BRPI0614817A2 - cigarro, papel de invólucro para cigarro, invólucro de cigarro, artigo de fumo, composição de impressão para papel de cigarro e método de fabricação de papel de cigarro enfaixado - Google Patents

Abstract

CIGARRO, PAPEL DE INVÈLUCRO PARA CIGAR-RO, INVóLUCRO DE CIGARRO, ARTIGO DE FUMO, COMPOSIçãO DEIMPRESSãO PARA PAPEL DE CIGARRO E MéTODO DE FABRICAçãO DE PAPEL DE CIGARRO ENFAIXADO A presente invenção refere-se a um cigarro (20) e papel de cigarro (22), que têm uma pluralidade de faixas de múltiplas camadas (30) formadas pela impressão de uma composição de formação de filme aquosa altamente viscosa. Depois de aquecer a composição para diminuir a sua viscosidade, as faixas são aplicadas no papel do cigarro pela impressão de gravura da composição. A composição é resfriada e gelatinizada pelo contato com o papel de cigarro frio reduzindo a absorção de água pelo papel e reduzindo o enrugamento, franzimento e ondulação. Múltiplas camadas impressas de gravura podem ser usadas para formar as faixas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CIGARRO, PA-PEL DE INVÓLUCRO PARA CIGARRO, INVÓLUCRO DE CIGARRO, ARTI-GO DE FUMO, COMPOSIÇÃO DE IMPRESSÃO PARA PAPEL DE CIGAR-RO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE PAPEL DE CIGARRO ENFAIXADO".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Esse pedido reivindica a prioridade do Pedido provisório No.60/707.964, depositado em 15 de agosto de 2005, o conteúdo inteiro do qualé incorporado aqui por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se de forma geral a papel enfaixadopara uso na fabricação de cigarros. Mais particularmente, a invenção refere-se a papel enfaixado para impressão feito com um processo de impressãode gravura usando uma composição aquosa de material altamente viscoso.

SUMÁRIO

Um cigarro de acordo com uma modalidade inclui papel de cigar-ro com uma pluralidade de faixas, cada uma das quais é eficaz para subs-tancialmente reduzir a permeabilidade do papel de cigarro na sua proximida-de para controlar a propensão à ignição e impedir a queima não vigiadaquando o cigarro é deixado sobre um substrato. Cada faixa pode ser forma-da por uma ou mais camadas, cada uma das quais pode ser aplicada porimpressão com gravura. Além do mais, a primeira camada (ou camadas) decada faixa é (ou são) preferivelmente formada(s) usando uma composiçãode formação de filme aquosa tendo uma viscosidade não bem adequadapara a impressão de gravura. A camada (ou camadas) subseqüente de cadafaixa é (são) preferivelmente formada(s) pelo uso da mesma composição deformação de filme aquosa ou outras composições aquosas contendo enchimen-tos, inibidores de queima, estimuladores de queima, flavorizantes e similares.

Durante as etapas de impressão da gravura, a composição vis-cosa de formação do filme é aquecida para uma temperatura onde sua vis-cosidade fica dentro da faixa das viscosidades adequadas para impressãoda gravura. Quando a composição de formação de filme aquecida é aplicadano papel de cigarro, a composição de formação do filme é resfriada ou dimi-nuída e pode ser gelatinizada. Assim, uma porção da água livre na composi-ção de formação do filme fica confinada e indisponível para molhar ou migrarpara dentro das fibras subjacentes do papel de cigarro. Esse confinamentoda água livre impede a formação de ondulação, franzimento e/ou enruga-mento no papel de cigarro. O peso da cobertura total para a faixa preferivel-mente fica na faixa de 0,5 gramas por metro quadrado (g/m2) a 15 g/m2 emais preferivelmente cerca de 2 g/m2 ou 5 g/m2. A permeabilidade do papelde cigarro normalmente excede 20 unidades de Coresta. Entretanto, a per-meabilidade através das faixas e do papel de cigarro subjacente preferivel-mente fica na faixa de 0 a 15 unidades de Coresta. A redução na permeabi-lidade preferivelmente restringe o fluxo de ar necessário para suportar acombustão do carvão do cigarro na proximidade da faixa.

A invenção também provê uma composição de impressão parapapel de cigarro compreendendo água e aproximadamente 20% a aproxi-madamente 50% em peso de um composto de formação do filme, onde acomposição de impressão tem uma viscosidade menor do que aproximada-mente 0,1Pa.s (100cP) em uma temperatura na faixa de 40°C a 90°C, e umaviscosidade que excede aproximadamente 0,2Pa.s (200cP) em uma tempe-ratura de aproximadamente 23°C.

Em uma modalidade preferida, a composição de formação dofilme usada para impressão compreende como um composto de formaçãodo filme pelo menos um de amido, um amido oxidado, tapioca, alginato, car-ragenina, goma guar, pectina, carbonato de cálcio e citratos. Em concentra-ções maiores do composto de formação do filme na composição, a composi-ção pode experimentar a gelatinização quando sua temperatura é rapida-mente reduzida. Assim, a ligação da água livre na faixa impressa pode ocor-rer. Também de acordo com a invenção, é provido um método de fabricaçãode papel de cigarro enfaixado pela gelatinização de uma composição deformação de filme aquosa em uma superfície do papel. De preferência, acomposição de formação de filme é impressa em uma condição aquecida eresfriada no contato com a superfície do papel. De preferência, o resfriamen-to compreende diminuir a temperatura rapidamente da composição de for-mação do filme na superfície do papel.De acordo com um método preferido de fabricação de papel decigarro com faixas, o papel de cigarro avança para uma primeira estação deimpressão. Nessa primeira estação de impressão, a composição de forma-ção do filme é aquecida de modo que sua viscosidade é diminuída para umvalor predeterminado útil para a impressão de gravura. A composição deformação de filme aquecida é aplicada na superfície moldada de um cilindrode gravura rotativo. O cilindro de gravura rotativo pode ser aquecido paraimpedir o resfriamento prematuro.da composição. O .cilindro de gravura rota-tivo opera com um rolete de impressão paralelo para definir um aperto atra-vés do qual o papel do cigarro avança. À medida que o cilindro de gravuragira, sua superfície moldada toca o papel do cigarro e aplica a primeira ca-mada das faixas no papel do cigarro.

Acredita-se que a composição de formação do filme resfrie eforme gel em contato com o papel de cigarro, mas de preferência, a etapa deresfriamento inclui resfriar um rolete de aperto. Assim, o conteúdo de águada composição de formação do filme não é apreciavelmente absorvido nopapel de cigarro e a planura do papel de cigarro é preservada.

É preferido que a composição de formação do filme seja aqueci-da para uma temperatura na faixa de 40°C a 90°C.

Vantajosamente, o limite superior da temperatura da etapa deaquecimento é selecionado para evitar a queimadura leve da composição deformação do filme.

De preferência, o composto de formação do filme é pelo menosum de amido, um amido oxidado, tapioca, alginato, carragenina, goma guar,pectina, carbonato de cálcio e citratos.

De preferência, o cilindro da gravura é moldado pela gravação,gravação química, gravação eletrônica e/ou fotogravação.

Depois que a primeira camada é aplicada no papel de cigarro, épermitido que ela seque sobre ele. O papel pode então avançar para umasegunda estação de impressão de gravura onde uma segunda camada podeser aplicada na primeira camada de cada faixa. De preferência, essa segun-da camada opcional é co-extensiva com a primeira camada em ambos a lar-gura e comprimento, entretanto, a segunda camada pode ser mais grossa doque a primeira camada. A composição de formação do filme da segundacamada forma gel na primeira camada mais fria e a água livre não é absor-vida pelo papel.

De preferência, a segunda camada é impressa com um peso decobertura aproximadamente 50% maior do que o peso de cobertura da pri-meira camada.

Terceira camada opcional e sucessivas podem ser aplicadas notopo da segunda camada, e nas camadas subjacentes da mesma maneira,de preferência usando a mesma composição de formação de filme ou com-posições diferentes contendo enchimentos, inibidores de queima, estimula-dores de queima, flavorizantes e similares, como possa ser desejado.

De preferência, a terceira camada é impressa com um peso decobertura aproximadamente 150% maior do que o peso de cobertura da pri-meira camada.

Uma outra modalidade provê um processo de aplicação somenteda primeira camada utilizando uma solução de formação de filme aquecidaque pode ser gelatinizada, com uma ou mais camadas adicionais compreen-dendo um material de adição diferente tal como um amido que pode ser im-presso em um estado não aquecido.

De preferência, pelo menos uma etapa de impressão inclui usarum cilindro de impressão resfriado para acelerar a gelatinização.

O cigarro enfaixado resultante é coletado em um carretei que ésubseqüentemente cortado em bobinas e usado como papel de cigarro parafazer cigarros.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os desenhos acompanhantes representam um papel enfaixadode impressão onde as faixas são impressas em múltiplas camadas sucessi-vas e aparelho para fabricação de tal papel. Nos desenhos acompanhantes,numerais de referência semelhantes são aplicados em elementos semelhan-tes.

A figura 1 é uma vista em perspectiva de um cigarro feito compapel tendo faixas de múltiplas camadas.

A figura 2 é uma vista em corte tomada ao longo da linha 2-2 dafigura 1.

A figura 3 é uma porção de escala ampliada da figura 2 circuns-crita pela linha 3 com a espessura da faixa de múltiplas camadas exageradacom finalidades de clareza.

A figura 4 é uma vista esquemática do aparelho para prepararpapel enfaixado de impressão de múltiplas camadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

De acordo com essa descrição (ver figura 1), um cigarro 20 incluiuma haste de tabaco incluindo o enchimento cortado, coberto pelo papel docigarro 22. Uma extremidade do cigarro 20 pode incluir um filtro adequado24 circundado por papel de ponta de filtro adequado 26.

O papel de cigarro 22 (ver figura 2) circunda uma coluna de ta-baco 28 feita de tabaco de enchimento cortado. A haste do tabaco 28 temum comprimento nominal medida ao longo do eixo longitudinal 29 cujo com-primento nominal é a diferença entre o comprimento geral e o comprimentodo filtro 24.

O papel de cigarro convencional é permeável, com a permeabili-dade geralmente indicada em unidades de Coresta. Uma unidade de Cores-ta mede a permeabilidade do papel em termos de taxa de fluxo volumétrico(isto é, cm3/s) por área unitária (isto é, cm2) por queda de pressão unitária(isto é, cm de água). Papéis de cigarro convencionais também têm pesosbásicos bem-conhecidos, medidos em gramas por metro quadrado, abrevia-do como g/m2. A permeabilidade e o peso básico para papéis de cigarro típi-cos geralmente usados na indústria são apresentados na tabela abaixo:

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Com a finalidade dessa descrição, regiões sem faixas de umpapel de cigarro preferido têm uma permeabilidade de pelo menos 20 unida-des de Coresta. Mais preferivelmente, o papel de cigarro tem uma permeabi-lidade de aproximadamente 33 a aproximadamente 46 Coresta e um pesobásico de aproximadamente 25 g/m2.

Para regular a propensão da ignição do cigarro e para impedir aqueima não vigiada do cigarro, o papel de cigarro 22 tem uma pluralidade defaixas 30 espaçadas axialmente ao longo da haste de tabaco 28. A permea-bilidade do papel de cigarro 22 através da área coberta pelas faixas 30 pre-ferivelmente fica na faixa de 0 a aproximadamente 15 unidades de Coresta.Tipicamente, pelo menos duas faixas 30 são dispostas ao longo da haste detabaco 28. Faixas adjacentes 30 são espaçadas uma da outra ao longo dahaste de tabaco 28 por uma distância nominal que preferivelmente excede alargura das faixas 30. Entretanto, essa distância nominal é menor do que ocomprimento nominal da haste de tabaco 28. Cada faixa 30 se estende cir-cunferencialmente ao redor da haste de tabaco 28 preferivelmente no interiordo papel de cigarro 22. Dessa maneira, a presença das faixas 30 é essenci-almente invisível de fora do cigarro.

Cada faixa 30 (ver figura 3) pode compreender uma pluralidadede camadas. Duas ou três camadas 32, 34, 36 podem ser providas. A pri-meira camada 32 repousa diretamente no interior (ou alternativamente, oexterior) do papel de cigarro 22 e tem uma espessura correspondente deprimeira camada. A segunda camada opcional 34 fica na primeira camada32 e, de preferência, se estende co-extensivamente com a primeira camadatanto na largura quanto comprimento. A segunda camada 34 tem uma es-pessura correspondente de segunda camada. A terceira camada opcional 36fica na segunda camada e, de preferência, se estende co-extensivamentecom a segunda camada tanto na largura quanto no comprimento. A terceiracamada 36 tem uma espessura de terceira camada. As espessuras das vá-rias camadas 32,34,36 são medidas perpendicularmente à superfície do pa-pel de cigarro 22.

A primeira camada 32 é aplicada no papel de cigarro 22 paravedar a superfície do papel contra a penetração de água e dessa maneiraminimizar a distorção resultante do papel de cigarro 22 por meio do enruga-mento, franzimento e ondulação. Tais distorções podem ocorrer quando asfibras de papel absorvem água, depois esticam e entortam, e não conse-guem retornar para sua posição e estado originais no rolo de papel. A es-pessura da primeira camada é selecionada tal que o solvente aquoso nãopenetra profundamente no papel 22. A espessura das camadas 32, 34, 36 éuma função direta do peso da cobertura. Dessa maneira, espessuras relati-vas das camadas correspondem com pesos de cobertura relativos e vice-versa.

De acordo com uma modalidade preferida, cada faixa 30 é im-pressa no papel de cigarro 22 pelas etapas de impressão de gravura se-qüenciais usando uma composição de formação de filme aquosa ou outrascomposições aquosas como desejado. A composição de formação do filmepreferivelmente inclui água e uma alta concentração de um composto deformação de filme. Por exemplo, o composto de formação de filme preferi-velmente compreende aproximadamente 20% a aproximadamente 50%, empeso, da composição de formação de filme. Em temperatura ambiente (a-proximadamente 23°C), a composição de formação de filme de alto conteú-do sólido tem uma viscosidade que excede aproximadamente 0,2 pascalsegundos (Pa.s) (200 centipoise (cP)) e é inadequada para a impressão degravura; entretanto, em uma temperatura na faixa de aproximadamente 40°Ca aproximadamente 90°C, a viscosidade da composição de formação do fil-me é diminuída suficientemente para uso como uma composição de impres-são de gravura. Para a impressão de gravura, o limite superior da viscosida-de adequada é aproximadamente 0,2 Pa.s (200cP). Mais preferivelmente, acomposição de formação do filme tem uma viscosidade de aproximadamen-te 0,1 Pa.s (100cP) em uma temperatura na faixa de 40°C a 90°C, de modoque a composição pode ter a temperatura diminuída no contato com o papeldepois da impressão de gravura nessa temperatura. A viscosidade da com-posição em temperatura ambiente também é importante. A alta viscosidadeem temperatura ambiente é necessária de modo que a composição de for-mação de filme forma gel na temperatura ambiente.O composto de formação de filme usado na composição de for-mação de filme pode ser selecionado do grupo consistindo em alginato, car-ragenina, goma guar, pectina, carbonato de cálcio e citratos. De preferência,o composto de formação do filme é selecionado do grupo consistindo em umamido oxidado, tal como tapioca.

De preferência, as faixas 30 são aplicadas no papel de cigarro22 usando um processo seqüencial de impressão de gravura (ver figura 4).As operações de impressão de gravura são capazes de padronização preci-sa das operações de impressão sucessivas. Dessa maneira, a impressão degravura pode ser usada para efetivamente imprimir não somente a primeiracamada 32 das faixas 30, mas também a segunda camada 34 substancial-mente co-extensiva com a primeira camada e a terceira camada 36 substan-cialmente co-extensiva com a segunda camada.

Com a primeira camada 32 vedando a superfície do papel decigarro 22, a segunda camada opcional pode ser aplicada com um peso decobertura mais pesado, isto é, espessura de cobertura. Se desejado, a se-gunda camada 34 pode ser mais grossa do que a primeira camada 32 porum fator de pelo menos aproximadamente 1,5 vez a espessura da primeiracamada, ou pelo menos um aumento de 50% no peso da cobertura. Além domais, a terceira camada opcional 36 pode ser mais grossa do que a segundacamada 34 e pode também ser mais grossa do que a primeira camada 32por um fator de pelo menos cerca de 2,5 vezes a espessura da primeira ca-mada, isto é, um aumento de pelo menos cerca de 150% no peso da cober-tura.

O processo de impressão de gravura pode ser usado imediata-mente seguinte à fabricação do papel, isto é, no fim da máquina de fabrica-ção do papel. Alternativamente, o processo de impressão de gravura podeser usado em conjunto com carretéis transportando o papel de cigarro sobreos quais as faixas devem ser impressas. Por exemplo, um carretei 40 depapel de cigarro tendo uma permeabilidade selecionada e um peso básicoselecionado é montado de modo que o papel do cigarro 22 pode ser desen-rolado do carretei 40 como um rolo de papel contínuo.O rolo de papel de cigarro 22 avança ou passa através de umaprimeira estação de impressão de gravura 42 onde a camada de base 32 decada faixa 30 é impressa no papel 22. O processo de impressão pode seraplicado no lado do feltro ou no lado do arame do papel ou ambos. A seguir,o papel de cigarro 22 passa através de uma segunda estação de impressãode gravura 44 onde a segunda camada 34 de cada faixa 30 é impressa nacamada de base correspondente 32. O papel de cigarro 22 então passa a-través de uma terceira estação de impressão de gravura 46 onde a terceiracamada 36 de cada faixa 30 é impressa na segunda camada corresponden-te 34. Camadas adicionais são aplicadas em uma maneira similar como des-crito. Finalmente, o papel de cigarro 22 com as faixas impressas é enroladoem um carretei de coleção 48. O carretei de coleção 48 é dividido então embobinas. As bobinas são usadas para enrolar as hastes de tabaco durante afabricação dos cigarros em uma maneira de outra forma convencional.

O aparelho em cada uma das três estações de impressão degravura 42, 44, 46 é essencialmente o mesmo nos seus aspectos de materi-al. Dessa maneira, será suficiente descrever uma das estações de impres-são de gravura em detalhes, sendo entendido que as outras estações deimpressão de gravura têm aspectos comuns, a menos que de outra formamencionado. Assim, aspectos da primeira estação de impressão de gravura42 usarão numerais de referência com o sufixo 'a'. Aspectos corresponden-tes da segunda estação de impressão de gravura 44 usarão o mesmo nume-rai de referência, porém usarão o sufixo 'b'. Da mesma maneira, aspectoscorrespondentes da terceira estação de impressão de gravura 46 usarão omesmo numerai de referência, porém usarão o sufixo 'c1.

Na primeira estação de impressão de gravura 42, o aparelhoinclui um cilindro de gravura ou rolete 50a geralmente montado para rotação(no sentido horário na modalidade mostrada na figura 4) ao redor de um eixohorizontal. A superfície geralmente cilíndrica do rolete 50a é moldada em umprocesso adequado para definir um negativo da primeira camada 32 das fai-xas 30. Gravação convencional, gravação química, gravação eletrônica efotogravação podem ser usadas para moldar a superfície do cilindro de gra-vura. A circunferência do rolete 50a é determinada tal que ela é um múltiplointegral da soma da distância nominal entre faixas mais a largura da faixa.Assim, para cada revolução do rolete 50a, esse número integral das primei-ras camadas das faixas é impresso no papel de cigarro.

Um cilindro de impressão 52a é montado para rotação contráriaem um eixo paralelo ao eixo do rolete 50a. Em algumas aplicações, o cilin-dro de impressão 52a inclui uma superfície resiliente não metálica. O cilindrode .impressão 52a é posicionado entre o rolete 50a e um rolete de apoio 54a,que é também montado para rotação em um eixo paralelo ao eixo do rolete50a e que gira contrário em relação ao cilindro de impressão 52a. Uma dasfunções providas pelo rolete de apoio 54a é endurecer as porções centraisdo cilindro de impressão 52a, de modo que a pressão de impressão unifor-me é atingida entre o rolete 50a e o cilindro de impressão 52a. O cilindro degravura ou rolete 50a e o cilindro de impressão 52a cooperam para definirum aperto 56a através do qual o rolo de papel 22 avança durante o processode impressão. Esse aperto 56a é dimensionado para comprimir o rolo depapel 22 quando ele se move entre o cilindro de gravura 50a e o cilindro deimpressão 52a. A pressão de aperto no rolo de papel é crítica para garantir atransferência correta da composição do cilindro para o papel.

Um reservatório 58a contém a composição de formação do filmediscutida acima para formação das faixas no papel de cigarro. O reservatório58a se comunica com uma bomba adequada 60a que é capaz de manipulara composição de formação de filme viscosa. A composição de formação defilme pode então fluir para um trocador de calor adequado 62a onde a tem-peratura da composição de formação do filme é elevada de modo que elafica na faixa de aproximadamente 40°C a aproximadamente 90°C, de modoque a viscosidade da composição de formação do filme é ajustada para umnível que é adequado para a impressão de gravura. Como discutido acima, aviscosidade para a impressão de gravura precisa ser menor do que aproxi-madamente 0,2Pa.s (200cP). De preferência, a temperatura da composiçãode formação do filme é selecionada de modo que a viscosidade é menor doque aproximadamente 0,1 Pa.s (100cP).Embora um trocador de calor separado 62a seja descrito, podeser desejável prover condicionamento térmico da composição de formaçãodo filme no próprio reservatório 58a. Por exemplo, elementos de aquecimen-to e aparelho de agitação podem ser incluídos no reservatório 58a para man-ter a temperatura elevada para a composição de formação do filme. A colo-cação do condicionamento térmico no reservatório 58a tem a vantagem detornar mais simples a seleção da bomba e as exigências de operação desdeque a bomba 60a não precisa lidar com a.composição de formação do filmena viscosidade mais alta associada com temperaturas menores porque acomposição de formação do filme já estaria aquecida e, portanto, na viscosi-dade mais baixa. Se o condicionamento térmico ocorre no reservatório 58aou em um trocador de calor separado 62a, é importante que a etapa de con-dicionamento térmico ocorra em uma temperatura selecionada para evitar aqueimadura leve da composição de formação de filme. A queimadura levepode causar descoloração da composição de formação do filme e pode afe-tar as características de formação do filme da composição. Assim, a quei-madura leve deve ser evitada enquanto a composição de formação do filmeé submetida ao condicionamento térmico.

A despeito de onde a etapa de condicionamento térmico ocorre,a composição de formação de filme aquecida é entregue para um aplicadoradequado 64a que espalha a composição de formação do filme ao longo docomprimento do cilindro de gravura 50a. Essa etapa de espalhamento podeser efetuada derramando ou pulverizando a composição de formação defilme sobre o cilindro de gravura 50a ou simplesmente pela entrega da com-posição de formação de filme líquida para um banho 66a da composição deformação de filme que junta no fundo do cilindro de gravura 50a, entre o ci-lindro de gravura 50a e um coletor 67a. O cilindro pode ser aquecido paraimpedir o resfriamento prematuro da composição.

De forma geral, o coletor 67a se estende verticalmente ao redordo rolete de gravura 50a para uma altura suficiente para coletar o banho66a, mas para uma altura bem abaixo do topo do cilindro de gravura 50a.Quando o banho 66a alcança o topo do coletor 67a, a composição de forma-ção do filme pode fluir através de um dreno 68a no fundo do aparelho devolta para dentro do reservatório 58a. Assim, a composição de formação dofilme circula através da estação de impressão e pode ser mantida na visco-sidade de impressão adequada pelo aparelho de condicionamento térmicodiscutido acima.

Quando o cilindro de gravura 50a gira no sentido horário atravésdo aplicador 64a e/ou o banho 66a, a composição de formação do filme ade-re na superfície do cilindro de gravura 50a, incluindo nas impressões provi-das nela para definir as faixas. Rotação adicional do cilindro de gravura 50apara o aperto 56a move a superfície do cilindro além de uma lâmina dosado-ra adequada 70a. A lâmina dosadora 70a se estende ao longo do compri-mento do cilindro de gravura e é posicionada de modo que ela limpa a su-perfície do cilindro de gravura 50a. Dessa maneira, essas porções do cilindrode gravura 50a que definem o espaçamento nominal entre faixas adjacentesficam essencialmente limpas da composição de formação de filme, enquantoporções gravadas do cilindro de gravura que definem as próprias faixas a-vançam para o aperto 56a cheias da composição de formação de filme.

À medida que o papel de cigarro 22 e a superfície do cilindro degravura 50a se movem através do aperto 56a, a composição de formação dofilme é transferida para a superfície do papel do cigarro 22. A rapidez ou ve-locidade linear do papel de cigarro 22 iguala a velocidade de superfície tan-gencial de ambos o cilindro de gravura 50a e o cilindro de impressão 52aquando o papel de cigarro 22 passa através do aperto 56a. Dessa maneira,o deslizamento e/ou a sujeira da composição de formação de filme no papelde cigarro 22 são evitados.

Quando as faixas são impressas no papel de cigarro 22 nas pri-meiras estações de impressão 42, a composição de formação do filme a-quecida encontra o papel de cigarro 22 em temperatura ambiente de apro-ximadamente 23°C que é consideravelmente mais fria do que a temperaturada composição de formação do filme, isto é, cerca de 40°C a cerca de 90°C.

No contato com o papel 22, a temperatura da composição de formação dofilme é diminuída para a temperatura do papel 22. Essa diminuição ocorreatravés de vários processos ou mecanismos de transferência de calor. Opapel 22 tem uma massa térmica suficientemente grande quando compara-do com a espessura e a largura da primeira camada da faixa, que o materialde formação do filme na faixa equilibra para uma temperatura perto da tem-peratura do papel rapidamente, se não imediatamente. A temperatura do arperto do papel 22 e do cilindro de gravura 50a está também bem abaixo datemperatura do material de formação do filme na superfície do cilindro degravura 50a, então o resfriamento para o ar ambiente também ocorre. Alémdisso, o movimento da superfície do cilindro de gravura 50a, bem como omovimento do papel de cigarro 22 depois da impressão, contribui para o res-friamento convectivo do material de formação do filme.

O efeito de resfriamento combinado desses mecanismos detransferência de calor faz com que o material de formação do filme forme gelna superfície do papel de cigarro 22. Essa gelação da primeira camada dafaixa tende a manter a água na composição de formação de filme de modoque a água não penetra profundamente em, e possivelmente satura, o papelde cigarro 22. Gomo um resultado, fibras do papel de cigarro 22 tipicamentenão são umedecidas pela água até uma extensão que as fibras entortam eesticam em uma maneira que leva à ondulação, enrugamento e/ou franzi-mento no papel de cigarro 22. O cilindro de impressão 52a pode ser opcio-nalmente resfriado para acelerar mais a gelatinização da composição deformação do filme no papel de cigarro. Técnicas adicionais podem ser usa-das para reduzir a absorção de água. Por exemplo, a aceleração da solidifi-cação do material de formação do filme pode ser efetuada pela mistura dealginato com um sal de cálcio, tal como cloreto de cálcio, no local ou pelaexposição à luz ultravioleta.

Quando o papel de cigarro 22 deixa a primeira estação de im-pressão 42, é permitido que a umidade na composição de formação do filmeseque. Para esse fim, disposições adequadas (não mostradas) podem serutilizadas.

O papel de cigarro com a primeira camada das faixas impressana primeira estação de impressão de gravura 42 então passa sobre um cilin-dro de ajuste 72b da segunda estação de impressão de gravura 44. O cilin-dro de gravura 50b da segunda estação de impressão tem uma superfíciemoldada que é projetada para imprimir a segunda camada das faixas. A pro-fundidade do molde na superfície do cilindro de gravura 50b é selecionadapara ser aproximadamente 1,5 vez a profundidade do molde no primeiro ci-lindro de gravura 50a. De preferência, a segunda camada das faixas seráco-extensiva na largura (na direção de movimento do papel) e co-extensivano comprimento (na direção transversal ao movimento do papel) com a pri-meira camada da faixa. O cilindro da gravura 50b da segunda estação deimpressão 44 deve ficar, portanto, alinhado com o cilindro da gravura 50a daprimeira estação de impressão 42. Embora várias técnicas para garantir es-se alinhamento sejam conhecidas para aqueles versados na técnica, o cilin-dro de ajuste 72b pode ser usado para garantir o alinhamento correto. Maisparticularmente, o comprimento do papel de cigarro 22 entre o aperto 56a daprimeira estação de impressão 42 e o aperto 56b da segunda estação deimpressão 44 depende da posição vertical do cilindro de ajuste 72b. Peloajuste da posição do cilindro 72b, o alinhamento apropriado entre a primeirae a segunda estações de impressão 42,44 pode ser atingido e, se necessá-rio, ajustado.

Quando o papel de cigarro 22 se move da segunda estação deimpressão 44 para a terceira estação de impressão 46, a composição deformação de filme aplicada na segunda estação de impressão 44 tem temposuficiente para secar. Depois de passar sobre o rolete de ajuste 72c da ter-ceira estação de impressão 46, o papel do cigarro 22 entra no aperto 56c daterceira estação de impressão 46 onde a terceira camada das faixas é apli-cada.

O cilindro da gravura 50c da terceira estação de impressão 46tem uma superfície moldada que é projetada para imprimir a terceira camadadas faixas. A profundidade do molde na superfície do cilindro da gravura 50cé selecionada para ser aproximadamente 2,5 vezes a profundidade do mol-de no primeiro cilindro de gravura 50a. De preferência, a segunda camadadas faixas será co-extensiva na largura (na direção de movimento do papel)e co-extensíva na largura (na direção transversal ao movimento do papel)com ambas a primeira camada e a segunda camada da faixa. O cilindro degravura 50c da terceira estação de impressão 44 deve ficar, portanto, ali-nhado com o cilindro de gravura 50b da segunda estação de impressão 44.

Como descrito acima, o cilindro de ajuste 72c pode prover essa função dealinhamento.

Depois de deixar a terceira estação de impressão 46, a terceiracamada da faixa pode-secar antes de encontrar o rolete intermediário 74.Estações de impressão adicionais (não mostradas) podem ser usadas, comodesejado. O papel de cigarro 22 com as faixas de múltiplas camadas é entãocoletado na bobina de coleta 48.

As faixas 30 são aplicadas com um pequeno peso de cobertura.Por exemplo, o peso total da cobertura pode ficar na faixa de aproximada-mente 0,5 g/m2 a aproximadamente 15 g/m2 para as múltiplas camadas dasfaixas 30. De preferência, o peso da cobertura pode ser aproximadamente 2g/m2. Com esses pesos de cobertura, a espessura das faixas de múltiplascamadas 30 (figura 3) preferivelmente é menor do que aproximadamente20% da espessura do papel de cigarro, e pode ser menor do que 5% da es-pessura do papel de cigarro. A espessura da primeira camada 32 da faixa 30aplicada na primeira estação de impressão de gravura, preferivelmente émenor do que 4% da espessura do papel do cigarro e pode ser menor doque 1% da espessura do papel do cigarro. Assim, é observado que a espes-sura da primeira camada é pequena em relação à espessura do papel decigarro subjacente.

Pelo aquecimento da composição de formação de filme, a gela-tinização do composto de formação de filme com o resfriamento é melhora-da. Dessa maneira, quando a composição de formação do filme tem a tem-peratura diminuída na superfície do papel de cigarro 22, um gel se forma. Aformação do gel prende um pouco da água da composição e impede queessa água entre nas fibras do papel de cigarro. Esse efeito também reduz apossibilidade que a impressão da composição de formação de filme aquosaleve a ondulação ou outras imperfeições no papel de cigarro enfaixado resul-tante.

Embora o processo para a fabricação do papel de cigarro enfai-xado de acordo com essa revelação seja evidente para aqueles versados natécnica a partir da descrição precedente, o processo, contudo, será resumidoabaixo.

O papel de cigarro montado em um carretei 40 (ver figura 4) a-vança como um rolo de papel 22 para uma primeira estação de impressão42. Nessa primeira estação de impressão 42, o aparelho de impressão degravura imprime uma primeira camada da composição de formação de filmeno papel de cigarro 22. Essa etapa de impressão inclui aquecer a composi-ção de formação de filme para a temperatura onde a viscosidade da compo-sição de formação do filme cai abaixo do limiar para impressão de gravuraenquanto evitando temperaturas que poderiam queimar levemente o materialde formação do filme. A etapa de aquecimento reduz a viscosidade do mate-rial de formação do filme abaixo de aproximadamente 0,2Pa.s (200cP) emais preferivelmente para aproximadamente 0,1 Pa.s (100cP) ou menos.

A composição de formação do filme aquecida é aplicada na su-perfície moldada de um cilindro de gravura rotativo 50a. A aplicação dacomposição na superfície moldada pode ser realizada derramando ou pulve-rizando a composição na superfície moldada ou movendo a superfície mol-dada através de um banho de composição aquecida. A despeito da técnicade aplicação usada, composição excessiva é limpa da superfície moldada docilindro de gravura 50a com uma lâmina dosadora.

A seguir, a superfície rotativa do rolete de gravura 50a toca opapel de cigarro em avanço quando ele se move através do aperto 56a. Lá,a composição de formação do filme se transfere da superfície moldada docilindro de gravura 50a para o papel de cigarro 22 e é resfriada pelo contatocom a superfície do papel de cigarro. A gelatinização da composição de for-mação do filme na superfície do papel do cigarro 22 mantém pelo menosuma porção da água livre na composição de formação do filme, de modoque o conteúdo de água da composição não interrompe a planura do papeldo cigarro e causa franzimento, ondulação e/ou enrugamento.A primeira camada 32 das faixas 30 então seca à medida que opapel de cigarro 22 continua a avançar através das operações de impressão.Quando a primeira camada 32 tiver secado, ela entra em uma segunda es-tação de impressão de gravura 44 onde uma segunda camada das faixas 34é aplicada. A impressão de gravura na segunda estação 44 e a composiçãode formação do filme usada são processadas da mesma maneira como des-crito acima em conjunto com a primeira estação de impressão 42. Entretan-to, a superfície moldada do segundo cilindro de gravura 50b é preparada demodo que a espessura das faixas que ela aplica excede a espessura da pri-meira camada. A segunda camada de cada faixa é impressa sobre a primei-ra camada de modo a ser co-extensiva com a primeira camada, tanto na lar-gura quanto no comprimento.

Depois que a segunda camada das faixas seca, o papel de ci-garro avança para a terceira estação de impressão de gravura 46 onde umaterceira camada pode ser impressa sobre a segunda camada na maneira hápouco descrita. Na terceira estação 46, a superfície moldada do cilindro degravura é preparada de modo que a espessura das faixas que ela aplica ex-cede a espessura da segunda camada.

Quando todas as camadas desejadas tiverem sido impressas nopapel de cigarro 22, o papel é enrolado em um carretei de coleção 48 parauso subseqüente na fabricação dos cigarros.

Os termos e frases usados aqui não devem ser interpretadoscom precisão matemática ou geométrica, preferivelmente a terminologia ge-ométrica é para ser interpretada como significando aproximadamente ou si-milar aos termos e conceitos geométricos. Onde o termo 'aproximadamente'é usado em relação a um número, é planejado que tal número tenha umatolerância de mais ou menos 5%. Similarmente, tais termos como 'geralmen-te' e 'substancialmente' são planejados para abranger ambos os significadosprecisos dos termos associados e conceitos bem como para prover latituderazoável que seja consistente com a forma, função e/ou significado.

Será agora evidente para aqueles versados na técnica que esserelatório descritivo descreve um novo, útil e não óbvio papel enfaixado deimpressão de múltiplas passagens progressivo. Também será evidente paraaqueles versados na técnica que numerosas modificações, variações, subs-titutos e equivalentes existem para vários aspectos da invenção do que fo-ram descritos na descrição detalhada acima. Dessa maneira, é expressa-mente planejado que todas tais modificações, variações, substituições e e-quivalentes que se situam dentro do espírito e escopo da invenção, comodefinido pelas reivindicações anexas, sejam abrangidos por ela.

Claims (10)

1. Cigarro caracterizado pelo fato de compreender:uma haste de tabaco tendo um eixo longitudinal,um invólucro de papel circundando a haste de tabaco, tendouma porosidade de pelo menos 20 unidades de Coresta, tendo uma plurali-dade de faixas espaçadas ao longo da haste de tabaco, cada faixa tendopelo menos uma camada impressa com uma composição de formação defilme gelatinizada que forma gel quando resfriada para a temperatura ambi-ente, onde a porosidade do papel através da faixa situa-se na faixa de 0 aaproximadamente 15 unidades de Coresta.

2. Papel de invólucro de cigarro, caracterizado pelo fato de com-preender:um rolo de papel tendo uma porosidade que excede aproxima-damente 20 unidades de Coresta;uma pluralidade de faixas no rolo, as faixas sendo geralmenteparalelas e espaçadas entre si por uma distância nominal que excede a lar-gura das faixas, porém menor do que o comprimento nominal de uma hastede tabaco de cigarro, cada faixa incluindo uma composição de formação defilme gelatinizada que forma gel quando resfriada para a temperatura ambi-ente e que compreende pelo menos duas camadas, e a porosidade atravésda faixa e papel subjacente estando na faixa de 0 a 15 unidades de Coresta.

3. Papel de invólucro de cigarro, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as camadas de cada faixa compreendemum composto de formação de filme solúvel em água.

4. Papel de invólucro de cigarro, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que as camadas de cada faixa têm umpeso de cobertura composta na faixa de 0,5 g/m2 a 15 g/m2.

5. Papel de invólucro de cigarro, de acordo com qualquer umadas reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que uma primeira cama-da toca o papel e uma segunda camada fica na primeira camada.

6. Papel de invólucro de cigarro, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que uma terceira camada fica na segunda ca-mada.

7. Invólucro de cigarro, caracterizado pelo fato de compreender:um rolo de base euma pluralidade de faixas dispostas em localizações espaçadasao longo do dito rolo de base, as ditas faixas incluindo pelo menos uma apli-cação de um agente de formação de filme gelado que está em uma condiçãode ter sido impresso sobre as ditas localizações espaçadas enquanto em umestado aquecido fluido, o dito agente tendo gelado com o contato com o rolode base.

8. Artigo de fumo compreendendo uma haste de tabaco e opcio-nalmente um filtro, caracterizado pelo fato de que a dita haste de tabaco in-clui o invólucro de cigarro como definido na reivindicação 7.

9.Composição de impressão para papel de cigarro, caracteriza-da pelo fato de que compreende:água e aproximadamente 20% a aproximadamente 50% em pe-so de um composto de formação de filme, onde a composição de impressãotem uma viscosidade menor do que aproximadamente 0,1Pa.s (100cP) emuma temperatura na faixa de 40°C a 90°C e uma viscosidade que excedeaproximadamente 0,2Pa.s (200cP) em uma temperatura de aproximadamen-te 23°C.

10. Método de fabricação de papel de cigarro enfaixado caracte-rizado por compreender as etapas de:avançar o papel de cigarro para uma primeira estação de im-pressão;imprimir uma primeira camada de uma composição de formaçãode filme compreendendo uma solução aquosa viscosa de 20 a 50% em pesode um composto de formação de filme, incluindo:aquecer a composição de formação do filme;aplicar a composição de formação do filme aquecida em um ci-Iindro de gravura moldado;contatar o papel de cigarro em avanço com o cilindro de gravuramoldado; egelar a composição de formação do filme pelo contato com asuperfície do papel de cigarro, de modo que a composição de formação dofilme não interrompe a planura do papel de cigarro eimprimir pelo menos uma segunda camada da composição deformação do filme sobre a primeira camada.