Спосіб друку обгорткового паперу з нанесеним візерунком

1. Спосіб виготовлення обгорткового паперу з нанесеним візерунком, що включає такі операції: виготовлення друкувального розчину, що складається принаймні з води та окисненого крохмалю і має: в'язкість при кімнатній температурі не вище ніж приблизно 50 сантипуаз (50 мПа·с); частинки, що мають розмір у діапазоні від приблизно 4 мкм до приблизно 40 мкм у сухому стані, причому приблизно 90 % частинок мають розмір у діапазоні від приблизно 10 мкм до приблизно 100мкм у вологому стані; та рН у діапазоні від приблизно 6 до приблизно 6,5; причому згаданий крохмаль додатково здатний утворювати розчин із вмістом окисненого крохмалю від приблизно 20 % до приблизно 24 %; друкувальний розчин має поверхневий натяг що2 -1 найменше приблизно 65 дин/см (6,5·10- Н·м ); та підготування основного полотна обгорткового паперу; нанесення друкувального розчину на обгортковий папір згідно із заздалегідь визначеним візерунком. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що основне полотно має поперечний напрямок, та тим, що заздалегідь визначений візерунок включає в себе множину смужок, які простягаються на основному полотні у загалом поперечному напрямку. 2 (19) 1 3 Винахід загалом має відношення до способу виготовлення сигаретного обгорткового паперу з нанесеним візерунком з додаткового матеріалу. Конкретніше, винахід має відношення до способу виготовлення сигаретного обгорткового паперу з матеріалом спеціального складу, що містить окиснений крохмаль. На обгортковий папір для сигарет може бути нанесений візерунок з додаткового матеріалу для погіршення характеристик здатності до займання курильного виробу з обгорткою. Погіршені характеристики здатності до займання свідчать про зменшену здатність курильного виробу спричинити загоряння речі, на поверхні якої жевріючий курильний виріб ненавмисно залишений без нагляду. Відповідно до цього винаходу заздалегідь визначений візерунок з додаткового матеріалу, який містить водний розчин крохмалю, може бути нанесений на основне полотно обгорткового паперу. Заздалегідь визначений візерунок може включати в себе множину поперечних смужок, множину поздовжніх смужок, двовимірний масив оброблених ділянок або будь-який інший прийнятний візерунок. За варіантом, якому віддається перевага, заздалегідь визначений візерунок може бути нанесений із застосуванням одного зі способів друку, такого як, наприклад, глибокий друк, офсетний друк, струменевий друк, друк розпилюванням, штамповий друк тощо. Найбільша перевага віддається застосуванню глибокого друку. Для поліпшення характеристик здатності до займання курильного виробу, виготовленого із застосуванням обгорткового паперу, за варіантом, якому віддається перевага, візерунок наносять із застосуванням друкувального розчину, який містить окиснений крохмаль. Друкувальні характеристики, яким віддається перевага, можуть бути досягнуті із застосуванням водного розчину крохмалю, що має в'язкість при кімнатній температурі не вище ніж приблизно 50 мПас (сантипуазів, сП) та одержаний із частинок, що мають розмір у діапазоні від приблизно 4 мкм до приблизно 40 мкм у сухому стані, причому приблизно 90% частинок мають розмір у діапазоні від приблизно 10 мкм до приблизно 100 мкм у вологому стані. Крім того, також бажано, щоб розчин крохмалю був трохи кислим з рН у діапазоні від приблизно 6 до приблизно 6,5. Крохмаль, застосований для друкувального розчину, за варіантом, якому віддається перевага, може бути змішаний з водою для утворення друкувального розчину з концентрацією крохмалю від приблизно 20% до приблизно 24% (за вагою). Іншою бажаною характеристикою друкувального розчину є відносно високий поверхне-2 1 вий натяг, наприклад, порядку 6,510 Нм (65 дин/см) або більше. За бажанням друкувальний розчин може бути нанесений на основне полотно шарами у два або більше проходів. Шари, нанесені за різні проходи, можуть вертикально збігатися один з одним, мати зсув один відносно одного, мати ділянки, розташо 96490 4 вані на певній відстані одна від одної тощо. Крім того, за бажанням до складу одного або більше із цих шарів може бути введений звичайний наповнювач, такий як карбонат кальцію. Численні цілі та переваги цього винаходу будуть зрозумілі фахівцеві після вивчення цього опису спільно з прикладеними фігурами, на яких аналогічні номери позицій відповідають аналогічним елементам: Фіг. 1 являє собою схему