MX2013006665A

MX2013006665A - Proceso para preparar solucion de impresion y para hacer envolturas con patrones para cigarrillos.

Info

Publication number: MX2013006665A
Application number: MX2013006665A
Authority: MX
Inventors: Timothy S Sherwood; Marc W Rose; Robert N Smith
Original assignee: Altria Client Services Inc
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-11-06
Also published as: EP2651255A4; US20120285477A1; WO2012082757A2; CN103403108A; EP3287016B1; RU2013132160A; BR112013014848A2; WO2012082757A3; CA2821282C; JP2014507122A; KR20140018213A; PL3287016T3; RU2592017C2; CN105238128A; CA2821282A1; EP2651255A2; EP2651255B1; JP5942206B2; EP3287016A1; US9302522B2

Abstract

Un proceso para hacer envolturas con patrones para cigarrillos incluye los pasos de: preparar una solución de impresión incluyendo los pasos de: mezclar por lo menos agua y un almidón para formar una mezcla de almidón, calentar la mezcla de almidón a una temperatura de por lo menos alrededor de 180°F (82.22°C) de preferencia por al menos alrededor de 30 minutos para liberar amilopectina y amilosa, añadir propileno glicol a la mezcla de almidón, y mezclar la mezcla de almidón y propileno glicol para formar una solución de impresión, en donde la solución de impresión se mantiene y se aplica a temperatura elevada (120°F a 150°F (48.89 a 65.56°C)). El proceso también incluye proporcionar una trama base de envoltura y aplicar la solución de impresión a la envoltura en un patrón predeterminado.

Description

PROCESO PARA PREPARAR SOLUCIÓN DE IMPRESIÓN Y PARA HACER ENVOLTURAS CON PATRONES PARA CIGARRILLOS Campo de la Divulgación Esta divulgación se refiere de manera general a un proceso para hacer envolturas con patrones para cigarrillos incluyendo una solución de impresión. De manera más particular, la divulgación concierne a un proceso para hacer envoltura con patrones para cigarrillos con una solución de impresión de almidón oxidada especialmente formulada.

Compendio de Aspectos Seleccionados de la Invención En una forma de realización preferida, un proceso para hacer envoltura con patrones para cigarrillos incluye los pasos de: preparar una solución de impresión, proporcionar una trama base de envoltura, y aplicar la solución de impresión a la envoltura en un patrón predeterminado. De preferencia, el paso de preparar una solución de impresión incluye: mezclar por lo menos agua y un almidón oxidado para formar una mezcla de almidón oxidado acuosa a una temperatura de más de alrededor de 70 °F (21.11°C), calentar la mezcla de almidón oxidado acuosa a un rango de temperaturas de por lo menos alrededor de 180 °F (82.22°C) a alrededor de 200°F (93.33°C), más preferentemente alrededor de 195 °F (90.56°C), manteniendo una temperatura de la mezcla de almidón oxidado acuosa por al menos alrededor de 30 minutos, más preferentemente por lo menos alrededor de 45 minutos, para romper los gránulos de almidón y liberar la amilosa y/o amilopectina, añadir propileno glicol a la solución acuosa de almidón oxidado, y mezclar la solución acuosa de almidón oxidado y propileno glicol para formar una solución de impresión. De preferencia, la temperatura de la solución de impresión se mantiene por al menos alrededor de 30 minutos mientras se mezcla.

Opcionalmente, el proceso puede incluir añadir carbonato de calcio a la solución de impresión. De preferencia, el carbonato de calcio se añade a la solución de impresión después de los pasos de calentar y mezclar y antes del paso de imprimir .

En la forma de realización preferida, el paso de preparar además incluye enfriar la solución de impresión a una temperatura variando de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 150°F (65.56°C), más preferentemente alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 140°F (60°C), y mantener este rango hasta que se use al momento de imprimir. De preferencia, el proceso también incluye agitar la solución de impresión durante los pasos de calentar y mantener.

También en la forma de realización preferida, la solución de impresión se aplica a la envoltura a una temperatura variando de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 150°F (65.56°C), más preferentemente alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 140°F (60°C) .

En la forma de realización preferida, la solución de impresión tiene una viscosidad variando de alrededor de 40 centiPoise (cP) a alrededor de 80 cP según se mide por un viscosimetro Brookfield RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rotaciones por minuto (rpm) cuando se mide a 120°F (48.89°C). Más preferentemente, la viscosidad de la solución de impresión puede ajustarse por una adición de agua caliente y/o calor a un nivel de viscosidad en la prensa de alrededor de 18.0 +/- 1.5 segundos según se mide por una taza Zahn #2 a una temperatura de alrededor de 120°F (48.89°C) . También en la forma de realización preferida, la solución de impresión tiene un pH en el rango de alrededor de 4 a alrededor de 8. Más preferentemente, la solución de impresión tiene un pH de alrededor de 7 a alrededor de 8 después de la adición de carbonato de calcio.

También en la forma de realización preferida, la solución de impresión se aplica a la trama base en bandas transversales a la dirección de máquina o dirección longitudinal, es decir, la trama base tiene una dirección transversal. El patrón predeterminado puede incluir bandas generalmente paralelas extendiéndose generalmente de manera transversal sobre la trama base. De preferencia, la trama base tiene una dirección longitudinal. El patrón predeterminado puede incluir una tira extendiéndose longitudinalmente. También de preferencia, la trama base tiene una dirección transversal y una dirección longitudinal. El patrón predeterminado puede también incluir una pluralidad de regiones separadas de manera transversal y separadas de manera longitudinal sobre la trama base.

También en la forma de realización preferida, el proceso de impresión se selecciona a partir del grupo que comprende impresión de rotograbado, flexografia, impresión offset, impresión por chorro de tinta, rocío, e impresión con troquel. De preferencia, el proceso de impresión es impresión de rotograbado .

También en la forma de realización preferida, la solución de impresión se aplica en una sola capa a la trama base.

En otra forma de realización, el articulo para fumar incluye una barra de tabaco y una envoltura. De preferencia, la envoltura se construye de acuerdo con un proceso como se describe en la presente.

Breve Descripción de los Dibujos Muchos objetos y ventajas de esta divulgación serán aparentes a los técnicos en la materia cuando esta descripción escrita se lee en conjunto con los dibujos acompañantes en donde números de referencia similares se aplican a elementos similares y en donde : la figura 1 ilustra pasos de proceso para hacer una solución de impresión; la figura 2 es una vista esquemática de un sistema de impresión de rotograbado en donde un patrón predeterminado de solución de almidón preparada de acuerdo con el proceso de la figura 1 se aplica a la trama base 10; la figura 3 es una vista esquemática de una envoltura teniendo bandas de impresión transversales; la figura 4 es una vista esquemática de una envoltura teniendo banda impresa longitudinalmente; la figura 5 es una vista esquemática de una envoltura teniendo una pluralidad de regiones impresas extendiéndose transversalmente y separadas longitudinalmente; la figura 6 es una ilustración de un arreglo con bandas de hendidura; la figura 7 es una vista en perspectiva de un articulo para fumar teniendo una barra de tabaco construida con la envoltura divulgada en la presente; la figura 8 es un esquema de una disposición operativa actualmente preferida de instalaciones para ejecutar el proceso de la figura 1; y la figura 9 es una vista esquemática de una envoltura teniendo una región con bandas almenadas.

Descripción Detallada En una forma de realización preferida, un proceso para hacer un papel para envoltura con patrones para cigarrillos incluye preparar una solución de impresión, proporcionar una trama base de envoltura, y aplicar la solución de impresión a la envoltura en un patrón predeterminado. La envoltura para cigarrillos resultante proporciona características de propensión a ignición reducidas para artículos para fumar diseñados usando la envoltura para cigarrillos. Características de propensión a ignición reducidas reflejan una capacidad reducida de un artículo para fumar no atendido para que ocasione que un sustrato se encienda cuando el artículo para fumar ardiente se deja de manera inadvertida sobre el sustrato.

En la forma de realización preferida, patrón predeterminado puede incluir por lo menos una banda o región impresa, tal como una banda transversal. De preferencia, el patrón predeterminado puede aplicarse usando una técnica de impresión, tal como, por ejemplo, impresión por rotograbado, flexografía, impresión offset, impresión por chorro de tinta, rocío, impresión con troquel, o similares. Lo más preferible, la técnica de impresión usada puede ser impresión por rotograbado. De preferencia, el patrón predeterminado se aplica en un solo paso. Al practicar las formas de realización preferidas, impresión por rotograbado de una solución de almidón sobre una base de un solo paso se hace posible, por ejemplo, a velocidades de impresión comercialmente aceptables.

Para mejorar las características de propensión a ignición de un artículo para fumar diseñado a partir de la envoltura, el patrón se aplica de preferencia por un proceso como se describe en la presente. Características de impresión preferidas y características de formación de películas del material añadido pueden lograrse usando una solución acuosa de almidón oxidado teniendo una viscosidad variando de alrededor de 40 centiPoises (cP) a alrededor de 80 cP según se mide usando un viscosimetro Brookfield RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rotaciones por minuto (rpm) según se mide a 120°F (48.89°C), más preferentemente en el rango de alrededor de 40 cP a alrededor de 60 cP. En la imprenta o al momento de impresión, la viscosidad se ajusta por una adición de agua caliente y/o calor para lograr una solución de impresión final preferida teniendo una viscosidad de alrededor de 16.5 a 19.5 segundos, según se mide por una taza Zahn #2 a 120°F (48.89°C), más preferentemente alrededor de 17 segundos a alrededor de 19 segundos. Almidón empleado para la solución de impresión de preferencia puede ser inicialmente mezclado con agua para formar una mezcla de almidón acuosa teniendo un contenido de sólidos de alrededor de 29% a alrededor de 34% (por peso) , más preferentemente alrededor de 30% a alrededor de 33% (por peso) . Aunque varios almidones pueden ser usados, para propósitos de esta invención se prefiere, sin limitación, usar un almidón oxidado. Almidones oxidados preferidos incluyen un almidón de tapioca oxidado, tal como FloMax 8 disponible de National Starch, LLC. El tipo (v.gr., tapioca) y tratamiento (v.gr., oxidación) proporciona componentes de almidón (v.gr., amilosa y amilopectina) que están en el rango de pesos moleculares preferidos.

De preferencia, la solución de impresión también incluye 1, 2-propileno glicol, en cantidades suficientes para abatir la tendencia de la trama base a arrugarse en el curso de aplicar y secar una solución de almidón acuosa durante la impresión (el efecto "anti-arrugas" de propileno glicol) . Es actualmente entendido que este efecto se logra a niveles de inclusión que resultan en habiendo, en la envoltura final, una presencia de propileno glicol en las bandas en un nivel por peso base de alrededor de 0.3 a 0.5 gramos por metro cuadrado o más. Enseñanzas adicionales respecto de niveles de inclusión de propileno glicol y otros agentes "anti-arrugas" se señalan en la solicitud de patente US 61/064,439 "Patterned Wrapper with an Anti- rinking Agent", solicitada el 8 de marzo de 2009, cedida al mismo cesionario de la presente solicitud, el contenido de la cual se incorpora en la presente por esta referencia a la misma. Una solución actualmente preferida puede comprender propileno glicol en una cantidad variando de alrededor de 7% a alrededor de 10% por peso con base en el peso de solución total, almidón en una cantidad de alrededor de 21% por peso con base en el peso de solución total, y carbonato de calcio en una cantidad de alrededor de 11% por peso con base en el peso de solución total.

Se ha descubierto adicionalmente que a niveles de inclusión preferidos, y ante adición de propileno glicol en o cerca de la conclusión de cocción de la solución acuosa de almidón oxidado, el propileno glicol tiene efectos benéficos adicionales. Ante su inclusión en una solución de almidón acuosa cocida, abate la tendencia de los componentes de almidón a retrogradarse o gelarse, tal que actúe como un agente de estabilización. También proporciona efectos anti-microbianos en la solución de impresión resultante. Ambos de estos efectos mejoran la vida en anaqueles de la solución de impresión. La vida en anaqueles mejorada de la solución de impresión hace posible preparar la solución de manera remota de donde operaciones de impresión ocurren y embarcar la solución. Como será adicionalmen-te explicado en las enseñanzas que siguen, la vida en anaqueles operativa de la solución de impresión se mejora adicionalmente mediante mantener la solución de impresión en el rango de 120 a 150°F (48.89 a 65.56°C), más preferentemente de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 140°F (60°C), durante tránsito y/o en el momento de impresión. Más aun, inclusión de propileno glicol en el proceso como se enseña en la presente también tiene el efecto de reducir la viscosidad de solución de impresión a niveles, los cuales además promueven su capacidad de impresión.

En una forma de realización alternativa, otros agentes anti-arrugas pueden usarse además de, o en lugar del propileno glicol. Agentes anti-arrugas adecuados incluyen polioles, incluyendo sin limitación, glicerina, glicerol, polietileno glicol, glucosa, sacarosa, isomalta, maltilol, sorbitol, xilitol, y otros agentes exhibiendo funcionalidades comparables.

De preferencia, un material de relleno convencional, tal como carbonato de calcio, puede incluirse en la solución de impresión, según se desee, para aclarar al material de impresión para hacerlo menos visible sobre la envoltura y para mejorar desempeño de auto-extinción del articulo para fumar terminado. De preferencia, si se incluye, el carbonato de calcio se añade a la solución de impresión justo antes de imprimir. El carbonato de calcio también puede ayudar a abatir arrugas de la envoltura mediante reducir el contenido de agua en la solución aplicada. De preferencia, la solución de impresión tiene un pH en el rango de alrededor de 4 a alrededor de 8, más preferentemente alrededor de 7 a alrededor de 8 después de que carbonato de calcio ha sido añadido a la misma.

De manera general, un patrón predeterminado de solución de impresión puede aplicarse a una trama base de una envoltura para obtener características de Propensión a Ignición ("IP") mejoradas y también para obtener características mejoradas de Auto-Extinción ("SE") . Propensión a Ignición es una prueba estándar conducida como se señala en AST E 2187-04, "Standard Test Method for Measuring the Ignition Strength of Smoking Articles" (Método de Prueba Estándar para Medir la Resistencia a Ignición de Artículos para Fumar) , la cual se incorpora en la presente en su totalidad por esta referencia a la misma.

Propensión a ignición mide la probabilidad de que un artículo para fumar, cuando se coloca sobre un sustrato, generará suficiente calor para mantener quema estática de la barra de tabaco. Valores bajos para IP son deseables pues tales valores se correlacionan con una probabilidad reducida de que un artículo para fumar ardiente ocasionará ignición en un sustrato subyacente.

Auto-Extinción o SE presentes es una referencia a características ardientes de un artículo para fumar bajo condiciones de quema libre. Para evaluar SE, una prueba de laboratorio se conduce a una temperatura de 23°C ± 3°C y humedad relativa de 55% ± 5%, ambas de las cuales deberán monitorizarse por un higrotermógrafo de registro. Campanas de escape remueven productos de combustión formadas durante la prueba. Previo a probar, artículos para fumar a ser probados se acondicionan a 55% ± 5% de humedad relativa y 23°C ± 3°C por 24 horas. Justo previo a probar, los artículos para fumar se colocan en matraces de vidrio para asegurar acceso de aire libre.

Pruebas de SE toman lugar dentro de un alojamiento o caja de prueba. Una máquina de fumar de una sola compuerta o un encendedor eléctrico se usa para quemar los artículos para fumar para la prueba. Durante la prueba, un aparato o "soporte de ángulo" sostiene a los artículos para fumar a ser probados mediante mantener un extremo en los ángulos de 0° (horizontal) , 45°, y/o 90° (vertical) . De preferencia, veinte (20) artículos para fumar son probados en cada una de las posiciones de 0o, 45°, y 90°. Si más de un aparato se usa, los aparatos de preferencia se posicionan tal que los artículos para fumar den la espalda entre sí para evitar interferencia cruzada. Si un artículo para fumar se apaga antes de que la línea frontal del carbón ardiente alcance al papel de punta, el resultado se califica como "auto-extinción"; por otro lado, si el articulo para fumar continúa ardiendo hasta que la linea frontal del carbón ardiente alcanza al papel de punta, entonces el resultado se califica como "no extinción". Por ende, por ejemplo, un valor de SE de 95% indica que 95% de los artículos para fumar probados exhibieron auto-extinción bajo condiciones de quema libre; mientras que un valor de SE de 20% indica que solamente 20% de los artículos para fumar probados exhibieron auto-extinción bajo tales condiciones de quema libre.

El valor SE puede ser referido en términos de "valor de Auto-Extinción a 0o", "valor de Auto-Extinción a 45o", o "valor de Auto-Extinción a 90o", cada uno de los cuales se refiere al valor de SE en el ángulo de prueba específico. Además, el valor SE puede ser referido en términos de "valor Promedio de Auto-Extinción", el cual se refiere a un promedio de las tres posiciones angulares: concretamente, un promedio de (i) el "valor de Auto-Extinción a 0o", (ii) el "valor de Auto-Extinción a 45o", y (iii) el "valor de Auto-Extinción a 90o". Una referencia al "valor de Auto-Extinción" o "valor SE" no distingue entre valores SE a 0o, SE a 45°, SE a 90°, o SE promedio y puede referirse a cualquiera de ellos.

Más aun, el patrón predeterminado de la solución de impresión típicamente se aplica a una trama base teniendo una permeabilidad en el rango de alrededor de 10 a alrededo de 80 unidades CORESTA. De preferencia, la solución de impresión forma una película sobre la trama base, cuando se seca, que es efectiva para localmente reducir valores de capacidad de difusión en el rango de 0 a alrededor de 0 . 25 centímetros por segundo (cm/s) según se mide por un Probador de Capacidad de Difusión de C02 Sodim (disponible de Sodim SAS de Francia) . Para medir la capacidad de difusión de una pieza de papel usando un Probador de Capacidad de Difusión, el papel se coloca dentro de una cabeza de sujeción tal que el papel separe dos cámaras arregladas de manera vertical. La cámara superior contiene un gas vehículo, tal como nitrógeno, mientras que la cámara inferior contiene un gas marcador, tal como dióxido de carbono. Como no hay diferencia de presiones entre las dos cámaras, cualquier migración de gases es debida a diferencias en concentraciones de los gases, y no hay efecto de permeabilidad, el cual ocurre cuando una diferencia de presión se mantiene entre dos superficies del papel. Después de un periodo de tiempo predeterminado (v.gr., por alrededor de 25 segundos) , la concentración de dióxido de carbono dentro de la corriente de nitrógeno de la cámara superior se mide en un analizador. Un computador entonces convierte la concentración a capacidad de difusión.

Varios balances o compensaciones necesitan hacerse en selección de parámetros de almidón para uso en aplicar películas a envoltura. Por ejemplo, aunque almidón de peso molecular alto puede dar lugar a reducción de capacidad de difusión efectiva, tales almidones de alto peso molecular son de menor solubilidad, y consecuentemente, deben usarse en concentraciones más bajas, resultando en una solución de impresión y con contenido de agua muy alto, lo cual eleva requerimientos de secado y exacerba el arrugado de la trama base.

En la forma de realización preferida, como se muestra en la figura 1, la solución de impresión se prepara mediante añadir agua 100 y añadir almidón oxidado 105 a un contenedor en un proceso por lotes. La forma de realización preferida propor-ciona un proceso por lotes. En el proceso por lotes, el agua y un almidón oxidado se mezclan (paso 110) a alrededor de 75°F (23.89°C) a bajas velocidades de alrededor de 15 rotaciones por minuto (rpm) para dispersar los gránulos de almidón en agua y formar una mezcla de almidón oxidado acuosa teniendo un pH en el rango de alrededor de 4 a alrededor de 5.5. En la forma de realización preferida, el agua puede calentarse a alrededor de 75°F (23.89°C) o más antes de añadir (paso 105) al almidón oxidado a la misma. Ante mezclar (paso 110) , la mezcla de almidón oxidado entonces se calienta (paso 120) a una temperatura en el rango de por lo menos alrededor de 180°F (82.22°C) a por lo menos alrededor de 200°F (93.33°C), más preferentemente alrededor de 195°F (90.56°C) . De preferencia, la temperatura se eleva sobre un intervalo de tiempo preferido de alrededor de 60 a alrededor de 90 minutos, de preferencia con agitación tal que asegure uniformidad. También de preferencia, la temperatura de la mezcla de almidón oxidado calentada entonces se "cuece" mediante mantener (paso 130) la solución a la temperatura seleccionada anteriormente mencionada en el rango de alrededor de 180 °F (82.22°C) a alrededor de 200°F (93.33°C), de preferencia a alrededor de 195°F (90.56°C) mientras se mezcla por al menos alrededor de 30 minutos, más preferentemente al menos alrededor de 45 minutos. Durante los pasos de calentar y mantener, se cree que los gránulos de almidón (detectables bajo un microscopio) absorben agua, se hinchan, se rompen, y liberan amilosa y/o amilopectina hacia la solución.

Después del calentamiento (paso 120) y el mantenimiento (paso 130) la temperatura de la solución acuosa de almidón oxidado, el proceso de preferencia también incluye añadir (paso 150) propileno glicol a la solución acuosa de almidón oxidado y mezclar (paso 160) mientras que mantiene la temperatura sustan-cialmente constante ya sea a la temperatura seleccionada, anteriormente mencionada, o más preferentemente, en o alrededor de 180°F (82.22°C). Si, cuando se añade propileno glicol, está a temperatura ambiente, la temperatura de la solución puede caer de la. anteriormente mencionada 195°F (90.56°C) a una temperatura de alrededor de 180°F (82.22°C). Una vez que el propileno glicol se añade (paso 150) , la solución acuosa de almidón oxidado se mezcla por al menos alrededor de 30 minutos para dispersar por completo al propileno glicol a través de la solución acuosa de almidón oxidado.

De preferencia, la solución acuosa de almidón oxidado se mezcla continuamente durante el calentamiento (paso 120) , el mantenimiento (paso 130) , y después de la adición (paso 150) . De preferencia, el propileno glicol se mantiene a temperatura ambiente o mayor antes de su adición a la solución acuosa de almidón oxidado. Más aun, el propileno glicol de preferencia se añade tan rápidamente como sea posible a la solución acuosa de almidón oxidado. En un proceso por lotes, por ejemplo, la mezcla acuosa de almidón oxidado puede mezclarse usando mezclado de bajo esfuerzo de corte, baja velocidad, de alrededor de 15 rpm en un tanque de 1,000 galones (3,785 litros) durante el calentamiento (paso 120), durante el mantenimiento (paso 130), y después de la adición de propileno glicol a la solución acuosa de almidón oxidado (paso 150) . De preferencia, el mezclado (paso 160) se conduce mientras la solución está a una temperatura elevada, de preferencia a alrededor de 180°F (82.22°C) o superior.

En una forma de realización alternativa, el calentamiento (paso 120) puede lograrse por el uso de un cocedor de chorro, el cual produce almidón cocido sobre una base sustancial-mente continua "sobre demanda", donde liquido calentado a por lo menos alrededor de 180°C se lanza a chorro contra una superficie de impacto para romper las estructuras granulares del almidón en el liquido.

No deseando limitarse por teoría, se cree que mediante mantener la temperatura de la mezcla acuosa de almidón oxidado en o por encima de alrededor de 195°F (90.56°C), se ocasiona que los gránulos de almidón se hinchen, rompan, y liberen amilosa y/o amilopectina a partir de los mismos. Mediante añadir propileno glicol posteriormente, se cree que el propileno glicol sustan-cialmente abate recombinación de los mismos tal que la capacidad de formación de película de la solución de impresión de almidón se conserve por un periodo de tiempo extendido. Más aun, el propileno glicol permanece en solución con el almidón para proporcionar una mezcla sustancialmente homogénea teniendo una baja viscosidad de menos de alrededor de 100 cP, más preferentemente menos de alrededor de 60 cP, más preferentemente alrededor de 40 cP a alrededor de 60 cP cuando se mide usando un viscosíme-tro Brookfield RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rpm a 120°F (48.89°C) .

Más aun, se cree que la adición de propileno glicol a la solución acuosa de almidón oxidado proporciona estabilidad y efectos anti-microbianos, y por lo tanto, vida en anaqueles mejorada a la solución de impresión. Estos efectos son evidenciados por el pH de solución, el cual no cambia (es decir, es sustancialmente constante) por varios días después de que la solución de impresión ha sido preparada.

Después de adición de propileno glicol (paso 160) y el mezclado (paso 110) , la solución de impresión puede enfriarse (paso 140) a una temperatura variando de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 140°F (60°C). De preferencia, la solución de impresión se mantiene a una temperatura en alrededor de o mayor que alrededor de 120°F (48.89°C) para evitar aglomeración e incremento a la viscosidad. Se ha encontrado que conforme la temperatura de la solución cae por debajo de alrededor de 120°F (48.89°C), retrogradación se acelera resultando en gelación no deseada de la solución. Una vez que el efecto de gelación comienza, la condición retrogradada de la solución es irreversible.

A una temperatura de alrededor de 120°F (48.89°C), la solución de impresión previo a inicio de operaciones de impresión de preferencia tiene una viscosidad de alrededor de 40 cP a alrededor de 60 cP según se mide usando un viscosimetro Brook-field RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rpm a 120°F (48.89°C). También de preferencia, a una temperatura de alrededor de 120°F (48.89°C) la solución de impresión tiene un pH de alrededor de 4 a alrededor de 5. En la imprenta, justo previo a inicio de operaciones de impresión ya sea una adición de agua caliente o un incremento en la temperatura (no mayor que 150°F (65.56°C)) o ambos pueden usarse para lograr una viscosidad de impresión final, deseada (en el rango de alrededor de 16.5 a 19.5 s, más preferentemente alrededor de 17 a 19 s) .

En una forma de realización, la solución de impresión puede entonces almacenarse en tambores/bolsos y a una temperatura de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 140°F (60°C) hasta el uso en el momento de impresión. Los tambores/bolsos pueden transportarse usando una colcha aislada o camión caliente, según se necesita, mientras que mantiene a los tambores a una temperatura de por lo menos alrededor de 120°F (48.89°C). Los tambores/bolsos también pueden almacenarse bajo condiciones calentadas. En la forma de realización preferida, la solución de impresión también puede agitarse continuamente a baja velocidad durante el almacenamiento. De preferencia, la solución de impresión se usa dentro de 72 horas de producción. El anteriormente mencionado mantenimiento de temperatura, junto con la adición del propileno glicol proporcionan estabilidad a la solución tal que una vida en anaqueles de por lo menos 2 o 3 días o mayor se pueda lograr.

En la forma de realización preferida, el proceso puede también de preferencia incluir añadir (paso 170) carbonato de calcio a la solución de impresión. En la forma de realización preferida, alrededor de 300 libras (136.08 kg) de la solución de impresión pueden mezclarse con alrededor de 40 libras (18.14 kg) de agua y alrededor de 40 libras (18.14 kg) de carbonato de calcio mientras se mezcla por alrededor de 15 a alrededor de 25 minutos. De preferencia, la mezcla se mezcla usando un impulsor Neptune a baja velocidad para suspender al carbonato de calcio en la mezcla, evitar formación de espuma, y formar una solución de impresión. El carbonato de calcio de preferencia se añade justo previo a imprimir tal que el carbonato de calcio no se asienta fuera de solución.

En el convertidor/impresor, la solución de impresión puede entonces bombearse a un tambor de corrido de una prensa de impresión. De preferencia, la solución de impresión final (después de adición de agua y yeso) tiene un pH de alrededor de 7 a alrededor de 8 y una viscosidad de alrededor de 20 cP según se mide usando un viscosimetro Brookfield RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rpm a 120°F (48.89°C) .

En la prensa, el proceso también incluye proporcionar una trama base de envoltura (paso 180) y aplicar la solución de impresión a la trama base para formar una envoltura de cigarrillo (paso 190) .

En la forma de realización preferida, la solución de impresión permite para mayor carga de almidón a la trama base, usa menos agua, y el propileno glicol tiene un mayor efecto antiarrugas debido a una concentración más alta de propileno glicol con respecto al contenido de agua. Estas características reducen sustancialmente de manera sinérgica formación de arrugas de la trama base y reducen la viscosidad de la solución de impresión tal que mejore la capacidad de impresión. Por ejemplo, después de aplicación a una trama base 33 CORESTA para una banda sólida de 6.8 mm de anchura, con un periodo de banda de 27 mm, alrededor de 0.9 gramos por metro cuadrado (g/m2) de almidón, alrededor de 0.4 g/m2 de propileno glicol y alrededor de 0.4 g/m2 de carbonato de calcio se depositan sobre la trama base.

También en la forma de realización preferida, la solución de impresión según se prepara en la manera descrita anteriormente puede aplicarse a una trama base usando cualquiera de una multitud de técnicas de impresión incluyendo, a manera de ejemplo y sin limitación, al grupo que consiste en impresión por rotograbado, flexografía, impresión offset, impresión por chorro de tinta, rocío, e impresión con troquel. Otros procesos de impresión también pueden ser adecuados y tienen la intención de caer dentro de las enseñanzas de esta especificación. De preferencia, sin embargo, impresión por rotograbado puede usarse para aplicar la solución de impresión a una trama base para obtener una envoltura con patrones para cigarrillos.

El sistema de impresión por rotograbado 14 puede incluir una o más operaciones de impresión. La solución de impresión descrita anteriormente puede ser suministrada a un depósito (o sumidero) 20 a partir del cual se bombea o de otra manera se suministra a un cilindro de impresión 22 teniendo una superficie con patrones correspondiente al patrón de impresión deseado. El cilindro de impresión 22 gira en un baño de la solución de impresión. Conforme el cilindro de impresión 22 gira, la solución de impresión se limpia de la superficie de rodillo por un ensamblaje de cuchilla de doctor 23 tal que, conforme el cilindro de impresión 22 hace contacto con la trama base 10 en el mordisco entre el cilindro de impresión 22 y el rodillo de soporte enfrentado de manera resiliente 24, la solución de impresión se transfiere a la trama base con el patrón sobre la superficie del cilindro de impresión 22.

De preferencia, la trama base 10, como se muestra en la figura 3, típicamente tiene una dirección de trama transversal o cruzada (mostrada por la flecha 30) así como una dirección longitudinal o de máquina (mostrada por la flecha 32) . También de preferencia, la trama base 10 típicamente tiene tanto una dirección de trama transversal o cruzada así como una dirección longitudinal o de máquina. Como se muestra, el patrón predeterminado de material impreso puede comprender una sola región o banda, generalmente paralela, orientada de manera transversal 34.

En otra forma de realización, la trama base 10 puede incluir un patrón predeterminado tal como una región o tira extendiéndose longitudinalmente 36, como se muestra en la figura 4, o material impreso. Si se desea, el patrón predeterminado también puede comprender un arreglo de regiones bidimensional 38 arreglado en filas desfasadas circunferencialmente, separadas, como se muestra en la figura 5, de material impreso separado a lo largo de y/o de manera transversal de la trama base 10 (un patrón de parche) .

Como se muestra en la figura 6, el material impreso 310 puede aplicarse como una configuración de banda de hendidura, es decir, dos o más bandas transversales separadas de manera cercana en un grupo con grupos adyacentes estando separados por una mayor distancia, tal como aquella descrita en la publicación de solicitud de patente US 2008/0295854, cedida al mismo cesionario de la presente solicitud, el contenido entero de la cual se incorpora en la presente por referencia a la misma.

En una forma de realización, uno o ambos bordes extendiéndose de manera circunferencial pueden ser almenados como se muestra en las figuras 49-54 de la publicación de solicitud de patente US 2008/0295854 y se describe en las mismas. Como se muestra en la figura 9, un borde delantero 500 de cada región en bandas 126 puede ser almenado. Opcionalmente, un borde posterior 502 de la región en bandas también puede ser almenado.

Aunque varios arreglos de las regiones almenadas pueden ocurrirse a los técnicos en la materia, un arreglo ejemplar se ilustra en las figuras anexas. Por ejemplo (ver figura 9), la región en bandas 12 puede tener un borde delantero 500 en el cual las almenas 504 se disponen entre merlones 506. En esta forma de realización, los merlones 506 tienen una dimensión en la dirección transversal de la trama base 140 la cual es sustancial-mente la misma como la dimensión en la dirección transversal de las almenas 504. Como se ilustra, los merlones 506 y almenas asociadas 504 pueden ser generalmente rectangulares. Si se desea, sin embargo, los merlones 506 y almenas 504 pueden tener otras figuras geométricas incluyendo, sin limitación, cuadriláteros, trapezoides, triángulos, hexágonos, y otras configuraciones geométricas regulares o irregulares. La distancia entre la parte superior de un merlón 506 y el fondo de una almena adyacente 54 pueden caer en el rango de alrededor de 2 mm a alrededor de 5 mm, y de preferencia pueden ser de alrededor de 3 mm. En el borde posterior de la región en bandas 126, un arreglo almenado de manera similar también puede ser provisto.

Como se muestra en la figura 7, un articulo para fumar comprende una barra de tabaco 205 y un filtro 207, los cuales se unen entre si con un papel de punta 209. La barra de tabaco 205 incluye una envoltura 210 que está construida de acuerdo con las enseñanzas presentes.

La figura 8 es un esquema de una disposición de operación actualmente preferida de instalaciones para ejecutar el proceso de hacer la solución de impresión descrita en la presente. Como se muestra, la solución de impresión se prepara en una instalación de cocina 50 y se embarga 55 a uno o más convertidores de papel (prensas) 60. Durante el embarque, la solución de impresión se mantiene a una temperatura de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 150°F (65.56°C), más preferentemente de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 140°F (60°C), para evitar degradación de la capacidad de impresión (viscosidad) y características de formación de película de la solución. La solución de impresión entonces se aplica a la trama base suministrada por un fabricante de papel 65. Después de aplicación de la solución de impresión a la trama base, la trama base se corta y bobinas resultantes se envían al fabricante de cigarrillos 70 para uso en la fabricación de cigarrillos. De manera acorde, una sola instalación de cocina 50 puede soportar operaciones de cualquier número de convertidores 60, lo cual podría simplificar producción y crear ahorros en costos y capital de operación.

En una forma de realización alternativa, la solución de impresión puede ser preparada en el convertidor (prensa) 60 tal que transporte de la solución no sea necesario.

En la forma de realización preferida, el proceso para producir la solución de impresión como se describe en la presente es un proceso por lotes. En una forma de realización alternativa, el proceso puede ser un proceso continuo.

Los siguientes ejemplos son dados para ilustrar formas de realización del proceso descrito en la presente y no deberán considerarse limitando el alcance de tales formas de realización. Ejemplo 1 Almidón oxidado y agua se mezclaron a alrededor de 75°F (23.89°C) y se calentaron a alrededor de 195°F (90.56°C) por alrededor de 45 minutos con agitación baja (mezclado de bajo esfuerzo de corte) para formar una mezcla. La solución se removió del calor y propileno glicol se añadió a la misma mientras se mezcla por alrededor de 30 más minutos mientras se mantiene la solución a una temperatura de por lo menos alrededor de 180 °F (82.22°C). La solución se enfría a una temperatura de alrededor de 140°F (60°C) mientras se mezcla. La solución entonces se empaqueta y la temperatura de la solución se mantiene a una temperatura variando de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 140°F (60°C) y se transporta a una ubicación de una prensa.

La solución contiene alrededor de 31% (por peso) de almidón, alrededor de 10% (por peso) de propileno glicol y alrededor de 59% (por peso) de agua. En la prensa o la operación de impresión, alrededor de 300 libras (136.08 kg) de la solución entonces se mezclaron con 40 libras (18.14 kg) de agua caliente y alrededor de 40 libras (18.14 kg) de carbonato de calcio para formar una solución de impresión teniendo alrededor de 21% (por peso) de almidón, alrededor de 8% (por peso) de propileno glicol, alrededor de 60% (por peso) de agua y alrededor de 11% (por peso) de carbonato de calcio para formar una solución de impresión preferida, final.

La solución exhibió características de capacidad de impresión y formación de película deseadas.

Ejemplo 2 Alrededor de 51 libras (23.13 kg) de agua calentada a una temperatura de alrededor de 70°F (21.11°C) a alrededor de 80°F (26.67°C) se mezcla con alrededor de 31 libras (14.06 kg) de polvo de almidón, tal como FloMax 8 disponible de National Starch, LLC. El agua y el polvo de almidón se mezclan adicional-mente mientras se calienta por alrededor de 45 minutos a una temperatura de alrededor de 200°F (93.33°C) para formar una solución acuosa de almidón oxidado. Alrededor de 10 libras (4.54 kg) de ya sea vapor de agua condensado o agua adicional calentada a alrededor de 200°F (93.33°C) se añaden a la solución acuosa de almidón oxidado. La solución acuosa de almidón oxidado se prueba usando un método de horneado en horno y tiene un contenido de sólidos de alrededor de 31%. La viscosidad se prueba usando un viscosimetro Brookfield RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rpm a 120°F (48.89°C), y la solución acuosa de almidón oxidado se encontró teniendo una viscosidad de alrededor de 50 cP. La solución acuosa de almidón oxidado tiene un pH de alrededor de 4 a alrededor de 5.

Alrededor de 8 libras (3.63 kg) de propileno glicol entonces se añaden a la solución acuosa de almidón oxidado y se mezclan por alrededor de 30 minutos a una temperatura variando de alrededor de 180°F (82.22°C) a alrededor de 200°F (93.33°C). La solución de impresión entonces se enfria a una temperatura de alrededor de 130°F (54.44°C). La viscosidad de nuevo se prueba usando un viscosimetro Brookfield RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rpm a 120°F (48.89°C), y la solución de impresión se encontró teniendo una viscosidad de alrededor de 45 cP. Tal pone en evidencia el efecto favorable del propileno glicol para reducir la viscosidad. La solución de impresión se mantiene bajo agitación sustancialmente constante, la intensidad de la cual es dependiendo del tamaño de tanque, dimensiones y tipo de agitador. Carbonato de calcio se añade mientras se mezcla para suspender al carbonato de calcio y formar una solución de impresión la cual se mantiene a una temperatura de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 130°F (54.44°C). La solución de impresión contiene alrededor de 54.5 libras (24.72 kg) de agua, alrededor de 24.5 libras (11.11 kg) de almidón, alrededor de 10.5 libras (4.76 kg) de propileno glicol; y tiene una viscosidad de alrededor de 17.5 s a alrededor de 18.5 s según se mide por una taza Zahn #2 a 120°F (48.89°C) .

Como una alternativa, turbiedad de la solución acuosa de almidón oxidado y propileno glicol también puede medirse para identificar cambios en la solución acuosa de almidón oxidado y propileno glicol antes de que cambios en la viscosidad se noten usando mediciones de viscosidad. Turbiedad mide la magnitud de luz transmitida a través de una cantidad dada de material, y puede por ende usarse como una herramienta de control de calidad para determinar si la solución acuosa de almidón oxidado y propileno glicol debe usarse o descartarse previo a mezclar con carbonato de calcio. Por ende, la medición de turbiedad puede usarse para determinar la capacidad de formación de película de la solución acuosa de almidón oxidado y propileno glicol.

Al practicar la forma de realización preferida de esta invención, el paso de mantener la temperatura de solución en el rango de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 150°F (65.56°C) proporciona numerosas ventajas incluyendo, sin limitación, permitir que alto contenido de almidón se logre y se mantenga en la solución acuosa, y bajar la viscosidad de la solución acuosa. De manera acorde, a través del uso del paso de mantenimiento de temperatura hasta el paso de impresión, una solución de impresión deseada se logra, la cual solución es adecuada para una aplicación de un solo paso a una trama base.

Cuando propileno glicol se aplica como un agente antiarrugas de acuerdo con esta especificación, el propileno glicol también contrarresta la tendencia de ciertos microorganismos a prosperar en una solución de almidón a una temperatura en el rango de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 150°F (65.56°C) .

Para aplicaciones de impresión de rotograbado, la frase "un solo paso" como se usa en la especificación tiene la intención de significar que el valor numérico asociado incluye una tolerancia de ±10% alrededor del valor numérico mencionado. Más aun, cuando referencia se hace a porcentajes en esta especificación, se tiene la intención de que esos porcentajes se basen en peso, es decir, porcentajes por peso.

Más aun, cuando las palabras "generalmente" y "sustan-cialmente" se usan en conexión con figuras geométricas, se tiene la intención de que precisión de la figura geométrica no se requiera pero que latitud para la figura esté dentro del alcance de la divulgación. Cuando se usa con términos geométricos, las palabras "generalmente" y "sustancialmente" tienen la intención de abarcar no solamente características las cuales cumplen con las definiciones estrictas sino también características que se aproximan bastante a las definiciones estrictas.

Ahora será aparente que un proceso nuevo, mejorado, y no obvio para hacer envolturas con patrones ha sido descrito en esta especificación con suficiente particularidad como se entiende por los técnicos en la materia. Más aun, será aparente por los técnicos en la materia que numerosas modificaciones, variaciones, sustituciones, y equivalentes existen para aspectos de la invención que no se salen materialmente del espíritu y alcance de la invención. De manera acorde, expresamente se tiene la intención de que todas tales modificaciones, variaciones, sustituciones, y equivalentes que caen dentro del espíritu y alcance de la invención según se define por las reivindicaciones anexas deberán ser abarcadas por las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para preparar una solución acuosa de almidón adecuada para impresión comprendiendo los pasos de: mezclar por lo menos agua y un almidón para formar una solución acuosa de almidón; cocer la solución acuosa de almidón a una temperatura de por lo menos alrededor de 180°F (82.22°C) por un tiempo suficiente para liberar por lo menos una de amilopectina y amilosa; mezclar propileno glicol con la solución acuosa de almidón cocida en cantidad suficiente para proporcionar una capacidad anti-arrugas y una capacidad anti-microbiana, con lo cual una solución imprimible se establece; y enfriar la solución imprimible a una temperatura en el rango de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 150°F (65.56°C) .

2. Un proceso para hacer envoltura con patrones de un articulo para fumar comprendiendo los pasos de: preparar una solución imprimible según se recita en la reivindicación 1; y proporcionar una trama base de envoltura; aplicar la solución de impresión a la envoltura en un patrón predeterminado; y entre dicho paso de preparar y dicho paso de aplicar, mantener la solución de impresión a una temperatura variando de alrededor de 120°F (48.89°C) a alrededor de 150°F (65.56°C).

3. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el paso de mezclar incluye incorporar un almidón oxidado .

. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, incluyendo además añadir carbonato de calcio a dicha solución imprimible antes de dicha impresión.

5. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, incluyendo además agitar la solución de impresión durante el paso de calentar.

6. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la solución de impresión se aplica a la trama base teniendo una dirección longitudinal, en bandas extendiéndose de manera transversal.

7. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la solución de impresión tiene un pH en el rango de alrededor de 4 a alrededor de 5 después de añadir propileno glicol .

8. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la trama base tiene una dirección longitudinal y en donde el patrón predeterminado incluye una tira extendiéndose longitudinalmente.

9. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la trama base tiene una dirección transversal y una dirección longitudinal y en donde el patrón predeterminado incluye una pluralidad de regiones extendiéndose de manera transversal y separadas longitudinalmenté sobre la trama base.

10. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el proceso de impresión se selecciona a partir del grupo que comprende impresión por rotograbado, flexografía, impresión offset, impresión por chorro de tinta, rocío, e impresión con troquel.

11. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la solución de impresión se aplica en un solo paso a la trama base.

12. El proceso de la reivindicación 4, en donde el carbonato de calcio se añade a la solución de impresión después del paso de calentar y mantener y antes del paso de imprimir.

13. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la solución de impresión tiene una viscosidad variando de alrededor de 40 cP a alrededor de 60 cP después del paso de enfriar según se mide usando un viscosimetro Brookfield RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rpm a 120°F (48.89°C).

14. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde durante el paso de mantener, la temperatura se mantiene por al menos 30 minutos o más.

15. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde los por lo menos agua y almidón oxidado se mezclan a una temperatura de alrededor de 75°F (23.89°C).

16. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindica-ción 2, en donde la mezcla de almidón oxidado tiene una viscosidad de alrededor de 50 cP a alrededor de 80 cP después del paso de calentar medida usando un viscosimetro Brookfield RVDV-2 con un husillo #1 a 20 rpm a 120°F (48.89°C).

17. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la viscosidad de la solución de impresión es alrededor de 18 segundos a aplicación a una trama base según se mide usando una taza Zahn #2 a 120°F (48.89°C).

18. Un articulo para fumar comprendiendo una barra de tabaco, dicha barra de tabaco incluyendo una envoltura construida de acuerdo con un proceso señalado en la reivindicación 1 o la reivindicación 2.

19. Un proceso para mantener niveles aceptables de viscosidad en una formulación que se añade para una operación de impresión de una envoltura en bandas de artículos para fumar, que comprende : cocer una solución acuosa de almidón, dicho paso de cocer incluye adición de propileno glicol en o antes de la conclusión de dicha cocción; y mantener dicha solución cocida a una temperatura en el rango de 120°F (48.89°C) a 150°F (65.56°C) hasta un tiempo próximo de dicha operación de impresión.

20. El proceso de la reivindicación 19, en donde el paso de mantener incluye mantener a través de un embarque a partir de una instalación de cocción a una instalación de impresión .

21. El proceso de la reivindicación 19, en donde dicho paso de mantener incluye mantener en una instalación de impresión hasta que dicha solución cocida es asignada a una prensa en dicha instalación de impresión.

22. Un proceso para preparar una solución acuosa de almidón adecuada para imprimir, que comprende los pasos de: establecer una mezcla acuosa de almidón mediante mezclar agua y un almidón; cocer la mezcla acuosa de almidón mediante calentar por un tiempo y temperatura suficientes para establecer una solución acuosa de almidón cocida; y estabilizar la solución acuosa de almidón cocida, el paso de estabilizar incluyendo: mantener la solución de almidón cocida por encima de una temperatura en la cual la solución de almidón cocida se gela; y añadir un agente de estabilización a la solución tal que se forme una solución acuosa de almidón cocida, estabilizada .

23. El proceso de la reivindicación 22, en donde el agente de estabilización es propileno glicol y en donde el propileno glicol se añade en una cantidad de alrededor de 7% a alrededor de 10% por peso con base en el peso de la solución de almidón cocida.

24. El proceso de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el contenido de sólidos de la solución de impresión cuando se aplica es alrededor de 21%, la viscosidad de la solución de impresión varia de alrededor de 16.5 segundos a alrededor de 19.5 segundos según se mide por una taza Zahn #2 a 120°F (48.89°C), y la solución de impresión se aplica a una trama base en un solo paso.

25. El proceso de la reivindicación 12, en donde la cantidad de propileno glicol es alrededor de 7% a alrededor de 10% por peso de la solución de impresión.