CH650652A5 - Enveloppe pour articles a fumer et article comprenant une telle enveloppe. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne d'une manière générale des articles à fumer tels que des cigarettes, des cigares, etc., ainsi que l'enveloppe enrobant le rouleau de tabac qui les constitue et, plus précisément, une enveloppe améliorée destinée à des articles à fumer de ce type à utiliser tels quels ou en tant qu'enveloppe intérieure associée à une enveloppe extérieure classique, qui réduit de façon importante la quantité de fumée secondaire visible, normalement dégagée par un article à fumer au cours d'une combustion statique, et qui présente une cendre d'aspect très amélioré par rapport aux articles à fumer développés jusqu'à présent et produisant moins de fumée secondaire visible.
L'un des problèmes qui se pose couramment dans le cas des articles à fumer, tels que les cigarettes ou les cigares, est de limiter la quantité de fumée secondaire libérée au cours d'une combustion statique, par exemple lorsque l'article à fumer brûle sans que le fumeur n'exerce de tirage ou simplement lorsqu'il repose dans un cendrier tout en brûlant. Les fumées secondaires visibles libérées par un article à fumer, tel qu'une cigarette en cours de combustion statique, sont irritantes et nuisibles pour les non-fumeurs se trouvant à proximité de la cigarette en cours de combustion.
L'un des problèmes posés par les enveloppes mises au point jusqu'à présent pour produire moins de fumée secondaire était qu'elles donnaient une cendre floconneuse et/ou décolorée du fait des mauvaises caractéristiques de formation de cendre de ces enveloppes. Divers mécanismes ont été mis enjeu dans les articles à fumer pour diminuer la quantité de fumée secondaire visible et améliorer les caractéristiques de formation de cendre des enveloppes, mais jusqu'à présent aucun d'entre eux n'a permis de résoudre commercialement ces deux problèmes.
Le moyen le plus efficace pour diminuer la quantité de fumée secondaire visible connu actuellement est décrit et revendiqué dans le brevet des EU A N° 3231377 délivré à Cline et al., propriété de la titulaire, à savoir la Holin Corporation.
On décrit dans ce brevet une enveloppe pour articles à fumer tels que des cigarettes, des cigares, etc., contenant au moins 15% en poids d'oxyde de magnésium ou de son hydrate et au moins 0,5% en poids d'un adjuvant chimique particulier, tel que les acétates, carbonates, citrates, nitrates ou tartrates de métaux alcalins. L'association de l'oxyde de magnésium ou de son hydrate à l'un quelconque des adjuvants chimiques diminue sensiblement la quantité de fumée secondaire visible libérée au cours d'une combustion statique par les articles à fumer utilisant l'enveloppe. L'enveloppe peut être constituée d'un papier à cigarette classique dans lequel sont incorporés l'oxyde de magnésium et l'adjuvant en tant que charge introduite dans le papier brut, ou les additifs peuvent être appliqués au papier séparément ou ensemble en tant que revêtement. Les enveloppes contenant les additifs peuvent être utilisées au lieu des enveloppes classiques pour articles à fumer ou être utilisées en tant qu'enveloppe intérieure enrobant le rouleau de tabac en association avec une enveloppe extérieure classique formée par du papier à cigarette ou une cape de cigare. Les enveloppes décrites dans ce brevet, bien qu'elles permettent de diminuer de façon très efficace les fumées secondaires, donnent systématiquement une cendre floconneuse décolorée de qualité peu satisfaisante.
Schur (dans le brevet des EUA N° 2733720) décrit l'utilisation de quantités mineures de fibres d'amiante dans certains papiers à cigarette pour produire davantage de cendres solides. Ces fibres auraient sans aucun doute pour effet d'améliorer les cendres produites par les papiers, mais leur utilisation dans des cigarettes est tout à fait inacceptable en raison des dangers provoqués par l'inhalation d'amiante actuellement connus. De même, Lamm (dans les brevets des EUA Nos 2890704 et 2998012) décrit des enveloppes pour cigarettes préparées à partir de fibres de verre tissées. Il a été démontré que les fibres de verre ajoutées à du papier chargé d'oxyde de magnésium donnent une cendre d'une solidité acceptable. Cependant, ces produits sont également inacceptables pour les fabricants de cigarettes.
