Papel para un artículo para fumar que presenta propiedades de reducción del potencial incendiario.

Papel (10) para un artículo para fumar (1), en particular para un cigarrillo,

que comprende unas zonas tratadas (11) con una formulación de recubrimiento (13) adecuada para reducir el potencial incendiario de dicha zona tratada, caracterizado por que la formulación (13, 13a) comprende unas nanopartículas de celulosa que presentan una dimensión media (d50) inferior o igual a cinco micrómetros.

Papel para un artículo para fumar que presenta propiedades de reducción del potencial incendiario.

La invención se refiere a un papel para un artículo para fumar, que presenta unas propiedades de reducción del potencial incendiario.

Un ejemplo de un papel de este tipo se describe en el documento WO 2008/081342 A2.

Convencionalmente, los papeles para cigarrillos destinados a la constitución de cigarrillos industriales se elaboran a partir de fibras celulósicas (fibras que provienen de madera y/o de fibras vegetales textiles, con adición en la suspensión fibrosa de carbonato de calcio como pigmento convencional) .

Unas sales retardadoras o aceleradoras de combustión se aplican convencionalmente sobre toda la superficie cuando tiene lugar su fabricación, con el fin de controlar algunos parámetros de la combustión del cigarrillo constituido. Se trata generalmente de sales de sodio, de sales de potasio, de sales de magnesio, etc. Confieren además al cigarrillo una mejor combustibilidad.

Las normas actuales imponen a los fabricantes de cigarrillos respetar unas tasas de alquitrán, de nicotina y de monóxido de carbono (CO) por cigarrillo inferiores a unos umbrales dados. Por ejemplo, la reglamentación europea impone unos umbrales de 10 mg por cigarrillo para el alquitrán, 1 mg por cigarrillo para la nicotina y 10 mg por cigarrillo para el monóxido de carbono.

Se ha constatado que la reducción de los condensados de la fase particulada (alquitrán y nicotina) y del monóxido de carbono del humo del cigarrillo era proporcional al aumento de la porosidad natural del papel. Por ejemplo, la utilización de un papel con permeabilidad inicial elevada entre 10 y 200 Coresta (Cu, o ml/min/cm2) permite alcanzar una reducción del 28% de alquitrán, del 20% aproximadamente de nicotina y del 45% de monóxido de carbono.

La mayor parte de la ganancia se adquiere a partir del nivel 70 Coresta, con una reducción suplementaria en el intervalo 100-200 CU.

Los fabricantes de papel han sido incitados, por otra parte, a proponer unos papeles que tengan un potencial de inflamación reducido, con el fin de limitar los riesgos de auto-combustión del cigarrillo. El objetivo de estos papeles es apagar el cigarrillo si la combustión no es mantenida por un aporte de oxígeno, es decir, si el fumador no "aspira" en el cigarrillo. Estos papeles son, hoy en día, conocidos bajo el nombre de papel "LIP", por "Low Inflammation Proclivity" (bajo potencial incendiario en español) , y comprenden unas bandas tratadas LIP con una formulación filmógena adecuada para taponar los poros del papel y reducir así la permeabilidad del papel en estas zonas. La alternancia de las zonas tratadas con la formulación filmógena con unas zonas no tratadas permite reducir el potencial de inflamación del papel, privando parcialmente de oxígeno el cono de combustión del cigarrillo cuando éste alcanza las zonas de permeabilidad reducida (cerrada) .

Las zonas LIP tienen, sin embargo, un efecto nefasto sobre las tasas de alquitrán, de nicotina y de monóxido de carbono por cigarrillo, ya que reducen la porosidad natural del papel. Por lo tanto, se ha propuesto aumentar de manera significativa su porosidad inicial aplicando sobre el papel unas sales de combustión antes del tratamiento de las zonas por la formulación filmógena.

Se ha propuesto también recubrir la totalidad o parte del papel con unas sales retardadoras de combustión que provocan unas reacciones endotérmicas cuando tiene lugar la combustión del papel. Su combustión genera, en cambio, dióxido de carbono (CO2) , dinitrógeno (N2) y agua.

Las zonas tratadas son generalmente unos anillos transversales realizados en la totalidad o parte del cigarrillo. Sin embargo, el tratamiento discreto de la hoja de papel en bandas sucesivas y separadas por unas zonas no tratadas por la formulación filmógena, crea unas tensiones en la hoja de papel que generan, frecuentemente, unos problemas cuando tiene lugar la transformación del papel, en particular en la puesta en bobina del papel tratado. El papel tiende, en efecto, a abombarse a nivel de zonas localizadas.

En este caso, la propensión de los cigarrillos a causar incendios se ha evaluado según el método de ensayo ASTM E 2187-04. Este método de ensayo mide la probabilidad de que un cigarrillo colocado sobre un sustrato produzca suficiente calor para mantener la combustión del cilindro del tabaco, sea cual sea la composición del tabaco utilizada. Cada determinación consiste en colocar un cigarrillo encendido sobre una superficie horizontal que se compone de un número dado de capas de papel filtro (diez capas) .

Se determina entonces si el cigarrillo continúa consumiéndose hasta el principio del extremo del papel.

Se efectúan cuarenta determinaciones (que constituyen un ensayo) para obtener la probabilidad relativa de que el cigarrillo continuará consumiéndose a pesar de la absorción de calor del sustrato.

Además del ensayo de evaluación del potencial incendiario según el método de ensayo ASTM E 2187-04, también es posible evaluar el porcentaje de cigarrillos que se apagan en combustión libre (FASE, por "Free Air Self Extinguishment") . La combustión libre se caracteriza en este caso por la capacidad del cono de fuego del cigarrillo para recorrer la totalidad del cigarrillo a pesar de la presencia de las zonas tratadas, no siendo el cigarrillo solicitado por ninguna aspiración.

Por último, se ha realizado también un ensayo de difusividad, que permite predecir más rápidamente y más fácilmente el carácter LIP de un papel. Este ensayo se realiza en las zonas tratadas LIP midiendo la capacidad del papel para difundir el dióxido de carbono. La predicción da buenos resultados cuando la difusividad del dióxido de carbono es inferior a 0, 3 cm/s, y más preferentemente inferior a 0, 2 cm/s.

El aparato que ha servido para la medición de la difusividad es el aparato de la compañía SODIM -medidor de difusión D-95.

Las formulaciones a base de compuestos filmógenos se aplican generalmente por estampación, típicamente por heliografía, serigrafía, o también flexografía y deben presentar por lo tanto unas características de extracto seco y de viscosidad particulares.

Sin embargo, se ha observado que la utilización de los papeles LIP afectaba a los aspectos funcionales del cigarrillo, en particular a su sabor, a la integridad de sus cenizas, a la tasa efectiva de monóxido de carbono, etc. Por otra parte, se ha constatado que cuando un fumador vuelve a encender su cigarrillo a nivel de las zonas tratadas LIP, se modifica el sabor y la tasa de monóxido de carbono.

Un objetivo de la solicitud es proponer un nuevo papel LIP capaz de preservar los aspectos funcionales del cigarrillo sin generar por tanto efectos secundarios agravantes sobre la tasa de monóxido de carbono, de nicotina y de alquitrán, incluso después de volver a encender el cigarrillo. Por ejemplo, se busca obtener un papel que presente un nivel de FASE inferior o igual a 50% para el bienestar de los fumadores, así como un porcentaje de cigarrillos consumidos según el ensayo ASTM inferior o igual al 25%.

De manera secundaria, otro objetivo de la solicitud es proponer un papel LIP que sea más fácil de transformar.

Para ello, la invención propone un papel para un artículo para fumar, en particular para un cigarrillo, que comprende unas zonas tratadas con una formulación de recubrimiento adecuada para reducir el potencial incendiario de dicha zona tratada, en el que la formulación comprende unas nanopartículas de celulosa que presentan una dimensión media (d50) inferior o igual a cinco micrómetros.

La celulosa está constituida realmente por un homopolisacárido lineal compuesto por ßD-glucopiranosas unidas juntas en ß1-4. La estructura química de la celulosa está, por lo tanto, compuesta por unidades de celobiosa que se repiten, llevando cada monómero tres grupos hidroxilos. La capacidad para formar unos enlaces por puente de hidrógeno desempeña, por lo tanto, un papel directo sobre las propiedades físicas de la celulosa.

De manera general, la longitud de la cadena de polímeros varía según la fuente de celulosa y la parte de la planta en cuestión. Por ejemplo, la celulosa nativa de la madera tiene un grado de polimerización (DP) de aproximadamente 10000 grupos glicopiranosas, mientras que la celulosa nativa del algodón tiene un DP de aproximadamente 15000.

La micro-fibrilla de celulosa es la base estructural de la celulosa, formada durante la biosíntesis. Comprende hemicelulosa, celulosa para-cristalina y celulosa.

La nano-fibra de celulosa está elaborada a partir de celulosa nativa que ha sufrido unos... [Seguir leyendo]

1. Papel (10) para un artículo para fumar (1) , en particular para un cigarrillo, que comprende unas zonas tratadas (11) con una formulación de recubrimiento (13) adecuada para reducir el potencial incendiario de dicha zona tratada, caracterizado por que la formulación (13, 13a) comprende unas nanopartículas de celulosa que presentan una dimensión media (d50) inferior o igual a cinco micrómetros.

2. Papel (10) según la reivindicación 1, caracterizado por que las nanopartículas (13, 13a) comprenden unas nanofibras, unos nanotubos, unos nanofilamentos y/o unos nanobastoncillos. 10

3. Papel (10) según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que las nanopartículas (13, 13a) tienen por lo menos una dimensión inferior o igual a 100 nm cuando se consideran individualmente.

4. Papel (10) según la reivindicación 3, caracterizado por que las nanopartículas (13) son celulosa nanodispersada 15 (NDC) .

5. Papel (10) según la reivindicación 4, caracterizado por que las zonas (11) están tratadas además con una formulación que comprende un compuesto filmógeno (13b) tal como el almidón, la carboximetilcelulosa y/o la metilcelulosa (13b) .

6. Papel (10) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la formulación (13) comprende además un compuesto filmógeno (13b) tal como el almidón, la carboximetilcelulosa y/o la metilcelulosa.

7. Papel (10) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que las zonas tratadas (11) están separadas 25 entre sí por unas zonas no tratadas (12) por la formulación de recubrimiento (13) , y por que dichas zonas no tratadas (12) por la formulación de recubrimiento (13) están tratadas con unas sales aceleradoras de combustión (14) .

8. Papel (10) según la reivindicación 7, caracterizado por que las sales aceleradoras de combustión (14) se aplican exclusivamente en las zonas no tratadas (12) . 30

9. Papel (10) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que las zonas tratadas (11) son unas bandas que se extienden transversalmente, que tienen una anchura comprendida entre cuatro y ocho milímetros, y espaciadas de dos en dos en una distancia comprendida entre quince y veinte milímetros.

10. Papel (10) según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la formulación (13) comprende además unos pigmentos, en particular hidróxido de aluminio.

11. Artículo para fumar (1) , caracterizado por que comprende un papel (10) según una de las reivindicaciones 1 a 10. 40

12. Procedimiento de fabricación de un papel (10) según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

- proporcionar un papel (10) para artículo para fumar, y 45

- aplicar en unas zonas discretas (11) del papel (10) por lo menos una capa de una formulación de recubrimiento (13) adecuada para reducir el potencial incendiario de dichas zonas discretas (11) , comprendiendo dicha formulación (13) unas nanopartículas de celulosa.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que comprende además una etapa de aplicación de por lo menos una capa de sales aceleradoras de combustión (14) en unas zonas (12) no tratadas con la formulación de recubrimiento (13) .

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado por que comprende además una etapa 55 de aplicación de una capa de un compuesto filmógeno (13a) tal como almidón, carboximetilcelulosa, y/o metilcelulosa, en las zonas tratadas (11) .

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 o 13, en el que la formulación (13) que comprende unas nanopartículas de celulosa comprende además un compuesto filmógeno (13a) tal como el almidón, la 60 carboximetilcelulosa y/o la metilcelulosa, y el procedimiento está caracterizado por que comprende además una etapa durante la cual se mezcla la formulación (13) a base de nanopartículas de celulosa con el compuesto filmógeno previamente a la aplicación de dicha formulación (13) sobre el papel (10) .

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado por que las nanopartículas se aplican en 65 forma hidratada en una solución acuosa que comprende entre el 5 y el 15% de extracto seco de nanopartículas.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado por que las capas (12, 13a, 14) se aplican por heliografía, serigrafía o flexografía.