ES2225029T3 - Filtro para cigarrillo y cigarrillo con filtro. - Google Patents

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.

Técnica previa

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.

Descripción de la invención

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.

Breve descripción de los dibujos

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.

TABLA 1

1

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.

TABLA 2

2

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.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 3

3

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.