WO2003015543A1 - Procedimiento de preparacion de un papel para cigarrillos autoextinguibles - Google Patents

Procedimiento de preparacion de un papel para cigarrillos autoextinguibles Download PDF

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Agustín TOSAS FUENTES
Pablo De Mariscal Ruigomez
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Miquel Y Costas & Miquel, S.A.
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/005—Treatment of cigarette paper
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/02—Cigars; Cigarettes with special covers

Definitions

  • the present invention relates to a process for preparing a paper for self-extinguishing cigarettes, which provides essential novelty characteristics and notable advantages over known processes and used for the same purposes in the current state of the art.
  • the process of the invention develops a process whereby a cigarette paper, preferably by the internal or contact side with tobacco, is provided with an appropriate coating, by areas or continued, with the use of techniques of printing, obtained from a solution prepared based on gum arabic or acacia gum, alone or with load, as appropriate, and with whose coating it is possible to vary the permeability of the paper to the air, to achieve the self-extinguishing characteristic .
  • the field of application of the invention is within the industrial sector dedicated to the manufacture of smoking products, in particular cigarette paper.
  • a first technique which consists in uniformly applying the coating to the entire surface of the cigarette paper, so that the entire paper has a low combustion tendency
  • the second technique is to apply the coating on the surface of the smoking paper, only by areas, that is, to form areas of lower combustion capacity that alternate with others whose tendency to combustion is normal.
  • the first technique (the one related to a uniformly coated smoking paper, that is, with little tendency to combustion as a whole), has the disadvantage that the permeability of the paper in the air is low, so that the Smoke content in terms of harmful substances, is high.
  • another drawback of this technique is that the combustion of cigarettes made of paper of this type is deficient: for example, they have black ashes and an uneven combustion ring and generally thicker than would be desirable.
  • the second technique its main objective is to reduce the permeability of the paper in the air only in certain areas of the cigarette, so that the combustion of the cigarette in those areas is substantially reduced.
  • This effect can be achieved by various methods, such as, for example, using a strong calendering, applying specially treated cellulose fibers, with substances that melt at low temperature, using certain water-soluble or other fat-soluble polymers, etc.
  • the main objective that has been marked by the present invention is to achieve a smoking paper that adapts to the needs of a self-extinguishing cigarette, using components that do not negatively affect the taste of the cigarette, and that also reduce the chances of ignition of flammable materials that have the possibility of coming into contact with it.
  • the process for preparing a paper for cigarettes with a self-extinguishing character comprises several steps, which are explained below.
  • the first stage of the process consists in preparing the composition to be used as a coating, uniformly or in areas, preferably on the face of the cigarette paper to be in contact with the tobacco.
  • a composition is formed by dissolving a predetermined amount of gum arabic in water, the amount of which may vary between 0.15% and 60%, preferably between 0.5% and 55%, and more preferably between 0 , 65% and 50%;
  • the especially preferred concentration of gum arabic in the composition is around 15-30%.
  • the composition incorporates a load of a fire-retardant nature
  • said load is added in a second stage of the process, depending on the specific amount loading the product that constitutes it.
  • appropriate proportions of the load may be of the order of 10% aluminum hydroxide, the remainder being water until 100% is completed.
  • these other preferred products may consist of magnesium hydroxide or calcium sulfate, in concentrations in the range of 0.25% to 50%, preferably between 2% and 40%, and more preferably between 3% and 35%.
  • a third step is preferably carried out to cover the internal surface of the paper, either by areas or evenly , on the entire surface area of said paper.
  • the composition obtained and usable as "ink” can be deposited on the smoking paper with the use of suitable known techniques, such as screen printing, gravure, flexography or off-set, although it is preferred to use a system of continuous or band flexography, and with the use of a transfer roller properly prepared for a correct transfer of the "ink” to the smoking paper.
  • this deposit is made so that the amount of composition on paper is in the range of between 0.5 g / m 2 of paper and 10 g / m 2 of paper, preferably between 1.5 g / m 2 of paper and 9 g / m 2 of paper , and more preferably between 3 g / m 2 of paper and 7 g / m 2 of paper.
  • viscosity of the ink In techniques such as gravure or flexography, there is a limitation related to the viscosity of the ink, so that those inks that have high viscosity values do not favor the transfer of the ink to the weft, nor that of the ink to the weft printer or paper form depending on the system used. Additionally, a high viscosity of the ink results in a loss of definition of texts and small motifs. Therefore, when choosing a binder, in addition to its specific effect in terms of reducing air permeability and the tendency to ignition and its effect on cigarette taste, the limitation must be taken into account corresponding to its viscosity grade.
  • the materials considered appropriate for the present invention consist of the group consisting of starch, guar gum, sodium alginate, hydroxypropylcellulose, methylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, and Arabic gum itself.
  • nitrocellulose has also been evaluated with a plasticizer (triacetin) combined with a calcined kaolin.
  • the ink application system has included the use of rods with several liquid steps of the solution on the "cloth" side of the paper, that is, the face that is in contact with the fabric of the paper machine in the moment of manufacture of this one, and that constitutes the face that later will be in contact with the tobacco when the cigarette is elaborated.
  • Polymers such as, for example, carboxymethylcellulose, methylcellulose or gum arabic, are commonly used in the smoking paper and paper industry. tobacco, as binding agents, and in the gumming of tobacco leaves and papers destined for cigarette paper booklets, for its ease of application, and because its effect on the taste of the cigarette is small.
  • the various percentage values of the different components refer to percentages by weight with respect to the total weight of the composition.

Landscapes

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  • Paper (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)

Abstract

Se describe un procedimiento para la preparación de un papel de fumar para cigarrillos autoextinguibles, mediante la reducción de su permeabilidad al aire obtenida con la aplicación, continuada o por zonas, de una composición elaborada a base de goma arábiga, con o sin carga ignífuga, cuya aplicación se lleva a cabo con la utilización de técnicas de impresión tales como serigrafía, huecograbado, flexografía u off-set. La concentración de goma arábiga en la combinación preparada, puede variar entre valores comprendidos entre 0,15 % y 50 % en peso, mientras que la cantidad de producto depositado sobre el papel de fumar puede variar entre límites comprendidos en la gama de 0,5 g/m2 a 10 g/m2.

Description

PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE UN PAPEL PARA CIGARRILLOS AUTOEXTINGUIBLES
DESCRIPCIÓN
Objeto de la Invención
La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de un papel para cigarrillos autoextinguibles, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los procesos conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado actual de la técnica.
Más en particular, el procedimiento de la invención desarrolla un proceso mediante el que se dota a un papel para cigarrillos, preferentemente por la cara interna o de contacto con el tabaco, de un recubrimiento apropiado, por zonas o continuado, con la utilización de técnicas de impresión, obtenido a partir de una disolución preparada a base de goma arábiga o goma de acacia, sola o con carga, según convenga, y con cuyo recubrimiento se consigue variar la permeabilidad del papel al aire, para la consecución de la característica de autoextinción.
El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del sector industrial dedicado a la fabricación de productos para fumar, en particular papel para cigarrillos.
Antecedentes y Sumario de la Invención
Se conocen en el estado actual de la técnica un gran número de documentos y procesos relacionados con la fabrica- ción de cigarrillos autoextinguibles. La provisión de esta característica a un cigarrillo, se obtiene convencionalmente mediante la aplicación de algún tipo de recubrimiento al papel del cigarrillo, que está destinado a modificar la permeabilidad del papel al aire, y en el que tanto el tipo de producto de recubrimiento aplicado como la viscosidad del mismo, juegan un papel fundamental en los resultados obtenidos .
Se conocen dos técnicas habituales de tratamiento del papel del cigarrillo para la obtención de los objetivos planteados, según se expone a continuación:
1) una primera técnica, que consiste en aplicar uniforme- mente el recubrimiento a la totalidad de la superficie del papel del cigarrillo, de modo que la totalidad del papel presenta una baja tendencia a la combustión;
2) la segunda técnica consiste en aplicar el recubrimiento sobre la superficie del papel de fumar, solamente por zonas, es decir, para formar zonas de menor capacidad de combustión que alternan con otras cuya tendencia a la combustión sea normal.
Dentro de cada uno de estos tipos de tratamiento mencionados, tendentes a la consecución de un papel adaptado a un cigarrillo autoextinguible, se pueden considerar varios métodos mediante los que se logra alcanzar los objetivos propuestos.
La primera técnica (la relativa a un papel de fumar uniformemente recubierto, es decir, con poca tendencia a la combustión en su totalidad) , presenta la desventaja de que la permeabilidad del papel al aire es baja, con lo que el contenido del humo en cuanto a sustancias nocivas, es alto. Además, otro inconveniente de esta técnica consiste en que la combustión de los cigarrillos fabricados con papel de este tipo, resulta deficiente: por ejemplo, presentan cenizas negras y un aro de combustión desigual y generalmente más grueso de lo que seria deseable.
En cuanto a la segunda técnica, su objetivo principal consiste en la reducción de la permeabilidad del papel al aire solamente en determinadas zonas del cigarrillo, de manera que la combustión del cigarrillo en esas zonas se reduzca sustancialmente . Este efecto puede conseguirse mediante diversos métodos, tales como, por ejemplo, empleando un fuerte calandrado, aplicando fibras de celulosa especialmente tratadas, con sustancias que fundan a baja temperatura, empleando ciertos polímeros hidrosolubles u otros liposolubles, etc.
El objetivo principal que se ha marcado la presente invención, consiste en conseguir un papel de fumar que se adapte a las necesidades de un cigarrillo autoextinguible, utilizando componentes que no afecten negativamente al sabor del cigarrillo, y que además, reduzcan las posibilidades de ignición de los materiales inflamables que tengan posibili- dad de entrar en contacto con el mismo.
Este objetivo se ha alcanzado plenamente mediante el papel para cigarrillos obtenido con el procedimiento de la presente invención, y mediante el que se proporciona al papel, preferiblemente por la superficie interna, un recubrimiento apropiado, con la utilización de técnicas de impresión, distribuido de forma continuada o por zonas, según convenga, y en el que la "tinta" de impresión consis- te, según ha sido encontrado como particularmente ventajoso por la solicitante, en contra de las enseñanzas de la técnica anterior, en una solución obtenida a partir de goma arábiga disuelta en agua, con o sin carga adicional.
Se ha podido determinar que la adición de una carga de carácter ignifugo a la composición, ayuda a reducir la permeabilidad del papel al aire, sin afectar demasiado a la viscosidad de la composición a aplicar, siendo las cargas más preferidas las elegidas en el grupo formado por el hidróxido de aluminio, el sulfato de calcio o el hidróxido magnésico.
Descripción de una Forma de Realización Preferida De acuerdo con la invención, el procedimiento que permite preparar un papel para cigarrillos con carácter autoextinguible, comprende varias etapas, las cuales se explican a continuación.
Asi, la primera etapa del procedimiento consiste en preparar la composición que ha de servir como recubrimiento, uniforme o por zonas, preferentemente de la cara del papel del cigarrillo que ha de estar en contacto con el tabaco. Tal composición se forma disolviendo una cantidad predeter- minada de goma arábiga en agua, cuya cantidad puede variar entre el 0,15% y el 60%, con preferencia entre el 0,5% y el 55%, y más preferiblemente entre el 0,65% y el 50%; en la práctica, la concentración especialmente preferida de goma arábiga en la composición, está en torno al 15-30%.
En caso de que la composición incorpore alguna carga de naturaleza ignifuga, se añade dicha carga en una segunda etapa del procedimiento, dependiendo la cantidad especifica de carga del producto que la constituye. Asi, proporciones apropiadas de la carga, pueden ser del orden de un 10% de hidróxido de aluminio, siendo el resto agua hasta completar el 100%.
No obstante, existen otros productos que pueden ser ventajosamente combinados con la goma arábiga por su menor efecto sobre la viscosidad de esta última, por sus propiedades ignifugas, y por su capacidad reductora de la permeabi- lidad del aire de la composición, con el consiguiente incremento de las propiedades de autoextinción del cigarrillo. En particular, estos otros productos preferidos pueden consistir en hidróxido magnésico o sulfato de calcio, en concentraciones comprendidas en la gama del 0,25% al 50%, con preferencia entre el 2% y el 40%, y más preferiblemente entre el 3% y el 35%.
A continuación, una vez obtenida la composición deseada o "tinta" susceptible de ser aplicada al papel del cigarri- lio, se procede en una tercera etapa al recubrimiento preferentemente de la superficie interna del papel, ya sea por zonas o ya sea de manera uniforme, sobre la totalidad del área superficial de dicho papel.
De acuerdo con la invención, la composición obtenida y utilizable como "tinta", puede ser depositada sobre el papel de fumar con la utilización de técnicas conocidas adecuadas, tales como serigrafia, huecograbado, flexografia u off-set, aunque se prefiere utilizar un sistema de flexografia en forma continua o de bandas, y con el empleo de un rodillo de transferencia preparado adecuadamente para una transferencia correcta de la "tinta" al papel de fumar. De acuerdo con la invención, este depósito se realiza de modo que la cantidad de composición sobre el papel está comprendida en la gama de entre 0,5 g/m2 de papel y 10 g/m2 de papel, con preferencia entre 1,5 g/m2 de papel y 9 g/m2 de papel, y más preferentemente entre 3 g/m2 de papel y 7 g/m2 de papel.
Existen determinados factores que influyen de manera decisiva en las características del papel autoextinguible obtenido con la aplicación de las técnicas anteriores, tales como las propias características del papel de base, la naturaleza de los materiales aplicados y la cantidad depositada.
Un parámetro muy importante a tener en cuenta cuando se imprime un papel por medio de cualquier técnica, consiste en el grado de viscosidad de la tinta. En técnicas tales como el huecograbado o la flexografia, existe una limitación relacionada con la viscosidad de la tinta, de modo que aquellas tintas que presentan valores elevados de viscosidad, no favorecen la transferencia de la tinta a la trama, ni la de ésta a la forma impresora o al papel según el sistema utilizado. Adicionalmente, una viscosidad alta de la tinta, se traduce en una pérdida de definición de textos y motivos pequeños. Por lo tanto, a la hora de elegir un ligante, además de su efecto especifico en términos de reducción de la permeabilidad al aire y de la tendencia a la ignición y de su efecto sobre el sabor del cigarrillo, debe tenerse muy en presente la limitación correspondiente a su grado de viscosidad. Puesto que existe una relación directa entre el contenido en sólidos de una solución y su viscosi- dad, la limitación de la viscosidad se traduce en una limitación de los sólidos contenidos en la tinta, y por tanto en una limitación de la cantidad de material aplicado al papel. Los materiales considerados apropiados para la presente invención, consisten en el grupo formado por almidón, goma de guar, alginato sódico, hidroxipropilcelulosa, metilcelu- losa, carboximetilcelulosa sódica, y la propia goma arábiga.
A efectos comparativos, se ha evaluado asimismo la nitrocelulosa con un plastificante (triacetina) combinado con un caolin calcinado.
El sistema de aplicación de la tinta ha incluido la utilización de varillas con varios pasos de liquido de la solución sobre la cara de "tela" del papel, es decir, la cara que está en contacto con la tela de la máquina de papel en el momento de fabricación de éste, y que constituye la cara que posteriormente estará en contacto con el tabaco cuando se elabore el cigarrillo.
En lo que sigue se presenta una tabla en la que se evalúan los resultados mediante la medición de la permeabi- lidad del papel al aire antes y después de la aplicación del recubrimiento, con medición del comportamiento de los cigarrillos realizados con tabaco estándar en cuanto a su combustión libre y en cuanto a su combustión en contacto con diez hojas de papel filtro de laboratorio (papel de filtro sin cenizas, La Papelera del Besos, ref. 438, diámetro de 15 cm) . Los resultados son como sigue: TABLA
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Las viscosidades altas o muy altas comprometen la utilización de los productos referidos, por razones prácticas.
Asimismo, a partir del estudio de esta misma tabla se deduce que tanto el tipo de material aplicado como la cantidad del mismo que queda depositada sobre el papel, constituyen los parámetros de mayor influencia en la autoextinción de los cigarrillos.
Polímeros tales como, por ejemplo, la carboximetilcelu- losa, la metilcelulosa o la goma arábiga, son utilizados habitualmente en la industria del papel de fumar y del tabaco, como agentes ligantes, y en el engomado de las hojas de tabaco y de papeles con destino a libritos de papel de fumar, por su facilidad de aplicación, y porque su efecto sobre el sabor del cigarrillo es pequeño.
En el caso particular de la goma arábiga, la mezcla con hidróxido de aluminio provoca tanto una reducción adicional de la permeabilidad al aire del papel, como una reducción de su tendencia a quemar, incluso en combustión libre. La viscosidad de una composición de un 20% de goma arábiga y de un 10% de hidróxido de aluminio en agua, es de 40 a 60 segundos medida en Copa Ford núm. 4, a temperatura ambiente.
En lo que antecede, los diversos valores porcentuales de los diferentes componentes, se refieren a porcentajes en peso respecto al peso total de la composición.
Como se comprenderá, los expertos en la materia podrán llevar a cabo múltiples variaciones y modificaciones con respecto al contenido de la presente invención que se ha descrito en lo que antecede, sin apartarse por ello del espíritu de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Procedimiento de preparación de un papel para cigarrillos autoextinguibles, mediante el que se aplica al papel de fumar, preferentemente por su superficie interna o cara destinada a estar en contacto con el tabaco, un recubrimiento total o por zonas, constituido a base de una composición mediante la que se reduce la permeabilidad del papel al aire, que se caracteriza porque comprende las etapas de preparar una composición a base de goma arábiga o goma de acacia, disuelta en agua; añadir eventualmente una carga de productos que presenten una reducida influencia sobre la viscosidad de la goma arábiga y tengan propiedades ignifugas y reductoras de la permeabilidad del papel al aire, siendo tales productos elegidos en el grupo formado por, hidróxido de aluminio, hidróxido magnésico y sulfato de calcio; depositar la composición sobre la zona superficial elegida, con la utilización de técnicas de impresión, en cantidades previamente determinadas.
2.- Procedimiento según la reivindicación 1, que se caracteriza porque la concentración de goma arábiga en la composición está comprendida entre el 0,15% y el 60%, preferentemente entre el 0,5% y el 55%, y más preferentemente entre el 0,65% y el 50% en peso.
3.- Procedimiento según la reivindicación 1, que se caracteriza porque la cantidad de carga adicionada eventual- mente a la composición, está comprendida entre el 0,25% y el 50%, preferiblemente entre el 2% y el 40%, y más preferiblemente entre el 3% y el 35%.
4.- Procedimiento según la reivindicación 1, que se caracteriza porque la etapa de aplicación del producto resultante de la combinación preparada sobre el papel de fumar, se realiza con la utilización de técnicas de impre- sión tales como serigrafia, flexografia, huecograbado u offset, siendo la flexografia, en forma continua o en bandas, la preferida.
5.- Procedimiento según la reivindicación 1 ó 4, que se caracteriza porque la cantidad de composición depositada sobre el papel está comprendida en la gama de entre 0,5' g/m2 y 10 g/m2, con preferencia entre 1,5 g/m2 y 9 g/m2, y más preferiblemente entre 2 g/m2 y 7 g/m2.
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