ES2225029T3 - Filtro para cigarrillo y cigarrillo con filtro. - Google Patents
Filtro para cigarrillo y cigarrillo con filtro.Info
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Abstract
Un filtro de cigarrillo (6) que comprende una varilla de filtro que tiene una superficie periférica permeable al aire y en la que 3 a 12 pasajes continuos (12) se extienden entre los extremos abiertos situados en los dos extremos de la varilla, hallándose distribuidos dichos pasajes sobre un anillo que tiene un diámetro del 50 al 70% del diámetro de la varilla, y cada uno de dichos pasajes tiene un diámetro de 0, 1 a 0, 7 mm y la pared de cada uno de dichos pasajes tiene permeabilidad al aire.
Description
Filtro para cigarrillo y cigarrillo con
filtro.
La presente invención se refiere a un filtro para
un cigarrillo y a un cigarrillo con filtro que utiliza el
filtro.
Se conoce un filtro de este tipo que contiene una
pluralidad de orificios axiales, que se extienden desde un extremo
del filtro hasta el otro. Los orificios axiales se forman por tubos
insertos en el filtro (véase el documento de patente USP 3546325) o
por termoformado. El termoformado se lleva a cabo fundiendo una
parte del filtro, usando un rayo láser (véase el documento de
patente USP 4291712) o una herramienta para calentamiento del tipo
punzón.
Dicho filtro posibilita que una parte de la
corriente de humo principal proveniente del cigarrillo se
introduzca directamente y sin tratamiento de filtrado en la boca
del fumador.
En los últimos años muchos fumadores han mostrado
una tendencia a volcarse por una sensación más suave al fumar, sin
perder el placer del aroma o sabor original del cigarrillo. Por lo
tanto, es necesario controlar en forma óptima la cantidad de
corriente de humo que se introduce en la boca del fumador a través
de los orificios axiales del filtro; sin embargo, los orificios
axiales de los filtros anteriores envían la corriente de humo desde
el cigarrillo directamente hacia la boca del fumador y, por lo
tanto, el grado hasta el que puede suavizarse la sensación de fumar
se ve limitado.
Un filtro de cigarrillo de acuerdo con la
invención comprende una varilla de filtro que tiene una superficie
periférica permeable al aire y en la que 3 a 12 pasajes continuos
se extienden entre los extremos abiertos situados en los dos
extremos de la varilla; los pasajes se hallan distribuidos sobre un
anillo cuyo diámetro es del 50 al 70% del diámetro de la varilla y
cada uno de los pasajes tiene un diámetro de 0,1 a 0,7 mm y la
pared de cada uno de dichos pasajes tiene permeabilidad al
aire.
La varilla de filtro que tiene una superficie
periférica permeable al aire puede ser, por ejemplo, un cuerpo de
un material filtrante sostenido por una forma de varilla mediante
un material envolvente circunferencial permeable al aire; en cambio,
puede ser una varilla de filtro que sea coherente y autónoma y
dimensionalmente estable, sin un material envolvente circunferencial
-los ejemplos de la misma se fabrican con fibras o filamentos
unidos en puntos de contacto para formar una varilla permeable, como
por ejemplo, las varillas de filtros NWA comercialmente disponibles
de filamentos de acetato de celulosa unidos. Cuando la varilla de
filtro no necesite en sí de un material envolvente para mantener su
configuración de varilla, de todas maneras puede suministrársele un
material envolvente de ventilación -por ejemplo, uno que la una a
una varilla longitudinalmente adyacente para formar un filtro
compuesto y/o una sobreenvoltura para la boquilla con ventilación,
que la una a una varilla de tabaco para formar un cigarrillo con
filtro.
El filtro por lo general está conectado a un
cigarrillo a través de un papel boquilla que tiene permeabilidad al
aire. Cuando se fuma el cigarrillo con filtro, se introduce aire de
ventilación en la varilla a través del papel boquilla y luego en
los pasajes a través de sus paredes. Por lo tanto, la corriente de
humo que pasa a través de los pasajes se diluye por el aire de
ventilación a suministrar al fumador. Con el diámetro y la cantidad
de pasajes limitados como se indicara anteriormente, la cantidad de
corriente de humo principal diluida por el aire de ventilación es
óptima para conferir un humo suave, proporcionando al mismo tiempo
al fumador el sabor y aroma originales del cigarrillo.
Los pasajes pueden hacerse calentando el material
del filtro con vapor, para termoformar un material de filtro sin
derretirlo.
Preferiblemente, cada uno de los pasajes tiene un
diámetro de 0,2 a 0,5 mm. La resistencia contra el flujo de aire
axial que ofrece el filtro, es decir, la resistencia a la
aspiración (RTD, Resistance to Draw) a través del filtro, es
preferiblemente, de 80 a 160 mm H_{2}O.
El filtro puede incluir, en un extremo del mismo,
una punta que tenga una longitud de 2 a 20 mm, que represente
correspondientemente, entre el 8 y el 60% del largo total del
filtro y que tenga una RTD de 80 o menos mm H_{2}O/25 mm; una
punta -por ejemplo, una punta de filtro común- facilita el ajuste de
la RTD al filtro entero.
La cantidad de aire de ventilación introducida
radialmente en el filtro es preferiblemente del 20% o más, más
preferiblemente del 70 al 80%, de la cantidad total de aire que
fluye hacia el filtro. Ajustando la cantidad de aire de
ventilación, puede determinarse la cantidad de alquitrán que se
provee al fumador a través del filtro.
La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un
cigarrillo con filtro;
La Fig. 2 muestra el extremo de la boquilla del
cigarrillo con filtro que se muestra en la Fig. 1;
La Fig. 3 ilustra una parte de la sección
transversal del cigarrillo con el filtro que se muestra en la Fig.
1;
La Fig. 4 es un gráfico de los porcentajes de la
cantidad de aire de ventilación que se introduce en el filtro;
La Fig. 5 es un gráfico de la distribución de la
velocidad de flujo en el extremo de la boquilla del cigarrillo con
filtro;
La Fig. 6 muestra otro filtro para un cigarrillo;
y
La Fig. 7 muestra otro filtro más para un
cigarrillo.
Con referencia a la Fig. 1. un cigarrillo con
filtro tiene un cigarrillo 2 y un filtro 6 unido en un extremo del
cigarrillo 2 a través de papel boquilla 4. El filtro 6 se forma
envolviendo un material para filtro 8 en una forma cilíndrica con
un material envolvente 10. El material para filtro 8 es uno que
normalmente se usa para este tipo de filtro, por ejemplo, una estopa
de acetato. La densidad de las fibras en el material para filtro
cilíndrico 8 es preferiblemente uniforme en toda la sección
transversal del mismo.
El material envolvente 10 y el papel boquilla 4
tienen permeabilidad al aire, de manera que el aire de ventilación
puede introducirse a través de ellos en el material para filtro 8
desde afuera. Por lo general, el material envolvente 10 es de papel
permeable al aire y el papel boquilla 4 tiene perforaciones 5 que
pueden estar distribuidas alrededor del filtro 6 en una hilera o
varias hileras, tal como se muestra.
El material para filtro 8 también incluye pasajes
axiales 12 que se extienden desde el extremo de la boquilla del
filtro 6 hasta el cigarrillo 2. Cada uno de los pasajes 12 puede
hacerse termoformando el material para filtro 8. El proceso de
termoformado puede usar el calor de los vapores -por ejemplo, el
documento de patente USP 4.022.221 describe la formación de pasajes
por dicho proceso de termoformado. Mediante estos procesos, los
pasajes 12 se forman sin fundir el material para filtro 8, para que
los pasajes 12 tengan paredes permeables al aire.
Cuando se fuma el cigarrillo con filtro, una gran
parte de la corriente de humo del cigarrillo 2 se filtra a través
del material para filtro 8 y luego se suministra al fumador como
una corriente de humo filtrada; la parte restante de la corriente
de humo se suministra al fumador a través de los pasajes 12 sin
estar filtrada.
El aire de ventilación se introduce en el
material para filtro 8 a través de las perforaciones 5 y el
material envolvente 10 y luego, hacia los pasajes 12 a través de
sus paredes. La corriente de humo que pasa a través de los pasajes
axiales 12 se diluye por el aire de ventilación y la corriente de
humo diluida se suministra al fumador. La corriente de humo
principal del cigarrillo no se suministra directamente al fumador,
quien recibe la corriente de humo filtrada y la corriente de humo
diluida para obtener una sensación suave de fumar.
La corriente de humo diluida mantiene el sabor y
el aroma originales del cigarrillo. Por lo tanto, el fumador puede
disfrutar del aroma o sabor del cigarrillo incluso con una
sensación de fumar más suave.
Los pasajes axiales 12 se distribuyen sobre un
anillo que tiene un diámetro del 50 al 70% del diámetro D del
material para filtro cilíndrico 8. La corriente de humo diluida
suministrada al fumador es un factor importante que afecta en gran
medida al aroma o sabor original del cigarrillo y la sensación del
volumen que se fuma y preferiblemente se aspira uniformemente desde
el extremo de la boquilla del filtro 6. Por lo tanto, tal como se
muestra, los pasajes axiales 12 son preferiblemente equidistantes
entre sí sobre el anillo que es coaxial con el material para filtro
\hbox{cilíndrico 8.}
La cantidad de pasajes axiales 12 puede variar de
3 a 12, pero preferiblemente es de 3 para facilitar la formación de
los pasajes.
Si el diámetro del anillo de distribución para
los pasajes 12 es superior al 70% del diámetro D del material para
filtro 8, el espacio comprendido entre la periferia exterior del
material para filtro 8 y el pasaje axial 12 es tan delgado que es
difícil formar los pasajes axiales 12; si es inferior al 50% del
diámetro D, dicho espacio es tan grueso que es sustancialmente
imposible introducir aire de ventilación en los pasajes 12 para
diluir la corriente de humo en ellos.
Tal como se muestra en la Fig. 4, el flujo
entrante de aire de ventilación introducido a través de la
superficie periférica externa del filtro 6 se reduce gradualmente
hacia el centro del material para filtro 8 y no hay ventilación que
llegue a la porción central. Por este motivo, para introducir aire
de ventilación en los pasajes 12, es necesario ubicar los pasajes
sobre un anillo cuyo diámetro sea del 50 al 70% del diámetro D.
El gráfico de la Fig. 4 muestra los resultados
medidos usando un dispositivo obtenido modificando un dispositivo
automático común para fumar, para medir las cantidades de nicotina
y alquitrán de un cigarrillo con filtro. El dispositivo modificado
fuma automáticamente un cigarrillo con filtro en las condiciones
que se fuma normalmente, sin encender el cigarrillo con filtro. Esta
acción de fumar automática se ejecuta con el humo de un cigarrillo
o cigarrillos introducido en el filtro 6 sólo a través de las
perforaciones 5. Durante esta acción automática de fumar, el humo
fluye hacia el material para filtro 8, lo cual capta el alquitrán
incluido en el humo introducido. La observación de la distribución
de alquitrán sobre la superficie en corte transversal del material
para filtro 8 posibilita estimar el flujo entrante de aire de
ventilación que ingresa al material para filtro 8.
El diámetro de los pasajes 12 debe variar de 0,1
a 0,7 mm. Si es menor que 0,1 mm, el flujo saliente de corriente de
humo diluida de los pasajes 12 es tan pequeño que el fumador no
puede disfrutar del sabor y aroma originales del cigarrillo y,
además, es difícil termoformar los pasajes axiales 12; si es de más
de 0,7 mm, el flujo saliente de la corriente de humo diluida es tan
grande que no se puede obtener una sensación suave de fumar y la
resistencia al flujo de aire axial, es decir, la resistencia a la
aspiración (RTD, resistance to draw) del filtro 6 se reduce
tanto que el fumador experimentará una sensación fisiológicamente
mala. La RTD del filtro 6 es preferiblemente de 80 a 160 mm
H_{2}O y, más preferiblemente, de 100 a 135 mm H_{2}O. Cuando
hay 3 pasajes 12, sin embargo, la RTD del filtro 6 cae a mucho
menos de 80 mm H_{2}O cuando el diámetro de los pasajes 12 es
mayor que 0,7 mm. El diámetro de los pasajes 12 es, lo más
preferiblemente, de 0,2 a 0,5 mm.
La Fig. 5 muestra la distribución de las
velocidades de flujo en el extremo de la boquilla del filtro 6
cuando un cigarrillo con filtro con el filtro 6 es aspirado en las
condiciones estándar de fumar. En esta figura, las marcas del
gráfico \medcirc y \lozenge denotan cigarrillos con filtro cuyos
pasajes 12 tienen diámetros de 0,28 mm y 0,43 mm, respectivamente.
Las marcas del gráfico \Delta denotan un cigarrillo con filtro
cuyo filtro no tiene pasajes axiales. El diámetro D de los filtros
es de 8 mm y los filtros 6 tienen 3 pasajes 12 equidistantes entre
sí alrededor de un círculo con un diámetro de 4,6 mm.
Tal como se evidencia por la Fig. 5, los
cigarrillos con filtro que tienen los pasajes 12 muestran mayores
velocidades de flujo que los que no tienen pasajes axiales. A
medida que aumenta el diámetro de los pasajes 12, también se
incrementan las velocidades de flujo en los mismos. Se prefiere que
los diámetros de los pasajes axiales 12 estén comprendidos entre
aquéllos indicados por las marcas del gráfico \medcirc y
\lozenge, por ejemplo, de aproximadamente 0,35 mm.
La superficie transversal total de los pasajes 12
es preferiblemente, de 0,0236 a 0,472 mm^{2}. Cuando hay 3
pasajes 12 con un diámetro de 0,35 mm, la superficie transversal
total es de 0,288 mm^{2}.
La siguiente Tabla 1 muestra las especificaciones
y la RTD de varios filtros 6.
La longitud del filtro 6 es de 25 mm, la
especificación de la estopa de los materiales para filtro 8 es
5Y/80.000 (es decir, denier 5 filamentos, forma en Y /80.000 denier
total; esto se aplica a expresiones similares que aparecen más
adelante en la presente) y el material envolvente 10 es papel poroso
de 24000 CU (es decir, de 24.000 unidades Coresta; esto se aplica a
expresiones similares que aparecen más adelante en la
presente).
La Fig. 6 ilustra otra realización de la presente
invención. El filtro 14 de la Fig. 6 tiene una parte del filtro 16
que es similar al filtro 6 antes citado y un filtro común 18, que
se une a un extremo de la porción del filtro 16 como el extremo de
una boquilla del filtro 14. La porción del filtro 16 y la punta 18
están unidas entre sí a través de un material envolvente externo 20.
El material envolvente externo 20 está hecho del mismo papel poroso
que el material envolvente 10 para la porción del filtro 16. La
punta 18 está hecha del material envolvente 10 para la porción del
filtro 16. La punta 18 está hecha de una estopa de fibras de
acetato y envuelta cilíndricamente con un material envolvente de
tapones.
La longitud de la punta 18 es del 8 al 60% de la
longitud total del filtro 14, es decir, de 2 a 20 mm. La RTD de la
punta 18 es 80 o menos mm H_{2}O/25 mm. Cuando la longitud total
del filtro 14 es, por ejemplo, de 25 mm, la longitud de la punta 18
es de 2 a 15 mm, preferiblemente, de 5 mm.
Aunque el filtro 14 tiene la punta 18 en el
extremo de la boquilla 10 del mismo, la corriente de humo diluida
que ha pasado a través de los pasajes en la porción del filtro 16
se suministra al fumador sin una filtración sustancial cuando la
RTD de la punta 18 es muy baja. Por lo tanto cuando se fuma el
cigarrillo con filtro, el fumador puede recibir una corriente de
humo filtrada y una corriente de humo diluida que no está
sustancialmente filtrada. Esto provee una buena sensación de fumar
al fumador. La punta 18 también tiene la ventaja de ocultar el
alquitrán que queda atrapado en las paredes internas de los pasajes
12 de la porción del filtro 16.
Preferiblemente, la punta 18 es lo más corta
posible para prevenir daños a la distribución de las velocidades de
flujo del suministro de humo, desde la porción del filtro 16. Para
reducir su RTD, es preferible usar para la punta 18 un material
para filtro de fibras gruesas. El material para filtro para la punta
18 tiene una especificación de estopa de 8Y/39000, por ejemplo.
El filtro 18 puede disponerse, en cambio, entre
la porción del filtro 16 y el cigarrillo 2. En este caso, se puede
usar un filtro de carbón 22 en lugar de un filtro 18 común, tal
como se ilustra en la Fig. 7. El filtro de carbón 22 se forma
mezclando partículas de carbón en el filtro 18 común.
La siguiente Tabla 2 muestra las especificaciones
y RTD de diversos filtros 14, como se muestra en la Fig. 6.
La siguiente Tabla 3 muestra las propiedades de
los cigarrillos que tienen los filtros A - J, respectivamente y
cuyos valores de alquitrán objetivos son de 1 a 3 mg.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Cada uno de los cigarrillos 2 usados tenía una
longitud de 58 mm y un nivel de alquitrán de 20 mg. En la Tabla 3,
la permeabilidad al aire del papel boquilla difiere para cada clase
de filtro de cigarrillo.
Tal como se pone de manifiesto por la Tabla 3,
cuando los cigarrillos con los filtros A a "normal" tienen el
mismo nivel de alquitrán objetivo, los cigarrillos con filtro A a J
tienen un porcentaje Vf de aire de ventilación de 70 a 80, lo cual
es mayor que para el cigarrillo con el filtro normal. Como
resultado de ello, los filtros A - J del cigarrillo con filtro tiene
lejos, menor CO/T que el cigarrillo con el filtro normal.
El nivel de alquitrán objetivo para la Tabla 3 es
1 a 3 mg. Cuando es de aproximadamente 6 mg, el Vf puede reducirse
y un valor de 20% o más puede bastar.
Claims (9)
1. Un filtro de cigarrillo (6) que comprende una
varilla de filtro que tiene una superficie periférica permeable al
aire y en la que 3 a 12 pasajes continuos (12) se extienden entre
los extremos abiertos situados en los dos extremos de la varilla,
hallándose distribuidos dichos pasajes sobre un anillo que tiene un
diámetro del 50 al 70% del diámetro de la varilla, y cada uno de
dichos pasajes tiene un diámetro de 0,1 a 0,7 mm y la pared de cada
uno de dichos pasajes tiene permeabilidad al aire.
2. Un filtro de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que cada pasaje mencionado tiene un diámetro de 0,2 a 0,5
mm.
3. Un filtro de acuerdo con la reivindicación 1 ó
2, que tiene una resistencia al flujo de aire de 80 a 160 mm
H_{2}O.
4. Un filtro de acuerdo con cualquier
reivindicación precedente que incluye una punta que tiene una
longitud de 2 a 20 mm que es, correspondientemente, 8 a 60% de la
longitud total de dicho filtro y que tiene una resistencia al flujo
de aire de 80 o menos mm H_{2}O/25 mm.
5. Un filtro de acuerdo con cualquier
reivindicación precedente, en el que la varilla de filtro incluye
un material envolvente que tiene permeabilidad al aire.
6. Un cigarrillo con filtro en el que un filtro
de acuerdo con la reivindicación 5 está unido a un cigarrillo (2)
por dicho material envolvente que constituye una sobreenvoltura
para la boquilla con ventilación.
7. Un cigarrillo con filtro que comprende un
filtro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5
unido a un cigarrillo por una sobreenvoltura para la boquilla con
ventilación.
8. Un cigarrillo con filtro de acuerdo con la
reivindicación 6 ó 7, en el que durante el uso la cantidad de aire
de ventilación que entra al filtro a través de la sobreenvoltura
para la boquilla constituye el 20% o más de la cantidad total de
aire que entra al filtro.
9. Un cigarrillo con filtro de acuerdo con la
reivindicación 8, en el que dicho aire de ventilación constituye el
70 al 80% de dicha cantidad total de aire.
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