On a découvert à présent que l'utilisation d'oxyde de magnésium, sous la forme d'un gel amorphe, en tant que constituant de la charge de cigarette améliore l'aspect de la cendre et favorise la diminution de la fumée secondaire. On peut préparer l'hydroxyde de magnésium sous la forme préférée en ajustant les conditions dans lesquelles s'effectue la précipitation du gel d'hydroxyde par addition d'un alcali à une solution d'un sel de magnésium soluble.
La présente invention a pour objet une enveloppe pour articles à fumer notamment des cigarettes ou des cigares, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une feuille cellulosique contenant, en tant que charge, du gel d'hydroxyde de magnésium amorphe fraîchement précipité appliqué sur les fibres de la feuille.
Elle a également pour objet un article à fumer comprenant une charge de tabac et une enveloppe telle que décrite ci-dessus, de telle sorte que, lors de la combustion de l'article à fumer, la quantité de
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fumée secondaire visible soit réduite. L'autre constituant de la charge peut être un oxyde de magnésium de qualité non réactive ou un carbonate de calcium. Pour diminuer de la façon la plus efficace possible le taux de goudron dans les courants secondaires et la quantité de fumée secondaire visible, le poids de base du papier devra être compris entre 30 et 100 g/m2. La charge doit constituer 30 à 60% du poids total de la feuille. La proportion de gel d'hydroxyde de magnésium précipité présent devra être dans la gamme de 5 à 50% en poids de la quantité totale de charge et, de préférence, de 10 à 25%. Dans l'enveloppe pour articles à fumer tels que des cigarettes, des cigares, etc., sont incorporés au moins 5% en poids de gel d'hydroxyde de magnésium, de préférence en association avec d'autres charges particulières, cette combinaison agissant de façon à diminuer sensiblement la quantité de fumée secondaire libérée par l'article à fumer au cours d'une combustion statique et améliorant les propriétés de formation de cendre. Pour obtenir les meilleurs résultats, un ou plusieurs produits chimiques combustibles tels que les adjuvants chimiques du brevet des EUA N° 3231377 devront également être présents dans l'enveloppe pour permettre une importante réduction de la fumée secondaire et améliorer l'aspect de la cendre. On peut préparer les enveloppes de l'invention en incorporant le gel d'hydroxyde de magnésium et les autres charges dans la pâte à papier pour enveloppe ou appliquer les additifs sur l'enveloppe en tant que revêtement. Dans le cas des papiers à cigarette, ceux-ci peuvent être préparés en utilisant une pâte à papier ordinaire telle que de la pâte de fibre de bois ou de lin, à laquelle on ajoute une quantité suffisante du gel. Le gel d'hydroxyde de magnésium peut être utilisé seul ou en association avec d'autres charges classiques telles que l'oxyde de magnésium et/ou du carbonate de calcium. La pâte de fibre et les charges sont ensuite utilisées pour préparer une feuille de papier sur des machines à papier classiques. Les compositions de gel d'hydroxyde de magnésium de l'invention inhibant les fumées secondaires et améliorant l'aspect de la cendre peuvent être appliquées aux papiers au niveau de la presse coucheuse ou en tant qu'opération de traitement distincte une fois que le papier a été produit. De même, au lieu d'utiliser le gel d'hydroxyde de magnésium dans la pâte à papier en tant que charge, on peut l'appliquer au papier fini, en tant que revêtement, en utilisant une technique de ro-togravure ou d'autres techniques de revêtement classiques après avoir préparé le papier. La pâte de fibre particulière à partir de laquelle on prépare les enveloppes n'est pas déterminante et on peut utiliser l'une quelconque des pâtes de fibres cellulosiques servant à la fabrication des papiers. On préfère les pâtes de fibres habituellement utilisées pour préparer des enveloppes de papier pour cigarettes ou des matériaux à base de tabac utilisés pour fabriquer des capes de cigares. Par conséquent, outre les fibres de bois et de lin, la matière première peut être constituée par des tiges de tabac mâché auxquelles on ajoute le gel d'hydroxyde de magnésium et on peut utiliser l'oxyde de magnésium et/ou le carbonate de calcium dans la matière première servant à la fabrication de feuilles de tabac reconstituées pour capes de cigare.
