MATERIALES DE FILTRO TERMOSELLABLES.

La presente invención se refiere a un material de filtro termosellable con una resistencia al agua caliente y una capacidad de degradación biológica excelentes, que contiene como componente fibras de polímero biológicamente degradables, aptas para el compostaje y con excelente capacidad de termosellado. Se sabe envasar en bolsas té y otros materiales que para usarlos se escaldan con agua hirviendo. Estas bolsas constan normalmente de una primera capa de un material poroso de fibras naturales y una segunda capa de fibras de polímero que se funden por acción del calor tales como por ejemplo PP, PE o diversos polímeros mixtos. Esta segunda capa sirve para cerrar la bolsa por medio de un sellado térmico en máquinas envasadoras rápidas. Este material para bolsas se puede fabricar de manera conocida según un procedimiento de vía húmeda (Wet-Laid) en una máquina de papel, según un procedimiento de vía seca (Dry-Laid) en una máquina de material no tejido o según un procedimiento de soplado en estado fundido (Melt-Blown) por medio de la colocación de fibras de polímero sobre una capa portante. La primera capa del material tiene en general un peso por unidad de superficie de 8-40 g/m 2 , de manera preferente de 10-20 g/m 2 , y la segunda capa de fibras de polímero un peso por unidad de superficie de 1-15 g/m 2 , de manera preferente de 1,5-10 g/m 2 . Se sabe que las bolsas de papel de filtro usadas se desechan en el montón de compostaje o a través del cubo de residuos orgánicos. Al cabo de un determinado espacio de tiempo, que depende de otros parámetros adicionales tales como temperatura, humedad, microorganismos, etc., el componente de fibras naturales de la bolsa de papel de filtro se disgrega y se degrada biológicamente, mientras que se mantiene la red de fibras de polímero termoplástico y reduce la calidad del compost. Una separación del componente de fibras naturales del componente de polímero termoplástico no resulta practicable, es decir, que la bolsa de papel de filtro debería incorporarse a los residuos no reciclables (cubo gris). En el documento EP-A-0 380 127 se describe un papel para bolsas de té que puede termosellarse, con un peso por unidad de superficie de 10-15 g/m 2 , que para el termosellado está provisto de polímeros tales como PP, PE o un polímero mixto y que por consiguiente no es degradable biológicamente. En el documento EP-A-0 656 224 se describe un material de filtro en especial para la fabricación de bolsas de té y filtros o bolsas de café con un peso por unidad de superficie entre 8 y 40 g/m 2 , en el que la capa que puede termosellarse es de fibras de plástico, de manera preferente de polipropileno o polietileno, que en estado reblandecido se deposita sobre la primera capa formada por fibras naturales. En el documento JP-A-2001-131826 se describe la fabricación de monofilamentos de poli-L-lactida biológicamente degradables y la posterior fabricación de bolsas para té sintéticas tejidas a partir de ellos según un proceso de vía seca. En la solicitud de patente alemana DE-A 21 47 321 se describe una masa termoplástica apta para el termosellado, que consta de un polvo de poliolefina (polietileno o polipropileno) que va incorporado a una matriz de soporte de copolímero de cloruro de vinilo/acetato de vinilo. También este material se usa para dotar de capacidad de termosellado al material de fibras fabricado como papel. En el documento DE-A-197 19 807 se describe un material de filtro biológicamente degradable y termosellable, que está formado al menos por una capa de fibras naturales y por lo menos una segunda capa de material sintético con capacidad de termosellado. Este material de filtro se obtiene aplicando en una primera etapa sobre la tela de una máquina de papel las fibras naturales como suspensión acuosa y, en una segunda etapa, las fibras de polímero biológicamente degradables y termosellables se depositan sobre la capa de fibras naturales de tal manera que pueden atravesar parcialmente la capa de fibras naturales. En el caso de una bolsa de filtro para té fabricada por ejemplo a partir de este material de filtro se crea la posibilidad de una elevada