RS56651B1

RS56651B1 - Postupak za prevlačenje

Info

Publication number: RS56651B1
Application number: RS20171292A
Authority: RS
Inventors: Guenter Griesmayr; Barbara Puehringer; Bernhard Knauseder; Eike Schopper
Original assignee: Tannpapier Gmbh
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2018-03-30
Also published as: EP3048906A2; EA031273B1; TW201519801A; HK1218054A1; HUE036383T2; JP2016536977A; CY1121048T1; EA031273B9; EA201690578A1; LT3048906T; HRP20180164T1; CN105555154B; BR112016006487B1; US20160262446A1; MX2016003806A; CL2016000704A1; PL3048906T3; TWI646905B; PH12016500519B1; CA2924235A1

Description

Opis pronalaska

[0001] Pronalazak se odnosi na postupak za prevlačenje ambalaţnog materijala od papira ili kartona za proizvode za pušenje ili delove proizvoda za pušenje, pri čemu postupak za prevlačenje ima za cilj smanjenje sklonosti ovog ambalaţnog materijala da upija vodene ili uljane supstance i smanjenje difuzije ili migracije takvih supstanci kroz papir ili karton. Dalje, pronalazak se odnosi na odgovarajući prevučeni ambalaţni materijal.

[0002] Pronalazak je dalje u nastavku opisan prvenstveno na osnovu papira za obmotavanje usnika cigarete kao ilustrativnog primera ambalaţnog materijala prema pronalasku. Razlog za to je što je papir za obmotavanje usnika verovatno najvaţniji slučaj primene pronalaska i što je opis koji je koncentrisan na samo jedan slučaj primene lakši za razumevanje. Tek će u poslednjem delu opisa takoĎe ukratko biti razmotrene i druge primene.

[0003] Vaţni delovi uobičajenih cigareta sa filterom su svitak duvana, filter i ambalaţni materijal u obliku cigaret-papira koji obavija svitak duvana, a koji neposredno obavija papir za obmotavanje filtera i papir za obmotavanje usnika.

[0004] Papir za obmotavanje usnika, koji se često naziva "papirna tuba" ili kratko "tuba", je onaj deo cigarete sa filterom, koji je pri pušenju naslanja na usne osobe koja puši cigaretu. On obavija filterski deo i obično se pruţa u uzduţnom smeru cigarete sa filterom, a malim delom i u uzduţnu oblast svitka duvana i tamo obavija cigaret-papir. On je spojen lepljenjem sa papirom za obmotavanje filtera i cigaret-papirom. Zahvaljujući formiranju lepljenog spoja filterski deo i svitak duvana se mehanički spajaju u mašini za cigarete. Papir za obmotavanje usnika je u stvari uglavnom papir, mada takoĎe moţe biti i folija ili kompozitni materijal koji se sastoji od više slojeva različitih materijala.

[0005] Papir za obmotavanje usnika obično ima štampani uzorak. Na primer, ovaj štampani uzorak moţe podsećati na plutu.

[0006] U austrijskoj prijavi patenta A 1013/2012 istog podnosioca, koja još uvek nije bila objavljena na dan prioriteta predmetne prijave (u meĎuvremenu je objavljena kao AT 513413 A1) pomenut je zahtev da bi izmeĎu spoljašnjeg sloja papira za obmotavanje usnika i papira za obmotavanje filtera trebala da bude predviĎena jedna barijera nepropusna za ulje, a naročito onda kada je papir za obmotavanje usnika snabdeven materijom koja ima senzorno dejstvo (kao što je npr. materija koja u kontaktu sa usnama izaziva osećaj hladnoće), pošto je ovo generalno povezano sa nepoţeljnom difuzijom ove materije u filterski materijal. Zato je prema A 1013/2012 predloţeno da se izmeĎu papira za obmotavanje usnika i papira za obmotavanje filtera postavi jedna folija nepropusna za ulje.

[0007] U EP 2551407 B1 je predloţen papir za obmotavanje filtera, koji u odnosu na druge papire kojima su obmotani filteri znatno bolje sprečava difuziju ulja, ali koji je još uvek lak i veoma porozan, odnosno papir koji dobro propušta vazduh, što je vaţno za papire kojima su obmotani filteri. Papir za obmotavanje filtera je naročito poţeljan onda kada se upotrebljava filter koji sadrţi tečnu aromatičnu materiju koja je namenjena za obogaćivanje struje dima, ali koja ne sme da toliko mnogo difunduje kroz papir za obmotavanje filtera i u papir za obmotavanje usnika koji se pruţa spolja na gotovoj cigareti, da na vidljivoj površini papira za obmotavanje usnika ne bi došlo do nastanka vidljivih mrlja. Zato je, prema EP 2551407 B1, kao papir za obmotavanje filtera predloţen specijalni osnovni papir - koji je definisan stepenom samlevenosti dugih vlakana pulpe i udelom punilaca - koji je impregniran vodenom kompozicijom, a naročito vodenim rastvorom ili suspenzijom. U jednom specifičnom izvoĎenju, posle impregnacije se na papir za obmotavanje filtera takoĎe dodatno nanosi i jedan vodeni rastvor.

[0008] U DE 2743986 A1 je predloţen papir za obmotavanje usnika, koji je obojen po celom preseku i snabdeven je utisnutim uzorkom koji nalikuje prirodnoj površini plute. Kao zaštitni sloj za utisnuti uzorak i radi ostvarivanja sjajnog izgleda, strana papira za obmotavanje usnika koja treba da bude vidljiva je dodatno snabdevena slojem laka. Kao lakovi za ove svrhe se mogu navesti, na primer, šelak, etil celuloza i polietilenski vosak-stiren akrilat.

[0009] U WO 2009027331 A2 je predloţen papir za obmotavanje usnika koji je prevučen kompozitom od nitroceluloznog laka i materijala koji izaziva osećaj hladnoće.

[0010] U EP 10446115 B1 je predloţen cigaret-papir (odnosno papir koji je predviĎen za obavijanje svitka duvana), koji je snabdeven vodoodbojnom impregnacijom od derivata celuloze. Da bi se uprkos impregnaciji ostvarila ţeljena dobra propustljivost cigaret-papira za vazduh, predloţeno je da se impregnacija nanosi u više vremenski sukcesivno rasporeĎenih radnih operacija prevlačenja.

[0011] U US 2009/0065012 A1 i US 2004/0099280 su opisane višeslojne prevlake za cigaretpapir (tj. papir koji je predviĎen za obavijanje svitka duvana), koje se nanose u vidu mnoštva traka da bi se formirale cigarete koje se same gase.

[0012] Pronalazak je baziran na cilju da se realizuje ambalaţni materijal, a naročito papir za obmotavanje usnika, u takvom stanju prerade u kome do prerade u mašini za cigarete nedostaje samo jedan ili više specifičnih štampanih uzoraka koji su uočljivi bilo optički i/ili pak senzorno. Specifični zahtevi u vezi papira za obmotavanje usnika u pomenutom stanju prerade papira za obmotavanje usnika su:

- papir za obmotavanje usnika treba u stvari da bude papir, a ne folija. (Ovo je potrebno pre svega zbog razloga haptičnosti, odn. taktilnosti, razloga mogućnosti daljeg štampanja i razloga preradljivosti u mašini za cigarete).

- papir za obmotavanje usnika koji je prevučen prema pronalasku u odnosu na druge takve papire koji se upotrebljavaju kao papir za obmotavanje usnika treba da ima, nezavisno od narednih specifičnih štampanih uzoraka, znatno manju sklonost prema formiranju mrlja usled upijanja vodenih, uljanih, masnih, voštanih ili alkoholnih supstanci i difuzije ovih supstanci kroz papir za obmotavanje usnika.

- ţeljeno "izbegavanje stvaranja mrlja" na papiru za obmotavanje usnika treba da bude pouzdano i nezavisno od svojstava upotrebljenog osnovnog papira.

[0013] Za ostvarivanje ovog cilja je predloţeno da se osnovni papir koji dolazi iz procesa proizvodnje papira snabdeva prevlakama koje se nanose u tečnom obliku u dva procesa prevlačenja koji se izvode vremenski jedan posle drugog, pri čemu se u prvom procesu prevlačenja nanosi slabo hidrofobni materijal za prevlačenje, prvenstveno sa jednim organskim rastvaračem kao tečnom, isparljivom matricom, i pri čemu se u drugom procesu prvenstveno nanosi hidrofobniji materijal za prevlačenje koji odbija ulje sa vodom kao tečnom, isparljivom matricom. Pod "tečnom isparljivom matricom" se podrazumevaju sve vrste rastvarača (neorganskih i organskih) i medijumi za dispergovanje disperzija, emulzija ili suspenzija.

[0014] Prvi proces prevlačenja u suštini ima za cilj da zaštiti papir od oštećenja od vode koja se nuţno nanosi pri drugom procesu prevlačenja. Tek se drugim procesom prevlačenja nanosi takva prevlaka kojom se ostvaruje odlučujući ţeljeni efekat "sprečavanja stvaranja mrlja", kao što je naročito najmanja moguća tendencija prema upijanju, odn. difuziji vodenih, uljanih, voštanih i alkoholnih supstanci. Prema aktuelnom opisu proces prevlačenja je definisan kao nanošenje materijala za prevlačenje, pri čemu se proces prevlačenja takoĎe moţe sastojati od vremenski razdvojenih nanošenja više slojeva materijala za prevlačenje koji leţe jedan preko drugog.

[0015] Ţeljeni efekat “sprečavanja stvaranja mrlja” zahteva prevlaku koja ne upija ulje ili koja čak odbija ulje. Materijali za prevlačenje koji ne upijaju ulje, odn. koji odbijaju ulje, a koji su poznati podnosiocu prijave u trenutku nastanka pronalaska i koji se mogu upotrebiti u tečnom obliku su rastvoreni u vodi ili vodenim rastvorima ili su prisutni u vidu disperzije sa vodom kao medijumom za dispergovanje. MeĎutim, voda se moţe upotrebljavati kao isparljiva tečna matrica za prevlačenje papira samo u veoma ograničenoj meri, pošto netretirani papir brzo apsorbuje vodu i pri tome se moţe toliko promeniti sve do trajne neupotrebljivosti, odnosno on postaje mek i hrapav, pri čemu se povećava njegova obmotavajuća površina, a on se nabira i više se ne moţe dalje preraĎivati.

[0016] Zbog toga što se pre nanošenja druge, u suštini najvaţnije prevlake za odbijanje ulja, koja je bazirana na vodi kao isparljivoj tečnoj matrici, prvo nanosi prevlaka koja nije bazirana na vodi kao isparljivoj tečnoj matrici i koja smanjuje sposobnost papira da upija vodu, onda se moţe naneti znatno veća količina druge prevlake nego što bi to inače bilo moguće i zato takoĎe moţe da se ostvari znatno bolji ţeljeni efekat (“sprečavanje stvaranja mrlja”) nego što bi inače bilo moguće. Mrljama se nazivaju lokalne promene izgleda nastale pod dejstvom vode, alkohola, rastvarača, voskova, masti ili ulja (na primer, masnih ulja, mineralnih ulja, silikonskih ulja, etarskih ulja). Naravno, pronalazak bi se takoĎe mogao primeniti u slučaju neke druge takve prevlake koja bi, iako njena isparljiva tečna matrica nije bazirana na vodi, takoĎe promenila svojstva papira ili kartona na nepoţeljan način. Zato je prva prevlaka koja se koristi generalno formulisana sa ciljem smanjenja sposobnosti papira ili kartona da apsorpbuje isparljivu tečnu matricu druge prevlake.

[0017] Prevlaka prema pronalasku je posebno poţeljna kod tipova papira sa malom gramaturom (ispod 80g/m2 , a prvenstveno ispod 40 g/m<2>), pošto se negativni uticaj na svojstva papira povećava sa povećanjem apsolutne vlaţnosti papira.

[0018] Pronalazak će sada biti detaljnije opisan sa pozivom na jedan primer izvoĎenja.

Slika 1 predstavlja šematski prikaz ilustrativnog postupka za prevlačenje prema pronalasku.

Slika 2 prikazuje rezultate testa plutanja na mastilu za papir za obmotavanje usnika koji je prevučen prema pronalasku i dva papira za poreĎenje.

