Brevet FR2850401A1 — publié le 20040730

L'invention concerne les papiers pour cigarettes roulées à la main, également appelés papiers carnets ou papiers à rouler. Ce type de papier doit classiquement répondre à des contraintes 5 particulières, et notamment à des contraintes esthétiques consistant principalement en une faible opacité. Pour réduire les goudrons, diverses techniques sont connues, notamment le fait d'augmenter la porosité du papier. Mais dans le cadre des papiers à rouler, qui sont des papiers légers ainsi que présentant de faibles 10 taux de charge, l'augmentation de la porosité est une technique peu efficace. En effet, non seulement l'augmentation de porosité s'avère avoir peu d'influence sur le taux de goudrons, mais de plus l'augmentation de porosité se heurte à des limites beaucoup plus strictes en matière de faisabilité. Ainsi, pour réduire les goudrons dans le cadre des cigarettes à rouler, le principal effort mis en oeuvre jusqu'à présent a été d'augmenter la perméabilité à l'air par électroperforation. En effet, en faisant varier le taux de charge, l'homme du métier est confronté à deux contraintes antagonistes: Plus le taux de charge dans le papier est faible, et plus les goudrons dégagés par la cigarette sont importants. De plus, plus le taux de charge est élevé, plus le papier est opaque. Une autre spécificité des papiers carnets est leur faible grammage. La réduction des goudrons des cigarettes RYO passe aussi par une 25 augmentation du grammage de ces papiers, donc de leur opacité. Avec ces deux contraintes, aucun poids ni taux de charge n'a apporté jusqu'à présent de solution satisfaisante en termes à la fois de réduction des goudrons et de maintien d'une opacité faible. L'invention se propose de répondre à cette double contrainte, c'est-à30 dire de proposer un papier dont les cigarettes émettent peu de goudrons, mais qui reste un papier à faible opacité. Un tel papier est, selon l'invention, un papier à cigarettes de type à rouler, chargé en carbonate de calcium, caractérisé en ce que le carbonate 2 2850401 de calcium présente une taille moyenne de particules supérieure à trois microns. On propose en outre selon l'invention une utilisation particulière d'un carbonate de calcium ayant une taille moyenne de particules supérieure à 5 trois microns, en tant que charge dans un papier à cigarette à rouler pour réduire l'émission de goudrons au fumage tout en conservant une opacité inférieure à 70%, selon la norme ISO 2471. On propose également selon l'invention un carnet de papiers à cigarettes, caractérisé en ce qu'il inclut une pile de papiers à cigarette tels 10 que précédemment annoncés. On décrira maintenant un exemple privilégié de mise en oeuvre de l'invention. On utilise un papier de départ qui est ici un papier carnet de type hollandais connu sous la référence 405 SA 65. On voit qu'en augmentant la porosité pour obtenir le 411, les goudrons ont peu baissé: c'est parce que comme le poids et le taux de charge n'ont pas été modifiés, la combustibilité des articles à fumer a peu changé, et de ce fait les goudrons peu baissé. C'est la même chose avec le 245 SA 100 o la perméabilité a été augmentée, sans effet notoire sur les 20 rendements en goudrons. Par contre avec le 450 SA 150 o poids et taux de charge ont été significativement augmentés, tout en gardant une opacité faible, les goudrons ont significativement baissé. Ce résultat est obtenu grâce à l'augmentation de combustibilité apportée par l'augmentation de grammage et de taux de charge, et par l'augmentation de la perméabilité 25 finale. Le carbonate de calcium chargeant le papier est pour cela un carbonate de calcium précipité disponible sous la référence ADX 7014 an. N021390. Ce carbonate de calcium peut être obtenu auprès de la société 30 Specialty Minerals, Inc., de Adams, Massachussetts, USA. Ce carbonate de calcium précipité présente des propriétés intrinsèques particulières que l'on peut qualifier de la façon suivante. Il possède une taille moyenne de particules élevée par rapport à l'art antérieur. Cette taille moyenne de particules est ici de 3,5 microns (contre typiquement 2 microns pour l'art antérieur), et s'avère particulièrement avantageuse en termes de maintien d'une opacité faible. De plus, cette