MXPA04012312A - Paquete de especialidad de infusion de bebida. - Google Patents

Abstract

La presente invencion proporcione un paquete para bebida de infusion que tiene buen balance de propiedades incluyendo, el ser biodegradable, ser de buena resistencia a la tension y de tiempos de infusion cortos, mientras que es transparente en forma suficiente como para permitir a un usuario del paquete el precursor de bebida de infusion contenido dentro del paquete antes de meter el paquete en el agua. El paquete de bebida de infusion de la presente invencion es preparado de un tejido poroso derivado de un polimero termoplastico biodegradable, en donde el paquete tiene una transparencia de por lo menos de alrededor de 30%, una resistencia a la tension de por lo menos de alrededor de 2N/15mm, y un tiempo de infusion de menos de alrededor de 20 segundos. Ademas, la resistencia de sello del paquete es de por lo menos de 2N/15mm.

Description

PAQUETE DE ESPECIALIDAD DE INFUSION DE BEBIDA Campo de la Invención La presente invención se refiere a un paquete de bebida de infusión poroso, el cual contiene un material precursor de bebida de infusión Antecedentes de la Invención Los paquetes de bebida de infusión son conocidas en el arte y típicamente contienen un material precursor de una bebida tal como té o café. Para producir una bebida, el paquete que contiene el precurso de bebida es típicamente introducido en agua caliente, mediante el colocar el paquete adentro del agua, verter agua caliente sobre el paquete o a través del paquete, o calentar el agua a una temperatura deseada mientras que el paquete esté sumergido en el agua. Alternativamente, el paquete de infusión de bebida puede ser colocado en agua fría para formar la bebida.

Estos paquetes están generalmente en la forma de una bolsa, un saquito o almohadilla y son generalmente preparados de un producto de papel de peso ligero y muy delgado. Típicamente, estos paquetes son translúcidos cuando están humedecidos, y los contenidos del paquete pueden ser vistos después de que el paquete se ha sumergido o mientras que el paquete está implantado en el agua.

Recientemente, las bolsas de té se han producido de polímeros termoplásticos biodegradables tales como ácidos polilácticos . Vea, por ejemplo, las solicitudes de patente publicadas en Japón 2001-063757 A2 y 2002-101506 A2. Además, las fibras aglutinantes de ácido poliláctico se han agregado al proceso para hacer papel para producir un paquete de bebida de infusión, como se enseña en la patente O 02/02871 Al.

Durante el último par de años, la industria de bebidas de infusión se ha orientado a productos de más especialidad, tal como hojas de té de hoja larga. Sin embargo, con los paquetes de bebidas de infusión actuales, el cliente es incapaz de ver el precursor de bebida de especialidad debido a la naturaleza translúcida de los paquetes actuales disponibles y es incapaz de apreciar la calidad y naturaleza del producto. El cliente está frecuentemente inseguro de si está recibiendo un producto de óptima calidad. Un método para preparar una bebida de tipo de infusión con los precursores óptimos es el de colocar el precursor directamente en el recipiente de bebida. Sin embargo, este método corre el riesgo de que el precursor de bebida sea ingerido por el usuario.

Con esto en mente, hay una necesidad en el arte de tener un paquete de bebida de infusión que permitirá al usuario del paquete el ver la calidad del precursor de bebida de infusión, en donde el paquete también tiene una resistencia suficiente, un tiempo de infusión rápida y es biodegradable después del uso.

Síntesis de la Invención La presente invención proporciona un paquete de bebida de infusión que tiene un buen balance de propiedades incluyendo, el ser biodegradable, de buena resistencia a la tensión y de tiempos de hundimiento cortes, mientras que es suficientemente transparente como para permitir a un usuario del paquete el ver el contenido del precursor de bebida de infusión dentro del paquete antes de meter el paquete en el agua. El paquete de bebida de infusión de la presente invención es preparado de un tejido poroso derivado de un polímero termoplástico biodegradable, en donde el paquete tiene una transparencia de por lo menos de alrededor de 30%, una resistencia a la tensión de por lo menos de alrededor de 2N/15mm, y un tiempo de infusión de menos de alrededor de 20 segundos. Además, la resistencia de sello del paquete es de por lo menos de 12N/15mm.

El paquete de bebida de infusión de la presente invención puede hacerse hidrofílico mediante el tratar el material del paquete con un tratamiento hidrofílico. El hacer el paquete de bebida de infusión hidrofílico reduce el tiempo de un hundimiento del paquete y de los contenidos en el agua. Los ejemplos de los tratamientos hidrofilicos los cuales pueden ser usados en esta invención incluyen, un tratamiento Corona, un recubrimiento con un material de paquete con un recubrimiento polimérico hidrofilico durable y el tratar el material de paquete con un extracto a base de plantas.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 muestra el aparato usado para medir la transparencia del paquete de bebida de infusión.

Def niciones Como se usó aquí, el término "comprendiendo" es inclusivo o de extremo abierto y no excluye elementos no recitados adicionales, componentes de composición o pasos de método .

Como se usó aqui, "biodegradable" se quiere que represente que un material se degrada de la acción de microorganismos que ocurren naturalmente tal como bacterias, hongos, algas y similares. "Biodegradable" también incluye un material el cual se degrada en la presencia del oxigeno sobre un periodo de tiempo extendido.

Como se usó aquí, el término "polímero" generalmente incluye, pero no se limita a homopolímeros, copolímeros, tal como por ejemplo de bloque, de injerto, al azar y alternantes, terpolímeros , etc. y mezclas y modificaciones de los mismos. Además, a menos que se limite específicamente de otra manera, el término "polímero" incluirá todas las configuraciones geométricas posibles de la molécula. Estas configuraciones incluyen, y no se limitan a las simetrías isotáctica, sindiotáctica y al azar.

Como se usó aquí, el término "fibra" incluye ambas las fibras cortas, por ejemplo las fibras las cuales tienen una longitud definida de entre alrededor de 19 milímetros y alrededor de 60 milímetros, las fibras más largas que la fibra corta pero son esencialmente continuas, y las fibras continuas, las cuales son algunas veces llamadas "filamentos esencialmente continuos" o simplemente "filamentos". El método en el cual la fibra es preparada determinará si la fibra es una fibra corta o un filamento continuo .

Como se usó aquí, el término "tela no tejida" significa un tejido que tiene una estructura de fibras o hilos individuales los cuales están entrecolocados, pero en una manera identificable como en un tejido de punto. Las telas no tejidas se han formado por muchos procesos tal como, por ejemplo, los procesos de soplado con fusión, los procesos de unión con hilado, los procesos de colocación por aire, los procesos de coformación y los procesos de tejido cardado y unido. El peso base de las telas no tejidas es usualmente expresado en onzas de material por yarda cuadrada (osy) o gramos por metro cuadrado (gsm) y los diámetros de fibra útiles son usualmente expresados en mieras, o en el caso de las fibras cortas, denier. Se nota que para convertir de onzas por yarda cuadrada a gramos por metro cuadrado, debe multiplicarse onzas por yarda cuadrada por 33.91.

Como se usó aquí, el término "fibras unidas con hilado" se refiere a fibras de diámetro pequeño de un material polimérico jalado. Las fibras unidas con hilado pueden ser formadas mediante el extrudir materiales termoplásticos fundidos como filamentos desde una pluralidad de vasos capilares usualmente circulares y finos de un órgano de hilado con el diámetro de los filamentos extrudidos entonces siendo rápidamente reducido como se indica por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos de América números 4,340,563 otorgada a Appel y otros; 3,692,618 otorgada a Dorschner y otros; 3,802,817 otorgada a Matsuki y otros; 3,338,992 y 3,341,394 otorgadas a Kinney, 3,502,763 otorgada a Hartman, 3,542,615 otorgada a Dobo y otros y 5,382,400 otorgada a Pike y otros, cada incorporada aqui por referencia. Las fibras unidas con hilado generalmente no son pegajosas cuando estas son depositadas sobre una superficie recolectora y son generalmente continuas. Las fibras unidas con hilado son f ecuentemente de alrededor de 10 mieras o mayor en diámetro. Sin embargo, las telas unidas con hilado de fibras finas (teniendo un diámetro de fibra promedio de menos de alrededor de 10 mieras) pueden ser logradas por varios métodos incluyendo, pero no limitándose a aquellos descritos en la patente de los Estados Unidos de América comúnmente cedida número 6,200,669 otorgada a Marmon y otros y en la patente de los Estados Unidos de América número 5, 759, 926 otorgada a Pike y otros, cada una de las cuales se incorpora aqui por referencia en su totalidad.

Como se usó aqui, el término "fibras sopladas con fusión" significa fibras formadas mediante el extrudir un material termoplástico fundido a través de una pluralidad de vasos capilares de matriz finos, usualmente circulares, como hilos o filamentos fundidos adentro de corrientes de gas (por ejemplo de aire), usualmente calientes, a alta velocidad y convergentes las cuales atenúan los filamentos de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, el cual puede ser a un diámetro de microfibra. Después, las fibras sopladas con fusión son llevadas por la corriente de gas a alta velocidad y son depositadas sobre una superficie recolectora para formar un tejido de fibras sopladas con fusión y dispersadas al azar. Tal proceso está descrito, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América número 3,849,241 otorgada a Butin, la cual se incorpora aqui por referencia en su totalidad. Las fibras sopladas con fusión son microfibras, las cuales pueden ser continuas o discontinuas, y son generalmente más pequeñas de 10 mieras en diámetro promedio. El término "soplado con fusión" también se intenta que cubra otros procesos en los cuales el gas a alta velocidad, "usualmente aire" es usado para ayudar en la formación de los filamentos, tal como en el rociado de derretido o en el hilado centrifugo.

"Los tejidos cardados y unidos", se refieren a tejidos que son hechos de fibras cortas las cuales son enviadas a través de una unidad de peinado o de cardado, la cual separa o rompe y alinea las fibras cortas en la dirección de la máquina para formar una tela no tejida fibrosa generalmente orientada en la dirección de la máquina. Tales fibras son usualmente compradas en pacas las cuales son colocadas en una recolectora o mezcladora/abridora la cual separa las fibras antes de la unidad de cardado. Una vez que el tejido es formado, éste entonces es unido por uno o más de los varios métodos de unión conocidos. Uno de tal método de unión es la unión con polvo, en donde un adhesivo en polvo es distribuido a través del tejido y después se activa, usualmente por calentamiento del tejido y del adhesivo con aire caliente. Otro método de unión adecuado es la unión con patrón, en donde los rodillos de calandrado calentados o el equipo de unión ultrasónico son usados para unir las fibras juntas, usualmente en un patrón de unión localizado, aún cuando el tejido puede ser unido a través de su superficie completa si asi se desea. Otro método de unión adecuado y muy conocido, particularmente cuando se usan fibras cortas de bicomponente, es la unión a través de aire.

La "colocación por aire" o "colocado por aire" es un proceso muy conocido por medio del cual puede ser formada una capa no tejida fibrosa. En el proceso de colocación por aire, los manojos de fibras cortas tienen longitudes típicas que varían de desde alrededor de 3 a alrededor de 19 milímetros (mm) son separados y llevados en un suministros de aire y después se depositan sobre una tej illa formada, usualmente con la ayuda de un suministro de vacío. Las fibras depositadas al azar son entonces unidas unas a otras usando, por ejemplo, aire caliente o un adhesivo de rociado.

Como se usó aquí, el término "fibras de componentes múltiples" se refiere a fibras o filamentos los cuales se han formado de por lo menos dos polímeros extrudidos de extrusores separados pero hilados juntos para formar una fibra. Las fibras de multicomponentes también son algunas veces mencionadas como filamentos o filas "conjugadas" o de "bicomponente". El término "bicomponente" significa que hay dos componentes poliméricos que constituyen las fibras. Los polímeros son usualmente diferentes unos de otros, aún cuando las fibras conjuntadas pueden ser preparadas del mismo polímero, si el polímero en cada componente es diferente de uno a otro en alguna propiedad física, tal como, por ejemplo, el punto de derretido o el punto de suavizamiento. En todos los casos, los polímeros estén arreglados en zonas distintas colocadas en forma esencialmente constante a través de la sección transversal de las fibras o filamentos de componentes múltiples y se extienden continuamente a lo largo de la longitud de los filamentos o fibras de componentes múltiples. La configuración de tal fibra de componentes múltiples puede ser, por ejemplo, un arreglo de vaina/núcleo, en donde un polímero está rodeado por otro, un arreglo de lado por lado, un arreglo de pastel o un arreglo de "islas en el mar". Las fibras de componentes múltiples se enseñan en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,108,820 otorgada a Kaneko y otros; 5,336,556 otorgada a Strack y otros; 5,382,400 otorgada a Pike y otros; el contenido completo de cada una se incorpora aquí por referencia. Para las fibras o filamentos de dos componentes, los polímeros pueden estar presentes en proporciones de 75/25, 50/50, 25/75 o cualquier otras proporciones deseadas.

Como se usó aquí, el término "fibras de constituyes múltiples" se refiere a fibras las cuales se han formado de por lo menos dos polímeros extrudidos desde el mismo extrusor como una mezcla o combinación. Las fibras de constituyentes múltiples no tienen los varios componentes de polímero arreglados en zonas distintas colocadas en forma relativamente constante a través del aire en sección transversal de la fibra y los varios polímeros no son usualmente continuos a lo largo de la longitud completa de la fibra, en vez de esto formando usualmente fibrillas o protofibrillas las cuales inician y terminan al azar. Las fibras de este tipo general está discutidas, por ejemplo, las patentes de los Estados Unidos de América número 5,108,827 y 5,294,482 otorgadas a Gessner.

Como se usó aquí, el término "unido con patrón" se refiere a un proceso de unión de una tela no tejida en un patrón por la aplicación de calor y presión u otros métodos tal como la unión ultrasónica. La unión de patrón término típicamente es llevada a cabo a una temperatura en un rango de desde alrededor de 80°C a alrededor de 180°C y a una presión en un rango de desde alrededor de 150 a alrededor de 1000 libras por pulgada lineal (59-178 kilogramos/centímetro) . El patrón empleado típicamente tendrá de desde alrededor de 10 a alrededor de 250 uniones por pulgada cuadrada (1-40 uniones/centímetro cuadrado) cubriendo de desde alrededor de 5 a alrededor de 30% del área de superficie. Tal unión con patrón es lograda de acuerdo con procedimientos conocidos. Vea, por ejemplo, la patente de Diseño de los Estados Unidos de América número 239,566 otorgada a Vogt, La patente de Diseño de los Estados Unidos de América número 264,512 otorgada a Rogers, la Patente de los Estados Unidos de América número 3,855,046 otorgada a Hansen y otros; y 4,493,868 para ilustraciones de los patrones de unión y una discusión de los procedimientos de unión, cuyas patentes son incorporadas aquí por referencia. La unión ultrasónica es llevada a cabo, por ejemplo, mediante el pasar el laminado de tela no tejida de capas múltiples entre un cuerno sónico y un rodillo de yunque como se ilustró en la patente de los Estados Unidos de América número 4,374,888 otorgada a Bornslaeger, la cual es incorporada aqui por referencia en su totalidad.

Como se usó aqui el término "denier" se refiere a una expresión comúnmente usada de grosor de fibra el cual es definido como gramos por 9000 metros. Un denier inferior indica una fibra más fina y un denier más alto indica una fibra más gruesa o más pesada. El denier puede ser convertido a la medición internacional "dtex", la cual es definida como gramos por 10,000 metros, mediante el dividir el denier por 0.9.

Descripción de los Métodos de Prueba El tiempo de un hundimiento es medido por una prueba en donde una muestra de material de 5 gramos es colocada en un cilindro de jaula de alambre de 8 cm de altura por 5 cm de diámetro preparado de un alambre de un calibre adecuado de manera que el cilindro pesa 3 gramos. La jaula y el material son dejados caer en agua a la temperatura ambiente y se mide el tiempo que toma la canasta para hundirse. El procedimiento de prueba completo está delineado en ISO-9073, el cual se incorpora aqui por referencia.

