ES2299876T3 - Cigarrillo con filtro que incorpora un material adsorbente. - Google Patents
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Abstract
Un cigarrillo que comprende una varilla de tabaco (12) y un elemento filtrante (20) conectado a la varilla de tabaco (12), teniendo dicho elemento filtrante (20) un extremo proximal a la varilla de tabaco (12) y un extremo distal de la varilla de tabaco (12), en el que dicho elemento filtrante (20) comprende: una primera sección, que se extiende longitudinalmente, de material filtrante (38) situada en el extremo del elemento filtrante (20) próximo a la varilla de tabaco (12); una segunda sección, que se extiende longitudinalmente, de material filtrante (36) situada en el extremo del elemento filtrante (20) distal de la varilla de tabaco (12) y separada de dicha primera sección de material filtrante (38), definiendo las dos secciones de material filtrante (36, 38) un compartimiento (32) entre ellas; y una barrera semipermeable (42) que divide dicho compartimiento (32) en una primera región adyacente a dicha primera sección de material filtrante (38) y una segunda región adyacente a dicha segunda sección de material filtrante (36); en donde dicha segunda región de dicho compartimiento (32) contiene un material adsorbente (34) y dicha primera región de dicho compartimiento está vacía, o una de dichas primera y segunda regiones de dicho compartimiento (32) contiene un material adsorbente (34) y la otra de dichas primera y segunda regiones de dicho compartimiento (32) contiene una resina de intercambio iónico (50).
Description
Cigarrillo con filtro que incorpora un material
adsorbente.
La presente invención se refiere a artículos
para fumar, y en particular a artículos para fumar que tienen la
forma de cigarrillos con filtro.
Los artículos para fumar populares, tales como
los cigarrillos, tienen una estructura en forma de varilla
sustancialmente cilíndrica e incluyen una carga, rollo o columna de
material fumable tal como tabaco triturado (p. ejemplo en forma de
relleno de picadura) rodeado por una envuelta de papel, formando
todo la llamada "varilla fumable" o "varilla de tabaco".
Normalmente, un cigarrillo tiene un elemento filtrante cilíndrico
alineado con la varilla de tabaco en una relación
termino-terminal. Típicamente, un elemento filtrante
comprende una estopa de acetato de celulosa plastificado usando
triacetina, y la estopa está rodeada por un material de papel
conocido como "envuelta de tapón". Típicamente, el elemento
filtrante está fijado a un extremo de la varilla de tabaco usando
un material envolvente circunscrito conocido como "papel de
emboquillado". También se ha hecho deseable perforar el material
de emboquillado y la envuelta de tapón con el fin de proporcionar
la dilución del humo de la corriente principal arrastrado, con aire
ambiente. Las descripciones de cigarrillos y de sus diversos
componentes se exponen en Tobacco Production, Chemistry and
Technology, Davies et al. (Eds.) (1999). Un fumador
emplea un cigarrillo encendiendo un extremo del mismo y quemando la
varilla de tabaco. El fumador recibe entonces en la boca el humo de
la corriente principal aspirando en el extremo opuesto del
cigarrillo (es decir el extremo del filtro).
Pueden incorporarse en el filtro de un
cigarrillo partículas de carbón activo u otros materiales
adsorbentes, tales como gel de sílice. Ejemplos de cigarrillos y de
filtros para los mismos se describen en las patentes de EE.UU. nº
3.353.543 de Sproull et al. y nº 4.481.958 de Ranier et
al., y en el documento PCT WO 02/37990 de Bereman. Ciertos
filtros disponibles comercialmente tienen partículas o gránulos de
carbón (p. ej. un material de carbón activado o un material de
carbón vegetal activado) dispersados dentro de un material fibroso,
tal como se describe en la patente de EE.UU. nº 6.584.979 de Xue
et al. Otros filtros disponibles comercialmente tienen los
diseños denominados "filtro de compartimentos" o "triple
filtro", tales como los filtros descritos en la patente de
EE.UU. nº 4.163.452 de Green et al., nº 5.129.408 de Jakob
et al. y nº 6.537.186 de Veluz, así como la publicación de
solicitud de patente de EE.UU. nº 2003/0106562. La solicitud de
patente europea 0 579 410 A1 describe un filtro que incluye una
sección anular de partículas de carbono que rodea una sección de
filtro de acetato de celulosa. La patente de EE.UU. nº 5.360.023 de
Blake et al. describe un filtro que comprende un papel
fruncido que incluye un material carbonoso. Los materiales
adsorbentes incorporados en un filtro de cigarrillo pueden usarse
como sustrato para grupos funcionales, tal como se describe en la
patente de EE.UU. nº 6.481.442 de Dyakonov et al. y nº
6.595.218 de Koller et al. Pueden añadirse aromatizantes al
carbón activado como se describe en la solicitud de patente de
EE.UU. nº 2003/0159703. Ejemplos de filtros disponibles
comercialmente son disponibles como SCS IV Dual Solid Charcoal
Filter de American Filtrona Corp.; Triple Solid Charcoal Filter de
FIL International, Ltd.; Triple Compartment Filter de Baumgartner; y
ACT de FIL International, Ltd.
Los elementos filtrantes para cigarrillos que
incorporan carbón tienen propensión a eliminar ciertos componentes
de la fase gaseosa del humo de la corriente principal que pasa a
través del elemento filtrante durante la aspiración que realiza el
fumador. La interacción del humo de la corriente principal con las
sustancias adsorbentes, tales como las partículas de carbón, tiene
como resultado cierto grado de eliminación de ciertos componentes
en fase gaseosa del humo. Este cambio en el carácter del humo puede
tener por resultado cambios en sus propiedades sensoriales. Por
ejemplo, el humo de la corriente principal del tabaco que es
filtrado usando un elemento filtrante para cigarrillos convencional
que incorpora carbón, puede caracterizarse frecuentemente por tener
unas características ligeramente metálicas, y un aroma seco y
polvoriento.
Sería deseable proporcionar un elemento
filtrante para cigarrillos que elimine eficazmente cantidades
significativas de ciertos componentes en fase gaseosa del humo de
la corriente principal del cigarrillo. También sería deseable
proporcionar un filtro para cigarrillos que elimine componentes en
fase gaseosa del humo de la corriente principal, pero manteniendo
el humo con las características sensoriales deseables.
La presente invención se refiere a artículos
para fumar con filtro, tales como cigarrillos que poseen elementos
filtrantes. Un artículo para fumar con filtro representativo incluye
al menos un adsorbente incorporado al elemento filtrante. El
adsorbente está adaptado para la adsorción de uno o más
constituyentes en fase gaseosa del humo de la corriente principal.
