Adhesivo termofundible con temperatura de aplicación baja para la fabricación de cigarrillos.

Filtro de cigarrillo que comprende un adhesivo termofundible a base de copolímero de etileno,

que se puedeaplicarse a temperaturas entre 93 y 149ºC, donde el adhesivo, que comprende acetato de vinilo y etileno, consta deun 5 a un 45% en peso de acetato de vinilo con un índice de fusión de al menos 400 dg/min.

Adhesivo termofundible con temperatura de aplicación baja para la fabricación de cigarrillos Fundamento de la invención La presente invención se refiere al uso de un adhesivo termofundible que se aplica a una temperatura baja para fabricar filtros de cigarrillos. En particular, los adhesivos termofundibles de la presente invención se utilizan para unir la costura que envuelve el filtro y para anclar el elemento filtrante in situ a la varilla.

Un cigarrillo con punta o boquilla a base de un filtro estándar se fabrica siguiendo tres etapas distintas: (1) fabricación del filtro o del tapón, (2) fabricación de la varilla, y (3) colocación de la punta.

La varilla del cigarrillo consiste en un flujo o chorro de tabaco envuelta por un tubo de papel, donde el tubo de papel se pega mediante una línea de adhesivo adecuado. Este procedimiento tiene lugar a velocidades que oscilan entre 2000 y 16000 cigarrillos por minuto. El peso de la varilla del cigarrillo, el diámetro y la longitud son controlados con exactitud para un control del precio y del aspecto tributario.

El procedimiento de fabricación del filtro es similar en muchos aspectos a la fabricación de la varilla, pero los materiales y el equipo de fabricación utilizado son diferentes. Los filtros para fumar tabaco se fabrican frecuentemente a partir de una estopa rizada de fibras de acetato de celulosa. La estopa se calienta luego y se arrolla para fabricar material de unas 9” de ancho, que contiene una distribución homogénea de fibras. La estopa se “trata” del modo ya conocido para separar las fibras, y en un disolvente con una temperatura de ebullición elevada, que se suele conocer como “plastificante”, . Se aplica, por ejemplo, triacetina, pulverizando o bien con ayuda de una mecha. A la estopa tratada se le da una forma cilíndrica y se envuelve con papel. Durante un intervalo de tiempo, que se puede acelerar calentando, el plastificante disuelve al principio parcialmente la superficie de las fibras haciendo que se vuelvan pegajosas y que se unan unas con otras en varios puntos de contacto. El plastificante emigra luego hacia el interior de la fibra dejando seca la superficie, pero las fibras se mantienen unidas.

A la estopa tratada se le da forma de tubo y se envuelve en un papel al que se añade cola o un adhesivo en todo su eje longitudinal. Antes de que el papel entre en contacto con el material de la estopa se aplica adhesivo en el centro y el borde formando con ello el anclaje y la costura. Durante este proceso, se utilizan barras calefactoras para ampliar el tiempo en que el adhesivo se va uniendo con la estopa. La varilla de filtro formada se pasa luego por unas placas refrigerantes que fijan el adhesivo. Es preciso realizar este procedimiento ya que el filtro se corta inmediatamente en piezas más pequeñas.

En algunas aplicaciones, como los filtros tipo carbono o multicomponentes, se aplica previamente un adhesivo termofundible al papel de filtro y luego se sella térmicamente con la máquina de fabricación del filtro.

En la fabricación convencional de los filtros para cigarrillos, un adhesivo termofundible aplicado a 177ºC (350ºC) se utiliza para la costura y un segundo adhesivo acuoso se utiliza para el anclaje. Se elige un adhesivo acuoso con resistencia a la triacetina. Debido a la naturaleza de la estopa, existe un elevado grado de tensión radial en la unión encolada, de manera que cualquier adhesivo utilizado deberá ser capaz de encolar casi de forma instantánea la pieza y mantenerla así durante su almacenamiento y uso. Esto ha conducido al uso de adhesivos termofundibles, los cuales se caracterizan por una solidificación rápida y permiten utilizar velocidades muy elevadas.

