EP1882765A2 - Aufgussbeutel - Google Patents

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EP1882765A2
EP1882765A2 EP20070012869 EP07012869A EP1882765A2 EP 1882765 A2 EP1882765 A2 EP 1882765A2 EP 20070012869 EP20070012869 EP 20070012869 EP 07012869 A EP07012869 A EP 07012869A EP 1882765 A2 EP1882765 A2 EP 1882765A2
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EP
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infusion bag
bag according
filaments
infusion
nonwoven fabric
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Hans Henkes
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Carl Freudenberg KG
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Carl Freudenberg KG
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    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
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    • Y10T442/642—Strand or fiber material is a blend of polymeric material and a filler material

Definitions

  • the invention relates to infusion bags, comprising a layer of a nonwoven fabric of bicomponent fibers and / or filaments of a refractory and a low-melting component, wherein the refractory component comprises a polyester.
  • Infusion bags of the type mentioned are for example from JP 2004338750 A and JP 2004242944 A known.
  • the known infusion bags consist of a spunbonded core / sheath fibers with a high-melting core component and a low-melting sheath component.
  • the high-melting core component consists of a polyester, in particular polyethylene terephthalate, the low-melting jacket component of polypropylene or polyethylene.
  • the low melting sheath component is responsible for the heat sealability of the material.
  • the melting points of polyester and polypropylene are high enough to prevent dissolution of the material when immersed in the hot water to brew the ingredients.
  • According to the JP 2004242944 A should he Melting point of the refractory component at least 50 ° C above the melting point of the low-melting component.
  • a disadvantage of the known infusion bags is that it can come to confections at the interfaces of the material during assembly.
  • the invention is based on the object to further develop a brewing bag of the type mentioned so that the problems described above in the packaging do not occur.
  • This object is achieved by an infusion bag having all the features of patent claim 1.
  • Advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims.
  • an infusion bag comprising a layer of a non-woven fabric of bicomponent fibers and / or filaments of a refractory and a low-melting component, wherein the refractory component comprises a polyester
  • the low-melting component is a high-melting component
  • Polymer having a melting point ⁇ 200 ° C includes.
  • co-polyethylene terephthalate (CoPET) and / or polybutylene terephthalate (PBT) are suitable as the sheath component.
  • the melting points of these materials are about 180 to 225 ° C.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • Bicomponent fibers or filaments per se of CoPET / PET are known. They are commonly used as binder fibers / filaments for a variety of applications. They are characterized not only by an extraordinary temperature stability, but also by a very high rigidity, which was why it was expected that they were unsuitable for the application described. Polyethylene and polypropylene are more soft materials that provide some flexibility to the nonwoven fabric, greatly simplifying its processibility into a tea bag.
  • nonwovens made of bicomponent fibers / filaments of CoPET / PET or PBT / PET are easy to process despite the high rigidity.
  • the welding of the material to infusion bags can be done in a simple manner by applying thermal energy or by ultrasonic welding. During further assembly, the problem of smeared cut edges does not occur.
  • the visual impression of an infusion bag is significantly improved by the high rigidity of the material.
  • An inventive infusion bag is characterized by an improved pop-up function. This means that the infusion bag is dimensionally stable and also in mechanical deformations, e.g. in the packaging, after taking out its original shape again.
  • the bicomponent fibers or filaments are preferably formed as core / sheath fibers / filaments.
  • the present invention is by no means limited to this type of bicomponent fibers / filaments.
  • the bicomponent fibers / filaments can be formed, for example, from side-by-side fibers.
  • the infusion bag according to the invention is preferably made of a spunbonded nonwoven, in which the risk of detachment of individual fibers, as may be the case, for example, when using staple fibers, is only slight.
  • the basis weight of the nonwoven fabric used for the infusion bag according to the invention is preferably between 10 and 30 g / m 2 , more preferably between 16 and 22 g / m 2 . At lower basis weights, the nonwoven layer becomes too uneven, at higher basis weights the transparency of the material is compromised.
  • the thickness of the nonwoven material used is preferably between 0.05 and 0.15 mm, with a thickness of about 0.07 mm being preferred. If the thickness is too small, the stiffness of the material will decrease too much. The visual impression of an infusion bag made of this material is impaired. If the thicknesses are too large, on the other hand, the processability of the material deteriorates.
  • the fiber or filament thickness of a nonwoven material used for an infusion bag according to the invention is preferably between 1 and 2.5 dtex, more preferably about 1.7 dtex. If the filament or fiber thicknesses are too low, the material becomes so dense that the fluid or drug exchange is impaired. Too large fiber thicknesses may lead to failure of the drug involved, come.
  • the penetration rate should preferably be less than 3 percent.
  • the penetration rate of the nonwoven fabric is understood to mean the passage or precipitation of certain tea particle grain fractions through the nonwoven fabric structure.
  • a low penetration rate means that the tea particles / ingredients are largely retained in the spout bag.
  • the per-hole throughput is preferably between 0.4 and 0.7 g per hole and minute. This range of per hole throughputs has been found to be advantageous in terms of resulting web properties, penetration rates, economy and processability.
  • An infusion bag according to the invention is characterized by high strength and media resistance. At the same time, it has a high permeability for the liquids used for the infusion as well as for the substances extracted during the infusion, while undesired fine and very fine particles are reliably retained in the bag.
  • the material is highly transparent and therefore very suitable, in particular for those applications in which, in addition to the good infusion properties, the optical appearance is additionally important, for example in the field of tea bags.
  • An infusion bag according to the invention is therefore preferably used as a tea bag.
  • the very good visual impression is reinforced by the high pop-up capacity of the bag.
  • nonwoven fabric according to the invention is the use as a coffee pod.
  • a less transparent material is usually preferred by the end users, which can be realized in a simple manner, for example, by the use of gravure rolls in calendering the nonwoven fabric.
  • the infusion bag according to the invention can generally be used as a container for active substances, both for hot and cold applications.
  • the use is generally conceivable in the hot drinks or soft drinks sector.
  • the use for example for soups are also conceivable.
  • infusion bags according to the invention can be used.
  • the infusion bag according to the invention is by no means limited to the applications described.

