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KR101377286B1 - 그라비어 인쇄된 밴드형 담배종이 - Google Patents

그라비어 인쇄된 밴드형 담배종이 Download PDF

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KR101377286B1
KR101377286B1 KR1020087002975A KR20087002975A KR101377286B1 KR 101377286 B1 KR101377286 B1 KR 101377286B1 KR 1020087002975 A KR1020087002975 A KR 1020087002975A KR 20087002975 A KR20087002975 A KR 20087002975A KR 101377286 B1 KR101377286 B1 KR 101377286B1
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피루츠 라소울리
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토니 에이. 판
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Abstract

본 발명은 담배에 관한 것으로, 담배(20)와 담배 종이(22)는 높은 점성의 수성 필름 형성 복합물을 인쇄함으로써 형성된 다수의 여러층 밴드(30)를 가진다. 점성을 낮추기 위해 복합물을 가열한 후, 밴드는 복합물을 그라비어 인쇄함으로써 담배 종이에 적용된다. 복합물은 종이에 의한 물의 흡수를 줄이고 주름, 코클링, 웨이브를 줄이는 시원한 담배 종이와 접촉함으로써 급랭하고 젤라틴화 된다. 복합적으로 그라비어 인쇄된 층들은 밴드를 형성하는데 사용된다.

Description

그라비어 인쇄된 밴드형 담배종이 {GRAVURE-PRINTED BANDED CIGARETTE PAPER}
본 발명은 2005년 8월 15일에 출원된 미국 특허 제 60/707,964호로부터 우선권 주장하며, 전체 내용은 참조번호와 함께 설명될 것이다.
본 발명은 일반적으로 담배를 제조하는데 사용되는 밴드형 종이에 관한 것이다. 특히, 높은 점성재질의 수성 복합물을 사용하는 그라비어 인쇄 과정으로 만들어진 밴드형 종이를 인쇄하는 것에 관한 것이다.
한 실시예에 따른 담배는 다수의 밴드를 가지는 담배 종이를 포함하고, 하나의 밴드는 주로 점화특성을 제어하기 위해, 접해 있는 담배종이의 삼투성을 줄이고 담배가 기판에 남아있을 때 부주의한 화재를 막는데 효율적이다. 하나의 밴드는 하나 이상의 층으로 형성되며, 각각은 그라비어 인쇄로 도포된다. 게다가, 하나의 밴드의 첫번째 층(또는 층들)은 바람직하기로 그라비어 인쇄에 매우 적합하지 않은 점성을 가지는 수성 필름 형성 복합물을 사용하여 형성된다. 하나의 밴드의 연속적인 층(또는 층들)은 바람직하기로 같은 수성의 필름 형성 복합물 혹은 필터나 연소 억제기, 연소 촉매, 향과 같은 것을 포함하는 다른 수성의 복합물을 사용함으로써 형성된다.
그라비어 인쇄 단계 동안, 점성의 필름 형성 복합물은 그라비어 인쇄에 적합한 점성의 범위 안에서 점성이 그대로 유지되는 온도까지 가열된다. 가열된 필름 형성 복합물은 담배 종이에 적용되고, 필름 형성 복합물은 냉각되거나 식거나 젤라틴화 된다. 따라서, 필름 형성 복합물 내의 자유수(free water)의 일부는 속박되고 담배 종이의 아래쪽 섬유로 흡수되거나 바뀌는 것을 불가능하게 한다. 자유로운 물의 속박은 담배 종이가 웨이브, 코클링 혹은 주름이 형성되는 것을 막는다. 밴드의 전체적인 코팅 무게는 바람직하기로 0.5g/m2 부터 15g/m2 의 범위에 놓이며 가장 바람직하기로는 2g/m2 혹은 5g/m2 이다. 담배종이의 삼투성은 보통 20 코레스타(Coresta) 유닛을 초과한다. 그러나, 밴드와 아래에 있는 담배 종이를 통하는 삼투성은 바람직하기로 0 부터 15 코레스타 유닛의 범위에 놓인다. 삼투성의 감소는 바람직하기로 밴드에 인접한 담배 재의 연소를 돕는데 필요한 공기 흐름을 제한한다.
본 발명은 또한 물과 필름 형성 복합물의 20% 에서 50% 정도의 무게로 구성된 담배종이를 위한 인쇄 복합물을 제공하는 것으로, 인쇄 복합물은 40℃ 부터 90℃ 까지의 온도에서 0.1Pa·s(100cP) 이하의 점성을 가지며, 점성은 약 23℃의 온도에서 0.2Pa·s(200cP)를 초과한다.
바람직한 실시예에서, 필름 형성 복합물은 전분(starch), 산화된 전분(oxidise starch), 타피오카(tapioca), 알긴산(alginate), 카라기난(carrageenan), 구아 전분(guar gum), 펙틴(pectin), 칼슘 카르보나이트(calcium carbonate), 구연산염(citrate) 중 적어도 하나의 필름 형성 혼합물로 이루어지는 인쇄에 사용된다. 복합물 내에서 필름 형성 혼합물의 더 높은 밀도로, 복합물은 온도가 빠르게 감소할 때 젤라틴화 된다. 따라서, 인쇄된 밴드로 들어가는 자유로운 물의 속박이 발생한다.
또한 본 발명에 따라 종이의 표면에서 수성의 필름 형성 복합물을 젤라틴화 함으로써 밴드형 담배종이를 만드는 방법이 제공된다. 바람직하기로, 필름 형성 복합물은 가열된 상태에서 인쇄되고 종이의 표면과 접촉해 냉각된다. 바람직하기로 냉각은 종이의 표면에서 필름 형성 복합물이 급랭하는 것을 포함한다.
밴드를 구비한 담배 종이를 생산하는 바람직한 방법에 따라, 담배 종이는 제1인쇄 스테이션으로 전진한다. 제1인쇄 스테이션에서, 필름 형성 복합물은 가열되어 그 점성은 그라비어 인쇄에 유용한 예정된 값으로 감소된다. 가열된 필름 형성 복합물은 회전하는 그라비어 실린더의 무늬있는 표면에 적용된다. 회전하는 그라비어 실린더는 가열되어 복합물의 너무 이른 냉각을 방지한다. 회전하는 그라비어 실린더는 전진하는 담배종이를 통한 닙(nip)을 정의하기 위해 평행한 압인 롤러와 상호작동한다. 그라비어 실린더가 회전할 때, 무늬있는 표면은 담배 종이와 접촉하고 밴드의 제1층을 담배 종이에 적용한다.
필름 형성 복합물은 담배 종이와 접촉해 냉각되거나 젤로 될 것으로 생각되나, 바람직하기로, 냉각 단계는 닙 롤러의 냉각을 포함한다. 따라서, 필름 형성 복합물 안의 물은 담배 종이로 흡수되지 않고 담배 종이의 평평함이 유지된다.
필름 형성 복합물이 40℃ 부터 90℃ 범위의 온도까지 가열되는 것이 바람직하다.
이롭기로, 가열 단계 온도의 최상한선은 필름 형성 복합물이 타는 것을 피하기 위해 선택된다.
바람직하기로, 필름 형성 복합물은 전분, 산화된 전분, 타피오카, 알긴산, 카라기난, 구아 전분, 펙틴, 칼슘 카르보나이트 및 구연산염 중 적어도 하나이다.
바람직하기로, 그라비어 실린더는 새김(engraving), 화학적 새김(chemical engraving), 전기적 새김(electronic engraving) 혹은 사진 에칭(etching)에 의해 무늬가 생긴다.
제1층이 담배 종이에 적용된 후 건조되도록 허용된다. 그 후 종이는 제2층이 하나의 밴드의 제1층에 적용되는 제2그라비어 인쇄 스테이션으로 전진한다. 바람직하기로, 이런 선택적인 제2층은 너비와 길이가 제1층과 동일선상에 걸쳐있다. 그러나, 제2층은 제1층 보다 두껍다. 제2층의 필름 형성 복합물은 더 차가운 제1층에서 젤로되고 자유로운 물은 종이에 흡수되지 않는다.
바람직하기로, 제2층은 제1층의 코팅 무게보다 약 50%나 더 큰 코팅 무게로 인쇄된다.
선택적인 제3 및 연속적인 층은 제2층의 윗면과, 같은 쪽의 아래층에 적용되며, 바람직하기로 같은 필름 형성 복합물이나 필터, 연소 억제제, 연소 촉매, 향 등을 포함하는 서로 다른 복합물을 사용한다.
바람직하기로, 제3층은 제1층의 코팅 무게보다 약 150% 나 더 큰 코팅 무게로 인쇄된다.
또 다른 실시예는 가열된 젤라틴화 가능한 필름 형성 솔루션을 유용하게 하는 제1층에만 적용하는 과정을 제공하고, 전분 같은 서로 다른 첨가제를 구비하는 하나 이상의 추가적인 층은 가열되지 않은 단계에서 인쇄가능하다.
바람직하기로, 적어도 하나의 인쇄 단계는 젤라틴을 가속화하기 위해 냉각된 압인 실린더의 사용을 포함한다.
최종적인 밴드형 담배는 연속적으로 보빈으로 잘려지는 릴에서 모이고 담배를 만들기 위해 담배 종이로 사용된다.
다음의 도면은 밴드가 여러개의 연속적인 층에 인쇄된 인쇄 밴드형 종이와 그러한 종이를 만드는 장치를 나타낸다. 도면에서, 같은 요소에는 같은 참조번호가 적용된다.
도1은 다수의 밴드를 가지는 종이로 만들어진 담배의 사시도이다.
도2는 도1의 선 2-2를 따라 잘려진 단면도이다.
도3은 명확함을 위해 확대된 다수층 밴드의 두께로써 선 3으로 둘러싸인 도2의 확대도이다.
도4는 다수층 인쇄 밴드형 종이를 준비하기 위한 장치의 사시도이다.
본 발명에 따라(도1 참조), 담배(20)는 컷 필터를 포함하는 토바코 로드를 포함하며, 담배종이(22)에 의해 덮힌다. 담배(20)의 한쪽 끝은 적합한 필터 팁핑 (tipping) 종이(26)로 둘러싸인 적합한 필터(24)를 포함한다.
담배 종이(22)(도2 참조)는 컷 필터 토바코로 만들어진 토바코 대(28)를 둘러싼다. 토바코 로드(28)는 길이방향 축(29)을 따라 측정된 미세한 길이를 가지며, 미세한 길이는 전체적인 길이와 필터(24)의 길이 사이의 차이이다.