retención de partículas. No obstante, esto se consigue a costa de una reducción de la permeabilidad al aire. Sin embargo, el objetivo que se persigue de un material de filtro óptimo es una elevada permeabilidad al aire al mismo tiempo que una buena retención de partículas. Los materiales de filtro conocidos según el estado actual de la técnica padecen, por lo tanto, al menos una de las desventajas siguientes: 2 E03742545 27-12-2011 1. Los materiales de filtro usados, como por ej. bolsas de té, bolsas de café o también otros filtros se desechan a menudo en un montón de compostaje o a través de los cubos de residuos orgánicos. Al cabo de un determinado espacio de tiempo, que depende de otros parámetros adicionales tales como temperatura, humedad del aire, microorganismos, etc., el componente de fibras naturales del filtro se disgrega y se degrada biológicamente, mientras que se mantiene la red de fibras de polímero termoplástico, no degradable biológicamente en su totalidad, y reduce la calidad del compost. Y/o   El uso de los materiales de polímero degradables biológicamente en su totalidad, conocidos según el estado actual de la técnica, para bolsas de té y papeles de filtro similares da lugar a que la sutura de termosellado formada de la bolsa de té no resista a una temperatura de aproximadamente 90-100 ºC. Esto se debe a que la fabricación de las bolsas de té llenas y termoselladas se realiza en máquinas envasadoras automáticas de funcionamiento rápido, con una cadencia de aproximadamente 1000 bolsas por minuto. Los denominados rodillos termoselladores sellan la bolsa por lo general con una cadencia de menos de 1 segundo a una temperatura de 150-230 ºC. Con estas cadencias tan breves el material de termosellado debe fundirse, pegarse e inmediatamente solidificar y cristalizar de nuevo para que al seguir transportándose la bolsa vuelva a estar cerrada y no deje salir ningún material de llenado. Sin embargo, tal como se ha mencionado anteriormente, los materiales conocidos del estado actual de la técnica no satisfacen las exigencias de este proceso. Por ese motivo, el objetivo de la presente invención era crear un material de filtro biológicamente degradable y apto para el compostaje, con una excelente capacidad de termosellado y una buena resistencia de la soldadura del sellado en estado seco y húmedo. Hay que describir también un procedimiento para la fabricación de materiales de filtro de este tipo. Se ha constatado de manera sorprendente que usando de modo conjunto fibras de polímero estiradas, biológicamente degradables y aptas para el compostaje se superan las desventajas anteriormente descritas de los materiales de filtro del estado actual de la técnica y pueden facilitarse materiales de filtro que son biológicamente degradables y aptos para el compostaje y que, al mismo tiempo, proporcionan una características excelentes en cuanto a capacidad de termosellado y resistencia de la soldadura del sellado. Es objeto de la presente invención un material de filtro tal como se describe en la reivindicación 1. Las fibras de polímero estiradas, termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje están presentes en el material de filtro de acuerdo con la invención por lo general en una cantidad del 0,05 al 50 % en peso, referido al peso en el papel del material de filtro acabado, de manera conveniente en una cantidad del 0,1 al 45 % en peso y de manera preferente en una cantidad del 1,0 al 35 % en peso. Bajo el concepto de fibras de polímero biológicamente degradables y aptas para el compostaje que se usan de acuerdo con la invención, entendemos fibras de polímero por completo biológicamente degradables y aptas para el compostaje según la DIN 54900. Las fibras de polímero estiradas, termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje usadas de acuerdo con la invención poseen por lo general una masa lineal (DIN 1301, Parte 1) de 0,1 a 10 dtex, de manera preferente de 1,0 a 6 dtex. Las fibras de polímero estiradas, termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje usadas de acuerdo con la invención presentan además una relación de estirado de 1,2 a 8, de manera preferente de 2 a 6. La cristalización de las fibras de polímero inducida por este estiramiento aumenta la resistencia de las fibras después del termosellado frente al agua hirviendo. La relación de estirado se determinó para ello de acuerdo con la invención de una manera conocida en general para el experto en el correspondiente campo técnico. La relación de estirado requerida de acuerdo con la invención se puede ajustar al fabricar las fibras de polímero usadas según la invención, realizando la fabricación de... [Seguir leyendo]