процесу глибокого друку; Фіг. 2 являє собою схематичне зображення обгорткового паперу із ділянками, надрукованими у поперечному напрямку, Фіг. 3 являє собою схематичне зображення обгорткового паперу із ділянками, надрукованими у поздовжньому напрямку; Фіг. 4 являє собою схематичне зображення обгорткового паперу з двовимірним візерунком; Фіг. 5 являє собою схематичне зображення багатошарової надрукованої ділянки; та Фіг. 6 являє собою вид у перспективі курильного виробу, що має тютюновий пруток, виконаний з обгорткою, описаною вище. Загалом заздалегідь визначений візерунок з додаткового матеріалу може бути нанесений на основне полотно обгорткового паперу для отримання поліпшених характеристик здатності до займання ("Ignition Propensity", IP), a також для отримання поліпшених характеристик самозагасання ("Self-Extinguishment", SE). Визначення здатності до займання є стандартним випробуванням, яке проводять згідно із стандартом ASTM Е 218704 "Стандартний спосіб випробування для вимірювання інтенсивності займання курильних виробів - Standard Test Method for Measuring the Ignition Strength of Smoking articles", зміст якого включений в опис цього винаходу у всій повноті шляхом цього посилання на нього. Здатність до займання визначає імовірність того, що курильний виріб, якщо його покласти на якусь поверхню, утворить достатньо теплоти для підтримування статичного горіння тютюнового прутка. Бажаними є низькі величини здатності до займання, оскільки такі величини відповідають зменшеній імовірності того, що жевріючий курильний виріб спричинить загоряння речі, на поверхні якої він залишений. Крім того, заздалегідь визначений візерунок із додаткового матеріалу звичайно наносять на основне полотно, яке має проникність, яка становить від приблизно 20 одиниць CORESTA до приблизно 80 одиниць CORESTA. У сухому стані додатковий матеріал часто утворює на основному полотні плівку, яка є ефективною для локального зменшення проникності до величин, які становлять від 0 одиниць CORESTA до приблизно 10 одиниць CORESTA. У певних варіантах застосування додатковий матеріал нанесений як водний розчин, що містить крохмаль. Несподівано було виявлено, що певні властивості матеріалу, який містить крохмаль, спричи 5 нюють те, що заздалегідь визначені візерунки забезпечують дуже низькі величини здатності до займання, коли основний папір із нанесеним візерунком застосований у формуванні курильних виробів. Ще більш несподіваним було виявлення того, що у межах стандартних технічних умов на деякі добре відомі матеріали, що містять крохмаль, відхилення властивостей матеріалу у різних партіях може впливати на здатність до займання готових курильних виробів. Наприклад, технічні умови окисненого тапіокового крохмалю, який випускає фірма National Starch & Chemical Co. під назвою "Flo-Max 8", показують, що рН у 1% розчині становить 4,5-6,5, а частинки мають молекулярну вагу, яка перевищує 10,000. Несподівано виявилося, що коли заздалегідь визначений візерунок нанесений на основне полотно окисненим тапіоковим крохмалем Flo-Max 8 з партії, у якій рН становить від приблизно 6 до приблизно 6,5, то здатність до займання виявилася значно ліпшою у порівнянні з іншими партіями окисненого тапіокового крохмалю Flo-Max 8, у яких рН становив менше ніж приблизно 6, однак все ж у межах технічних умов виробника. При виборі параметрів крохмалю для застосування у нанесенні плівок на обгортковий папір мають бути зроблені різні компроміси або поступки. Наприклад, якщо крохмаль із високою молекулярною вагою може викликати суттєве зменшення проникності, то такі крохмалі з високою молекулярною вагою повинні бути застосовані у низьких концентраціях, результатом чого є дуже високий вміст води у розчині. Однак плівки з високим вмістом води викликають значно більше складнощів у здійсненні ефективного висушування на пористому обгортковому папері. Крім того, було виявлено, що поверхневий натяг розчину крохмалю впливає на затримання невеликих бульбашок повітря, низький поверхневий натяг надає можливість меншим бульбашкам залишатися у розчині, в той час як високий поверхневий натяг спричинює об'єднання бульбашок та їх відділення від розчину, що забезпечує матеріалові більшу рівномірність та однорідність нанесення на обгортковий папір. І хоча це не повністю зрозуміло, вважають, що діапазон рН окисненого крохмалю, якому віддається перевага, свідчить про нижчий ступінь - або менш повне - окиснення полімерних ланцюгів крохмалю, що дає більші, довші полімерні ланцюги, ніж у більш кислих крохмалів (тобто з нижчим рН). Крім того, довші полімерні ланцюги дають розчин, що має вищу в'язкість. Вища в'язкість розчину крохмалю забезпечує краще контролювання під час нанесення на обгортковий папір у процесі друку. Виходячи з розуміння цих фактів, було виявлено, що помітне поліпшення здатності до займання обгорткового паперу з нанесеним візерунком має місце для розчинів крохмалю, що мають характеристики, поліпшені особливим чином. Ці характеристики для водного розчину, що містить окиснений крохмаль, включають в себе рН у діапазоні від приблизно 6 до приблизно 6,5, поверхневий натяг щонайменше приблизно 96490 6 -2 -1 6,510 Нм (65 дин/см); в'язкість при кімнатній температурі не вище ніж приблизно 50 мПас та розподілення розміру частинок у діапазоні від приблизно 4 мкм до приблизно 40 мкм у сухому стані, причому приблизно 90% частинок також мають розмір у діапазоні від приблизно 10 мкм до приблизно 100 мкм у вологому стані. Крім того, за варіантом, якому віддається перевага, частинки мають таку молекулярну вагу, що розчин може мати концентрацію крохмалю у діапазоні від приблизно 20% до приблизно 24%. За варіантом, якому віддається перевага, крохмаль являє собою окиснений тапіоковий крохмаль. Водні розчини крохмалю, які застосовують для нанесення на основне полотно або обгортковий папір, звичайно одержують шляхом виготовлення суміші крохмалю та води, спочатку змішавши бажану вагу сухого порошку крохмалю порцію сухого порошку крохмалю бажаної ваги з бажаною вагою води порцією води бажаної ваги кімнатної температури (тобто від приблизно 15°С до приблизно 25°С) для отримання суміші крохмаль/вода, яка має заздалегідь вибрану концентрацію. Наприклад, для приготування розчину крохмаль/вода із заздалегідь вибраною концентрацією 20% змішують 20 вагових частин крохмалю з 80 ваговими частинами води. Після цього розчин крохмаль/вода нагрівають до підвищеної температури, близької до кипіння, в діапазоні від приблизно 90°С до приблизно 95°С - тобто нижче температури кипіння. Цей розчин крохмаль/вода витримують при підвищеній температурі протягом від приблизно 20 хв до приблизно 30 хв для термічного набухання визрівання. Після цього розчин крохмаль/вода охолоджують до кімнатної температури. Ця операція охолоджування може здійснюватися пасивно, наприклад, шляхом природних процесів теплопередавання, або ж операція охолоджування може здійснюватися активно (або примусово), наприклад, шляхом занурювання в охолоджувальну ванну або шляхом застосування звичайної механічної системи охолодження. Протягом виконання операції змішування, операції нагрівання, операції визрівання та операції охолодження суміш крохмаль/вода перемішують. Це перемішування може бути неперервним або по суті неперервним. Якщо додаткові складники, такі як карбонат кальцію, мають бути введені у розчин крохмаль/вода, то ці складники слід додавати після того, як температура розчину крохмаль/вода повернеться до кімнатної після операції визрівання. Водні розчини крохмалю, які мають характеристики, вказані вище, та які приготовлені у спосіб, описаний вище, можуть бути нанесені на основне полотно із застосуванням будь-якого з різноманітних способів друку, які включають (лише у вигляді прикладів, що не обмежують обсяг винаходу) групу, що складається з глибокого друку, офсетного друку, струменевого друку, друку розпилюванням та штампового друку. Інші способи друку також можуть бути прийнятними, та мається на увазі, що вони знаходяться у межах цього опису. Однак перевага віддається застосуванню глибокого друку для нанесення розчину крохмалю на основне по 7 лотно для отримання обгорткового паперу з нанесеним візерунком. Наприклад, як показано на Фіг. 1, основне полотно обгорткового паперу 10 може бути подане з бобіни 12 у систему 14 глибокого друку, де заздалегідь визначений візерунок з розчину крохмалю, виготовленого відповідно до наведеного вище опису, наносять на основне полотно 10. Основне полотно 10 з тільки що нанесеним заздалегідь визначеним візерунком намотують на приймальну бобіну 16. У інших відомих операціях бобіна 16 обгорткового паперу з нанесеним візерунком може бути застосована при виготовленні тютюнових прутків, призначених для застосування при виготовленні курильних виробів, таких як сигарети. Система 14 глибокого друку може забезпечувати одну, дві, три