Les enveloppes pour articles à fumer contenant le gel d'hydroxyde de magnésium avec ou sans les autres charges de l'invention peuvent être utilisées en tant qu'enveloppes intermédiaires sous une enveloppe extérieure normale enrobant le rouleau de tabac de la cigarette classique et de préférence, un papier à cigarette très poreux ou perforé, ou une cape de cigare, en tant qu'enveloppe extérieure pour l'article à fumer. Cette combinaison permet de diminuer le poids de tabac nécessaire pour préparer un produit satisfaisant, d'augmenter la solidité du rouleau de tabac et ne modifie pas l'aspect de la cigarette ou du cigare. On peut également utiliser les enveloppes contenant les additifs de l'invention en tant qu'enveloppes uniques pour un article à fumer. Dans le cas des cigarettes, il est particulièrement souhaitable d'utiliser des papiers ayant un poids de base élevé si l'on n'utilise qu'une seule enveloppe. Les deux types d'additifs sont de couleur pratiquement blanche et, par conséquent, ne modifient pas l'aspect du papier à cigarette, ce qui est particulièrement important.
On obtient des diminutions d'au moins 20% des quantités de matière particulières dégagées dans les courants secondaires par des articles à fumer dans lesquels on utilise les enveloppes de l'invention et on peut atteindre des diminutions de 75% ou davantage selon la combinaison de gel d'hydroxyde de magnésium, des autres charges et des substances chimiques utilisées dans l'enveloppe.
Préparation du gel d'hydroxyde de magnésium
On peut produire des gels d'hydroxyde de magnésium de faibles tailles de particules en ajustant soigneusement les conditions dans lesquelles s'effectue la précipitation de l'hydroxyde par addition d'un alcali à une solution de sel de magnésium soluble. Pour extraire le magnésium de l'eau de mer ou de l'eau salée provenant des puits, on utilise de la chaux ou de la chaux dolomitique dans un traitement en continu qui consiste à ajouter de l'hydroxyde préalablement préparé pour fournir des germes cristallins. Une partie de l'efïluent provenant du réacteur est ensuite recyclée en continu pour ajuster la taille de particules. Dans le procédé de préparation industrielle normal, la croissance cristalline se poursuit jusqu'à un point où le produit est facilement déshydraté. Le processus de déshydratation élimine les impuretés solubles. La taille de particules du produit purifié est trop importante pour qu'il soit utilisé aux fins de la présente invention, même lorsqu'on réduit la taille de particules par broyage au mouillé. Cependant, si l'on mélange une solution d'un sel de magnésium à une solution d'un alcali soluble dans l'eau, sans effectuer aucune des opérations nécessaires pour que les particules se développent, l'hydroxyde de magnésium se sépare de la solution sous la forme d'un gel amorphe. Cette forme physique d'hydroxyde de magnésium est totalement différente des dispersions de particules cristallines discrètes, même les plus fines. On a découvert que le dépôt de ces gels dans ou sur un papier permettait d'obtenir un contact plus intime avec les fibres de papier et/ou de recouvrir celles-ci de façon plus complète. Il est ainsi possible d'obtenir le degré souhaité de diminution des quantités de fumée secondaire avec des proportions d'hydroxyde de magnésium dans le papier moins importantes. En outre, l'un des principaux avantages de l'utilisation de l'hydroxyde de magnésium sous forme de gel est que la couleur et la solidité de la cendre sont améliorées, ce qui conduit à des papiers à cigarette acceptables.
Dans tout le présent mémoire et les revendications le terme de gel d'hydroxyde de magnésium désigne une substance ou une dispersion d'apparence homogène constituée d'un agrégat de petites particules intimement liées à un liquide, et le gel, aux concentrations utilisées dans la présente invention, se désagrège en flocons flottant dans le milieu aqueux.
La présente invention consiste à utiliser une petite fraction de gel d'hydroxyde de magnésium fraîchement précipité dans la charge pour papier à cigarette. Les autres constituants de la charge peuvent être un oxyde de magnésium ou un carbonate de calcium de qualité non réactive. Pour obtenir la diminution la plus efficace des taux de goudron des courants secondaires et de la quantité de fumée secondaire visible, le poids de base du papier devra être compris entre 30 et 100 g/m2. La charge devra représenter 30 à 60% du poids total de la feuille. La proportion de gel d'hydroxyde de magnésium précipité devra être comprise entre environ 5 et 50% en poids de la totalité de la charge et de préférence entre 10 et 25%.
Divers procédés peuvent être utilisés pour incorporer le gel d'hydroxyde de magnésium précipité dans le papier. On peut précipiter l'hydroxyde de magnésium lors d'une opération distincte, par exemple en ajoutant de l'hydroxyde de sodium à une solution d'acétate de magnésium. La quantité appropriée du gel obtenu est ensuite mélangée aux autres ingrédients de la pâte à papier. En variante, on peut effectuer la précipitation en présence de la fibre et de l'autre constituant de la charge ou des deux. Une autre approche consiste à traiter le papier contenant déjà le principal constituant de la charge, par une solution de sel de magnésium, puis par une solution d'alcali tel de l'hydroxyde de sodium ou de potassium. Il est commode d'effectuer ces traitements par des opérations consécutives utilisant la presse coucheuse, avec ou sans séchage intermédiaire.
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On ajoute généralement la substance ou l'adjuvant chimique combustible au papier par traitement par une solution appropriée au niveau de la presse coucheuse de la machine à papier. On peut régler la concentration en adjuvant du papier en ajustant la concentration de la solution de traitement. A titre d'exemple, dans le cas de l'acé- 5 tate de potassium, on a trouvé que des concentrations de 2 à 8% en poids et, de préférence, de 3 à 6% en poids dans le papier fournissent les meilleurs résultats. Dans les modes de réalisation de l'invention dans lesquels le gel d'hydroxyde de magnésium est précipité dans et/ou sur le papier préalablement préparé, l'adjuvant chimique io sera obtenu sous la forme d'un sous produit de la réaction du sel de magnésium avec l'alcali. En conséquence, la réaction de l'acétate de magnésium avec l'hydroxyde de potassium donne de l'acétate de potassium en même temps que l'hydroxyde de magnésium.
Les exemples non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de l'invention.
D'une manière générale, des quantités distinctes de tabac Kentucky Referee 1R3 enveloppées dans du papier à cigarette classique donnent des taux de particules dans les courants secondaires de 22 à 20
30 mg/cigarette, ces taux devant être considérés comme taux témoins lorsqu'on se réfère aux tableaux I, II et III ci-dessous.
Exemple 1:
Cet exemple montre que l'hydroxyde de magnésium précipité sous la forme d'un gel avant ou pendant l'opération de fabrication du papier permet de réduire plus efficacement les quantités de fumée secondaire que les dispersions préalablement préparées de particules d'hydroxyde de magnésium finement divisées.
Tous les papiers utilisés dans cet exemple sont des feuilles de lin de 100 g/m2 contenant 50% de charge totale. Le principal constituant de la charge est du MagChem 10, c'est-à-dire un oxyde de magnésium de qualité non réactive fabriqué par la Martin Marietta. L'autre constituant est l'hydroxyde de magnésium. Le tableau I fournit les concentrations en hydroxyde de magnésium de la charge ainsi que son origine.
Chaque papier est traité par une solution d'acétate de sodium à 3,0% avant d'être utilisé pour réenrober des poids correspondants de tabac Kentucky Referee 1R3, en vue des essais de détermination des quantités de fumée secondaire indiquées dans le tableau I.