1. Material de filtro para la fabricación de bolsas de filtro o bolsas de té o café, formado por - fibras de polímero termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje, - fibras naturales, - de manera opcional del 0,1 al 5 % en peso de aditivos, referido a las fibras de polímero termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje, y - de manera opcional material de núcleos de cristalización, caracterizado porque en el caso de las fibras de polímero termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje se trata de fibras de polímero estiradas, termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje con una relación de estiramiento de 1,2 a 8. 2. Material de filtro de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las fibras de polímero estiradas, termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje se seleccionan del siguiente grupo de polímeros: Ésteres alifáticos o parcialmente aromáticos: A) de alcoholes alifáticos bifuncionales, de manera preferente dialcoholes C2 a C10 lineales tales como por ejemplo etanodiol, butanodiol, hexanodiol o de manera especialmente preferente butanodiol y/o dado el caso alcoholes cicloalifáticos bifuncionales, de manera preferente con 5 o 6 átomos de C en el anillo cicloalifático, tales como por ejemplo ciclohexanodimetanol, y/o parcial o totalmente en lugar de los dioles polioles monoméricos u oligoméricos a base de etilenglicol, propilenglicol, tetrahidrofurano o copolímeros de los mismos con pesos moleculares de hasta 4000, de manera preferente hasta 1000, y/o dado el caso cantidades reducidas de alcoholes bifuncionales ramificados, de manera preferente alquil(C3-C12)-dioles, tales como por ejemplo neopentilglicol, y adicionalmente dado el caso cantidades reducidas de alcoholes de funcionalidad más alta tales como por ejemplo 1,2,3-propanotriol o trimetilolpropano así como de ácidos alifáticos bifuncionales, de manera preferente ácidos alquil(C2-C12)-dicarboxílicos, tales como por ejemplo y de manera preferente ácido succínico, ácido adípico y/o dado el caso ácidos aromáticos bifuncionales tales como por ejemplo ácido tereftálico, ácido ftálico, ácido naftalendicarboxílico y adicionalmente dado el caso cantidades reducidas de ácidos de funcionalidad más alta tales como por ejemplo ácido trimelítico o B) de componentes funcionalizados con ácido y alcohol, de manera preferente con 2 a 12 átomos de C en la cadena alquílica tales como por ejemplo ácido hidroxibutírico, ácido hidroxivalérico, ácido láctico o sus derivados, tales como por ejemplo -caprolactona o dilactida, o de una mezcla y/o un copolímero que contiene A y B, constituyendo los ácidos aromáticos no más de una fracción del 50 % en peso, referido a todos los ácidos; Poliesteramidas alifáticas o parcialmente aromáticas: C) de alcoholes alifáticos bifuncionales, de manera preferente dialcoholes C2 a C10 lineales tales como por ejemplo etanodiol, butanodiol, hexanodiol o de manera especialmente preferente butanodiol y/o dado el caso alcoholes cicloalifáticos bifuncionales, de manera preferente con 5 a 8 átomos de C en el anillo cicloalifático, tales como por ejemplo ciclohexanodimetanol, y/o parcial o totalmente en lugar de dioles polioles monoméricos u oligoméricos a base de etilenglicol, propilenglicol, tetrahidrofurano o copolímeros de los mismos con pesos moleculares de hasta 4000, de manera preferente hasta 1000, y/o dado el caso cantidades reducidas de alcoholes bifuncionales ramificados, de manera preferente con ácidos alquil(C2-C12)-dicarboxílicos, tales como por ejemplo neopentilglicol, y adicionalmente dado el caso cantidades reducidas de alcoholes de funcionalidad más alta tales