taille moyenne de particules élevée s'avère également permettre une 5 augmentation de porosité acceptable, permettant ainsi une réduction satisfaisante de goudrons. On détaillera ces effets dans la suite de l'exposé. Il serait possible de maintenir une opacité faible en modifiant la forme des cristaux de carbonate habituels, mais au prix d'efforts importants. Plus généralement, on a découvert qu'on obtient des opacités faibles, 10 en optant généralement pour des tailles de particules élevées, c'est-àdire de préférence supérieures à 3 microns, et plus particulièrement une taille moyenne de particules qui est d'environ 3,5 microns. On sélectionne donc avantageusement une taille moyenne de particules supérieure à 3 microns, et préférentiellement égale à 3,5 microns. 15 Afin de pouvoir comparer les effets de ce carbonate de calcium particulier avec les effets d'un carbonate de calcium classique, on a préparé parallèlement des échantillons de papier reprenant l'ensemble des mêmes paramètres, notamment le taux de charge particulièrement élevé, hormis qu'ils sont chargés en carbonate de calcium classique. Bien que les résultats en termes de réduction de goudrons puissent apparaître assez proches, les résultats en matière d'opacité sont par contre nettement différents selon que le carbonate est l'ADX 7014, c'està-dire le carbonate à taille de particules élevée, ou le carbonate classique. Dans le cas du carbonate de calcium classique, une opacité de 76% 25 est obtenue, c'est-à-dire une opacité particulièrement élevée, du type de celles relevées sur les papiers " machine " (papiers pour cigarettes roulées industriellement, typiquement à 75%). Dans le cas du carbonate de type ADX 7014, l'opacité mesurée a été de 69%. Une opacité de 69%, bien qu'elle soit légèrement supérieure aux opacités habituelles des papiers à rouler (typiquement 65%), reste toutefois très limitée et bien adaptée à la réalisation d'un papier à rouler ayant de bonnes qualités visuelles. Ainsi, au final, pour un papier standard chargé en carbonate de calcium selon les méthodes habituelles, mais en optant pour un carbonate de type ADX avec une augmentation de la charge dans des proportions très inhabituelles pour les papiers à rouler, il s'avère qu'on ne génère aucune opacité gênante. Afin de faire mieux apparaître la réduction de goudron obtenue grâce à cette augmentation de la charge, on a mis en parallèle, dans le tableau cidessous, le papier ainsi chargé en ADX 7014, avec une série d'autres papiers à rouler habituels, c'est-à-dire chargés en carbonates habituels, et 10 avec des taux de charges habituels pour les papiers à rouler. PAPIER POROSITE ADDITIF DE POIDS DE CaC03 OPACITE BOUFFEES GOUDRONS (CORESTA) COMBUSTION BASE % % (mg/ Citrate g/m2 cigarette) selon norme ISO cd 15592 405 SA 65 13+50 D.8 Cit Na 19.5 17 3 17-18 411 SA 80 25+55 1.05 Cit Na 19.5 18 6 6.5 16.3 SA 100 40+60 1.05 Cit Na/K 20.5 18 6 6.5 15.8 Na/K 450 SA 150 50+90 1 Oit Na/K 3 28 9.115 Ce tableau présente trois tels papiers à rouler habituels, chacun réalisé à partir d'un papier de base standard, de type hollandais (405 SA 65, 411 SA 80, 245 SA 100). Les grammages sont, pour ces papiers, situés 15 dans des ordres de grandeur classiques de papier à rouler hollandais, c'està-dire compris entre 12 et 21 g/m2, typiquement à 17 g/m2 (correspondant à un taux de charge inférieur à 20 %). Le papier selon l'invention présente lui un taux de charge de 28%, c'està-dire pratiquement une fois et demi le taux de charge de ces papiers 20 classiques. Le résultat en terme de goudrons dégagés est particulièrement probant. De 18 mg/cigarette pour le 405 SA 65, on est descendu à un rendement en goudrons de 13,5 mg/cigarette, c'est-à-dire de plus de 3 mg/cigarette inférieur aux rendements du papier à rouler initial. Pour obtenir ce résultat, le taux de charge de 28%, et plus généralement supérieur à 25%, est préféré. Toutefois un taux de charge supérieur à 15% commence déjà à donner des résultats en matière de limitation des goudrons. Comme annoncé déjà ci avant, l'opacité obtenue est de 69% pour le papier selon l'invention. Cette opacité est similaire à l'opacité obtenue pour les trois papiers classiques, qui est de 66% pour deux d'entre eux et de 63% pour le troisième (405SA65). On