BRPI0812101B1

BRPI0812101B1 - Processo de impressão para papel de envoltório para artigos de fumar padronizado

Info

Publication number: BRPI0812101B1
Application number: BRPI0812101-0A
Authority: BR
Inventors: Ping Li; Rajesh K. Garg; Randall Eugene Baren; Tony A. Phan; Timothy S. Sherwood; Donald E. Miser
Original assignee: Philip Morris Products S.A
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2019-04-09
Also published as: UA96490C2; RU2009148274A; ES2683147T3; AU2008256334A1; TWI475144B; CN101677629A; MX2009012617A; BRPI0812101A2; MY150904A; ZA200907286B; PL2150141T3; CN101677629B; AU2008256334B2; KR101590193B1; CA2687485A1; NZ580659A; EP2150141B1; JP5447863B2; EP2150141A2; IL201643A0

Abstract

"processo de impressão para papel de envoltório para artigos de fumar padronizado". a presente invenção refere-se a um processo para fabricar papel de envoltório padronizado que aplica uma solução aquosa de material de amido oxidado para um filme contínuo de papel de base. a solução aquosa de amido possui uma tensão superficial de pelo menos 65 dinas/centímetro, um ph na faixa de cerca de 6 até cerca de 6,5, uma viscosidade em temperatura ambiente não maior do que cerca de 50 centipoises e é preparada a partir de partículas dimensionadas na faixa de cerca de 4 até cerca de 40 mícrons quando secas e cerca de 90% das quais são dimensionadas na faixa de cerca de 10 até cerca de 100 mícrons quando molhadas. as partículas de amido são capazes de formar uma solução com cerca de 20% até cerca de 24% de conteúdo de amido oxidado. qualquer técnica de impressão adequada pode ser utilizada para aplicar a solução aquosa. o padrão do envoltório pode compreender faixas (34), tiras (36), arranjos bidimensionais e similares. além disso, o padrão pode ser aplicado em uma ou mais camadas (40,42). a invenção inclui um cigarro possuindo o envoltório

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO DE IMPRESSÃO PARA PAPEL DE ENVOLTÓRIO PARA ARTIGOS DE FUMAR PADRONIZADO.

CAMPO DA DESCRIÇÃO [001] A presente invenção refere-se em geral a um processo para fabricar papel de envoltório de cigarro possuindo um padrão aplicado de material suplementar. Mais particularmente, a descrição diz respeito a um processo para fabricar papel de envoltório de cigarro com um material de amido oxidado especialmente formulado.

SUMÁRIO [002] Um papel de envoltório para cigarros pode ser elaborado com um padrão de um material suplementar para reduzir as características de propensão à combustão de um artigo para fumantes elaborado utilizando o envoltório. Características de propensão à combustão reduzidas refletem uma capacidade diminuída de um artigo para fumantes em causar que um substrato entre em combustão quando um artigo para fumantes de combustão lenta é deixado inadvertidamente abandonado em um substrato.

[003] De acordo com esta descrição, um padrão predeterminado de material suplementar contendo uma solução de amido aquosa pode ser aplicado junto a um tecido contínuo básico de papel de envoltório. O padrão predeterminado pode compreender várias faixas transversais, várias faixas longitudinais, um arranjo bidimensional de regiões tratadas, ou qualquer outro padrão adequado. De preferência, o padrão predeterminado pode ser aplicado utilizando uma técnica de impressão, tal como, por exemplo, rotogravura, impressão em offset, impressão a jato de tinta, pulverização, estampagem ou similar. Mais de preferência, a rotogravura pode ser utilizada.

[004] Para aperfeiçoar as características de propensão à combustão de um artigo para fumantes elaborado a partir do papel de

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2/10 envoltório, o padrão de preferência é aplicado com uma solução de impressão contendo um amido oxidado. Características preferidas de impressão podem ser obtidas utilizando uma solução de amido aquosa possuindo uma viscosidade em temperatura ambiente não maior do que 50mPa.s (centipoise, cP), e preparada a partir de partículas possuindo um tamanho na faixa de cerca de 4 mícrons até cerca de 40 mícrons quando secas, e cerca de 90% das partículas possuindo um tamanho na faixa de cerca de 10 mícrons até cerca de 100 mícrons quando molhadas. Além disso, é adicionalmente desejável que a solução de amido seja ligeiramente ácida com um pH na faixa de 6 até cerca de 6,5. O amido empregado para a solução de impressão de preferência pode ser misturado com água para formar uma solução de impressão possuindo uma concentração de amido de cerca de 20% até cerca de 24% (em peso). Outra característica desejável da solução de impressão é uma tensão superficial relativamente alta, por exemplo, na ordem de 6,5.10^-2Nm^-1 (65 dinas/centímetro) ou mais.

[005] Se desejado, a solução de impressão pode ser aplicada junto ao tecido contínuo básico em duas ou mais camadas. Estas camadas podem ser verticalmente registradas umas com as outras, deslocadas umas das outras, possuir partes espaçadas umas das outras e similares. Adicionalmente, um material de enchimento, tal como carbonato de cálcio, pode ser incluído em uma ou mais dentre as camadas, como pode ser desejado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [006] Vários objetivos e vantagens desta descrição serão aparentes para os versados na técnica quando esta descrição escrita for lida em conjunto com os desenhos acompanhantes, em que números de referência iguais são aplicados para elementos iguais e em que:

[007] a Figura 1 é uma vista esquemática de um processo de rotogravura;

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3/10 [008] a Figura 2 é uma vista esquemática de um papel de envoltório possuindo regiões transversalmente impressas;

[009] a Figura 3 é uma vista esquemática de um papel de envoltório possuindo regiões longitudinalmente impressas;

[0010] a Figura 4 é uma vista esquemática de um papel de envoltório possuindo um padrão bidimensional;

[0011] a Figura 5 é uma vista em seção transversal de uma região impressa com múltiplas camadas; e [0012] a Figura 6 é uma vista em perspectiva de um artigo para fumantes possuindo um bastonete de tabaco construído com o envoltório descrito neste documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0013] Geralmente, um padrão predeterminado de material suplementar pode ser aplicado para um tecido contínuo básico de um papel de envoltório para obter características aperfeiçoadas de Propensão à combustão (IP) e também para obter características aperfeiçoadas de Autoextinção (SE).

A Propensão à combustão é um teste padrão conduzido como exposto na ASTM E 2187-04, Método de Teste Padrão para Medir o Poder de Combustão de Artigos para Fumantes, a qual é incorporada neste documento em sua totalidade por esta referência à mesma. A propensão à combustão mede a probabilidade de que um artigo para fumante, quando colocado em um substrato, irá gerar calor suficiente para manter a queima estática do bastonete de tabaco. Valores baixos para IP são desejáveis à medida que tais valores se correlacionam com uma probabilidade reduzida de que um artigo para fumante com combustão lenta irá causar a combustão em um substrato subjacente.

[0014] Adicionalmente, o padrão predeterminado do material suplementar tipicamente é aplicado junto a uma bobina de tecido contínuo básico possuindo uma permeabilidade se situando na faixa de

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4/10 cerca de 20 até cerca de 80 unidades CORESTA. Quando seco, o material suplementar frequentemente forma uma película na bobina de tecido contínuo básico que é eficaz para localmente reduzir a permeabilidade para valores se situando na faixa de 0 até cerca de 10 unidades CORESTA. Em algumas aplicações, o material suplementar é aplicado como uma solução aquosa incluindo amido.

[0015] Inesperadamente, foi verificado que certas características do material de amido dão origem a padrões predeterminados que produzem valores muito baixos de propensão à combustão quando o papel de base padronizado é formado em artigos para fumantes. Mais surpreendente foi a constatação de que dentro das especificações padrão para alguns materiais de amido bem conhecidos, as variações de lote para lote nas propriedades do material podem afetar a Propensão à combustão dos artigos para fumantes resultantes. A título de exemplo, as especificações de um amido de tapioca oxidado comercialmente oferecido pela National Starch & Chemical Co., como Flo-Max 8, indica um pH em uma solução de 1% se situando na faixa de 4,5 até 6,5 com partículas possuindo pesos moleculares de mais de 10.000. De forma surpreendente, quando um padrão predeterminado foi aplicado para um tecido contínuo básico com um lote de Flo-Max 8 possuindo um pH na faixa de cerca de 6 até cerca de 6,5, a Propensão à combustão foi verificada como sendo muito aperfeiçoada quando comparada com outros lotes de Flo-Max 8 para os quais o pH era menos do que cerca de 6 mas ainda dentro das especificações do fabricante.

[0016] Várias comparações ou escolhas precisam ser feitas na seleção de parâmetros do amido para uso na aplicação de tecidos junto ao papel de envoltório. Por exemplo, enquanto o amido com alto peso molecular pode dar origem à redução eficaz da permeabilidade, tais amidos com alto peso molecular devem ser utilizado em baixas concentrações, resultando em uma solução possuindo um conteúdo de

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5/10 água muito alto. Em compensação, tecidos com alto conteúdo de água são muito mais difíceis de efetivamente secar no papel de envoltório poroso. Além disso, foi verificado que a tensão superficial da solução de amido afeta a retenção de pequenas bolhas de ar - a baixa tensão superficial permite que bolhas menores permaneçam na solução, ao passo que alta tensão superficial faz com que as bolhas se aglomerem e se separem da solução fornecendo um material mais uniforme e consistente para aplicação para o papel de envoltório.

[0017] Apesar de não totalmente entendido, a faixa preferida de pH do amido oxidado é acreditada como refletindo uma oxidação de menor grau - ou menos completa - das cadeias de polímero de amido, fornecendo mais cadeias de polímero mais longas do que os amidos mais ácidos (isto é, menor pH).

[0018] Adicionalmente, cadeias de polímero mais longas produzem uma solução possuindo maior viscosidade. Maior viscosidade para a solução de amido se traduz em melhor controle quando aplicada para um papel de envoltório em um processo de impressão.

[0019] Baseado nestes entendimentos, foi verificado que o aperfeiçoamento acentuado na Propensão à combustão do papel de envoltório padronizado resulta para soluções de amido possuindo características particulares e aperfeiçoadas. Estas características para uma solução aquosa incluindo amido oxidado incluem um pH na faixa de cerca de 6 até cerca de 6,5; uma tensão superficial de pelo menos cerca de 6,5.10’²Nm^_1 (65 dinas/centímetro); uma viscosidade em temperatura ambiente não maior do que cerca de 50 mPa.s; e uma distribuição de tamanho da partícula na faixa de cerca de 4 mícrons até cerca de 40 mícrons para partículas secas, com cerca de 90% também sendo na faixa de cerca de 10 mícrons até cerca de 100 mícrons quando molhadas. Adicionalmente, as partículas de preferência possuem um peso molecular de modo que a solução possa ter concentrações de

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6/10 amido na faixa de cerca de 20% até cerca de 24%. De preferência, o amido compreende um amido de tapioca oxidado.

[0020] As soluções aquosas de amido utilizadas para aplicação para o tecido contínuo básico ou papel de envoltório são tipicamente preparadas por se fazer uma mistura de amido/água misturando o peso desejado de pó de amido seco com o peso desejado de água na temperatura ambiente (isto é, cerca de 15°C até cerca de 25°C) para obter uma mistura de amido/água possuindo a concentração selecionada previamente. Por exemplo, para preparar uma solução de amido/água com uma concentração selecionada previamente de 20%, 20 partes por peso de amido são misturadas com 80 partes por peso de água. A solução de amido/água é então aquecida até uma temperatura elevada antes de ferver na faixa de 90°C até cerca de 95°C - isto é, abaixo da temperatura de ebulição. A solução de amido/água é mantida na temperatura elevada durante cerca de 20 até cerca de 30 minutos para absorção térmica. Então, a solução de amido/água é resfriada para a temperatura ambiente. Esta etapa de esfriamento pode ocorrer passivamente, tal como por processo de transferência de calor ocorrendo naturalmente; ou a etapa de esfriamento pode ser ativa (ou forçada), tal como pela imersão em um banho de resfriamento ou pelo uso de um sistema convencional de esfriamento mecânico. Através da etapa de mistura, da etapa de aquecimento, da etapa de absorção térmica e da etapa de esfriamento, a mistura de amido/água é agitada. A agitação pode ser contínua ou substancialmente contínua. Se componentes adicionais, tal como carbonato de cálcio, devem ser incorporados na solução de amido/água, estes componentes devem ser adicionados após a solução de amido/água retornar para a temperatura ambiente seguindo a etapa de absorção térmica.

