Papel para cigarrillos con material de relleno con distribución del tamaño de partículas especial.

Papel para cigarrillos, que contiene fibras de celulosa y partículas de material de relleno,

teniendo al menos un 50% en peso, preferiblemente al menos un 70% en peso y particularmente al menos un 90% en peso del material de relleno una distribución del tamaño de partículas medida según la norma ISO 13320 con corrección de Mie para calcita, teniendo validez para su parámetro de distribución p≥d10+2·d30+2·d70-d90:

p ≤ 5,0 μm, preferiblemente p ≤ 4,0 μm y de manera particularmente preferida p ≤ 3,5 μm, y p ≥ - 1,0 μm, preferiblemente p ≥ 0,0 μm y de manera particularmente preferida p ≥ 1,0 μm.

Papel para cigarrillos con material de relleno con distribución del tamaño de partículas especial Campo de la invención La presente invención se refiere a un papel para cigarrillos que contiene fibras de celulosa y partículas de material de relleno. En este caso el concepto "contener" no excluye que el papel para cigarrillos contenga otros componentes adicionales. Se refiere particularmente a un papel para cigarrillos, que permite reducir la cantidad de monóxido de carbono en el humo de cigarrillos, así como a un correspondiente cigarrillo.

Antecedentes y estado de la técnica Es generalmente conocido que el humo de los cigarrillos contiene muchas substancias nocivas, entre ellas también monóxido de carbono. Existe por lo tanto un gran interés en la industria, en producir cigarrillos cuyo humo contenga notablemente menos substancias nocivas. Para la reducción de la cantidad de estas substancias, los cigarrillos están provistos a menudo de filtros, típicamente de acetato de celulosa. Estos filtros no son adecuados no obstante, para reducir el contenido de monóxido de carbono en el humo del cigarrillo, dado que el acetato de celulosa no puede absorber el monóxido de carbono. Diferentes propuestas de incorporar catalizadores en el filtro, para transformar el monóxido de carbono en dióxido de carbono menos nocivo, no han tenido éxito hasta ahora debido a motivos en parte funcionales, en parte económicos.

También es conocido diluir el humo que se produce en el cigarrillo por ejemplo, mediante un flujo de aire que fluye a través de una perforación del papel de la boquilla. Si bien es verdad que de esta manera puede reducirse el contenido de monóxido de carbono en el humo del cigarrillo, ha de pagarse no obstante el precio, de que también se diluyen las substancias que determinan el sabor del cigarrillo y con ello empeoran la impresión del sabor del cigarrillo y la aceptación de los clientes. Las substancias en el humo de los cigarrillos se determinan mediante un procedimiento, en el que se fuman los cigarrillos según especificaciones normadas. Un procedimiento de este tipo está descrito por ejemplo, en ISO 4387. En este caso el cigarrillo se enciende inicialmente al principio de la primera calada y se lleva a cabo entonces cada minuto una calada en el extremo de la boca del cigarrillo con una duración de 2 segundos y un volumen de 35 cm3 con un perfil de la calada sinuoso en el cigarrillo. Las caladas se repiten en este caso durante tanto tiempo, hasta que el cigarrillo queda por debajo de una longitud determinada predeterminada en la norma. El humo que sale del extremo de la boca del cigarrillo durante las caladas se recoge en una almohadilla de filtro Cambridge y este filtro se analiza químicamente después de ello en lo que se refiere a su contenido de diferentes substancias, por ejemplo, nicotina. La fase gaseosa que atraviesa desde el extremo de la boca del cigarrillo la almohadilla de filtro de Cambridge durante las caladas, se recoge y también se analiza químicamente, por ejemplo, para determinar el contenido de monóxido de carbono en el humo del cigarrillo.

Durante el proceso de fumado normado, el cigarrillo se encuentra por lo tanto en dos estados diferentes en lo que a técnica de flujo de refiere. Durante la calada existe una diferencia de presión mencionable, típicamente en el rango de 200 Pa a 1000 Pa, entre el lado interior dirigido hacia el tabaco y el lado exterior del papel para cigarrillos. Mediante esta diferencia de presión fluye aire a través del papel para cigarrillos a la parte del tabaco del cigarrillo y diluye el humo que se genera durante la calada. Durante esta fase, que dura 2 segundos por cada calada, se determina el alcance de la dilución del humo del cigarrillo mediante la permeabilidad al aire del papel. La permeabilidad al aire se determina según la norma ISO 2965 e indica qué volumen de aire fluye por unidad de tiempo, por unidad de superficie y por diferencia de presión, a través del papel para cigarrillos y tiene por lo tanto la unidad cm3/ (min cm2 kPa) . Se señala a menudo como unidad CORESTA (CU, CORESTA Unit, en inglés) (1 CU = 1 cm3/ (min cm2 kPa) ) . Con este valor se controla la ventilación de la varilla de un cigarrillo, es decir, el flujo de aire que fluye hacia el interior del cigarrillo durante una calada en el cigarrillo a través del papel para cigarrillos. Habitualmente la permeabilidad al aire de los papeles para cigarrillos se encuentra en el rango de 0 CU a 200 CU, prefiriéndose en general el rango de 20 CU a 120 CU.

En el periodo entre las caladas, el cigarrillo está por el contrario en combustión sin una diferencia de presión mencionable entre el interior de la parte del tabaco del cigarrillo y el entorno, de manera que el transporte del gas es determinado por la diferencia de concentración de gas entre la parte del tabaco y el entorno. En este caso también puede difundirse monóxido de carbono a través del papel para cigarrillos desde la parte del tabaco al aire del entorno. En esta fase, que según el procedimiento descrito en ISO 4387 dura 58 segundos por calada, la capacidad de difusión del papel para cigarrillos es el parámetro decisivo para la reducción del monóxido de carbono.

La capacidad de difusión es un coeficiente de transferencia y describe la permeabilidad del papel para cigarrillos para un flujo de gas, que es producido por una diferencia de concentración. De manera más específica, la capacidad de difusión indica el volumen de gas que atraviesa el papel por unidad de tiempo, por unidad de superficie y por diferencia de concentración, y tiene por lo tanto la unidad cm3/ (s cm2) = cm/s. La capacidad de difusión de un papel para cigarrillos para CO2 puede determinarse por ejemplo, con el medidor de difusividad de CO2 de la empresa Sodim y está en estrecha relación con la capacidad de difusión de un papel para cigarrillos para CO.

De las observaciones anteriores resulta que la capacidad de difusión del papel para cigarrillos tiene un significado autónomo importante para el contenido de monóxido de carbono en el humo de los cigarrillos y que los valores de

monóxido de carbono en el humo de los cigarrillos pueden reducirse mediante el aumento de la capacidad de difusión. Esto es importante particularmente en lo que se refiere a los cigarrillos autoextinguibles conocidos del estado de la técnica, en los que se observan valores comparativamente altos de monóxido de carbono. En el caso de estos cigarrillos se aplican bandas ignífugas sobre el papel para cigarrillos, para lograr en una prueba normada (ISO 12863) la autoextinguibilidad. Ésta o una prueba parecida, es por ejemplo, parte de regulaciones legales en los EE.UU, Canadá, Australia y la Unión Europea. Los elevados valores de monóxido de carbono se producen debido a que el monóxido de carbono solo puede difundirse hacia el exterior del cigarrillo en una medida muy reducida debido a las bandas ignífugas. Sería por lo tanto una gran ventaja, disponer de papeles para cigarrillos que compensen este efecto secundario no deseado.

En la práctica no obstante, es extremadamente difícil ajustar la capacidad de difusión independientemente de la permeabilidad al aire del papel en el proceso de la producción del papel. La permeabilidad al aire es no obstante, por su parte, en la mayoría de los casos, objeto de las especificaciones del papel predeterminadas por los productores de cigarrillos, de manera, que -bajo esta especificación-la capacidad de difusión resulta prácticamente del proceso de producción del papel y solo puede variarse en un ámbito muy pequeño (compárese también B.E.: The influence of the pore size distribution of cigarette paper on its diffusion constant and air permeability, SSPT17, 2005, CORESTA meeting, Stratford-upon-Avon, RU) . Determinándose tanto la permeabilidad al aire, como también la capacidad de difusión, mediante la estructura de los poros del papel para cigarrillos, existiendo una relación entre estas magnitudes, que viene dada aproximadamente por D* ~Z (1/2) , indicando D* la capacidad de difusión y Z la permeabilidad al aire. Esta relación es válida sobre todo con una buena aproximación, cuando la permeabilidad al aire del papel se ajusta primeramente mediante la trituración de las fibras de celulosa.

Del estado de la técnica se conocen diferentes enfoques para aumentar la constante de difusión del papel para cigarrillos, por ejemplo, mediante la adición de sustancias inestables térmicamente (documento WO 2012013334) o mediante la elección del tamaño medio de las partículas de material de relleno (documentos EP 1450632, EP 1809128) . A pesar de estos intentos, aún no existe una posibilidad de aumentar esencialmente la capacidad de difusión con una permeabilidad al aire predeterminada.

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1. Papel para cigarrillos, que contiene fibras de celulosa y partículas de material de relleno, teniendo al menos un 50% en peso, preferiblemente al menos un 70% en peso y particularmente al menos un 90% en peso del material de relleno una distribución del tamaño de partículas medida según la norma ISO 13320 con corrección de Mie para calcita, teniendo validez para su parámetro de distribución p=d10+2·d30+2·d70-d90:

p 5, 0 µm, preferiblemente p 4, 0 µm y de manera particularmente preferida p 3, 5 µm, y p -1, 0 µm, preferiblemente p 0, 0 µm y de manera particularmente preferida p 1, 0 µm.

2. Papel para cigarrillos según la reivindicación 1, en el que el material de relleno consiste total o parcialmente en uno o varios de los siguientes materiales: cal precipitada, óxido de magnesio, hidróxido de magnesio, hidróxido de 10 aluminio, dióxido de titanio y óxido de hierro.

3. Papel para cigarrillos según la reivindicación 1 o 2, que tiene una permeabilidad al aire de x CU y una capacidad

** (Ver fórmula) **

de difusión D*x para CO2, y teniendo validez D*x·

** (Ver fórmula) **

** (Ver fórmula) **

** (Ver fórmula) **

** (Ver fórmula) **

4. Papel para cigarrillos según la reivindicación 3, teniendo validez 20 x 120, preferiblemente 30 x 100.

5. Papel para cigarrillos según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el valor medio d50 de la distribución del tamaño de partículas medido según la norma ISO 13320 con corrección de Mie para calcita está entre 0, 2 µm y 4, 0 µm, preferiblemente entre 0, 5 µm y 3, 0 µm.

6. Papel para cigarrillos según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el contenido de material de relleno total del papel se encuentra entre un 10% en peso y un 45% en peso, preferiblemente entre un 20% en peso y un 20 40% en peso.

7. Papel para cigarrillos según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el peso por unidad de superficie se encuentra entre 10 g/m2 y 60 g/m2, preferiblemente entre 20 g/m2 y 35 g/m2

8. Papel para cigarrillos según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el papel está tratado en zonas

discretas con materiales ignífugos, que son adecuados para proporcionar propiedades de autoextinción a un 25 cigarrillo producido a partir del papel.

9. Cigarrillo, comprendiendo una varilla de tabaco y un papel para cigarrillos que rodea la varilla de tabaco, siendo el papel para cigarrillos un papel para cigarrillos según una de las reivindicaciones 1 a 8.