DE1546343C - Bahnförmiges, luft- und wasserdurchlässiges Fasermaterial zur Herstellung von Teebeuteln und dergleichen - Google Patents

Description

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wendung auf Teebeutel die Verwendung solcher sich . gusses, was bei Nahrungsmitteln und Nahrungsmittelselbst tragender, kontinuierlicher Fließ- oder Einweich- . produkten alles wichtige und notwendige Eigenschafbahnen, welche im Handel erhältlich sind. Diese ten sind.

Bahnen bestehen allgemein aus weichen, sehr dünnen Das wasserabstoßende Material kann durch beFaserstoffen, welche durch leichtes Gewicht und Reiß- 5 kannte Verfahren zur Erzeugung einer wahlweisen oder festigkeit in kochendem Wasser gekennzeichnet sind, diskontinuierlichen Beschichtung auf die Saugbahn aber bei der vorher beschriebenen Verwendung den aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Bahn Nachteil besitzen, daß sie die Luft einschließen. Die durch Bürsten, Walzen, Sprühen oder Klischeewalzen Bahnen können aus einer Vielzahl von heißsiegelbaren behandelt werden, um die gewünschte Substanz an den Papieren bestehen, für welche das in dei USA.-Patent- io Fasern anzubringen. Die Silikone dringen allgemein schrift 2 414 833 beschriebene Papier typisch ist, wobei schnell durch die ziemlich dünne und absorbierende thermoplastische Kunststoffasern einen Hauptbe- Saugbahn, jedoch kann eine seitliche Wanderung des standteil der Bahn bilden, oder sie können aus einer Silikons so klein wie möglich gemacht und die Größe Vielzahl von nicht heißsiegelbaren Papieren bestehen, der wasserabweisenden Zone dadurch gesteuert werwelche zur Ausbildung des Teebeutels eine mechani- 15 den. Wenn es praktisch möglich ist, kann das Silikon sehe Befestigung erfordern. Typisch für diese letztere , während einer geeigneten Herstellungsstufe der konti-Gruppe sind locker geformte Papiere mit niedriger nuierlichen Bahn angebracht werden. Beispielsweise Dichte aus langen Faserstücken,'welche in den USA.- kann in einer üblichen Papiermaschine eine Walzen-Patentschriften -2 045 095 und 2 045 096 beschrieben beschichtungseinrichtung neben einem Abschnitt der sind. 20 Trockentrommeln vor dem endgültigen Trocknen und

Die in diesen Bahnen verwendeten Fasern können Sammeln des Bahnmaterials angeordnet werden,
irgendwelche für die Papierherstellung üblichen Fasern Nach dem Behandeln der Bahn mit dem Silikon,

oder Mischungen von solchen sein. Beispielsweise welches unmittelbar durch die gesamte Dicke des können Naturfasern, wie Manilahanf, Coroa, Jute, Papiers in den behandelten Bereichen eindringt, wird gebleichte oder ungebleichte Kraftfasern, Sisal und 25 das Papier einer Wärme- oder Hitzehärtung unter-Kozu, oder Kunstfasern, wie Viskose und Azetatseide, worfen, um das Silikon zu verfestigen und eine seitliche Polyamide, Vinylazetat-Vinylchlorid-Copolymere und Wanderung desselben entlang der Bahn zu verhindern, solche Fasern verwendet werden, wie sie in der USA.- Dieser Vorgang kann mit den normalen, bei der Her-Patentschrift 2 477 000 beschrieben sind. stellung einer Bahn angewendeten Trocknungsvor-

Es kann eine Mehrzahl von Fließbahnen aus diesen 30 gangen kombiniert werden. Die Härtungsbedingungen Fasern hergestellt und erfindungsgemäß ausgebildet können sich zwar in Abhängigkeit von dem betreffenwerden. Zur Erläuterung wird jedoch die Erfindung in den Bahnmaterial und dem verwendeten Süikon ihrer Anwendung auf handelsübliche Saugbahnen be- ändern, was Zeit und Temperatur betrifft, allgemein schrieben. Es wird bemerkt, daß solche Stoffe zwar ergibt jedoch eine schnelle Härtung, beispielsweise eine extrem porös, jedoch im allgemeinen frei von Per- 35 Härtung von etwa 2 Minuten bei 121 "Coder 30 Sekunforationen sind und ein Durchfiltern der feinen Staub- den bei 177°C, ausgezeichnete Ergebnisse. Dementteilchen des Tees durch die daraus hergestellten Beutel sprechend kann durch Anwendung geeigneter Vernicht gestatten. fahren die Größe und Form der wasserabstoßenden