Tableau I
Pour-cent en poids de Mg (OH)2 dans la charge
Origine
Porosité Greiner (s/50 cm3)
Taux de goudron dans les courants secondaires (mg/cigarette)
Durée de combustion moyenne (min)
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15,5
13,7
8,9
15
B"
23,0
10,4
***
10
B**
17,0
10,8
14,9
10
B"
8,5
12,3
12,6
5
B"
7,5
13,6
11,3
* MHT-60 DOW micronisé a une taille de particule moyenne inférieure à 1 p.. ** Précipité par addition d'acétate de magnésium, de fibres et d'hydroxyde de sodium
à un mélange MagChem 10.
*** Non enregistré.
Exemple 2:
Cet exemple montre que l'on peut obtenir des diminutions des taux de goudron dans les courants secondaires semblables à ceux que l'on obtient avec le MagChem 10 en utilisant du carbonate de calcium en tant que constituant principal de la charge. Il indique également que l'on peut obtenir une diminution notable des taux de goudron dans les courants secondaires, que la précipitation soit effectuée en présence ou non des fibres de lin.
Comme dans l'exemple 1, toutes les feuilles présentent des poids 40 de base de 100 g/m2 avec 50% de charge totale. Elles sont toutes traitées par de l'acétate de sodium à 3,0% avant d'être utilisées pour réenrober des cigarettes d'essai. Le carbonate de calcium utilisé dans ces feuilles a été fabriqué par la Mississippi Lime Company et présente une taille de particule moyenne d'environ 2 (t. Le tableau II 45 donne la concentration en hydroxyde de magnésium de la charge ainsi que son origine.
Tableau II
Pour-cent en poids de Mg (OH)2 dans la charge
Origine
Porosité Greiner (s/50 cm3)
Taux de goudron dans les courants secondaires (mg/cigarette)
Durée de combustion moyenne (min)
25
A*
13,7
13,1
8,9
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23,0
10,1
12,8
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C*"
19,2
10,9
13,0
MHT-60 DOW micronisé a une taille de particule moyenne inférieure a 1 |i. Précipité à partir d'une solution d'acétate de magnésium, dans un mélangeur en présence de carbonate de calcium.
Précipité à partir d'une solution d'acétate de magnésium en présence de fibre et de carbonate de calcium en agitant énergiquement.
Exemple 3:
Cet exemple montre que la forme de gel de l'hydroxyde de magnésium permet de réduire efficacement les taux de goudron dans les courants secondaires lorsque celui-ci est précipité directement dans ou sur le papier préalablement préparé.
On découpe des feuilles de lin d'un poids de base de 100 g/m2 65 et contenant 50% d'oxyde de magnésium n'ayant pas réagi
(MagChem 10), en tant que charge, sous forme de bandes et on les traite sur une presse coucheuse avec une solution à 10% d'acétate de magnésium. On sèche ensuite les bandes de papier, on les traite avec
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une solution à 6,25% d'hydroxyde de potassium lors d'un second passage dans la presse coucheuse et on les sèche de nouveau. Ces traitements conduisent à une augmentation de 20% du poids. Le poids de l'acétate de potassium produit par réaction de l'acétate de magnésium avec 2 Eq d'hydroxyde de potassium est 3,4 fois supé- s rieur au poids d'hydroxyde de magnésium précipité. Par conséquent, même si la réaction se poursuit jusqu'à achèvement, dans le cas des feuilles traitées décrites ci-dessus, seule, une petite fraction des 20% d'augmentation de poids serait due à la présence du gel d'hydroxyde de magnésium précipité. Les cigarettes réenrobées dans ce papier io traité présentent une vitesse de combustion statique de 85 mg/min et donnent un taux de goudron de courant secondaire de 12,6 mg/cigarette.