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Abstract

Es wird ein Aufgussbeutel beschrieben, welcher eine Lage aus einem Vliesstoff aus Bikomponenten-Fasern und/oder -filamenten aus einer hochschmelzenden und einer niedrig schmelzenden Komponente umfasst, wobei die hochschmelzende Komponente ein Polyester umfasst. Probleme bei der Konfektionierung des Vliesstoffes werden dadurch vermieden, dass die niedrigschmelzende Komponente ein ebenfalls hochschmelzendes Polymer mit einem Schmelzpunkt ‰¥ 200 °C umfasst.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Aufgussbeutel, umfassend eine Lage aus einem Vliesstoff aus Bikomponenten-Fasem und/oder -Filamenten aus einer hochschmelzenden und einer niedrig schmelzenden Komponente, wobei die hochschmelzende Komponente ein Polyester umfasst.
    • Stand der Technik
  • Aufgussbeutel der genannten Art sind zum Beispiel aus der JP 2004338750 A und JP 2004242944 A bekannt. Die bekannten Aufgussbeutel bestehen aus einem Spinnvlies aus Kern/Mantel-Fasern mit einer hochschmelzenden Kernkomponente und einer niedrigschmelzenden Mantelkomponente. Die hochschmelzende Kernkomponente besteht aus einem Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, die niedrigschmelzende Mantelkomponente aus Polypropylen oder Polyethylen. Die niedrigschmelzende Mantelkomponente ist für die Heißsiegelfähigkeit des Materials verantwortlich. Gemäß der JP 2004338750 A liegen die Schmelzpunkte von Polyester und Polypropylen hoch genug, um ein Auflösen des Materials beim Eintauchen in das heiße Wasser zum Aufbrühen der Inhaltsstoffe zu verhindern. Gemäß der JP 2004242944 A soll der Schmelzpunkt der hochschmelzenden Komponente mindestens 50°C oberhalb des Schmelzpunktes der niedrigschmelzenden Komponente liegen.
  • Nachteilig an den bekannten Aufgussbeuteln ist, dass es bei Konfektionierung zu Verklebungen an den Schnittstellen des Materials kommen kann.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Aufgussbeutel der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass die oben beschriebenen Probleme bei der Konfektionierung nicht auftreten. Diese Aufgabe wird durch einen Aufgussbeutel mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Gemäß der obigen Erfindung ist bei einem Aufgussbeutel, welcher eine Lage aus einem Vliesstoff aus Bikomponenten-Fasern und/oder -Filamenten aus einer hochschmelzenden und einer niedrigschmelzenden Komponente umfasst, wobei die hochschmelzende Komponente ein Polyester umfasst, vorgesehen, dass die niedrigschmelzende Komponente ein ebenfalls hochschmelzendes Polymer mit einem Schmelzpunkt ≥ 200°C umfasst.
  • Als Mantelkomponente kommen hierbei insbesondere Co-Polyethylenterephthalat (CoPET) und/oder Polybutylenterephthalat (PBT) in Frage. Die Schmelzpunkte dieser Materialien liegen bei etwa 180 bis 225°C.
  • Als Kernmaterial wird man in der Regel Polyethylenterephythalat (PET) verwenden, dessen Schmelztemperatur mit 235 - 265°C deutlich höher ist.
  • Bikomponentenfasem oder -Filamente an sich aus CoPET/PET sind bekannt. Sie werden üblicherweise als Bindefasern/Filamente für die verschiedensten Anwendungen eingesetzt. Sie zeichnen sich nicht nur durch eine außerordentliche Temperaturstabilität, sondern auch noch durch eine sehr hohe Steifigkeit aus, weshalb an sich zu erwarten war, dass sie für die beschriebene Anwendung ungeeignet seien. Bei Polyethylen und Polypropylen handelt es sich eher um weiche Materialien, die dem Vliesstoff eine gewisse Flexibilität verleihen, wodurch dessen Weiterverarbeitbarkeit zu einem Aufgussbeutel deutlich vereinfacht wird.
  • Es hat sich nun in überraschender Weise gezeigt, dass Vliesstoffe aus Bikomponentenfasern/filamente aus CoPET/PET oder PBT/PET trotz der hohen Steifigkeit gut weiterzuverarbeiten sind. Das Verschweißen des Materials zu Aufgussbeuteln kann in einfacher Weise mittels Beaufschlagung mit thermischer Energie oder durch Ultraschallverschweißen erfolgen. Bei der Weiterkonfektionierung tritt das Problem der verschmierten Schnittkanten nicht auf. Darüber hinaus hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass der optische Eindruck eines Aufgussbeutels durch die hohe Steifigkeit des Materials wesentlich verbessert wird. Ein erfindungsgemäßer Aufgussbeutel zeichnet sich durch eine verbesserte pop-up-Funktion aus. Das bedeutet, dass der Aufgussbeutel formstabil ist und auch bei mechanischen Deformationen, z.B. in der Verpackung, nach dem Entnehmen seine ursprüngliche Form wieder einnimmt.
  • Die Bikomponenten-Fasern beziehungsweise -Filamente sind vorzugsweise als Kern/Mantel-Fasern/Filamente ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch keinesfalls auf diesen Typ von Bikomponenten-Fasern/Filamente beschränkt. So können die Bikomponenten-Fasern/Filamente, beispielsweise aus Seite-an-Seite-Fasern ausgebildet sein.
  • Der erfindungsgemäße Aufgussbeutel ist vorzugsweise aus einem Spinnvlies gefertigt, bei welchem die Gefahr des Herauslösens einzelner Fasern, wie es beispielsweise bei der Verwendung von Stapelfasern der Fall sein kann, nur gering ist.
  • Das Flächengewicht des für den erfindungsgemäßen Aufgussbeutel verwendeten Vliesstoffs liegt vorzugsweise zwischen 10 und 30 g/m2, besonders bevorzugt zwischen 16 und 22 g/m2. Bei niedrigeren Flächengewichten wird die Vliesstoffschicht zu ungleichmäßig, bei höheren Flächengewichten wird die Durchsichtigkeit des Materials beeinträchtigt.
  • Die Dicke des verwendeten Vliesstoffmaterials liegt vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,15 mm, wobei eine Dicke von etwa 0,07 mm bevorzugt wird. Bei einer zu geringen Dicke nimmt die Steifigkeit des Materials zu stark ab. Der optische Eindruck eines Aufgussbeutels aus diesem Material wird beeinträchtigt. Bei zu großen Dicken verschlechtert sich dagegen die Verarbeitbarkeit des Materials.
  • Die Faser- beziehungsweise Filamentdicke eines für einen erfindungsgemäßen Aufgussbeutel verwendeten Vliesstoffmaterials liegt vorzugsweise zwischen 1 und 2,5 dtex besonders bevorzugt bei etwa 1,7 dtex. Bei zu geringen Filamentbeziehungsweise Faserdicken wird das Material so dicht, dass der Flüssigkeitsbeziehungsweise Wirkstoffaustausch beeinträchtigt wird. Bei zu großen Faserdicken kann es zu einem Ausfall des beinhalteten Wirkstoffs, kommen.
  • Die Penetrationsrate sollte vorzugsweise kleiner 3 Prozent betragen. Unter Penetrationsrate des Vliesstoffs ist der Durchgang bzw. das Ausfallen bestimmter Teepartikel - Kornfraktionen durch die Vliesstoffstruktur zu verstehen. Eine geringe Penetrationsrate bedeutet, dass die Teepartikel/bestandteile im Ausgussbeutel weitgehend zurück gehalten werden.
  • Der Pro-Loch-Durchsatz liegt vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,7 g pro Loch und Minute. Dieser Bereich an Pro-Lochdurchsätzen hat sich hinsichtlich der resultierenden Vlieseigenschaften, Penetrationsraten, der Wirtschaftlichkeit und der Verarbeitbarkeit als vorteilhaft erwiesen.
  • Ein erfindungsgemäßer Aufgussbeutel zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit und Medienbeständigkeit aus. Gleichzeitig weist er eine hohe Durchlässigkeit für die für den Aufguss verwendete Flüssigkeiten sowie für die beim Aufguss extrahierten Stoffe auf, während unerwünschte Fein- und Feinstpartikel zuverlässig im Beutel zurückgehalten werden. Bei Verwendung glatter Kalanderwalzen bei der Vliesstoffherstellung ist das Material hoch transparent und daher insbesondere für die Anwendungen sehr geeignet, bei denen es neben den guten Infusionseigenschaften zusätzlich noch auf den optischen Eindruck ankommt, beispielsweise im Bereich Teebeutel.
  • Ein erfindungsgemäßer Aufgussbeutel findet daher vorzugsweise als Teebeutel Anwendung. Für diese Anwendung ist es, wie oben bereits erwähnt, vorteilhaft, das verwendete Vliesstoff material glatt zu kalandrieren, damit eine möglichst hohe Transparenz gewährleistet ist. Der sehr gute optische Eindruck wird durch das hohe pop-up-Vermögen des Beutels noch verstärkt.
  • Eine weitere bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Vliesstoffs ist die Verwendung als Coffee-Pod. Für diese Anwendung wird von den Endverbrauchern in der Regel ein weniger transparentes Material bevorzugt, was sich in einfacher Weise beispielsweise durch die Verwendung von Gravurwalzen beim Kalandrieren des Vliesstoffes realisieren lässt.
  • Der erfindungsgemäße Aufgussbeutel kann darüber hinaus generell als Behälter für Wirksubstanzen Anwendung finden, sowohl für Heiß-als auch Kaltanwendungen. So ist beispielsweise die Verwendung generell im Heißgetränke- oder Erfrischungsgetränkebereich denkbar. Ebenfalls denkbar ist die Verwendung beispielsweise für Suppen. Auch im Falle medizinischer Bäder, beispielsweise Kamillenbäder, können erfindungsgemäße Aufgussbeutel zur Anwendung kommen. Der erfindungsgemäße Aufgussbeutel ist jedoch keinesfalls auf die beschriebenen Anwendungen beschränkt.

Claims (14)

  1. Aufgussbeutel, umfassend eine Lage aus einem Vliesstoff aus Bikomponenten-Fasern und/oder -filamenten aus einer hochschmelzenden und einer niedrig schmelzenden Komponente, wobei die hochschmelzende Komponente ein Polyester umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzende Komponente ein ebenfalls hochschmelzendes Polymer mit einem Schmelzpunkt ≥ 200 °C umfasst.
  2. Aufgussbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochschmelzende Komponente Polyethylenterephtalat (PET) umfasst.
  3. Aufgussbeutel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigschmelzende Komponente CoPET und/oder PBT umfasst.
  4. Aufgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bikomponentenfasern/filamente als Kern/Mantel-Fasern/Filamente ausgebildet sind.
  5. Aufgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff einen Spinnvlies ist.
  6. Aufgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht der Lage 10 bis 30 g/m2, bevorzugt 16 bis 22 g/m2 beträgt.
  7. Aufgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Lage 0,05 bis 0,15 mm beträgt.
  8. Aufgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser/filamentdicke 1 bis 2,5 dtex, vorzugsweise etwa 1,7 dtex beträgt.
  9. Aufgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Penetrationsrate < 3 % beträgt.
  10. Aufgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der pro-Loch-Durchsatz 0,4 - 0,7 g/(Loch*min) beträgt.
  11. Ausgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass der Vliesstoff glatt kalandriert ist.
  12. Ausgussbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff mittels einer Gravurwalze kalandriert ist.
  13. Verwendung eines Aufgussbeutels nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Teebeutel.
  14. Verwendung eines Aufgussbeutels nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Coffe-Pod.
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