Die verwendbaren wasserabstoßenden Substanzen Gasauslaßzonen leicht gesteuert werden. Diese Zonen müssen in den behandelten Bereichen nicht nur eine 40 erleichtern das freie Ausströmen oder das leichte EntBeständigkeit gegen Benetzung oder Wasserabsorption weichen von eingeschlossenen Gasen, ohne daß die erzeugen, sondern sie müssen diese Eigenschaft ohne Porosität der Bahn wesentlich vermindert wird,
nachteilige Beeinflussung der Luftdurchlässigkeit des Die Gasauslaßzonen können als nicht miteinander

Saugpapiers über die ganzen behandelten Flächen er- zusammenhängende Bereiche ausgebildet sein. Sie zeugen. Darüber hinaus sollten diese wasserabstoßen- 45 können beispielsweise aus kleinen Quadraten, Punkten den Substanzen eine Neigung besitzen, sich in den oder anderen Formen bestehen und können die Form Fasern der Bahn absorbieren zu lassen, während von Warenzeichen oder Handelsnamen besitzen,
gleichzeitig die Porosität der Bahn im wesentlichen er- Erfindungsgemäß sollen nicht nur die Gasauslaßhalten bleibt. Daher unterscheiden sie sich yon Sub- . zorien wenigstens einen bestimmten Teil der Gesamtstanzen, welche feste Schichten über die ganze be- 50 oberfläche jeder Bahn bilden, sondern es sollte auch handelte Fläche bilden. die Konzentration des Silikons in der verwendeten

Substanzen, welche sich für diese Anwendungsart Lösung oder Dispersion innerhalb bestimmter Grenzam besten geeignet erweisen, sind die hitzehärtbaren werte liegen. Das erstere ist nötig, da die Zonen in Harze. Insbesondere können solche hitzehärtbaren jedem Teebeutel groß genug sein müssen, um zu erSubstanzen, welche allgemein als Silikone bezeichnet 55 möglichen, daß das eingeschlossene Gas die Oberwerden, mit großem Erfolg angewendet werden und flächenspannung der umgebenden Wasserschicht überwerden infolge ihrer Fähigkeit, die Fäden oder Fasern ' windet, während das letztere erforderlich ist, um die der Saug- oder Durchtränkungsbahn ohne Blockieren Bildung einer die Porosität behindernden Schicht zu oder Zusetzen der porösen Öffnungen zwischen den verhindern. Es wird jedoch festgestellt, daß diese Fasern zu durchdringen, bevorzugt. Es können zwar 60 Grenzen flexibel sind und von den verwendeten Mateverschiedene organische Polysiloxane und Mischungen rialien sowie von den angewendeten Aufbringungsderselben verwendet werden. Die Alkylpolysiloxane verfahren abhängen. Durch diese Grenzwerte wird und insbesondere Methylwasserstoffpolysiloxan schei- sichergestellt, daß die Porosität der Bahn nicht wesentnen jedoch besonders gute Ergebnisse zu erzielen und lieh vermindert wird, daß das Aufklaffen von heißwerden daher bevorzugt. Außerdem gehen diese Poly- 65 versiegelten Teebeuteln minimal gemacht wird und daß siloxane kaum oder gar nicht in den Aufguß über, sind die Durchtränkungsgeschwindigkeit nicht wesentlich allgemein ungiftig und beeinflussen nicht den Geruch, herabgesetzt, sondern vorzugsweise heraufgesetzt wird. Geschmack oder die Qualität des hergestellten Auf- Die Silikone können zwar in unverdünnter Form