[0019] Na Slici 1 je prikazan jedan ilustrativni onlajn postupak za proizvodnju prevučenog papira prema pronalasku. U ovom kontekstu, “onlajn” znači da papir ima oblik papirne trake 4, koja se povlači kroz postrojenje za prevlačenje i kontinualno se prevlači. Pri tome se papirna traka obično odmotava sa jedne rolne papira (matične rolne ili kalema), a posle prevlačenja se ponovo namotava u jednu rolnu papira, ili se dalje direktno preraĎuje, na primer, seče se na trake. Na osnovu primera prevlačenje prema pronalasku se izvodi u četiri parcijalna koraka:

U prvom koraku se nanosi prva, donja prevlaka pomoću ureĎaja 1.1 za prevlačenje.

[0020] U drugom koraku se suši prva prevlaka.

[0021] U trećem koraku u ureĎaju 1.2 za prevlačenje se preko prve prevlake nanosi druga prevlaka.

[0022] U četvrtom koraku se suši druga prevlaka.

[0023] Pri tome se prvi i drugi korak i/ili treći i četvrti korak mogu izvesti više puta. To znači da se prvi i/ili drugi proces prevlačenja mogu izvoditi nanošenjem više slojeva koji se nanose vremenski jedan posle drugog.

[0024] Kao varijante moguće je osmisliti nanošenje donje ili obe prevlake prema pronalasku na obe strane ili nanošenje jedne od dve prevlake u više slojeva vremenski jedne posle druge, pri čemu je nanošenje svakog sloja praćeno procesom sušenja. TakoĎe postoji mogućnost da posle ureĎaja za prevlačenje bude predviĎen ureĎaj za štampanje, da bi se izvršilo štampanje štampanog uzorka koji ima optičku, taktilnu, senzornu ili neku drugu funkciju kod osušene prevlake ili druge strane papira. TakoĎe bi se moglo osmisliti to da se nanošenja prve prevlake i druge prevlake vrše u dva odvojena postrojenja, na primer, iz prostornih ili procesnih razloga. U ovom slučaju papirna traka 4 se namotava već posle sušenja prve prevlake da bi se formirala rolna papira. Onda se ova rolna papira transportuje do drugog postrojenja, gde se papirna traka (4) odmotava i snabdeva drugom prevlakom.

[0025] Kao što je prikazano na Slici 1, sušenje se moţe ubrzati dejstvom vrelog vazduha ili infracrvenog zračenja. Kao posebno vredan postupak sušenja prevlake prema pronalasku se pokazala kombinacija sušenja vrelim vazduhom i infracrvenim zračenjem. Pri tome se prevlaka, na primer, prvo ozračuje infracrvenim zračenjem, a prvenstveno za zadnje, neprevučene strane papira. Zahvaljujući tome prevlaka prvo počinje da se suši u dubini, odnosno na papiru. Zbog toga rastvarač koji isparava (ili generalno isparljiva tečna matrica) moţe izaći kroz gornje, još uvek tečne slojeve prevlake koji su u kontaktu sa vazduhom. Čim iz donjih slojeva ispari dovoljno rastvarača, onda se isparavanje rastvarača u blizini površine moţe izvršiti dodatnim ubrzanjem sušenja sa strane papira koja je prevučena pomoću infracrvenog zračenja ili vrelog vazduha. Ovaj postupak sušenja je posebno vaţan za drugu prevlaku, pošto isparljiva tečna matrica ove prevlake ne moţe da izaĎe kroz već osušenu prvu prevlaku koja se nalazi ispod nje.

[0026] Broj i raspored izvora (2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 3.3) vrelog vazduha i infracrvenog zračenja, kao i intenzitet i trajanje njihovog dejstva zavise od upotrebljenog papira i od vrste i količine upotrebljenog laka, a najbolje se mogu odrediti eksperimentom. Što se tiče rasporeda u odnosu na papir, kao primer treba navesti sledeće: jedan ili više izvora (3.1, 3.2, 3.3) infracrvenog zračenja sa jedne strane ili sa obe strane odozgo (strane koja se prevlači), sa jedne strane ili sa obe strane odozdo; jedan ili više izvora (2.1, 2.2) vrelog vazduha sa jedne strane odozgo, sa jedne ili sa obe strane odozdo; kao i kombinacije navedenih rasporeda izvora (3.1, 3.2, 3.3) infracrvenog zračenja i izvora (2.1, 2.2) vrelog vazduha. Dejstvo izvora (3.1, 3.2, 3.3) infracrvenog zračenja i izvora (2.1, 2.2) vrelog vazduha moţe biti istovremeno ili naizmenično.

PRIMER

[0027] Polazni materijal je, na primer, osnovni papir na bazi vlakana pulpe, kao što je uobičajeno za papir za obmotavanje usnika. On ima gramaturu (masu za definisanu površinu) od oko 20-80 g/m2 , 35 g/m2 u aktuelnom primeru.

[0028] Ukoliko bi osnovni papir bio direktno snabdeven drugom prevlakom (npr. stirenakrilatnim lakom na bazi vode) bez prvog procesa prevlačenja, onda bi veoma apsorbentni osnovni papir upio pribliţno celu količinu tečne komponente laka. U slučaju nanošenja čvrste materije od 5 g/m2 i tipične kompozicije laka koja ima udeo čvrste materije u odnosu na udeo tečnosti od 30:70, masa nanete tečnosti bi bila 11,7 g/m<2>. Shodno tome, bilo bi naneto 11,7 g vode na 35 g papira, što odgovara povećanju apsolutne vlaţnosti papira, koja je definisana kao [(masa vlage - suva masa)/masa vlage], od oko 25 teţ. %. PoreĎenja radi, u slučaju iste prevlake za gramaturu od 80 g/m<2>, apsolutna vlaţnost papira bi se povećala samo za 12,7 teţ. %. Podnosilac prijave je ustanovio da povećanje regularne vlaţnosti papira (4-7 teţ. %) do apsolutne vlaţnosti papira od pribl. 14 teţ. %, utiče negativno na svojstva papira tako da se papir za obmotavanje usnika više praktično ne moţe preraĎivati. Ovo ilustruje veliki značaj prevlake prema pronalasku, a posebno za upijajuće papire male gramature, pošto se prvim prevlačenjem smanjuje sposobnost upijanja papira za tečnu komponentu druge prevlake.