종래의 담배 종이는 투과성이 있으며, 투과성은 일반적으로 코레스타 유닛으로 나타난다. 코레스타 유닛은 1 단위영역(예컨대 cm2)이나 1압력강하(예컨대 물의 cm) 당 부피유속(예컨대 cm3/sec)에 의해 종이 투과성을 측정한다. 종래의 담배 종이는 또한 잘 알려진 기본 무게를 가지고, 1 평방미터 당 그램, 줄여서 g/m2으로 측정된다. 전형적인 담배 종이를 위한 투과성과 기본 무게는 일반적으로 아래의 정해진 표로 사용된다.

투과성, 코레스타 단위
기본 무게, g/m2
24 25
33 25
46 25
60 26
본 발명의 목적으로, 바람직한 담배 종이의 비밴드형 영역은 적어도 20 코레스타 단위의 투과성을 가진다. 가장 바람직하기로, 담배 종이는 약 33 부터 약 46 코레스타의 투과성과 약 25g/m2의 기본 무게를 가진다.
담배의 연소 성형을 조절하고, 담배의 의도치 않은 연소를 막기 위해, 담배 종이(22)는 토바코 로드(28)를 따라 축으로 위치된 다수의 밴드(30)를 가진다. 밴드(30)에 의해 덮힌 영역을 통하는 담배 종이(22)의 투과성은 바람직하기로 0 부터 약 15 코레스타 단위의 범위에 놓인다. 전형적으로, 적어도 두 개의 밴드(30)가 토바코 로드(28)를 따라 위치된다. 인접한 밴드(30)가 바람직하기로 밴드(30)의 너비를 초과하는 미세한 거리에 의해 토바코 로드(28)를 따라 서로 떨어져 있다. 그러나, 미세한 거리는 토바코 로드(28)의 미세한 길이 보다 더 작다. 하나의 밴드(30)는 바람직하기로 담배 종이(22) 안에 있는 토바코 로드(28) 주위를 둘러싸며 연장된다. 따라서, 밴드(30)의 존재는 필수적으로 담배의 바깥으로부터 보이게 된다.
하나의 밴드(30)(도 3 참조)는 다수의 층을 구비한다. 2개 혹은 3개의 층(32,34,36)이 구비된다. 제1층(32)은 담배 종이(22)의 안쪽(또는, 대안적으로 바깥쪽)방향에 있으며 상응하는 제1층 두께를 가진다. 선택적인 제2층(34)은 제1층(32)에 놓이며, 바람직하기로 제1층과 너비와 길이는 동일 선상에 걸쳐 연장한다. 제2층(34)은 상응하는 제2층 두께를 가진다. 선택적인 제3층(36)은 제2층 위에 놓이며, 바람직하기로 제2층과 너비와 길이는 동일선상에 걸쳐 연장한다. 제3층(36)은 제3층 두께를 가진다. 다양한 층(32,34,36)의 두께는 담배 종이(22) 표면에 수직으로 측정된다.
제1층(32)은 물 침투로부터 종이 표면을 밀봉하기 위해 담배 종이(22)에 적용되고 따라서 주름, 코클링, 웨이빙에 의한 담배 종이(22)의 뒤틀림 현상을 최소화한다. 이러한 뒤틀림은 종이 섬유가 물을 흡수할 때 일어날 수 있으며, 그 후 늘어나고 뒤틀리며, 종이 웹에서의 원래위치와 상태로 되돌아갈 수 없다. 제1층 두께가 선택되어 수성의 용매는 종이(22)로 깊게 투과되지 않는다. 층(32,34,36)의 두께는 코팅 무게의 직접적인 역할을 한다. 따라서, 층의 상대적인 두께는 상대적인 코팅 무게, 또는 그 반대로도 상응한다.
바람직한 실시예에 따라, 하나의 밴드(30)는 수성의 필름 형성 복합물이나 바람직하기로 다른 수성의 복합물을 사용하는 연속적인 그라비아 인쇄 단계에 의한 담배 종이(22)로 인쇄된다. 필름 형성 복합물은 바람직하기로 물과 필름 형성 복합체의 높은 밀도를 포함한다. 예컨대, 필름 형성 복합체는 바람직하기로 필름 형성 복함물의 약 20에서 약 50중량%를 포함한다. 실내 온도(약 23℃)에서, 매우 단단한 내용물인 필름 형성 복합물은 0.2Pa·s(200센티푸아즈(cP))를 초과하는 점성을 가지며 그라비아 인쇄에 부적합하다. 그러나, 약 40℃부터 약 90℃의 범위에서, 필름 형성 복합물의 점성은 그라비어 인쇄 복합물로 사용되기 위해 충분히 줄어든다. 그라비아 인쇄에서, 적합한 점성의 최상한선은 약 0.2Pa·s(200cP)이다. 가장 바람직하기로, 필름 형성 복합물은 40℃ 부터 90℃의 온도 범위에서 약 0.1Pa·s(100cP)의 점성을 가지며 복합물은 이 온도에서의 그라비어 인쇄 후 종이와 접촉되어 급랭된다. 실내 온도에서 복합물의 점성은 또한 중요하다. 실내 온도에서 높은 점성은 필름 형성 복함물이 실내온도에서 젤로 되는데 필요하다.
