den

•»o Gesetzen des Zufalls unterworfene fibrilline Aufbau hat zur Folge, daß die heißsiegelfähigen Teilchen außerordentlich gut während der Papierherstellung festgehalten werden, obwohl mehr als 20% H r Teilchen einen größten Durchmesser von weniger als 0,4 mm aufweisen und selbst nicht in der Lage sind, ein stabiles, ungeleimtes Papier in Abwesenheit anderer Fasern zur Papierherstellung zu bilden. Die Teilchen können auf leichte Weise in Wasser dispergiert und der Naßpartie einer Papiermaschine in der weitgehend gleichen Weise

so wie herkömmliche Fasern zur Papierherstellung zugeführt werden. Vorzugsweise werden die Teilchen jedoch so zugeführt, daß sich ein zweischichtiges, heißsiegelbares Aufgußpapiermaterial bildet Dabei kann angenommen werden, daß die Teilchen aus ihrem wäßrigen Dispersionsmedium durch die anfängliche Ablagerung von Fasern zur Papierherstellung filtriert werden, bevor sich das vollständige Papiermaterial gebildet hat oder das Papier vollständig entwässert wird. Die Teilchen werden vorzugsweise in der Nähe einer Oberfläche des Papiers angeordnet und verleihen ihr somit die gewünschten Heißsiegeleigenschaften. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß die in dieser Weise hergestellten heißsiegelfähigen Teilchen besonders günstige Eigenschaften aufweisen. Sie zeigen beispielsweise weitgehend keine Schrumpfung beim Erhitzen im herkömmlichen Papiertrocknungssystem, eine geringe oder keine Neigung zur Agglomeration oder Autoadhäsion sowie Beständigkeit gegenüber einer nachteiligen

Durchdringung des l'apicrinatcnals bei I leilKiegeltcniperaturen. Die granulierte llar/koniponente macht etwa ein Viertel und mehr, vorzugsweise etwa clic Hälfte des Gesamtgewichts der Teilchen aus. Die Eigenschaften der granulierten, thermoplastischen Materialien machen sich somit im fertigen Papiermaterial während der Heißsiegelung eindeutig bemerkbar.

Die ι. er malerweise festen, synthetischen, thermoplastischen Harze, die als Ausgangsmaterial verwendet werden, sind nicht nur unterschiedlich bezüglich ihrer Zusammensetzung, sondern /eigen im allgemeinen auch einen Grad der Unverträglichkeit. Insbesondere muß das als die granuläre Komponente verwendete thermoplastische Material der zusammengesetzten Teilchen in einer Lösung des Trägerharzes unlöslich sein. Anders gesagt muß das Lösungsmittel imstande sein, das Trägerharz zu lösen, wobei jedoch das granulierte Harz relativ unbeeinflußt, d. h. ungelöst bleibt. Die Trägerhm /komponente muS außerdem ic;ch; aus de™ Lösungsmi'tel unter den erforderlichen Bedingungen ausgefällt werden können, so daß die gewünschte Verfeinerung der Teilchen erhalten wird.

Das Fließbild enthält Beispiele für Granulat- und Trägerkomponenten, mit welcher·, ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden. Die angegebenen Materialien dienen jedoch nur zur Erläuterung und stellen keine Beschränkung im Sinne der Erfindung dar. Das vorzugsweise verwendete vmyl-copolymere Trägerharz besteht aus einem Copolymeren von Vinylacetat und Vinylchlorid. Das thermoplastische Vinyl-copolymere ist in Aceton gut löslich und kann aus seiner Lösung durch Zugeben zu einem geeigneten Ausfällungsmittel, z. B. Wasser oder Wasser-Aceton. leicht ausgefällt werden. Die im einzelnen verwendeten Polymeren sind nach den entsprechenden FDA-Richtlinicn genehmigt. Insbesondere werden Polymere verwendet, die bezüglich ihrer Heißsiegeleigcnschaften geeignet suit). Im allgemeinen werden normalerweise feste, vollständig synthetische, faserbildende, thermoplastische Harze verwendet, soweit sie Paare oder Gruppen bilden, die die Ausbildung der gewünschten zusammengesetzten, granulär-faserigen Struktur der erhaltenen heißsicgclfähigen Teilchen gestatten. Daher können auch andere Harze in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Weiterverwendung eingesetzt werden, z. B. Polyamide oder verschiedene Nylonharze. Polyvinyl-Zusammensetzungen und Copolymere. Polvolefin-Zusammcnsetzungen einschließlich Polyäthylen. Polypropylen sowie der Copolymere und Polyester.