El adsorbente está incorporado en uno o más segmentos de un elemento
filtrante de segmentos múltiples. Los elementos filtrantes de la
presente invención son capaces de eliminar componentes en fase
gaseosa condensables del humo del tabaco de la corriente principal
hasta un grado significativo. Los componentes en fase gaseosa
condensables incluyen compuestos orgánicos tales como compuestos de
carbonilo (p. ej. acetona, formaldehído, acroleína y acetaldehído).
La presente invención proporciona un cigarrillo según la
reivindicación 1ª.
La barrera semipermeable puede construirse de
cualquier material que permita la permeación del humo de la
corriente principal, pero que retenga el material adsorbente en una
porción definida del compartimiento. Los ejemplos de materiales
para la barrera semipermeable incluyen papel altamente poroso,
estopa de acetato de celulosa, tejido de acetato de celulosa
fruncido, estopa de polipropileno, tejido de polipropileno fruncido,
y tejido de poliéster fruncido.
La barrera divide el compartimiento en al menos
dos regiones. En una realización, la barrera divide el
compartimiento en una primera región que contiene un material
adsorbente, tal como carbono activado, y una segunda región que
contiene una resina de intercambió iónico. Preferentemente, tanto el
material adsorbente como la resina están en forma granular. La
resina de intercambio iónico es preferentemente una resina de
intercambio aniónico de base fuerte o una resina de intercambio
aniónico de base débil. En otra realización, un material adsorbente
está contenido dentro de la región más alejada del extremo de la
varilla de tabaco y la región más próxima a la varilla de tabaco
está vacía, creando así un espacio hueco que puede potenciar el
mezclado del humo de la corriente principal antes de la entrada del
humo en la porción del compartimiento que contiene el
adsorbente.
En una realización preferida, se proporciona un
cigarrillo que comprende una varilla de tabaco y un elemento
filtrante conectado a la varilla de tabaco, teniendo el elemento
filtrante un extremo proximal a la varilla de tabaco y un extremo
distal de la varilla de tabaco, en donde el elemento filtrante
comprende: una primera sección que se extiende longitudinalmente de
material filtrante fibroso situado en el extremo del elemento
filtrante proximal a la varilla de tabaco; una segunda sección de
material filtrante fibroso que se extiende longitudinalmente
situado en el extremo del elemento filtrante distal a la varilla de
tabaco y separado de dicha primera sección de material filtrante,
definiendo las dos secciones de material filtrante un compartimiento
entre ellas; y una membrana semipermeable que comprende papel o un
material filtrante fibroso que divide dicho compartimiento en una
primera región hueca adyacente a dicha primera sección de material
filtrante y una segunda región que contiene un material adsorbente
granular adyacente a dicha segunda sección de material
filtrante.
En otra realización preferida, se proporciona un
cigarrillo que comprende una varilla de tabaco y un elemento
filtrante conectado a la varilla de tabaco, teniendo el elemento
filtrante un extremo proximal a la varilla de tabaco y un extremo
distal de la varilla de tabaco, en donde el elemento filtrante
comprende: una primera sección que se extiende longitudinalmente de
material filtrante situado en el extremo del elemento filtrante
proximal a la varilla de tabaco; una segunda sección que se extiende
longitudinalmente de material filtrante situado en el extremo del
elemento filtrante distal a la varilla de tabaco y separado de dicha
primera sección de material filtrante, definiendo las dos secciones
de material filtrante un compartimiento entre ellas; un material
adsorbente contenido dentro de dicha al menos una porción de dicho
compartimiento; y una resina de intercambio iónico dispersada
dentro de una o de ambas de dichas primera y segunda secciones de
material filtrante.
Se ha de entender que tanto la descripción
general que antecede como la descripción detallada que sigue son
solamente ejemplares y explicativas, y no limitan la invención que
se reivindica. Los dibujos adjuntos, que se incorporan al presente
texto como referencia y que constituyen una parte de esta memoria
descriptiva, ilustran ciertas realizaciones de la invención y,
junto con la descripción detallada, sirven para explicar los
principios de la presente invención.
Con el fin de facilitar la comprensión de las
realizaciones de la presente invención, se hace ahora referencia a
los dibujos anexos, en los que cifras de referencia iguales se
refieren a elementos iguales, y que no están necesariamente
dibujados a escala. Los dibujos son solamente ejemplos y no han de
considerarse limitantes de la invención.
La Fig. 1 es una vista perspectiva en despiece
ordenado de un artículo para fumar que tiene la forma de un
cigarrillo, mostrando el material fumable, los componentes del
material de envuelta, y el elemento filtrante del cigarrillo.
La Fig. 2 es una vista lateral transversal de un
cigarrillo en el que el elemento filtrante comprende un material
adsorbente situado dentro de un compartimiento en el mismo.
La Fig. 3 es una vista lateral transversal de un
cigarrillo de la invención en el que el elemento filtrante
comprende un compartimiento dividido por una barrera semipermeable
en una porción hueca y una porción que contiene un material
adsorbente.
La Fig. 4 es una vista lateral transversal de un
cigarrillo en el que el elemento filtrante incluye una sección que
contiene adsorbente y al menos un canal adaptado para el paso de
humo de la corriente principal directamente desde la varilla de
tabaco a la porción del filtro que contiene adsorbente.
La Fig. 5 es una vista transversal de la sección
del elemento filtrante de la Fig. 4 tomada a lo largo de la línea
A-A.
La Fig. 6 es una vista transversal de una
sección del elemento filtrante que ilustra una configuración en
canal alternativa.
La Fig. 7 es una vista transversal de una
sección del elemento filtrante que ilustra otra configuración en
canal alternativa.
La Fig. 8 es una vista lateral transversal de un
cigarrillo de la presente invención en el que el elemento filtrante
incluye un compartimiento dividido por una barrera semipermeable en
el que un compartimiento del compartimiento dividido contiene un
adsorbente y el segundo compartimiento contiene una resina de
intercambio iónico.
La Fig. 9 es una vista lateral transversal de un
cigarrillo en el que el elemento filtrante incluye una resina de
intercambio iónico dispersada dentro de una sección de material
filtrante.
La Fig. 10 es una vista lateral transversal de
un cigarrillo en el que el elemento filtrante comprende un
compartimiento relleno de adsorbente y una cápsula rompible
contenida dentro de la sección correspondiente al extremo de la
boca del material filtrante.
La presente invención se describirá ahora más
detalladamente en el texto que sigue. Esta invención puede, sin
embargo, realizarse en muchas formas diferentes y no debe
considerarse limitada a las realizaciones expuestas en el presente
texto; más bien, estas realizaciones se proporcionan con el fin de
que esta descripción resulte meticulosa y completa, y exponga
completamente el alcance de la invención a los expertos en la
técnica. Debe observarse que, como se usa en esta memoria
descriptiva, las formas singulares "un" y "el" incluyen
los referentes en plural, a menos que el contexto dicte claramente
otra cosa.
La presente invención se dirige a elementos
filtrantes adaptados para ser usados en la filtración del humo de
la corriente principal generado por artículos para fumar, tales como
cigarrillos, en donde los elementos filtrantes contienen al menos
un material adsorbente. Con referencia a la Fig. 1, se muestra un
artículo para fumar (10) en forma de cigarrillo. El cigarrillo (10)
incluye una varilla generalmente cilíndrica (12) de una carga o
rollo de material de relleno fumable contenido en un material de
envuelta (16) circundante. La varilla (12) se denomina
convencionalmente "varilla de tabaco". Los extremos de la
varilla de tabaco están abiertos exponiendo el material de relleno
fumable. Un extremo de la varilla de tabaco (12) es el extremo de
encendido (18), y un elemento filtrante (20) está situado en el
otro extremo. El cigarrillo (10) se muestra con una banda impresa
opcional (22) en el material de envuelta (16), y esta banda
circunscribe la varilla del cigarrillo en una dirección transversal
al eje longitudinal del cigarrillo. Esto es, la banda proporciona
una región contradireccional en relación con el eje longitudinal
del cigarrillo. La banda puede estar impresa en la superficie
interna del material de envuelta (esto es, enfrentándose al
material de relleno fumable) o en la superficie externa del material
de envuelta. Aunque el cigarrillo mostrado en la Fig. 1 posee
material de envuelta que tiene una banda opcional, el cigarrillo
puede poseer también material de envuelta que tiene otras bandas
espaciadas opcionales en número de dos, tres o más.
El cigarrillo (10) incluye un elemento filtrante
(20) situado adyacente a un extremo de la varilla de tabaco (12) de
forma que el elemento filtrante y la varilla de tabaco están
alineados axialmente en una relación
termino-terminal, preferentemente lindando uno con
la otra. El elemento filtrante (20) tiene generalmente forma
cilíndrica, y su diámetro es esencialmente igual al diámetro de la
varilla de tabaco. Los extremos del elemento filtrante (20) están
abiertos para permitir el paso de aire y de humo a través del mismo.
El elemento filtrante (20) incluye al menos un segmento o sección
de material filtrante (24) (p. ej. estopa de acetato de celulosa
plastificado) que está sobreenvuelta a lo largo de la superficie
que se extiende longitudinalmente del mismo con material de
envuelta de tapón circunscrito (26). Un material de envuelta de
tapón (26) típico es un material de papel, tal como un papel que es
poroso o no poroso al flujo de aire. El elemento filtrante (20)
puede tener dos o más segmentos de material filtrante, y/o aditivos
aromatizantes incorporados al mismo.
El elemento filtrante (20) está fijado a la
varilla de tabaco (12) por el material de emboquillado (28), que
circunscribe tanto la totalidad de la longitud del elemento
filtrante como una región adyacente de la varilla de tabaco. La
superficie interna del material de emboquillado (28) está firmemente
unida a la superficie externa de la envuelta de tapón (26) y a la
superficie externa del material de envuelta (16) de la varilla de
tabaco, usando un adhesivo adecuado. Se proporciona un artículo
para fumar ventilado o diluido con aire con un sistema de dilución
con aire, tal como una serie de perforaciones (30), cada una de las
cuales se extiende por el material de emboquillado (28) y la
envuelta de tapón (26). Cuando se diluye con aire, el elemento
filtrante está normalmente ventilado para proporcionar un
cigarrillo que tiene una dilución con aire entre aproximadamente 10
y aproximadamente 75 por ciento, preferentemente de aproximadamente
30 a aproximadamente 40 por ciento. Como se usa en el presente
texto, la expresión "dilución con aire" es la relación
(expresada como porcentaje) del volumen de aire aspirado a través
del sistema de dilución con aire al volumen total de aire y humo
aspirado a través del cigarrillo y que sale por la porción del
extremo del cigarrillo correspondiente a la boca. Véase Selke et
al., Beitr. zur Tabak. In., vol. 4, p. 193 (1978). Las
perforaciones (30) pueden hacerse por diversas técnicas conocidas
por los expertos en este campo. Por ejemplo, las perforaciones (30)
puede hacerse usando técnicas autónomas mecánicas o de microláser o
usando perforación por láser
conectada.
conectada.
Los cigarrillos preferidos de la presente
invención muestran una deseable resistencia a la aspiración. Por
ejemplo, un cigarrillo de ejemplo muestra una pérdida de carga de
entre aproximadamente 50 y aproximadamente 200 mm de columna de
agua, para un caudal de aire de 17,5 cm^{3}/s. Los cigarrillos
preferidos muestran valores de pérdida de carga de entre
aproximadamente 60 mm y aproximadamente 180 mm, más preferentemente
entre aproximadamente 70 mm y aproximadamente 150 mm de columna de
agua, para un caudal de aire de 17,5 cm^{3}/s. Típicamente, los
valores de la pérdida de carga de los cigarrillos se miden usando
una Estación de Pruebas de Filtración Filtrona (Filtrona Filter
Test Station) (Serie CTS) disponible de Filtrona Instruments y
Automation Ltd, o un Módulo de Pruebas de Calidad (Quality Test
Module, QTM) disponible de la Cerulean Division de Molins, PLC.
Las dimensiones de un cigarrillo representativo
(10) pueden variar. Los cigarrillos preferidos tienen forma de
varilla y tienen circunferencias de aproximadamente 17 mm a
aproximadamente 27 mm. La longitud total del cigarrillo (10) es
típicamente de aproximadamente 80 mm a aproximadamente 150 mm.
La longitud del elemento filtrante (20) puede
variar. Los elementos filtrantes típicos pueden tener longitudes de
aproximadamente 15 mm a aproximadamente 65 mm, frecuentemente de
aproximadamente 25 a aproximadamente 50 mm. El papel de
emboquillado (28) típicamente circunscribe todo el elemento
filtrante (20) y aproximadamente 4 mm de la longitud de la varilla
de tabaco (12) en la región adyacente al elemento filtrante.
Los materiales de envuelta utilizados usados
para envolver circularmente la varilla de tabaco pueden variar.