필름 형성 복합물에 사용되는 필름 형성 혼합체는 알긴산, 카라기난, 구아 전분, 펙틴, 칼슘 카르보나이트, 구연산염으로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 바람직하기로, 필름 형성 혼합체는 타피오카와 같은 산화된 전분으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
바람직하기로, 밴드(30)는 연속적인 인쇄 과정(도4 참조)을 사용하는 담배 종이(22)에 적용된다. 그라비어 인쇄 작업은 연속적인 인쇄작업의 중요한 정합이 가능하다. 따라서, 그라비어 인쇄는 밴드(30)의 제1층(32) 뿐 아니라, 제1층의 같은 공간 선상에 걸치는 제2층(34), 제2층과 연속적으로 같은 공간 선상에 걸치는 제3층(36)을 효과적으로 인쇄하는데 사용될 수 있다.
담배 종이(22)의 표면을 밀봉하는 제1층(22)으로, 선택적인 제2층은 더 무거운 코팅 무게 즉, 코팅두께에 적용될 수 있다. 바람직하기로, 제2층(34)은 제1층 두께의 적어도 약 1.5배 정도로 제1층(32)보다 더 두껍거나, 코팅 무게가 적어도 50% 증가한다. 게다가, 선택적인 제3층(36)은 제2층(34)보다 더 두꺼우며 또한 제1층 두께의 적어도 2.5배 정도로 제1층(32)보다 더 두꺼우며 즉, 코팅무게가 적어도 약 150% 정도로 증가한다.
그라비어 인쇄 과정은 다음의 종이 생산에 바로 사용될 수 있는데 즉, 종이 제조 장비의 끝부에서 사용된다. 대안적으로, 그라비어 인쇄 과정은 담배 종이를 인쇄되는 밴드로 옮기는 릴과 연관되어 사용될 수 있다. 예컨대, 선택된 투과성과 선택된 기본 무게를 가지는 담배 종이의 릴(40)이 장착되어 담배 종이(22)는 연속적인 종이 웹과 같이 릴(40)로부터 풀릴 수 있다.
담배 종이(22)의 웹은 하나의 밴드(30)의 기본 층(32)이 종이(22)에 인쇄되는 제1그라비어 인쇄 스테이션(42)에 전진하거나 지나간다. 인쇄 과정은 종이의 펠트쪽이나 와이어쪽 혹은 둘 다에 적용된다. 그 후, 담배 종이(22)는 하나의 밴드(30)의 제2층(34)은 상응하는 베이스 층(32)에 인쇄되는 제2그라비어 인쇄 스테이션(44)을 지나간다. 그 후 담배 종이(22)는 하나의 밴드(30)의 제3층(36)은 상응하는 제2층(34)에 인쇄되는 제3그라비어 인쇄 스테이션(46)을 통과한다. 추가적인 층들도 전술된 비슷한 방법으로 적용된다. 최종적으로, 인쇄된 밴드를 가지는 담배 종이(22)는 모음 릴(48)에 싸인다. 그 후 모음 릴(48)은 보빈으로 쪼개어진다. 보빈은 다른 종래의 방법으로 담배를 생산하는 동안 토바코 로드를 싸는데 사용된다.
제3그라비어 인쇄 스테이션(42,44,46)의 각각의 장치는 그것의 재질 측면에서 필수적으로 같다. 따라서, 그라비어 인쇄 스테이션 중 하나를 상세하게 설명하는 것만으로 충분할 것이고, 다른 그라비어 인쇄 스테이션은 별도의 언급이 없다면 일반적인 형상을 가진다. 따라서, 제1그라비어 인쇄 스테이션(42)의 형상은 접미사"a"를 붙인 참조번호를 사용할 것이다. 제2그라비어 인쇄 스테이션(44)의 상응하는 형상은 같은 참조번호를 사용할 것이나 접미사 "b"를 사용할 것이다. 이와 같이, 제3그라비어 인쇄 스테이션(46)의 상응하는 형상은 같은 참조번호를 사용하나 접미사 "c"를 사용할 것이다.
제1그라비어 인쇄 스테이션(42)에서, 장치는 그라비어 실린더나 수평축 근처의 회전부(도4에 보여지는 실시예의 시계방향)에 일반적으로 장착되는 롤러(50a)를 포함한다. 롤러(50a)의 일반적으로 원통형인 표면은 밴드(30)의 제1층(32)의 음부를 정의하기 위해 적합한 과정으로 무늬가 새겨진다. 종래의 새김, 화학적 새김, 전기적 새김, 포토 에칭은 그라비어 실린더의 표면에 무늬를 넣는데 사용될 수 있다. 롤러(50a)의 주변은 밴드들 사이의 근소한 거리에 밴드 너비를 더한 전체 합으로 결정된다. 따라서, 롤러(50a)의 1회전에서, 밴드의 제1층의 전체번호가 담배 종이에 인쇄된다.
압인 실린더(52a)는 롤러(50a) 축에 평행한 축 위의 역회전부에 장착된다. 여러 적용에서, 압인 실린더(52a)는 비금속성 탄성면을 포함한다. 압인 실린더(52a)는 롤러(50a)와 후진 롤러(54a) 사이에 위치되며, 또한 롤러(50a) 축에 평행한 축 위의 회전부에 장착되며 압인 실린더(52a)와 연관되어 역회전한다. 후진 롤러(54a)에 의해 제공된 기능 중 하나는 압인 실린더(52a)의 중앙부를 곧게 하여 일정한 인쇄 압력이 롤러(50a)와 압인 실린더(52a) 사이에 도달한다는 것이다. 그라비어 실린더나 롤러(50a) 및 압인 실린더(52a)는 인쇄 과정 동안 전진하는 종이 웹(22)이 통과하는 닙(56a)을 정의한다. 닙(56a)는 그라비어 실린더(50a)와 압인 실린더(52a) 사이를 움직임으로써 종이 웹(22)을 끼우기 위해 크기가 조정된다. 종이 웹을 누르는 닙의 압력은 실린더부터 종이까지 복합물의 정확한 이송을 보장하는데 결정적이다.
저장소(58a)는 담배 종이에 밴드를 형성하기 위한 전술된 필름 형성 복합물을 포함한다. 저장소(58a)는 점성 있는 필름 형성 복합물을 다룰 수 있는 적합한 펌프(60a)와 연통한다. 그 후 필름 형성 복합물은 필름 형성 복합물의 온도가 상승하는 적합한 열 변환기(62a)로 흘러서 약 40℃부터 약 90℃ 까지의 범위에 놓이며 필름 형성 복합물의 점성은 그라비어 인쇄에 적합한 수준으로 조정된다. 전술된 바와 같이, 그라비어 인쇄를 위한 점성은 약 0.2Pa·s(200cP) 이하가 필요하다. 바람직하기로, 필름 형성 복합물의 온도가 선택되어 그 점성은 약 0.1Pa·s(100cP)이하이다.
별도의 가열 교환기(62a)가 공개된 한편, 저장소(58a)에서 필름 형성 복합물의 열 조절기를 제공하는 것이 바람직하다. 예컨대, 가열요소와 휘젓는 장치는 필름 형성 복합물의 상승된 온도를 유지하기 위해 저장소(58a)에 포함된다. 저장소(58a) 안에 열 조절기를 설치하는 것을, 필름 형성 복합물이 낮은 점성에서 이미 가열되기 때문에 펌프가 낮은 온도과 관련된 높은 점성에서 필름 형성 복합물을 다루는 것이 불필요함으로, 펌프 선택물과 작동 필수품을 간단하게 만드는데 이롭다.열 조절기가 저장소(58a)나 별도의 열 교환기(62a)에서 작동하는 반면, 열 조절 단계가 필름 형성 복합물을 태우는 것을 막기 위해 선택된 온도에서 이루어진다는 것은 중요하다. 태우는 것은 필름 형성 복합물에 얼룩을 만들 수 있으며, 복합물의 필름 형성 특성에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 태우는 것은 필름 형성 복합물이 열 조절기에 의해 영향을 받는 동안 피해야 한다.
열 조절 단계가 어디서 일어나는지에 상관없이, 가열된 필름 형성 복합물은 그라비어 실린더(50a)의 길이를 따라 필름 형성 복합물을 퍼지게 하는 적합한 적용기(64a)로 운반된다. 퍼지는 단계는 필름 형성 복합물을 그라비어 실린더(50a) 위에 쏟아붓거나 퍼지게 하거나, 또한 단순히 액체 필름 형성 복합물을 그라비어 실린더(50a)와 모음기(67a) 사이의, 그라비어 실린더(50a) 밑바닥에 모으는 필름 형성 복합물의 용기(66a)로 옮김으로써 영향을 받는다. 실린더는 가열되어 복합물의 너무 이른 냉각을 막는다.
일반적으로, 모음기(67a)는 용기(66a)를 모으기 충분한 높이까지 그라비어 롤러(50a) 근처에서 수직으로 연장하나, 그라비어 실린더(50a)의 윗면보다는 한참 아래인 높이이다. 용기(66a)가 모음기(67a)의 윗면에 도달하면, 필름 형성 복합물은 저장소(58a)로 거꾸로 들어가는 장치의 밑면에서 배수구(68a)를 통해 흐를 수 있다. 따라서, 필름 형성 복합물은 인쇄 스테이션을 통해 순환하고 전술된 열 조절 장치에 의한 적합한 인쇄 점성으로 유지될 수 있다.
그라비어 실린더(50a)가 적용기(64a)나 용기(66a)를 통해 시계방향으로 회전할 때, 필름 형성 복합물은 그라비어 실린더(50a)의 표면에 부착되며, 밴드를 정의하기 위해서라면 압인에 포함한다. 닙(56a)을 향한 그라비어 실린더(50a)의 회전은 실린더 표면을 적합한 닥터 블레이드(70a)를 움직이게 한다. 닥터 블레이드(70a)는 그라비어 실린더의 길이를 따라 연장하며 위치되어 그라비어 실린더(50a)의 표면을 닦는다. 이러한 방법으로, 인접한 밴드들 사이의 미세한 공간을 정의하는 그라비어 실린더(50a)의 그러한 부분들은 필수적으로 필름 형성 복합물을 깨끗하게 닦아내는 반면, 밴드를 스스로 정의하는 그라비어 실린더의 새겨진 부분은 필름 형성 복합물로 가득찬 닙(56a) 쪽으로 전진한다.
담배 종이(22)와 그라비어 실린더(50a)의 표면이 닙(56a)을 통해 움직일 때, 필름 형성 복합물은 담배 종이(22)의 표면으로 이송된다. 담배 종이(22)의 직선의 속도나 점성은 담배 종이(22)가 닙(56a)을 통과할 때 그라비어 실린더(50a)와 압인 실린더(52a)의 접하는 표면 속도와 매칭 된다. 이러한 방법으로, 필름 형성 복합물이 담배 종이(22)에 미끄러지거나 손상되는 것을 막는다.
밴드가 제1인쇄 스테이션(42)에서 담배 종이(22)에 인쇄될 때, 가열된 필름 형성 복합물은 약 40℃ 부터 약 90℃의 온도인 필름 형성 복합물의 온도보다 상당히 낮은 약 23℃의 실내온도에서 담배 종이(22)와 맞닿는다.
담배 종이(22)와 접촉하자마자, 필름 형성 복합물의 온도가 담배 종이(22)의 온도로 급랭한다. 급랭은 몇 개의 열 이송 과정이나 머케니즘을 통해 일어난다. 종이(22)는 밴드의 제1층의 두께와 너비를 비교할 때 충분히 큰 열중량을 가지며, 밴드 안의 필름 형성 재질은 종이의 온도와 비슷한 온도로 즉각적이진 않지만 빠르게 평행을 이룬다. 종이(22)와 그라비어 실린더(50a) 근처의 공기 온도는 그라비어 실린더(50a) 표면의 필름 형성 재질 온도보다 훨씬 낮아 주변 공기의 냉각이 발생한다. 추가적으로, 인쇄 후에 담배 종이(22)의 움직임 뿐 아니라, 그라비어 실린더(50a)의 표면 움직임은 필름 형성 재질의 전이 냉각을 발생시킨다.
이러한 열 이송 머케니즘의 복합된 냉각 효과는 필름 형성 재질을 담배 종이(22)의 표면에서 젤로 만든다. 밴드의 제1층의 젤화는 필름 형성 복합물 안에서 물을 속박하여 담배 종이(22)로 물이 통과하거나 혹은, 흠뻑 젖게 하지 않는다. 결과적으로, 담배 종이(22)의 섬유는 담배 종이(22)에서 웨이브, 주름 및 코클링으로 이어지는 방법으로 섬유가 휘어지고 늘어날 때까지 그다지 물에 젖지 않는다.
압인 실린더(52a)는 선택적으로 냉각되어 담배 종이에서 필름 형성 복합물의 젤라틴화를 가속시킨다. 추가적인 기술은 물 흡수를 줄이는데 사용된다. 예컨대, 필름 형성 재질의 응집 가속화는 칼슘 염화물과 같이 칼슘류가 있는 알긴산이나, 시츄 혹은 자외선 빛에 노출됨으로써 영향을 받는다
담배 종이(22)가 제1인쇄 스테이션(42)을 벗어날 때, 필름 형성 복합물의 습기는 마르게 허용된다. 끝으로, 적합한 배열(보이지는 않음)이 생긴다.
밴드의 제1층을 구비한 담배 종이는 제1그라비아 인쇄 스테이션(42)에 인쇄된 후 제2그라비어 인쇄 스테이션(44)의 조절 실린더(72b)를 지난다. 제2인쇄 스테이션의 그라비어 실린더(50b)는 밴드의 제2층을 인쇄하기 위해 설계된 무늬있는 표면을 가진다. 그라비어 실린더(50b) 표면의 무늬 깊이는 제1그라비어 실린더(50a)의 무늬 높이 보다 약 1.5배로 선택된다. 바람직하기로, 밴드의 제2층은 밴드의 제1층과 너비(종이 이동 방향으로)와 길이(종이 이동에 횡단방향으로)도 동일선상에 걸쳐질 것이다. 그러므로 제2인쇄 스테이션(44)의 그라비어 실린더(50b)는 제1인쇄 스테이션(42)의 그라비어 실린더(50a)로 맞춰져야 한다. 정합을 보장하는 다양한 기술이 종래기술에서 알려진 반면, 조절 실린더(70b)가 정확한 정합을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 더 자세히는, 제1인쇄 스테이션(42)의 닙(56a)과 제2인쇄 스테이션(44)의 닙(56b) 사이의 담배 종이(22)의 길이는 조절 실린더(72b)의 수직 위치에 따라 달라진다. 실린더(72b)의 위치를 조절함으로써, 제1인쇄 스테이션(42)과 제2인쇄 스테이션(44) 사이의 적절한 정합이 실현되거나 필요하다면 조정된다.
담배 종이(22)가 제2인쇄 스테이션(44)으로부터 제3인쇄 스테이션(46) 까지 이동할 때, 제2인쇄 스테이션(44)에 적용된 필름 형성 복합물은 마르기 충분한 시간을 가진다. 제3인쇄 스테이션(46)의 조절 롤러(72c)를 지난 후, 담배 종이(22)는 밴드의 제3층이 적용되는 제3인쇄 스테이션(46)의 닙(56c)에 들어간다.