como por ejemplo 1,2,3-propanotriol o trimetilolpropano así como de ácidos alifáticos bifuncionales, tales como por ejemplo y de manera preferente ácido succínico, ácido adípico y/o dado el caso ácidos aromáticos bifuncionales tales como por ejemplo ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido naftalendicarboxílico y adicionalmente dado el caso cantidades reducidas de ácidos de funcionalidad más alta tales como por ejemplo ácido trimelítico o D) de componentes funcionalizados con ácido y alcohol, de manera preferente con 2 a 12 átomos de C en la cadena de carbonos, tales como por ejemplo ácido hidroxibutírico, ácido hidroxivalérico, ácido láctico o sus derivados, tales como por ejemplo -caprolactona o dilactids, o de una mezcla y/o un copolímero que contiene C) y D), constituyendo los ácidos aromáticos no más de una fracción del 50 % en peso, referido a todos los ácidos; E) de una fracción de amida de aminas alifáticas y/o cicloalifáticas bifuncionales y/o dado el caso cantidades reducidas de amina bifuncionales ramificadas, siendo de manera preferente diaminas C2 a C10 alifáticas lineales, y adicionalmente dado el caso cantidades reducidas de aminas de funcionalidad más alta, entre las aminas de manera preferente hexametilendiamina, isoforodiamina y de manera especialmente preferente hexametilendiamina, así como 9 E03742545 27-12-2011   de ácidos lineales y/o cicloalifáticos bifuncionales, de manera preferente con 2 a 12 átomos de C en la cadena alquílica o, respectivamente, en el anilo C5 o C6 en el caso de los ácidos cicloalifáticos, de manera preferente ácido adípico, y/o dado el caso cantidades reducidas de ácidos bifuncionales ramificados y/o dado el caso bifuncionales aromáticos tales como por ejemplo ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido naftalendicarboxílico y adicionalmente dado el caso cantidades reducidas de ácidos de funcionalidad más alta, de manera preferente con 2 a 10 átomos de C, o F) de una fracción de amida de componentes funcionalizados con ácido y amina, de manera preferente con 4 a 20 átomos de C en la cadena cicloalifática, de manera preferente -laurinlactama, -caprolactama, de manera especialmente preferente -caprolactama, o de una mezcla que contiene E) y F) como fracción de amida, en donde la fracción de éster C) y/o D) asciende como mínimo al 20 % en peso, referido a la suma de C), D), E) y F), de manera preferente la fracción en peso de las estructuras de éster asciende a del 20 al 80 % en peso, la fracción de las estructuras de amida a del 80 al 20 % en peso. 3. Material de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, fabricándose el material de filtro a partir de dos o más capas de componentes distintos, conteniendo como mínimo una capa fibras naturales y una capa fibras de polímero, cumpliéndose que las como mínimo dos capas se pueden interpenetrar parcialmente después de la fabricación del material de filtro. 4. Material de filtro de acuerdo con la reivindicación 3, presentando la primera capa un peso por unidad de superficie de entre 8 y 40 g/m 2 y una permeabilidad al aire de 300 a 400 l/m 2 ·s (DIN ISO 9237). 5. Material de filtro de acuerdo con la reivindicación 3, presentando la segunda capa con las fibras de polímero biológicamente degradables y aptas para el compostaje un peso por unidad de superficie de 1 a 15 g/m 2 . 6. Material de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 5, estando formada la primera capa por fibras naturales y estando construida con resistencia a la humedad. 7. Procedimiento para la fabricación de un material de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el marco de un procedimiento de vía húmeda y con el uso conjunto de fibras de polímero estiradas, termosellables, biológicamente degradables y aptas para el compostaje con una relación de estiramiento de 1,2 a 8 se fabrica un material de filtro. 8. Uso del material de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de bolsas de té, bolsas de café o filtros de té o café. E03742545 27-12-2011   11 E03742545 27-12-2011   Secado Formación de la capa de fibras Fibras sintéticas + agua Fibras naturales + agua 12 Deshidratación E03742545 27-12-2011