BRPI0115333B1

BRPI0115333B1 - processo para produzir um invólucro de papel e processo para produzir um artigo de fumar

Info

Publication number: BRPI0115333B1
Application number: BRPI0115333A
Authority: BR
Inventors: Joseph S Kucherovsky; Richard M Peterson; Thomas A Kraker
Original assignee: Schweitzer Mauduit Internat
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2016-03-08
Also published as: CN1474659A; CN1839717B; CA2643090A1; EP2127545B1; EP1333729B1; CA2427830C; DE60143620D1; EP2127544A3; EP2127544B1; PT2127544E; EP2127543A3; EP2127545A2; EP1333729A4; US20040182407A1; ES2388776T3; JP3958685B2; HK1059025A1; PT1333729E; EP2127544A2; ES2356358T3

Abstract

"processo para a produção de artigos de fumar com características de propensão à ignição reduzidas e produtos feitos de acordo com o mesmo". um processo para a redução da permeabilidade de um invólucro de papel (14) usado na construção de um artigo de fumar (10) é mostrado. o invólucro de papel (14) é tratado com uma composição de formação de filme (52), que forma áreas discretas tratadas (18) no invólucro. as áreas discretas tratadas (18) têm uma permeabilidade em uma faixa predeterminada suficiente para redução das propriedades de propensão à ignição de um artigo de fumar (10) feito com o invólucro (14). de acordo com a presente invenção, a composição de formação de filme (52) é aplicada como camadas múltiplas (31, 33, 35) ao invólucro de papel (14). após cada etapa de aplicação, o invólucro (14) é seco. a aplicação da composição de formação de filme (52) ao invólucro de papel (14) em camadas múltiplas (31, 33, 35) minimiza a distorção e outros efeitos adversos que podem ocorrer no invólucro (14).

Description

PROCESSO PARA PRODUZIR UM INVÓLUCRO DE PAPEL E PROCESSO PARA PRODUZIR UM ARTIGO DE FUMAR Pedido Relacionado 0 presente pedido é baseado em um Pedido Provisório que tem o N° de Série de Pedido de Patente 0,5. 60/248.061», depositado em 13 de novembro de 2000.

Antecedente» da Invenção Há uma preocupação constante na indústria do tabaco quanto a produzir cigarros tendo invólucros que reduzam a propensão à ignição do artigo de fumar» ou a tendência do artigo de fumar de incendiar as superfícies as quais entram em contato com o artigo de fumar aceso. Foram feitos relatos de incêndios atribuídos a cigarros queimando entrando em contato com materiais combustíveis. Existe um interesse justificado na indústria para se reduzir a tendência de cigarros ou de outros artigos de fumar a incendiarem superfícies e materiais usados em móveis» camas e similares» mediante um contato.

Assim, um aspecto desejável de artigos de fumar» particularmente de cigarros» é que eles se auto-extíngam» ao serem deixados cair ou deixados em um estado de queima livre sobre materiais combustíveis. Há muito foi reconhecido na indústria do tabaco que o invólucro do cigarro tem uma influência significativa sobre as características de combustão lenta do cigarro. Nesse sentido» foram feitas várias tentativas na técnica para se alterar ou modificar os invólucros de cigarro, de modo a se obter a tendência desejada do cigarro se auto-extinguir ou» em outras palavras» para redução das características de propensão â ignição dos cigarros. A técnica anterior descreve a aplicação de soluções de formação de filme ao papel do cigarro, para redução da permeabilidade do papel e para controle da taxa de queima. Foi mostrado que quando esses materiais foram aplicados em áreas discretas ao longo do comprimento do cigarro, o cigarro mostra uma propensão reduzida a inflamar um substrato, tende a se auto-extinguir e tem uma contagem de baforada mais alta. A Patente U.S. N° 5.878.753 de Peterson, a qual é incorporada aqui como referência, por exemplo, descreve um invólucro de área de dado de usuário que é tratado com uma solução aquosa de formação de filme, para redução da permeabilidade. A Patente U.S. N° 5.878.754 de Peterson, a qual também é incorporada aqui como referência, descreve um invólucro de artigo de fumar que é tratado com uma solução não aquosa de um polímero solúvel em solvente dissolvido em uma solução não aquosa, para redução da permeabilidade.

Em alguns casos, quando uma solução é aplicada ao invólucro de papel e seca, há uma tendência de o papel experimentar mudanças dimensionais não uniformes. Em particular, a aplicação de revestimentos na forma de bandas pode fazer com que as bandas se retraiam em relação ao papel não revestido, fazendo com que as áreas não revestidas se abaúlem.

Embora alguns melhoramentos tenham sido feitos na técnica, ainda há uma necessidade de um método melhorado para a produção de um invólucro de cigarro com propriedades de propensão â ignição reduzidas. Especificamente, existe uma necessidade de um método melhorado de aplicação de uma solução de formação de filme a um invólucro de papel em áreas discretas, para a diminuição da permeabilidade do invólucro, sem causar mudanças dimensionais não uniformes no invólucro ou, de outra forma, afetar adversamente a aparência do invólucro.

Sumário da Invenção A presente invenção é geralmente dirigida a invólucros de papel para artigos de fumar com propensão à ignição reduzida e a um processo para a confecção dos invólucros. Por exemplo, em uma montagem, o processo inclui as etapas de provisão de um invólucro de papel feito a partir de uma trama de papel. Por exemplo, o invólucro de papel pode incluir fibras de linho, fibras de madeira macia, fibras de madeira dura e misturas das mesmas. 0 invólucro de papel também pode incluir um enchimento, tal como carbonato de cálcio, em uma quantidade de cerca de 10% a cerca de 40% em peso.