제3인쇄 스테이션(46)의 그라비어 실린더(50c)는 밴드의 제3층을 인쇄하기 위해 설계된 무늬있는 면을 가진다. 그라비어 실린더(50c) 표면의 무늬 깊이는 제1그라비어 실린더(50a) 위의 무늬 깊이의 약 2.5배가 되게 선택된다. 바람직하기로, 밴드의 제2층은 밴드의 제1층과 제2층의 너비(종이 운동 방향으로)와 길이(종이 운동과 횡방향으로)가 동일선상에 걸쳐질 것이다. 따라서 제3인쇄 스테이션(44)의 그라비어 실린더(50c)는 제2인쇄 스테이션(44)의 그라비어 실린더(50b)에 맞춰져야 한다. 전술된 바와 같이, 조절 실린더(72c)는 정합 기능을 제공할 수 있다.
제3인쇄 스테이션(46)을 지난 후, 밴드의 제3층은 유동바퀴롤러(74)를 만나기 전에 건조되도록 허용된다. 바람직하기로, 추가적인 인쇄 스테이션(보이지는 않음)이 사용된다. 그 후 다수층 밴드를 구비한 담배 종이(22)는 모음 릴(48)에 모인다.
밴드(30)는 낮은 코팅 무게에 적용된다. 예컨대, 전체적인 코팅 무게는 밴드(30)의 여러층에 대해 약 0.5g/m2 부터 약 15g/m2 까지의 범위에 놓인다. 바람직하기로, 코팅 무게는 약 2g/m2 이다. 이러한 코팅무게로, 여러층 밴드(30)(도 3)의 두께는 바람직하기로 담배 종이 두께의 약 20% 이하이며, 담배 종이 두께의 5% 이하이다. 밴드(30)의 제1층(32)의 두께는 제1그라비어 인쇄 스테이션에 적용되며, 바람직하기로 담배 종이 두께의 4% 이하이고, 담배 종이 두께의 1% 이하일 수도 있다. 따라서, 제1층 두께가 밑에 있는 담배 종이의 두께와 비교하면 작은 것으로 보인다.
필름 형성 복합물을 가열함으로써, 냉각에 따른 필름 형성 복합물의 젤라틴화가 강화된다. 따라서, 필름 형성 복합물이 담배 종이(22)의 표면에서 급랭하면, 젤이 형성된다. 젤의 형성은 복합물로부터 약간의 물을 속박하며 물이 담배 종이의 섬유로 들어가는 것을 막는다. 이 효과는 최종적인 밴드형 담배 종이 안에서 수성의 필름 형성 복합물의 인쇄가 웨이브나 다른 결함으로 이어지는 가능성을 줄인다.
본 발명에 따른 밴드형 담배 종이를 만드는 과정은 전술된 바로부터 전문가에게 충분할 것이나, 그 과정을 다음과 같이 요약한다.
담배 종이는 릴(40)(도4 참조)에 장착되고, 종이 웹(22)은 제1인쇄 스테이션(42)으로 전진한다. 제1인쇄 스테이션(42)에서, 그라비어 인쇄 장치는 담배 종이(22)에 필름 형성 복합물의 제1층을 인쇄한다. 인쇄 단계는 필름 형성 재질을 태울 수 있는 온도를 피하는 반면 필름 형성 복합물의 점성이 그라비어 인쇄를 위한 경계점 아래로 떨어지는 온도까지 필름 형성 복합물을 가열하는 것을 포함한다. 가열 단계는 필름 형성 재질의 점성을 약 0.2Pa·s(200cP) 까지 줄이며, 가장 바람직하기로는 약 0.1Pa·s(100cP) 거나 그 이하이다.
가열된 필름 형성 복합물은 회전하는 그라비어 실린더(50a)의 무늬있는 표면에 적용된다. 무늬있는 표면에 대한 복합물의 적용은 무늬있는 표면에 복합물을 붓거나 뿌리거나 가열된 복합물의 용기를 통해 무늬있는 표면을 옮김으로써 실현된다. 적용기술이 사용되는 것에 관계없이, 초과 복합물은 닥터 블레이드가 구비된 그라비어 실린더(50a)의 무늬있는 표면으로부터 닦인다.
그 후, 그라비어 롤러(50a)의 회전하는 표면은 닙(56a)을 따라 움직일 때 전진하는 담배 종이와 접촉한다. 필름 형성 복합물은 그라비어 실린더(50a)의 무늬있는 표면으로부터 담배 종이(22)까지 이송되며 담배 종이 표면과 접촉하여 급랭한다. 담배 종이(22) 표면에서 필름 형성 복합물의 젤라틴화는 필름 형성 복합물 안에서 자유로운 물의 적어도 한 부분을 속박하여 복합물 안의 물은 담배 종이의 평평함을 방해하지 않고 코클링, 웨이브 혹은 주름을 생기게 한다.
그 후 밴드(30)의 제1층(32)은 담배 종이(22)가 인쇄 동작을 통해 전진하면서 건조된다. 제1층이 건조될 때, 밴드(34)의 제2층이 적용되는 제2그라비어 인쇄 스테이션(44)으로 들어간다. 제2스테이션(44)에서의 그라비어 인쇄와 사용된 필름 형성 복합물은 제1인쇄 스테이션(42)과 연관되어 전술된 바와 같이 같은 방법으로 진행된다. 그러나, 제2그라비어 실린더(50b)의 무늬있는 표면이 준비되어 그것이 적용하는 밴드의 두께는 제1층의 두께를 초과한다. 하나의 밴드의 제2층은 제1층에 인쇄되어 너비와 길이가 제1층과 거의 동일선상에 걸쳐진다.
밴드의 제2층이 건조된 후, 담배 종이는 전술된 방법으로 제3층이 제2층에 인쇄되는 제3그라비어 인쇄 스테이션(46)으로 전진한다. 제3 스테이션(46)에서, 그라비어 실린더의 무늬있는 표면이 준비되어 그것이 작용하는 밴드의 두께는 제2층의 두께를 초과한다.
모든 바람직한 층이 담배 종이(22)에 인쇄될 때, 종이는 담배 생산에서 연속적인 사용을 위해 모음 릴(48)에 감긴다.
여기에 사용되는 단어와 단계는 수학적이거나 기하학적 정밀함으로 해석되지 않으며, 오히려 기하학적 용어는 의미 접근성으로 해석되거나 기하학적 용어 및 개념과 비슷하다. "약" 이란 단어는 숫자와 관련하여 사용되며, 그러한 숫자는 +/-5%의 오차를 가진다. 유사하기로, "일반적인" 이나 "연속적인"과 같은 용어는 형태, 기능 혹은 의미로 구성된 합당한 범위를 제공할 뿐 아니라 관련된 용어와 개념의 중요한 의미를 포함하도록 의도된다.
새롭고, 유용하고, 불명백한 진보적인 멀티 패스 인쇄 밴드형 종이를 설명하는 본 발명은 본 기술의 전문가들에게 명백할 것이다. 또한, 여러 수정, 변형, 대용 및 동등성이 상세히 전술된 본 발명의 다양한 측면으로 존재한다는 것은 본 기술의 전문가들에게 명백할 것이다. 따라서, 청구항에 의해 정의된 바와 같이, 본 발명의 의미와 범위 안에 포함되는 모든 그러한 수정, 변형, 대용 및 동등성은 확실히 의도된다.

Claims (15)

  1. 길이방향 축을 구비하는 토바코 로드와;
    토바코 로드를 둘러싸는 종이 포장지;를 포함하되,
    상기 종이 포장지는 적어도 20 코레스타 유닛의 다공성을 가지며, 토바코 로드를 따라 위치된 다수의 밴드를 가지며, 각각의 상기 밴드는 실내 온도로 냉각될 때 젤로 되는 젤라틴화된 필름 형성 복합물로 인쇄된 적어도 하나의 층을 구비하며, 상기 층 중에서 상기 종이 포장지에 접촉하는 적어도 제1층은 필름 형성 복합물을 20 내지 50 중량% 함유하는 수성 필름 형성 복합체로 인쇄되고,
    상기 필름 형성 복합체는 실내 온도로 냉각될 때 젤로 되어 상기 필름 형성 복합체의 자유수(free water)의 적어도 일부가 상기 제1층 내에서 속박되게 되어 있고,
    상기 필름 형성 복합체는 가열 시 감소되는 점성을 가져 40℃ 내지 90℃에서 상기 필름 형성 복합체가 그라비어 인쇄에 사용될 수 있는 점성을 가지도록 되어 있고,
    상기 밴드를 통하는 담배의 다공성이 0부터 15 코레스타 유닛의 범위에 놓이도록 되어 있는 담배.
  2. 제1항에 있어서, 필름 형성 재료가 전분, 알긴산, 카라기난, 구아 전분, 펙틴, 칼슘 카르보나이트 및 구연산염으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지는 담배.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 상기 밴드의 층은 수용성인, 필름 형성 복합물을 구비하는 담배.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서, 각각의 밴드의 층이 0.5g/m2 부터 15g/m2 까지 범위의 복합 코팅 무게를 가지도록 되어 있는 담배.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복합 코팅 무게가 5g/m2 로 되어 있는 담배.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2층이 상기 제1층 위에 있도록 된 담배.
  9. 제8항에 있어서, 제3층이 상기 제2층 위에 있도록 된 담배.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 담배종이가 제1인쇄 스테이션으로 들어가는 단계;와
    필름 형성 복합물을 20 내지 50 중량% 함유하고, 가열 시 감소되는 점성을 가져 40℃ 내지 90℃에서 그라비어 인쇄에 사용될 수 있는 점성을 가지도록 되어 있는 수성 필름 형성 복합체를 공급하는 단계;
    상기 필름 형성 복합체를 가열하는 단계;
    무늬있는 그라비어 실린더에 가열된 필름 형성 복합체를 적용하는 단계;
    전진하는 담배 종이를 무늬있는 그라비어 실린더에 접촉시키는 단계;
    상기 필름 형성 복합체의 제1층을 인쇄하는 단계;
    상기 필름 형성 복합체의 자유수(free water)의 적어도 일부가 상기 제1층 내에서 속박되도록 하면서, 필름 형성 복합물이 담배 종이의 평탄화를 방해하지 않도록, 상기 필름 형성 복합체를 담배 종이면에 접촉시켜 필름 형성 복합물을 젤로 만드는 단계; 및
    상기 제1층 위에서 필름 형성 복합물의 적어도 제2층을 인쇄하는 단계;
    를 포함하는 밴드형 담배 종이를 만드는 방법.
  15. 삭제
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