La transparencia es una medida usando un espectro fotómetro, una fuente de luz y un soporte de filtro. Puede ser usado cualquier espectro fotómetro. Para un mejor entendimiento de la colocación usada debe dirigirse la atención a la figura 1. La colocación 10 incluye un soporte de muestra 12. La muestra 14 es colocada entre 2 placas de vidrio 16 y las placas de vidrio 16 son mantenidas en contra de una parte vertical del soporte 12', usando un sujetador de resorte 18. El sujetador ce resorte y la parte vertical del soporte 12' están configurados de manera que la luz es inhibida de la fuente de luz 20 y el detector 22. La luz de la fuente de luz 20 está enfocada a través de unos lentes 24 y se refleja desde un espejo 26 hacia la muestra 14 y el detector 22. Las muestras del material que va a ser probado son cortadas a un mínimo de 16 milímetros (ancho) por 32 milímetros (largo) a un máximo de 25 milímetros (ancho) por 55 milímetros (largo) , dependiendo del tamaño del soporte de muestra. Para un material dado, 12 muestras del material fueron probadas a una longitud de honda de 445 nm. Los valores más alto y más bajo fueron descartados y la transparencia promedio para los diez puntos remanentes de datos es reportada. La transparencia es reportada como un porcentaje de la luz a 445 nm siendo detectada por el detector. Una transparencia de 100% significa que toda o casi toda la luz es transmitida a través de la muestra y está siendo detectada por el detector. Una transparencia de 0% significa que nada de la luz es transmitida a través de la muestra.

La resistencia a la tensión es medida de acuerdo con la norma ASTM-ISO-1924-2. El material que va a ser probado es cortado en tiras de 25 milímetros de ancho. Las abrazaderas las cuales son de 15 milímetros de ancho, del probador de tensión fueron puestas a 180 milímetros de separación y las abrazaderas son separadas a una tasa de 20 milímetros/minuto ± 5 milímetros/minuto. Es reportada la fuerza a la falla.

El siguiente procedimiento mide la resistencia de sello con calor. Diez muestras de 100 mm x 100 mm son cortadas limpiamente. Dos piezas de las muestras son colocadas en un contacto de cara a cara una con otra. Es formada una costura de alrededor de 2 milímetros de ancho mediante el sellar las piezas con una barra a una presión de 70/100 N/cm2 a una temperatura de 230°(H0°C) - 300° (149°C) por 0.5 a 2.0 segundos dependiendo de los polímeros usados. La costura es formada aproximadamente 2/3 de una de las orillas del material. Después las muestras son cortadas en tiras de 25 milímetros de ancho de manera que los corte son perpendiculares a la costura formada a través de la muestra. Además, las muestras fueron cortadas en tiras en 100 milímetros de largo de manera que la costura está en la mitad de las tiras. Las muestras se dejan permanecer a condiciones estándar (23 °C y 50% de humedad relativa) por 5 minutos antes de la prueba. Las muestras son colocadas en el probado de la tensión y la costura es colocada en la mitad de las quijadas de agarre superior e inferior. Las quijadas superior e inferior son puestas a 100 milímetros de separación. Las muestras fueron probadas a una tasa de 100 milimetros/minuto . Después de la prueba, el valor a la falla es registrado y se nota que la costura falló o si el material falló.

La prueba de cribado es completada para determinar la capacidad del material que está siendo probado para retener la bebida de infusión. En esta prueba siete grados de arena son usados para determinar la capacidad del material para retener las partículas. Los siete grados son referidos como grado 1, grado 2, grado 3, grado 4, grado 5, grado 6, y grado 7 que tienen diámetros de 75-106 µp?, 106-150 µp?, 150-250 µp?, 355-500 pm, 500-710 µ?? y 710-1000 pm, respectivamente. Una muestra es cortada al tamaño y forma del agitador horizontal particular y/o jarra Kilner usada en la prueba. Diez gramos de cada grado de arena son colocados en tres recipientes Kilner diferentes. El anillo del recipiente Kilner es colocado sobre una muestra de material conformado y de tamaño apropiado que está siendo probada. Un recipiente, el cual es pesado antes de la prueba, es colocado sobre el recipiente Kilner. Cada conjunto de recipiente, arena, anillo, recipiente y muestra es invertido y colocado sobre el agitador. Puede ser usado cualquier tipo de agitador. El agitador es operado a 3.55 Hertz con un golpe de 37 milímetros por 14 minutos. Después de que el agitador se detiene, la jarra Kilner y la muestra son removidas del recipiente. El peso de la arena en cada uno de los tres recipientes es medido y el porcentaje de peso de arena que penetra la muestra es calculado usando la siguiente ecuación: ¾ de arena = pese de recipiente y arena después de la prueba - peso de recipiente antes de la prueba Peso de arena colocada en la jarra Kilner Descripción Detallada de la Invención La presente invención proporciona un paquete de bebida de infusión que tiene un buen balance de propiedades incluyendo, el ser biodegradable, teniendo buena resistencia a la tensión y tiempos de infusión cortos, mientras que es suficientemente transparente para ser capaz de permitir a un usuario del paquete el ver el precursor de bebida de infusión contenido dentro del paquete antes de la infusión. El paquete de bebida de infusión de la presente invención es preparado de un tejido poroso que comprende un polímero termoplástico biodegradable, en donde el paquete tiene una transparencia de por lo menos de alrededor de 30%, una resistencia a la tensión de por lo menos de alrededor de 2N/15mm, y un tiempo de infusión de menos de alrededor de 20 segundos. Además, es deseable que el paquete tenga una resistencia de sello de calor de por lo menos 2N/15mm. El paquete requiere también el tener la capacidad de contener el precursor de bebida de infusión.

El material de paquete puede ser preparado de un substrato poroso el cual tiene una estructura de tipo de hoja, tal como un tejido o película. El material de tipo de hoja también puede ser un tejido fibroso, tal como un tejido o tela no tejida o tejida. El substrato también puede incluir fibras de polímero, per se, o fibras de polímero las cuales se han formado en un tejido fibroso. El tejido fibroso deseablemente será una tela no tejida, tal como, pero no limitándose a una tela soplada con fusión, una tela unida con hilado, un tejido cardado y unido o un tejido colocado por aire. El substrato también puede ser un laminado de dos o más capas de un material de tipo de hoja. Por ejemplo, las capas pueden ser seleccionadas independientemente del grupo que consiste de tejidos soplados con fusión, tejidos de unión con hilado, tejidos cardados y unidos, y tejidos colocados por aire. Sin embargo, pueden ser usados otros materiales de tipo de hoja en adición de o en vez de los tejidos soplados con fusión, de los tejidos unidos con hilado, de los tejidos cardados y unidos o de los tejidos colocados por aire. Otros materiales de tipo de hoja porosos, incluyen, por ejemplo, una película perforada o una película fibrilada. Además, las capas de un laminado pueden ser preparadas del mismo polímero biodegradable o de polímeros biodegradables diferentes.

En la presente invención, cualesquier polímeros biodegradables pueden ser usados siempre que éstos no pierdan su resistencia cuando se sumergen en el agua bajo las condiciones de uso. Los polímeros biodegradables usados para producir el tejido poroso incluyen los polímeros de poliéster alifático biodegradables . Los ejemplos de los poliésteres alifáticos biodegradables usados en la presente invención, incluyen pero no se limitan a polihidroxi butirato (PHP) , polihidroxi butirato-co-valerato (PHBV) , policaprolactona, succinato de polibutileno, succinato de polibutileno-co- adipato, ácido poliglicólico (PGA) , ácido poliláctico o poliláctido (PLA), oxalato de polibutileno, adipato de polietileno, poliparadioxanona, polimorfolinevionas y polidioxipano-2-uno. De estos poliésteres alifáticos, son deseables el ácido poliglicólico y el poliláctido (ácido poliláctico) debido a la disponibilidad y a los recientes avances de fabricación. Debido a las consideraciones de costo actuales, es más deseado el poliláctico (ácido poliláctico) .