De acordo com a presente invenção, múltiplas camadas de uma composição de formação de filme são aplicadas ao invólucro de papel em locais particulares. As camadas múltiplas da composição de formação de filme formam áreas discretas tratadas no invólucro. As áreas discretas são separadas por áreas não tratadas. As áreas discretas tratadas têm uma permeabilidade em uma faixa predeterminada suficiente para redução da propensão à ignição. Por exemplo, as áreas tratadas podem reduzir a propensão à ignição pela redução de oxigênio para um carvão de combustão lenta do artigo de fumar, conforme o carvão queima e avança para as áreas não tratadas.

Em uma montagem da presente invenção, o invólucro de papel é seco entre a aplicação de cada camada da composição de formação de filme. O invólucro de papel pode ser seco ao ser contatado com um fluxo de gás quente, ao ser colocado em contato com um cilindro de vapor, ao sê-lo com raios infravermelhos, ou pode ser simplesmente seco ao ar. A composição de formação de filme pode ser aplicada ao invólucro de papel de acordo com vários métodos. Por exemplo, as camadas múltiplas podem ser impressas no papel, usando-se, por exemplo, flexografia, impressão de gravura direta e impressão de gravura em off-set.

Em uma montagem, as áreas discretas formadas pela composição de formação de filme são no formato de bandas circunferenciais dispostas longitudinalmente ao longo do artigo de fumar. As bandas podem ter uma largura de mais de cerca de 4 mm, tal como de cerca de 5 mm a cerca de 10 mm. As bandas podem ser espaçadas umas das outras a uma distância de cerca de 5 mm a cerca de 30 mm e, particularmente, de cerca de 5 mm a cerca de 20 mm. A composição de formação de filme pode ser feita a partir de qualquer material adequado que proveja as características de queima desejadas. Os exemplos de composição de formação de filme que podem ser usadas incluem soluções de alginato, soluções de pectina, soluções de silicato, soluções de amido, soluções de carboximetilcelulose, outras soluções de derivado de celulose, soluções de goma guar, e misturas dos mesmos. Se desejado, a composição de formação de filme pode incluir um enchimento, tal como giz, argila, um óxido de metal, carbonato de cálcio, ou misturas dos mesmos. A quantidade de composição de formação de filme que é aplicada ao invólucro de papel depende da aplicação em particular e de vários fatores. A quantidade aplicada para a formação de cada camada das áreas discretas tratadas também pode variar, dependendo da aplicação em particular. Por exemplo, em uma montagem, a composição de formação de filme pode ser aplicada para a formação de uma camada relativamente leve, inicialmente. Subseqüentemente, camadas mais pesadas da composição podem ser formadas.

Alternativamente, a composição de formação de filme pode ser aplicada, inicialmente, como uma camada relativamente pesada. As camadas mais leves, então, podem ser colocadas sobre a camada mais pesada subseqüentemente.

Ainda em uma outra montagem da presente invenção, um invólucro de papel tendo características de propensão â ignição reduzidas é formado a partir de uma trama de papel que tem uma permeabilidade relativamente alta. Por exemplo, a trama de papel pode ter uma permeabilidade maior do que cerca de 60 Coresta, tal como de cerca de 60 a cerca de 110 Coresta e, mais particularmente, de cerca de 60 a cerca de 90 Coresta. Uma composição de formação de filme, então, pode ser aplicada à trama de papel, para a formação de áreas discretas tratadas com propensão â ignição reduzida. As áreas discretas tratadas podem ser formadas a partir de camadas múltiplas da composição de formação de filme.

Além de ser dirigida a um processo para a redução da permeabilidade de um papel, a presente invenção também é dirigida ao invólucro de papel em si e a artigos de fumar feitos a partir do invólucro de papel. Por exemplo, um artigo de fumar pode incluir uma coluna de tabaco circundada por um invólucro. O invólucro pode ser feito a partir de uma trama de papel, como descrito acima.

De acordo com a presente invenção, o invólucro de papel pode incluir áreas discretas tratadas separadas por áreas não tratadas. As áreas discretas tratadas podem ser feitas a partir de um filme de camada múltipla e podem ter uma permeabilidade em uma faixa predeterminada suficiente para redução das propriedades de propensão â ignição do artigo. Por exemplo, as áreas tratadas podem ter uma permeabilidade de menos de cerca de 25 unidades Coresta, particularmente de menos de 15 unidades Coresta e, mais particularmente, de cerca de 2 unidades Coresta a cerca de 10 unidades Coresta. 0 filme de camada múltipla aplicado ao invólucro de papel pode ser feito de acordo com o processo descrito acima. A quantidade de camadas usadas para a feitura do filme pode variar, dependendo da aplicação em particular. Para a maioria das aplicações, o filme conterá pelo menos duas camadas e, particularmente, de cerca de três a cerca de oito camadas.

Outras características e aspectos da presente invenção são discutidos em maiores detalhes abaixo.

Breve Descrição dos Desenhos Uma exposição completa e possível da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma para uma pessoa de conhecimento comum na técnica, ê estabelecida mais particularmente no restante do relatório descritivo, incluindo uma referência âs figuras em anexo, nas quais: a Figura 1 é uma vista em perspectiva de um artigo de fumar feito de acordo com a presente invenção; a Figura 2 é uma vista explodida do artigo de fumar ilustrado na Figura 1; a Figura 3 é uma vista em seção transversal de um invólucro de papel feito de acordo com a presente invenção; e a Figura 4 é um sistema para o tratamento de um invólucro de papel de acordo com a presente invenção. 0 uso repetido de caracteres de referência no presente relatório descritivo e nos desenhos e pretendido para representar os mesmos aspectos ou elementos ou análogos da presente invenção.