або більше операцій 14а, 14b, 14с друку. Оскільки ці операції по суті є аналогічними, буде достатньо описати особливості однієї з них, розуміючи, що інші мають відповідні особливості. Розчин крохмалю, описаний вище, може бути налитий у резервуар 20, з якого його перекачують або у інший спосіб подають до валика 22 глибокого друку, що має поверхню, на якій виконаний візерунок. Цей валик 22 обертається у ванночці з розчином крохмалю. При обертанні валика 22 глибокого друку розчин крохмалю видаляється з поверхні валика за допомогою ракельного вузла 23, так що коли валик 22 глибокого друку входить у контакт з основним полотном 10 у зазорі між валиком 22 глибокого друку та опорним валиком 24, який має пружне покриття поверхні, то розчин крохмалю переходить на основне полотно згідно з візерунком на поверхні валика 22 глибокого друку. Після відповідного висушування основне полотно 10 може бути подане для виконання однієї або більше інших операцій 14b, 14с друку, де один або більше додаткових шарів матеріалу, що містить крохмаль, може бути нанесений на основне полотно 10 згідно з тим самим або іншими заздалегідь визначеними візерунками. За бажанням застосований в інших операціях друку матеріал, що містить крохмаль, може містити інші складники, наприклад, карбонат кальцію. Крім того, за бажанням розчин крохмалю, що містить карбонат кальцію, може бути нанесений під час виконання першої операції 14а друку, в той час як розчин крохмалю без карбонату кальцію може бути нанесений під час виконання другої або наступних операцій 14b, 14с друку. Основне полотно 10 (як показано на Фіг. 2) звичайно має поперечний напрямок, або напрямок поперек полотна (показаний стрілкою 30), а також поздовжній напрямок (показаний стрілкою 32). Заздалегідь визначений візерунок з додаткового матеріалу може включати в себе множину орієн 96490 8 тованих у поперечному напрямку по суті паралельних ділянок або смужок 34. Ці смужки можуть бути рівномірно розташовані на певній відстані одна від одної по довжині основного полотна 10 або можуть бути розташовані за візерунками з груп, що повторюються, на відстані, яка залежить від довжини тютюнового прутка та технології виготовлення готової сигарети. За альтернативним варіантом основне полотно 10 може мати заздалегідь визначений візерунок, такий як одна або більше ділянок або смуг 36 додаткового матеріалу (як показано на Фіг. 3), які простягаються у поздовжньому напрямку. За бажанням заздалегідь визначений візерунок може також включати в себе двовимірний масив ділянок 38 додаткового матеріалу (як показано на Фіг. 4), розташованих на певній відстані вздовж та/або поперек основного полотна 10. Крім того, як зазначено вище, додатковий матеріал може бути нанесений у два або більше шарів 40, 42 (як показано на Фіг. 5). Якщо бажано, то ці шари можуть бути повністю суміщені та збігатися один з одним. За альтернативним варіантом верхній шар 42 може бути розділений або розрізаний на дві частини 42а, 42b, кожна з яких накладена на перший або нижній шар 40 так, що між двома частинами 42а, 42b існує проміжок. Цей проміжок на основному полотні 10 може простягатися або у поздовжньому, або у поперечному напрямку. За іншим альтернативним варіантом верхній шар 42 може бути накладений на нижній шар 40, однак не збігатися з ним. Курильний виріб (як показано на Фіг. 6) включає в себе тютюновий пруток 205 та фільтр 207, які з'єднані між собою за допомогою обідкового паперу 209. Тютюновий пруток 205 включає в себе обгортку 210. виконану за цим винаходом. Коли слово "приблизно" вжите у цьому описі із певним значенням цифрової величини, то слід розуміти, що відповідна цифрова величина має допуск ±10% від вказаного значення цифрової величини. Крім того, коли у цьому описі наведені значення величин у процентах, то слід розуміти, що ці значення величин у процентах наведені у розрахунку за вагою, тобто являють собою вагові проценти. Отже, очевидно, що у цьому описі винаходу наведений новий, вдосконалений та неочевидний спосіб виготовлення обгорткового паперу з нанесеним візерунком з достатньою докладністю для зрозуміння фахівцем у цій галузі. Крім того, фахівцям буде очевидно, що для деталей винаходу існують численні вдосконалення, модифікації, заміни та еквіваленти, які по суті не виходять за межі змісту та обсягу винаходу. 9 96490 10 11 Комп’ютерна верстка Мацело В. 96490 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601