[0021] As soluções aquosas de amido possuindo as características especificadas acima e preparadas da maneira descrita acima podem ser

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7/10 aplicadas para um tecido contínuo básico utilizando qualquer uma dentre várias técnicas de impressão incluindo, a título de exemplo e sem limitação, o grupo consistindo em rotogravura, impressão em offset, impressão a jato de tinta, pulverização e estampagem. Outros processo de impressão também podem ser adequados e é pretendido que eles se situem dentro das instruções deste relatório descritivo. Entretanto, de preferência, a rotogravura pode ser utilizada para aplicar a solução de amido para o tecido contínuo básico para obter o papel de envoltório padronizado.

[0022] Por exemplo, (vide a Figura 1), um tecido contínuo básico de papel de envoltório 10 pode ser alimentado a partir de uma bobina 12 para um sistema de rotogravura 14 em que um padrão predeterminado de solução de amido preparada de acordo com a especificação precedente é aplicado para o tecido contínuo básico 10. O tecido contínuo básico 10, com o padrão predeterminado recém-aplicado é coletado em uma bobina de coleta 16. Em etapas convencionais diferentes, a bobina 16 de papel de envoltório padronizado pode ser utilizada para elaborar os bastonetes de tabaco para uso ao se fabricar artigos para fumantes, tal como cigarros.

[0023] O sistema de rotogravura 14 pode incluir uma, duas, três ou mais operações da impressora 14a, 14b, 14c. À medida que estas operações são essencialmente as mesmas, será suficiente descrever detalhes de uma com o entendimento de que as outras possuem detalhes correspondentes. A solução de amido descrita acima pode ser suprida para um reservatório 20 a partir do qual ela é bombeada ou de outro modo fornecida para o rolo de rotogravura 22 possuindo uma superfície padronizada. Este rolo 22 gira em um banho de solução de amido. À medida que o rolo de rotogravura 22 gira, a solução de amido é espalhada a partir da superfície do rolo por uma montagem de lâmina (doctor blade) 23 de modo que, à medida que o rolo de rotogravura 22

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8/10 entra em contato com o tecido contínuo básico 10 na pinça entre o rolo de rotogravura 22 e o rolo de contra pressão formado com a superfície flexível 24, a solução de amido se transfere para o tecido contínuo básico com o padrão na superfície do rolo de rotogravura 22.

[0024] Após a secagem adequada, o tecido contínuo básico 10 pode avançar para uma ou mais outras operações de impressão 14b, 14c, em que uma ou mais camadas adicionais de material de amido no mesmo padrão ou em padrões diferentes predeterminados podem ser aplicadas para o tecido contínuo básico 10. Se desejado, o material de amido em outras operações de impressão pode incluir outros componentes, por exemplo, carbonato de cálcio. Adicionalmente, se desejado, a solução de amido possuindo carbonato de cálcio poderia ser aplicada na primeira operação de impressão 14a, enquanto a solução de amido sem carbonato de cálcio pode ser aplicada na segunda ou na operação de impressão sucessiva 14b, 14c.

[0025] O tecido contínuo básico 10 (vide a Figura 2) tipicamente possui uma direção transversal ou cruzada ao filme contínuo (apresentada pela seta 30) bem como uma direção longitudinal (apresentada pela seta 32). O padrão predeterminado do material suplementar pode compreender várias regiões ou faixas transversalmente orientadas, geralmente paralelas 34. Estas faixas podem ser espaçadas de forma uniforme ao longo do comprimento do tecido contínuo básico 10, ou podem ser dispostas em padrões de espaçamento intermitente relacionados com o comprimento do bastonete de tabaco e com a fabricação terminada do cigarro.

[0026] Alternativamente, a película contínua de base 10 pode incluir um padrão predeterminado, tal como uma ou mais regiões ou tiras 36 se estendendo de forma longitudinal (vide a Figura 3) de material suplementar. Se desejado, o padrão predeterminado também pode compreender um arranjo bidimensional de regiões 38 (vide a Figura 4)

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9/10 de material suplementar espaçado ao longo e/ou transversalmente ao tecido contínuo básico 10.