Descrição Detalhada Será feita referência, agora, em detalhes, âs montagens da invenção, um ou mais exemplos da qual sendo estabelecidos abaixo. Cada exemplo é provido a título de explanação da invenção, não de limitação da invenção. De fato, será evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem se desviar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, os aspectos ilustrados ou descritos como parte de uma montagem, podem ser usados em uma outra montagem, para levarem ainda a uma montagem adicional. Assim, é pretendido que a presente invenção cubra tais modificações e variações, como venham no escopo das reivindicações em apenso e de seus equivalentes.

Para fins de explanação da invenção, as montagens e os princípios da invenção serão discutidos em relação a um cigarro. Entretanto, isto é para fins de explanação da invenção apenas, e não tem por significado limitar a invenção apenas a cigarros. Qualquer maneira de artigo de fumar está no escopo e no espírito da invenção. A invenção se refere a um artigo de fumar, e a um invólucro para um artigo de fumar, tendo características de controle de propensão â ignição melhoradas. "Propensão à ignição" é uma medida da tendência do artigo de fumar ou do cigarro de inflamar um substrato inflamável, se o cigarro queimando for deixado cair ou de outra forma deixado sobre um substrato inflamável. Um teste para propensão à ignição de um cigarro foi estabelecido pelo NIST (National Institute of Standards and Technology) e é referido, geralmente, como o "Teste de Ignição de Modelo". 0 teste compreende a colocação de um cigarro de combustão lenta sobre um tecido de teste inflamável e a gravação da tendência do cigarro a inflamar o tecido de teste, queimar o tecido de teste além de uma linha carbonizada normal do tecido, queimar por todo o seu comprimento sem inflamar o tecido, ou se auto-extinguir, antes de inflamar o tecido de teste ou queimar por todo o seu comprimento.

Um outro teste para propensão â ignição é referido como o "Teste de Extinção de Cigarro". No Teste de Extinção de Cigarro, um cigarro aceso é colocado sobre uma ou mais camadas de papel filtro. Se o cigarro se auto-extinguir, o cigarro passa no teste. Se o cigarro queimar todo até a sua extremidade no filtro, contudo, o cigarro falha. Artigos de fumar feitos de acordo com a presente invenção podem ser projetados para passarem em um ou em ambos esses testes.

Em geral, os artigos de fumar tendo uma propensão à ignição reduzida são feitos de acordo com a presente invenção pela aplicação em áreas discretas a um papel de invólucro de uma composição, tal como uma composição de formação de filme, em um processo de aplicação de passe múltiplo. Em particular, a composição é aplicada ao papel de invólucro em etapas sucessivas, de modo a se formarem áreas no papel tendo uma propensão à ignição reduzida. Em uma montagem da presente invenção, o papel de invólucro é seco entre cada etapa sucessiva de aplicação da composição ao papel. Pela aplicação da composição em múltiplas etapas e pela secagem entre cada etapa, acredita-se que áreas de propensão â ignição reduzida podem ser formadas no papel de invólucro, sem se causarem mudanças dimensionais não uniformes no papel e sem se interferir, de forma adversa, com a aparência do papel.

Em uma montagem alternativa da presente invenção, a quantidade da composição que é aplicada ao papel de invólucro, durante cada aplicação sucessiva da composição, é variada. Por exemplo, em algumas aplicações, a composição, primeiramente, é aplicada ao papel de invólucro em quantidades relativamente altas. Nas etapas sucessivas, a quantidade da composição aplicada ao papel é diminuída. Em outras aplicações, contudo, a composição é, em primeiro lugar, aplicada levemente ao papel de invólucro. Após a aplicação inicial, quantidades mais pesadas da composição, então, são aplicadas ao papel. Pela variação da quantidade aplicada ao papel de invólucro, durante cada etapa, áreas tendo propensão à ignição reduzida podem ser formadas sobre o invólucro com propriedades controladas. A aplicação de composições a invólucros de papel em múltiplas etapas de aplicação também permite a formação de áreas de propensão à ignição reduzida em invólucros que têm características de permeabilidade relativamente alta, tais como em invólucros que têm uma permeabilidade de pelo menos 60 unidades Coresta. De acordo com a presente invenção, invólucros de papel de alta porosidade tendo propriedades de propensão â ignição reduzida capazes de passarem em ambos o Teste de Ignição de Modelo e o Teste de Extinção de Cigarro, quando formados em um artigo de fumar, são possíveis.

De modo a ajudar na descrição e na explicação da presente invenção, uma montagem da invenção é ilustrada, geralmente, nas FIG. 1 e 2. Um artigo de fumar (cigarro), geralmente 10, que tem características melhoradas de propensão â ignição, inclui uma coluna de tabaco 12 em um invólucro 14. 0 artigo 10 inclui um filtro 26. 0 invólucro 14 pode incluir qualquer maneira de invólucro de cigarro comercialmente disponível.

Geralmente, o papel de invólucro pode ser feito a partir de fibras celulósicas obtidas, por exemplo, a partir de linho, madeira macia ou madeira dura. De modo a se variarem as propriedades do papel, como desejado, várias misturas de fibras celulósicas podem ser usadas. A extensão até a qual as fibras são refinadas também pode ser variada.

Para a maioria das aplicações, o invólucro de papel conterá um enchimento. 0 enchimento pode ser, por exemplo, carbonato de cálcio, óxido de magnésio, ou qualquer outro material adequado. 0 carregamento de enchimento total adicionado ao invólucro de papel pode estar entre cerca de 10% a cerca de 40% em peso. A permeabilidade do invólucro de papel para artigos de fumar feitos de acordo com a presente invenção, geralmente, pode ser de cerca de 10 unidades Coresta a cerca de 200 unidades Coresta. Em algumas aplicações, a permeabilidade pode estar entre cerca de 15 unidades Coresta e cerca de 55 unidades Coresta. Em uma montagem da presente invenção, contudo, a permeabilidade inicial do invólucro de papel é relativamente alta. Por exemplo, em uma montagem, a permeabilidade do invólucro de papel pode ser de cerca de 60 unidades Coresta a cerca de 110 unidades Coresta e, particularmente de cerca de 60 unidades Coresta a cerca de 90 unidades Coresta. Como descrito acima, o processo da presente invenção é particularmente bem adequado para uso com invólucros de papel de permeabilidade relativamente alta, se desejado, para uma aplicação em particular. O peso de base do papel de invólucro de cigarro, usualmente, está entre cerca de 18 g/m2 a cerca de 60 g/m2 e, mais particularmente, entre cerca de 15 g/m2 e cerca de 40 g/m2. Os papéis de invólucro de acordo com a presente invenção podem ser feitos em qualquer uma dessas faixas. O papel de invólucro também pode ser tratado com um aditivo de controle de queima, o qual também pode servir como um condicionador de cinza. Esses aditivos de controle de queima podem incluir, por exemplo, sais de metal alcalino, acetatos, sais de fosfato ou misturas dos mesmos. Um aditivo de controle de queima particularmente preferido é uma mistura de citrato de potássio e citrato de sódio. O aditivo de controle de queima pode ser adicionado ao papel em uma quantidade de cerca de 0,3% a cerca de 5% em peso e, mais particularmente, de cerca de 0,3% a cerca de 2,5% em peso. A trapa de papel 14 define uma superfície circunferencial externa 16, quando enrolada em torno da coluna de tabaco 12. Áreas discretas 18 da superfície circunferencial externa 16 são tratadas com uma composição. Algumas composições aquosas que podem ser usadas incluem alginato, pectina, silicato, carboximetilcelulose, outros derivados de celulose, goma guar, amido, amido modificado, acetato de polivinila e composições de álcool de polivinila. Além de composições aquosas, composições não aquosas também podem ser usadas na presente invenção. Por exemplo, em uma montagem, um polímero celulósico, tal como etilcelulose, pode estar contido em um solvente não aquoso, tal como um álcool, um acetato ou misturas de ambos. Por exemplo, em uma montagem, a etilcelulose pode estar contida em um solvente que é uma mistura de álcool de isopropila e acetato de etila. A composição também pode incluir um enchimento não reativo inorgânico em partículas despendido ou em suspensão na composição, como discutido mais completamente abaixo. Também deve ser compreendido que as áreas tratadas 18 poderiam também ser dispostas na superfície interna do invólucro 14. Em outras palavras, o invólucro 14 poderia ser enrolado em torno da coluna de tabaco 12, de modo que as áreas tratadas 18 estivessem adjacentes ao tabaco.

Na montagem ilustrada nas FIG. 1 e 2, as áreas tratadas 18 são definidas como bandas de direção transversal circunferenciais. As bandas 24 são espaçadas umas das outras longitudinalmente ao longo do comprimento do cigarro 10. As bandas 24 são indicadas em linhas pontilhadas na FIG. 2. Entretanto, deve ser compreendido que as áreas tratadas são essencialmente invisíveis no cigarro formado, como mostrado na FIG. 1. Em outras palavras, um fumante pode não discernir a partir de qualquer sinal externo que o invólucro 14 foi tratado em áreas discretas 18. Nesse sentido, as áreas tratadas 18 têm uma textura lisa e plana, essencialmente a mesma que as áreas não tratadas 28. A largura e o espaçamento das bombas 24 dependem de várias variáveis, tais como a permeabilidade inicial do invólucro 14, a densidade da coluna de tabaco 12, etc. As bandas 24, preferencialmente, têm uma largura de modo que o oxigênio seja limitado ao carvão de queima por uma extensão ou um período de tempo suficiente para extinção do carvão. Em outras palavras, se as bandas 24 fossem muito estreitas, o carvão de queima queimaria através da banda 24, antes de se auto-extinguir. Para a maioria das aplicações, uma largura de banda mínima de 3 mm é desejada. Por exemplo, a largura de banda pode ser de cerca de 5 mm a cerca de 10 mm. O espaçamento entre as bandas 24 também é um fator de várias variáveis. O espaçamento não deve ser tão grande que o cigarro queime por uma extensão de tempo suficiente para inflamar um substrato antes do carvão queimar mesmo até uma área tratada 18. O espaçamento entre bandas 24 também afeta a inércia térmica do carvão de queima, ou a capacidade do carvão de queimar através das bandas tratadas 24, sem se auto-extinguir. Nos cigarros testados, os requerentes descobriram que um espaçamento entre bandas entre 1 e 30 mm é apropriado e, particularmente, entre cerca de 10 mm e 25 mm. Entretanto, deve ser compreendido que o espaçamento entre bandas pode ser qualquer largura adequada, como determinado por qualquer número de variáveis. Para a maioria das aplicações, o artigo de fumar pode conter de 1 a cerca de 3 bandas, usando-se o espaçamento acima.

As áreas tratadas 18 têm uma permeabilidade em uma faixa a qual é conhecida para se proverem características melhoradas de propensão à ignição para a feitura do cigarro 10. Conforme o carvão do cigarro 10 queima nas áreas tratadas 18, o oxigênio disponível para o carvão de queima é substancialmente reduzido, devido à permeabilidade diminuída do invólucro 14 nas áreas tratadas. A redução de oxigênio, preferencialmente, faz com que o cigarro se auto-extinga nas áreas tratadas 18, quando em contato com um substrato. Os requerentes determinaram que uma permeabilidade preferida é menor do que 20 ml/min/cm2 (CORESTA), particularmente, menor do que 12 ml/min/cm2, e, geralmente, está em uma faixa de 2 a 8 ml/min/cm2. Os requerentes descobriram que esta faixa provê os resultados desejados de auto-extinção, conforme o carvão do cigarro queima nas áreas tratadas.

Além da permeabilidade, uma outra medida que pode ser usada para indicação de propriedades reduzidas de propensão â ignição é o índice de Modo de Queima. De fato, o índice de Modo de Queima de um invólucro de papel pode ser mais acurado na indicação das características de queima de um papel, em oposição â medição simples da permeabilidade do papel. O teste para a determinação do índice de Modo de Queima é explicado na Patente U.S. N° 4.739.775 de Hampl, a qual é incorporada aqui como referência.

De modo a apresentar propriedades reduzidas de propensão à ignição, o índice de Modo de Queima ("BMI") das áreas tratadas 18 pode ser geralmente menor do que cerca de 8 cm'1 e, particularmente, de cerca de 1 cm'1 a cerca de 5 cm'1. Por exemplo, em uma montagem, o índice de modo de queima das áreas tratadas 18 pode ser de cerca de 1 cm'1 a cerca de 3 cm'1. A composição aplicada ao invólucro 14 nas áreas tratadas 18 provê a permeabilidade reduzida nas áreas tratadas. Os requerentes descobriram que uma composição aquosa ou de solvente que pode conter um enchimento não reativo inorgânico em partículas na composição pode ser usada. Devido ao método de aplicação, como descrito em maiores detalhes abaixo, a composição não faz com que a trama de papel encrespe ou franza, quando o solvente for seco. Isso permite que o invólucro 14 tenha uma aparência lisa e esteticamente agradável.

Os requerentes descobriram que uma composição aquosa particularmente bem adequada é uma que contém um alginato, tal como mostrado na Patente U.S. N° 5.82 0.998, a qual é incorporada aqui como referência. O alginato pode ser, por exemplo, alginato de sódio, alginato de potássio, alginato de amônia, alginato de propileno glicol, ou misturas dos mesmos.

Se a composição de alginato for ácida (um pH de menos de 7) , a composição pode ter uma ligação cruzada com o enchimento no papel, e pode formar um revestimento superficial durável, o qual efetivamente reduz a porosidade do papel e reduz a taxa de queima e a propensão à ignição do artigo de fumar. Por exemplo, em uma montagem, a composição de alginato pode conter um ácido para ajuste do pH da composição para de cerca de 3 a cerca de 7. Em uma montagem da presente invenção, foi descoberto que usar um ácido fraco, tal como ácido acético, é particularmente bem adequado para o processo da presente invenção· Por exemplo, o ácido acético pode ser adicionado à composição para ajuste do pH para uma faixa de cerca de 4 a cerca de 6,5.

Em uma montagem, o enchimento em partículas pode ser adicionado à composição. Em particular, um enchimento inorgânico não· reativo pode ser usado. Os requerentes descobriram que um enchimento pode melhorar significativamente a capacidade das áreas tratadas 18 de auto-extinguirem o carvão de queima. A composição com enchimento pode ser mais efetiva na redução da permeabilidade da trama de papel nas áreas tratadas 18. Os requerentes também acreditam que a composição contendo as partículas de enchimento inorgânico é menos afetada pelo calor do cigarro queimando, desse modo garantindo que o revestimento permaneça intacto, de modo a ser efetivo na restrição do oxigênio para o carvão de queima. Por exemplo, giz, argila, carbonato de cálcio e óxido de titânio são enchimentos particularmente bem adequados. A quantidade de composição que é adicionada ao papel dependerá de vários fatores, incluindo o tipo de composição que é usada e o resultado desejado. Para a maioria das aplicações, especialmente quando se usa uma composição de formação de filme, a composição pode ser adicionada ao papel em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 50% em peso do papel na região com banda e, particularmente, de cerca de 1% a cerca de 20% em peso do papel na região com banda, após as bandas terem sido formadas e secas. Embora nem sempre seja o caso, geralmente, a quantidade da composição aplicada ao papel, em geral, aumentará conforme a permeabilidade do papel aumentar. Por exemplo, para papéis de invólucro tendo uma permeabilidade de menos de cerca de 30 unidades Coresta, a composição pode ser aplicada a um papel em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 9% em peso. Para instabilidade tendo uma permeabilidade maior do que cerca de 60 unidades Coresta, por outro lado, a composição pode ser aplicada ao papel em uma quantidade de cerca de 10% a cerca de 20% em peso. A presente invenção se refere a um invólucro de artigo de fumar para uso com artigos de fumar, como descrito essencialmente acima, bem como a um método para a feitura do invólucro de artigo de fumar. Em particular, os presentes inventores descobriram um método para aplicação de uma composição a um invólucro, sem fazer com que o invólucro de papel se distorça ou, de outra forma, se torne afetado de forma adversa. Em particular, o processo da presente invenção é dirigido à aplicação da composição ao invólucro de papel em múltiplas etapas, usando-se, por exemplo, uma prensa de impressão de estação múltipla. O método inventivo para a produção do invólucro de artigo de fumar tendo características melhoradas de propensão à ignição inclui a aplicação seqüencial de uma composição a um papel de artigo de fumar em ãreas tratadas discretas 18, tais como as bandas 24, como descrito acima. Após cada aplicação seqüencial, as ãreas tratadas são secas, deixando um filme sobre o papel nas ãreas tratadas 18. Este procedimento é repetido uma pluralidade de vezes, de modo que as camadas múltiplas de filme sejam construídas e formadas sobre o invólucro de papel. 0 número de camadas da composição que são aplicadas às ãreas discretas do invólucro de papel pode variar, dependendo das circunstâncias em particular. Por exemplo, de cerca de 2 camadas a cerca de 10 camadas podem ser aplicadas a um invólucro de papel, de acordo com a presente invenção. Para a maioria das aplicações, geralmente, de cerca de 2 camadas a cerca de 6 camadas serão aplicadas ao invólucro de papel, embora em algumas aplicações acredite-se que de 6 a 8 camadas diferentes podem ser preferidas.

Para fins de ilustração, a Figura 3 mostra um invólucro de papel 14 que contém uma área discreta 18 feita a partir de três camadas diferentes. Como mostrado na Figura 3, as camadas 31, 33 e 35 são formadas na trama de papel. Em primeiro lugar, a camada 31 é aplicada e seca. Após a camada 31 ter sido seca, a camada 33 é aplicada e seca. A camada 35 é aplicada e seca por último. Cada camada sucessiva é impressa ou aplicada sobre cada camada prévia. A quantidade de composição que é aplicada ao invólucro de papel 14, durante a formação de cada camada, pode depender de vários fatores, incluindo o tipo de composição sendo usado, a permeabilidade inicial do papel de invólucro, a quantidade de redução de permeabilidade que é necessária, e similares. Para a maioria das aplicações, contudo, a composição pode ser aplicada ao invólucro de papel durante cada passe em uma quantidade de cerca de 0,25% a cerca de 2 0% em peso, com base no peso do invólucro. Mais particularmente, em uma montagem, a composição pode ser aplicada ao invólucro em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 15% em peso do invólucro.

Cada camada que é aplicada à trama de papel pode ser aplicada à mesma taxa. Em outras montagens, contudo, a quantidade da composição que é aplicada ao invólucro de papel pode variar durante cada etapa sequencial. Por exemplo, em uma montagem, uma camada leve pode ser formada, primeiramente, sobre a trama e, então, camadas mais pesadas podem ser aplicadas mais tarde. Nesta montagem, a camada leve pode ser aplicada, primeiramente, â trama, de modo a formar uma base ou fundação para as camadas mais pesadas posteriores. Em algumas aplicações, este método ainda pode impedir o invólucro de papel de se distorcer, durante a formação das áreas tratadas.

Além da formação inicial de uma camada leve, seguida por camadas mais pesadas, em uma montagem alternativa da presente invenção, pode ser desejável adicionar, primeiramente, quantidades maiores da composição ao invólucro de papel, seguindo-se quantidades mais leves. Nesta montagem, o processo pode ser bem adequado para uma sintonia fina da quantidade de composição que é aplicada ao invólucro. Por exemplo, a composição pode ser aplicada ao invólucro de papel em quantidades relativamente grandes, para a formação de bandas. As camadas mais leves, então, podem ser aplicadas nas áreas tratadas, de modo a se chegar a uma faixa de permeabilidade em particular ou a um índice de Modo de Queima em particular. Pela aplicação de camadas mais leves mais tarde, pode ser possível controlar melhor as propriedades resultantes das áreas tratadas.

Como descrito acima, a quantidade de composição que é aplicada durante uma única etapa de aplicação pode depender de muitos fatores numerosos. Quando da aplicação de camadas relativamente leves, de acordo com a presente invenção, contudo, a composição pode ser aplicada â trama em uma quantidade de cerca de 0,25% a cerca de 10% em peso, com base no peso da trama. As quantidades relativamente mais pesadas de composição aplicada à trama, por outro lado, podem variar de cerca de 1% em peso a cerca de 20% em peso, com base no peso da trama. Quando da aplicação de camadas diferentes, a diferença de quantidade entre camadas leves e camadas pesadas pode ser, por exemplo, maior do que 1% em peso de adição, particularmente, maior do que 3% em peso de adição e, em algumas aplicações, maior do que 5% em peso de adição.

Deve ser compreendido que quando da formação das áreas tratadas no invólucro de papel, as camadas leves e as camadas pesadas podem ser aplicadas ao invólucro em qualquer ordem desejada. Por exemplo, as camadas leves podem ser seguidas por camadas pesadas, as quais, então, podem ser seguidas por camadas leves. A quantidade aplicada durante cada aplicação da composição pode variar. Por exemplo, a seguir há uma montagem de formação de uma área tratada de acordo com a presente invenção a partir de três camadas de uma composição de formação de filme: O % em peso de adição na tabela acima se refere ao peso total da banda após cada passe. Assim, como mostrado acima, uma camada relativamente leve é aplicada, primeiramente, ao invólucro, seguida por uma camada mais pesada. Após a camada mais pesada, uma camada relativamente leve, então, é aplicada. A maneira pela qual a composição é aplicada ao invólucro de papel também pode variar. Por exemplo, a composição pode ser aspergida ou impressa sobre o invólucro. Acredita-se que técnicas de impressão, entretanto, proverão melhor controle em relação ao posicionamento da composição. Em geral, qualquer processo de impressão adequado pode ser usado na presente invenção. Os requerentes descobriram que as técnicas de impressão adequadas incluem impressão em gravura ou impressão flexogrãfica. Em uma montagem, como ilustrado na Figura 4, uma camada de papel 14 é desenrolada a partir de um rolo de suprimento 40 e viaja na direção indicada pela seta associada a ela. Alternativamente, a camada de papel 14 pode ser formada por um ou mais processos de confecção de papel e passada diretamente para o processo 50, sem ser primeiramente armazenada em um rolo de suprimento 40.

Como mostrado na Figura 4, a camada de papel 14 passa através do passe de um arranjo de rolo em S 42 em um percurso de S inverso. A partir do arranjo de rolo em S 42, a camada de papel 14 passe para um arranjo de impressão de gravura 44. O processo de impressão de gravura pode ser um processo de impressão direta ou um processo de impressão indireta, tal como pelo uso de uma impressora de off-set. A Fig. 4 descreve um processo de impressão indireta. Um processo de impressão direta pode ser desejável, quanto grandes quantidades de material (por exemplo) devem ser aplicadas à camada de papel. O arranjo de impressão de gravura contém um tanque de composição 46 e um cilindro de corte 48, o qual é usado para a aplicação de uma composição 52 ao rolo de gravura 54. O rolo de gravura 54 pode ser gravado com um padrão de célula contínuo convencional (por exemplo, um padrão de célula quadrangular) , disposto em bandas paralelas através da largura do rolo, com áreas não gravadas entre cada banda. Cada célula de gravura mantém uma pequena quantidade da composição, a qual é liberada em um padrão sobre um rolo aplicador de borracha 56. A camada de papel 14 passa através de um passe entre o rolo aplicador de borracha 56 e um rolo de encosto de cooperação 58. A composição é transferida do rolo aplicador 56 para a superfície da camada de papel 14, desse modo formando-se um papel revestido 60. As velocidades do rolo de gravura 54 e do rolo aplicador 58 podem ser controladas, de modo que elas sejam as mesmas ou de modo que difiram em uma quantidade pequena para influenciar a aplicação da composição. Uma vez que a composição seja aplicada â camada de papel 14, a camada de papel pode ser seca, se desejado.

Por exemplo, como mostrado na Figura 4, após deixar o arranjo de impressão de gravura 44, a trama de papel 14 é passada através de uma operação de secagem 62. Durante a operação de secagem 62, o papel tratado pode ser seco usando-se vários dispositivos e métodos. Por exemplo, em uma montagem, a operação de secagem 62 inclui um dispositivo de secagem que passa gás quente, tal como ar, sobre a trama de papel. A temperatura do ar pode variar de cerca de 37,7 °C a cerca de 315,5 °C. Em uma montagem alternativa, o dispositivo de secagem pode ser um cilindro de vapor. Após ser tratada com uma composição pelo dispositivo de impressão de gravura, a trama de papel pode ser colocada em contato com o cilindro de vapor, para secagem da composição.

Além da secagem do papel com um fluxo de ar quente ou com um cilindro de vapor, em uma outra montagem da presente invenção, o papel pode ser seco por contato do papel com raios infravermelhos. Por exemplo, em uma montagem, o papel pode ser passado sob uma lâmpada de aquecimento com infravermelho.

Ainda em uma outra montagem alternativa da presente invenção, a trama de papel 14 pode ser simplesmente seca ao ar, durante a operação de secagem 62.

Como mostrado na Figura 4, o processo acima para a aplicação e a secagem de uma composição sobre uma trama de papel, então, é repetido uma pluralidade de vezes, de modo a se obter um filme de camada múltipla, de acordo com a presente invenção. Em particular, como mostrado na Figura 4, a camada de papel 14 é passada través de um arranjo de impressão de gravura 44 três vezes e seca três vezes. Números de referência iguais foram usados em cada estação de impressão de gravura, para representarem elementos iguais ou similares. Inicialmente, uma quantidade relativamente pequena de composição é aplicada e seca. Aplicações leves adicionais de composição são aplicadas e secas na mesma área. Essas aplicações adicionais reduzem mais a porosidade do papel, pela formação de um filme na superfície.

Deve ser compreendido que o processo ilustrado na Figura 4 representa meramente uma montagem para aplicação de uma composição múltiplas vezes ao invólucro de papel. Por exemplo, uma quantidade maior ou menor de estações de impressão pode ser incluída em qualquer local.

Essas e outras modificações e variações na presente invenção podem ser praticadas por aqueles de conhecimento comum na técnica, sem se desviarem do espírito e do escopo da invenção. Além disso, deve ser compreendido que aspectos das várias montagens podem ser intercambiados no todo ou em parte. Mais ainda, aqueles de conhecimento comum na técnica apreciarão que a descrição precedente é a título de exemplo apenas e não se pretende que limite a invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Processo para produzir um invólucro de papel, que apresenta características reduzidas de propensão à ignição quando incorporado em um artigo de fumar, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: prover um invólucro de papel compreendido por uma trama de papel, a referida trama de papel tendo uma permeabilidade relativamente alta, a permeabilidade da trama de papel sendo de 60 Coresta a 110 Coresta; aplicar uma composição de formação de filme ao referido invólucro de papel em locais específicos, a referida composição de formação de filme formando áreas discretas tratadas no referido invólucro, o referido invólucro sendo seco após a aplicação de cada uma das referidas camadas; a composição formadora de filme compreendendo um alginato, uma pectina, um silicato, um álcool polivinílico, um amido, ou um derivado de celulose, as ditas áreas discretas separadas por áreas não-tratadas, as ditas áreas discretas tratadas tendo uma permeabilidade numa faixa predeterminada suficiente para reduzir a propensão à ignição, a referida permeabilidade sendo menor do que 20 Coresta dentro das áreas tratadas, as referidas áreas tratadas possuindo um índice de Modo de Queima de menos de 8 cm-1.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da composição de formação de filme ser aplicada em múltiplas camadas, o invólucro de papel sendo seco após a aplicação de cada camada.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato das múltiplas camadas incluírem uma primeira camada e uma segunda camada, a segunda camada sendo posicionada no topo da referida primeira camada, a primeira camada contendo a composição de formação de filme numa primeira quantidade em uma base de peso por área, a segunda camada contendo a composição numa segunda quantidade, a primeira quantidade sendo diferente da segunda quantidade, a primeira quantidade sendo uma quantidade de até 10% em peso em uma base de peso do invólucro e a segunda quantidade sendo entre 1% e 20% em peso em uma base de peso do invólucro.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da composição de formação de filme compreender uma composição aquosa, composição de formação de filme contendo um material de formação de filme e um enchimento não reativo inorgânico, substancialmente, em partículas.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato das múltiplas camadas serem impressas no referido papel.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida composição de formação de filme é aplicada ao invólucro de papel usando-se um método selecionado a partir do grupo que consiste em flexografia, impressão de gravura direta e impressão de gravura em off-set.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as referidas áreas tratadas compreendem uma pluralidade de bandas circunferenciais discretas dispostas longitudinalmente ao longo do referido artigo de fumar.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as referidas bandas possuem uma largura de mais de 4 mm.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato das referidas bandas serem espaçadas umas das outras a uma distância de 5 mm a 30 mm.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida composição de formação de filme compreende um alginato.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida composição de formação de filme compreende uma pectina.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida composição de formação de filme compreende um silicato.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida composição de formação de filme compreende um álcool de polivinila.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida composição de formação de filme compreende um amido.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a referida composição de formação de filme compreende um derivado de celulose.

16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato do invólucro de papel possuir uma permeabilidade de 60 Coresta a 90 Coresta antes de aplicar a referida composição de formação de filme.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o referido invólucro de papel possui uma permeabilidade de menos de 20 Coresta nas áreas discretas tratadas.

18. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as áreas discretas tratadas possuem um índice de Modo de Queima (BMI) de 1 cm-1 a 8 cm-1.

19. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato da composição de formação de filme ser aplicada ao invólucro de papel nas áreas discretas tratadas em uma quantidade de até 50% em peso, com base no peso do invólucro de papel.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o invólucro de papel é seco entre a aplicação de cada uma das camadas ao ser contatado com um gás quente.

21. Processo para produzir um artigo de fumar, caracterizado pelo fato de compreender a etapa de circundar uma coluna de tabaco com o invólucro de papel como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.

22. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato do invólucro de papel ser seco entre a aplicação de cada uma das camadas ao ser contatado com raios infravermelhos.

23. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da primeira quantidade ser maior do que a segunda quantidade.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da primeira quantidade para formar a primeira camada ser menor do que a segunda quantidade para formar a segunda camada.

25. Processo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a composição de formação de filme é aplicada ao invólucro de papel para formar a primeira camada em uma quantidade de até 10% em peso, com base no peso do invólucro, e em que a composição de formação de filme é aplicada ao invólucro de papel para formar a segunda camada em uma quantidade de 1% a 2 0% em peso, com base no peso do invólucro.

26. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de secar o invólucro de papel entre a aplicação de cada uma das múltiplas camadas da composição de formação de filme.

27. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a trama de papel possui uma permeabilidade entre 80 e 110 Coresta, e em que as áreas discretas tratadas possuem uma permeabilidade de menos de 12 Coresta.

28. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do enchimento inorgânico compreender argila, carbonato de cálcio ou óxido de metal.

29. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do enchimento inorgânico compreender carbonato de cálcio.

30. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a composição de formação de filme compreende acetato de polivinila.

31. Processo, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o acetato de polivinila é combinado com um enchimento inorgânico.

32. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a trama de papel possui uma permeabilidade entre 80 e 110 Coresta, e em que as áreas discretas tratadas possuem uma permeabilidade de menos de 8 Coresta.

33. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as bandas possuem uma largura de 5 mm a 10 mm.

34. Processo, de acordo com a reivindicação 7 ou 33, caracterizado pelo fato de que as bandas são espaçadas entre si a uma distância de 10 mm a 25 mm.

35. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7, 33 ou 34, caracterizado pelo fato de que o invólucro inclui até três bandas.

36. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 7, 33, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de que a composição de formação de filme compreende um amido.

37. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 7, 33, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de que a composição de formação de filme compreende um amido e um enchimento.

38. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 7, 33, 34 ou 35, caracterizado pelo fato de que a composição de formação de filme compreende um derivado de celulose.

39. Processo, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que a composição de formação de filme compreende um amido e um enchimento.