oder in Form von wäßrigen Emulsionen oder organischen Lösungen von Organopolysiloxanen verwendet werden, es werden jedoch wäßrige Emulsionen bevorzugt. Der Konzentrationsbereich von Organopolysiloxanen im Trägermedium oder Lösungsmittel kann sich von einer kleinen Menge Siloxan bis etwa 15 Gewichtsprozent Silikon erstrecken, was von der Weise abhängt, in welcher dieselben aufgebracht werden. Die im Handel erhältlichen Lösungen und Emulsionen haben gewöhnlich einen Konzentrationsbereich von etwa 1 bis 40 Gewichtsprozent. Der erfindungsgemäß bevorzugte Konzentrationsbereich umfaßt jedoch einen Silikongehalt von etwa 0,5 bis weniger als etwa 10 Gewichtsprozent, wobei die niedrigeren Konzentrationen infolge der erzielten Wirtschaftlichkeit in der Praxis verwendet werden. Wie in Tabelle I dargestellt, tritt beispielsweise eine Verminderung der Porosität der Bahn auf, wenn der Prozentsatz an Silikon in der Dispersion erhöht wird, wobei die in Tabelle I angegebenen Ergebnisse für Teebeutel gelten, bei welchen der gesamte Oberflächenbereich behandelt war.

Tabelle II

Prozentsatz der mit Silikon
behandelten Fläche

¹⁰

0,0 .
0,14
0,28
0,55

1.1 .

2.2 .
4,4 .
4,9 .
8,8 .

17,6 .
35,2 .

Mittlere optische
Dichte

0,050

* 0,07

'■■· 0_;085

-0,078

0,065

0,070

0,078

0,075

0,068

0,058

0,060

Tabelle I

Probe 1
Probe 2
Probe 3
Probe 4

7oSilikon
in der
Dispersion

1,0

5,0

10,0

15,0

Porosität cbm/min

Vor der
Behandlung

3,540
4,814
3,880
4,814

Nach der
Behandlung -

3,483
4,418
2,633
2,180

o/
Abnahme

Es ist bekannt, daß die Größe von üblicherweise verwendeten Teebeuteln unterschiedlich ist und im wesentlichen Oberflächen von etwa 50 bis 80 cm² einnimmt, wobei die normale Oberfläche etwa 65 cm² beträgt. Es hat sich herausgestellt, daß die Gasauslaßzonen, wenn sie nur etwa 0,1 % der Gesamtfläche jedes Teebeutels umfassen, ausgezeichnet wirken und gleichzeitig eine verbesserte Durchtränkungsgeschwindigkeit ohne Verminderung der Porosität des Materials ergeben. Tabelle II zeigt die optischen Dichten, welche für wäßrige Lösungen von Tee nach Eintauchen des .behandelten Teebeutels für 30 Sekunden erzielt wurden, woraus.die gemäß der Erfindung verbesserte Durchtränkung hervorgeht.

Allgemein haben sich Gasauslaßzonen mit einer Überdeckung von 0,5 bis 40,0% der Gesamtfläche jedes Teebeutels als völlig zufriedenstellend herausgestellt. Der bevorzugte von den Zonen bedeckte Flächenbereich liegt jedoch zwischen 1,0 und 15,0% der Gesamtfläche jedes Teebeutels. Über 40% beginnt die Porosität der Bahn nachzulassen, wobei der Betrag des Nachlassens nicht nur von der Erhöhung der Fläche, sondern auch von der Konzentration des in der Dispersion verwendeten Silikons abhängt, wie in Tabelle I angegeben.
Gasauslaßzonen, welche 0,1% der Gesamtfläche überdecken, haben sich zwar bei der Erhöhung der

1.60 Durchtränkung bzw. des Einweichens als wirksam er-

8.24 wiesen. Der bevorzugte, durch die Zonen überdeckte

32,12 Flächenbereich liegt jedoch zwischen 1,0 und etwa

54,71 15%. da es sich gezeigt hat, daß in diesem Bereich ein

Aufklaffen bzw. Lösen der Schichten am wirksamsten verhindert wird. Das zum Prüfen des Aufklaffens von heißversiegelten Teebeuteln angewendete Verfahren ist das folgende: Ein Behälter mit einem Fassungsvermögen von 400 ecm, beispielsweise ein Glasbecher, wird zur Hälfte mit Wasser gefüllt und bis zum Sieden erhitzt. Ein Teebeutel wird in das siedende Wasser gegeben, und der Behälter wird abgedeckt. Das Sieden wird fortgesetzt, und die zum Bewirken einer Lösung der Schichten bzw. eines Aufspaltens des Teebeutels erforderliche Siedezeit wird aufgezeichnet. Tabelle III zeigt die beobachtete Veränderung der Aufspältzeit bei Veränderung sowohl der Größe als auch der Anzahl der Zonen. Ein. nicht behandelter Bezugs-Teebeutel spaltete sich in 55 Sekunden auf. Jeder Versuch wurde nach 5 Minuten beendet.

	Anzahl von . Bereichen	Tabelle III	■1% Silikon Aufspaltzeit (Sekunden)	5% Silikon Ausfpaltzeit (Sekunden)
Größe Durchmesser	2 4 8 1 2 4 1 2 1	Behandelter %-Satz .der Gesamtfläche	87 238 >300 77 243 >300 117 >300 >300	92 128 262 ■ 75 200 >300 230 >300 >300
3 mm ...'..' 3 mm 3 mm 6 mm 6 mm 6 mm 13 mm 13 mm 25 mm	0,275 0,55 1,1 0,55 1,1 2,2 2,2 4,4 8,8

Claims (6)

1 2 der hohen Porosität des bei der Herstellung von Tee-Patentansprüche · beuteln verwendeten Einweichpapiers eine Zeitlang auf der Oberfläche des Wassers zu schwimmen. Diese Aufblähung oder »Ballonwirkung« ist allgemein den im

1. Bahnförmiges, luft- und wasserdurchlässiges 5 Beutel eingeschlossenen Gasen und Dämpfen zuzu-Fasermaterial zur Herstellung von Teebeuteln schreiben;'welche infolge einer umgebenden, an der u. dgl., welche eine spezielle Gasauslaßzone ent- Oberfläche haftenden Wasserschicht nicht entweichen halten, dadurch gekennzeichnet, daß können. Die eingeschlossenen Gase, sowohl konden-' die Bahn mindestens eine wasserabstoßende Gas- sierbare wie nichtkondensierbare, entwickeln infolge auslaßzone aufweist, die im wesentlichen aus in an io der Wärme der Flüssigkeit einen Überdruck innerhalb sich bekannter Weise mit einer wasserabstoßenden des Beutels und verzögern dadurch die Geschwindig-Substanz imprägnierten Fasern besteht. keit des Einweichens oder Durchtränkens, wodurch

2. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch ge- für die Herstellung des Aufgusses eine längere Zeit kennzeichnet, daß die Bahn jeweils innerhalb 50 bis erforderlich ist. Wenn der Teebeutel in einen Topf mit 80 cm² ihrer Oberfläche mindestens eine wasser- 15 Wasser gelegt und zugelassen wird, daß er eine Zeitlang abstoßende, gasdurchlässige Zone aufweist, die kocht oder einweicht, wird die Aufblähung oder Ballonmindestens 0,1 °/o der Gesamtfläche der Bahn um- wirkung verstärkt, wodurch sich häufig die Säume der faßt. · . ■ ^ heißversiegelten Beutel öffnen und so in unerwünschter

3. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch ge- Weise die Teeblätter in den Aufguß entlassen und den kennzeichnet, daß die wasserabstoßende Zone so Verwendungszweck des Beutels zerstören.

nicht mehr als die Hälfte der Gesamtfläche beträgt. Die vorliegende Erfindung befaßt sich damit, die ge-

4. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch ge- schilderten Nachteile zu überwinden, indem sie auf kennzeichnet, daß die wasserabstoßende Zone etwa eine fertigungstechnisch besonders einfache Weise ein 0,5 bis 40% der Gesamtfläche der Bahn beträgt, poröses Material schafft, welches die Ausbildung eines wenn als Imprägniermittel ein gehärtetes Organo- 25 Druckunterschiedes zwischen den gegenüberliegenden polysiloxan verwendet wird. Seiten desselben verhindert und den Durchtritt der

5. Fasermaterial nach Anspruch 1, dadurch ge- kondensierbaren und nichtkondensierbaren Gase erkennzeichnet, daß die wasserabstoßende Zone etwa leichtert, ohne die Fähigkeit dieses Materials, die 1,0 bis 15% der Gesamtfläche der Bahn beträgt, Dispersion von feinen Feststoffteilchen einzuschließen, wenn als Imprägniermittel ein gehärtetes Methyl- 30 nachteilig zu beeinflussen, und welches ferner die Einpolysiloxan verwendet wird. dringgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Papier

6. Fasermaterial nach Anspruch 1 bis 5, dadurch erhöht.

gekennzeichnet, daß die faserige Bahn heißsiegelbar Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ist und die Heißsiegelung gegen kochendes Wasser die Bahn mindestens eine wasserabstoßende Gasausbeständig ist. 35 laßzone aufweist, die im wesentlichen aus in an sich

bekannter Weise mit einer wasserabstoßenden Substanz imprägnierten Fasern besteht.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Aufgußmaterials wird das Problem . gelöst, ein rasches 40 Entweichen der erwärmten Luft aus dem Beutel zu er-, möglichen, ohne daß der schnelle Zufluß von heißem Wasser in den Beutel behindert wird. Die erfindungs-

Die Erfindung betrifft ein bahnförmiges, luft- und gemäße Ausbildung läßt sich fertigungstechnisch bewasserdurchlässiges Fasermaterial zur Herstellung von sonders einfach verwirklichen, ohne wie in der geTeebeuteln u. dgl., welche eine spezielle Gäsauslaß- 45 nannten bekannten Anordnung Unterschiede im Abzone enthalten. ' stand der Gewebefäden eines Teebeutels zu erfordern. Es sind bereits Teebeutel bekannt, die am Beutelrand Das bahnförmige Fasermaterial gemäß der Erfindung eine Gasauslaßzone aufweisen, deren Porosität größer besitzt einen hohen Grad von Porosität und umfaßt ist als die Porosität des übrigen Beutels und welche da- insbesondere Bahnen, welche-auf üblichen Papierdurch gebildet wird, daß das Gewebe des Beutels an 50 maschinen hergestellt werden können. .
einigen Stellen mit engeren Maschen hergestellt wird Weiter sollen die Ausdrücke »wasserabstoßend« und (USA.-Patentschrift 2 147 831). »Wasserabstoßung« die Fähigkeit des Materials be-Es ist ferner bekannt, daß mit Silikon imprägnierte deuten, einer »Durchfeuchtung«, d. h. .dem Durchtritt Papiere physiologisch indifferent sind und sich daher , von flüssigem Wasser in die Gefügebestandteile des für die Verpackung von Lebensmitteln .eignen. Dabei 55 Papiers durch Kapillarwirkung, zu widerstehen. Solche wird die hervorragende Wasserabweisung wie auch die Substanzen werden gewöhnlich durch den meßbaren klebstoff abweisende Wirkung der Beschichtung ausge- Kontaktwinkel zwischen dem Wasser und der Subnutzt (Fritz OhI: Imprägnieren von Papier und stanz gekennzeichnet. Dies sollte jedoch unterschieden Pappe, 1959, S. 134 bis 139, und Chemische Rund- werden sowohl von »Feuchtigkeits-Bewehrung« und schau vom 15. März 1959, Nr. 6, S. 147 und 148). 60 »Wasserdichtmachen«. Bei dem ersteren Vorgang wird Beim Aufbrühen einzelner Tassen eines Getränks nicht verhindert, daß Wasser die Fasern durchdringt, wird entweder der kissenförmige Beutel mit Tee aber die Behandlung erzeugt Zwischenfaserbindungen, od. dgl. in eine kochendes Wasser enthaltende Tasse welche durch Wasser nicht angegriffen werden, wäh- oder anstatt dessen der Beutel in eine leere Tasse ge- rend bei dem letzteren Vorgang eine undurchlässige geben und danach das kochende Wasser hinzugefügt. 65 Sperre in Form einer Schicht oder eines Überzuges ge-Unabhängig von dem angewendeten Verfahren neigt schaffen wird, welcher sowohl die Poren des Papiers der Teebeutel im allgemeinen dazu, wie es den meisten als auch die Fasern überdecken kann.
Verbrauchern geläufig ist, sich aufzublähen und trotz Die vorliegende Erfindung gestattet bei ihrer An-