Los poliláctidos son algunas veces mencionados como ácido poliláctico. Como se usó aqui, el término poliláctido se intenta que cubra ambos los poliláctidos y el ácido poliláctico. Los poliláctidos son frecuentemente abreviados "PLA". Los polímeros poliláctidos son comercialmente disponibles de Cargill-Dow LLC, de Minnetonka, Minnesota, por ejemplo clase 6200 D como se describe por EP 1 312 702 Al, de PURAC America, Lincolnshire, Illinois y de Biomer, Krailling Alemania. Los poliláctidos también están descritos en las patentes de los Estados Unidos de América números 5,338,828 otorgada a Gruber y otros; 6,111,060 otorgada a Gruber y otros; 5,556,895 otorgada a Lipinsky otros; 5,801,223 otorgada a Lipinsky otros; 6,353,086 otorgada a Kolstad y otros y 6,506,873 otorgada a Ryan y otros, cada una incorporada aquí por referencia en su totalidad.

El material usado para producir el paquete de bebida de infusión debe tener una resistencia a la tensión suficiente como para no rasgarse o romperse durante el manejo o el uso. Además, el material debe ser capaz de ser sellado deseablemente con calor con una resistencia suficiente de manera que la costura formada para contener el precursor de bebida de infusión será retenida en el paquete durante el manejo y el uso. El material del paquete debe tener una resistencia a la tensión de por lo menos de 2N/15 mm, como se midió por el método descrito arriba, y la resistencia de sello caliente debe ser de por lo menos de 2N/15 mm como se midió por la prueba descrita anteriormente. En forma general, la resistencia al rasgado está en el rango de alrededor de 2N/15 mm alrededor de 10N/15mm y usualmente está en el rango de alrededor de 2N/15mm a alrededor de 5N/15mm. En forma similar, la resistencia al sello de calor debe ser de entre alrededor de 2N/15mm y alrededor de 10N/15mm y usualmente en el rango de alrededor de 2N/15mm a alrededor de 5N/15mm.

El material, usado para el paquete de bebida de infusión también tiene una transparencia de por lo menos de 30%. La transparencia es medida por la prueba descrita anteriormente. La transparencia está generalmente en el rango de alrededor de 30 a alrededor de 70%. La transparencia resulta de usar materiales de peso ligero para formar el tejido. Por ejemplo, el material usado para producir el paquete de bebida de infusión debe tener un peso base de menos de alrededor de 68 gramos por metro cuadrado, deseablemente de menos de alrededor de 51 gramos por metro cuadrado, más deseablemente de entre alrededor de 10 a 20 gramos por metro cuadrado. Los materiales de peso base superior pueden ser usados; sin embargo, la transparencia tiende a ser reducida al aumentar el peso base.

Cuando el substrato es una tela no tejida, las fibras de la capa de tela no tejida pueden ser fibras de monocomponente, fibras de multiconstituyente o fibras de multicomponentes . Las fibras de componentes múltiples pueden, por ejemplo, tener una configuración en sección transversal de lado por lado A/B o A/B/A, una configuración en sección transversal de vaina/núcleo, en donde un componente de polímero rodea otro componente de polímero, un arreglo de sección transversal de pastel o un arreglo de islas en el mar. Cada uno de los polímeros de las fibras de componentes múltiples pueden ser biodegradable, o uno puede ser biodegradable y el otro puede no ser biodegradable. Más de dos componentes pueden ser usados también. Deseablemente, la configuración de fibra de la fibra de componentes múltiples es una configuración de vaina/núcleo .

Cuando las fibras de polímero son fibras de vaina/núcleo, es deseable que el componente de vaina tenga un punto de derretido más bajo que el del componente de núcleo. También es deseable que el componente de vaina de la fibra de componentes múltiples comprenda un polímero biodegradable descrito anteriormente. La fibra puede ser una fibra continua o fibras cortas. Desde un punto de vista de producción, es preferible que las fibras sean continuas y que las fibras sean fibras unidas con hilado.

Cuando el material usado para hacer el paquete de bebida de infusión es fibroso, es deseable que las fibras tengan un diámetro de fibra pequeño. En la presente invención, es preferible que las fibras tengan un denier de fibra de menos de alrededor de 6 denier por fibra (6.66 dtex) , preferiblemente debajo de 5 denier por fibra (5.55 dtex) y generalmente en el rango de alrededor de 0.5 dpf (0.55 dtex) a alrededor de 4 dpf (4.44 dtex). Típicamente, el denier deseable de las fibras es de alrededor de 1.5 denier por fibra a alrededor de 3 denier por fibra. Al aumentar el diámetro de fibra, la transparencia del material tiende a disminuir.

Un segundo polímero puede ser mezclado con el polímero biodegradable, en particular, el polímero de poliéster alifático antes de la formación de la película, de la fibra y/o de la tela no tejida para mejorar la resistencia a la tensión y la resistencia de sello caliente del material de paquete. El segundo polímero puede ser agregado al biodegradable en una cantidad de hasta alrededor de 35% por peso basado sobre el peso del polímero biodegradable . La cantidad agregada depende de un número de factores, tal como el porcentaje de unidades D isómero en el polímero biodegradable.

La selección del segundo polímero es tal que el segundo polímero es termoplástico y éste tiene un punto de derretido más bajo y/o un peso molecular más bajo que el del polímero de poliéster alifático biodegradable. El segundo polímero e5 generalmente un polímero amorfo. La adición del segundo polímero influirá favorablemente la reología de derretido de la mezcla y mejorará la unión bajo las condiciones de proceso usadas. Además, el segundo polímero es deseablemente compatible con el primer polímero. Los ejemplos de tales polímeros incluyen las resinas de hidrocarburo hidrogenadas, tal como los glutinizantes de la serie REGALREZ® y los glutinizantes de la serie ARKON®. Los glutinizantes REGALREZ® están disponibles de Hercules, Incorporated de Wilmington, Delaware. Los glutinizantes REGALREZ® son resinas no polares de peso molecular bajo, de color claro y altamente estables. La clase 3102 se dice que tiene un punto de suavizamiento de 102 R&B°C, una gravedad específica a 21°C de 1.04, una viscosidad de derretido de 100 poises a 149°C y una temperatura de transición del vidrio, Tg, de 51 °C. El glutinizante REGALREZ® 1094 se dice que tiene un punto de suavizamiento de 94 °C, una gravedad específica de 21°C de 0.99, una viscosidad de derretido de 100 poises a 126°C y una temperatura de transición del vidrio Tg de 33°C. La case 1126 se dice que tiene un punto de suavizamiento de 126°C, una gravedad especifica a 21°C de 0.97, una viscosidad de derretido de 100 poises a 159°C y una temperatura de transición del vidrio Tg, de 65°C. Las resinas de la serie ARK0N®P y las resinas glutinizantes sintéticas hechas por Arakawa Chemical (E.U.A.), Incorporated de Chicago, Illinois de resinas de hidrocarburo de petróleo. La clase P-70, por ejemplo, tiene un punto de suavizamiento de 70°C, mientras que la clase P-100 tiene un punto de suavizamiento de 100°C y la clase P-125 tiene un punto de suavizamiento de I25°c. La resina ligera ZONATEC®501 es otro glutinizante el cual es un hidrocarburo de terpeno con un punto de suavizamiento de 105 °C hecho por Arizona Chemical Company de Panamá City, Florida. La resina EASTMAN® 1023PL es un agente glutinizante de polipropileno amorfo con un punto de suavizamiento de 150-155°C disponibles de Eastman Chemical Company de Longview, Texas.

Generalmente, otros ejemplos del segundo polímero, incluyen, pero no se limitan a poliamidas, copolímeros de etileno derivados de etileno y un monómero de no-hidrocarburo tal como etileno vinil acetato (EVA) , etileno etil acrilato (EEA) , ácido etileno acrílico (EAA) , etileno metil acrilato (E A) y etileno normal-butil acrilato (ENBA) , rosin madera y sus derivados, resinas de hidrocarburo, resinas de politerpeno, polipropileno atáctico y polipropileno amorfo. También están incluidos los copolímeros de etileno propileno amorfo predominantemente conocidos comúnmente como hule de etileno-propileno (EPR) y una clase de materiales mencionada como polipropileno endurecido (TPP) y polímeros termoplásticos olefínicos en donde el EPR está dispersado mecánicamente o dispersado molecularmente a través de una polimerización de fases múltiples en-reactor en mezclas de polipropileno o de polipropileno/polietileno . Otros polímeros utilizables como el segundo componente de polímero es el polipropileno heterofásico disponible bajo la designación de comercio Catalloy KS 357 P disponible de Montell.

Además, las resinas de polialfadefina también pueden ser usadas como el segundo polímero. Las polialfadefinas utilizables en la presente invención deseablemente tienen una viscosidad de derretido de 100,000 Pa sec o más. Las polialfadefinas amorfas comercialmente disponibles, tal como aquellas usadas en los adhesivos derretidos calientes, son adecuadas para usarse con la presente invención e incluyen, pero no se limitan a REXTAC® etileno-propileno, APAOE-4 y E-5 y butileno-propileno BM-4 y BH-5, y REXTAC® 2301 DE Rexene Corporation de Odessa, Texas y VESTOPLAST® 720, VESTOPLAST® 520 O VESTOPLAST® 608 DE Huís AG de Mari, Alemania. Estas poliolefinas amorfas son comúnmente sintetizadas sobre un catalizador sostenido Ziegler-Natta y un co-catalizador de alquilo aluminio y la olefina, tal como el propileno, es polimerizada en combinación con varias cantidades de etileno, 1-buteno- 1-hexano u otros materiales para producir una cadena de hidrocarburo predominantemente atáctica.

Otros polímeros biodegradables que tienen un peso molecular menor que el primer polímero biodegradable también pueden ser usados. El mezclado del segundo polímero biodegradable debe resultar en una mezcla de polímero con la reología de derretido de polímero mejorada y proporcionar una mejora en la unión bajo las condiciones de proceso usadas. Se ha descubierto que la resistencia al rasgado de una tela no tejida producida de una mezcla de un poliláctico cristalino y de un segundo poliláctido el cual tiene un punto de derretido más bajo en comparación al poliláctido cristalino es bastamente mejorada sobre la resistencia al rasgado de uno tejido del poliláctido cristalino solo.

Aún cuando otros poliésteres alifáticos pueden ser usados en la presente invención, como se notó anteriormente, los poliláctidos son el polímero biodegradable deseado debido al costo y a la disponibilidad. Sin embargo, a fin de formar una tela no tejida de poliláctidos deben tomarse en cuenta varias consideraciones. Por ejemplo, muchos poliláctidos son conocidos porque tienen una estabilidad de derretido pobre y tienden a degradarse rápidamente a temperaturas elevadas, típicamente en exceso de 210 °C y pueden generarse subproductos en una cantidad suficiente para ensuciar o recubrir el equipo de procesamiento. En forma deseable, el poliláctido debe ser suficientemente procesable con derretido en un equipo de procesamiento con derretido tal como el que está comercíalmente disponible. Además, el poliláctido debe retener deseablemente un peso molecular y viscosidad adecuados. El polímero debe tener una viscosidad baja suficiente a la temperatura del derretido-procesamiento de manera que el equipo de extrusión pueda crear una tela no tejida aceptable. La temperatura a la cual esta viscosidad es suficientemente baja está preferiblemente también debajo de una temperatura la cual ocurre la degradación sustancial.

En la práctica de la presente invención en la producción de una tela no tejida, los poliláctidos , como se describe por la patente de los Estados Unidos de América número 5,506,873 otorgada a Ryan y otros deseablemente tiene un peso molecular promedio de número de desde alrededor de 10.000 a alrededor de 300.000, dependiendo del tipo de tela no tejida que está siendo formada. Por ejemplo, en una composición para una tela soplada con fusión, debe ser usado un poliláctido que tiene un peso molecular promedio de número que varia de desde alrededor de 15.000 a alrededor de 100.000. Deseablemente, el peso molecular promedio de número debe estar en el rango de alrededor de 20.000 a alrededor de 80.000 para una tela soplada con fusión. En contraste, para una tela no tejida unida con hilado, el rango de peso molecular promedio de número deseado es de desde alrededor de 50.000 a alrededor de 250.000, y más deseablemente, el rango de peso molecular promedio de número es de desde alrededor de 75.000 a alrededor de 200.000.

El límite inferior del peso molecular de las composiciones de polímero de la presente invención se pone a un punto arriba del umbral al cual una fibra tiene un diámetro suficiente y una densidad suficiente. En otras palabras, el peso molecular no puede ser más baja que el necesario para lograr un diámetro y densidad de fibra específicos. El límite superior práctico sobre el peso molecular está basado sobre la viscosidad incrementada con el peso molecular incrementado. A fin de someter a un proceso-derretido a un poliláctido de peso molecular superior, la temperatura de procesamiento de derretido debe ser aumentada para reducir la viscosidad del polímero. El límite superior exacto sobre el peso molecular puede ser determinado para cada aplicación de procesamiento-derretido en que las viscosidades requeridas varían y el tiempo de residencia dentro del equipo de procesamiento con derretido también variará. Por tanto, el grado de degradación en cada tipo de sistema de procesamiento también variará. Un experto en el arte determinará que el límite superior de peso molecular adecuado para satisfacer la viscosidad y/o los recubrimientos de degradación en cualquier solicitud y en el equipo que está siendo usado.

Los poliláctidos usados en el poliéster alifático biodegradable son deseablemente cristalinos. Los poliláctidos con una configuración de L-láctido predominante son más cristalinos que los poliláctidos que tienen una parte de configuración de D-láctido. El isómero de configuración de D- láctido es una impureza la cual es formada naturalmente durante la producción del poli (I-láctido) . Entre más grande el porcentaje de D-isómero presente en el poliláctido, más lenta es la tasa de cristalización. En forma ideal, en la presente invención es deseable el que el poliláctido tenga menos de alrededor de 4.5% por peso del D-isómero. Deseablemente, el D- isómero debe constituir menos de alrededor de 3.0% por peso y más deseablemente de menos de alrededor de 2.0% por peso del poli (L-láctido) .

Los polímeros láctido también pueden estar en una forma esencialmente amorfa o una forma semicristalina . Generalmente, el rango deseado de las composiciones para el poli ( láctido) semicristalino es de menos de alrededor de 6% por peso de láctido D-isómero y el por ciento restante por peso ya sea L-láctido o D-láctido, con el L-láctido estando más fácilmente disponible. Una composición más preferida contiene menos de alrededor de 4.5% por peso de D-láctido con el resto siendo esencialmente todo L-láctido.

En los poliláctidos los cuales son polímeros amorfos, la composición preferida de la mezcla de reacción está arriba de 4.5% por peso de D-láctido y más deseablemente arriba de 6.0% por peso de D-láctido con el láctido restante siendo esencialmente toda una mezcla de L-láctido. Dicho en otra manera, entre más D-láctido está presente en un poliláctido dado, menos cristalino es el poliláctido. El isómero D-láctido puede ser usado para controlar la cristalizad en un polímero de poliláctido predominantemente L-láctido.

Aún cantidades pequeñas de D-láctido en un polímero serán más lentas para cristalizar que las mezclas de polimerización que tienen cantidades menores de D-láctido. Más allá de alrededor de 6.0% por peso del contenido de D-láctido, el polímero permanece esencialmente amorfo después de un proceso de templado típico.

El índice de polidispersidad (PDI) del polímero poliláctido es generalmente una función de la ramificación o del entrecruzamiento y es una medida de la amplitud de la distribución de peso molecular. En la mayoría de las aplicaciones en donde es deseado el poliláctido cristalino, el índice de polidispersidad del polímero poliláctido debe estar dentro de alrededor de 1.5 y alrededor de 3.5, y preferiblemente de entre alrededor de 2.0 y alrededor de 3.0. Desde luego, el puente incrementado o el entrecruzamiento pueden aumentar el índice de polidispersidad. Además, el índice de flujo de derretido del polímero poliláctido debe estar en los rangos medidos a 210 °C con un peso de 2.16 kilogramos. Para las fibras sopladas con fusión el índice de flujo de derretido debe ser entre alrededor de 50 y 5.000, y preferiblemente de entre alrededor de 100 y 2.000. Para las fibras unidas con hilados el índice de flujo de derretido debe ser de entre alrededor de 10 y 100, y más preferiblemente de entre alrededor de 25 y alrededor de 75.

El tejido poroso polimérico biodegradable puede ser hecho hidrofílico con un tratamiento hidrofílico durable por uno de dos métodos. En un primer método de la presente invención, el substrato polimérico biodegradable se hace hidrofílico mediante el someter el substrato a una descarga de brillo Corona. En este método, el substrato polimérico biodegradable que tiene una superficie se somete a una descarga de brillo Corona para hacer a la superficie hidrofílica.

Los tratamientos de descarga de brillo Corona de las películas poliméricas son conocidas en el arte y resultan en una modificación química de los polímeros en la superficie del material polimérico. Vea por ejemplo la patente de los Estados Unidos de América número 3,880,966 otorgada a Zimmerman y otros y 3,471,597 otorgada a Schirmer. El tratamiento de descarga Corona de las películas también es antiguo en el arte y se conoce que el tratamiento de descarga Corona de una película de polímero en la presencia de aire conlleva modificaciones morfológicas y químicas sustanciales en la región de superficie de la película del polímero. Vea Catoire y otros, "Modificaciones Fisioquímicas de Regiones Superficiales de Película de Polietileno de Baja Densidad (LDPE) bajo descarga Corona", Polímero, volumen 25, página 766 y siguientes, Julio de 1984.

Generalmente hablando, el tratamiento Corona se ha utilizado para ya sea (1) mejorar la firmeza de impresión sobre la película o, (2) para perforar la película. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos de América número 4,283,291 otorgada a Lowther describe un aparato para proporcionar una descarga Corona, y la patente de los Estados Unidos de América número 3,880,966 otorgada a Zimmerman y otros, describe un método para usar una descarga Corona para perforar una película de polímero elástico cristalina y por tanto aumentar su permeabilidad. La patente de los Estados Unidos de América número 3,471,597 otorgada a Schirmer también describe un método para perforar una película por descarga Corona. La patente de los Estados Unidos de América número 3,754,117 otorgada a Walter describe un aparato y un método para el tratamiento de descarga Corona para modificar las propiedades de superficie de las capas delgadas o fibras las cuales mejorar la región de las pinturas o tintes aplicados subsecuentemente o de la unión subsiguiente.

En la presente invención, el substrato polimérico biodegradable es expuesto a un campo Corona. Como se usó aquí, el término "campo Corona" significa un campo Corona de gas ionizado. En general, la generación de un campo Corona y la exposición de las fibras son logradas de acuerdo con los procedimientos los cuales son muy conocidos por aquellos que tienen una habilidad ordinaria en el arte. La dosis o densidad de energía a la cual son expuestas las fibras puede variar de desde alrededor de 1 a alrededor de 500 Watts-minuto por pie cuadrado (w-min/ft2) la cual es aproximadamente equivalente a un rango de alrededor de 0.6 a 323 kilojoules por metro cuadrado (kJ/m2). Deseablemente, tal dosis estará en un rango de desde alrededor de 15 a alrededor de 350 watts-minuto por pie cuadrado (de desde alrededor de 10 a alrededor de 226 kilojoules por metro cuadrado) . Más deseablemente, la dosis estará en un rango de desde alrededor de 20 a alrededor de 80 watts-minuto por pie cuadrado (de desde alrededor de 13 a alrededor de 52 kilojoules por metro cuadrado) . Deseablemente, el tratamiento de descarga de brillo Corona es aplicado al substrato bajo la temperatura ambiente y presión ambiente; sin embargo, pueden ser usadas una temperatura y presiones superiores o más bajas.

En un segundo método de la presente invención, el substrato polimérico biodegradable se hace hidrofílico con un tratamiento hidrofílico durable por el recubrimiento sobre el substrato, un material polimérico hidrofílico el cual es durable a un medio acuoso a una temperatura en un rango de desde alrededor de 10°C a alrededor de 90°C y no suprime significativamente la tensión de superficie de un medio acuoso con el cual puede ponerse en contacto el tejido fibroso. Por ejemplo, la tensión de superficie del medio acuoso puede no ser suprimida o bajada más de alrededor de 10%.

Por vía de ilustración solamente, el material polimérico hidrofílico puede ser un polisacarido. El polisacarido puede tener una pluralidad de grupos hidrofóbicos y una pluralidad de grupos hidrofílieos . Los grupos hidrofóbicos pueden ser grupos =CH- Y-CH2 en la columna de polisacarido. Los grupos hidrofóbicos pueden adaptarse para proporcionar una afinidad del material de recubrimiento polimérico con el substrato polimérico biodegradable y los grupos hidrofílicos pueden ser adaptados para hacer el material polimérico hidrofílico. Los ejemplos del polisacarido incluyen, por ejemplo, gomas naturales, tal como agar, agarosa, carrageninas, furceleran, alginatos, goma de algarrobo, goma arábica, goma guar, goma konjac, y goma Baraya; productos de fermentación microbial, tal como goma gelan, goma xantano y goma dextran; celulosa, tal como celulosa microcristalina; y productos animales tal como ácido hialurónico, heparina, quitina y quitosana.

De nuevo por vía de ilustración solamente, el material polimérico hidrofílico puede ser un polisacarido modificado. Un polisacarido modificado también puede tener una pluralidad de grupos hidrofóbicos y una pluralidad de grupos hidrofílicos. Los grupos hidrofóbicos pueden ser = CH- y grupos -CH2- en la columna de polisacarido, o grupos colgantes. Los grupos hidrofílicos también pueden ser grupos colgantes. De nuevo, los grupos hidrofóbicos pueden ser adaptados para proporcionar una afinidad del substrato polimérico lo menos una parte o todo el substrato a un campo de especies reactivas. Por lo menos una parte del substrato, incluyendo cualquier parte expuesta al campo de especies reactivas, entonces es tratada con una mezcla la cual incluye agua y un material polimérico hidrofilico como se describió anteriormente bajo condiciones suficientes para recubrir en forma esencialmente uniforme las superficies del substrato con el material polimérico hidrofilico. Cualquier método de tratamiento convencional, por ejemplo, el rociado, la aplicación de una espuma, la impresión, el embebido y similares puede ser usado para recubrir el substrato. El recubrimiento del material polimérico hidrofilico es durable a un medio acuoso a una temperatura en un rango de desde alrededor de 10 °C a alrededor de 90 °C y recubrimiento no deprime significativamente la tensión de superficie de un medio acuoso con el cual puede ponerse en contacto el substrato recubrimiento. Por ejemplo, la depresión de tensión de superficie de tal medio acuoso puede ser de menos de alrededor de 10%. En algunos casos, puede ser útil o necesario el entrecruzar el recubrimiento sobre el substrato para impartir un nivel deseado de duración.

El campo de especies reactivas sirve para aumentar la afinidad del material polimérico hidrofilico para el substrato polimérico biodegradable . El campo de especies reactivas puede ser por vía de ejemplo, un campo Corona. Como otro ejemplo, el campo de especies reactivas puede ser un campo de plasma.

Como un método alterno, el recubrimiento puede ser primero aplicado al substrato y después el substrato puede ser sometido a un campo de especies reactivas.

Sin desear el estar unido por una teoría, se cree que la exposición del substrato de polímero biodegradable a un campo de especies reactivas resulta en alteraciones de las superficies del substrato, elevando por tanto temporalmente la energía de superficie del substrato. Esto, a su vez, permite la permite la penetración de la solución de tratamiento dentro del substrato; esto es, el substrato puede ser saturado con una solución de tratamiento. También se cree que la duración del tratamiento se debe a la oxidación de superficie y a la unión secundaria mejorada de un recubrimiento hidrofílico el cual puede ser aplicado al substrato.

Aún cuando la exposición del substrato a un campo de especies reactivas es un método deseado de elevar temporalmente la energía de superficie del substrato, pueden ser empleados otros procedimientos. Por ejemplo, el substrato puede ser tratado con ozono o puede ser pasado a través de una solución oxidante tal como un medio acuoso que contiene trióxido de cromo y ácido sulfúrico. Debe tenerse cuidado con tales otros procedimientos , sin embargo, de ya se evitar o minimizar la degradación del substrato .

La resistencia del campo de especies reactivas puede ser variada en una manera controlada a través de por lo menos una dimensión del tejido fibroso. Con el recubrimiento del substrato con el material polimérico hidrofílico, la extensión o grado de hidrofília del recubrimiento es directamente proporcional a la resistencia del campo. Por tanto, la hidrofília del recubrimiento de material polimérico variará en una manera controlada a través de por lo menos una dimensión del tejido fibroso.

La resistencia del campo de especies reactivas es fácilmente variada en una manera controlada por medios conocidos. Por ejemplo, un aparato Corona que tiene un electrodo segmentado puede ser ampliado, en el cual la distancia de cada segmento desde la muestra que va a ser tratada puede ser variada independientemente. Como otro ejemplo, un aparato Corona que tiene un sistema de electrodo de separación-gradiente puede ser utilizado; en este caso, un electrodo puede ser girado alrededor de un eje el cual es normal a la longitud del electrodo. Otros métodos también pueden ser empleados. Vea por ejemplo, "Fabricación de un Gradiente de Humedecimiento continuo por Descarga de Plasma de Frecuencia de Radio" de W.G. Pitt, Diario de la Ciencia de Entrecara de coloide 133, No. 1,223 (1989); y "Superficies de Gradiente de Humedecimiento preparadas por Tratamiento de Descarga Corona", de J.H. Lee, y otros, Transacciones de la Junta Anual No. 17 de la Sociedad para Biomateriales, Mayo 1-5 1991, página 133, Scottsdale, Arizona.

Si se desea, por lo menos una parte del substrato polimérico biodegradable puede ser expuesto a un campo de especies reactivas subsecuente al tratamiento de por lo menos una parte del substrato con una mezcla que comprende agua y un material polimérico. Tal exposición posterior típicamente aumenta la hidrofilia del substrato recubierto. Además, la resistencia del campo de especies reactivas en tal exposición posterior también puede variar en una manera controlada a través de por lo menos una dimensión del tejido fibroso como ya se describió. Tal exposición posterior puede aún mejorar la duración del recubrimiento a través del entrecruzamiento .

Típicamente, la cantidad agregada del polímero hidrofílico en el recubrimiento aplicado al substrato es generalmente en el rango de alrededor de 0.01% por peso a alrededor de 2.0% por peso, y deseablemente de entre 0.005% por peso y 1.0% por peso, más deseablemente de entre alrededor de 0.1% por peso y alrededor de 0.5% por peso, cada uno basado sobre el peso seco del substrato y del polímero hidrofílico en el recubrimiento.

El tratamiento hidrofilico hace al material de empaque humedecible. Al aumentar el grado de humedecimiento, el tiempo de un hundimiento para el material de empaque tiende a disminuir. En la presente invención, es deseable que el tiempo de hundimiento para el material de empaque sea de menos de 20 segundos, y preferiblemente tan rápido como sea posible de manera que el usuario del paquete pueda meter el paquete de bebida de infusión en agua en un periodo de tiempo muy corto. Típicamente, el paquete se hundirá en menos de 10 segundos, en muchos casos en menos de 5 segundos, y deseablemente en forma inmediata .

La fibra o los filamentos de la tela no tejido pueden ser unidos generalmente en alguna manera al ser éstos producidos a fin de darles una integridad de estructura suficiente para soportar los rigores de un procesamiento adicional en un producto terminado. La unión puede ser lograda en un número de formas tal como la unión ultrasónica, la unión adhesiva y la unión térmica. La unión ultrasónica se lleva a cabo, por ejemplo, mediante el pasar la tela no tejida entre un cuerno sónico y un rodillo de yunque como se ilustró en la patente de los Estados Unidos de América número 4,374,888 otorgada a Bornslaeger, la cual se incorpora aquí por referencia en su totalidad.

La unión térmica de una tela no tejida puede ser lograda mediante el pasar el tejido entre los rodillos de una máquina de calandrado. Por lo menos uno de los rodillos de calandrado es calentado y por lo menos uno de los rodillos, no necesariamente el mismo que el rodillo calentado, tiene un patrón el cual es impreso sobre la tela no tejida al pasar ésta entre los rodillos, la tela no tejida es sometida a presión asi como a calor. La combinación de calor y presión aplicada en un patrón particular resulta en la creación de áreas de unión fundidas en la tela no tejida en donde las uniones sobre la misma corresponden a patrón de puntos de unión sobre el rodillo de calandrado.

Se han desarrollado varios patrones para los rodillos de calandrado. Un ejemplo es el patrón Hansen-Pennings con entre alrededor de 10 a 25% de área unida con alrededor de 100 a 500 uniones/pulgada cuadrada como se enseñó en la patente de los Estados Unidos de América número 3,855,056 otorgada a Hansen y Pennings. Otro patrón común es un patrón de diamantes con diamantes ligeramente descentrados y repetitivos. El patrón de unión particular puede ser seleccionado de patrones que varían ampliamente conocidos por aquellos expertos en el arte. El patrón de unión no es crítico para impartir las propiedades a la presente invención.

La temperatura y presión de calandrado exactas para la unión de la tela no tejida dependerán de los polímeros de los cuales son formados las telas no tejidas. Generalmente para la tela no tejida formada de poliláctidos, las temperaturas preferidas son de entre 250° y 350°F (121° y 177 °C) y la presión de entre 100 y 1000 libras por pulgada lineal. Más particularmente, para el ácido poliláctido, las temperaturas preferidas son de entre 270°F y 320°F (131°C y 160°C) y la presión de entre 150 y 500 libras por pulgada lineal. Sin embargo, la temperatura y presiones reales requieren ser altamente dependientes de los polímeros particulares usados. La temperatura actual y la presión usada para unir las fibras del no tejido juntas se determinarán fácilmente por aquellos expertos en el arte. De los métodos disponibles para la unión de la capa de la tela no tejida utilizable en la presente invención, son preferidas la unión térmica y ultrasónica debido a factores tales como el costo de materiales y la facilidad de procesamiento.

Los métodos antes descritos pueden ser usados para hacer al polímero biodegradable hidrofílico. Además de ser hidrofílico, los métodos pueden proporcionar un recubrimiento el cual es seguro de injerirse y puede usarse en productos de almacenamiento de alimentos así como en dispositivos médicos los cuales son usados sobre y en el cuerpo humano. Aún cuando esto no se ha confirmado. Los tratamientos de la presente invenc ón imparten un humedecimiento rápido, duración durante el almacenamiento, duración durante el uso que permite el rehumedecimiento de la superficie después de una primera descarga, tienen eficacia a temperaturas elevadas, son insaboros y no hacen espuma y son seguros para comerse, tal como en el caso de los recubrimientos etil hidroxil celulosa. Sorprendentemente, se ha descubierto que el tratamiento Corona del substrato polimérico biodegradable resulta en un substrato el cual retiene las propiedades hidrofilicas impartidas aún después del almacenamiento por un periodo de tiempo extendido.

Otros métodos para hacer el material hidrofilico los cuales pueden ser usados para producir la bolsa de bebida de infusión pueden influir en preparar un extracto de un material a base de plantas. Los extractos incluyen pero no se limitan, a té, café y otros materiales a base de plantas. Los extractos son formados en soluciones las cuales generalmente contienen de desde alrededor de 0.01% a alrededor de 50% del extracto de material de plantas. Típicamente, la cantidad del extracto en la solución usada para tratar la bebida de infusiones de entre alrededor de 0.1 y 1.0% por peso de la solució .

Las ventajas de usar los extractos incluyen que éstos tienden a ser naturalmente alimentos seguros en el caso de materiales comestibles o digeribles. Además, los extractos de materiales similares como la bebida de infusión no cambiarán el sabor de la bebida de infusión, ya que el extracto de sabor será similar a aquel de la bebida de infusión.

Típicamente, la cantidad agregada del extracto a base de plantas en el recubrimiento al material usado para el paquete de bebida de infusión está generalmente en el rango de alrededor de 0.01% por peso a alrededor de 2.0% por peso y deseablemente de entre 0.05% por peso y 1.0%, más deseablemente de entre alrededor de 0.1% por peso y a alrededor de 0.5% por peso, cada uno basado sobre el peso seco del substrato y extracto en el recubrimiento.

En la presente invención, es deseable que el material para el empaque de bebida de infusión sea un material no tejido preparado de fibras de componentes múltiples. El no tejido es generalmente preferido para que sea una tela no tejida unida con hilado o un tejido cardado y unido.

Una vez formado, el material no tejido puede ser formado en un paquete de bebida de infusión usando técnicas conocidas . El precursor de bebida de infusión es colocado en el material y el material es sellado usando las técnicas de unión descritas aquí de manera que la bebida de infusión esté contenida dentro.

La presente invención está además descrita por los ejemplos que siguen. Tales ejemplos sin embargo no deben considerarse como limitantes en ninguna manera ya sea del espíritu o del alcance de la presente invención.

Ejemplos Las muestras unidas con hilado de bicomponente fueron preparadas usando el proceso descrito en la patente ce los Estados Unidos de América número 5,382,400 la cual se incorpora aquí. El material unido con hilado de bicomponente tiene una configuración de vaina/núcleo y contiene como el componente de vaina, un poliláctido disponible de Cargill Dow, LLC bajo la designación Ingeo™ 6350 D. El componente de núcleo es un poliláctido disponible de Cargill Dow, LLC bajo la designación de marca Ingeo™ 6250 D. La proporción del componente de vaina al componente de núcleo es de 1:1 en cada uno de los ejemplos dados abajo.

Las fibras fueron preparadas mediante el extrudir alrededor de 0.7 gramos por orificio/minuto del polímero total a una temperatura de alrededor de 410-430°F (210 °C-221°C) y las fibras resultantes fueron enfriadas con aire. Las fibras fueron jaladas a una presión FDU de 12 libras por pulgada cuadrada. Las fibras fueron colocadas sobre un alambre formador que se mueve a alrededor de 135 pies por minuto (41.2 metros por minuto) . Las fibras tienen un denier de alrededor de 3 denier por fibra (3.3 dtex) . Las fibras depositadas sobre el alambre formador fueron unidas preliminarmente con una cuchilla de aire caliente a una temperatura de 250°F (121°C) . Después las fibras fueron unidas usando el rodillo de unión de patrón HDD, el cual tuvo uniones de punto que tienen alrededor de 460 pernos/pulgada cuadrada para un área unida de alrededor de 15% a alrededor de 23%, después se calentaron a temperatura de alrededor de 250°F (121°C) con un yunque tiene una temperatura de 240°F (115°C) . El material tuvo un peso base de alrededor de 25.3 gramos por metro cuadrado y es mencionado como el material del ejemplo 1. Las condiciones del proceso también se resumen en la tabla 1.

Las muestras adicionales fueron preparadas en la misma manera excepto porque se usaron las condiciones de la tabla 1.

Tabla 1 Cada muestra fue embebida en soluciones acuosas que contiene 0.2% por peso de etil hidroxietil celulosa (Bermocol E481, Akzo Nobel) . Después de completar la saturación de la tela, indicada por un cambio en el color de blanco a translúcido, la tela fue sometida a punto de presión entre los dos rodillos de hule en un exprimidor de laboratorio Atlas a 10 libras (alrededor de 4.5 kilogramos) de presión de punto de sujeción. La tela recubierta entonces fue secada en un horno a 60 °C por alrededor de 30 minutos. Los resultados de cada una de las pruebas descritas anteriormente están mostrados en la tabla 2.

Tabla 2 Como puede verse en la tabla 2, el material de la presente invención tiene un buen balance de propiedades lo cual lo hace aceptable como una bebida de infusión.

Aún cuando la descripción se ha descrito en detalle con respecto a incorporaciones especificas de la misma, se apreciará por aquellos expertos en el arte, a lograr un entendimiento de lo anterior, pueden concebirse fácilmente alteraciones, variaciones equivalentes de estas incorporaciones .

Claims (17)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un paquete de bebida de infusión que comprende un tejido poroso que comprende un polímero termoplástico biodegradable, en donde dicho paquete tiene una transparencia de alrededor de 30%, una resistencia a la tensión de por lo menos de alrededor de 2N/15mm, y un tiempo de hundimiento de menos de alrededor de 20 segundos.

2. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el tejido comprende una tela no tejida.

3. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el polímero termoplástico biodegradable comprende un poliéster alifático.

4. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque el poliéster alifático comprende por lo menos un miembro seleccionado de polihidroxi butirato (PHP) , polihidroxi butirato-co-valerato (PHBV), policaprolactona, succinato de polibutileno, succinato-co-adipato de polibutileno, ácido poliglicólico (PGA) , poliláctido o ácido poliláctido (PLA) , oxalato de polibutileno, adipato de polietileno, poliparadioxanona, polimorfolinevionas, y polidioxipana-2-uno .

5. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 4, caracterizado porque el poliéster alifático comprende poliláctido.

6. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque la tela no tejida comprende una tela no tejida unida con hilado, una tela no tejida colocada por aire, una tela cardada y unida o una tela no tejida soplada con fusión.

7. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 6, caracterizado porque la tela no tejida comprende una tela no tejida unida con hilado.

8. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque las fibras de la tela no tejida comprenden fibras de monocomponente, fibras de multicomponentes, fibras de constituyentes múltiples o una mezcla de las mismas.

9. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 8, caracterizado porque la fibra comprende fibras de componentes múltiples y las fibras comprenden un poliéster alifático .

10. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 8, caracterizado porque las fibras comprenden fibras de constituyentes múltiples y comprenden un poliéster alifático como constituyente de las fibras de constituyentes múltiples.

11. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 8, caracterizado porque las fibras de componentes múltiples y uno de los componentes de las fibras de componentes múltiples comprenden un poliéster alifático.

12. El paquete de bebida de infusión tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque comprende un precursor de bebida de infusión contenido dentro del paquete .

13. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el tejido poroso comprende un tratamiento hidrofilico.

14. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque el tratamiento hidrofilico comprende una descarga de brillo Corona, un material polimérico hidrofilico, un extracto de plantas o una combinación de los mismos .

15. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el tiempo de hundimiento es de menos de alrededor de 10 segundos.

16. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque la transparencia de entre 30% y 70% y la resistencia a la tensión es de aproximadamente de 2 a 5 N/15mm.

17. El paquete tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la resistencia al sello de calor es de aproximadamente de 2 a 15 N/15mm. R E S U M E N La presente invención proporcione un paquete para bebida de infusión que tiene buen balance de propiedades incluyendo, el ser biodegradable, ser de buena resistencia a la tensión y de tiempos de infusión cortos, mientras que es transparente en forma suficiente como para permitir a un usuario del paquete el precursor de bebida de infusión contenido dentro del paquete antes de meter el paquete en el agua. El paquete de bebida de infusión de la presente invención es preparado de un tejido poroso derivado de un polímero termoplástico biodegradable, en donde el paquete tiene una transparencia de por lo menos de alrededor de 30%, una resistencia a la tensión de por lo menos de alrededor de 2N/15mm, y un tiempo de infusión de menos de alrededor de 20 segundos. Además, la resistencia de sello del paquete es de por lo menos de 2N/15mm.