notera que le taux de charge adopté avec le papier selon 10 l'invention, à savoir 28%, est non seulement très supérieur aux taux de charge utilisés habituellement pour les papiers à rouler, mais se situe également dans la fourchette haute des taux de charge habituellement utilisés dans les papiers à cigarettes machine (typiquement 25 à 30 %), qui pourtant eux présentent une opacité importante, à la fois en raison du 15 grammage du papier de départ et des charges ajoutées. Pour information, un papier à cigarette " machine " présente typiquement un grammage (à papier chargé) qui est supérieur à 22 g/m2, classiquement de 25 g/m2. Le papier préféré ici a un grammage qui correspond à un fort taux de 20 charge tel qu'exposé ci-dessus, mais qui reste à une opacité et à un grammage suffisamment faible pour conserver un aspect de papier à rouler. Ainsi donc, on a proposé ici un papier à cigarette de type à rouler comprenant un taux de charge particulièrement élevé puisque largement en dehors des limites habituelles adoptées dans les papiers à rouler 25 (typiquement 10 à 20 %) et présentant toutefois une opacité acceptable pour un papier à rouler (opacité inférieure à 70% typiquement de l'ordre de 65%). Avantageusement, le papier à cigarette présente un grammage supérieur à 21 g/m2. On introduit ainsi par exemple le carbonate de calcium selon un taux 30 de charge tel que le papier présente un grammage supérieur à 21 g/m2. Avantageusement aussi, on choisit un papier de base et un taux de charge tels que le grammage du papier reste inférieur à 24 g/m2. REVENDICATIONS 1 - Papier à cigarettes de type à rouler chargé en carbonate de calcium, caractérisé en ce que le carbonate de calcium présente une taille moyenne de particules qui est supérieure à 3 microns. 2 - Papier à cigarettes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carbonate de calcium présente une taille moyenne de particules qui est d'environ 3,5 microns. 3 - Papier à cigarette selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une opacité inférieure à 70%. 4 - Papier à cigarette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient le carbonate de calcium selon un taux de charge supérieur à 15% de la masse du papier chargé. - Papier à cigarette selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il 15 contient le carbonate de calcium selon un taux de charge supérieur à 25% de la masse du papier chargé. 6 - Papier à cigarette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un grammage supérieur à 21 g/m2. 7 - Papier à cigarette selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un grammage sensiblement égal à 23 g/m2. 8 - Carnet de papiers à cigarettes, caractérisé en ce qu'il inclut une pile de papiers à cigarette conformes à l'une quelconque des revendications 25 1 à 8. 9 - Utilisation d'un carbonate de calcium ayant une taille moyenne de particules supérieure à 3 microns, en tant que charge de réduction d'émission de goudrons au fumage avec opacité maîtrisée, dans un papier à cigarette à rouler. 10 - Utilisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le carbonate de calcium présente une taille moyenne de particules d'environ 3,5 microns. 11 - Utilisation selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que l'on introduit le carbonate de calcium selon un taux de charge et un grammage tel que l'opacité du papier reste inférieure à 70%. 12 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, 5 caractérisé en ce que l'on introduit le carbonate de calcium selon un taux de charge supérieur à 15 % de la masse du papier chargé. 13 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'on introduit le carbonate de calcium selon un taux de charge supérieur à 25 % de la masse du papier chargé. 14 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que l'on introduit le carbonate de calcium selon un taux de charge tel que le papier présente un grammage supérieur à 21 g/m2. - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que l'on choisit un papier de base et un taux de charge 15 tels que le grammage du papier reste inférieur à 24 g/m2. 16 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce qu'on choisit un papier de base et un taux de charge tels que le grammage du papier soit sensiblement égal à 23 g/m2.