[0029] Za prvi proces prevlačenja se kao materijal za prevlačenje upotrebljava šelak. Šelak se meša sa etanolom kao rastvaračem, sve dok se pri merenju viskoznosti smeše pomoću testa odreĎivanja isticanja sa posudom za isticanje sa otvorom prečnika 4mm (ISO posuda za isticanje sa otvorom od 4 mm prema EN ISO 2431 verzija 1993-02-15) dobije vreme isticanja izmeĎu 18 i 22 sekundi. Po m<2>papira se ravnomerno nanosi od 1 do 6 grama, a prvenstveno od 3 do 3,5 grama količine nanete suve materije ove smeše na osnovni papir. Količina nanete suve materije se moţe izmeriti kao povećanje teţine papira posle sušenja prevlake, a zato predstavlja masu nanetog, neisparljivog materijala za prevlačenje.

Posle prvog procesa prevlačenja papir se suši na vazduhu na temperaturi od 70°C do 120°C najmanje od 1-4 sekunde.

Uspešnost prve prevlake, odnosno "pad ispod maksimalne prihvatljive sposobnosti papira da apsorbuje vodu sa strane prevučene površine" se moţe testirati pomoću standardizovanog takozvanog testa po Kobu (Cobb) (ISO 535). Kada se kao tečnost za testiranje upotrebljava voda i kada se uspešno moţe izvesti Kob 300 (izlaganje količine uzorka vodi tokom 300 sekundi) ili neki duţi test po Kobu, onda je pomenuta sposobnost upijanja vode za ovaj stadijum prerade dovoljno niska. (U skladu sa standardom test se moţe izvesti kada u toku trajanja testa voda ne prodre kroz više od 80% uzoraka). Za uzorke je bila izmerena Kob 300-vrednost manja od 25 g/m2.

[0030] Druga prevlaka se nanosi na istu stranu papira kao i prva prevlaka, odnosno ona pokriva prvu prevlaku. Za drugi proces prevlačenja se upotrebljava stiren-akrilatni lak, kod koga je tečna isparljiva matrica voda. Udeo vode je tako visok da se pri merenju viskoznosti pomoću testa odreĎivanja isticanja sa posudom za isticanje sa otvorom prečnika 4mm (ISO posuda za isticanje sa otvorom od 4 mm prema EN ISO 2431 verzija 1993-02-15) dobija vreme isticanja izmeĎu 11 i 23 sekunde. Po m<2>papira se ravnomerno nanosi od 1 do 6 grama količine nanete suve materije materijala za prevlačenje, koji je prisutan u tečnoj isparljivoj matrici tečnog laka postupkom duboke štampe. Posle drugog procesa prevlačenja papir se suši na vazduhu na temperaturi od 70°C do 120°C najmanje 1-4 sekundi.

[0031] TakoĎe se i posle drugog prevlačenja moţe testirati njegov uspeh pomoću testa po Kobu (ISO 535). Ponovo se moţe primeniti Kob 300, pri čemu u ovom slučaju mora biti moguće testiranje kako sa vodom, tako i sa uljem kao tečnostima za testiranje. Test sa uljem se vrši prema standardu SCAN-P 37:77, koji opisuje metodu po Kobu-Ungeru. CobbUvrednost pokazuje masu (u gramima) ulja koje se apsorbuje u kvadratnom metru papira tokom standardizovanog vremenskog perioda (6, 10 ili 30 sekundi). Modifikacija testa se sastoji u tome što se odreĎuje CobbU300 (trajanje testa 300sec). Bio je izabran Cobb300, pošto trajanje ovog testa pribliţno odgovara vremenu trajanja pušenja jedne cigarete. Pri tome se u slučaju uspešnog prevlačenja za obe tečnosti za testiranje dobija Cobb300-vrednost, odn. CobbU300-vrednost manja od 1 g/m2 , a prvenstveno manja od 0,5 g/m2 povećanja teţine papira zbog apsorpcije tečnosti kroz prevučenu površinu tokom trajanja testa. Zato se standardizovana CobbU30-vrednost (trajanje testa od 30 sekundi sa uljem) takoĎe nalazi ispod 1 g/m2 , odnosno ispod 0,5 g/m2.

[0032] Kao metod testiranja uspeha drugog prevlačenja - što takoĎe uključuje uspeh prvog prevlačenja - takoĎe je veoma podesan takozvani KIT, koji takoĎe veoma dobar za odreĎivanje otpornosti protiv difuzije ulja i masti u papir. Na 12-delnoj skali rezultata, ukoliko su oba prevlačenja adekvatno izvedena, dostiţe se vrednost od najmanje 11; meĎutim, takoĎe je moguće ostvariti vrednost 12, a to je naravno poţeljno. Vrednost 12 označava najveću otpornost protiv difuzije uljanih ili sličnih supstanci.

[0033] (Zvanični naziv KIT testa je "Test otpornosti na masnoće za papir i karton T 559 cm-12" (engl. "Grease resistance test for paper and paperboard T 559 cm-12"). Nadleţna organizacija za standardizaciju je TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry). Prema ovom testu se na prevučenu stranu papira nakapaju kapi 12 tačno definisanih uljanih tečnosti i za svaku kap se posmatra da li je u okviru standardizovanog trajanja testa odgovarajuća tečnost prodrla do druge strane površine. Uljane tečnosti su numerisane i imaju sposobnost difuzije sa rastućim brojevima. Rezultat testa je najveći od tih brojeva za koji u toku trajanja testa odgovarajuća tečnost nije prodrla do druge strane površine papira).

[0034] Modifikacije i generalizacije koje se odnose na prevlačenje papira prema pronalasku su sledeće:

Za prvi proces prevlačenja kao materijali za prevlačenje pored pomenutog šelaka su takoĎe podesni etilcelulozni lak (koji se prvenstveno nanosi u više slojeva), lak na bazi alkidne smole ili nitrocelulozni lak, pri čemu je posebno podesno da se upotrebljavaju kombinacije navedenih lakova, kao što je, na primer, smeša šelaka i nitroceluloznog laka ili etilceluloznog laka ili smeša laka na bazi alkidne smole i nitroceluloznog laka ili etilceluloznog laka. Navedeni lakovi ili kombinacije lakova se takoĎe mogu upotrebljavati u kombinaciji sa parafinskim voskom, kao što je, na primer, nitrocelulozni lak, lak na bazi alkidne smole ili etilcelulozni lak u kombinaciji sa parafinskim voskom. Generalno se mogu upotrebiti lakovi i materijali za prevlačenje sa sličnim fizičkim svojstvima u odnosu na navedene lakove, a pre svega u pogledu gustine i hidrofobnosti. Kao organski rastvarač umesto etanola takoĎe se moţe dobro upotrebiti, na primer, etil acetat.

[0035] Viskoznost još uvek tečne smeše za prevlačenje za prvi proces prevlačenja bi trebala da bude takva da se u testu odreĎivanja isticanja dobije vreme isticanja izmeĎu 13 i 35 sekundi (prvenstveno izmeĎu 18 - 22 sekundi). Sa porastom viskoznosti se povećava koncentracija materijala za prevlačenje, zbog čega ga se nanosi više pri svakom procesu štampe, ali zato postaje sve teţe da se dobije gusti sloj bez defekata. U prvom procesu prevlačenja bi trebalo da količina nanesene suve materije materijala za prevlačenje se smešom za prevlačenje bude od 1 do 6 g/m<2>, a prvenstveno najmanje 3 g/m<2>.

[0036] Za drugi proces prevlačenja pored navedenih stiren-akrilatnih lakova su naravno takoĎe podesni potpuno generalni lakovi i materijali za prevlačenje sa sličnim fizičkim svojstvima, pre svega u pogledu gustine, hidrofobnosti i kvašljivosti uljanim supstancama.

[0037] Viskoznost još uvek tečne smeše za prevlačenje za drugi proces prevlačenja bi trebala da bude takva da se u testu odreĎivanja isticanja dobije vreme isticanja izmeĎu 11 i 23 sekunde, a prvenstveno izmeĎu 11 i 12 sekundi.

[0038] Zbog relativno veoma viskozne smeše za prevlačenje, koja se upotrebljava u prvom procesu prevlačenja, smanjena je opasnost da se papir ošteti usled visokih udela tečnosti. Zbog manje viskozne smeše za prevlačenje, koja se upotrebljava u drugom procesu prevlačenja, dobija se glatkija, zatvorenija površina.

[0039] Kao postupak nanošenja je poţeljna duboka štampa, pošto je ona uobičajena za štampanje uzoraka na papiru za obmotavanje usnika i veoma je podesna iz brojnih tehničkih razloga. MeĎutim, u okviru otkrivanja pronalaska u principu je takoĎe svejedno kojim postupkom se nanose tečne smeše za prevlačenje, sve dok su ispoštovana pravila u vezi količine po površini, ravnomernosti i konzistencije smeša za prevlačenje. Zato je takoĎe moguće upotrebiti postupak fleksografske štampe ili neke druge postupke nanošenja.

[0040] Materijali za prevlačenje obeju prevlaka su prvenstveno providni i bezbojni, ali takoĎe mogu sadrţati neki udeo boje. Dalje je moguće da smešama za prevlačenje budu dodati aditivi i druge komponente, kao što su voskovi i smole, na primer, parafinski vosak.

[0041] Kao što je već navedeno, kada se radi o prvom prevlačenju u slučaju etilceluloznog laka, prvo prevlačenje se takoĎe moţe izvesti iz više slojeva uz upotrebu drugih lakova, a isto vaţi i za drugo prevlačenje.

[0042] Prevlaka prema pronalasku je takoĎe podesna, kada se - za razliku od onoga što je navedeno u primeru - upotrebljavaju papiri koji su već karakterisani kao "čvrsti u mokrom stanju", jer oni zahvaljujući vrsti aditiva koji su sadrţani u papiru (agens za povećavanje čvrstoće u mokrom stanju ili sredstvo za glačanje u mokrom stanju) imaju veću čvrstoću u mokrom stanju od uobičajenih papira. Sposobnost apsorpcije i difuzije vodenih ili uljanih supstanci je u ovom slučaju još više smanjena u odnosu na inicijalnu početnu vrednost. U zavisnosti od svojstava upotrebljenog polaznog materijala i ciljne "sposobnosti sprečavanja stvaranja mrlja" moţe biti dovoljno nanošenje sloja malo manje debljine (veće ili manje količine tečne smeše za prevlačenje, odn. manje ili više tečne isparljive materije.

[0043] Za brzo testiranje da li su za neku vrstu papira bili izabrani odgovarajući parametri pri prevlačenju i da li je postupak bio izveden bez defekata, veoma su podesni takozvani metodi plutanja na mastilu. Pri tome se prevučeni papir sa prevučenom stranom okrenutom naniţe polaţe na površinu tečnosti u kupatilu sa mastilom (standardizovanim mastilom), pa se posmatra da li i u kom vremenskom periodu mastilo prodire do gornje strane papira i boji je. U slučaju dovoljno dobrih prevlaka na papiru za obmotavanje usnika posle prvog procesa prevlačenja se kod metode plutanja na mastilu izmeri vreme od najmanje 15 sekundi dok mastilo prodre do gornje strane papira. Posle drugog procesa prevlačenja ovo izmereno vreme iznosi više od 300 sekundi.

[0044] Na slici 2 je prikazan rezultat testa plutanja na mastilu posle 300 sekundi. Za test je bio upotrebljen tipični papir za obmotavanje usnika. U kupatilu sa mastilom se nalaze tri komada papira, i to levo papir za obmotavanje usnika bez prevlake, u sredini sa nanetom prvom prevlakom od šelaka i desno papir za obmotavanje usnika prema pronalasku sa prvom prevlakom od šelaka i preko nje nanetom drugom prevlakom od stiren-akrilatnog laka. Neprevučeni papir se moţe raspoznati kao crna površina sa belim okvirom, pošto je on u potpunosti promočen mastilom. Površina sa pegama jednostruko prevučenog papira pokazuje da je na crnim mestima mastilo već promočilo papir. Papir za obmotavanje usnika, koji je prema pronalasku prevučen sa dve različite prevlake ne pokazuje nikakve znake obojenosti i moţe se uočiti kao beli pravougaonik.