Zur genaueren Erläuterung wird die Erfindung im folgenden anhand der nach den entsprechenden FDA-Richtlinien zur Verwendung in Teeaufgußbeuteln ο. dgl. genehmigten Vinylcopolymeren erläutert. Dementsprechend besteht eine bevorzugte granulierte Harzkomponente aus einer Polyolefin-Zusammensetzung des Polyäthylen-Typs und das Trägerharz besteht

aus einem Copolymeren,das aus etwa 8b% Vinylchlorid und 14% Vinylacetat besteht. Dabei ist hervorzuheben, daß eine besondere Form des als Ausgangsmaierial verwendeten Trägerharzes unerheblich ist, weil das Trägerharz während des Verfahrens nach der Erfindung gelöst wird.

Weiterhin ist hervorzuheben, daß die jeweils verwendeten Lösungsmittel und Ausfällungsmiitel sich in Abhängigkeit vo,; den jeweils verwendeten Harzen ändern können. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das verwendete Lösungsmittel aus Aceton, nicht nur infolge seiner I.öslichkeitseigenschaften. sondern auch infolge seiner Anpassungsfähigkeit an den Ausfällungsprozeß, woJurch das Trägerharz lediglich durch Zugabe zu Wasser oder einer Wasser-Aeeton-Mischung ausgefällt werden kann.

Die granulierte Harzkomponente bleibt während des leilchenbildenden Ausfällungsprozesses unverändert. Größe, Aiisbild'.!!¹.¹¹ und E!^tTenschüften der ^r-nnuüerten Harzkomponente können somit entsprechend der Weilerverwendung des Endprodukts ausgewählt werden. Sie besteht vorzugsweise aus einem feinen Pulver eines thermoplastischen, synthetischen Harzes, wobei ein größerer Teil der Granülen eine Teilchengröße aufweist, welche im wesentlichen kleiner als 75 μηι ist. Mindestens 40% des Materials soll kleiner als 0,044 mm sein. Die Größenverteilung der Teilchen schwankt zwischen etwa 10 μηι und etwa 100 μΐη, wobei das vorzugsweise verwendete Material sich in der unteren Hälfte dieses Bereichs befindet. Ein mit guten Ergel nissen verwendetes Material der vorstehend beschriebenen Art ist ein Polyolefinpulver, das im Handel erhältlich ist und bei dem es sich vermutlich um ein Äthylen-butylen-copolymer handelt. Das Material zeigt eine spezifische Dichte von 0,96 bei 23⁰C (ASTM D-1505-63T), einen Schmelzindex von 12,0 (ASTM D-1238-62T) und eine Erweichungstemperatur von 126,7° C (ASTM D-1525-58T). Die Form des Materials ist relativ gleichförmig sphärisch bis sphäroid. Das Material zeigt eine nich'.-lineare oder willkürliche Molekülkettenorientierung. Mindestens 85% des Pulvers sind kleiner als 0,15 mm, mehr als 80% sind kleiner als 0.074 mm und mehr als 40% sind kleiner als 0.044 mm. Das Verhältnis von granulierter Komponente zu Trägerharzkomponente kann erheblich variieren, obwohl im allgemeinen ein Verhältnis bevorzugt wird, wobei die Menge der granulierten Komponente mehr als 20Gew.-°/o der erhaltenen zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen ausmacht, insbesondere wenn die Teilchen zur Herstellung von wärmesicgelbarcn Aufgußpapiermaterialien zur Verwendung von Teeaufgußbeuteln u.dgl. verwendet werden sollen. In Tabelle I ist der Effekt auf die Heißsiegeleigenschaften des erhaltenen Infusionspapiers in Abhängigkeit von verschiedenen Verhältnissen von granulierter Komponente zu Trägerharzkomponente wiedergegeben.

Tabelle I

Eigenschaften eines Aufgußpapiers*) bei verschiedener Teilchenzusamniensetzung

Test

Verhältnis Polyäthylen zu Vinyl-copolymer
10:70 20:80 25:75 55:45

Dämpfung (Sek.) 65 210 600+ 600+

Trocken-Delamination (g/in) 260 305 260

*) Zweischichtiges Papier. Alle Papiermaterialien enthalten etwa 30 Gew.-% heißsiegelfähige Teilchen.

Wie aus Tabelle I ersichtlich, tritt ein merkliches Ansteigen der Heißsiegeleigenschaften des Aufgußpapiers auf, wenn die Konzentration an granulierter Komponente von 20% auf 25% und darüber ansteigt. Diese verbesserten Eigenschaften werden erhalten, ohne daß andere Eigenschaften des Papiermaterials nachteilig beeinflußt werden.

Bestimmte Obergrenzen bezüglich des Anteils an granulierter Harzkomponente in den zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen können ebenfalls gezogen werden. In Naßverfahren zur Papierherstellung sind heißsiegelfähige Teilchen mit einer kleineren spezifischen Dichte als 1,0 unerwünscht. Entsprechend beträgt die Obergrenze für die granuläre Komponente etwa 85%, wenn ein Polyäthylenpulver mit einer Dichte von 0.96 als granulierte Komponente der Teilchen verwendet wird und das vinyl-copolymere Trägerharz eine Dichte von etwa !,36 aufweist. Oberhalb Hinsps Prozentsatzes weisen die zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen eine spezifische Dichte auf. die nahe bei oder weniger als 1,0 beträgt. Die Teilchen neigen dann dementsprechend zum Schwimmen an der Oberfläche. In Wirklichkeit wird in der Praxis ein maximaler Anteil von annähernd 70—75% angewendet. Der maximale Anteil ist auch deshalb vorzuziehen, weil die physikalische Einheitlichkeit der heißsiegell'ähigen Teilchen zwischen 70—75% und 85% sehr schlecht ist und sehr leicht zerstört werden kann, selbst bei dem niedrigen Grad an Bewegung, wie sie während der Papierherstellung auftritt. Die Zerstörung der heißsiegelfähigen Teilchen führt zu einem Ausbrechen von im wesentlichen freien Polyäthylengranülen, wodurch sich Flotations- und Schaumstabilisierungsprobleme in der Papiermaschine ergeben. Zusätzlich führt der hohe Prozentsatz an granulierter Komponente während des Trocknens zu einer schlechten Haftung an den herkömmlichen Fasern des Aufgußpapiers, wodurch ein Aufgußpapiermaterial entsteht, das eine geringe Trokkensiegelstärke aufweist.

Gleichzeitig muß darauf hingewiesen werden, daß die Wirtschaftlichkeit des. Ausfällungsverfahren:; für einen großen Anteil an granulärer Komponente spricht, weil dadurch größere Siegelteilchen-Lösungsmittd-Verhältnisse bei der primären Dispersion und höhere Ausstoßraten erreicht werden. Größere Anteile an granulierter Komponente führen zusätzlich zu kleineren Beträgen der Selbstadhäsion während der Entfernung des Niederschlags von siegelfähigen Teilchen und vorteilhafterweise zu einer kleineren Teilchengröße der erhaltenen heißsiegelfähigen Teilchen.

Andererseits weisen kleine Anteile der granulären Komponente Vorteile bei der Papierherstellung auf. Dabei werden nämlich heißsiegelfähige Teilchen mit größerer Stabilität während der Papierherstellung erhalten, die leicht dispergierbar sind, so daß geringe oder keine Schwierigkeiten infolge von schwimmendem Material auftreten. Wie aus den in Tabelle I zusammengefaßten Werten ersichtlich, ergibt sich jedoch eine Verschlechterung der Heißsiegelstärke der heißsiegelfähigen Teilchen, wenn der Anteil an granulierter Komponente weniger als 25% beträgt. Das erhaltene Bindemittel neigt außerdem unterhalb dieser Grenze zur Selbstadhäsion und weist eine gröbere oder größere Faserstruktur auf, wodurch die im folgenden beschriebenen Grenzen der erwünschten Teilchengröße wesentlich überschritten werden. Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt das optimale Verhältnis von granulierter zu Trägerharzkomponente zwischen 1 :3 jis 3:1. Innerhalb dieses Verhältnisses wird ein System erhalten, das die vorteilhaften Merkmale sowohl bei der Herstellung der heißsiegelfähigen Teilchen als auch des Naßverfahrens zur Papierherstellung vereinigt. Dabei ist es selbstverständlich, daß die genauen Verhältnisse der Komponenten sich ändern können, und zwar in Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Ausgangsmaterialien, der Wirtschaftlichkeit des jeweils verwendeten Ausfällungsverfahrens, dem die heißsiegelfähigen Teilchen verwendenden Papierherstellungssystem und den Erfordernissen, die an das herzustellende Aufgußpapier gestellt werden. Die vorstehend genannten Bedingungen erwiesen sich jedoch zur Herstellung von Papiermaterialien des Aufgußtyps für Teeaufgußbeutel u.dgl. als am besten geeignet.

Die zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen werden hergestellt, indem die thermoplastische Dispersion zu einem Ausfällungsmittel für das Trügerharz unter geeigneten Bewegungsbedingungen zugegeben wird. Im Ausfällungsprozeß wird das gelöste, synthetische, polymere Material gleichzeitig mit der Ausfällung starken Scher-Bedingungen unterworfen. Das Verfahren bewirkt ein AuseinanderrecBen und Strecken des Niederschlags und führt zu verfeinerten, heterogen zusammengesetzten Niederschlagsteilchen. Die in der Trägerlösung physikalisch unverändert bleibende, dispergierte, granulierte Komponente wird während der verfeinerten Ausfällung im Trägerharz fest eingebettet bzw. eingepflanzt, wobei seine Granulateigenschaft erhalten bleibt. Obwohl die Technik des Ausfällens bei gleichzeitiger Scherung einem Verfahren ähnelt, das in der Zelluloseacetatindustrie und bei der Herstellung von faserähnlichen Materialien angewendet wird, weisen die zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen keine bestimmten wesentlichen E^:?enschaften eines faserähnlichen Materials auf. Die Teilchen bilden insbesondere weder eine Papierstruktur mit unversehrter Naßfestigkeit, noch weisen sie in Wirklichkeit eine faserige Form auf. Sie sind nicht imstande, allein ein stabiles, ungeleimtes Papier zu bilden. Genauer ausgedrückt, können Papierbahnen, die nur aus diesen Teilchen bestehen, nicht von einem papierb.hnbildenden Sieb entfernt werden und zeigen nac^u dem Trocknen an der Luft keine oder nur eine geringe Stabilität.

Es ist selbstvc-itändlich, daß die Art und Heftigkeit der Bewegung während des Ausfällens der heißsiegelfähigen Teilchen variiert werden kann, weil die Ausbildung einer faserähnlichen Struktur nicht erforderlich ist.

so Die verfeinernden Kräfte müssen jedoch groß genug sein, um dem ausfallenden Harz eine gestreckte, fibrillinförmige Form oder Eigenschaft zu verleihen, wodurch sie in einem Verfahren zur Herstellung von Papier verwendet und im Papiermaterial durch herkömmliche Papierfasern verankert werden können. Es ist anzunehmen, daß das Aubleiben von Schrumpfungserscheinungen der zusammengesetzten Teilchen beim Erhitzen in dem unorientierten Charakter des Trägerharzes begründet ist, welcher sich während des Ausfällungsverfahrens ausbildet.

Die Konzentration des Trägerharzes in seiner Lösung vor dem Ausfällen kann innerhalb gewisser Grenzen variiert werden. Sie wird jedoch im allgemeinen unterhalb von 35 Gew.-% gehalten. Der tatsächlich gebräuchliche Arbeitsbereich liegt bei etwa 10—30 Gew.-%, wobei der bevorzugte Bereich für das Vinyl-copolymer in Aceton bei etwa 17— 20 Gew.-% liegt

ErfindungsgemäO sind zur Erzielung von optimalen Ergebnissen bestimmte Temperatur- und KonzentrationsbedingL'igen der Ausfällungslösung erford;rlieh. in jer zur näheren Erläuterung herangezogenen bevorzugten Ausführungsform, bei der das Trägerhnrz in einer Acetonlösung aufgelöst ist, kann ein Ausfällungsmittel verwendet werden, das eine Mischung von Aceton und Wasser enthält, vorausgesetzt, daß die Ausfällungslösung zu weniger als etwa 50% aus Aceton besteht und eine Temperatur aufweist, die unter der Raumtemperatur, d.h. unter etwa 25⁰C liegt. Weiden eine oder beide dieser, zueinander in Wechselbeziehung stehenden Bedingungen variiert, wird das entstehende zusammengesetzte Teilchen davon betroffen.

Eine Acetonk.;nzentration in der Ausfällungslösung von weniger als etwa 25% führt beispielsweise zu wirtschaftlich schlechten Ergebnissen im Isolierungssystem. Die bevorzugte Arbeitskonzentration für die Ausfällungsflüssigkeit beträgt daher zwischen 25 und 50% Aceton, wnbei eine typische Konzentration etwa 38% beträgt.

Wie bereits ausgeführt, sind Temperaturen von mehr als 25° C unerwünscht. Wird beispielsweise bei einer Temperatur von 30°C gearbeitet, dann erhalten die Teilchen adhäsive Eigenschaften, neigen zur Agglomeration und bilden Teilchen unerwünschter Größe, insbesondere wenn bei niedriger Konzentration an Granulatkomponenten gearbeitet wird. Die Temperatur des Ausfällungsmittel besteht dementsprechend zu etwa 38% aus Aceton und wird bei einer Temperatur von etwa 0°C gehalten. Unter diesen Bedingungen bleiben die zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen dispergiert und zeigen keine unerwünschte Selbstadhäsion.

Wie vorstehend erwähnt wurde, hängt die Größe der zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen von zahlreichen Faktoren ab. Die Teilchengröße sollte im allgemeinen für das Papierhersteiiungsverfahren und für die Fähigkeit der Papiermaschinen, mit Dispersionen der Teilchen arbeiten zu können, geeignet sein. Im allgemeinen liefern große Teilchen schlechte Dispersionen im Papierherstellungssystem und weisen schlechte Verfilzungs- und Hafteigenschaften an den Papierfasern während des herkömmlichen Papiertrocknungsprozesses auf. Große, grobe Teilchen ergeben zusätzlich eine relativ rauhe Oberfläche, neigen zum Ausflachen während der Verarbeitung und führen zu nachteiligen, durchscheinenden Flecken im Siegelbereich des Infusionspapiers. Kleine Teilchen ergeben natürlich gute Dispersionen während des Papierherstellungsprozesses und weisen ausgezeichnete Filzungs- und Hafteigenschaften gegenüber dem Papier während des Trockenprozesses auf. Die Teilchengröße nimmt mit zunehmenden Scherkräften während der Ausfällung ab. Die Scherkraft kann sich natürlich mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Ausfällungsmittels und dessen Viskosität ändern. Der Zeitraum, in dem der Niederschlag in hohem Maße plastisch und deformierbar ist, beeinflußt die Größe der entstehenden heißsiegelfähigen Teüchen. Durch Verlängerung der Ausfällungszeit, beispielsweise bei Verwendung eines Ausfällungsmittels, das große Mengen des Polymer-Lösungsmittels enthält, erhalten die Scherkräfte mehr Möglichkeiten zur Strukturzerstörung, wodurch ein heißsiegelfähiges Teilchen mit geringerer Größe entsteht. Sehr kleine Teilchen, beispielsweise in der Größenordnung von Polyäthylenpulver, sind unerwünscht, weil sie dem Zweck der Erfindung zuwiderlaufen.

Zweckmäßigerweise werden die Teilchen nach der Bauer-McNett-Skala klassifiziert. Die Trennung wird an einer wäßrigen Teilchendispersion vorgenommen und

ίο wird in Gewichtsprozenten angegeben, die mit Sieben verschiedener Größe erhalten wird. Im allgemeinen sind Teilchen, die größer sind als 1,17 mm, zur Verwendung bei der Herstellung von heißsiegelbaren Infusionspapiermaterialien aus den vorstehend beschriebenen

ii Gründen unerwünscht, ein Anteil von etwa 1% der Teilchen ist jedoch tragbar. Teilchen, die größer als 0,42 mm sind, sind ebenfalls nachteilig, jedoch in geringerem Ausmaß: bis zu 10—15% sind tragbar. Die Ausfällungsbedingungen müssen dementsprechend so gewählt werden, daß im wesentlichen keine Teilchen entstehen, die größer als 1,17 mm sind und daß höchstens etwa 10% der Teilchen, die größer als 0,42 mm sind, entstehen. Für die übrigen 90% der Teilchen ist eine normale Größenverteilung vorzuziehen, wobei die mittlere Größenverteilung etwa der eines Siebes mit einer lichten Maschenweite von 0,10 mm entspricht. Ein Paar von Beispielen mit Größenverteilungen von heißsiegelfähigen Teilchen, welche ausgezeichnete Ergebnisse ergeben, sind in Tabelle Il aufgeführt.

Tabelle II	Siebgröße	Zurückgehaltene	B
	(mm)	Teilchen (%)	0.3
		A	10.7
	1.17	0.2	V6.2
Größenverteilung*) der zusammengesetzten Teilchen	0.42	1.3	35.8
Sieb	0.10	35.8
Mesh	-	62.7
	*) Bauer-McNett-Skala.
14
35
150
Pan

Es ist selbstverständlich, daß die bei der Scherausfällung erhaltene Teilchengröße bei Verwendung von in der Papierindustrie üblichen Vermahlungsvorrichtungen verkleinert wird, beispielsweise durch den Pulpen-Abscheider nach Jordan. Tatsächlich erweisen sich die starken, hydraulischen Scherkräfte, wie sie in einer Maschine dieser Art auftreten, als vorteilhaft gegenüber der Metall-auf-Metall-Berührung, wie sie in anderen üblichen Vermahlungsvorrichtungen, beispielsweise in Holländern, auftritt Tabelle III gibt in diesem Zusammenhang den Einfluß der Teilchengröße auf die Eigenschaften des aus diesen Materialien hergestellten, heiß versiegelbaren Aufgußpapiers wieder.

13 ί4

Tabelle ΠΙ

Einfluß der Größe der siegelfähigen Teilchen auf Eigenschaften des Aufgußpapiers*)

Teilchengröße

Zurückgehalten von Sieb mit lichter Maschenweite von 0,42 mm

Durch Sieb mit lichter Maschenweite von 0,42 mm und zurückgehalten von Sieb mit 0,10 mm lichter Maschenweite

Dampfbeständigkeit (Sek.)
Trockendelamination
Siegelpenetration (in-g/in²)

600+
210
2

*) Die siegelfähigen Teilchen bestehen aus Polyäthylen-vinylcopolymer im Gewichtsverhältnis von 55:45. Klassifikation nach der Bauer-McNett-Skala. Es wurden zweischichtige Papiere unter Verwendung eines Papiers mit einem Basisgewicht von nominal 17 g/m², von welchem etwa 5 g/m² aus siegelfähigen Teilchen bestanden, hergestellt

Wie aus Tabelle III ersichtlich, zeigen dt? Teilchen, die größer sind als 0,42 mm, keine so guten Heißsiegeleigenschaften wie Teilchen, die kleiner sind als 0.42 mm, jedoch größer als 0.10 mm. Die Ergebnisse für die Siegelpenetration sind besonders wichtig. Bei diesen Versuchen bedeuten große Werte, daß das thermoplastische, siegelfähige Harz die faserige Papierstruktur in hohem Maße durchdringt Eine Durchdringung dieser Art verursacht das Ansammeln von Harz an den Heißsiegel-Backen einer Siegelmaschine. Daraus folgt daß ein großer Prozentsatz von Teilchen, die größer sind als 0.42 mm unerwünscht ist Dieser Effekt macht sich noch deutlicher bemerkbar bei Material, das von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,17 mm zurückgehalten wird.

Obwohl die untere Grenze der Teilchengröße variiert werden kann, ist dennoch zu beachten, daß die Teilchen groß genug sein müssen, damit sie von dem faserigen Papiergrund während der Herstellung des Aufgußpapiers zurückgehalten werden können. Die vorstehend angegebenen Teilchengrößen beziehen sich auf die Herstellung von Aufgußpapier zur Verwendung bei Kaffee- und Teeprodukten. Es gibt jedoch andere Anwendungsgebiete, wo die Anwesenheit von größeren Teilchen sich nicht nachteilig auswirkt.

Zur besseren Einschätzung der Form der heterogen zusammengesetzten Teilchen wird auf F i g. 2 und F i g. 3 Bezug genommen, in welchen typische Teilchen nach der Erfindung abgebildet sind. In F i g. 2 ist die verfeinerte, fibrillinförmige Eigenschaft des flockigen Niederschlags deutlich erkennbar. F i g. 3 zeigt dagegen die kettenartigen, knotigen Stränge, die für die zusammengesetzten Teilchen charakteristisch sind. Die Formen einzelner Teilchen wechseln erheblich und zufällig: ihr gestreckter, nicht granulierter Charakter ist ebenfalls deutlich erkennbar. Die zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen werden nach dem Ausfällen gewöhnlich filtriert und gründlich gewaschen, bevor sie zur Weiterverwendung in der Naßpartie ei.icr 1 n\j\c(-maschine von neuem in Wasser dispergiert werden.

Wie bereits ausgeführt, wird das heißsiegelbare Aufgußpapiermaterial nach der Erfindung hergestellt, indem eine verdünnte Dispersion von heißsiegelbaren Fasern aus einem Vinyl-Copolymer und mit einer Länge von mindestens 1.59 mm zu einem Eintrag von nicht thermoplastischen Fasern zur Papierherstellung gegeben wird, wenn die Fasern iiuf dem papicrformenclen Sieb abgelagert werden. Die Fasern aus Vinyl-Copolymer werden vorzugsweise in den Aufgabebehälter einer Papiermaschine gegeben. Sie werden dann auf dem _; papierformenden Sieb an einer mittleren Stelle entlang des Verlaufs des Siebes zur Fasersammlung abgeschle- , den. ^!

Die Papien..aschine wird im wesentlichen in üblicher Weise angeordnet Das Flottenverhältnis der zusam mengesetzten Teilchendispersion bei dem Verfahren nach der Erfindung entspricht annähernd den bisher verwendeten Flottenverhältnissen. Die Dispersion wird in einer Weise zum Papierfasereintrag gegeben, daß eine Vermischung der Teilchen und Fasern sowie deren Abscheidung auf dem papierformenden Sieb in der Papiermaschine stattfinde«. Wie bereits ausgeführt, werden im allgemeinen Uir nicht thermoplastischen Fasern zur Papierherstellung zu Beginn auf dein papierformenden Sieb abgeschieden, und zwar an einer Stelle, die in Aufgaberichtung vor derjenigen Stel'e liegt, an der die heißsiegelfähigen Teilchen aufgegeben werden. Auf diese Weise wird eine erste Phase oder erste Faserschicht auf dem papierf<~ inenden Sieb der Maschine gebildet, so daß eine Oberfläche des entstehenden Aufgußpapiermaterials vollständig aus nicht thermoplastischen Fasern zur Papierherstellung besieht Die Erstschicht des Papiennaterials wirkt somit als Basis zum Aufnehmen und Verankern der zusammengesetzten Teilchen. Die Fasern scheiden sich dann weiterhin zusammen mit den Teilchen ab. wenn das papierformende Sieb durch den Aufgabebehälter bewegt wird, wobei das Abscheiden und Zurückhalten der Teilchen unterstützt wird. Obwohl einige Fasern zur Papierherstellung auf der oberen Oberfläche des entstehenden Papiers zugegen sein können, besteht es hauptsächlich aus den zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen. Daraus folgt, daß die Konzentration der zusammengesetzten Teilchen in der Tiefe des Papierblattes abnimmt. Die erste Ablagerung von Fasern wirkt sowohl als Filtefcett für die leuchen und als Basis zum Aufnehmen weiterer Fasern. Es ist allerdings zu beachten, daß selbst die erste abgeschiedene Faserschicht äußerst verdünnt ist und auch später an der Dynamik des Systems teilnimmt, wodurch sie sich leicht mit später abgeschiedenen Fasern vei filzt Obwohl zwischen den zwei Schichten des Papiennalerials keine scharfe Trennungslinic auftritt, ist die untere Oberfläche des Papiermaterials im wesentlichen frei

von thermoplastischen Teilchen. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn das Papiermaterial in heißsiegelnden Verpackungsmaschinen verwendet werden soll Derartige Maschinen weisen gewöhnlich beheizte, unter Druck arbeitende Backen auf. Dabei ist es wichtig, dal]· ;. das thermoplastische Material nicht mit den heißen Backen in Berührung kom«nt, wodurch eine Ansammlung von Harz auf den Backen und eine Beschädigung der Siegelung vermieden wird.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der in Erfindung ist zur Erzielung der gleichen und selbst von verbesserten Heißsiegeleigenschaften erheblich weniger thermoplastisches Material erforderlich. Die bisher mit einer bestimmten Materialmenge erzielbare-i Heißsiegeleigenschaften lassen sich nunmehr auch dam i:; erreichen, wenn lediglich zwei Drittel der vorher benötigten Heißsiegelzusammensetzung verwendet werden. Wenn beispielsweise ein Aufgußpapier mit einem Gehalt von etwa 12 g/m² an nicht thermoplastischen Fasern hergestellt wird, sind lediglich etwa 3,4 g/m- an zusammengesetzten, heißsiegelfähigen Teilchen erforderlich, um Siegeleigenschaften zu erzielen, für die bisher 5,1 g/m-' Fasern aus Vinyl-copolymer benötigt wurden.

In Anbetracht der Tatsache, daß die Zusammensei- 2ϊ zung aus heißsiegelfähigen Teilchen in Abwesenheit von Fasern zur Papierherstellung kein stabiles, ungeleimtes Papier bilden kann, ist die Verwendung des zweischichtigen Aufbaus im allgemeinen vorzuziehen. Es ist jedoch auch möglich, die Teilchen mit den Fasern zur j» Papierherstellung vollständig zu vermischen und die Mischung dann einzusetzen, vorausgesetzt, daß die Teilchen genügend in der Papierstruktur zurückgehalten jnd nicht aus ihr während der Papierherstellung herausgewaschen werden. Wenn die Zusammensetzung 3"> aus heißsiegelfähigen Teilchen und Fasern zur Papierherstellung gründlich durchmischt wird, ist es erwünscht, die thermoplastische Teilchenzusammensetzung fest im Papier mit feingemahlenen Zellulosefasern zu binden. Andere herkömmliche Bindemittel können ebenfalls erfolgreich verwendet werden.

Das bei der Papierherstellung erhaltene Aufgußpsipiermaterial weist einen dünnen, porösen und leichten Aufbau auf, ist jedoch von genügender Stabilität, um bei den bei der Herstellung von Teeaufgußbeuteln u.dgl. erforderlichen Verfahrensmaßnahmen nicht zerstört zu werden. Papiermaterialien der vorstehend beschriebenen Art weisen im allgemeinen ein Grundgewicht von 15 bis 27 g/m² auf und sind in den heißversiegelnden Verpackungsmaschinen leicht bearbeitbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die verwendeten Mengenangaben beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel I

Eine Trägerharzlösung wird hergestellt, indem 45 Gewichtsteile eines Vinyl-copolymer-Harzes (14% Vinylacetat und 86% Vinylchlorid), das im Handel erhältlich ist, in Aceton gelöst werden. Zu der Lösung werden etwa 55 Gewichtsteile Polyäthylenpulver mit einer spezifischen Dichte von 0,96 zugegeben. Die erhaltene Dispersion wurde durchmischt, um eine Dispersion des Polyäthylenpulvers in der Trägerharzlösung zu erhalten. Die Lösung wurde bei einer Temperatur von etwa 29° C gehalten.

Eine Ausfällungslösung wurde aus etwa 38% Aceton und 62% Wasser hergestellt und auf CCgekühlt

In einem Niederschlagsrohr mit konstanter Strömung werden aus den vorstehend beschriebenen Lösungen zusammengesetzte, heißsiegelfähige Teilchen, bestehend aus etwa 55% Polyäthylen und 45% Vinyl-copolymer, hergestellt Die Ausfällungslösung wird «jurch ein zentrales, rohrförmiges Teil mit einer Geschwindigkeit von etwa 5,5 g/min geleitet und die Harzsuspension wird mit einer Geschwindigkeit von 0,4 g/min zu der strömenden Ausfällungslösung durch ein Loch, das sich au der Seite des Rohrs befindet, gegeben. Die so erhaltenen zusammengesetzten, faserigen Teilchen werden filtriert, mit Wasser gewaschen und zur Weiterverwendung im Papierherstellungsprozeß erneut dispergiert.

Die Dispersion heißsiegelfähiger Teilchen wird durch einen Pulpen-Abscheider nach Jordan geleitet und in den Aufgabebehälter einer Papiermaschine gebracht, wobei die Zuführgeschwindigkeit ausreicht, um ein fertiges Papier mit einem 20gew.-%igen Anteil an heißsiegelfähigen Teilchen zu ergeben. Das entstandene Aufgußpapiermaterial ist von ausgezeichnetem Aussehen, weist eine gute Heiß- und Naßsiegelstärke auf, ist geschmacksneutral und in allen übrigen Eigenschaften mit herkömmlichen, heißsiegelbaren Aufgußpapiermaterialien vergleichbar. Das erhaltene Papier wird zur Weiterverarbeitung zu Teeaufgußbeuteln auf den üblicnen Form- und .Siegelmaschinen verwendet. Die so hergestellten Teeaufgußbeutel weisen ausgezeichnete Heiß- und Naßsiegeleigenschaften auf.

Beispiel Il

Das Verfahren nach Beispiel I wird wiederholt, wobei an Stelle des Polyäthylenpulvers ein Polypropylenpulver verwendet wird. Die erhaltenen heißsiegelfähigen Teilchen werden zur Herstellung eines zweischichtigen, heißsiegelbaren Aufgußpapiers mit einer Gesamtkonzentration an thermoplastischen Teilchen von etwa 30% des Gesamtpapiergewichts verwendet Das entstandene Papier weist, wie das Papiermaterial in Beispiel I. ausgezeichnete Eigenschaften auf.

Hierzu 2 Ill.atr Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. In Wasser abgesetztes, heißsiegelbares Papiermaterial aus

2) thermoplastischen, heißsiegelfähigeu Teilchen, die bestehen aus

2a) einzelnen granulierten Komponenten,

2b) verankert in einer verfeinerten Trägerharzmatrix, die

2bb) thermoplastisch und

2cc) mit der granulierten Komponente unverträglich oder nicht mischbar ist, und wobei

2c) die Teilchen für sich keine selbsttragende, aus Wasser abgesetzte Bahn bilden können und

2d) zu mindestens 90% durch ein 0.42 mm Sieb gehe«.