Preferentemente, el material de envuelta es un material de papel tal
como el tipo de material de papel usado típicamente en la
fabricación de cigarrillos. El material de envuelta puede tener una
amplia gama de composiciones y propiedades. La selección de un
material de envuelta en particular será evidente fácilmente para los
expertos en la técnica del diseño y la fabricación de cigarrillos.
Las varillas fumables pueden tener una capa de material de
envuelta; o las varillas fumables pueden tener más de una capa de
material de envuelta circunscrito, tal como ocurre en el caso de
las varillas fumables denominadas de "doble envuelta". El
material de envuelta puede estar compuesto de materiales o puede
estar tratado adecuadamente para que el material de envuelta no
experimente una visible coloración como consecuencia del contacto
con componentes del material fumable (p. ej. material formador de
aerosol). Ejemplos de tipos de materiales de envuelta, componentes
de material de envuelta y materiales de envuelta tratados se
describen en las patentes de EE.UU. nº 5.105.838 de White et
al., 5.271.419 de Arzonico et al. y 5.220.930 de Gentry;
el documento PCT WO 01/08514 de Fournier et al., el documento
PCT WO 03/043450 de Hajaligol et al.; la solicitud de
patente de EE.UU. 2003/0114298 de Woodhead et al.; la
solicitud de patente de EE.UU. nº 2003/0131860 de Ashcraft et
al., y la solicitud de patente de EE.UU. nº de serie 10/324.418,
presentada el 20 de diciembre de 2002 (solicitud de patente de
EE.UU. 2004/0118417); 10/440.290, presentada el 16 de mayo de 2003;
y 19/645.996 presentada el 12 de agosto de 2003 (solicitud de
patente de EE.UU. 2004/0129281). Los materiales de envuelta
representativos son disponibles comercialmente como R. J. Reynolds
Tobacco Company Grades 119, 170, 419, 453, 454, 456, 465, 466, 490,
525, 535, 557, 652, 664, 672, 676 y 680 de
Schweitzer-Maudit International. La porosidad del
material de envuelta puede variar, y frecuentemente está dentro de
aproximadamente 5 unidades CORESTA y aproximadamente 100 unidades
CORESTA, con frecuencia está dentro de aproximadamente 10 unidades
CORESTA y aproximadamente 90 unidades CORESTA, y frecuentemente está
entre aproximadamente 20 unidades CORESTA y aproximadamente 80
unidades CORESTA.
El material de envuelta típicamente incorpora un
material fibroso y al menos un material de relleno incrustado o
dispersado dentro del material fibroso. El material fibroso puede
variar. Lo más preferentemente, el material fibroso es un material
celulósico. Preferentemente, el material de relleno tiene la forma
de partículas esencialmente insolubles en agua. Adicionalmente, el
material de relleno incorpora normalmente componentes orgánicos. El
material de relleno puede comprender catalizadores o materiales
adsorbentes capaces de adsorber o reaccionar con componentes en
fase vapor del humo de la corriente principal. Los materiales de
relleno que incorporan sales de calcio son particularmente
preferidos. Un ejemplo de material de relleno tiene la forma de
carbonato cálcico, y el carbonato cálcico más preferentemente usado
es en forma de partículas. Véanse, por ejemplo, la patente de
EE.UU. nº 4.805.644 de Hampl, la patente de EE.UU. nº 5.161.551 de
Sanders, y la patente de EE.UU. nº 5.263.500 de Baldwin et
al.; y el documento PCT WO 01/48.316. Otros materiales de
relleno incluyen partículas de carbonato cálcico aglomerado,
partículas de tartrato cálcico, partículas de óxido de magnesio,
geles de hidróxido de magnesio; materiales del tipo del carbonato de
magnesio, arcillas, materiales de tierras de diatomeas, partículas
de dióxido de titanio, materiales de gamma alúmina y partículas de
sulfato cálcico. El relleno puede elegirse de forma que confiera
ciertas características beneficiosas al material de envuelta, tal
como la modificación de las propiedades de combustión o la capacidad
para ajustar el carácter y el contenido del humo de la corriente
principal (p. ej. por adsorción de ciertos compuestos).
La producción de varillas filtrantes, segmentos
de varillas filtrantes y elementos filtrantes, y la fabricación de
cigarrillos a partir de estas varillas filtrantes, segmentos de
varillas filtrantes y elementos filtrantes, pueden llevarse a cabo
usando los tipos de equipo conocidos en la técnica para tales usos.
Las varillas filtrantes para cigarrillos en segmentos múltiples
pueden ser fabricadas usando un dispositivo para hacer varillas
filtrantes para cigarrillos disponibles bajo la marca comercial
Mulfi de Hauni-Werke Korber and Co. KG. Las varillas
"six-up", varillas de filtración
"four-up" y varillas
"two-up", que se usan convencionalmente para la
elaboración de cigarrillos con filtro, pueden ser manejadas usando
dispositivos de manejo de varillas de cigarrillos de tipo
convencional o modificados convenientemente, tales como los
dispositivos de emboquillado disponibles como Lab MAX, MAX, MAX S o
MAX 80 de Hauni-Werke Korber and Co. KG. Véanse, por
ejemplo, los tipos de dispositivos expuestos en las patentes de
EE.UU. nº 3.308.600 de Erdmann et al.; nº 4.281.670 de
Heitmann et al.; nº 4.280.187 de Reuland et al.; y nº
6.229.115 de Vos et al.
Los materiales de tabaco útiles para llevar a
cabo la presente invención pueden variar. Los materiales de tabaco
pueden derivarse de varios tipos de tabaco tales como tabaco curado
al humo, tabaco Burley, tabaco Oriental o tabaco de Maryland,
tabaco negro, tabaco negro secado al calor y tabacos Rustica,
así como otros tabacos raros o de especialidad, o mezclas de los
mismos. Descripciones de varios tipos de tabacos, prácticas de
cultivo, prácticas de cosecha y prácticas de curado se exponen en
Tobacco Production, Chemistry and Technology, Davis et
al. (Eds.) (1999). Lo más preferentemente, los tabacos son
aquellos que han sido apropiadamente curados y envejecidos.
Típicamente, los materiales de tabaco para la
elaboración de cigarrillos se usan en forma denominada
"blended" (mezclada). Por ejemplo, ciertas populares mezclas o
blends de tabaco, denominadas comúnmente como "American
blends" (mezclas americanas), comprenden una mezcla de tabaco
curado al humo, tabaco Burley y tabaco Oriental. Tales mezclas, en
muchos casos, contienen materiales de tabaco que tienen una forma
procesada, tal como tallos de tabaco procesados (p. ej. tallos
picados enrollados o picados hinchados), tabaco expandido en volumen
(p. ej. tabaco henchido, tal como tabaco expandido con hielo seco
(DIET por sus siglas en inglés), preferentemente en forma de
relleno picado). La cantidad precisa de cada tipo de tabaco dentro
de una mezcla de tabaco usada para la elaboración de una marca de
cigarrillos en particular varía de unas marcas a otras. Véanse, por
ejemplo, Tobacco Encyclopedia, Voges (Ed.) p.
44-45 (1984), Browne, The Design of
Cigarettes, 3ª ed., p. 43 (1990) y Tobacco Production,
Chemistry and Technology, Davis et al. (Eds.) p. 346
(1999). Varios tipos de tabaco representativos, tipos de tabacos
procesados, tipos de mezclas de tabaco, componentes de cigarrillos
y configuraciones de cigarrillos se exponen en las patentes de
EE.UU. números 4.836.224 de Lawson et al., 4.924.888 de
Perfetti et al., 5.056.537 de Brown et al., 5.159.942
de Brinkley et al., 5.520.930 de Gentry, y 5.360.023 de
Blakley et al.; solicitudes de patente de EE.UU. 2002/0000235
de Shafer et al., 2003/0075193 de Li et al., y
2003/0131859 de Li et al.; documento PCT WO 02/37990 de
Bereman; solicitud de patente de EE.UU. serie nº 10/285.395
presentada el 31 de octubre de 2002, de Lawson et al. (solic.
pat. EE.UU. 2004/0084056), solicitud de patente de EE.UU. serie nº
10/463.211 presentada el 17 de junio de 2003, de Perfetti et
al., y Bombick et al., Fund. Appl. Toxicol. 39,
p. 11-17 (1997).
Los materiales de tabaco son usados típicamente
en formas y de maneras que son tradicionales para la elaboración de
artículos para fumar, tales como cigarrillos. El tabaco se usa
normalmente en forma de relleno de picadura (p. ej. briznas o
hebras de relleno de tabaco cortado en anchuras de aproximadamente
0,25 cm a aproximadamente 0,04 cm, preferentemente aproximadamente
0,13 cm a aproximadamente 0,07 cm y en longitudes de aproximadamente
0,6 cm a aproximadamente 7,6 cm). La cantidad de relleno de tabaco
usada normalmente dentro de la varilla de tabaco de un cigarrillo
oscila entre aproximadamente 0,5 g y aproximadamente 1 g. El relleno
de tabaco se emplea normalmente de forma que llene la varilla de
tabaco a una densidad de empaquetamiento de aproximadamente 100
mg/cm^{3} a aproximadamente 300 mg/cm^{3}, y frecuentemente de
aproximadamente 150 mg/cm^{3} a aproximadamente 275
mg/cm^{3}.
Si se desea, los materiales de tabaco de la
varilla de tabaco pueden incluir además otros componentes. Otros
componentes incluyen materiales de salseado (casing) (p. ej.
azúcares, glicerina, cacao y regaliz) y materiales de aderezo (p.
ej. materiales aromatizantes como el mentol). La selección de los
componentes particulares de salseado y aderezo depende de factores
tales como las características sensoriales que se desean, y la
selección de esos componentes será fácilmente evidente para los
expertos en la técnica del diseño y elaboración de cigarrillos.
Véanse Gutcho, Tobacco Flavoring Substances and Methods,
Noyes Data Corp. (1972) y Leffingwell et al., Tobacco
Flavoring for Smoking Products (1972).
Un ejemplo de mezcla de tabaco para ser usada en
la presente invención comprende de aproximadamente 25 a
aproximadamente 98 por ciento en peso de tabaco curado al humo, de
aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por ciento en peso de
tabaco Burley, de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por ciento
en peso de tabaco Oriental, de aproximadamente 10 a aproximadamente
30 por ciento en peso de hoja curada al humo reconstituida y/o
tabaco Oriental, de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 por
ciento en peso de lámina de tabaco expandido curado al humo,
opcionalmente de aproximadamente 5 a aproximadamente 20 por ciento
en peso de tallos de tabaco expandido curado al humo, y de
aproximadamente 2 a aproximadamente 8 por ciento en peso de un
material de salseado. Opcionalmente, la mezcla puede incluir
también de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 2 por ciento en
peso de aromas en forma de aderezo, preferentemente de
aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 por ciento en peso. Una
composición preferida de aderezo de aplicación comprende aromas con
presiones de vapor no superiores a aproximadamente 2,0 mm de Hg a
40ºC.
En una realización preferida, la mezcla de
tabaco comprende de aproximadamente 25 a aproximadamente 70 por
ciento en peso de tabaco curado al humo, de aproximadamente 12 a
aproximadamente 20 por ciento en peso de tabaco Burley, de
aproximadamente 15 a aproximadamente 20 por ciento en peso de tabaco
Oriental, de aproximadamente 15 a aproximadamente 20 por ciento en
peso de hoja de tabaco curado al humo reconstituido y/o Oriental, de
aproximadamente 20 a aproximadamente 30 por ciento en peso de
lámina de tabaco expandido curado al humo, opcionalmente de
aproximadamente 10 a aproximadamente 15 por ciento en peso de tallos
de tabaco curado al humo expandido, y un material de salseado en
una cantidad de aproximadamente 3 a aproximadamente 5 por ciento en
peso.
El material de salseado incluye preferentemente
varios ingredientes aromatizantes conocidos en la técnica, tales
como coco, regaliz, varios azúcares, y glicerina. En una
realización, el material de salseado incluye componentes derivados
o extraídos del higo (p. ej. Fig Supreme Flavor disponible de Bell
Flavors, Inc.). Un ejemplo de composición de salseado se describe
en la patente de EE.UU. nº 5.360.023 de Blakley et al., que
se incorpora al presente texto como referencia.
El nivel de "alquitrán" y nicotina
suministrado por los cigarrillos de la presente invención varía.
Típicamente, los cigarrillos de la presente invención suministran
las cantidades de "alquitrán" y nicotina descritas en la
patente de EE.UU. nº 4.836.224, que se incorpora al presente texto
como referencia. Los cigarrillos de esta invención suministran
generalmente de aproximadamente 0,2 mg a aproximadamente 3,5 mg,
frecuentemente de aproximadamente 0,3 mg a aproximadamente 2,5 mg,
más frecuentemente de aproximadamente 0,6 mg a aproximadamente 1,2
mg de nicotina, cuando se fuma bajo las condiciones de fumado FTC.
Los cigarrillos de esta invención suministran generalmente de
aproximadamente 0,5 a aproximadamente 18 mg, frecuentemente de
aproximadamente 3 a aproximadamente 13 mg, más frecuentemente de
aproximadamente 5 a aproximadamente 11 mg de "alquitrán" cuando
se fuma bajo las condiciones de fumado FTC.
En una realización, la mezcla de tabaco incluye
una mezcla de ácidos orgánicos C_{3}-C_{20},
típicamente ácidos orgánicos C_{3}-C_{12},
tales como ácido levulínico, ácido pirúvico y ácido láctico. la
mezcla incluye preferentemente ácido levulínico y uno o más ácidos
orgánicos C_{3}-C_{6} adicionales. Un ejemplo
de mezcla de ácidos orgánicos comprende ácido levulínico, ácido
pirúvico y ácido láctico en una relación 1:1:1 en peso. La cantidad
de ácido orgánico añadida al cigarrillo proporciona preferentemente
una relación de ácido orgánico a nicotina, sobre una base en moles,
de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 3:1, más preferentemente
de aproximadamente 1,5:1 a aproximadamente 2,5:1. En una realización
preferida, la relación de moles de ácido orgánico a moles de
nicotina es aproximadamente 2:1. Los ácidos orgánicos pueden ser
añadidos como parte de la composición de salseado o de aderezo, o
pueden ser añadidos a uno o más de los componentes de la mezcla de
tabaco antes de hacer la mezcla. Por ejemplo, los ácidos orgánicos
pueden ser añadidos al extracto acuoso formado durante la
elaboración de una lámina de tabaco reconstituido.
La mezcla de tabaco puede contener un material
de formación de aerosol. El material de formación de aerosol puede
variar, y pueden usarse mezclas de varios materiales de formación de
aerosol. Los tipos representativos de materiales de formación de
aerosol se exponen en las patentes de EE.UU. números 4.793.365 de
Sensabaugh, Jr. et al., y 5.101.839 de Jakob et al.;
en el documento PCT WO 98/57556 de Biggs et al.; y en
Chemical and Biological Studies on New Cigarrette Prototypes
that Heat Instead of Burn Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco
Company Monograph (1988). Un material de formación de aerosol
preferido produce un aerosol visible al aplicar suficiente calor al
mismo, y un material de formación de aerosol altamente preferido
produce un aerosol que se puede ser considerar que es "similar al
humo". Un material de formación de aerosol preferido es
químicamente simple, en relación con la naturaleza química del humo
producido al quemar tabaco. Un material de formación de aerosol
altamente preferido es un poliol, tal como la glicerina.
La cantidad de material de formación de aerosol
empleada, relativa al peso seco de material fumable presente en una
varilla fumable, puede variar. Para una varilla fumable, la cantidad
de material formador de aerosol presente en esa varilla es más de
aproximadamente 2 por ciento, y generalmente es más de
aproximadamente 3 por ciento del peso seco combinado de material
formador de aerosol y material de tabaco dentro de esa varilla.
Para una varilla fumable preferida, la cantidad de material formador
de aerosol presente en esa varilla es al menos aproximadamente 5
por ciento, generalmente es al menos aproximadamente 10 por ciento,
con frecuencia es al menos aproximadamente 15 por ciento,
frecuentemente es al menos aproximadamente 20 por ciento, e incluso
puede ser al menos aproximadamente 25 por ciento del peso seco
combinado de material formador de aerosol y material de tabaco
dentro de esa varilla. Para una varilla fumable preferida, la
cantidad de material formador de aerosol presente en esa varilla
típicamente no excede de aproximadamente el 65 por ciento,
generalmente no excede de aproximadamente el 60 por ciento, con
frecuencia no excede de aproximadamente el 55 por ciento, y
frecuentemente no excede de aproximadamente el 50 por ciento del
peso seco combinado de material formador de aerosol y material de
tabaco dentro de esa varilla. Los materiales fumables que poseen
niveles excesivamente elevados de material formador de aerosol
típicamente son difíciles de procesar como varillas de cigarrillos
usando tipos convencionales de equipo automático de elaboración de
cigarrillos.
Los tipos de hoja moldeada de materiales
fumables pueden incorporar típicamente niveles de material formador
de aerosol relativamente elevados. Los tabacos reconstituidos
fabricados usando procesos del tipo empleado para fabricar papel
pueden incorporar típicamente niveles moderados de material formador
de aerosol. El relleno de tiras de tabaco y picadura de tabaco
puede incorporar cantidades más bajas de material formador de
aerosol. Para materiales procesados, tales como materiales en
lámina moldeada y tabacos reconstituidos de tipo papel, pueden
usarse como componentes de los mismos materiales de pasta de tabaco
que se extraen con líquidos acuosos. La eliminación de
esencialmente la totalidad o alguna fracción de los componentes
solubles en agua del tabaco puede ayudar a proporcionar un material
procesado que es capaz de actuar como sustrato efectivo para niveles
más altos de material formador de aerosol. Además, materiales
procesados en polvo con polvos de tabaco secos pueden ayudar a
proporcionar materiales procesados que tienen niveles de glicerina
relativamente altos pero que no demuestran unas características
demasiado pegajosas. Los materiales de lámina moldeada, y en
particular los materiales de lámina moldeada que incorporan ciertas
cantidades de materiales de pasta de tabaco que han sido extraídos
con agua, comprenden con frecuencia hasta aproximadamente el 65 por
ciento, con frecuencia hasta aproximadamente el 60 por ciento, y
frecuentemente hasta aproximadamente el 55 por ciento de material
formador de aerosol, basado en el peso seco de tabaco y material
formador de aerosol en el material así producido. Los materiales de
tabaco reconstituido de tipo papel, y en particular los materiales
que incorporan cierta cantidad de materiales de pasta de tabaco que
han sido extraídos con agua, y que no vuelven a aplicar algo o la
totalidad de los componentes del extracto soluble en agua de nuevo a
esa pasta, pueden comprender con frecuencia hasta aproximadamente
el 55 por ciento, con frecuencia hasta aproximadamente el 50 por
ciento y frecuentemente hasta aproximadamente el 45 por ciento de
material formador de aerosol, basado en el peso seco de tabaco y de
material formador de aerosol en el material así producido. Un
material producido rociando el relleno de tiras o picadura de
tabaco con material formador de aerosol frecuentemente no comprende
más de aproximadamente 20 por ciento, y frecuentemente no comprende
más de aproximadamente 15 por ciento de material formador de
aerosol, basado en el peso seco de material de tabaco y material
formador de aerosol del material así producido.
Otros tipos de materiales que incorporan niveles
relativamente altos de material formador de aerosol pueden ser
incorporados en una mezcla de material fumable. Pueden emplearse
materiales conformados, encapsulados o microencapsulados. Tales
tipos de materiales están compuestos principalmente de material
formador de aerosol, y esos materiales pueden incorporar cierta
cantidad y forma de tabaco. Un ejemplo de material de este tipo es
una película producida colando y secando una solución acuosa de
aproximadamente 70 partes en peso de glicerina y aproximadamente 30
partes en peso de aglutinante (p. ej. pectina de cítricos, alginato
amónico, alginato sódico o goma guar), y después recubriendo en
superficie esa película con aproximadamente 2 partes en peso de un
polvo finamente dividido que se proporciona moliendo lámina de
tabaco.
Las Figuras 2 a 10 ilustran varias realizaciones
del elemento filtrante, que se adapta para ser usado con artículos
para fumar tales como cigarrillos. El elemento filtrante de la
invención comprende típicamente múltiples segmentos que se
extienden longitudinalmente. Cada segmento puede tener diversas
propiedades y puede incluir varios materiales capaces de filtrar o
adsorber materia en partículas y/o compuestos en fase vapor.
Típicamente, el elemento filtrante de la presente invención incluye
de 2 a 6 segmentos, frecuentemente de 2 a 4 segmentos. En una
realización preferida, el elemento filtrante incluye un segmento en
el extremo de la boca, un segmento en el extremo del tabaco y un
compartimiento entre ellos. Esta disposición de filtro se denomina a
veces como "filtro de compartimiento" o filtro
"tapón/espacio/tapón". El compartimiento puede dividirse en dos
o más compartimientos como se describe más adelante con mayor
detalle.
En cada realización mostrada, se incorpora en el
elemento filtrante al menos una sustancia (34) capaz de eliminar al
menos un componente en fase gaseosa del humo de la corriente
principal. Preferentemente, la sustancia es un material adsorbente
capaz de adsorber uno o más compuestos de la fase gaseosa del humo
de la corriente principal generado por un artículo para fumar. Los
ejemplos de adsorbentes (34) incluyen carbón activado, tamices
moleculares (p. ej. zeolitas y tamices moleculares de carbón),
arcillas, alúminas activadas, geles de sílice, y mezclas de los
mismos. La cantidad de adsorbente 34 dentro del elemento filtrante
típicamente oscila entre aproximadamente 50 y aproximadamente 250
mg, con frecuencia de aproximadamente 80 a aproximadamente 150 mg y
frecuentemente de aproximadamente 90 a aproximadamente 120 mg.
La forma del adsorbente (34) puede variar.
Típicamente, el adsorbente (34) se usa en forma sólida granular o en
partículas con un tamaño medio entre aproximadamente malla 8x16 y
aproximadamente malla 30x70 usando el sistema de tamices de EE.UU.
Sin embargo, podrían usarse partículas más pequeñas o más grandes
sin apartarse de la invención. Se entiende que los términos
"granular" y "en partículas" abarcan tanto las partículas
de forma no esférica como las partículas esféricas, tales como las
llamadas "beaded carbon" ("carbón en perlas")
descritas en el documento WO 03/059096 A1.
La manera en la que el adsorbente (34) se
incorpora al elemento filtrante puede variar. Como se muestra en los
dibujos adjuntos, el adsorbente granulado puede ponerse en un
compartimiento dentro del elemento filtrante. Sin embargo, el
adsorbente (34) podría también ser incrustado o dispersado dentro de
una sección de material filtrante, tal como un material filtrante
fibroso (p. ej. estopa de acetato de celulosa), o ser incorporado
en un papel, tal como el papel fruncido que contiene carbón descrito
en la patente de EE.UU. nº 5.360.023 de Blakley et al.
Además, un material adsorbente (34) puede tanto ponerse en un
compartimiento como incrustarse en una o más de las secciones de
material filtrante, y el material adsorbente en el compartimiento y
el adsorbente incrustado o dispersado en el material filtrante
pueden ser iguales o diferentes.
En una realización preferida, el adsorbente es
carbón activado. El nivel de actividad del carbón puede variar.
Típicamente, el carbón tiene una actividad de aproximadamente 60 a
aproximadamente 150 unidades de actividad de tetracloruro de
carbono (esto es, porcentaje de captura de tetracloruro de carbono).
El carbón activado más útil en la presente invención consiste
principalmente en carbón, y preferentemente tiene un contenido de
carbón de aproximadamente 80 por ciento en peso, y más
preferentemente por encima de aproximadamente 90 por ciento en
peso. Los materiales carbonosos preferidos se proporcionan
carbonizando o pirolizando carbón bituminoso, material de tabaco,
pasta de coníferas, pasta de madera dura o de frondosas, cáscaras de
coco, cáscaras de almendras, semillas de uva, cáscaras de nueces,
cáscaras de macadamia, fibras de capoc, fibras de algodón, borra de
algodón, y similares. El carbón procedente de cáscaras de almedras,
semillas de uva, cáscaras de nueces, y cáscaras de nueces de
macadamia son particularmente preferidas, y se cree que proporcionan
una mayor eliminación en fase vapor de ciertos compuestos en
comparación con el carbón de cáscaras de coco. Ejemplos de
materiales carbonosos adecuados son los carbones activados basados
en las vainas de la nuez de coco disponibles de Calgon Corp. como
PCB y GRC-11, carbones basados en el carbón,
disponibles de Calgon Corp. como S-Sorb, BPL,
CRC-11F, FCA y SGL, carbones basados en madera
disponibles de Westvaco como WV-B,
SA-20 y BSA-20, materiales
carbonosos disponibles de Calgon Corp. como HMC,
ASC/GR-1 y SC II, y Witco Carbon No. 637. Otros
materiales carbonosos se describen en las patentes de EE.UU. números
4.771.795 de White et al., y 5.027.837 de Clearman et
al.; y solicitud de patente europea nº 236.922, 419.733 y
419.981. Ciertos materiales carbonosos pueden ser impregnados con
sustancias tales como metales de transición (p. ej., plata, oro,
cobre, platino y paladio), bicarbonato potásico, extractos de
tabaco, polietilenimina, dióxido de manganeso, eugenol y ácido
4-cetononanoico. La composición de carbón puede
incluir también uno o más rellenos, tales como semolina. También
pueden incorporarse extractos de semilla de uva en el elemento
filtrante (20) como eliminador de radicales libres.