[0045] Ovaj test potvrĎuje da je sposobnost apsorpcije vode pomoću prevlake prema pronalasku jako smanjena i to toliko jako da je bojenje papira isključeno tokom najmanje 5 minuta. Shodno tome, pri odgovarajućoj upotrebi papira za obmotavanje usnika je u svakom slučaju obezbeĎeno da vodene supstance ne mogu da prodru. Tečne supstance, koje su sadrţane unutar cigarete ili koje se oslobaĎaju tokom pušenja, ne mogu prodreti kroz isti, niti se pojavljuju kao vidljive mrlje na spoljašnjoj strani papira za obmotavanje usnika.

[0046] Naravno da je sprečeno da tečne supstance, koje sa spoljašnje strane deluju na papir za obmotavanje usnika, prodru kroz njega i dospeju u dublje slojeve cigarete.

[0047] Na osnovu ovog aspekta je otkriven jedan drugi poţeljni slučaj primene prevlake prema pronalasku. Pošto cigareta tokom pušenja na svom kraju koji je sa suprotne strane od svitka duvana obično dolazi u kontakt sa usnama pušača, u ovoj oblasti ona je izloţena vlazi, koja, u zavisnosti od navika pušača, deluje na cigaretu različitim intenzitetom. Zahvaljujući tome moţe doći do toga da papir cigarete omekša i zalepi se za usne pušača.

[0048] Pokazalo se da je prevlaka prema pronalasku takoĎe izuzetno podesna za rešavanje ovog problema. Za ove svrhe prevlaka prema pronalasku se nanosi izvan artikla za pušenje, u oblasti koja dolazi u kontakt sa usnama pušača. Kod modernih cigareta sa filterom ovo je pribliţno trećina papira za obmotavanje usnika koja je okrenuta suprotno od dela sa duvanom. Celishodno je da papir za obmotavanje usnika takoĎe moţe da bude prevučen već pre sastavljanja cigarete.

[0049] Kada se na cigareti sa filterom upotrebljava odgovarajući prethodno tretirani papir za obmotavanje usnika, pokazalo se da on ne omekšava ni posle dugog kontakta sa pljuvačkom. Pored toga, takoĎe je moglo da se spreči da usne ostanu do izvesne mere zalepljene pri uklanjanju cigarete, što mnogi pušači osećaju kao neprijatnost. Prevlake koje treba da spreče takvo prianjanje, takoĎe se nazivaju prevlake za oslobaĎanje sa usana (engl. Lip-Release-Coatings). Efekat prevlake prema pronalasku je čak izraţen jače i odrţava se duţe, nego kod prevlaka iz stanja tehnike, kao što je prevlaka sa nitroceluloznim lakom.

[0050] Sada će ukratko biti opisane prednosti i poţeljne varijante papira za obmotavanje usnika proizvedenog prema pronalasku:

Ako je papir prevučen samo sa jedne strane prevlakom prema pronalasku, onda druga strana papira još uvek moţe dobro apsorbovati vodu. Ovo je veoma poţeljno pri preradi papira za obmotavanje usnika u mašini za cigarete, pošto tamo brzina prerade u suštini zavisi od toga koliko brzo se moţe ostvariti lepljenje papira za obmotavanje usnika obmotanog oko filterskog dela na mestu preklopa papira za obmotavanje usnika sa izvesnom minimalnom čvrstoćom. Do porasta čvrstoće dolazi usled sposobnosti papira da upije vlagu iz lepka koji se upotrebljava za pomenuto lepljenje. Ukoliko je prevučena samo jedna strana papira prema pronalasku, onda pri lepljenju najmanje jedna od dve površine papira koje treba da se spoje jedna sa drugom još uvek moţe da upija tečnosti, odn. vlagu. Zbog toga se ostvaruje prihvatljivo brţi porast čvrstoće pri lepljenju. (Papiri kojima su obmotani usnici napravljeni od folije koja nije upijajuća ili koji se u potpunosti sastoje od papira sa veoma visokom čvrstoćom u mokrom stanju su problematični u ovom pogledu).

[0051] Kada pomoću papira za obmotavanje usnika treba da bude ostvareno veoma dobro barijerno dejstvo u oba smera (iz filtera upolje i ka filteru sa spoljašnje strane), onda je celishodno da se on prevuče prema pronalasku sa obe strane. Pošto se prevlaka nanosi štampanjem uzorka, potpuno je moguće i poţeljno da se na jednoj strani papira ostave neodštampane oblasti površine, a naročito one oblasti površine koje pri preradi papira u mašini za cigarete sluţe kao površine za lepljenje papira za obmotavanje usnika. Ovo posebno vaţi za površinu za preklapanje - a ujedno i za površinu za lepljenje - papira za obmotavanje usnikas na cigareti. MeĎutim, ovo je takoĎe korisno i za oblasti površine lepljenja papira za obmotavanje usnika sa papirom za obmotavanje filtera i cigaret-papirom.

[0052] Prednosti prevlake prema pronalasku koja je naneta na spoljašnju stranu papira za obmotavanje usnika su sledeće:

a) Površina je mnogo podesnija za dalje štampanje optičkim ili taktilnim lakovima nego netretirana površina papira, pošto je ona u odnosu na nju mnogo glatkija, gušća i bez defekata. Zato je moguće štampati finije i raznovrsnije strukture, a pored toga je za to generalno potrebno manje materijala za štampanje.

b) Površina ima takozvani efekat oslobaĎanja sa usana, to jest takoĎe ona nema sklonost da posle duţeg kontakta sa vlaţnim usnama - što odgovara navikama pri pušenju u nekim zemljama - ostane zalepljena za usne. Pored toga, kao iznenaĎujuće je utvrĎeno da se postupkom prema pronalasku efekat oslobaĎanja sa usana moţe čak poboljšati u odnosu na poznate postupke prevlačenja.

c) Prevučena površina sprečava da materije koje deluju senzorno, kao što su, na primer, aromatične materije, koje su često nanose lokalno ograničeno na spoljašnju stranu papira za obmotavanje usnika, prodru u papir za obmotavanje usnika, da se pomešaju sa drugim, isto tako na papir za obmotavanje usnika nanetim materijama ili da čak delimično preĎu u filter i dalje u struju dima. Time je omogućeno da se primeni šira paleta materija sa senzornim dejstvom, šira paleta kombinacija ovih materija na jednoj cigareti, kao i da se nanese veća količina ovih materija na papir za obmotavanje nego što bi to inače bilo moguće.

[0053] Ako se prevlaka prema pronalasku nanese na unutrašnju stranu papira za obmotavanje usnika, onda se glavna korist od toga ogleda u tome što sprečava da supstance iz unutrašnjosti obmotane oblasti difunduju na spoljašnju stranu papira za obmotavanje usnika i da tamo dovedu do stvaranja vidljivih mrlja i/ili nepoţeljnog osećaja mirisa ili ukusa. Ovaj tip barijere je posebno vaţan kada se u filterskom delu ili takoĎe u svitku duvana cigarete, pored aromatičnih materija koje potiču od duvana, nalaze posebne aromatične materije koje su uljane supstance ili koje ih sadrţe. Brojčano, ovde su od posebnog značaja takozvane kretek cigarete koje originalno potiču iz Indonezije, kod kojih se duvanu dodaju ulje od karanfilića, kao tečnost, ili usitnjeni karanfilić i najraznovrsniji drugi aditivi kao što su glicerin, melasa, palmin šećer, šećer od šećerne trske ili druge arome.

[0054] Jedan noviji vaţan trend je primena takozvanih aromatizovanih kapsula, a prvenstveno za prilepljivanje na filter cigareta. Kod aromatizovane kapsule se radi o kapsuli, čiji spoljašnji omotač se moţe pokidati, na primer, pod dejstvom pritiska. Time se oslobaĎaju aromatična materija koja se sadrţana u aromatizovanoj kapsuli u tečnom obliku i njene noseće supstance. Prevlaka prema pronalasku je ovde najpogodnija za sprečavanje prodiranja ovih supstanci do spoljašnje strane cigarete.

[0055] TakoĎe je moguće, na primer, da mikrokapsule u obliku mikroskopski malih kapsula sa aromom budu štampane direktno na spoljašnju stranu papira za obmotavanje usnika. Prevlačenje prema pronalasku je podesno za to da spreči prodiranje supstanci sadrţanih u njima u unutrašnjost cigarete.

[0056] Kao arome za kapsule sa aromom, mikrokapsule ili za direktno štampanje uzoraka se upotrebljavaju, vanila ili mentol. Kao noseći materijal za arome se primenjuje, na primer, polietilen glikol (PEG).

[0057] Ako se prevlaka prema pronalasku nanosi samo na unutrašnju stranu papira za obmotavanje usnika, onda se kao taktilna prednost moţe osetiti da je papir za obmotavanje usnika na cigareti mekši i da manje nalikuje na foliju nego što bi to bio slučaj kada bi takoĎe i tu bio prevučen prema pronalasku.

[0058] Problem nepoţeljnog stvaranja mrlja, ne samo u slučaju kretek cigareta, ne se pojavljuje samo na papiru za obmotavanje usnika cigareta, već i na pakovanju koje je napravljeno od papira ili kartona, u kome su zapakovane cigarete. Problem se povećava sa protekom vremena čuvanja i toplijim i vlaţnijim ambijentalnim uslovima. Zahvaljujući pronalasku se ovde moţe realizovati takvo rešenje da se materijal pakovanja napravljenog od papira ili kartona prevlači prema pronalasku bar sa unutrašnje strane. U slučaju da se upotrebljavaju paklice za cigarete, koje imaju takozvani unutrašnji omotač, posebno je poţeljno da taj unutrašnji omotač bude prevučen prema pronalasku sa svoje unutrašnje strane. (Unutrašnji omotač je unutrašnji fleksibilni omotač pakovanja koji se sastoji od jednog ili više omotača postavljenih jedan unutar drugog, pri čemu je omotač koji okruţuje unutrašnji omotač napravljen od krućeg materijala).

Claims

Patentni zahtevi

1. Postupak za prevlačenje ambalaţnog materijala napravljenog od papira ili kartona za proizvode za pušenje ili delove proizvoda za pušenje, da bi se smanjila sklonost ovog ambalaţnog materijala da upija i difunduje vodene ili uljane supstance, pri čemu se ambalaţni materijal na jednoj istoj strani snabdeva sa dve prevlake koje su nanete jedna na drugu, a koje su nanose u tečnom obliku u dva procesa prevlačenja koji se izvode vremenski jedan posle drugog, pri čemu se u oba procesa prevlačenja tečna smeša za prevlačenje sastoji od materijala za prevlačenje i tečne isparljive matrice,

pri čemu

u prvom procesu prevlačenja se nanosi najmanje jedan sloj prvog materijala za prevlačenje, koji smanjuje svojstvo apsorpcije papira ili kartona u odnosu na tečnu isparljivu matricu drugog materijala za prevlačenje,

u drugom procesu prevlačenja se nanosi najmanje jedan sloj drugog materijala za prevlačenje, koji odbija ili ne propušta jednu ili više od sledećih supstanci, odnosno ulja, masti, voskove, alkohole i vodu, pri čemu se za prvi materijal za prevlačenje upotrebljava drugačija tečna isparljiva matrica nego za drugi materijal za prevlačenje, naznačen time što je ambalaţni materijal izabran iz grupe ambalaţnih materijala koja sadrţi: unutrašnji omotač pakovanja za proizvode za pušenje koji se sastoji od više omotača postavljenih jedan unutar drugog; unutrašnju oblogu pakovanja za proizvode za pušenje; paklicu kao pakovanje za proizvode za pušenje; papir za obmotavanje usnika cigarete ili cigare,

2. Postupak za prevlačenje prema zahtevu 1, naznačen time što je bar prvi materijal za prevlačenje hidrofoban.

3. Postupak za prevlačenje prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time što je tečna isparljiva matrica drugog materijala za prevlačenje voda ili vodeni rastvor.

4. Postupak za prevlačenje prema jednom od zahteva 1 do 3, naznačen time što je tečna isparljiva matrica prvog materijala za prevlačenje organski rastvarač.

5. Postupak za prevlačenje prema jednom od zahteva 1 do 4, naznačen time što je drugi materijal za prevlačenje hidrofobniji od prvog materijala za prevlačenje.