Con frecuencia se utilizan adhesivos termofundibles basados en acetato de vinilo y etileno y polietileno para este filtro. Se prefieren porque son relativamente no polares y resisten los efectos deteriorantes de la triacetina, el plastificante más utilizado, que a veces migra actuando como un disolvente para el adhesivo y provocando el deterioro de la unión o enlace.

Por ejemplo, la patente americana US 4.326.543 muestra unos cigarrillos con filtro, cigarros y otros productos similares que emplean filtros fibrosos no arrollados, que se sujetan por si solos, donde la parte que contiene el tabaco se fija a los filtros fibrosos mediante papel que está revestido de forma específica con un adhesivo termofundible. Los adhesivos termofundibles descritos en este documento se basan en copolímeros de acetato de vinilo/etileno que tienen un índice de fusión que no debería ser mayor de 20 y preferiblemente es 12 o inferior a 12.

La patente americana 4.173.504 describe filtros de tabaco que tienen una dureza uniforme y poca presión y que se han preparado usando adhesivos termofundibles basados en (1) un copolímero de acetato de vinilo y etileno con un contenido en acetato de vinilo del 0, 5 al 18% molar de los monómeros totales, (2) un producto de saponificación del mismo o bien (3) un polímero mixto de los componentes de (1) y (2) y de polietileno, que tiene un contenido total en acetato de vinilo y en alcohol de vinilo del 0, 5% molar o superior, basado en el contenido total de monómero del polímero mixto. Los componentes empleados en estos adhesivos termofundibles tienen unos índices de fusión del

orden de 1-50 y preferiblemente de 4-20. En el caso de que el índice de fusión sea inferior a 1 la capacidad de mezcla del copolímero con el etileno se empobrece, mientras que si el índice de fusión es mayor a 50, puede crearse una goma en la esquina del molde y que se produzca una descomposición del material.

Los adhesivos mayoritariamente disponibles en el comercio y que se utilicen en la fabricación de cigarrillos son o bien masas fundidas calientes que requieren temperaturas de 177ºC (350ºF) o bien adhesivos acuosos que aportan resistencia a la triacetina.

Sin embargo, existen problemas asociados al uso de adhesivos de masas fundidas convencionales, que se aplican a elevadas temperaturas, en general a 177ºC (350ºF) . Estas elevadas temperaturas incrementan los riesgos del operador en lo que se refiere a quemaduras y a la inhalación de sustancias volátiles residuales. Además, las altas temperaturas requieren más energía, lo que precisa unas instalaciones de fabricación más adecuadas. Las temperaturas elevadas pueden producir también el desgaste prematuro en el equipo de aplicación, es decir, boquillas, mangueras y depósitos de almacenamiento.

La presente invención utiliza adhesivos termofundibles con temperatura de aplicación baja, que se pueden aplicar a temperaturas del orden de 93ºC a 149ºC (200 a 300ºF) . Las ventajas de utilizar temperaturas tan bajas incluyen un número reducido de elementos calefactores que se requieren en el recipiente de adhesivo, un número reducido de emisiones volátiles y el riesgo reducido de lesión además de menos desgaste en el equipo de aplicación. El uso de adhesivos termofundibles de baja temperatura puede eliminar también la necesidad de utilizar adhesivos acuosos y termofundibles, ya que algunos de los adhesivos termofundibles de la presente invención presentan una resistencia excelente a la triacetina. Además, las temperaturas inferiores reducen las temperaturas en la sección de reactivación de la maquinaria y eliminan la necesidad de placas refrigerantes. Adicionalmente, los adhesivos termofundibles de la presente invención tienen una velocidad de fijación rápida, una mejor capacidad de corte y son comparables o mejores en lo que se refiere a la resistencia a la triacetina que los adhesivos termofundibles a 177ºC (350ºF) .

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Se ha averiguado, de acuerdo con la presente invención, que los adhesivos termofundibles basados en copolímeros de etileno de baja temperatura de aplicación aportan unas ventajas o beneficios inesperados en la fabricación de filtros de cigarrillos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención va dirigida al uso de composiciones de adhesivos termofundibles, que se pueden aplicar a temperaturas entre 93ºC a 149ºC (200 a 300ºF) , en la fabricación de filtros de cigarrillos. En particular, la presente invención va dirigida a un proceso para fabricar filtros de cigarrillos, y a los filtros de los cigarrillos, donde se aplica un adhesivo termofundible basado en un copolímero de etileno de baja temperatura de aplicación a al menos un borde longitudinal o una superficie de papel de envolver poroso y/o no poroso. Los adhesivos de la presente invención se aplican también a los filtros de múltiples componentes o bien a otros filtros que se han preparado aplicando previamente la masa fundida al papel de filtro y luego calentando el papel revestido... [Seguir leyendo]

1. Filtro de cigarrillo que comprende un adhesivo termofundible a base de copolímero de etileno, que se puede aplicarse a temperaturas entre 93 y 149ºC, donde el adhesivo, que comprende acetato de vinilo y etileno, consta de un 5 a un 45% en peso de acetato de vinilo con un índice de fusión de al menos 400 dg/min.

2. Filtro de cigarrillo conforme a la reivindicación 1, que comprende adicionalmente de un segundo copolímero de acetato de vinilo y etileno, en el que el segundo copolímero de acetato de vinilo y etileno consta de un 28% en 10 peso de acetato de vinilo con un índice de fusión de 6 a 40 dg/min.

3. Filtro de cigarrillo conforme a la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un aditivo polimérico elegido del grupo compuesto por polímeros de acrilato de metilo y etileno que contienen un 10 hasta un 28% en peso de copolímeros de acrilato de metilo, ácido acrílico y etileno, con un índice de acidez de 25 a 150, copolímeros de me

tacrilato de metilo, polietileno, polipropileno, polímeros de poli (butano-1-co-etileno) y copolímeros de acrilato de nbutilo y etileno de bajo peso molecular y/o con un índice de fusión bajo, y combinaciones de los mismos.

4. Filtro de cigarrillo conforme a la reivindicación 1, en el que el adhesivo consta de una mezcla de poli-alfaolefina y EVA (copolímero de acetato de vinilo y etileno) .

5. Filtro de cigarrillo conforme a la reivindicación 1, en el que el adhesivo termofundible consta de :

a) 31 partes de cera de parafina con un punto de reblandecimiento de 65, 5ºC (150ºF) ; b) 21 partes de copolímero de acetato de vinilo y etileno con un índice de fusión de 400 y un contenido en

acetato de vinilo del 28%; c) 11 partes de copolímero de acetato de vinilo y etileno con un índice de fusión de 43 y un contenido en acetato de vinilo del 28%; d) 37 partes de resinas adherentes de alfa-metil estireno; y e) 0, 5 partes de un estabilizador antioxidante.

6. Procedimiento para la fabricación de un filtro de cigarrillo, que comprende la aplicación de un adhesivo termofundible a base de copolímero de etileno a una temperatura entre 93 y 149ºC (200 y 300ºF) sobre papel de envolver el filtro poroso y/o no poroso, donde el adhesivo de acetato de vinilo y etileno consta de un 5 hasta un 45% en peso de acetato de vinilo, que tiene un índice de fusión de al menos 400 dg/min.

7. Procedimiento conforme a la reivindicación 6, en el que el adhesivo consta de una mezcla de poli-alfaolefina y EVA (copolímero de acetato de vinilo y etileno) .

8. Procedimiento conforme a la reivindicación 6, en el que el adhesivo consta de lo siguiente:

a) 31 partes de cera de parafina con un punto de reblandecimiento de 65, 5ºC (150ºF) ; b) 21 partes de copolímero de acetato de vinilo y etileno con un índice de fusión de 400 y un contenido en acetato de vinilo del 28%; c) 11 partes de copolímero de acetato de vinilo y etileno con un índice de fusión de 43 y un contenido en ace

tato de vinilo del 28%; d) 37 partes de resinas adherentes de alfa-metil estireno; y e) 0, 5 partes de un estabilizador antioxidante.