[0027] Adicionalmente, como citado acima, o material suplementar pode ser aplicado em duas ou mais camadas 40, 42 (vide a Figura 5). As camadas podem ser totalmente registradas e coextensivas uma com a outra se assim desejado. Altemativamente, a camada superior 42 pode ser dividida ou cortada em duas partes 42a, 42b, cada uma das quais é sobreposta na primeira camada ou camada inferior 40 de modo que existe um espaço entre as duas partes 42a, 42b. Este espaço pode se estender longitudinalmente ou transversalmente no tecido contínuo básico 10. Em uma alternativa adicional, a camada superior 42 pode ser sobreposta sobre a camada inferior 40, mas não coextensiva com a mesma.

[0028] Um artigo para fumantes (vide a Figura 6) compreende um bastonete de tabaco 205 e um filtro 207, os quais são conectados um com o outro com um papel de ponteira 209. O bastonete de tabaco 205 inclui um envoltório 210 que é construído de acordo com as instruções neste documento.

[0029] Quando a palavra cerca de é utilizada neste relatório descritivo em conexão com um valor numérico, é pretendido que o valor numérico associado inclua uma tolerância de + 10% ao redor do valor numérico citado. Além disso, quando é feita referência às porcentagens neste relatório descritivo, é pretendido que estas porcentagens sejam baseadas no peso, isto é, porcentagens de peso.

[0030] Agora, será aparente que um processo novo, aperfeiçoado e não óbvio para fabricar papel de envoltório padronizado foi descrito neste relatório descritivo com particularidade suficiente de modo a ser entendido pelos versados na técnica. Além disso, será aparente para os versados na técnica que várias modificações, variações, substituições e equivalentes existem para os aspectos da invenção, os quais não se

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10/10 afastam substancialmente do espírito e do escopo da invenção. Por consequência, é expressamente pretendido que todas tais modificações, variações, substituições e equivalentes que se situem dentro do espírito e do escopo da invenção, como definidos pelas reivindicações anexas, devam ser compreendidos pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para fabricar um papel de envoltório para artigos de fumar padronizado compreendendo as etapas de:

preparar uma solução de impressão incluindo pelo menos água e um amido oxidado caracterizado pelo fato de que possui:

viscosidade em temperatura ambiente não maior do que 50 centipoises (50 mPa.s);

partículas na faixa de 4 até 40 mícrons quando secas, e 90% na faixa de 10 mícrons até 100 mícrons quando molhadas; e um pH na faixa de 6 até 6,5;

o amido adicionalmente sendo capaz de formar solução com 20% até 24% de conteúdo de amido oxidado;

a solução de impressão possuindo uma tensão superficial de pelo menos 65 dinas por centímetro (6,5.10^-2Nm^-1); e proporcionar um tecido contínuo básico de papel de envoltório;

aplicar a solução de impressão no papel de envoltório em um padrão predeterminado.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tecido contínuo básico possui uma direção transversal e em que o padrão predeterminado compreende várias faixas se estendendo de forma transversal em relação ao tecido contínuo básico.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o tecido contínuo básico possui uma direção longitudinal e em que o padrão predeterminado inclui pelo menos uma tira se estendendo longitudinalmente.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tecido contínuo básico possui uma direção transversal e uma direção longitudinal e em que o padrão predeterminado inclui várias regiões espaçadas

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2/2 transversalmente e longitudinalmente em relação ao tecido contínuo básico.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de preparar uma solução de impressão compreende:

misturar uma quantidade predeterminada de amido seco com uma quantidade de água em temperatura ambiente;

aquecer a mistura de amido e água até uma temperatura abaixo da ebulição;

manter a mistura de amido e água a uma temperatura menor que a temperatura de ebulição durante um período de tempo na faixa de 20 até 30 minutos;

permitir que a mistura de amido e água retorne para a temperatura ambiente; e agitar a mistura de amido e água durante a etapa de preparação.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a temperatura abaixo da ebulição é uma temperatura na faixa de 90°C até 95°C.
7. Processo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que adicionalmente inclui a etapa de adicionar carbonato de cálcio para a mistura de amido e água após a mistura retornar para temperatura ambiente.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o amido compreende um amido de tapioca oxidado.
9. Artigo para fumantes compreendendo um bastonete de tabaco, caracterizado pelo fato de que o dito bastonete de tabaco inclui um envoltório construído de acordo com um processo como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes.