EP3568523A1 - Verbessertes filterpapier - Google Patents

Verbessertes filterpapier

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EP3568523A1
EP3568523A1 EP19709019.4A EP19709019A EP3568523A1 EP 3568523 A1 EP3568523 A1 EP 3568523A1 EP 19709019 A EP19709019 A EP 19709019A EP 3568523 A1 EP3568523 A1 EP 3568523A1
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EP
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filter paper
less
fibers
paper according
pulp
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EP19709019.4A
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EP3568523B1 (de
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Dieter Möhring
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Delfortgroup AG
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Publication date
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    • D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates

Definitions

  • the invention relates to a filter paper for the preparation of aqueous extracts, insbesonde re for the production of tea, coffee or other infusion drinks and made of this Filterpa pierced bag, especially tea bags.
  • the filter paper according to the invention is characterized by a low proportion or the complete absence of the commonly used Abaca Fa fibers or sisal fibers, as well as by deviating from the prior art property profile. Nevertheless, the filter paper according to the invention provides in the application at least the same performance as known from the prior art Filterpapie re.
  • aqueous extracts in particular for the production of tea, coffee or other infusion drinks
  • the bag is closed and dipped into the usually hot water for a certain time to produce the infusion beverage and then removed again from the water.
  • Methods in which the bag is not sealed and merely hung in the hot water rather than dipped are also known.
  • the main advantages of using these pouches are ease of handling, pre-portioning of the material to be extracted, and easy removal of the material to be extracted from the water.
  • the filter paper should not disintegrate in the water so that the material to be extracted remains in the bag. It should have a high porosity, so that the water can flow easily through natural or forced convection around the material to be extracted, and the production of the extract does not take long. Furthermore, the pores in the filter paper should not be too large, however, so that no particles of the material to be extracted fall through the filter paper and remain in the extract. This property is determined by measuring the so-called sand failure.
  • the filter paper itself should not give off any unwanted substances, in particular no unwanted desired flavors or aromas to the water.
  • the fil- terpapier also have mechanical properties that allow an industrial production of the bags at high speed. These include, for example, mechanical strength and ductility, roughness or a heat sealability.
  • the proportion of abaca fibers or sisal fibers in the filter paper of the prior art is generally more than 25% of the pulp.
  • such filter papers In addition to abaca fibers or sisal fibers, such filter papers often also contain synthetic fibers, in particular thermoplastic fibers, which provide the filter paper with a Fl regardingresselfä ability, so that sealed bags from the filter paper can be made relatively easily by sealing the filter paper with itself and no white direct materials needed to close the bag.
  • the filter papers also often contain wet strength enhancers to provide sufficient mechanical strength during the preparation of the aqueous extract.
  • the object is to provide a filter paper that can be used for the production of aqueous extracts, in particular of infusion beverages such as tea or coffee, and comparatively less or no abaca fibers or sisal fibers keeps ent.
  • the filter paper should provide the same performance in the production of aqueous extract as the conventional filter papers.
  • a filter paper comprising long fiber pulp and having the following properties: a basis weight of more than 9.0 g / m 2 and less than 13.5 g / m 2 ,
  • a bending resistance in the machine direction of more than 50 mN and less than 75 mN
  • the filter paper is either free of abaca fibers and sisal fibers, or if abaca fibers and / or sisal fibers are present, these together make up less than 20% of the paper pulp.
  • the inventors have found that this result can be achieved with a roughness, a bending resistance and an air permeability, which is lower in each case than those of the filter papers known from the prior art, and a density which is higher than those of the prior art known filter papers.
  • This combination of properties can be achieved by a special mechanical treatment, as described below.
  • the filter paper according to the invention comprises long fiber pulp.
  • the long-fiber pulp can be obtained from coniferous trees such as spruce, pine or fir. It gives the filter paper high strength and air permeability but does not quite reach the same values as abaca fibers or sisal fibers.
  • the proportion of long-fiber pulp in the filter paper is preferably at least 70%, more preferably at least 80% and most preferably at least 90% in each case be based on the mass of the filter paper.
  • the entire pulp in the filter paper according to the invention is formed by long-fiber pulp.
  • the long fiber pulp may be partially or wholly replaced by pulp from annual peas such as hemp, flax, kenaf or jute, with the exception of abaca or sisal.
  • pulps from annual plants are not preferred because they are comparatively expensive, poorly dewatered in papermaking, and subject to quality variations similar to abaca fibers and sisal fibers.
  • the proportion of abaca fibers and sisal fibers taken together is less than 20%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the mass of Filterpa piers.
  • the inventive Fil terpapier is substantially, that is, except for process-related impurities, free from acac fibers and sisal fibers.
  • the filter paper according to the invention may contain short fiber pulp.
  • the short fiber pulp can be obtained from deciduous trees such as birch, beech or eucalyptus. Short fiber cell material increases the volume of the filter paper and reduces the sand loss, but also reduces the strength, which is why the proportion in the filter paper according to the invention should be relatively low.
  • the proportion of short fiber pulp in the inventive Filter paper not more than 20%, more preferably at most 10% and preferably at least 2%, particularly preferably at least 5% of the paper pulp.
  • the filter paper according to the invention may contain thermoplastic fibers. These fibers may comprise a thermoplastic material which is preferably selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polyesters, such as polyethylene terephthalate, polyamide, polymethacrylate, polyacrylate, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol and polylactide, or mixtures thereof. Also bicomponent fibers can be preferably used.
  • the thermoplastic fibers provide the filter paper with a heat sealability or improve the filter paper in terms of other properties such as its pore structure or absorbency.
  • the proportion of thermoplastic fibers in the filter paper according to the invention is preferably at least 5%, particularly preferably at least 10% and preferably at most 30%, particularly preferably at most 20%, in each case based on the mass of the filter paper.
  • the filter paper of the present invention may also contain regenerated cellulose fibers, preferably viscose fibers or Tencel® fibers, to affect the pore structure and other properties of the filter paper.
  • the proportion of regenerated cellulose fibers is preferably at most 15% and more preferably at most 10% of the mass of the Filterpa piers.
  • fillers are used to increase the opacity or whiteness of the paper or to replace pulp with cheaper materials.
  • Fillers in the filter paper according to the invention can be selected, for example, from the group consisting of calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, magnesium silicates, aluminum silicates, kaolin and talc or mixtures thereof.
  • fillers reduce the strength of the filter paper, they are undesirable in the inventive filter paper.
  • the proportion of fillers in the inventive Shen filter paper less than 10% of the paper pulp, more preferably less than 5% of the paper pulp and very particularly preferably contains the filter paper kei ne fillers.
  • the filter paper according to the invention has a basis weight of at least 9.0 g / m 2 , preferably at least 10.0 g / m 2 , more preferably at least 11.0 g / m 2 and at most 13.5 g / m 2 , preferably at most 13 , 2 g / m 2 , more preferably at most 13.0 g / m 2 .
  • basis weight can be measured according to ISO 536: 2012.
  • the density of the filter paper is an important factor in addition to the air permeability, which influences the speed with which an aqueous extract paper can be prepared using this filter.
  • filter papers from the prior art have the lowest possible density of less than 280 kg / m 3 .
  • the filter paper according to the invention has, however, a higher density of at least 280 kg / m 3 , preferably at least 290 kg / m 3 and more preferably at least 300 kg / m 3 and at most 350 kg / m 3 , due to a special mechanical treatment in papermaking at most 340 kg / m 3 , more preferably at most 330 kg / m 3 .
  • this higher density entails no disadvantages in the preparation of the aqueous extract.
  • the filter paper according to the invention preferably has a thickness of at least 38 ⁇ m, particularly preferably at least 40 ⁇ m, very particularly preferably at least 41 ⁇ m and preferably at most 48 ⁇ m, particularly preferably at most 46 ⁇ m preferably at most 45 pm. Due to the special mechanical treatment, the thickness of the filter paper according to the invention is below that of conventional filter papers. The small thickness can contribute to a faster transport of the water through the filter paper and thus increase the speed with which an aqueous extract can be produced. In addition, allows a small thickness that can be located on a roll of filter paper for a given outer diameter bezüg Lich the surface more filter paper.
  • Density and thickness can be measured, for example, according to ISO 534: 2011 on a single Filterpa pierlage.
  • the roughness of the filter paper according to the invention is for the further processing of the filter paper of technical importance, in particular reduces a low roughness Release of dust during further processing. Low roughness is also perceived by the consumer as a quality signal.
  • the filter paper according to the invention has a roughness of at least 700 ml / min, preferably at least 800 ml / min, more preferably at least 850 ml / min and at most 1300 ml / min, preferably at most 1200 ml / min, more preferably at most 1100 ml / min.
  • the roughness can be measured, for example, according to ISO 8791-2: 2013.
  • the filter paper according to the invention has an air permeability of at least 17000 cm / (min-kPa), preferably at least 18000 cm / (mi kPa), more preferably at least 19000 cm / (min-kPa) and at most 26000 cm / (min-kPa), preferably at most 25000 cm / fmimkPa), more preferably at most 24000 cm / (min-kPa).
  • the air permeability of the filter paper according to the invention is lower than that of conventional filter papers. But experiments show that this is not a disadvantage. Air permeability can be measured according to ISO 2965: 2009.
  • the filter paper according to the invention can be characterized by a number of mechanical parameters such as bending resistance, elongation at break, tensile strength and energy absorption capacity. To measure these properties, test strips are cut from the filter paper, but the results depend on the direction in which the test strips are removed. Therefore, a distinction is made between the machine direction with these parameters, ie. H. the direction in which the filter paper passes through the paper machine in its manufacture, and the transverse direction, d. H. the direction in the filter paper plane or thogonal to the machine direction.
  • the bending resistance of the filter paper is important for the creation of bags from the filter paper and generally for the processing of the filter paper on machines. It should not be too high, so that the filter paper does not develop too large restoring forces in the manufacture position of the bags.
  • the bending resistance of the filter paper according to the invention in the machine direction is at least 50 mN, preferably at least 55 mN, particularly preferably at least 58 mN and at most 75 mN, preferably at most 73 mN, particularly preferably at most 72 mN.
  • the bending resistance of the filter paper according to the invention in the machine direction is lower than that of filter papers known from the prior art, which often have a bending resistance in the machine direction of more than 80 mN. sen. This results in additional advantages in the mechanical processing of the filter paper.
  • This low bending resistance is achieved by the low content of abaca fibers and sisal fibers in the filter paper according to the invention.
  • the bending resistance in the transverse direction should preferably be at least 15 mN, particularly preferably at least 18 mN, very particularly preferably at least 20 mN and at most 28 mN, particularly preferably at most 26 mN, very particularly preferably at most 25 mN.
  • the bending resistance of the filter paper according to the invention in the transverse direction is thus also below the bending resistance of conventional filter papers in the transverse direction, which is typically at least about 30 mN.
  • the bending resistance of a filter paper both in the machine direction and in the transverse direction Rich can be measured according to ISO 2493-1: 2010, wherein the force is measured to achieve a defined deformation and indicated as a bending resistance.
  • the elongation at break of the filter paper is relevant for the machine processing of the filter paper. In general, a high elongation at break is advantageous since the filter paper can then compensate for small speed differences in the processing machine, but it should also not be too high, because it is difficult even under light load to cut the filter paper into pieces of a defined size.
  • the breaking elongation of the inventive filter paper in the machine direction is preferably at least 1.0%, preferably at least 1.2% and preferably at most 2.0%, particularly preferably at most 1.8%.
  • the elongation at break of the filter paper according to the invention in the transverse direction is preferably at least 1.8%, more preferably at least 2.4% and preferably at most 3.8%, more preferably not more than 3.4%.
  • the fact that the elongations at break in the machine direction and in the transverse direction are relatively similar is a consequence of the special mechanical treatment in which the paper structure is compacted. It thus represents an additional advantage of the filter paper according to the invention.
  • the tensile strength of the filter paper should be sufficiently high, especially in the machine direction, so that the filter paper does not tear during its production and processing.
  • the tensile strength of the filter paper according to the invention in the machine direction is preferably at least 11.5 N / 15 mm, more preferably at least 12.0 N / 15 mm and preferably at most 15.0 N / 15 mm, more preferably at most 14.0 N / 15 mm ,
  • the tensile strength of the filter paper according to the invention is preferably at least 2.5 N / 15 mm, more preferably at least 3.0 N / 15 mm and preferably at most 5.0 N / 15 mm, more preferably at most 4.5 N / 15 mm. Elongation at break and tensile strength, both in the machine direction and transverse direction, can be measured according to ISO 1924-2: 2008.
  • the filter paper according to the invention has an energy absorption capacity in the machine direction of preferably at least 6.0 J / m 2 , more preferably at least 7.0 J / m 2 and preferably at most 11.0 J / m 2 , particularly preferably at most 10.0 J / m 2 ,
  • the production of the filter paper can predominantly follow the methods of conventional Pa pierher too.
  • the long-fiber pulp is suspended in water and ground in a grinding unit.
  • the fibrils of the pulp fibers are exposed and the surface of the fibers is increased, whereby the strength of the filter paper made from it increases but also its air permeability is reduced.
  • the pulp fibers are cut during more intensive grinding, which reduces the Fes activity of the filter paper.
  • the person skilled in the art is able to determine a favorable freeness as a compromise between strength and air permeability from his experience or by a few experiments.
  • the short fiber pulp, synthetic fibers or other fiber material is - if present - also suspended in water and can be ground, but preferably short fiber pulp and synthetic fibers are not ground.
  • the suspensions of long-fiber pulp and optionally short fiber pulp, other fibers, optional fillers, additives and processing aids can be brought together and get into the headbox of the paper machine.
  • the paper machine is a Schrägsiebma machine, wherein more preferably the sieve is between 15 0 and 25 0 ge against the horizontal tends.
  • the inclined screening machine offers the advantage that suspensions with a very low solids content of about 0.02% can be processed and thus more porous papers can be produced than with long-screen machines.
  • the suspension of fibers, water and other components flows onto the rotating screen of the paper machine and can be dewatered through the screen, partly by means of negative pressure.
  • the filter paper is formed on the screen.
  • the filter paper then preferably passes through a press section where it is dewatered by mechanical pressure, and more preferably a dryer section, preferably with post-wetting, in which it is dried by elevated temperature, for example by hot air, infrared radiation or contact with heated cylinders.
  • a size press or film press can also be integrated in the dry condition.
  • the filter paper can be rolled up, then cut into rolls of defined width and length ge and packaged.
  • a particular and deviating from the prior art feature in the manufacturing process of the filter paper according to the invention is that it is compressed with sufficient pressure, so that it is given the properties mentioned above.
  • This can be achieved, for example, by the fact that the filter paper, during its manufacture on the paper machine in the press section, passes through two rollers, preferably two steel rollers, which exert mechanical pressure on the filter paper.
  • the steel rollers are coated with a plastic cover.
  • the line load is preferably at least 30 kN / m and at most 100 kN / m. This mechanical compression of the filter paper reduces thickness, roughness and air permeability and increases the density, which produces the very specific property profile of the filter paper according to the invention.
  • this process has an influence on the mechanical parameters, such as bending resistance, strength, elongation at break and energy absorption capacity.
  • the mechanical compression of a filter paper for the preparation of aqueous extracts is undesirable because it is assumed that the air permeability is reduced too much and the density is increased too much, and the aqueous extract is no longer in a short time Time can be produced.
  • the inventors have surprisingly found that although the sacrifices of higher density and lower air permeability are present, they are not so strong as to have any appreciable effect in the preparation of aqueous extracts using the filter paper of the present invention.
  • the adaptation of the moisture can be done by a moistening in the production of tea bags, but this means an additional mechanical effort.
  • the invention therefore also encompasses a substantially water vapor impermeable packed filter paper, the filter paper having a moisture content of at least 9%, preferably at least 10%, more preferably at least 11% and at most 20%, preferably at most 18%, particularly preferably at most 15% ,
  • the humidity can be measured according to ISO 287: 2009.
  • the filter paper in the packaged roll comprises long fiber pulp, the filter paper either being free of Abaca fibers and sisal fibers or, if Abaca fibers and / or sisal fibers are present, together less than 20%, more preferably less than 10% % and most preferably less than 5% make up the mass of the filter paper.
  • the filter paper in the substantially water vapor-impermeable packaged roll is a filter paper according to one of the above-mentioned embodiments.
  • Such a roll can be made by drying the filter paper to the desired moisture level at the end of papermaking, rolling up the filter paper on a roll and wrapping the roll in a substantially water vapor impermeable material.
  • the substantially water-vapor-impermeable material is preferably a plastic film, particularly preferably a film of polyethylene or polypropylene. It is also preferable to use a suitable packaging paper as the substantially water vapor impermeable material.
  • "essentially water vapor impermeable" means that the moisture content of the filter paper in the packaged roll, measured according to ISO 287: 2009, is not less than 8% of the pulp after the packaged roll has been at least 3 days under the conditions defined in ISO 187: 1990 stored at 50% relative humidity and 23 ° C.
  • a packaging material is considered to be "substantially water vapor impermeable” if its water vapor transmission rate (WVTR) measured at 37 ° C and 90% relative humidity is less than 600 g / (ISO 2528: 2017).
  • WVTR water vapor transmission rate
  • m 2 -d preferably less than 400 g / (m 2 -d), and more preferably less than 350 g / (m 2 -d).
  • the packaged roll according to the invention and the filter paper according to the invention can be further processed with means known from the prior art machines, wherein preferably be no further Nachbefeuchtung in the processing of the filter paper is required.
  • sealed bags can be formed from the filter paper into which the material to be extracted is filled.
  • these bags are tea bags.
  • the invention therefore also includes pouches filled with extractable material made from the filter paper of the invention, the extractable material preferably being tea.
  • the filter paper then passed through the drying section, where it was dried to a moisture content of 9.7%. Finally, the filter paper was rolled up at the end of the paper machine and packed in a polyethylene film We sentlichen water vapor impermeable. The paper machine settings were slightly varied so that slightly different properties of the filter papers A, B and C were obtained.
  • a fourth inventive filter paper, designated D was made from 82% long fiber pulp and 18% abaca fibers.
  • the long-fiber pulp and the abaca fibers were ground together to a freeness of 23 ° SR, measured according to ISO 5267-1: 1999, and applied as a suspension with 0.016% solids content to the inclined by 20 ° to the horizontal, rotating sieve of the inclined screen.
  • the filter paper passed through the press section, being compressed between two plastic coated steel rolls having a line load of 60 kN / m, to solidify the paper structure. But also thickness and air permeability were reduced.
  • the filter paper then passed through the dryer section, where it was dried to a humidity of 10.3%. From closing the filter paper was rolled up at the end of the paper machine and in a Po lyethylenfolie substantially water vapor impermeable packaged.
  • filter papers according to the invention basis weight, density, thickness, roughness, bending resistance in the machine direction and air permeability were determined.
  • filter papers designated X, Y, Z, analyzed microscopically in terms of their content of abaca fibers and sisal fibers and also basis weight, density, thickness, roughness, bending resistance was determined in the machine direction and air permeability ,
  • the filter papers according to the invention are lower in thickness and roughness and higher in density than all filter papers not according to the invention. This difference is caused by the compression of the filter paper, which reduces the roughness and the thickness and, with the basis weight remains the same, increases the density.
  • a per se undesirable side effect is that thereby the air permeability is lowered, and it is lower in all inventive filter papers than in the filter papers not according to the invention.
  • this slightly lower air permeability has virtually no effect in producing an aqueous extract using the filter papers of the present invention.
  • the bending resistance of the filter papers according to the invention is, with one exception, Fil terpapier A compared to filter paper Y, lower than that of the filter papers not according to the invention. This difference is caused on the one hand by the low content of abaca fibers and sisal fibers, on the other hand also by the reduced thickness due to the mechanical compression.
  • Table 2 shows the bending resistance in the transverse direction (BR-CD), the machine direction (F-MD) and the machine direction (F-CD), the machine direction (E-MD) and the transverse direction (E-CD). and the energy absorption capacity in the machine direction (TEA-MD).
  • inventive tea bags filled inventive tea bags were on different conventional Teebeu telmaschinen such as IMA C24, IMA C27 and Teepack Perfecta produced without further problems.
  • the made from the four he inventive filter papers tea bags were compared with three commercially available teabags tea same geometry and filling, which were made on the same machines.
  • containers were prepared with 0.5 liters of tap water at a temperature of 90 ° C and immersed each teabag in a container. The tea was visually evaluated for the rate of discoloration of the tap water in the container after a few seconds, as this discoloration rate is also the criterion that a consumer observes in making the tea.
  • the filter papers according to the invention can be produced with a substantial or complete absence of Abaca fibers and sisal fibers tea bags whose performance is not different from those of conventional tea bags, although this would have been expected due to the technical properties of the filter papers.
  • by about 10% smaller thickness compared to conventional filter papers about 10% more tea bags made from a roll with the same outer diameter who the, which allows an additional increase in productivity.

Abstract

Gezeigt wird ein Filterpapier zur Herstellung eines wässrigen Extrakts, umfassend Langfaserzellstoff, das die folgenden Eigenschaften aufweist: ein Flächengewicht von mehr als 9,0 g/m2 und weniger als 13,5 g/m2, eine Dichte von mehr als 280 kg/m3 und weniger als 350 kg/m3, eine Rauigkeit von mehr als 700 ml/min und weniger als 1300 ml/min, einen Biegewiderstand in Maschinenrichtung von mehr als 50 mN und weniger als 75 mN, und eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 17000 cm/(min ·kPa) und weniger als 26000 cm/(mim ·kPa), wobei das Filterpapier entweder frei ist von Abacá Fasern und Sisal Fasern, oder, falls Abacá Fasern und/oder Sisal Fasern vorhanden sind, diese zusammengenommen weniger als 20% der Papiermasse ausmachen.

Description

VERBESSERTES FILTERPAPIER
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Filterpapier zur Herstellung von wässrigen Extrakten, insbesonde re zur Herstellung von Tee, Kaffee oder anderen Aufgussgetränken und aus diesem Filterpa pier gefertigte Beutel, insbesondere Teebeutel. Das erfindungsgemäße Filterpapier ist durch einen niedrigen Anteil oder das gänzliche Fehlen der üblicherweise verwendeten Abaca Fa sern oder Sisal Fasern gekennzeichnet, sowie durch ein vom Stand der Technik abweichendes Eigenschaftsprofil. Trotzdem bietet das erfindungsgemäße Filterpapier in der Anwendung mindestens dieselbe Leistungsfähigkeit wie aus dem Stand der Technik bekannte Filterpapie re.
HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
Zur Herstellung von wässrigen Extrakten, insbesondere zur Herstellung von Tee, Kaffee oder anderen Aufgussgetränken, ist es üblich das zu extrahierende Material, beispielsweise zer kleinerte Teeblätter, in definierten Portionen vorab in Beutel aus einem speziellen Filterpa pier zu füllen. Der Beutel wird verschlossen und zur Herstellung des Aufgussgetränks für eine bestimmte Zeit in das üblicherweise heiße Wasser eingetaucht und anschließend wieder aus dem Wasser entfernt. Verfahren, bei denen der Beutel nicht verschlossen wird und nur in das heiße Wasser gehängt anstatt getaucht wird, sind ebenso bekannt. Die wesentlichen Vorteile bei der Verwendung dieser Beutel bestehen in der einfachen Handhabung, in der Vorportio- nierung des zu extrahierenden Materials und im leichten Entfernen des zu extrahierenden Materials aus dem Wasser.
Trotz dieser scheinbar einfachen Anwendung bestehen an das Filterpapier aber vergleichs weise hohe Anforderungen. Das Filterpapier soll im Wasser nicht zerfallen, damit das zu ext rahierende Material im Beutel verbleibt. Es soll eine hohe Porosität besitzen, damit das Was ser durch natürliche oder erzwungene Konvektion leicht um das zu extrahierende Material strömen kann, und die Herstellung des Extrakts nicht lange dauert. Des Weiteren sollen die Poren im Filterpapier aber nicht zu groß sein, damit ldeine Partikel des zu extrahierenden Materials nicht durch das Filterpapier fallen und im Extrakt verbleiben. Diese Eigenschaft wird durch Messung des sogenannten Sandausfalls bestimmt:.
Das Filterpapier soll außerdem selbst keine unerwünschten Stoffe, insbesondere keine uner wünschten Geschmacksstoffe oder Aromen an das Wasser abgeben. Schließlich soll das Fil- terpapier auch noch mechanische Eigenschaften besitzen, die eine industrielle Herstellung der Beutel mit hoher Geschwindigkeit erlauben. Dazu gehören beispielsweise mechanische Festigkeit und Dehnbarkeit, Rauigkeit oder auch eine Heißsiegelfähigkeit.
Es ist im Stand der Technik üblich, Filterpapiere für diese Anwendungen aus Fasern herzu stellen, die aus der Abaca Pflanze ( Musa textilis ), einem Bananengewächs, gewonnen wer den. Diese Fasern werden auch als Manilahanf, Bananenhanf oder Musahanf bezeichnet, haben aber keine botanische Beziehung zur Hanfpflanze (Cannabis). Nach dem Stand der Technik erlauben es nur diese Fasern ein Filterpapier mit hoher und gleichmäßiger Porosität, geringem Flächengewicht und hoher Festigkeit herzustellen. Eine Alternative dazu sind Fa sern aus der Sisal Pflanze ( Agave sisalana), einer Agavenart, die in ebenso irreführender Weise auch als Sisalhanf bezeichnet werden.
Für beide Arten von Fasern, insbesondere aber für Abaca Fasern gilt, dass es wegen des ge ringen Bedarfs und der speziellen Anwendung nur wenige Lieferanten gibt und die Qualität der Fasern stark schwankt. Das macht die Herstellung der Filterpapiere vergleichsweise schwierig und teuer. Bisher waren aber Versuche Filterpapiere ohne die Verwendung von Abaca Fasern oder Sisal Fasern herzustellen nicht kommerziell erfolgreich, weil in den meisten Fällen die technischen Eigenschaften eines Filterpapiers, das solche Fasern enthält, nicht erreicht werden konnten.
Der Anteil von Abaca Fasern oder Sisal Fasern im Filterpapier aus dem Stand der Technik beträgt generell mehr als 25% der Papiermasse.
Neben Abaca Fasern oder Sisal Fasern enthalten solche Filterpapiere oft auch synthetische Fasern, insbesondere thermoplastische Fasern, die das Filterpapier mit einer Fleißsiegelfä higkeit ausstatten, sodass verschlossene Beutel aus dem Filterpapier vergleichsweise einfach durch Versiegeln des Filterpapiers mit sich selbst hergestellt werden können und keine wei teren Materialien zum Verschließen des Beutels benötigt werden.
Die Filterpapiere enthalten oft auch Mittel zur Steigerung der Nassfestigkeit, damit sie wäh rend der Flerstellung des wässrigen Extrakts ausreichende mechanische Festigkeit besitzen.
Bei der Herstellung von Beuteln aus Filterpapieren werden Techniken eingesetzt um zwei Filterpapierlagen miteinander zu verbinden. Diese Techniken umfassen das Versiegeln bei erhöhter Temperatur, wie es durch die Verwendung thermoplastischer Fasern ermöglicht wird, oder das Rändeln, bei dem die Verbindung durch hohen Druck und das eingeprägte Muster bewirkt wird. Kombinationen dieser Verfahren können ebenfalls eingesetzt werden. Es besteht also ein Bedarf, den Anteil der Abaca Fasern oder Sisal Fasern im Filterpapier möglichst zu reduzieren und durch andere billigere, leichter verfügbare Fasern stabilerer Qualität zu ersetzen, ohne dass die Brauchbarkeit dieses Filterpapiers zur Herstellung von wässrigen Extrakten darunter leidet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe besteht darin, ein Filterpapier bereitzustellen, das zur Herstellung von wässri gen Extrakten, insbesondere von Aufgussgetränken wie Tee oder Kaffee, verwendet werden kann und vergleichsweise deutlich weniger oder keine Abaca Fasern oder Sisal Fasern ent hält. Dabei soll das Filterpapier dieselbe Leistungsfähigkeit bei der Herstellung des wässrigen Extrakts bieten wie die konventionellen Filterpapiere.
Diese Aufgabe wird durch ein Filterpapier nach Anspruch l, ein Verfahren zu dessen Herstel lung nach Anspruch 24 und einen aus dem erfindungsgemäßen Filterpapier hergestellten Beutel nach Anspruch 30 gelöst.
Die Erfinder haben überraschenderweise gefunden, dass sich die Aufgabe durch ein Filterpa pier lösen lässt, das Langfaserzellstoff umfasst und die folgenden Eigenschaften besitzt: ein Flächengewicht von mehr als 9,0 g/m2 und weniger als 13,5 g/m2,
eine Dichte von mehr als 280 kg/m3 und weniger als 350 kg/m3,
eine Rauigkeit von mehr als 700 ml/ min und weniger als 1300 ml/min,
einen Biegewiderstand in Maschinenrichtung von mehr als 50 mN und weniger als 75 mN,
eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 17000 cm/(min-kPa) und weniger als 26000 cm/(min-kPa),
wobei das Filterpapier entweder frei ist von Abaca Fasern und Sisal Fasern, oder, falls Abaca Fasern und/oder Sisal Fasern vorhanden sind, diese zusammengenommen weniger als 20% der Papiermasse ausmachen.
Diese Lösung der Aufgabe ist insofern überraschend, als sich das Eigenschaftsprofil des er findungsgemäßen Filterpapiers in mehreren Punkten von aus dem Stand der Technik be kannten Filterpapieren unterscheidet. Offenbar war der bisher versuchte Ansatz, nämlich ohne Verwendung von Abaca Fasern oder Sisal Fasern dieselben Papiereigenschaften zu er reichen, wie sie Filterpapiere mit solchen Fasern besitzen, nicht erfolgreich. Man ist offenbar irrtümlich davon ausgegangen, dass sich die gewünschte Leistungsfähigkeit bei der Herstel lung eines wässrigen Extrakts nur mittels dieser Papiereigenschaften erreichen lässt. Im Gegensatz dazu haben die Erfinder ein Filterpapier entwickelt, dessen Eigenschaften zwar von aus dem Stand der Technik bekannten Filterpapieren abweichen, das aber hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit bei der Herstellung von wässrigen Extrakten jedenfalls nicht schlechter ist als die aus dem Stand der Technik bekannten Filterpapiere. Insbesondere ha ben die Erfinder gefunden, dass sich dieses Ergebnis mit einer Rauigkeit, einem Biegewider stand und einer Luftdurchlässigkeit erzielen lässt, die jeweils geringer ist als jene der aus dem Stand der Technik bekannten Filterpapiere, sowie einer Dichte, die höher ist als jene der aus dem Stand der Technik bekannten Filterpapiere. Diese Eigenschaftskombination lässt sich durch eine spezielle mechanische Behandlung erzielen, wie sie weiter unten beschrieben wird.
Das erfindungsgemäße Filterpapier umfasst Langfaserzellstoff. Der Langfaserzellstoff kann aus Nadelbäumen wie Fichte, Kiefer oder Tanne gewonnen werden. Er verleiht dem Filterpa pier eine hohe Festigkeit und Luftdurchlässigkeit, erreicht dabei aber nicht ganz dieselben Werte wie Abaca Fasern oder Sisal Fasern.
Der Anteil des Langfaserzellstoffs im Filterpapier beträgt bevorzugt mindestens 70%, beson ders bevorzugt mindestens 80% und ganz besonders bevorzugt mindestens 90% jeweils be zogen auf die Masse des Filterpapiers. In einer besonders bevorzugten Ausfiihrungsform ist der gesamte Zellstoff im erfindungsgemäßen Filterpapier durch Langfaserzellstoff gebildet.
Alternativ kann der Langfaserzellstoff teilweise oder ganz durch Zellstoff aus Einjahrespflan zen wie Hanf, Flachs, Kenaf oder Jute, mit Ausnahme von Abaca oder Sisal ersetzt werden. Die Zellstoffe aus Einjahrespflanzen sind allerdings nicht bevorzugt, weil sie vergleichsweise teuer sind, bei der Papierherstellung nur schlecht entwässern und ähnlich wie Abaca Fasern und Sisal Fasern Qualitätsschwankungen unterliegen.
Der Anteil an Abaca Fasern und Sisal Fasern zusammengenommen beträgt weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10% und besonders bevorzugt weniger als 5% der Masse des Filterpa piers. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfmdungsgemäße Fil terpapier im Wesentlichen, das heißt bis auf prozessbedingte Verunreinigungen, frei von Ab aca Fasern und Sisal Fasern.
Das erfindungsgemäße Filterpapier kann Kurzfaserzellstoff enthalten. Der Kurzfaserzellstoff kann aus Laubbäumen wie Birke, Buche oder Eukalyptus gewonnen werden. Kurzfaserzell stoff erhöht das Volumen des Filterpapiers und reduziert den Sandausfall, reduziert aber auch die Festigkeit, weshalb der Anteil im erfindungsgemäßen Filterpapier vergleichsweise gering sein soll. Bevorzugt beträgt der Anteil an Kurzfaserzellstoff im erfindungsgemäßen Filterpapier höchstens 20%, besonders bevorzugt höchstens io% und bevorzugt mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 5% der Papiermasse.
Das erfindungsgemäße Filterpapier kann thermoplastische Fasern enthalten. Diese Fasern können ein thermoplastisches Material umfassen, das bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyme- thacrylat, Polyacrylat, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol und Polylactid oder Mischungen dar aus ausgewählt ist. Auch Bikomponentenfasern können bevorzugt eingesetzt werden. Die thermoplastischen Fasern statten das Filterpapier mit einer Heißsiegelfähigkeit aus oder ver bessern das Filterpapier hinsichtlich anderer Eigenschaften, wie seiner Porenstruktur oder Saugfähigkeit. Bevorzugt beträgt der Anteil thermoplastischer Fasern im erfindungsgemäßen Filterpapier mindestens 5%, besonders bevorzugt mindestens 10% und bevorzugt höchstens 30%, besonders bevorzugt höchstens 20%, jeweils bezogen auf die Masse des Filterpapiers.
Das erfindungsgemäße Filterpapier kann auch Fasern aus regenerierter Cellulose enthalten, bevorzugt Viskosefasern oder Tencel® Fasern, um die Porenstruktur und andere Eigenschaf ten des Filterpapiers zu beeinflussen. Der Anteil an Fasern aus regenerierter Cellulose beträgt bevorzugt höchstens 15% und besonders bevorzugt höchstens 10% der Masse des Filterpa piers.
In vielen Papieren werden Füllstoffe eingesetzt, um die Opazität oder die Weiße des Papiers zu erhöhen oder Zellstoff durch billigere Materialien zu ersetzen. Füllstoffe im erfindungs gemäßen Filterpapier können beispielsweise ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Mag nesiumsilikaten, Aluminiumsilikaten, Kaolin und Talkum oder Gemischen daraus. Da Füll stoffe aber die Festigkeit des Filterpapiers reduzieren, sind sie im erfindungsgemäßen Filter papier unerwünscht. Bevorzugt beträgt daher der Anteil an Füllstoffen im erfindungsgemä ßen Filterpapier weniger als 10% der Papiermasse, besonders bevorzugt weniger als 5% der Papiermasse und ganz besonderes bevorzugt enthält das erfindungsgemäße Filterpapier kei ne Füllstoffe.
Weitere Bestandteile des erfindungsgemäßen Filterpapiers, wie Nassfestmittel oder Mittel zur Steigerung der Festigkeit, wie Stärke, Guar oder Carboxymethylcellulose, kann der Fachmann nach seiner Erfahrung auswählen. Ebenso kann der Fachmann Prozesshilfsmittel, wie beispielsweise Retentionshilfsmittel, nach seiner Erfahrung zur Herstellung des erfin dungsgemäßen Filterpapiers einsetzen. Das erfindungsgemäße Filterpapier hat ein Flächengewicht von mindestens 9,0 g/m2, bevor zugt mindestens 10,0 g/m2, besonders bevorzugt mindestens 11,0 g/m2 und höchstens 13,5 g/m2, bevorzugt höchstens 13,2 g/m2, besonders bevorzugt höchstens 13,0 g/m2. Je höher das Flächengewicht des Filterpapiers, umso höher ist seine Festigkeit, aber auch der Materi aleinsatz. Das Flächengewicht kann beispielsweise gemäß ISO 536:2012 gemessen werden.
Die Dichte des Filterpapiers ist neben der Luftdurchlässigkeit ein wesentlicher Faktor, der die Geschwindigkeit beeinflusst, mit der ein wässriges Extrakt bei Verwendung dieses Filter papiers hergestellt werden kann. Generell haben Filterpapiere aus dem Stand der Technik eine möglichst geringe Dichte von weniger als 280 kg/m3. Das erfindungsgemäße Filterpa pier hat durch eine spezielle mechanische Behandlung bei der Papierherstellung aber eine höhere Dichte von mindestens 280 kg/m3, bevorzugt mindestens 290 kg/m3 und besonders bevorzugt mindestens 300 kg/m3 und höchstens 350 kg/m3, bevorzugt höchstens 340 kg/m3, besonders bevorzugt höchstens 330 kg/m3. Experimente der Erfinder zeigen, dass diese höhere Dichte keine Nachteile bei der Herstellung des wässrigen Extrakts mit sich bringt.
Flächengewicht, Dichte und Dicke sind eng verbundene Parameter, und das erfindungsge mäße Filterpapier hat bevorzugt eine Dicke von mindestens 38 pm, besonders bevorzugt mindestens 40 pm, ganz besonders bevorzugt mindestens 41 pm und bevorzugt höchstens 48 pm, besonders bevorzugt höchstens 46 pm, ganz besonders bevorzugt höchstens 45 pm. Durch die spezielle mechanische Behandlung liegt die Dicke des erfindungsgemäßen Filterpapiers unter jener konventioneller Filterpapiere. Die geringe Dicke kann zu einem schnelle ren Transport des Wassers durch das Filterpapier beitragen und so die Geschwindigkeit er höhen, mit der ein wässriges Extrakt hergestellt werden kann. Außerdem erlaubt eine geringe Dicke, dass sich auf einer Rolle des Filterpapiers bei gegebenem Außendurchmesser bezüg lich der Fläche mehr Filterpapier befinden kann. Bei der Weiterverarbeitung des Filterpa piers ist durch konstruktive Gegebenheiten auf den Verarbeitungsmaschinen der maximale Außendurchmesser der Filterpapierrolle beschränkt, sodass pro Rollenwechsel mit dem er findungsgemäßen Filterpapier beispielsweise mehr Beutel hergestellt werden können, weil es bei der Anzahl der herstellbaren Beutel nur auf die Fläche des Filterpapiers ankommt. Daher reduziert sich die Zahl der Rollenwechsel, und die Produktivität kann gesteigert werden.
Dichte und Dicke können beispielsweise gemäß ISO 534:2011 an einer einzelnen Filterpa pierlage gemessen werden.
Auch die Rauigkeit des erfindungsgemäßen Filterpapiers ist für die Weiterverarbeitung des Filterpapiers von technischer Bedeutung, insbesondere reduziert eine geringe Rauigkeit die Freisetzung von Staub während der Weiterverarbeitung. Eine geringe Rauigkeit wird vom Konsumenten aber auch als Qualitätssignal wahrgenommen. Das erfindungsgemäße Filter papier hat eine Rauigkeit von mindestens 700 ml/min, bevorzugt mindestens 800 ml/min, besonders bevorzugt mindestens 850 ml/min und höchstens 1300 ml/min, bevorzugt höchstens 1200 ml/ min, besonders bevorzugt höchstens 1100 ml/min. Die Rauigkeit kann bei spielsweise gemäß ISO 8791-2:2013 gemessen werden.
Von großer Bedeutung für die Herstellung eines wässrigen Extrakts unter Verwendung des erfindungsgemäßen Filterpapiers ist die Luftdurchlässigkeit des Filterpapiers. Eine hohe Luftdurchlässigkeit ermöglicht es, dass das Wasser bei der Herstellung des Extrakts durch natürliche oder erzwungene Konvektion vergleichsweise leicht durch das Filterpapier strömt, die Luft verdrängt, und so das Extrakt in kurzer Zeit hergestellt werden kann. Das erfin dungsgemäße Filterpapier hat eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 17000 cm/(min-kPa), bevorzugt mindestens 18000 cm/(mi kPa), besonders bevorzugt mindestens 19000 cm/(min-kPa) und höchstens 26000 cm/(min-kPa), bevorzugt höchstens 25000 cm/fmimkPa), besonders bevorzugt höchstens 24000 cm/(min-kPa). Damit ist die Luft durchlässigkeit des erfindungsgemäßen Filterpapiers niedriger als jene von konventionellen Filterpapieren. Experimente zeigen aber, dass dies nicht von Nachteil ist. Die Messung der Luftdurchlässigkeit kann gemäß ISO 2965:2009 durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Filterpapier kann durch eine Reihe mechanischer Parameter wie Bie gewiderstand, Bruchdehnung, Zugfestigkeit und Energieaufnahmevermögen charakterisiert werden. Zur Messung dieser Eigenschaften werden aus dem Filterpapier Teststreifen ge schnitten, wobei die Ergebnisse aber davon abhängen, in welcher Richtung die Teststreifen entnommen werden. Man unterscheidet deshalb bei diesen Parametern zwischen der Ma schinenrichtung, d. h. jener Richtung, in der das Filterpapier bei seiner Herstellung durch die Papiermaschine läuft, und der Querrichtung, d. h. der Richtung in der Filterpapierebene or thogonal zur Maschinenrichtung.
Der Biegewiderstand des Filterpapiers ist für die Flerstellung von Beuteln aus dem Filterpa pier und generell für die Verarbeitung des Filterpapiers auf Maschinen von Bedeutung. Er soll nicht zu hoch sein, damit das Filterpapier keine zu großen Rückstellkräfte bei der Her stellung der Beutel entwickelt. Der Biegewiderstand des erfindungsgemäßen Filterpapiers in Maschinenrichtung beträgt mindestens 50 mN, bevorzugt mindestens 55 mN, besonders bevorzugt mindestens 58 mN und höchstens 75 mN, bevorzugt höchstens 73 mN, besonders bevorzugt höchstens 72 mN. Damit ist der Biegewiderstand des erfindungsgemäßen Filterpa piers in Maschinenrichtung niedriger als jener von aus dem Stand der Technik bekannten Filterpapieren, die oft einen Biegewiderstand in Maschinenrichtung von über 80 mN aufwei- sen. Daraus ergeben sich zusätzliche Vorteile bei der maschinellen Verarbeitung des Filter papiers. Dieser niedrige Biegewiderstand wird durch den geringen Gehalt an Abaca Fasern und Sisal Fasern im erfindungsgemäßen Filterpapier erreicht.
Auch in Querrichtung soll der Biegewiderstand des erfindungsgemäßen Filterpapiers eher niedrig sein. Der Biegewiderstand in Querrichtung soll bevorzugt mindestens 15 mN, beson ders bevorzugt mindestens 18 mN, ganz besonders bevorzugt mindestens 20 mN und höchs tens 28 mN, besonders bevorzugt höchstens 26 mN, ganz besonders bevorzugt höchstens 25 mN betragen. Der Biegewiderstand des erfindungsgemäßen Filterpapiers in Querrichtung liegt damit ebenfalls unter dem Biegewiderstand konventioneller Filterpapiere in Querrich tung, der typischerweise mindestens etwa 30 mN beträgt.
Der Biegewiderstand eines Filterpapiers sowohl in Maschinenrichtung als auch in Querrich tung kann gemäß ISO 2493-1:2010 gemessen werden, wobei die Kraft zur Erzielung einer definierten Verformung gemessen und als Biegewiderstand angegeben wird.
Die Bruchdehnung des Filterpapiers ist relevant für die maschinelle Verarbeitung des Filter papiers. Generell ist eine hohe Bruchdehnung von Vorteil, da das Filterpapier dann geringe Geschwindigkeitsunterschiede in der Verarbeitungsmaschine ausgleichen kann, sie soll aber auch nicht zu hoch sein, weil es dann schwierig ist selbst unter geringer Belastung das Filter papier in Stücke einer definierten Größe zu schneiden. Die Bruchdehnung des erfindungsge mäßen Filterpapiers in Maschinenrichtung beträgt bevorzugt mindestens 1,0%, bevorzugt mindestens 1,2% und bevorzugt höchstens 2,0%, besonders bevorzugt höchstens 1,8%. Die Bruchdehnung des erfindungsgemäßen Filterpapiers in Querrichtung beträgt bevorzugt min destens 1,8%, besonders bevorzugt mindestens 2,4% und bevorzugt höchstens 3,8%, beson ders bevorzugt höchstens 3,4%. Die Tatsache, dass die Bruchdehnungen in Maschinenrich tung und in Querrichtung relativ ähnlich sind, ist eine Konsequenz aus der speziellen mecha nischen Behandlung, bei der die Papierstruktur verdichtet wird. Sie stellt somit einen zusätz lichen Vorteil des erfindungsgemäßen Filterpapiers dar.
Die Zugfestigkeit des Filterpapiers soll vor allem in Maschinenrichtung ausreichend hoch sein, damit das Filterpapier bei seiner Herstellung und der Verarbeitung nicht reißt. Die Zug festigkeit des erfindungsgemäßen Filterpapiers in Maschinenrichtung beträgt bevorzugt mindestens 11,5 N/15 mm, besonders bevorzugt mindestens 12,0 N/15 mm und bevorzugt höchstens 15,0 N/15 mm, besonders bevorzugt höchstens 14,0 N/15 mm.
In Querrichtung beträgt die Zugfestigkeit des erfindungsgemäßen Filterpapiers bevorzugt mindestens 2,5 N/15 mm, besonders bevorzugt mindestens 3,0 N/15 mm und bevorzugt höchstens 5,0 N/15 mm, besonders bevorzugt höchstens 4,5 N/15 mm. Die Bruchdehnung und die Zugfestigkeit, jeweils in Maschinenrichtung und Querrichtung, können gemäß ISO 1924-2:2008 gemessen werden.
Von Bedeutung für die Verarbeitbarkeit des erfindungsgemäßen Filterpapiers ist auch sein Energieaufnahmevermögen, das ebenfalls nach ISO 1924-2:2008 bestimmt werden kann. Das Energieaufnahmevermögen ergibt sich beispielsweise aus dem Rraft-Dehnungs-Verlauf des Filterpapiers bei einer konstanten Dehnungsrate. Ein hohes Energieaufnahmevermögen erleichtert die maschinelle Verarbeitung des Filterpapiers, weil das Filterpapier die Belastun gen bei der Verarbeitung leichter aufnehmen kann, ohne zu reißen oder sich dauerhaft zu verformen. Das erfindungsgemäße Filterpapier besitzt ein Energieaufnahmevermögen in Maschinenrichtung von bevorzugt mindestens 6,0 J/m2, besonders bevorzugt mindestens 7,0 J/m2 und bevorzugt höchstens 11,0 J/m2, besonders bevorzugt höchstens 10,0 J/m2.
Die Herstellung des Filterpapiers kann überwiegend den Methoden der konventionellen Pa pierherstellung folgen. In einem ersten Schritt wird der Langfaserzellstoff in Wasser suspen diert und in einem Mahlaggregat gemahlen. Bei dieser Mahlung werden die Fibrillen der Zellstofffasern freigelegt und die Oberfläche der Fasern vergrößert, wodurch die Festigkeit des daraus gefertigten Filterpapiers erhöht aber auch seine Luftdurchlässigkeit reduziert wird. Des Weiteren werden die Zellstofffasern bei intensiverem Mahlen gekürzt, was die Fes tigkeit des Filterpapiers reduziert. Der Fachmann ist in der Lage, einen günstigen Mahlgrad als Kompromiss zwischen Festigkeit und Luftdurchlässigkeit aus seiner Erfahrung oder durch wenige Experimente festzulegen.
Der Kurzfaserzellstoff, synthetische Fasern oder anderes Fasermaterial wird - sofern vor handen - ebenso in Wasser suspendiert und kann gemahlen werden, wobei Kurzfaserzellstoff und synthetische Fasern allerdings bevorzugt nicht gemahlen werden. Die Suspensionen aus Langfaserzellstoff und gegebenenfalls Kurzfaserzellstoff, anderen Fasern, optionalen Füllstof fen, Additiven und Prozesshilfsmitteln können zusammengeführt werden und gelangen in den Stoffauflauf der Papiermaschine. Bevorzugt ist die Papiermaschine eine Schrägsiebma schine, wobei besonders bevorzugt das Sieb zwischen 150 und 250 gegen die Horizontale ge neigt ist. Die Schrägsiebmaschine bietet den Vorteil, dass Suspensionen mit einem sehr nied rigen Feststoffgehalt von etwa 0,02% verarbeitet werden können und so porösere Papiere erzeugt werden können, als mit Langsiebmaschinen.
Aus dem Stoffauflauf strömt die Suspension aus Fasern, Wasser und anderen Komponenten auf das umlaufende Sieb der Papiermaschine und kann durch das Sieb hindurch, teilweise mittels Unterdrück, entwässert werden. Dabei wird das Filterpapier auf dem Sieb gebildet. Das Filterpapier durchläuft danach vorzugsweise eine Pressenpartie, in der es durch mecha nischen Druck entwässert wird, und weiter vorzugsweise eine Trockenpartie, vorzugsweise mit Nachbefeuchtung, in der es durch erhöhte Temperatur, beispielsweise durch Heißluft, Infrarotstrahlung oder Kontakt mit beheizten Zylindern getrocknet wird. In die Trockenpar tie kann auch eine Leimpresse oder Filmpresse integriert sein. Am Ende der Papiermaschine kann das Filterpapier aufgerollt, anschließend in Rollen definierter Breite und Länge ge schnitten und verpackt werden.
Ein besonderes und vom Stand der Technik abweichendes Merkmal beim Herstellungspro zess des erfindungsgemäßen Filterpapiers besteht darin, dass es mit ausreichendem Druck komprimiert wird, sodass ihm die eingangs genannten Eigenschaften verliehen werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden dass das Filterpapier während seiner Herstel lung auf der Papiermaschine in der Pressenpartie zwei Walzen, bevorzugt zwei Stahlwalzen, durchläuft, die mechanischen Druck auf das Filterpapier ausüben. Besonders bevorzugt sind die Stahlwalzen mit einem Kunststoffbezug überzogen. Bevorzugt beträgt die Linienlast dabei mindestens 30 kN/m und höchstens 100 kN/m. Durch dieses mechanische Komprimieren des Filterpapiers werden Dicke, Rauigkeit und Luftdurchlässigkeit reduziert und die Dichte erhöht, was das ganz spezifische Eigenschaftsprofil des erfindungsgemäßen Filterpapiers erzeugt. Ebenso hat dieser Vorgang Einfluss auf die mechanischen Parameter, wie Biegewi derstand, Festigkeit, Bruchdehnung und Energieaufnahmevermögen. Gemäß dem Stand der Technik gilt das mechanische Komprimieren eines Filterpapiers für die Herstellung wässri ger Extrakte als unerwünscht, weil man davon ausgegangen ist, dass damit die Luftdurchläs sigkeit zu sehr reduziert und die Dichte zu sehr erhöht wird und so das wässrige Extrakt nicht mehr in kurzer Zeit hergestellt werden kann. Die Erfinder haben überraschend gefunden, dass die Einbußen durch höhere Dichte und geringere Luftdurchlässigkeit zwar vorhanden sind, aber nicht so stark sind, dass sie eine nennenswerte Auswirkung bei der Herstellung wässriger Extrakte unter Verwendung des erfindungsgemäßen Filterpapiers haben. Aber ge nau dieses mechanische Komprimieren des Filterpapiers erlaubt es, auf die Verwendung von Abaca Fasern und Sisal Fasern weitgehend oder ganz zu verzichten, weil dabei zwar die Struktur des Filterpapiers geringfügig verdichtet, aber auch seine Festigkeit deutlich erhöht ward. Dadurch kann auch bei ausschließlicher Verwendung von Langfaserzellstoff die hohe Luftdurchlässigkeit mit ausreichender Festigkeit kombiniert werden.
Im Gleichgewichtszustand besitzen konventionelle Filterpapiere eine Feuchte von etwa 7% der Papiermasse unter den in ISO 187:1990 definierten Bedingungen von 50% relativer Feuchtigkeit und 23°C. Die Feuchte des Filterpapiers kann durch Bestimmung der Papier masse vor und nach dem Trocknen einer definierten Menge an Filterpapier gemäß ISO 287:2009 gemessen werden. Für die konventionelle Herstellung von Beuteln aus Filterpapier hat es sich als günstig erwiesen, die Feuchte des Filterpapiers auf einen Wert von h% bis 8% einzustellen. Bei dieser Feuchtigkeit kann das Filterpapier gut verarbeitet werden, weil die Fasern ausreichend flexibel sind. Insbesondere das Rändeln zur Verbindung zweier Lagen des Filterpapiers wird erleichtert. Nach dem Stand der Technik soll die Feuchte aber 8% nicht nennenswert überschreiten, weil sonst die Fasern zu flexibel werden und sich beim Rändeln die gewünschte Festigkeit der Verbindung nicht einstellt.
Generell kann das Anpassen der Feuchte durch eine Befeuchtung bei der Herstellung der Teebeutel geschehen, was allerdings einen zusätzlichen maschinellen Aufwand bedeutet.
Die Erfinder haben jedoch gefunden, dass für Filterpapier eine noch höhere Feuchte von be vorzugt mindestens 9%, besonders bevorzugt mindestens 10%, ganz besonders bevorzugt mindestens 11% und bevorzugt höchstens 20%, besonders bevorzugt höchstens 18%, ganz besonders bevorzugt höchstens 15% weitere Vorteile bietet. Entgegen der Erwartung steigert diese hohe Feuchte die Festigkeit der durch Rändeln erzeugten Verbindungen zwischen den Papierlagen.
Da diese Feuchte aber nicht dem Gleichgewichtszustand entspricht, der sich bei Lagerung unter üblichen Umgebungsbedingungen einstellt und die Nachbefeuchtung bei der Herstel lung von Beuteln einen zusätzlichen Aufwand bedeutet, besteht eine weitere Ausführungs form der Erfindung darin, das Filterpapier mit einer gegenüber dem Gleichgewichtszustand erhöhten Feuchte im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig zu verpacken und beispiels weise in Form einer im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig verpackten Rolle bereitzu stellen.
Die Erfindung umfasst daher auch ein im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig verpack tes Filterpapier, wobei das Filterpapier eine Feuchte von mindestens 9%, bevorzugt mindes tens 10%, besonders bevorzugt mindestens 11% und höchstens 20%, bevorzugt höchstens 18%, besonders bevorzugt höchstens 15% besitzt. Die Feuchte kann nach ISO 287:2009 ge messen werden.
Bevorzugt umfasst das Filterpapier in der verpackten Rolle Langfaserzellstoff, wobei das Fil terpapier entweder frei ist von Abacä Fasern und Sisal Fasern, oder, falls Abaca Fasern und/oder Sisal Fasern vorhanden sind, diese zusammengenommen weniger als 20%, beson ders bevorzugt weniger als 10% und ganz besonders bevorzugt weniger als 5% der Masse des Filterpapiers ausmachen. Besonders bevorzugt ist das Filterpapier in der im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig verpackten Rolle ein Filterpapier nach einer der oben genannten Ausführungsformen.
Eine solche Rolle kann durch Trocknen des Filterpapiers auf die gewünschte Feuchte am En de der Papierherstellung, Aufrollen des Filterpapiers auf einer Rolle und Verpacken der Rolle in ein im Wesentlichen wasserdampfundurchlässiges Material hergestellt werden.
Das im Wesentlichen wasserdampfundurchlässige Material ist dabei bevorzugt eine Kunst stofffolie, besonders bevorzugt eine Folie aus Polyethylen oder Polypropylen. Ebenso bevor zugt kann als im Wesentlichen wasserdampfundurchlässiges Material ein geeignetes Verpa ckungspapier eingesetzt werden. Hierbei bedeutet„im Wesentlichen wasserdampfundurch lässig“, dass die Feuchte des Filterpapiers in der verpackten Rolle, gemessen nach ISO 287:2009 nicht weniger als 8% der Papiermasse beträgt, nachdem die verpackte Rolle mindestens 3 Tage unter den in ISO 187:1990 definierten Bedingungen von 50% relativer Feuch tigkeit und 23°C gelagert wurde.
Alternativ gilt ein Verpackungsmaterial für die Zwecke dieser Anwendung als„im wesentlichen wasser dampfundurchlässig“, wenn seine Wasserdampfdurchlässigkeit ( water vapor transmission rate, WVTR) gemessen nach ISO 2528:2017 bei 37°C und 90% relativer Luft feuchtigkeit weniger als 600 g/(m2-d), bevorzugt weniger als 400 g/(m2-d) und besonders bevorzugt weniger als 350 g/(m2-d) aufweist.
Die erfindungsgemäße verpackte Rolle und das erfindungsgemäße Filterpapier können mit tels aus dem Stand der Technik bekannten Maschinen weiterverarbeitet werden, wobei be vorzugt keine weitere Nachbefeuchtung bei der Verarbeitung des Filterpapiers erforderlich ist. Insbesondere können aus dem Filterpapier verschlossene Beutel geformt werden, in die das zu extrahierende Material gefüllt ist. Bevorzugt sind diese Beutel Teebeutel.
Die Erfindung umfasst daher auch Beutel gefüllt mit extrahierbarem Material, die aus dem erfindungsgemäßen Filterpapier hergestellt wurden, wobei das extrahierbare Material bevor zugt Tee ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung soll nun an einigen erfindungsgemäßen Ausführungsformen genauer be schrieben und mit nicht erfindungsgemäßen Filterpapieren verglichen werden. Aus loo% Langfaserzellstoff wurden drei erfindungsgemäße Filterpapiere, bezeichnet mit A, B und C auf einer Schrägsiebmaschine hergestellt. Der Langfaserzellstoff wurde auf einen Mahlgrad von 20°SR, gemessen gemäß ISO 5267-1:1999, gemahlen und als Suspension mit 0,016% Feststoffgehalt auf das um 20° gegenüber der Horizontalen geneigte, umlaufende Sieb der Schrägsiebmaschine aufgebracht. Danach durchlief das Filterpapier die Pressenpar tie, wobei es zwischen zwei mit Kunststoffbeschichteten Stahlwalzen mit einer Linienlast von 65 lcN/m komprimiert wurde, um die Papierstruktur zu verfestigen. Dabei wurden aber auch Dicke und Luftdurchlässigkeit reduziert. Im Anschluss durchlief das Filterpapier die Tro ckenpartie, in der es auf eine Feuchte von 9,7% getrocknet wurde. Abschließend wurde das Filterpapier am Ende der Papiermaschine aufgerollt und in einer Polyethylenfolie im We sentlichen wasserdampfundurchlässig verpackt. Die Einstellungen der Papiermaschine wur den dabei geringfügig variiert, sodass sich leicht unterschiedliche Eigenschaften der Filterpa piere A, B und C ergaben.
Ein viertes erfindungsgemäßes Filterpapier, bezeichnet mit D, wurde aus 82% Langfaserzellstoff und 18% Abaca Fasern hergestellt. Der Langfaserzellstoff und die Abaca Fasern wurden gemeinsam auf einen Mahlgrad von 23°SR, gemessen gemäß ISO 5267-1:1999, gemahlen und als Suspension mit 0,016% Feststoffgehalt auf das um 20° gegenüber der Horizontalen ge neigte, umlaufende Sieb der Schrägsiebmaschine aufgebracht. Danach durchlief das Filter papier die Pressenpartie, wobei es zwischen zwei mit Kunststoff beschichteten Stahlwalzen mit einer Linienlast von 60 kN/m komprimiert wurde, um die Papierstruktur zu verfestigen. Dabei wurden aber auch Dicke und Luftdurchlässigkeit reduziert. Im Anschluss durchlief das Filterpapier die Trockenpartie, in der es auf eine Feuchte von 10,3% getrocknet wurde. Ab schließend wurde das Filterpapier am Ende der Papiermaschine aufgerollt und in einer Po lyethylenfolie im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig verpackt.
Von allen erfindungsgemäßen Filterpapieren wurden Flächengewicht, Dichte, Dicke, Rauigkeit, Biegewiderstand in Maschinenrichtung und Luftdurchlässigkeit bestimmt.
Des Weiteren wurden drei typische, kommerziell verfügbare, nicht erfindungsgemäße Filter papiere, bezeichnet mit X, Y, Z, hinsichtlich ihres Gehalts an Abaca Fasern und Sisal Fasern mikroskopisch analysiert und ebenso Flächengewicht, Dichte, Dicke, Rauigkeit, Biegewider stand in Maschinenrichtung und Luftdurchlässigkeit bestimmt.
Die Ergebnisse sind Tabelle 1 zusammengefasst und zeigen den Gehalt an Abaca und Sisal Fasern (AS), das Flächengewicht (BW), die Dichte (p), die Dicke (d), die Rauigkeit (R), den Biegewiderstand in Maschinenrichtung (BR-MD) und die Luftdurchlässigkeit (AP).
Tabelle l
Die Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäßen Filterpapiere hinsichtlich Dicke und Rauigkeit niedriger und hinsichtlich der Dichte höher liegen als alle nicht erfindungsgemä- ßen Filterpapiere. Dieser Unterschied wird durch die Kompression des Filterpapiers bewirkt, die die Rauigkeit und die Dicke reduziert und, bei gleichbleibendem Flächengewicht, die Dichte erhöht. Ein an sich unerwünschter Nebeneffekt ist, dass dadurch auch die Luftdurch lässigkeit gesenkt wird, und sie ist bei allen erfindungsgemäßen Filterpapieren niedriger als bei den nicht erfindungsgemäßen Filterpapieren. Wie weitere Experimente zeigen, hat diese geringfügig niedrigere Luftdurchlässigkeit aber praktisch keine Auswirkungen beim Herstel len eines wässrigen Extrakts unter Verwendung der erfindungsgemäßen Filterpapiere.
Der Biegewiderstand der erfindungsgemäßen Filterpapiere ist, bis auf eine Ausnahme, Fil terpapier A im Vergleich zu Filterpapier Y, niedriger als jener der nicht erfindungsgemäßen Filterpapiere. Dieser Unterschied wird einerseits durch den geringen Gehalt an Abaca Fasern und Sisal Fasern bewirkt, andererseits auch durch die reduzierte Dicke zufolge der mechani schen Kompression.
Von den erfindungsgemäßen Filterpapieren wurden die wesentlichen mechanischen Eigen- schäften bestimmt, die in Tabelle 2 zusammengefasst sind. Tabelle 2 enthält den Biegewider stand in Querrichtung (BR-CD), die Zugfestigkeit in Maschinenrichtung (F-MD) und in Qu errichtung (F-CD), die Bruchdehnung in Maschinenrichtung (E-MD) und in Querrichtung (E-CD) und das Energieaufnahmevermögen in Maschinenrichtung (TEA-MD).
Tabelle 2
Die Festigkeit einer durch Rändeln hergestellten Verbindung zweier Lagen der Filterpapiere wurde geprüft, wobei sich Werte zwischen 1,5 N und 2,0 N ergaben, während konventionelle Filterpapiere unter denselben Testbedingungen nur Werte zwischen i,o N und 1,7 N erreich ten. Damit zeigt sich, dass sich der hohe Feuchtegehalt der Filterpapiere positiv auf die Fes tigkeit der Rändelverbindungen auswirken kann.
Aus den vier erfindungsgemäßen Filterpapieren A, B, C und D wurden ohne weitere Proble me mit Tee gefüllte erfindungsgemäße Teebeutel auf verschiedenen konventionellen Teebeu telmaschinen wie IMA C24, IMA C27 und Teepack Perfecta hergestellt. Die aus den vier er findungsgemäßen Filterpapieren gefertigten Teebeutel wurden mit drei kommerziell erhältli chen Teebeuteln gleicher Geometrie und Füllung verglichen, die auf denselben Maschinen hergestellt wurden. Dazu wurden Behälter mit 0,5 Liter Leitungswasser mit einer Tempera tur von 90°C vorbereitet und jeder Teebeutel in je einen Behälter eingetaucht. Der Tee wurde optisch hinsichtlich der Geschwindigkeit der Verfärbung des Leitungswassers im Behälter nach einigen Sekunden beurteilt, da diese Verfärbungsgeschwindigkeit auch das Kriterium ist, das ein Konsument bei der Herstellung des Tees beobachtet. Hinsichtlich der erfindungs gemäßen und nicht erfindungsgemäßen Teebeutel zeigte sich kein wahrnehmbarer Unter schied, was durch Messungen mittels UV- VIS bestätigt werden konnte. Der Sandausfall der Teebeutel wurde beurteilt. Dazu wurde Sand mit einer Partikelgröße von 106 pm bis 150 mpi in die Teebeutel gefüllt, danach wurden die Teebeutel in einer Apparatur geschüttelt und die Menge an Sand gewogen, die aus dem Teebeutel durch die Poren des Filterpapiers gefallen war. Auch in diesem Punkt gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den erfin dungsgemäßen und nicht erfindungsgemäßen Teebeuteln.
Somit zeigt sich, dass durch die erfindungsgemäßen Filterpapiere bei weitgehendem oder vollständigem Verzicht auf Abacä Fasern und Sisal Fasern Teebeutel herstellbar sind, deren Leistungsfähigkeit sich nicht von jenen konventioneller Teebeutel unterscheidet, obwohl dies aufgrund der technischen Eigenschaften der Filterpapiere zu erwarten gewesen wäre. Zudem konnten durch die gegenüber konventionellen Filterpapieren um etwa 10% geringere Dicke etwa 10% mehr Teebeutel aus einer Rolle mit gleichem Außendurchmesser hergestellt wer den, was eine zusätzliche Steigerung der Produktivität erlaubt.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Filterpapier zur Herstellung eines wässrigen Extrakts, umfassend Langfaserzellstoff, das die folgenden Eigenschaften aufweist:
- ein Flächengewicht von mehr als 9,0 g/m2 und weniger als 13,5 g/m2,
- eine Dichte von mehr als 280 kg/m3 und weniger als 350 kg/m3,
- eine Rauigkeit von mehr als 700 ml/min und weniger als 1300 ml/min,
- einen Biegewiderstand in Maschinenrichtung von mehr als 50 mN und weniger als 75 mN, und
- eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 17000 cm/(min-kPa) und weniger als 26000 cm/(min-kPa),
- wobei das Filterpapier entweder frei ist von Abaca Fasern und Sisal Fasern, oder, falls Abaca Fasern und/oder Sisal Fasern vorhanden sind, diese zusammengenom men weniger als 20% der Papiermasse ausmachen.
2. Filterpapier nach Anspruch 1, bei dem der Langfaserzellstoff aus Nadelbäumen, insbe sondere Fichte, Kiefer oder Tanne gewonnen ist.
3. Filterpapier nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Anteil des Langfaserzellstoffs im Fil terpapier mindestens 70%, bevorzugt mindestens 80% und besonders bevorzugt min destens 90% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Filterpapiers, wobei insbeson dere der gesamte Zellstoff im Filterpapier durch Langfaserzellstoff gebildet ist.
4. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Anteil an Abaca Fasern und Sisal Fasern zusammengenommen weniger als 10%, bevorzugt weniger als 5% der Masse des Filterpapiers beträgt.
5. Filterpapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, das ferner Kurzfaserzellstoff ent hält, wobei der Kurzfaserzellstoff vorzugsweise aus Laubbäumen, insbesondere Birke, Buche oder Eukalyptus gewonnen ist, und wobei der Anteil an Kurzfaserzellstoff höchs tens 20%, bevorzugt höchstens 10% und bevorzugt mindestens 2%, besonders bevor zugt mindestens 5% der Papiermasse beträgt.
6. Filterpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches frei von Kurzfaserzellstoff ist.
7. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner thermoplastische Fasern enthält.
8. Filterpapier nach Anspruch 7, bei dem das thermoplastische Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, insbesondere Po- lyethylenterephthalat, Polyamid, Polymethacrylat, Polyacrylat, Polyvinylacetat, Polyvi nylalkohol und Polylactid oder Mischungen daraus, wobei die thermoplastischen Fa sern vorzugsweise zumindest teilweise durch Bikomponentenfasern gebildet sind.
9. Filterpapier nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Anteil thermoplastischer Fasern mindestens 5%, bevorzugt mindestens 10% und/oder höchstens 30%, bevorzugt höchs tens 20% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Filterpapiers.
10. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches einen oder mehrere Füllstoffe enthält, insbesondere Füllstoffe, die ausgewählt sind aus der Gruppe beste hend aus Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, Aluminium hydroxid, Magnesiumsilikaten, Aluminiumsilikaten, Kaolin und Talkum oder Gemi schen daraus.
11. Filterpapier nach Anspruch 10, bei dem der Anteil an Füllstoffen weniger als 10% der Papiermasse, bevorzugt weniger als 5% der Papiermasse beträgt.
12. Filterpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welches frei von Füllstoffen ist.
13. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Flächengewicht von mindestens 10,0 g/m2, besonders mindestens 11,0 g/m2 und/oder einem Flächengewicht von höchstens 13,2 g/m2, und bevorzugt höchstens 13,0 g/m2.
14. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Dichte von mindes tens 290 l g/m3 und bevorzugt mindestens 300 lcg/m3 und/oder einer Dichte von höchstens 340 kg/m3, bevorzugt höchstens 330 kg/m3.
15. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Dicke von mindes tens 38 pm, besonders bevorzugt mindestens 40 um, ganz besonders bevorzugt min destens 41 pm und/oder einer Dicke von höchstens 48 pm, bevorzugt höchstens 46 pm, und besonders bevorzugt höchstens 45 pm.
16. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Rauigkeit gemäß ISO 8791-2:2013 von mindestens 800 ml/min, bevorzugt mindestens 850 ml/min und/oder von höchstens 1200 ml/min, bevorzugt höchstens 1100 ml/min.
17. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Luftdurchlässigkeit gemäß ISO 2965:2009 von mindestens 18000 cm/(min-kPa), bevorzugt mindestens 19000 cm/(min-kPa) und/oder von höchstens 25000 cm/(min kPa), bevorzugt höchs tens 24000 cm/(min-kPa).
18. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Biegewiderstand gemäß ISO 2493-1:2010 in Maschinenrichtung, der mindestens 55 N, bevorzugt min destens 58 mN beträgt und/oder höchstens 73 mN, und bevorzugt höchstens 72 mN beträgt.
19. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Biegewiderstand gemäß ISO 2493-1:2010 in Querrichtung, der mindestens 15 mN, bevorzugt mindestens 18 mN, und besonders bevorzugt mindestens 20 mN und/oder höchstens 28 mN, bevorzugt höchstens 26 mN, und besonders bevorzugt höchstens 25 mN beträgt.
20. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Bruchdehnung in Ma schinenrichtung mindestens 1,0%, bevorzugt mindestens 1,2% und/oder höchstens 2,0%, bevorzugt höchstens 1,8% beträgt, und/oder
dessen Bruchdehnung in Querrichtung mindestens 1,8%, bevorzugt mindestens 2,4% und/oder höchstens 3,8%, bevorzugt höchstens 3,4% beträgt.
21. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Zugfestigkeit in Ma schinenrichtung mindestens 11,5 N/15 mm, bevorzugt mindestens 12,0 N/15 mm und/oder höchstens 15,0 N/15 mm, bevorzugt höchstens 14,0 N/15 mm beträgt, und/oder
dessen Zugfestigkeit in Querrichtung mindestens 2,5 N/15 mm, bevorzugt mindestens 3,0 N/15 mm und/oder höchstens 5,0 N/15 mm, bevorzugt höchstens 4,5 N/15 mm be trägt.
22. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Energieaufnahme vermögen nach ISO 1924-2:2008 in Maschinenrichtung mindestens 6,0 J/m2, bevor zugt mindestens 7,0 J/m2 und/oder höchstens 11,0 J/m2, bevorzugt höchstens 10,0 J/m2 beträgt.
23. Filterpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig verpackt ist und eine Feuchte von mindestens 9%, bevor- zugt mindestens 10%, besonders bevorzugt mindestens 11% und höchstens 20%, bevorzugt höchstens 18%, besonders bevorzugt höchstens 15% besitzt.
24. Verfahren zum Herstellen eines Filterpapiers, welches entweder frei ist von Abaca Fa sern und Sisal Fasern, oder, falls Abaca Fasern und/oder Sisal Fasern vorhanden sind, diese zusammengenommen weniger als 20% der Papiermasse ausmachen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Suspendieren eines Langfaserzellstoffs in Wasser und Mahlen zumindest des Lang faserzellstoffs in einem Mahlaggregat,
- Zuführen einer Suspension, welche zumindest den gemahlenen Langfaserzellstoff enthält, auf ein Sieb einer Papiermaschine,
- Entwässern der Suspension durch das Sieb der Papiermaschine, um ein Papier zu bilden, und
- Pressen des Papiers mit einem ausreichenden Druck, um dem Papier die folgenden Eigenschaften zu verleihen:
• ein Flächengewicht von mehr als 9,0 g/m2 und weniger als 13,5 g/m2,
• eine Dichte von mehr als 280 kg/m3 und weniger als 350 kg/m3,
• eine Rauigkeit von mehr als 700 ml/min und weniger als 1300 ml/ min,
• einen Biegewiderstand in Maschinenrichtung von mehr als 50 mN und weniger als 75 mN, und
• eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 17000 cm/(min-kPa) und weniger als 26000 cm/(min-kPa).
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Filterpapier ein Filterpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 22 ist
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, bei dem die Papiermaschine eine Schrägsiebma- schine ist, wobei das Sieb vorzugsweise zwischen 150 und 250 gegen die Horizontale ge neigt ist.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, bei dem das Filterpapier nach der Siebpartie eine Pressenpartie durchläuft, in der es durch mechanischen Druck weiter entwässert wird, wobei die Pressenpartie vorzugsweise zwei Walzen umfasst, die einen Spalt bilden, durch den das Papier läuft und dabei eine Linienlast von 30 kN/m und höchstens 100 kN/m erfährt, wobei die Walzen vorzugsweise Stahlwalzen sind, und insbesondere Stahlwalzen, die mit einem Kunststoffbezug überzogen sind.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 his 27, bei dem das Filterpapier nach dem Pressen durch erhöhte Temperatur, insbesondere durch Heißluft, Infrarotstrahlung oder Kontakt mit beheizten Zylindern, getrocknet wird, wobei der Schritt des Trock nens vorzugsweise eine Nachbefeuchtung umfasst.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, bei dem das Filterpapier in einem Zu stand mit einer Feuchte von mindestens 9%, bevorzugt mindestens 10%, besonders be vorzugt mindestens 11% und höchstens 20%, bevorzugt höchstens 18%, besonders be vorzugt höchstens 15% im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig verpackt wird, insbesondere mithilfe einer Folie aus Polyethylen oder Polypropylen.
30. Beutel aus einem Filterpapier Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 23, der ein zu extrahierendes Material enthält, wobei das zu extrahierende Material vorzugsweise Tee ist.
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