6. Postupak za prevlačenje prema jednom od zahteva 1 do 5, naznačen time što je viskoznost tečne smeše za prevlačenje koja se nanosi u prvom procesu prevlačenja veća od one za drugu tečnu smešu za prevlačenje koja se nanosi u drugom procesu prevlačenja.

7. Postupak za prevlačenje prema jednom od zahteva 1 do 6, naznačen time što

- viskoznost smeše za prevlačenje koja se nanosi u prvom procesu prevlačenja je odabrana tako da se u ISO testu odreĎivanja isticanja iz posude za isticanje sa otvorom prečnika 4mm dobija vreme isticanja izmeĎu 13 i 35 sekundi, a prvenstveno izmeĎu 18 i 22 sekunde, što

- viskoznost tečne smeše za prevlačenje koja se nanosi u drugom procesu prevlačenja je odabrana tako da se u ISO testu odreĎivanja isticanja iz posude za isticanje sa otvorom prečnika 4mm dobija vreme isticanja izmeĎu 11 i 23 sekunde, a prvenstveno izmeĎu 11 i 12 sekundi, što

- u prvom procesu prevlačenja se nanosi od 1 do 6 g/m<2>suvog materijala, a prvenstveno najmanje 3 g/m2 suvog materijala prve prevlake i što

- u drugom procesu prevlačenja se nanosi od 1 do 6 g/m<2>suvog materijala, a prvenstveno od 3 do 3,5 g/m2 suvog materijala druge prevlake.

8. Postupak za prevlačenje prema jednom od zahteva 1 do 7, naznačen time što

- kao smeša za prevlačenje za prvi proces prevlačenja se upotrebljava jedan ili više od sledećih lakova šelak, etilcelulozni lak, nitrocelulozni lak ili lak na bazi alkidne smole ili lak sa fizičkim svojstvima koja su slična navedenim lakovima u pogledu gustine i hidrofobnosti i što

- kao smeša za prevlačenje za drugi proces prevlačenja se upotrebljava stirenakrilatni lak ili lak sa fizičkim svojstvima koja su slična navedenom laku u pogledu gustine i hidrofobnosti.

9. Postupak prema jednom od zahteva 1 do 8, naznačen time što se najmanje jednoj smeši za prevlačenje dodaju aditivi i/ili druge komponente, kao što je naročito parafinski vosak.

10. Postupak prema jednom od zahteva 1 do 9 naznačen time što se nanošenje obe prevlake vrši u najmanje dva ureĎaja (1.1, 1.2) za prevlačenje onlajn na kontinualnoj papirnoj traci (4), pri čemu se svaki ureĎaj (1.1, 1.2) za prevlačenje sastoji od izvora infracrvenog zračenja (3.1, 3.2, 3.3) i/ili izvora vrelog vazduha (2.1, 2.2) postavljenih nizvodno od njih.

11. Postupak prema jednom od zahteva 1 do 10, naznačen time što se on primenjuje na apsorbentnom papiru sa gramaturom od najviše 80 g/m<2>, a prvenstveno od najviše 40 g/m2.

12. Postupak prema jednom od zahteva 1 do 11, naznačen time što se prva i druga prevlaka nanose na obe strane papira ili kartona.

13. Ambalaţni materijal za proizvode za pušenje ili delove proizvoda za pušenje koji je izabran iz grupe ambalaţnih materijala koja sadrţi: unutrašnji omotač pakovanja za proizvode za pušenje koji se sastoji od više omotača postavljenih jedan unutar drugog; unutrašnju oblogu pakovanja za proizvode za pušenje; paklicu kao pakovanje za proizvode za pušenje; papir za obmotavanje usnika cigarete ili cigare, naznačen time što je on prevučen postupkom za prevlačenje prema jednom od zahteva 1 do 12.

14. Ambalaţni materijal prema zahtevu 13, naznačen time što su proizvodi za pušenje kretek cigarete.

15. Ambalaţni materijal prema zahtevu 13, naznačen time što je to papir za obmotavanje usnika cigarete ili cigare i on je postavljen stranom prevučenom prema jednom od zahteva 1 do 12 kao spoljašnjom stranom na cigaretu ili cigaru i što on preko prevlake izvedene prema jednom od zahteva 1 do 12 ima još najmanje jedan drugi štampani uzorak ili prevlaku.

16. Ambalaţni materijal prema zahtevu 15, naznačen time što drugi štampani uzorak ili prevlaka sadrţi vodenu, uljanu, voštanu ili alkoholnu supstancu.

17. Ambalaţni materijal prema zahtevu 16, naznačen time što je supstanca prirodna ili veštačka aromatična materija ili njen nosač.

18. Ambalaţni materijal prema zahtevu 13, naznačen time što je to papir za obmotavanje usnika cigarete ili cigare i on je postavljen sa stranom prevučenom prema jednom od zahteva 1 do 12 kao unutrašnjom stranom na cigaretu ili cigaru, pri čemu cigareta ili cigara sadrţi jednu vodenu, uljanu, voštanu ili alkoholnu supstancu.

19. Ambalaţni materijal prema zahtevu 18, naznačen time što je vodena, uljana, voštana ili alkoholna supstanca prisutna kao aromatična materija ili nosač u jednoj ili više aromatizovanih kapsula.

20. Ambalaţni materijal prema jednom od zahteva 15 do 19, naznačen time što je prevlaka izvedena prema jednom od zahteva 1 do 12 na najmanje jednoj strani prekinuta bar na jednoj oblasti površine papira za obmotavanje usnika, koja sluţi kao površina za lepljenje radi sastavljanja cigarete ili cigare koja se sastoji od više pojedinačnih delova.

21. Ambalaţni materijal prema zahtevu 20, naznačen time što se prekid prevlake nalazi u onoj oblasti u kojoj se preklapa sam papir za obmotavanje usnika na gotovoj cigareti ili cigari.

22. Ambalaţni materijal prema jednom od zahteva 15 do 21, naznačen time što je prevlaka prema postupku za prevlačenje prema jednom od zahteva 1 do 12, naneta na spoljašnju stranu papira za obmotavanje usnika, pri čemu je ova prevlaka ograničena na onu oblast koju obično dodiruju usne pušača, odnosno pribliţno na uzduţnu trećinu papira za obmotavanje usnika koja je okrenuta suprotno od svitka duvana.