Exemple 4: 15
Dans cet exemple, on observe que la précipitation de l'acétate de magnésium en présence des fibres de papier donne des taux de goudron, dans les courants secondaires par cigarette, seulement légèrement inférieurs à ceux que l'on obtient lorsque la fibre n'est pas présente, mais, en raison d'un effet plus important sur la vitesse de 20
L'efficacité du gel d'hydroxyde de magnésium amorphe de l'invention associé à des enveloppes contenant de l'oxyde de magnésium ou du carbonate de calcium de qualité non réactive pour articles à
combustion, le taux de production de fumée secondaire et, par conséquent de fumée secondaire visible, est notablement réduit. Les feuilles utilisées dans cet exemple ont également un poids de base de 100 g/m2 et contiennent 50% de charge totale. La charge contient 87% d'oxyde de magnésium inactif MagChem 10 et 13% de gel d'hydroxyde de magnésium. La précipitation sur la fibre s'effectue par addition d'une solution d'acétate de magnésium à la bouillie de fibres, puis addition de la quantité de solution d'hydroxyde de sodium nécessaire pour précipiter le gel d'hydroxyde de sodium.
Cette opération s'effectue en agitant modérément pendant environ 4 min. On laisse reposer le mélange pendant 30 min avant de l'utiliser pour préparer les feuilles. La précipitation en l'absence de fibre s'effectue dans un mélangeur pour diminuer la taille des éventuels agglomérats qui peuvent se former avant de combiner la bouillie de gel d'hydroxyde de magnésium avec la fibre de lin et le MagChem 10.
On traite des bandes des deux types de papier par une solution d'acétate de potassium à 6% avant de les utiliser pour rouler des cigarettes en vue d'essais de combustion. Les résultats des essais sont rassemblés dans le tableau III.
fumer, tels que des cigarettes ou des cigares, apparaît de façon évidente à la lecture des exemples ci-dessus.
Tableau III
Mode de précipitation
Porosité Greiner (s/cm3)
Taux de goudron dans les courants secondaires (mg/cigarette)
Durée de combustion (min)
Taux de goudron dans les courants secondaires (mg/min)
Fibre présente Absence de fibre
12,1 13,6
9,3 9,6
11,5 9,4
0,81 1,02
R
Claims (14)
- 650 6522REVENDICATIONS. 1. Enveloppe pour articles à fumer, notamment cigarettes ou cigares, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une feuille cellulosique contenant, en tant que charge, du gel d'hydroxyde de magnésium amorphe fraîchement précipité appliqué sur les fibres de la feuille.
- 2. Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charge contient en outre un oxyde de magnésium ou un carbonate de calcium de qualité non réactive, ou les deux.
- 3. Enveloppe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le gel d'hydroxyde de magnésium précipité représente 5 à 50% en poids de la charge totale.
- 4. Enveloppe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le gel d'hydroxyde de magnésium amorphe précipité représente 10 à 25% en poids de la charge totale.
- 5. Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la charge contient en outre un oxyde de magnésium ou un carbonate de calcium de qualité non réactive, ou les deux; en ce que le poids de base de la feuille est compris entre 30 et 100 g/m2, en ce que la charge représente 30 à 60% du poids totai de la feuille et en ce que la proportion d'hydroxyde de magnésium précipité est dans la gamme de 5 à 50% en poids de la charge totale.
- 6. Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille cellulosique est un papier à cigarette.
- 7. Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille cellulosique constitue une cape de cigare.
- 8. Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient en outre 2 à 8% en poids d'acétate de potassium en tant qu'adjuvant chimique.
- 9. Article à fumer comprenant une charge de tabac et une enveloppe selon la revendication 1, de telle sorte que lors de la combustion de l'article à fumer, la quantité de fumée secondaire visible soit réduite.
- 10. Article à fumer selon la revendication 9, caractérisé en ce que la charge contient en outre un oxyde de magnésium ou un carbonate de calcium de qualité non réactive, ou les deux.
- 11. Article à fumer selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gel d'hydroxyde de magnésium amorphe précipité représente 5 à 50% en poids de la charge totale.
- 12. Article à fumer selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gel d'hydroxyde de magnésium amorphe précipité représente 10 à 25% en poids de la charge totale.
- 13. Article à fumer selon la revendication 9, caractérisé en ce que la charge contient en outre un oxyde de magnésium ou un carbonate de calcium de qualité non réactive, ou les deux, et en ce que le poids de base de la feuille est compris entre 30 et 100 g/m2.
- 14. Article à fumer selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il contient en outre 2 à 8% en poids d'acétate de potassium dans l'enveloppe en tant qu'adjuvant chimique.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |