Papel de filtro que se desintegra fácilmente en agua.

Papel que se desintegra rápidamente en agua para su uso como material de filtro o papel de envolver de filtro de un filtro para cigarrillos con las propiedades siguientes:

- al menos un 80 % en peso

, preferentemente al menos un 90 % en peso y particular y preferentemente al menos un 95 % en peso del papel está formado por fibras de pulpa,

- de dichas fibras de pulpa, al menos el 80 % en peso, preferentemente al menos un 90 % en peso y particular y preferentemente al menos un 95 % en peso consisten en una mezcla de pulpa de fibras largas y pulpa mercerizada,

o en la que del 0 al 90 % en peso de dicha mezcla consiste en pulpa mercerizada y el resto de la pulpa de fibra larga y

o en la que las fibras de pulpa de dicha mezcla tienen un refinado determinada de acuerdo con la norma ISO 5267 de como máximo 30°SR, preferentemente como máximo 25°SR y particular y

preferentemente como máximo 20°SR,

- en un ensayo de desintegración usando un aparato descrito en TAPPI T 261, el papel exhibe una desintegración de al menos 60 %, preferentemente de al menos 70 % y particularmente preferentemente de al menos 80 % tras 30 segundos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2013/001422.

Solicitante: Delfortgroup AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Fabrikstrasse 20 4050 Traun AUSTRIA.

Inventor/es: BACHMANN,STEFAN, VOLGGER,Dietmar, MÖHRING,DIETER, PESENDORFER,KANNIKA, REITER,GUIDO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA > COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA... > D21H27/00 (Papel especial no previsto en otro lugar, p. ej. obtenido por procedimientos de múltiples etapas)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > TABACO; PUROS; CIGARRILLOS; ARTICULOS PARA FUMADORES > PUROS; CIGARRILLOS; FILTROS PARA EL HUMO DEL TABACO;... > Filtros para el humo del tabaco, p. ej. boquillas... > A24D3/10 (de celulosa o de derivados de celulosa)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > TABACO; PUROS; CIGARRILLOS; ARTICULOS PARA FUMADORES > PUROS; CIGARRILLOS; FILTROS PARA EL HUMO DEL TABACO;... > Filtros para el humo del tabaco, p. ej. boquillas... > A24D3/06 (Empleo de materiales especiales para los filtros para el humo de tabaco)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA > COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA... > Pasta o papel que comprende fibras de celulosa o... > D21H11/20 (Fibras modificadas químicamente o bioquímicamente)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA > COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA... > Pasta o papel que comprende fibras o materiales que... > D21H15/06 (Fibras largas, es decir, fibras que exceden el límite superior de longitud de las fibras de papel convencionales; Filamentos)

PDF original: ES-2539003_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Papel de filtro que se desintegra fácilmente en agua Campo de la invención La presente invención se refiere a un papel para la producción de un filtro para cigarrillos o para el uso como papel de envolver de filtro. La invención se refiere adicionalmente a un correspondiente cigarrillo y a un correspondiente procedimiento de producción. El papel tiene la propiedad de desintegrarse fácilmente en agua y, de este modo, mejora la degradabilidad biológica de un filtro para cigarrillos fabricado a partir del mismo.

Antecedentes y técnica anterior Un cigarrillo con filtro producido convencionalmente generalmente consiste en una columna cilíndrica de tabaco, que se envuelve con un papel de cigarrillo y un filtro, que está hecho de un material de filtro y está envuelto con un papel para envolver de filtro. Un material de filtro frecuente es acetato de celulosa. Normalmente, la columna de tabaco y el filtro están conectados entre sí por un papel de boquilla.

El residuo restante después del consume de un cigarrillo con filtro consiste, en gran parte, en el filtro. En muchos casos, este residuo no se elimina de forma ordenada, sino que simplemente se tira, razón por la cual permanece en el medioambiente hasta que se desintegra por las influencias ambientales. Durante el proceso de descomposición, en primer lugar, el papel de boquilla y el papel de envolver de filtro se desprenden del material de filtro. Este proceso se produce relativamente rápido mientras que, dependiendo de las condiciones ambientales, las fibras de acetato de celulosa tardan un mes y tres años en desintegrarse. En consecuencia, existe un interés en la industria de descubrir materiales para filtros de cigarrillo que se degraden en el ambiente sustancialmente más rápido que las fibras de acetato de celulosa.

Como alternativa a las fibras de acetato de celulosa, el papel también se conoce para su uso como material de filtro para cigarrillos. Aunque el papel generalmente se degrada en el ambiente más rápido que el acetato de celulosa, la degradación de los filtros de papel conocidos todavía se produce con más lentitud de lo deseado.

La velocidad de descomposición del papel en agua se puede medir con un aparato que se describe en el método TAPPI T 261 "Fracción de partículas finas en peso de la reserva de papel mediante detección selectiva en húmedo". Este aparato consiste en un recipiente cilíndrico con un diámetro interno de 10 cm cargado con agua destilada caliente a 23 °C, cuyo extremo inferior está provisto de un tamiz y cerrado por una válvula de descarga debajo del tamiz. En el recipiente existe una unidad de agitación cuya velocidad se puede fijar de 10 a 3.000 revoluciones por minuto. El tamiz es de malla 32 por 25 mm y una anchura de abertura de 0.57 mm. Las especificaciones con respecto a la unidad de agitación y su posición en el recipiente, así como los detalles adicionales del aparato se pueden ver en TAPPI T 261. La muestra de papel se coloca en el recipiente mientras la unidad de agitación está funcionando y el agua con la muestra de papel se agita durante un periodo definido a una velocidad de revoluciones definida. Después, el agua se descarga abriendo la válvula de descarga, de forma que las fibras permanecen en el tamiz. El tamiz con las fibras se seca y la fracción de papel desintegrado se determina mediante análisis de imagen.

Con detalle, la medición procede del siguiente modo. El papel que se va a medir se acondiciona durante al menos dos horas en las condiciones definidas en la norma ISO 187. Se corta una pequeña lámina de 20 ± 0, 5 × 20 ± 0, 5 mm. Al principio de la medición, el recipiente se carga con 800 ml de agua. Después, la unida de agitación se enciende y se fija a una velocidad de revolución de 800 revoluciones por minuto. La muestra de papel se introduce en el recipiente, en el que se puede desintegrar mediante la acción de las fuerzas de cizalladura causadas por la unidad de agitación. La unidad de agitación se detiene 30 segundos después de añadir la muestra y el agua se descarga inmediatamente abriendo la válvula de descarga. Las fibras individuales y las piezas de papel, que no se desintegran, permanecen en el tamiz.

Después de descargar el agua, el tamiz junto con las fibras se seca en un horno de secado durante 5 minutos a 105 °C. La cantidad de fibras que quedan en el tamiz se determina mediante análisis de imagen. Con este fin, el tamiz con los residuos de la muestra de papel se coloca sobre un sustrato negro y se toma una imagen en escala de grises co suficiente resolución con una cámara digital. Esta imagen se analiza con el software adecuado, por ejemplo el programa "Image J.".

En la imagen digital adquirida, el tamiz y las fibras individuales aparecerán oscuros, mientras que los haces de fibras no desintegradas y los residuos más grades del papel aparecen claros. Un valor en la escala de grises se define como el umbral que distingue claramente el tamiz y las fibras individuales de los haces de las fibras y los residuos de papel. Para aumentar de forma constante la escala de grises de 256 valores caracterizados por valores de 0 (negro) a 255 (blanco) ,

un valor de 140 es adecuado en muchos, casos, con lo cual, para una elección razonable del valor umbral, el resultado depende ricamente de una pequeña extensión en el valor numérico preciso.

Después, se cuenta el número de píxeles que tienen un valor en la escala de grises mayor que el valor umbral y, por tanto, pertenecen a haces de fibras o residuos más grandes de papel. Se determina la proporción entre el número de estos píxeles y el número total de píxeles que corresponde a una muestra de papel no dañada de 20×20 mm. Esta proporción se resta de 1 y se expresa como un porcentaje. Cuanto más alto es el porcentaje, más papel se ha desintegrado.

En casos raros, puede suceder que las muestras de papel ligeramente desintegradas se depositen sobre el tamiz plegadas en lugar de planas. Dado que la superficie del papel visible es más pequeña, estas muestras indicarían erróneamente mayor desintegración del papel. En este caso, la muestra debe desecharse y la medición tiene que repetirse con una muestra nueva.

Un resultado de al menos 60 % en esta prueba de desintegración corresponde a un papel que se desintegra completamente en un recipiente con agua en movimiento ligero en unos pocos minutos, mientras que los papeles convencionales, para los que la prueba de desintegración da resultados menores, no muestran ningún signo de desintegración en estas condiciones, incluso después de horas.

Los filtros de cigarrillo fabricados con estos papeles convencionales sufren la desventaja de degradarse en el ambiente con más lentitud de lo deseado. En general, cabe mencionar que los papeles convencionales que tienen una estabilidad suficiente en estado seco, por ejemplo de forma que puedan procesarse con una máquina, como norma se disuelven en agua con más lentitud de lo deseado para los fines de la presente invención.

En la técnica anterior se han realizado intentos para desarrollar materiales de papel que se disuelven en agua comparativamente rápido. Un ejemplo a este respecto es el uso de pulpa no blanqueada a partir de la cual se pueden producir filtros de rápida desintegración pero que, sin embargo, proporciona un filtro con un color marrón claro, que generalmente no es deseable.

Sumario de la invención El objeto de la presente invención es proporcionar un material de filtro que se puede producir fácilmente y económicamente y que al mismo tiempo se desintegre comparativamente rápido en agua. Este objetivo se consigue por medio de un papel que se desintegra rápidamente en agua de acuerdo con la reivindicación 1 y su procedimiento de producción de acuerdo con la reivindicación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Papel que se desintegra rápidamente en agua para su uso como material de filtro o papel de envolver de filtro de un filtro para cigarrillos con las propiedades siguientes:

- al menos un 80 % en peso, preferentemente al menos un 90 % en peso y particular y preferentemente al menos 5 un 95 % en peso del papel está formado por fibras de pulpa, -de dichas fibras de pulpa, al menos el 80 % en peso, preferentemente al menos un 90 % en peso y particular y preferentemente al menos un 95 % en peso consisten en una mezcla de pulpa de fibras largas y pulpa mercerizada, o en la que del 0 al 90 % en peso de dicha mezcla consiste en pulpa mercerizada y el resto de la pulpa 10 de fibra larga y o en la que las fibras de pulpa de dicha mezcla tienen un refinado determinada de acuerdo con la norma ISO 5267 de como máximo 30°SR, preferentemente como máximo 25°SR y particular y preferentemente como máximo 20°SR, -en un ensayo de desintegración usando un aparato descrito en TAPPI T 261, el papel exhibe una 15 desintegración de al menos 60 %, preferentemente de al menos 70 % y particularmente preferentemente de al menos 80 % tras 30 segundos.

2. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la longitud media de la fibra de la pulpa de fibra larga es más de 1 mm, preferentemente más de 2 mm y menos de 5 mm, preferentemente menos de 4 mm.

3. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la pulpa de fibra larga deriva de madera de conífera, en particular de abeto o pino.

4. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que contiene un derivado de celulosa hidrosoluble.

5. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la fracción de derivado de 25 celulosa hidrosoluble es de entre 0, 1 % en peso y 3 % en peso, preferentemente 0, 3 % en peso y 2 % en peso.

6. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, obtenible mediante tratamiento de una suspensión de fibra de pulpa usada en la producción de papel con uno o más derivados de celulosa hidrosoluble antes del procesamiento opcional en la prensa de encolado o de recubrimiento pelicular de una máquina de papel.

7. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el tratamiento de la suspensión 30 de fibra de pulpa comprende una o más de las siguientes etapas del procedimiento:

- adición del derivado de celulosa a la masa de fibras en un desintegrador, en el que la fracción del derivado de celulosa es, preferentemente, superior al 5 % en peso, particular y preferentemente más del 10 % en peso de la masa de fibra en el desintegrador, -adición del derivado de celulosa en la caja de cabeza de una máquina de papel, y/o -aplicación sobre una red todavía húmeda de la suspensión de papel en la máquina de papel, en particular por rociado, preferentemente en la sección de tamizado de la máquina de papel.

8. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, en el que el derivado de celulosa se forma mediante carboximetilcelulosa (CMC) , en particular mediante CMC sódica con un grado de sustitución de 0, 6 a 0, 95, preferentemente de 0, 65 a 0, 9.

9. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el papel tiene una resistencia a la rotura de acuerdo con la norma ISO 1924 de al menos 9 N/15 mm, preferentemente de al menos 10 N/15 mm y particularmente preferentemente de al menos 12 N/15 mm.

10. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, con un gramaje de 10 a 50 g/m², preferentemente de 20 a 40 g/m².

11. Papel filtro o papel de envolver de filtro de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que contiene adicionalmente óxidos metálicos que facilitan catalíticamente la degradación de CO a CO2.

12. Cigarrillo con filtro cuyo papel de filtro y/o de envolver con filtro es un papel de acuerdo con una de las reivindicaciones a 1 11.

13. Procedimiento para producir un papel de filtro o papel de envolver de filtro con las etapas siguientes:

- refinar una mezcla de pulpa de fibra larga y pulpa mercerizada hasta un refinado de, como máximo, 30°SR, 5 preferentemente como máximo 25°SR y particular y preferentemente como máximo 15°SR, en el que de 0 a 90 % en peso de la mezcla consiste en pulpa mercerizada y el resto en pulpa de fibra larga, -usar la mezcla de pulpa en la producción del papel, en el que la mezcla representa al menos el 70 % en peso, preferentemente al menos el 90 % en peso y particularmente preferentemente al menos el 95 % en peso de toda la pulpa usada y toda la pulpa representa al menos el 80 % en peso, preferentemente al menos el 90 %

en peso y particularmente preferentemente al menos el 95 % en peso del papel.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que una suspensión de fibra de pulpa es tratada con uno o más derivados de celulosa hidrosoluble, particularmente CMC, preferentemente una CMC sódica con un grado de sustitución de 0, 6 a 0, 95, preferentemente de 0, 65 a 0, 9, antes del procesamiento opcional en una prensa de encolado o de recubrimiento pelicular de una máquina de papel.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el tratamiento de la suspensión de fibra de pulpa comprende una o más de las siguientes etapas del procedimiento:

- adición de un derivado de celulosa a la masa de fibras en un desintegrador, en el que la fracción del derivado de celulosa es, preferentemente, superior al 5 % en peso, particularmente preferentemente más del 10 % en peso de la masa de fibra de la pulpa en el desintegrador, -adición del derivado de celulosa en la caja de cabeza de una máquina de papel, y/o -aplicación sobre una red todavía húmeda de la suspensión de papel en la máquina de papel, en particular rociando, preferentemente en la sección de tamizado.