EP1476241A2 - Heat sealing filter materials - Google Patents

Heat sealing filter materials

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Publication number
EP1476241A2
EP1476241A2 EP03742544A EP03742544A EP1476241A2 EP 1476241 A2 EP1476241 A2 EP 1476241A2 EP 03742544 A EP03742544 A EP 03742544A EP 03742544 A EP03742544 A EP 03742544A EP 1476241 A2 EP1476241 A2 EP 1476241A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
acid
filter material
acids
weight
fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03742544A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günter Heinrich
Manfred Kaussen
Martin Business Development & Strategical BÜCHSEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schoeller und Hoesch GmbH
Glatfelter Gernsbach GmbH and Co KG
Original Assignee
Papierfabrik Schoeller and Hoesch GmbH and Co KG
Schoeller und Hoesch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Papierfabrik Schoeller and Hoesch GmbH and Co KG, Schoeller und Hoesch GmbH filed Critical Papierfabrik Schoeller and Hoesch GmbH and Co KG
Publication of EP1476241A2 publication Critical patent/EP1476241A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1615Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of natural origin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/637Including strand or fiber material which is a monofilament composed of two or more polymeric materials in physically distinct relationship [e.g., sheath-core, side-by-side, islands-in-sea, fibrils-in-matrix, etc.] or composed of physical blend of chemically different polymeric materials or a physical blend of a polymeric material and a filler material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/659Including an additional nonwoven fabric
    • Y10T442/668Separate nonwoven fabric layers comprise chemically different strand or fiber material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/681Spun-bonded nonwoven fabric

Definitions

  • the present invention relates to a heat sealable filter material with excellent hot water resistance and biodegradability, which contains fibers made of a heat sealable, biodegradable and compostable material and a lubricant.
  • bags that are brewed for use with hot water.
  • These bags usually consist of a first layer of a porous material made of natural fibers and a second layer of hot-melting polymer fibers such as PP, PE or various copolymers. This second layer is used to close the bag by heat sealing on tendon-wrapping machines.
  • This bag material can be produced in a known manner according to a wet-laid process on a paper machine, a dry-laid process on a fleece laying machine or a melt-blown process by depositing polymer aers on a carrier layer ⁇ L- ⁇
  • the used filter bags are disposed of on a compost heap or via the organic waste bin. After a certain period of time, which depends on other parameters such as temperature, humidity, microorganisms etc., the natural fiber component of the filter bag has disintegrated and biodegraded, while the thermoplastic polymer fiber network is preserved and the quality of the composite is reduced.
  • EP-A-0 380 127 describes a heat-sealable tea bag paper with a basis weight of 10-15 g / m 2 , which is provided with polymers such as PP, P ⁇ or a copolymer for heat sealing and is therefore not biodegradable.
  • EP-A-0 656 224 describes a filter material, in particular for the production of tea bags and coffee bags or filters with a basis weight between 8 and 40 g / m 2 , in which the heat-sealable layer consists of plastic fibers, preferably of polypropylene or Polyethylene, which is placed in a softened state on the first layer made of natural fibers.
  • JP-A-2001-131826 describes the production of biodegradable monofilaments from poly-L-lactide and the subsequent production of fully synthetic tea bags woven therefrom using a dry-laid process.
  • German patent application DE-A 21 47 321 describes a thermoplastic, heat-sealable composition which consists of a polyolefin powder (polyethylene or polypropylene) which is embedded in a carrier matrix made of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer. This material is also used for the heat-sealable finishing of paper-based fiber material.
  • DE-A-197 19 807 describes a biodegradable heat-sealable filter material that consists of at least one layer of natural fibers and at least a second layer of heat-sealable synthetic material that is biodegradable.
  • This filter material is obtained by applying on a wire in a first step as aqueous suspension, the natural fibers and the heat-sealable, biodegradable polymer fibers are deposited on the natural fiber layer ⁇ such in a second stage that they can penetrate the natural fiber layer partially.
  • the used filter materials such as Tea bags, coffee bags or other filters are often disposed of in a compost heap or in the organic waste bin. After a certain period of time, which depends on other parameters such as temperature, air humidity, microorganisms, etc., the natural fiber component of the filter has disintegrated and biodegraded, while the thermoplastic polymer fiber network of polymer fibers that are not completely biodegradable is retained and the quality of the compost is reduced.
  • So-called heat-sealing rollers generally seal the bag at a temperature of 150-230 ° C in a cycle time of less than 1 second. With these short cycle times, the heat-sealing material must melt, adhere to one another and immediately solidify and crystallize again so that the bag is closed again during further transport and no filling material can escape.
  • the present invention relates to a filter material which contains fibers from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and is characterized in that it additionally contains a lubricant in an amount of 0.5 to 5.0% by weight, based on the weight of the paper of the finished filter material.
  • thermoplastic material according to the invention the property that, using the filter material according to the invention (as described above), heat-sealing seams formed with the aid of a heat-sealing roller are extremely stable in hot water.
  • hot water stable here means according to the invention a resistance or integrity of a heat seal seam of a filter bag made from the filter material according to the invention during the brewing process for 4 minutes.
  • the filter material according to the invention can be heat-sealed by ultrasound treatment.
  • biodegradable and compostable polymer fibers that are used according to the invention, we mean completely biodegradable and compostable polymer fibers according to DIN 54900.
  • the lubricants which can be used according to the invention are compounds which lead to better sliding behavior of the polymer fibers and thus support and improve the gathering and the orientation of crystalline zones. This increases the proportion of crystalline zones in the polymer fibers.
  • Such lubricants are well known to those skilled in the art. It can be hydrocarbon oils or waxes or silicone oils.
  • the lubricants which can be used according to the invention consist of fatty acid esters of long-chain fatty acids with a chain length of 10 to 40 carbon atoms, for example around a fatty acid ester sold by Henkel with the name Loxiol.
  • the lubricant is preferably present in the filter material according to the invention in an amount of 1.0 to 3.0% by weight.
  • the inventors of the present invention currently assume that the use of a lubricant promotes rapid recrystallization of the polymer fibers, which is particularly necessary and helpful for the heat-sealing strength, so that neighboring fibers in the fabric close as quickly as possible find comparable crystallization zones, which then become more pronounced.
  • the filter material according to the invention further contains a seed material which supports the crystallization of the fibers from the heat-sealable, biodegradable and compostable material during the heat sealing.
  • inorganic materials such as talc, kaolin or similar materials are suitable as the seed material, usually in finely divided form.
  • the particle size of the seed material is usually 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the amount of the seed material added is usually 0.01 to 1.0% by weight.
  • the starting materials for the fibers made of the heat-sealable, biodegradable and compostable material are fibers made of polymers which are selected from the group of aluminum phatic or partially aromatic polyester amides and aliphatic or partially aromatic polyesters are selected.
  • aromatic acids making up no more than 50% by weight, based on all acids.
  • Aliphatic or partially aromatic polyester amides C) from aliphatic bifunctional alcohols, preferably linear C 2 to C 10 dialcohols such as ethanediol, butanediol, hexanediol or particularly preferably butanediol and / or optionally cycloaliphatic bifunctional alcohols, preferably having 5 to 8 carbon atoms in the cycloaliphatic ring , such as cyclohexanedimethanol, and / or partially or completely instead of the diols, monomeric or oligomeric polyols based on ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran or copolymers thereof with molecular weights of up to 4000, preferably up to 1000, and / or possibly low Amounts of branched bifunctional alcohols, preferably with C 2 -C 12 alkyl dicarboxylic acids, such as neopentyl glycol and, if appropriate, small amounts of
  • aromatic acids making up no more than 50% by weight, based on all acids
  • the ester fraction C) and / or D) is at least 20% by weight, based on the sum of C), D), E) and F), preferably the weight fraction of the ester structures is 20 to 80% by weight, the fraction of Amide structures is 80 to 20% by weight.
  • the synthesis of the biodegradable and compostable polyester amides used according to the invention can be carried out either by the "polyamide method” by stoichiometric mixing of the starting components, if appropriate with the addition of water and subsequent removal of water from the reaction mixture, or by the “polyester method” by stoichiometric mixing of the Starting components and addition of an excess of diol with esterification of the acid groups and subsequent transesterification or transamidation of these esters. In this second case, the excess diol is distilled off in addition to water.
  • the synthesis according to the described "polyester method” is preferred.
  • the polycondensation can be further accelerated by using known catalysts. Both the known phosphorus compounds, which accelerate polyamide synthesis, and acidic or organometallic catalysts for the esterification, as well as combinations of the two, are possible for accelerating the polycondensation. Care must be taken to ensure that the catalysts used, if any, do not have a negative effect on the biodegradability or compostability or the quality of the resulting compost.
  • polycondensation to polyesteramides can be influenced by the use of lysine, lysine derivatives or other amidically branching products such as, for example, aminoethylaminoethanol, which both accelerate the condensation and lead to branched products (see, for example, EP-A-0 641 817; DE -A-38 31 709).
  • polyesters are generally known or is carried out analogously by known processes (cf. e.g. EP-A-0 592 975).
  • the polyesters or polyester amides used according to the invention may further contain 0.1 to 5% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight, in particular 0.1 to 1% by weight, of additives, based on the polymer ( see also description of the polymers).
  • additives are modifiers and / or fillers and reinforcing materials and / or processing aids such as, for example, nucleating aids, customary plasticizers, mold release aids, flame retardants, impact modifiers, colorants, stabilizers and other additives customary in the field of thermoplastics, with a view to the requirement of Biodegradability, care must be taken to ensure that the compostability is not impaired by the additives and that the additives remaining in the compost are harmless.
  • the biodegradable and compostable polyesters and polyester amides generally have a molecular weight of 5,000 to 500,000 g / mol, advantageously 5,000 to 350,000 g / mol, preferably 10,000 to 250,000 g / mol, determined by gel chromatography (GPC), for example in m Cresol against a polystyrene standard.
  • GPC gel chromatography
  • the biodegradable and compostable polymers preferably have a statistical distribution of the starting monomers .
  • the fibers in the heatsealable, biodegradable and compostable Material around stretched, heat sealable, biodegradable and compostable polymer fibers are stretched, heat sealable, biodegradable and compostable polymer fibers.
  • heat-sealable, biodegradable and compostable polymeric fibers usually have a linear density (DIN 1301, TI) of 0.1 to 10 dtex, preferably 1.0 to 6 dtex.
  • these are usually in an amount of 0.05 to 50% by weight, based on the paper weight of the finished filter material, advantageously in an amount of 0.1 to 45% by weight and preferably in an amount of 1 , 0 to 35% by weight.
  • the stretched, heat-sealable, biodegradable and compostable polymer fibers which can be used according to the invention usually have a stretching ratio of 1.2 to 8, preferably 2 to 6.
  • the crystallization of the polymer fibers induced by this stretching increases the resistance of these fibers after the heat sealing to boiling water.
  • the draw ratio was determined according to the invention in a manner generally known to the person skilled in the art in the relevant field.
  • the stretching ratio required according to the invention can be set in the production of the polymer fibers which can be used according to the invention by producing the polymer fibers by a melt spinning process on commercially available spinning systems in such a way that polymer fibers having a stretching ratio of 1.2 to 8, preferably 2 to 6, are obtained.
  • the following parameters have proven to be favorable process parameters for the production of preferred stretched polymer fibers which can be used according to the invention:
  • Spinning temperature 180 to 250 ° C, preferably 190 to 240 ° C;
  • Cooling air temperature 10 to 60 ° C, preferably 20 to 50 ° C;
  • - Hot drawing at 85 to 180 ° C, preferably 120 to 160 ° C.
  • a hydrophilic substance is also used in the drawing of the polymer fibers in order to improve the water absorption due to their wetting properties.
  • the polymer fibers are drawn after drawing, i.e. after receipt on the spinning system, further thermally fixed. This serves to minimize shrinkage of the stretched polymer fibers.
  • This thermal fixation is usually carried out by thermal treatment of the stretched polymer fibers at temperatures from 10 to 40 ° C. below the respective melting point of the polymer fibers.
  • the stretched polymer fibers obtained are furthermore usually cut to a length of 1 to 20 mm, advantageously 1 to 10 mm and preferably 2 to 6 mm before incorporation of the stretched polymer fibers in the course of the filter material production process.
  • This cutting of the polymer fibers obtained is usually carried out with commercially available cutting tools for filaments.
  • the filter material according to the invention can be heat-sealed by ultrasound treatment.
  • the starting materials for the drawn polymer fibers are polyester amides with an ester content of 40 to 65% by weight and an amide content of 35 to 60% by weight, for example a polyester amide from AH salt, adipic acid , Butanediol with an amide content of 60% by weight and an ester content of 40% by weight and a mass-average molecular weight of 19,300 (determined by means of GPC in m-cresol against polystyrene standard).
  • the starting materials used for the stretched polymer fibers are those with a moisture content of 0.1% by weight or less, based on the starting material polymer, preferably those with a moisture content of 0.01% by weight or less to prevent disturbances when spinning and stretching the polymer fibers.
  • the filter materials according to the invention contain Ren material natural fibers and / or cellulose derivative fibers in an amount of 50 to 99.95 wt .-%, based on the paper weight of the finished filter material, advantageously in an amount of 65 to 99.9 wt .-% and preferably in an amount of 80 up to 99.5% by weight.
  • the natural fibers which can be used according to the invention are the natural fibers known to the person skilled in the relevant art, such as hemp, manila, jute ' , sisal and others, and long-fiber wood pulp.
  • the filter materials according to the invention comprise at least one further component which comprises or preferably consists of natural fibers.
  • the filter material according to the invention is thus produced from two or more layers of different components, at least one layer containing natural fibers and one layer containing a fiber blend of fibers made from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricant, that the at least two layers can partially penetrate one another after the filter material has been produced.
  • the degree of penetration of the layers can be controlled by the manufacturing process of the filter material, for example in the case of using a paper machine by adjusting the degree of dewatering on the screen.
  • the second layer usually comprises a fiber blend made of natural fibers, fibers made of a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricants. This can be placed on the paper machine on the first layer made of natural fibers and can be fused to one another as well as to the paper layer.
  • the second layer usually comprises a fiber blend of fibers made from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricant. This can be deposited on the first layer of natural fibers using the meltblown method and can be fused both to one another and to the paper layer.
  • the first layer of the filter material generally has a basis weight between 8 and 40 g / m 2 , preferably from 10 to 20 g / m 2 and an air permeability of 300 to 4000 l / m 2 "s (DIN ISO 9237), preferably of 500 up to 3000 l / m 2 »s.
  • the second layer of filter material generally has a weight per unit area between 1 and 15 g / m 2 , preferably between 1.5 and 10 g / m 2 .
  • the first layer of the filter material with or preferably made of natural fibers is preferably designed to be wet-strength.
  • Known natural fibers such as hemp, manila, jute, sisal and other long-fiber wood pulps and mixtures thereof are preferably used for the first layer with or preferably made of natural fibers.
  • the second layer can contain the mixture of fibers from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricant, and consist of them.
  • the second layer preferably comprises, in addition to the above components, a further component, in particular natural fibers, with mixing ratios of 1/3 natural fibers and 2/3 mixture of cellulose derivative and polymer fibers being particularly preferred.
  • the filter material according to the invention can be used, for example, for the production of tea bags, coffee bags or tea or coffee filters.
  • the method for producing the filter materials according to the invention can be controlled in such a way that the biodegradable and compostable heat-sealable fibers of the partially penetrate the first layer and envelop the fibers of the first layer, preferably the natural fibers of the first layer, thus in the molten state during the drying process, for example on the paper machine.
  • the pores necessary for filtration are left free.
  • FIG 1 shows.
  • Fig. 1 the formation of the filter material according to the invention is shown in a schematic representation.
  • La) shows the formation of a first fiber layer from natural fibers 1 and the formation of a second fiber layer with synthetic, biodegradable and compostable heat-sealable fibers 2.
  • the formation of the second layer with the fibers 2 thus takes place by deposition over the first layer, which is formed by the natural fibers 1.
  • the natural fibers 1 are hatched horizontally to distinguish them, while the heat-sealable fibers 2 have been hatched approximately vertically.
  • Fig. Lb shows how a partial penetration of the two layers is achieved by the described dewatering of the two layers, in particular the second layer with the fibers 2, so that the synthetic fibers 2 get between the natural fibers 1.
  • the partially penetrating layers 1 and 2 are dried and heated in such a way that the synthetic fibers 2 melt and, during re-consolidation, lay around the fibers 1 in such a way that they are at least partially covered.
  • the filter material has thus become heat sealable (Fig. Lc).
  • Fig. 2 shows the basic structure of a paper machine, as used for producing a filter material according to the invention can be.
  • a suspension "A” is formed from the ground natural fibers and water.
  • the fiber blend is used to produce a suspension "B” from fibers from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricant and, if appropriate, a proportion of other fibers, for example natural fibers, and water.
  • the suspension 'A is passed onto the screen 5, via the first two dewatering chambers 6, via suitable pipelines and pumping devices, which are not shown in more detail, the water being sucked off through the chambers 6 and the dewatering line.
  • a first fiber layer of natural fibers 1 is formed on the moving sieve 5.
  • the second suspension B is supplied, the second layer of synthetic fibers being deposited over the dewatering chambers 7 on the first layer , The drainage takes place via the drainage line.
  • dewatering is carried out via the dewatering chambers 8, as a result of which the two layers partially penetrate one another. By setting the drainage accordingly, the penetration can be more or less strong.
  • the material 9 now formed from natural fibers and polymer fibers is removed from the sieve and fed to drying.
  • This drying can be done in different ways, e.g. B. by contact drying or fürströmmedrock ⁇ ung.
  • the elements 10 only give a rough schematic indication of corresponding drying elements.
  • drying cylinders 10 are drawn, over which the shaped paper web is dried in the contact process.
  • the heating of the two-layer fiber material causes the synthetic fibers 2 in the mixed layer 9 to melt.
  • the synthetic fibers at least partially envelop the natural fibers and the heat-sealable filter material is rolled up on a roll 11.
  • biodegradable and compostable filter material according to the invention can also be produced by the meltblown process, as described below for a two-layer filter material:
  • the mixture of biodegradable and compostable polymer and lubricant which forms the second layer is in the form of granules, it can be shaped into fibers using the melt-blown (meltblown fibers) process and in the hot-hot adhesive state on a base, e.g. B. a paper made of natural fibers.
  • a base e.g. B. a paper made of natural fibers.
  • the dried granulate 12 is transported to an extruder 13, in which it is melted and heated to the temperature required for fiber formation.
  • This molten and heated mixture then reaches the MB nozzle 14.
  • This nozzle has a large number of small openings through which the molten polymer mixture is pressed and drawn into fibers.
  • These fibers 15 are captured directly below this nozzle by a strong air stream, stretched further, torn into different lengths and placed on a base, e.g. B. a paper made of natural fibers 16, which lies on a suction roller 17, filed. Since these fibers are still hot and sticky, they stick to the natural fibers of the paper.
  • the material is then rolled up on the winder 18 in the cooled state.
  • the typical diameter of these meltblown fibers is between 2 and 7 ⁇ m. 3 is a schematic representation of the meltblown process.
  • Example 1 is a schematic representation of the meltblown process.
  • a single-layer, approx. 13 g / m 2 filter material made of natural fibers was produced on the paper machine using the wet laying process. (Mixture of 35% by weight of manila fibers and 65% by weight of softwood pulp). The filter material was made wet-proof.
  • Tea bags were handmade from this 2-layer filter material and filled with 1.9 g of tea. These manufactured tea bags were then sealed on all four sides with a commercially available sealing device from RDM type HSE-3. Parameters: temperature: 210 ° C
  • Infusion test Three arbitrarily selected tea bags made according to the above description were poured with boiling water and allowed to steep for 4 minutes.
  • a filter material was produced according to the above information, but instead of the biodegradable heat-sealable polymer fibers, a non-biodegradable vinyl chloride / vinyl acetate copolymer was used.

Abstract

Disclosed are a filter material containing heat sealing, biodegradable, and compostable polymer fibers in addition to 0.5 to 5.0 percent by weight of a lubricant, the percentage being in relation to the paper weight of the finished filter material, and methods for the production thereof.

Description

HEISSSIΞGELFÄHIGE FILTERMATERIALIEN HOT SEALABLE FILTER MATERIALS
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein heißsiegelfähiges Filtermaterial mit ausgezeichneter Heißwasserbeständigkeit und biologischer Ab- baubarkeit, das Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material und ein Gleitmittel enthält .The present invention relates to a heat sealable filter material with excellent hot water resistance and biodegradability, which contains fibers made of a heat sealable, biodegradable and compostable material and a lubricant.
Es ist bekannt, Tee oder anderes Füllgut in Beutel zu verpacken, die für den Gebrauch mit heißem Wasser aufgebrüht werden. Üblicherweise bestehen diese Beutel aus einer ersten Lage eines porösen Materials aus Naturfasern und einer zweiten Lage aus heißschmelzenden Polymerfasern wie beispielsweise PP, PE oder verschiedenen Mischpolymerisaten. Diese zweite Lage dient zum Verschließen des Beutels durch eine Heißversiegelung auf sehne11aufenden Abpackmaschinen.It is known to pack tea or other fillings in bags that are brewed for use with hot water. These bags usually consist of a first layer of a porous material made of natural fibers and a second layer of hot-melting polymer fibers such as PP, PE or various copolymers. This second layer is used to close the bag by heat sealing on tendon-wrapping machines.
Dieses Beutelmaterial kann in bekannter Art und Weise nach einem wet- laid Verfahren auf einer Papiermaschine, einem dry-laid Verfahren auf einer Vlieslegemaschine oder einem Schmelz-Blasverfahren (Melt-Blown) durch Ablage von Polymer asern auf eine Trägerschicht hergestellt werden ^L-\This bag material can be produced in a known manner according to a wet-laid process on a paper machine, a dry-laid process on a fleece laying machine or a melt-blown process by depositing polymer aers on a carrier layer ^ L- \
Die erste Lag"e-:des Materials hat im allgemeinen ein Flächengewicht von 8-40 g/m2, vorzugsweise 10-20 g/m2, die zweite Polymerfaserlage ein Flächengewicht von 1-15 g/m2, vorzugseise 1/5-10 g/m2.The first lag "E: the material generally has a basis weight of 8-40 g / m 2, preferably 10-20 g / m 2, the second polymer fiber layer has a basis weight of 1-15 g / m 2, vorzugseise 1/5 -10 g / m 2 .
Es ist bekannt, daß die gebrauchten Filterbeutel auf einem Kompost- häufen oder über die Biomülltonne entsorgt werden. Nach einem gewissen Zeitraum, der von weiteren Parametern wie Temperatur, Feuchtigkeit, Mikroorganismen etc. abhängt, ist die Naturfaserkomponente des Filterbeutels zerfallen und biologisch abgebaut, während das thermoplastische Polymerfasernetz erhalten bleibt und die Qualität des Kom- posts vermindert .It is known that the used filter bags are disposed of on a compost heap or via the organic waste bin. After a certain period of time, which depends on other parameters such as temperature, humidity, microorganisms etc., the natural fiber component of the filter bag has disintegrated and biodegraded, while the thermoplastic polymer fiber network is preserved and the quality of the composite is reduced.
Eine Trennung der Naturfaserkomponente von der thermoplastischen Polymerkomponente ist nicht praktikabel, d.h. der gebrauchte Filterbeutel müßte dem nicht wieder verwertbaren Abfall (Graue Tonne) zugefühirt werden. In der EP-A-0 380 127 wird ein heißsiegelfähiges Teebeutelpapier mit einem Flächengewicht von 10-15 g/m2 beschrieben, welches zur Heißversiegelung mit Polymeren wie PP, PΞ oder einem Mischpolymerisat versehen ist und daher nicht biologisch abbaubar ist.A separation of the natural fiber component from the thermoplastic polymer component is not practical, ie the used filter bag would have to be added to the non-recyclable waste (gray bin). EP-A-0 380 127 describes a heat-sealable tea bag paper with a basis weight of 10-15 g / m 2 , which is provided with polymers such as PP, PΞ or a copolymer for heat sealing and is therefore not biodegradable.
In der EP-A-0 656 224 wird ein Filtermaterial insbesondere zur Herstellung von Teebeuteln und Kaffeebeuteln bzw. Filtern mit einem Flächengewicht zwischen 8 und 40 g/m2 beschrieben, bei welchem die heiß- siegelfähige Lage aus Kunststofffasern besteht, bevorzugt aus Polypropylen oder Polyethylen, die in erweichtem Zustand auf die erste aus natürlichen Fasern bestehende Lage abgelegt wird.EP-A-0 656 224 describes a filter material, in particular for the production of tea bags and coffee bags or filters with a basis weight between 8 and 40 g / m 2 , in which the heat-sealable layer consists of plastic fibers, preferably of polypropylene or Polyethylene, which is placed in a softened state on the first layer made of natural fibers.
In der JP-A-2001-131826 wird die Herstellung von biologisch abbaubaren Monofilamenten aus Poly-L-Lactid und die anschließende Herstellung von daraus gewebten, voll synthetischen Teebeuteln nach einem dry-laid-Prozess beschrieben.JP-A-2001-131826 describes the production of biodegradable monofilaments from poly-L-lactide and the subsequent production of fully synthetic tea bags woven therefrom using a dry-laid process.
In der deutschen Patentanmeldung DE-A 21 47 321 wird eine thermoplastische, heißsiegelfähige Masse beschrieben, die aus einem Polyole- finpulver (Polyethylen oder Polypropylen) besteht, welches in einer Trägermatrix aus Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer eingebettet ist. Auch dieses Material wird zur heißsiegelfähigen Ausrüstung von papiermäßig hergestelltem Fasermaterial verwendet.German patent application DE-A 21 47 321 describes a thermoplastic, heat-sealable composition which consists of a polyolefin powder (polyethylene or polypropylene) which is embedded in a carrier matrix made of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer. This material is also used for the heat-sealable finishing of paper-based fiber material.
In der DE-A-197 19 807 wird ein biologisch abbaubares heißsiegelfähiges Filtermaterial, das aus mindestens einer Lage von Naturfasern und mindestens einer zweiten Lage von heißsiegelfähigem synthetischem Material, welches biologisch abbaubar ist, beschrieben. Dieses Filtermaterial wird erhalten, indem auf einem Papiermaschinensieb in einer ersten Stufe als wässrige Suspension die Naturfasern aufgebracht und in einer zweiten Stufe die heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren Polymerfasern auf die Naturfaserschicht derart abgelagert werden, dass sie die Naturfaserschicht teilweise durchdringen können.DE-A-197 19 807 describes a biodegradable heat-sealable filter material that consists of at least one layer of natural fibers and at least a second layer of heat-sealable synthetic material that is biodegradable. This filter material is obtained by applying on a wire in a first step as aqueous suspension, the natural fibers and the heat-sealable, biodegradable polymer fibers are deposited on the natural fiber layer such in a second stage that they can penetrate the natural fiber layer partially.
Bei einem aus diesem Filtermaterial beispielsweise hergestellten Teefilterbeutel wird die Möglichkeit einer hohen Partikelrückhaltung geschaffen. Diese wird jedoch durch eine reduzierte Luftdurchlässigkeit „erkauft". Eine hohe Luftdurchlässigkeit bei gleichzeitig guter Partikelrückhaltung ist jedoch das angestrebte Ziel eines optimalen Filtermaterials. Die aus dem Stand der Technik bekannten Filtermaterialien kranken somit zumindest an einem der folgenden Nachteile:With a tea filter bag made from this filter material, for example, the possibility of high particle retention is created. However, this is "bought" by a reduced air permeability. However, a high air permeability with good particle retention is the goal of an optimal filter material. The filter materials known from the prior art thus suffer from at least one of the following disadvantages:
1. Die gebrauchten Filtermaterialien wie z.B. Teebeutel, Kaffeebeutel oder auch andere Filter, werden häufig auf einem Komposthaufen oder über die Biomülltonne entsorgt. Nach einem gewissen Zeitraum, der von weiteren Parametern, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Mikroorganismen etc. abhängt, ist die Naturfaserkomponente des Filters zerfallen und biologisch abgebaut, während das thermoplastische Polymerfasernetz aus nicht vollständig biologisch abbaubaren Polymerfasern erhalten bleibt und die Qualität des Komposts vermindert .1. The used filter materials such as Tea bags, coffee bags or other filters are often disposed of in a compost heap or in the organic waste bin. After a certain period of time, which depends on other parameters such as temperature, air humidity, microorganisms, etc., the natural fiber component of the filter has disintegrated and biodegraded, while the thermoplastic polymer fiber network of polymer fibers that are not completely biodegradable is retained and the quality of the compost is reduced.
Und/oderAnd or
2. Die Verwendung von aus dem Stand der Technik bekannten, vollständig biologisch abbaubaren Polymermaterialien für Teebeutel und ähnliche Filterpapiere .führt dazu, dass die gebildeten Heißsiegelnähte der Teebeutel einer Temperatur von etwa 90-100 °C nicht standhalten.2. The use of completely biodegradable polymer materials for tea bags and similar filter papers known from the prior art means that the heat-sealed seams formed on the tea bags do not withstand a temperature of approximately 90-100 ° C.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Herstellung von gefüllten, heißversiegelten Teebeuteln auf schnell laufenden Abpackautomaten mit einer Taktzeit von etwa 1000 Beutel pro Minute erfolgt.This is due to the fact that filled, heat-sealed tea bags are produced on fast-running packaging machines with a cycle time of around 1000 bags per minute.
Sogenannte Heißsiegelwalzen versiegeln im allgemeinen in der Taktzeit von weniger als 1 Sekunde den Beutel mit einer Temperatur von 15Ö-230 °C. Bei diesen kurzen Taktzeiten muß das heißsiegelnde Material schmelzen, miteinander verkleben und sogleich wieder verfestigen und kristallisieren, damit beim Weitertransport der Beutel bereits wieder verschlossen ist und kein Füllgut austreten kann.So-called heat-sealing rollers generally seal the bag at a temperature of 150-230 ° C in a cycle time of less than 1 second. With these short cycle times, the heat-sealing material must melt, adhere to one another and immediately solidify and crystallize again so that the bag is closed again during further transport and no filling material can escape.
Wie oben erwähnt, erfüllen die aus dem Stand der Technik bekannten Materialien die Anforderungen dieses Prozesses jedoch nicht.However, as mentioned above, the prior art materials do not meet the requirements of this process.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein biologisch abbaubares und kompostierbares Filtermaterial mit ausgezeichneter Heißsiegelfähigkeit und guter Siegelnahtfestigkeit im trockenen und nassen Zustand zu schaffen. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung derartiger Filtermaterialien beschrieben werden.It was therefore an object of the present invention to provide a biodegradable and compostable filter material with excellent heat sealability and good seal seam strength in the dry and wet state. In addition, a method for producing such filter materials will be described.
Überraschenderweise wurde nun festgestellt, dass unter Mitverwendung von speziellen Gleitmitteln die oben beschriebenen Nachteile der Filtermaterialien des Standes der Technik überwunden und Filtermaterialien bereitgestellt werden können, die biologisch abbaubar und kompostierbar sind und gleichzeitig ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich Heißsiegelfähigkeit und Siegelnahtfestigkeit liefern.Surprisingly, it has now been found that, with the use of special lubricants, the disadvantages of the filter materials of the prior art described above can be overcome and filter materials can be provided which are biodegradable and compostable and at the same time provide excellent properties with regard to heat sealability and seal seam strength.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Filtermaterial, das Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material enthält und dadurch gekennzeichnet ist, dass es zusätzlich ein Gleitmittel in einer Menge von 0,5 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Papiergewicht des fertigen Filtermaterials, enthält.The present invention relates to a filter material which contains fibers from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and is characterized in that it additionally contains a lubricant in an amount of 0.5 to 5.0% by weight, based on the weight of the paper of the finished filter material.
Durch die gemeinsame Verwendung der heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Polymerfasern und des Gleitmittels in der angegebenen Menge wird dem erfindungsgemäßen Filtermaterial die Eigenschaft verliehen, dass unter Verwendung des erfindungsgemäßen Filtermaterials (wie oben beschrieben) mithilfe einer Heißsiegelwalze ausgebildete Heißversiegelungsnähte ausgezeichnet heißwasserstabil ist. Unter dem Begriff "heißwasserstabil" wird hierbei erfindungsgemäß eine Beständigkeit bzw. Unversehrtheit einer Heißsiegelnaht eines aus dem erfindungsgemäßen Filtermaterial hergestellten Filterbeutels im Laufe des Aufbrühvorgangs während 4 min verstanden.The combined use of the heat-sealable, biodegradable and compostable polymer fibers and the lubricant in the stated amount gives the filter material according to the invention the property that, using the filter material according to the invention (as described above), heat-sealing seams formed with the aid of a heat-sealing roller are extremely stable in hot water. The term “hot water stable” here means according to the invention a resistance or integrity of a heat seal seam of a filter bag made from the filter material according to the invention during the brewing process for 4 minutes.
Die Heißsiegelung des erfindungsgemäßen Filtermaterials kann in einer bevorzugten Ausführungsform durch Ultraschallbehandlung erfolgen.In a preferred embodiment, the filter material according to the invention can be heat-sealed by ultrasound treatment.
Unter dem Begriff "biologisch abbaubare und kompostierbare Polymerfasern", die erfindungsgemäß verwendet werden, verstehen wir vollständig biologisch abbaubare und kompostierbare Polymerfasern gemäß DIN 54900.By the term "biodegradable and compostable polymer fibers" that are used according to the invention, we mean completely biodegradable and compostable polymer fibers according to DIN 54900.
Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Gleitmitteln handelt es sich um Verbindungen, die zu einem besseren Gleitverhalten der Polymerfasern führen und somit .das Zusammenfinden und die Orientierung kristalliner Zonen unterstützen und verbessern. Dadurch wird der Anteil der kristallinen Zonen der Polymerfasern erhöht. Derartige Gleitmittel sind dem Fachmann auf dem einschlägigen Fachgebiet wohlbekannt. Es kann sich um Kohlenwasserstofföle oder -wachse oder Siliconöle handeln. In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die erfindungsgemäß einsetzbaren Gleitmittel aus Fettsäureestern langkettiger Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 10 bis 40 Kohlenstoffatomen, beispielsweise um einen von der Fa. Henkel vertriebenen Fettsäureester mit der Bezeichnung Loxiol .The lubricants which can be used according to the invention are compounds which lead to better sliding behavior of the polymer fibers and thus support and improve the gathering and the orientation of crystalline zones. This increases the proportion of crystalline zones in the polymer fibers. Such lubricants are well known to those skilled in the art. It can be hydrocarbon oils or waxes or silicone oils. In a preferred embodiment, the lubricants which can be used according to the invention consist of fatty acid esters of long-chain fatty acids with a chain length of 10 to 40 carbon atoms, for example around a fatty acid ester sold by Henkel with the name Loxiol.
Das Gleitmittel ist in dem erfindungsgemäßen Filtermaterial Vorzugs-, weise in einer Menge von 1,0 bis 3,0 Gew.-% vorhanden.The lubricant is preferably present in the filter material according to the invention in an amount of 1.0 to 3.0% by weight.
Ohne an irgendeine Theorie gebunden werden zu wollen, gehen die Erfinder der vorliegenden Erfindung gegenwärtig davon aus, dass die Mitverwendung eines Gleitmittels ein schnelles Rekristallisieren der Polymerfasern begünstigt, was für die Heißsiegelfestigkeit besonders notwendig und hilfreich ist, so daß benachbarte Fasern im Gewebe möglichst schnell zu vergleichbaren Kristallisationszonen finden, die sich dann verstärkt ausprägen. -Without wishing to be bound by any theory, the inventors of the present invention currently assume that the use of a lubricant promotes rapid recrystallization of the polymer fibers, which is particularly necessary and helpful for the heat-sealing strength, so that neighboring fibers in the fabric close as quickly as possible find comparable crystallization zones, which then become more pronounced. -
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Filtermaterial ferner ein Kristallisationskeimmaterial, das die Kristallisation der Fasern aus dem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material bei der Heißversiegelung unterstützt .In a preferred embodiment, the filter material according to the invention further contains a seed material which supports the crystallization of the fibers from the heat-sealable, biodegradable and compostable material during the heat sealing.
Als Kristallisationskeimmaterial eignen sich erfindungsgemäß anorganische Materialien wie Talkum, Kaolin oder ähnliche Materialien, üblicherweise in feinst verteilter Form.According to the invention, inorganic materials such as talc, kaolin or similar materials are suitable as the seed material, usually in finely divided form.
Die Teilchengröße des Kristallisationskeimmaterials beträgt üblicherweise 0, 1 bis 5 μm.The particle size of the seed material is usually 0.1 to 5 μm.
Die zugegebene Menge des Kristallisationskeimmaterials beträgt üblicherweise 0,01 bis 1,0 Gew.-%.The amount of the seed material added is usually 0.01 to 1.0% by weight.
Bei den Ausgangsmaterialien für die Fasern aus dem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material handelt es- sich erfindungsgemäß um Fasern aus Polymeren, die aus der Gruppe der ali- phatischen oder teilaromatischen Polyesteramide und aliphatischen o- der teilaromatischen Polyester ausgewählt sind.According to the invention, the starting materials for the fibers made of the heat-sealable, biodegradable and compostable material are fibers made of polymers which are selected from the group of aluminum phatic or partially aromatic polyester amides and aliphatic or partially aromatic polyesters are selected.
Im einzelnen handelt es sich hierbei um die folgenden Polymere :Specifically, these are the following polymers:
Aliphatische oder teilaromatische Polyester:Aliphatic or partially aromatic polyester:
A) aus aliphatischen' bifunktioneilen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexan- diol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder ' gegebenenfalls cy- cloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt mit 5 oder 6 C- Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandi- methanol , und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monome- ren oder oligomeren Polyolen auf der Basis von Ethylenglykol, Propy- lenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymeren daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt C3-Cι2-Al- kyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol , und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1, 2 , 3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2-C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise' Terephthalsäure, Phthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oderA) from aliphatic ' bifunctional alcohols, preferably linear C 2 to C 10 dialcohols such as ethanediol, butanediol, hexanediol or particularly preferably butanediol and / or ' optionally cycloaliphatic bifunctional alcohols, preferably having 5 or 6 carbon atoms in the Cycloaliphatic ring, such as cyclohexanedimethanol, and / or partially or completely instead of the diols, monomeric or oligomeric polyols based on ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran or copolymers thereof with molecular weights up to 4000, preferably up to 1000, and / or optionally small amounts of branched bifunctional alcohols, preferably C 3 -C 2 -alkyldiols, such as neopentyl glycol, and additionally, if appropriate, small amounts of higher-functional alcohols such as 1, 2, 3-propanetriol or trimethylolpropane and from aliphatic bifunctional acids, preferably C 2 - C 12 alkyl dicarboxylic acids, such as se and preferably succinic acid, adipic acid and / or optionally aromatic bifunctional acids such as, for example, terephthalic acid, phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally optionally small amounts of higher functional acids such as trimellitic acid or
B) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette beispielsweise Hydroxy- buttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,B) from acid- and alcohol-functionalized building blocks, preferably with 2 to 12 carbon atoms in the alkyl chain, for example hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, lactic acid, or their derivatives, for example ε-caprolactone or dilactide,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer enthaltend A und B,or a mixture and / or a copolymer containing A and B,
wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen.the aromatic acids making up no more than 50% by weight, based on all acids.
Aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide: C) aus aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexan- diol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cy- cloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandi- methanol , und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monome- ren oder oligomeren Polyolen auf der Basis von Ethylenglykol, Propy- lenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C2- C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1, 2 ,3-Propahtriol, Trimethylolpropan sowie aus a- liphatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise und bevorzugt Bernteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthal- säure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen iöherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oderAliphatic or partially aromatic polyester amides: C) from aliphatic bifunctional alcohols, preferably linear C 2 to C 10 dialcohols such as ethanediol, butanediol, hexanediol or particularly preferably butanediol and / or optionally cycloaliphatic bifunctional alcohols, preferably having 5 to 8 carbon atoms in the cycloaliphatic ring , such as cyclohexanedimethanol, and / or partially or completely instead of the diols, monomeric or oligomeric polyols based on ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran or copolymers thereof with molecular weights of up to 4000, preferably up to 1000, and / or possibly low Amounts of branched bifunctional alcohols, preferably with C 2 -C 12 alkyl dicarboxylic acids, such as neopentyl glycol and, if appropriate, small amounts of higher functional alcohols such as 1, 2, 3-propahtriol, trimethylolpropane and aliphatic bifunctional acids such as and preferably succinic acid, adipic acid Acid and / or optionally aromatic bifunctional acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally optionally small amounts of higher functional acids such as trimellitic acid or
D) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,D) from acid and alcohol-functionalized building blocks, preferably with 2 to 12 carbon atoms in the carbon chain, for example hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, lactic acid or their derivatives, for example ε-caprolactone or dilactide,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer enthaltend C) und D) ,or a mixture and / or a copolymer containing C) and D),
wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,the aromatic acids making up no more than 50% by weight, based on all acids,
E) einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C2 bis C10-Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunk- tionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Iso- ph.orondia.min und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C5- oder C3-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oderE) an amide content of aliphatic and / or cycloaliphatic bifunctional and / or optionally small amounts of branched bifunctional amines, linear aliphatic C 2 to C 10 diamines are preferred, and additionally optionally small amounts of higher functional amines, among the amines preferably hexamethylenediamine, iso - ph.orondia.min and particularly preferably hexamethylenediamine, and from linear and / or cycloaliphatic bifunctional acids, preferably with 2 to 12 carbon atoms in the alkyl chain or C 5 - or C 3 ring in the case of cycloaliphatic acids, preferably adipic acid , and / or optionally small amounts of branched bifunctional and / or optionally aromatic bifunctional acids such as for example terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally optionally small amounts of higher functional acids, preferably with 2 to 10 carbon atoms, or
F) aus einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevorzugt ω-Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε- Caprolactam,F) from an amide portion of acid- and amine-functionalized building blocks, preferably with 4 to 20 carbon atoms in the cycloaliphatic chain, preferably ω-laurolactam, ε-caprolactam, particularly preferably ε-caprolactam,
oder einer Mischung enthaltend E) und F) als Amidanteil, wobeior a mixture containing E) and F) as an amide component, wherein
der Esteranteil C) und/oder D) mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus C) , D) , E) und F) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 20 bis 80 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 80 bis 20 Gew.-% beträgt.the ester fraction C) and / or D) is at least 20% by weight, based on the sum of C), D), E) and F), preferably the weight fraction of the ester structures is 20 to 80% by weight, the fraction of Amide structures is 80 to 20% by weight.
Alle als Säuren genannten Monomere können auch in Form von Derivaten wie beispielsweise Säurechloride oder Ester, sowohl als Monomere als auch als oligomere Ester, eingesetzt werden.All monomers mentioned as acids can also be used in the form of derivatives such as acid chlorides or esters, both as monomers and as oligomeric esters.
Die Synthese der erfindungsgemäß verwendeten biologisch abbaubaren und kompostierbaren Polyesteramide kann sowohl nach der "Polyamid- Methode" durch stöchiometrisches Mischen der Ausgangskomponenten gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser und anschließendes Entfernen von Wasser aus dem Reaktionsgemisch als auch nach der "Polyester-Methode" durch stöchiometrisches Mischen der Ausgangskomponenten sowie Zugabe eines Überschusses an Diol mit Veresterung der Säuregruppen und nach- folgender Umesterung bzw. Umamidierung dieser Ester erfolgen. In diesem zweiten Fall wird neben Wasser auch der Überschuss an Diol wieder abdestilliert. Bevorzugt ist die Synthese nach der beschriebenen "Polyester-Methode" .The synthesis of the biodegradable and compostable polyester amides used according to the invention can be carried out either by the "polyamide method" by stoichiometric mixing of the starting components, if appropriate with the addition of water and subsequent removal of water from the reaction mixture, or by the "polyester method" by stoichiometric mixing of the Starting components and addition of an excess of diol with esterification of the acid groups and subsequent transesterification or transamidation of these esters. In this second case, the excess diol is distilled off in addition to water. The synthesis according to the described "polyester method" is preferred.
Die Polykondensation kann weiterhin durch den Einsatz von bekannten Katalysatoren beschleunigt werden. Sowohl die bekannten Phosphorverbindungen, die eine Polyamidsynthese beschleunigen, als auch saure oder metallorganische Katalysatoren für die Veresterung wie auch Kombinationen aus den beiden sind zur Beschleunigung der Polykondensation möglich. Es ist darauf zu achten, dass die gegebenenfalls verwendeten Katalysatoren weder die biologische Abbaubarkeit bzw. Kompostierbarkeit noch die Qualität des resultierenden Komposts negativ beeinflussen.The polycondensation can be further accelerated by using known catalysts. Both the known phosphorus compounds, which accelerate polyamide synthesis, and acidic or organometallic catalysts for the esterification, as well as combinations of the two, are possible for accelerating the polycondensation. Care must be taken to ensure that the catalysts used, if any, do not have a negative effect on the biodegradability or compostability or the quality of the resulting compost.
Weiterhin kann die Polykondensation zu Polyesteramiden durch die Verwendung von Lysin, Lysinderivaten oder von anderen amidisch verzweigenden Produkten wie beispielsweise Aminoethylaminoethanol beein- flusst werden, die sowohl die Kondensation beschleunigen als auch zu verzweigten Produkten führen (siehe beispielsweise EP-A-0 641 817; DE-A-38 31 709) .Furthermore, the polycondensation to polyesteramides can be influenced by the use of lysine, lysine derivatives or other amidically branching products such as, for example, aminoethylaminoethanol, which both accelerate the condensation and lead to branched products (see, for example, EP-A-0 641 817; DE -A-38 31 709).
Die Herstellung von Polyestern ist allgemein bekannt bzw. wird nach bekannten Verfahren analog durchgeführt (vgl. z.B. EP-A-0 592 975) .The production of polyesters is generally known or is carried out analogously by known processes (cf. e.g. EP-A-0 592 975).
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyester oder Polyesteramide können weiterhin 0,1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-% 'an Additiven, bezogen auf das Polymer, enthalten (vgl. auch Beschreibung der Polymere). Beispiele für diese Additive sind Modifizierungsmittel und/oder Füll- und Verstärkungsstoffe und/oder Verarbeitungshilfsmittel wie beispielsweise Nukleierungs- hilfsmittel, übliche Weichmacher, Entformungshilfsmittel, Flammschutzmittel, Schlagzähigkeitsmodifikatoren, farbgebende Mittel, Stabilisatoren und sonstige im Thermoplastbereich übliche Zusatzmittel, wobei im Hinblick auf die Anforderung der biologischen Abbaubarkeit darauf zu achten ist, dass die vollständige Kompostierbarkeit durch die Additive nicht beeinträchtigt wird und die im Kompost verbleibenden Additive unschädlich sind.The polyesters or polyester amides used according to the invention may further contain 0.1 to 5% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight, in particular 0.1 to 1% by weight, of additives, based on the polymer ( see also description of the polymers). Examples of these additives are modifiers and / or fillers and reinforcing materials and / or processing aids such as, for example, nucleating aids, customary plasticizers, mold release aids, flame retardants, impact modifiers, colorants, stabilizers and other additives customary in the field of thermoplastics, with a view to the requirement of Biodegradability, care must be taken to ensure that the compostability is not impaired by the additives and that the additives remaining in the compost are harmless.
Die biologisch abbaubaren und kompostierbaren Polyester und Polyesteramide haben in der Regel ein Molgewicht von 5.000 bis 500.000 g/mol, zweckmäßigerweise von 5.000 bis 350.000 g/mol, vorzugsweise von 10.000 bis 250.000 g/mol, ermittelt durch GelChromatographie (GPC) beispielsweise in m-Kresol gegen einen Polystyrolstandard. Vorzugsweise weisen die biologisch abbaubaren und kompostierbaren Polymere im Falle von Copolymeren eine statistische Verteilung der Ausgangsmonomeren auf .The biodegradable and compostable polyesters and polyester amides generally have a molecular weight of 5,000 to 500,000 g / mol, advantageously 5,000 to 350,000 g / mol, preferably 10,000 to 250,000 g / mol, determined by gel chromatography (GPC), for example in m Cresol against a polystyrene standard. In the case of copolymers, the biodegradable and compostable polymers preferably have a statistical distribution of the starting monomers .
In" einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Fasern aus dem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material um verstreckte, heißsiegelfähige, biologisch abbaubare und kompostierbare Polymerfasern.In "a preferred embodiment, the fibers in the heatsealable, biodegradable and compostable Material around stretched, heat sealable, biodegradable and compostable polymer fibers.
'Die erfindungsgemäß verwendeten, verstreckten, heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Polymerfasern besitzen üblicherweise eine längenbezogene Masse (DIN 1301, TI) von 0,1 bis 10 dtex, vorzugsweise von 1,0 bis 6 dtex. 'Those stretched according to the invention, heat-sealable, biodegradable and compostable polymeric fibers usually have a linear density (DIN 1301, TI) of 0.1 to 10 dtex, preferably 1.0 to 6 dtex.
Diese sind in dem erfindungsgemäßen Filtermaterial üblicherweise in einer Menge von 0,05 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Papiergewicht der fertigen Filtermaterials, zweckmäßigerweise in einer Menge von 0,1 bis 45 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von 1,0 bis 35 Gew.-% vorhanden.In the filter material according to the invention, these are usually in an amount of 0.05 to 50% by weight, based on the paper weight of the finished filter material, advantageously in an amount of 0.1 to 45% by weight and preferably in an amount of 1 , 0 to 35% by weight.
Die erfindungsgemäß verwendbaren, verstreckten, heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Polymerfasern weisen üblicherweise ein Verstreckungsverhaltnis von 1,2 bis 8, vorzugsweise von 2 bis 6 auf. Die durch diese Verstreckung induzierte Kristallisation der Polymerfasern erhöht die Beständigkeit dieser Fasern nach der Heißsiegelung gegenüber kochendem Wasser.The stretched, heat-sealable, biodegradable and compostable polymer fibers which can be used according to the invention usually have a stretching ratio of 1.2 to 8, preferably 2 to 6. The crystallization of the polymer fibers induced by this stretching increases the resistance of these fibers after the heat sealing to boiling water.
Das Verstreckungsverhaltnis wurde hierbei erfindungsgemäß in einer dem Fachmann auf dem einschlägigen Fachgebiet allgemein bekannten Weise bestimmt.The draw ratio was determined according to the invention in a manner generally known to the person skilled in the art in the relevant field.
Das erfindungsgemäß erforderliche Verstreckungsverhaltnis lässt sich bei der Herstellung der erfindungsgemäß einsetzbaren Polymerfasern einstellen, indem die Polymerfaserherstellung nach einem- Schmelzspinnverfahren auf handelsüblichen Spinnanlagen so erfolgt, dass Polymerfasern mit einem Verstreckungsverhaltnis von 1,2 bis 8, vorzugsweise 2 bis 6 erhalten werden. Als günstige Verfahrensparameter zur Herstellung bevorzugter erfindungsgemäß verwendbarer verstreckter Polymerfasern haben sich dabei die folgenden Parameter erwiesen:The stretching ratio required according to the invention can be set in the production of the polymer fibers which can be used according to the invention by producing the polymer fibers by a melt spinning process on commercially available spinning systems in such a way that polymer fibers having a stretching ratio of 1.2 to 8, preferably 2 to 6, are obtained. The following parameters have proven to be favorable process parameters for the production of preferred stretched polymer fibers which can be used according to the invention:
- Spinntemperatur: 180 bis 250 °C, vorzugsweise 190 bis 240 °C;Spinning temperature: 180 to 250 ° C, preferably 190 to 240 ° C;
- Kühllufttemperatur : 10 bis 60 °C, vorzugsweise 20 bis 50 °C;- Cooling air temperature: 10 to 60 ° C, preferably 20 to 50 ° C;
- Heißverstreckung bei 85 bis 180 °C, vorzugsweise 120 bis 160 °C. Üblicherweise wird bei der Verstreckung der Polymerfasern eine hydrophile Substanz mitverwendet, um aufgrund ihrer Netzeigenschaften die Wasseraufnahme zu verbessern.- Hot drawing at 85 to 180 ° C, preferably 120 to 160 ° C. Usually, a hydrophilic substance is also used in the drawing of the polymer fibers in order to improve the water absorption due to their wetting properties.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Polymerfasern nach der Verstreckung, d.h. nach Erhalt auf der Spinnanlage, ferner thermisch fixiert. Dies dient dazu, eine Schrumpfung der verstreckten Polymerfasern zu minimieren. Üblicherweise erfolgt diese thermische Fixierung durch eine thermische Behandlung der verstreckten Polymerfasern bei Temperaturen von 10 bis 40 °C unterhalb des jeweiligen Schmelzpunkts der Polymerfasern.In a preferred embodiment the polymer fibers are drawn after drawing, i.e. after receipt on the spinning system, further thermally fixed. This serves to minimize shrinkage of the stretched polymer fibers. This thermal fixation is usually carried out by thermal treatment of the stretched polymer fibers at temperatures from 10 to 40 ° C. below the respective melting point of the polymer fibers.
Die erhaltenen verstreckten Polymerfasern werden ferner üblicherweise vor Einarbeiten der verstreckten Polymerfasern im Rahmen des Filter- materialherstellungsprozesses auf eine Länge von 1 bis 20 mm, zweckmäßigerweise 1 bis 10 mm und vorzugsweise 2 bis 6 mm zurechtgeschnit- ten. Dieses Schneiden der erhaltenen Polymerfasern erfolgt üblicherweise mit handelsüblichen Schneidwerkzeugen für Filamente.The stretched polymer fibers obtained are furthermore usually cut to a length of 1 to 20 mm, advantageously 1 to 10 mm and preferably 2 to 6 mm before incorporation of the stretched polymer fibers in the course of the filter material production process. This cutting of the polymer fibers obtained is usually carried out with commercially available cutting tools for filaments.
Die Heißsiegelung des erfindungsgemäßen Filtermaterials kann in einer bevorzugten Ausführungsform durch Ultraschallbehandlung erfolgen.In a preferred embodiment, the filter material according to the invention can be heat-sealed by ultrasound treatment.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Ausgangsmaterialien für die verstreckten Polymerfasern um Polyesteramide mit einem Esteranteil von 40 bis einschließlich 65 Gew.-% und einem Amidanteil von 35 bis einschließlich 60 Gew.-%, beispielsweise ein Polyesteramid aus AH-Salz, Adipinsäure, Butandiol mit einem Amidge- halt von 60 Gew.-% und einem Estergehalt von 40 Gew.-% und einem mas- segemittelten Molekulargewicht von 19.300 (ermittelt mittels GPC in m-Kresol gegen Polystyrolstandard) , ausgewählt .In a preferred embodiment, the starting materials for the drawn polymer fibers are polyester amides with an ester content of 40 to 65% by weight and an amide content of 35 to 60% by weight, for example a polyester amide from AH salt, adipic acid , Butanediol with an amide content of 60% by weight and an ester content of 40% by weight and a mass-average molecular weight of 19,300 (determined by means of GPC in m-cresol against polystyrene standard).
In besonders bevorzugter Weise sind erfindungsgemäß die eingesetzten Ausgangs-materialien für die verstreckten Polymerfasern solche mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,1 Gew.-% oder kleiner, bezogen auf das Ausgangsmaterialpolymer, vorzugsweise solche mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,01 Gew.-% oder kleiner, um Störungen beim Verspinnen und VerstrecJken der Polymerfasern zu verhindern.In a particularly preferred manner, according to the invention, the starting materials used for the stretched polymer fibers are those with a moisture content of 0.1% by weight or less, based on the starting material polymer, preferably those with a moisture content of 0.01% by weight or less to prevent disturbances when spinning and stretching the polymer fibers.
Die erfindungsgemäßen Filtermaterialien enthalten neben den Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierba- ren Material Naturfasern und/oder Cellulosederivatfasern in einer Menge von 50 bis 99,95 Gew.-%, bezogen auf das Papiergewicht der fertigen Filtermaterials, zweckmäßigerweise in einer Menge von 65 bis 99,9 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von 80 bis 99,5 Gew.-%.In addition to the fibers of a heat-sealable, biodegradable and compostable material, the filter materials according to the invention contain Ren material natural fibers and / or cellulose derivative fibers in an amount of 50 to 99.95 wt .-%, based on the paper weight of the finished filter material, advantageously in an amount of 65 to 99.9 wt .-% and preferably in an amount of 80 up to 99.5% by weight.
Bei den erfindungsgemäß einsetzbaren Naturfasern handelt es sich um die dem Fachmann auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannten Naturfasern, wie Hanf, Manila, Jute', Sisal und andere, sowie langfaseriger Holzzellstoff.The natural fibers which can be used according to the invention are the natural fibers known to the person skilled in the relevant art, such as hemp, manila, jute ' , sisal and others, and long-fiber wood pulp.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtermaterialien sowie deren Herstellung detaillierter beschrieben.An embodiment of the filter materials according to the invention and their production are described in more detail below.
Im allgemeinen umfassen die erfindungsgemäßen Filtermaterialien neben den Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material und dem Gleitmittel mindestens eine weitere Komponente, die natürliche Fasern umfasst oder vorzugsweise aus diesen besteht .In general, in addition to the fibers of a heat-sealable, biodegradable and compostable material and the lubricant, the filter materials according to the invention comprise at least one further component which comprises or preferably consists of natural fibers.
In dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Filtermaterial somit aus zwei oder mehr Lagen unterschiedlicher Komponenten hergestellt, wobei mindestens eine Lage natürliche Fasern und eine Lage einen Faserblend aus Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material und Gleitmittel enthält, wobei gilt, dass sich die mindestens zwei Lagen nach der Herstellung des Filtermaterials teilweise durchdringen können. Der Grad der Durchdringung der Lagen kann durch das Herstellungsverfahren des Filtermaterials, beispielsweise im Falle der Verwendung einer Papiermaschine durch Einstellen des Entwässerungsgrads auf dem Sieb, gesteuert werden.In this preferred embodiment of the present invention, the filter material according to the invention is thus produced from two or more layers of different components, at least one layer containing natural fibers and one layer containing a fiber blend of fibers made from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricant, that the at least two layers can partially penetrate one another after the filter material has been produced. The degree of penetration of the layers can be controlled by the manufacturing process of the filter material, for example in the case of using a paper machine by adjusting the degree of dewatering on the screen.
Im Falle der Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermaterials auf der Papiermaschine umfasst die zweite Lage üblicherweise einen Faserblend .aus natürlichen Fasern, Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material und Gleitmittel. Diese kann auf der Papiermaschine auf der ersten Lage aus natürlichen Fasern abgelegt und dabei sowohl miteinander als auch mit der Papier- iage verschmolzen werden. Im Falle der Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermaterials nach dem Meltblown-Verfahren umfasst die zweite Lage üblicherweise einen Faserblend aus Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material und Gleitmittel. Diese kann mittels Meltblown-Verfahren auf der ersten Lage aus natürlichen Fasern abgelegt und dabei sowohl miteinander als auch mit der Papierlage verschmolzen werden.In the case of the production of the filter material according to the invention on the paper machine, the second layer usually comprises a fiber blend made of natural fibers, fibers made of a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricants. This can be placed on the paper machine on the first layer made of natural fibers and can be fused to one another as well as to the paper layer. In the case of the production of the filter material according to the invention by the meltblown process, the second layer usually comprises a fiber blend of fibers made from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricant. This can be deposited on the first layer of natural fibers using the meltblown method and can be fused both to one another and to the paper layer.
Die erste Lage des Filtermaterials hat im allgemeinen ein Flächengewicht zwischen 8 und 40 g/m2, vorzugsweise von 10 bis 20 g/m2 und eine Luftdurchlässigkeit von 300 bis 4000 l/m2«s (DIN ISO 9237) , vorzugsweise von 500 bis 3000 l/m2»s.The first layer of the filter material generally has a basis weight between 8 and 40 g / m 2 , preferably from 10 to 20 g / m 2 and an air permeability of 300 to 4000 l / m 2 "s (DIN ISO 9237), preferably of 500 up to 3000 l / m 2 »s.
Die zweite Lage des Filtermaterials hat im allgemeinen ein Flächengewicht zwischen 1 und 15 g/m2, vorzugsweise von 1,5 bis 10 g/m2.The second layer of filter material generally has a weight per unit area between 1 and 15 g / m 2 , preferably between 1.5 and 10 g / m 2 .
Die erste Lage des Filtermaterials mit bzw. bevorzugt aus natürlichen Fasern ist vorzugsweise nassfest ausgebildet.The first layer of the filter material with or preferably made of natural fibers is preferably designed to be wet-strength.
Für die erste Lage mit bzw. bevorzugt aus Naturfasern werden erfindungsgemäß gewöhnlich bekannte Naturfasern, wie Hanf, Manila, Jute, Sisal und andere langfaserige Holzzellstoffe sowie bevorzugt Gemische hiervon verwendet .Known natural fibers such as hemp, manila, jute, sisal and other long-fiber wood pulps and mixtures thereof are preferably used for the first layer with or preferably made of natural fibers.
Die zweite Lage kann das Gemisch aus Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material und Gleitmittel enthalten sowie daraus bestehen. Bevorzugt umfasst die zweite Lage insbesondere im Falle der Herstellung des erfindungsgemäßen Filtermaterials auf der Papiermaschine neben den obigen Bestandteilen einen weiteren Bestandteil, insbesondere Naturfasern, wobei Mischungsverhältnisse von 1/3 Naturfasern und 2/3 Gemisch aus Cellulo- sederivat und Polymerfasern besonders bevorzugt sind.The second layer can contain the mixture of fibers from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricant, and consist of them. In the case of the production of the filter material according to the invention on the paper machine, the second layer preferably comprises, in addition to the above components, a further component, in particular natural fibers, with mixing ratios of 1/3 natural fibers and 2/3 mixture of cellulose derivative and polymer fibers being particularly preferred.
Das erfindungsgemäße Filtermaterial kann beispielsweise zur Herstellung von Teebeuteln, Kaffeebeuteln oder Tee- bzw. Kaffeefiltern verwendet werden.The filter material according to the invention can be used, for example, for the production of tea bags, coffee bags or tea or coffee filters.
Wie oben ausgeführt, kann das Verfahren zur Herstellung der erfin- dungsgeraäßen Filtermaterialien so gesteuert werden, dass die biologisch albbaubaren und kompostierbaren heißsiegelfähigen Fasern der zweiten Lage die erste Lage teilweise durchdringen und die Fasern der ersten Lage, vorzugsweise die Naturfasern der ersten Lage, somit beim Trocknungsprozess beispielsweise auf der Papiermaschine im geschmolzenen Zustand umhüllen. Dabei werden jedoch erfindungsgemäß die notwendigen Poren für eine Filtration freigelassen.As stated above, the method for producing the filter materials according to the invention can be controlled in such a way that the biodegradable and compostable heat-sealable fibers of the partially penetrate the first layer and envelop the fibers of the first layer, preferably the natural fibers of the first layer, thus in the molten state during the drying process, for example on the paper machine. However, according to the invention, the pores necessary for filtration are left free.
Im folgenden wird ein erfindungsgemäß verwendbares Herstellungsverfahren anhand der Figuren am Beispiel eines zweilagigen Filtermaterials näher erläutert .A manufacturing method which can be used according to the invention is explained in more detail below with reference to the figures using the example of a two-layer filter material.
Dabei zeigt Fig. 1 die verschiedenen Stadien bei' der Bildung des erfindungsgemäßen Filtermaterials aus Naturfasern und synthetischen Fasern am Beispiel der Verwendung einer Papiermaschine in einer allgemeinen, grob schematischen Darstellung.Here, FIG 1 'shows. The various stages in the formation of the filter material of the invention from natural fibers and synthetic fibers for the example of the use of a paper machine in a general, roughly schematic representation.
In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung die Bildung des erfindungsgemäßen Filtermaterials gezeigt. Dabei ist in Fig. la) die Bildung einer ersten Faserschicht aus Naturfasern 1 und die Bildung einer zweiten Faserschicht mit synthetischen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren heißsiegelfähigen Fasern 2 dargestellt. Die Bildung der zweiten Schicht mit den Fasern 2 erfolgt also durch Ablagerung über der ersten Schicht, welche durch die Naturfasern 1 gebildet ist. In der Zeichnung sind zur Unterscheidung die Naturfasern 1 waagerecht schraffiert, während die heißsiegelfähigen Fasern 2 annähernd senkrecht schraffiert wurden.In Fig. 1, the formation of the filter material according to the invention is shown in a schematic representation. La) shows the formation of a first fiber layer from natural fibers 1 and the formation of a second fiber layer with synthetic, biodegradable and compostable heat-sealable fibers 2. The formation of the second layer with the fibers 2 thus takes place by deposition over the first layer, which is formed by the natural fibers 1. In the drawing, the natural fibers 1 are hatched horizontally to distinguish them, while the heat-sealable fibers 2 have been hatched approximately vertically.
Fig. lb) zeigt, wie durch die beschriebene Entwässerung der beiden Schichten, insbesondere der zweiten Schicht mit den Fasern 2, eine teilweise Durchdringung der beiden Schichten erzielt wird, so dass die synthetischen Fasern 2 zwischen die Naturfasern 1 gelangen.Fig. Lb) shows how a partial penetration of the two layers is achieved by the described dewatering of the two layers, in particular the second layer with the fibers 2, so that the synthetic fibers 2 get between the natural fibers 1.
In einem weiteren Herstellungsschritt werden • die einander teilweise durchdringenden Schichten 1 und 2 getrocknet und dabei derart erhitzt, dass die synthetischen Fasern 2 schmelzen und sich bei der Wiederverfestigung so um die Fasern 1 legen, dass diese zumindest teilweise umhüllt werden. Das Filtermaterial ist somit heißsiegelfä- hig geworden (Fig. lc) .In a further production step, the partially penetrating layers 1 and 2 are dried and heated in such a way that the synthetic fibers 2 melt and, during re-consolidation, lay around the fibers 1 in such a way that they are at least partially covered. The filter material has thus become heat sealable (Fig. Lc).
Fig. 2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Papiermaschine, wie sie zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filtermaterials verwendet werden kann. Zunächst wird aus den gemahlenen Naturfasern und Wasser eine Suspension "A" gebildet. Außerdem wird mit dem Faserblend aus Fasern aus einem heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material und Gleitmittel sowie gegebenenfalls einem Anteil anderer Fasern, beispielsweise Naturfasern, sowie Wasser eine Suspension "B" hergestellt.Fig. 2 shows the basic structure of a paper machine, as used for producing a filter material according to the invention can be. First, a suspension "A" is formed from the ground natural fibers and water. In addition, the fiber blend is used to produce a suspension "B" from fibers from a heat-sealable, biodegradable and compostable material and lubricant and, if appropriate, a proportion of other fibers, for example natural fibers, and water.
Diese beiden Suspensionen A und B werden aus den jeweiligen Behältern (3 und 4) über den sogenannten Stoffauflauf (head box) der Papiermaschine zugeführt. Diese besitzt im wesentlichen ein umlaufendes Sieb (5) , welches über eine Anzahl von Entwässerungskammern (6, 7 und 8) hinweggeführt wird.These two suspensions A and B are fed from the respective containers (3 and 4) via the so-called headbox to the paper machine. This essentially has a peripheral sieve (5) which is passed over a number of dewatering chambers (6, 7 and 8).
Über geeignete Rohrleitungen und Pumpvorrichtungen, die nicht näher dargestellt sind, wird die Suspension 'A auf das Sieb 5, über den ersten beiden Entwässerungskammern 6, geleitet, wobei durch die Kammern 6 und die Entwässerungsleitung das Wasser abgesaugt wird. Dabei bildet sich auf dem bewegten Sieb 5 eine erste Faserschicht aus den Naturfasern 1. Bei der Weiterbewegung des Siebes 5 über die Entwässerungskammern 7 wird die zweite Suspension B zugeführt, wobei über den Entwässerungskammern 7 die zweite Schicht aus synthetischen Fasern auf der ersten Schicht abgelagert wird. Die Entwässerung erfolgt dabei über die Entwässerungsleitung. Bei der Weiterbewegung des Siebes 5 mit den beiden aufeinanderliegenden Faserschichten wird über die Entwässerungskammern 8 eine Entwässerung vorgenommen, wodurch die beiden Schichten einander teilweise durchdringen. Durch entsprechende Einstellung der Entwässerung kann die Durchdringung mehr oder weniger stark sein.The suspension 'A is passed onto the screen 5, via the first two dewatering chambers 6, via suitable pipelines and pumping devices, which are not shown in more detail, the water being sucked off through the chambers 6 and the dewatering line. A first fiber layer of natural fibers 1 is formed on the moving sieve 5. When the sieve 5 moves further over the dewatering chambers 7, the second suspension B is supplied, the second layer of synthetic fibers being deposited over the dewatering chambers 7 on the first layer , The drainage takes place via the drainage line. During the further movement of the screen 5 with the two fiber layers lying on top of each other, dewatering is carried out via the dewatering chambers 8, as a result of which the two layers partially penetrate one another. By setting the drainage accordingly, the penetration can be more or less strong.
Das nunmehr gebildete Material 9 aus Naturfasern und Polymerfasern wird von dem Sieb abgenommen und einer Trocknung zugeführt . Diese Trocknung kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, z. B. durch Kontakttrocknung oder Durchströmtrockήung.The material 9 now formed from natural fibers and polymer fibers is removed from the sieve and fed to drying. This drying can be done in different ways, e.g. B. by contact drying or Durchströmmedrockήung.
Die Elemente 10 geben nur grob schematisch den Hinweis auf entsprechende Trocknungselemente.The elements 10 only give a rough schematic indication of corresponding drying elements.
In Fig. 2 sind 3 Trockenzylinder 10 gezeichnet, über die die geformte Papierbahn im Kontaktverfahren getrocknet wird. Es ist jedoch auch praktikabel, die gebildete Papierbahn nur über einen Zylinder zu füh- ren und sie mit heißer Luft zu trocknen, ohne dass die Bahn auf diesem Zylinder aufliegt .In Fig. 2 3 drying cylinders 10 are drawn, over which the shaped paper web is dried in the contact process. However, it is also practicable to guide the paper web formed over only one cylinder. and dry them with hot air without the web resting on this cylinder.
Die Erwärmung des zweischichtigen Fasermaterials bringt die synthetischen Fasern 2 in der Mischschicht 9 zum Schmelzen. Bei der Wiederverfestigung am Ausgang der Trockenstation umhüllen die synthetischen Fasern zumindest teilweise die Naturfasern und das heißsiegelfähige Filtermaterial wird auf eine Rolle 11 aufgerollt .The heating of the two-layer fiber material causes the synthetic fibers 2 in the mixed layer 9 to melt. During the re-consolidation at the exit of the drying station, the synthetic fibers at least partially envelop the natural fibers and the heat-sealable filter material is rolled up on a roll 11.
Das erfindungsgemäße biologisch abbaubare und kompostierbare Filtermaterial kann ferner nach dem Meltblown-Verfahren, wie im folgenden für ein zweilagiges Filtermaterial beschrieben, hergestellt werden:The biodegradable and compostable filter material according to the invention can also be produced by the meltblown process, as described below for a two-layer filter material:
Falls das die zweite Lage bildende Gemisch aus biologisch abbaubarem und kompostierbarem Polymer und Gleitmittel als Granulat vorliegt, kann es mit Hilfe des Melt-Blown (schmelzgeblasene Fasern) -Verfahrens zu Fasern geformt und im noch heißen klebenden Zustand auf eine Unterlage, z. B. ein Papier aus Naturfasern, abgelegt werden.If the mixture of biodegradable and compostable polymer and lubricant which forms the second layer is in the form of granules, it can be shaped into fibers using the melt-blown (meltblown fibers) process and in the hot-hot adhesive state on a base, e.g. B. a paper made of natural fibers.
Dieser Prozess gehört zum Stand der Technik (siehe beispielsweise EP- A-0 656 224, DE-A-197 19 807), aber es soll trotzdem kurz auf die Grundlagen des in Fig. 3 dargestellten Verfahrens eingegangen werden:This process is part of the prior art (see, for example, EP-A-0 656 224, DE-A-197 19 807), but nevertheless the basics of the method shown in FIG. 3 will be briefly discussed:
Das getrocknete Granulat 12 wird in einen Extruder 13 transportiert, in dem es geschmolzen und auf die nötige Temperatur aufgeheizt wird, die für die Faserbildung nötig ist. Dieses geschmolzene und aufgeheizte Gemisch erreicht dann die MB-Düse 14. Diese Düse hat eine hohe Anzahl von kleinen Öffnungen, durch die das geschmolzene Polymerge- misch gedrückt und zu Fasern gezogen wird. Diese Fasern 15 werden direkt unterhalb dieser Düse von einem starken Luftstrom erfasst, weiter verstreckt, in unterschiedliche Längen zerrissen und auf einer Unterlage, z. B. ein Papier aus Naturfasern 16, das auf einer Saugwalze 17 liegt, abgelegt. Da diese Fasern noch im heißen, klebrigen Zustand sind, verkleben sie mit den Naturfasern des Papiers. Anschließend wird das Material im erkalteten Zustand auf dem Wickler 18 aufgerollt. Die typischen Durchmesser dieser schmelzgeblasenen Fasern liegen zwischen 2 und 7 μm. Die Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Meltblown-Verfahrens . Beispiel 1 :The dried granulate 12 is transported to an extruder 13, in which it is melted and heated to the temperature required for fiber formation. This molten and heated mixture then reaches the MB nozzle 14. This nozzle has a large number of small openings through which the molten polymer mixture is pressed and drawn into fibers. These fibers 15 are captured directly below this nozzle by a strong air stream, stretched further, torn into different lengths and placed on a base, e.g. B. a paper made of natural fibers 16, which lies on a suction roller 17, filed. Since these fibers are still hot and sticky, they stick to the natural fibers of the paper. The material is then rolled up on the winder 18 in the cooled state. The typical diameter of these meltblown fibers is between 2 and 7 μm. 3 is a schematic representation of the meltblown process. Example 1 :
Zunächst wurde nach dem Nasslegeverfahren auf der Papiermaschine ein einlagiges, ca. 13 g/m2Filtermaterial aus Naturfasern hergestellt. (Gemisch aus 35 Gew.-% Manilafasern und 65 Gew.-% Nadelholzzellstoff). Das Filtermaterial wurde nassfest ausgerüstet.First, a single-layer, approx. 13 g / m 2 filter material made of natural fibers was produced on the paper machine using the wet laying process. (Mixture of 35% by weight of manila fibers and 65% by weight of softwood pulp). The filter material was made wet-proof.
Auf einer herkömmlichen, dem Stande der Technik entsprechenden Melt- Blown Anlage, wurde dann das oben beschriebene Filtermaterial mit ca. 3,5 g/m2 biologisch abbaubare Polymerfasern und einem Gleitmittel (Loxiol / Fa. Henkel) mit einer Laufgeschwindigkeit von ca. 130 m/min beschichtet. (99,5 % biologisch abbaubares Polyesteramid, 0,5 % Loxiol) . Die Temperaturen an den einzelnen Zonen der Spinndüsen lagen bei diesem Versuch bei 224-227°C.The above-described filter material with approximately 3.5 g / m 2 of biodegradable polymer fibers and a lubricant (Loxiol / Fa. Henkel) was then run on a conventional, state-of-the-art melt-blown system with a running speed of approximately 130 m / min coated. (99.5% biodegradable polyester amide, 0.5% loxiol). The temperatures at the individual zones of the spinnerets in this test were 224-227 ° C.
Aus diesem 2-lagigen Filtermaterial wurden Teebeutel handgefertigt und mit 1,9 g Tee gefüllt. Diese gefertigten Teebeutel wurden dann an allen vier Seiten mit einem handelsüblichen Siegelgerät der Firma RDM Typ HSE-3 versiegelt. Parameter: Temperatur: 210°CTea bags were handmade from this 2-layer filter material and filled with 1.9 g of tea. These manufactured tea bags were then sealed on all four sides with a commercially available sealing device from RDM type HSE-3. Parameters: temperature: 210 ° C
Zeit: 0,5 sec.Time: 0.5 sec.
Druck: 3 barPressure: 3 bar
Aufgusstest: Drei willkürlich ausgewählte, nach obiger Beschreibung gefertigte Teebeutel wurden mit kochendem Wasser übergössen und 4 min ziehen gelassen.Infusion test: Three arbitrarily selected tea bags made according to the above description were poured with boiling water and allowed to steep for 4 minutes.
Kein Beutel öffnete sich.No bag opened.
Beispiel 2 :Example 2:
Der oben geschilderte Versuch wurde unter gleichen Bedingungen, jedoch mit geändertem Polyesteramid-Loxiol-Gehalt weitergeführt. a. 99 % biologisch abbaubares Polyesteramid, 1 % Loxiol b. 98 % biologisch abbaubares Polyesteramid, 2 % LoxiolThe experiment described above was continued under the same conditions, but with a changed polyester amide-loxiol content. a. 99% biodegradable polyester amide, 1% loxiol b. 98% biodegradable polyester amide, 2% loxiol
Ergebnis des Aufgusstests :Result of the infusion test:
Kein Beutel öffnete sich. Als Vergleich wurde ein Filtermaterial gemäß obigen Angaben hergestellt, wobei jedoch anstelle der biologisch abbaubaren heißsiegelfähigen Polymerfasern ein nicht biologisch abbaubares Vinylchlo- rid/Vinylacetat-Copolymer verwendet wurde.No bag opened. As a comparison, a filter material was produced according to the above information, but instead of the biodegradable heat-sealable polymer fibers, a non-biodegradable vinyl chloride / vinyl acetate copolymer was used.
Beim oben geschilderten Aufgusstest öffnete sich keiner daraus gefertigten drei Beutel . In the infusion test described above, none of the three bags made from it opened.

Claims

Patentansprüche claims
1. Filtermaterial, das heißsiegelfähige, biologisch abbaubare und kompostierbare Polymerfasern enthält und dadurch gekennzeichnet ist, dass es zusätzlich ein Gleitmittel in einer Menge von 0,5 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Papiergewicht des fertigen Filtermaterials, enthält .1. Filter material which contains heat-sealable, biodegradable and compostable polymer fibers and is characterized in that it additionally contains a lubricant in an amount of 0.5 to 5.0% by weight, based on the paper weight of the finished filter material.
2. Filtermaterial nach Anspruch 1, wobei die heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Polymerfasern aus der folgenden Gruppe von Polymeren ausgewählt sind:2. Filter material according to claim 1, wherein the heat-sealable, biodegradable and compostable polymer fibers are selected from the following group of polymers:
Aliphatische oder teilaromatische Polyester:Aliphatic or partially aromatic polyester:
A) aus aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexan- diol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt mit 5 oder 6 C- Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandi- methanol , und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monome- ren oder oligomeren Polyolen auf der Basis von Ethylenglykol, Propy- lenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymeren daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt C3-C12-Al- kyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol , und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1, 2,3-Propantriol oder Tri ethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2-C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Phthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oderA) from aliphatic bifunctional alcohols, preferably linear C 2 to C 10 dialcohols such as ethanediol, butanediol, hexanediol or particularly preferably butanediol and / or optionally cycloaliphatic bifunctional alcohols, preferably with 5 or 6 carbon atoms in the cycloaliphatic ring, such as for example cyclohexanedimethanol, and / or partially or completely branched instead of the diols monomeric or oligomeric polyols based on ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran or copolymers thereof with molecular weights up to 4000, preferably up to 1000, and / or optionally small amounts bifunctional alcohols, preferably C 3 -C 12 alkyldiols, such as neopentyl glycol, and additionally, if appropriate, small amounts of higher functional alcohols such as 1, 2,3-propanetriol or triethylolpropane, and from aliphatic bifunctional acids, preferably C 2 -C 12 - Alkyldicarboxylic acids, such as and be preferably succinic acid, adipic acid and / or optionally aromatic bifunctional acids such as for example terephthalic acid, phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally optionally small amounts of higher functional acids such as trimellitic acid or
B) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, - vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette beispielsweise Hydroxy- buttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,B) from acid- and alcohol-functionalized building blocks, preferably with 2 to 12 carbon atoms in the alkyl chain, for example hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, lactic acid, or their derivatives, for example ε-caprolactone or dilactide,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer enthaltend A und B, wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen;or a mixture and / or a copolymer containing A and B, the aromatic acids making up no more than 50% by weight, based on all acids;
aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide:aliphatic or partially aromatic polyester amides:
C) aus aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexan- diol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandi- methanol , und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monome- ren oder oligomeren Polyolen auf der Basis von Ethylenglykol, Propy- lenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C2- Cι2-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1, 2, 3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus a- liphatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise und bevorzugt Bernteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthal- säure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oderC) from aliphatic bifunctional alcohols, preferably linear C 2 to C 10 dialcohols such as ethanediol, butanediol, hexanediol or particularly preferably butanediol and / or optionally cycloaliphatic bifunctional alcohols, preferably having 5 to 8 carbon atoms in the cycloaliphatic ring, such as for example cyclohexanedimethanol, and / or partially or completely branched instead of the diols monomeric or oligomeric polyols based on ethylene glycol, propylene glycol, tetrahydrofuran or copolymers thereof with molecular weights of up to 4000, preferably up to 1000, and / or optionally small amounts bifunctional alcohols, preferably with C 2 -C 2 -alkyl dicarboxylic acids, such as neopentyl glycol and additionally optionally small amounts of higher-functional alcohols such as 1, 2, 3-propanetriol, trimethylolpropane and aliphatic bifunctional acids such as and preferably succinic acid, adipic acid re and / or optionally aromatic bifunctional acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally optionally small amounts of higher functional acids such as trimellitic acid or
D) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,D) from acid and alcohol-functionalized building blocks, preferably with 2 to 12 carbon atoms in the carbon chain, for example hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, lactic acid or their derivatives, for example ε-caprolactone or dilactide,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer enthaltend C) und D) ,or a mixture and / or a copolymer containing C) and D),
wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,the aromatic acids making up no more than 50% by weight, based on all acids,
E) einem Amidanteil aus aliphatischen und/öder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische- C2 bis C10-Diamlne, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Iso- phorondiamin und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C5- oder C6-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oderE) an amide portion of aliphatic and / or cycloaliphatic bifunctional and / or optionally small amounts of branched bifunctional amines, linear aliphatic C 2 to C 10 diamines are preferred, and additionally small amounts of higher functional amines, among the amines preferably hexamethylenediamine, iso- phorondiamine and particularly preferably hexamethylene diamine, and from linear and / or cycloaliphatic bifunctional acids, preferably with 2 to 12 C atoms in the alkyl chain or C 5 or C 6 ring in the case of cycloaliphatic acids, preferably adipic acid, and / or optionally small amounts of branched bifunctional and / or optionally aromatic bifunctional acids such as, for example, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and additionally optionally small amounts of higher-functional acids, preferably having 2 to 10 carbon atoms, or
F) aus einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevorzugt ω-Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε- Caprolactam,F) from an amide portion of acid- and amine-functionalized building blocks, preferably with 4 to 20 carbon atoms in the cycloaliphatic chain, preferably ω-laurolactam, ε-caprolactam, particularly preferably ε-caprolactam,
oder einer Mischung enthaltend E) und F) als Amidanteil, wobeior a mixture containing E) and F) as an amide component, wherein
der Esteranteil C) und/oder D) mindestens 20 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus C) , D) , E) und F) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 20 bis 80- Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 80 bis 20 Gew. -% beträgt .the ester fraction C) and / or D) is at least 20% by weight, based on the sum of C), D), E) and F), preferably the weight fraction of the ester structures is 20 to 80% by weight, the fraction of the amide structures is 80 to 20% by weight.
3. Filtermaterial gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Filtermaterial ferner eine weitere Komponente enthält, die natürliche Fasern umfaßt.3. Filter material according to claim 1 or 2, wherein the filter material further contains a further component comprising natural fibers.
4. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Filtermaterial aus zwei oder mehr Lagen unterschiedlicher Komponenten hergestellt, wobei mindestens eine Lage natürliche Fasern und eine Lage Fasern aus einem Blend aus Fasern aus einem biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material und einem Gleitmittel enthält, wobei gilt, dass sich die mindestens zwei Lagen nach der Herstellung des Filtermaterials teilweise durchdringen können.4. Filter material according to one of claims 1 to 3, wherein the filter material is made from two or more layers of different components, at least one layer of natural fibers and one layer of fibers made from a blend of fibers made from a biodegradable and compostable material and a lubricant, with the fact that the at least two layers can partially penetrate each other after the filter material has been produced.
5. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Lage ein Flächengewicht zwischen 8 und 40 g/m2 und eine ' Luftdurchlässigkeit von 300 bis 4000 l/m2»s (DIN ISO 9237) aufweist.According to any one of claims 1 to 4, wherein the first layer comprises 5 filter material has a basis weight between 8 and 40 g / m 2 and an 'air permeability from 300 to 4000 l / m 2 »s (DIN ISO 9237).
6. Filtermaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Lage mit den Fasern aus dem biologisch abbaubaren und kompostierbaren Material ein Flächengewicht von 1 bis 15 g/m2 aufweist.- 6. Filter material according to one of claims 1 to 4, wherein the second layer with the fibers of the biodegradable and compostable material has a basis weight of 1 to 15 g / m 2 .
7. Filtermaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Lage aus natürlichen Fasern besteht und nassfest ausgebildet ist.7. Filter material according to one of claims 1 to 6, wherein the first layer consists of natural fibers and is designed to be wet-strength.
8. Filtermaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gleitmittel aus Kohlenwasserstoffölen oder -wachsen oder Siliconölen ausgewählt ist.8. Filter material according to one of claims 1 to 7, wherein the lubricant is selected from hydrocarbon oils or waxes or silicone oils.
9. Filtermaterial gemäß Anspruch 8, wobei das Gleitmittel aus Fettsäureestern langkettiger Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 10 bis 40 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist.9. Filter material according to claim 8, wherein the lubricant is selected from fatty acid esters of long-chain fatty acids with a chain length of 10 to 40 carbon atoms.
10. Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen eines Nasslegeverfahrens unter Mitverwendung eines Gleitmittels in einer Menge von 0,5 bis 5,0 Gew.- %, bezogen auf das Papiergewicht des fertigen Filtermaterials, ein Filtermaterial hergestellt wird.10. A method for producing a filter material, characterized in that a filter material is produced in the course of a wet laying process using a lubricant in an amount of 0.5 to 5.0% by weight, based on the paper weight of the finished filter material.
11. Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen eines Meltblown-Verfahrens ein Blend aus Fasern eines heißsiegelfähigen, biologisch abbaubaren und kompostierbaren Materials und einem Gleitmittel in einer Menge von "0,5 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Papiergewicht des fertigen Filtermaterials, auf einer ersten Lage üblicherweise aus natürlichen Fasern abgelegt wird.11. A process for producing a filter material, characterized in that, in the context of a meltblown process, a blend of fibers of a heat-sealable, biodegradable and compostable material and a lubricant in an amount of "0.5 to 5.0% by weight, based on the paper weight of the finished filter material, is usually deposited on a first layer of natural fibers.
12. Verwendung des Filtermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung von Teebeuteln, Kaffeebeuteln oder Tee- bzw. Kaffeefiltern. 12. Use of the filter material according to one of claims 1 to 9 for the production of tea bags, coffee bags or tea or coffee filters.
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