La Figura 2 ilustra un elemento filtrante (20)
que comprende una primera sección de material filtrante (36), tal
como material filtrante fibroso (p. ej. estopa de acetato de
celulosa plastificado) y una segunda sección de material filtrante
(38) separada de la primera sección de material filtrante. Como se
muestra, la primera sección de material filtrante (36) está situada
en el extremo correspondiente a la boca del elemento filtrante (20)
y la segunda sección de material filtrante (38) está situada
proximal a la varilla de tabaco (12). El espacio entre la primera
sección de material filtrante (36) y la segunda sección de material
filtrante (38) define un compartimiento (32). Al menos una porción
del compartimiento (32) contiene un material adsorbente (34),
preferentemente en forma granular. Típicamente, sustancialmente el
compartimiento (32) entero contiene adsorbente (34).
Como se muestra, el elemento filtrante (20)
incluye orificios de ventilación (30) que se extienden a través del
papel de emboquillado (28) y la envuelta de tapón (26) y, así,
proporciona la dilución con aire del humo de la corriente
principal. En esta realización, los orificios de ventilación (30)
están situados entre el punto medio aproximado de la porción que
contiene adsorbente del compartimiento (32) y el extremo del
elemento filtrante (20) próximo a la varilla de tabaco (12).
Preferentemente, los orificios de ventilación (30) están en una
posición que se solapa con el compartimiento (32) y preferentemente
están situados entre el punto del compartimiento (32) y el extremo
del compartimiento adyacente a la segunda sección de material
filtrante (38) aguas arriba del compartimiento. Situando los
orificios de ventilación (30) aguas arriba de al menos una porción
del compartimiento (32) que contiene adsorbente se puede mejorar la
adsorción de ciertos componentes
\hbox{en fase vapor del humo
de la corriente principal por el adsorbente (34).}
Los orificios de ventilación (30) pueden
configurarse como una única línea de perforaciones que se extiende
de forma circular alrededor del elemento filtrante (20) o puede
comprender varias líneas de perforaciones. Como es fácil de
entender, el número y el tamaño exactos de los orificios de
ventilación (30) variará dependiendo del nivel de dilución con aire
que se desee.
La distancia exacta de los orificios de
ventilación (30) desde el extremo del elemento filtrante (20)
próximo a la varilla de tabaco (12) variará dependiendo de la
longitud de los segmentos individuales del filtro, tal como el
segmentos (38) próximo a la varilla de tabaco. En ciertas
realizaciones, los orificios de ventilación (30) están de
aproximadamente 10 a aproximadamente 22 mm de la varilla de tabaco
(12) y, típicamente, cuando los orificios de ventilación están
cubriendo el compartimiento (32) que contiene adsorbente, los
orificios están dentro de aproximadamente 5 mm de la sección de
material filtrante (38) próxima a la varilla de tabaco,
preferentemente dentro de aproximadamente 2 mm.
En otra realización del elemento filtrante de la
presente invención mostrada en la Fig. 3, el elemento filtrante
(20) incluye una barrera semipermeable (42) que divide el
compartimiento (32) en dos secciones o regiones. Del mismo modo que
en la realización mostrada en la Fig. 2, al menos una porción del
compartimiento (32) está rellena con un adsorbente (34). La sección
del compartimiento (32) que contiene el adsorbente es la sección
aguas abajo del compartimiento. La porción del compartimiento (32)
aguas arriba de la barrera (42) está hueca. La sección hueca (44)
del compartimiento (32) puede proporcionar una región de mezclado
para el humo de la corriente principal antes de la entrada del humo
en el material adsorbente, lo que puede contribuir a la eliminación
de fase vapor por el adsorbente (34).
La Figura 4 ilustra un elemento filtrante (20).
Como se muestra, y de modo similar a la realización mostrada en la
Fig. 2 y en la Fig. 3, un compartimiento (32) situado entre la
sección del extremo correspondiente a la boca del material
filtrante (36) y la sección del extremo correspondiente al tabaco
del material filtrante (38) está rellena con un material adsorbente
(34). La sección del material filtrante (38) próxima a la varilla de
tabaco (12) comprende uno o más canales que se extienden a través
de la misma, proporcionando el canal un paso para el humo de la
corriente principal que pasa a través de la sección de material
filtrante (38). El canal o los canales (48) proporcionan una vía
libre de impedimentos para que el humo de la corriente principal
salga de la varilla de tabaco (12) y entre en el compartimiento
(32) que contiene el adsorbente (34).
Las Figuras 5 a 7 ilustran varias
configuraciones ejemplares para uno o más canales (48) que se
extienden a través de la sección del filtro (38). La Figura 5 es
una vista en sección transversal a lo largo de la línea
A-A en la Fig. 4. Como se muestra en la Fig. 5, el
elemento filtrante puede incluir un único canal (48) que se
extiende, por ejemplo, a lo largo del eje central de la sección de
material filtrante (38). Alternativamente, como se muestra en las
Figs. 6 y 7, puede utilizarse una diversidad de canales más pequeños
(48), aunque la colocación y la configuración exactas de los
canales múltiples pueden variar. Sin embargo, como se muestra en la
Fig. 6, una configuración preferida implica la colocación de una
diversidad de canales (48) próximos al eje central de la sección de
filtro (38). En una realización alternativa mostrada en la Fig. 7,
los diversos canales (48) están situados a lo largo de la periferia
de la sección de filtro (38). En una realización, el número de
canales (48) es de 1 a aproximadamente 20, preferentemente de 1 a
aproximadamente 15, más preferentemente de 1 a aproximadamente 10
(p. ej. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 canales).
Las paredes del canal o canales (48) pueden
estar definidas por el material de la sección del material de filtro
(38) o los canales pueden formarse usando tubos (no mostrados)
insertados en el material de filtro. Si se usan tubos, los tubos
pueden comprender acetato de celulosa, polietileno o cualquier otro
material polimérico capaz de formar una estructura
autosoportada.
El área transversal total del canal o los
canales (48) puede variar. Típicamente, el área transversal total
del canal o los canales (48) es aproximadamente de 0,1 a
aproximadamente 50 mm^{2}, frecuentemente de aproximadamente 0,5
a aproximadamente 15 mm^{2}. La forma transversal de los canales
(48) no es crítica para la invención y puede ser, por ejemplo,
rectangular o circular. El diámetro de cada canal o tubo puede
variar. Típicamente, el diámetro de cada canal o tubo es de
aproximadamente 0,5 a aproximadamente 8 mm, frecuentemente de
aproximadamente 1 a aproximadamente 3 mm. El diámetro del canal o
tubo se elige de forma que prevenga la migración del adsorbente al
canal o tubo (esto es, el diámetro del canal o tubo es más pequeño
que el diámetro de las partículas del adsorbente).
La Figura 8 ilustra una realización del elemento
filtrante (20) de la invención similar a la realización ilustrada
en la Fig. 3. Como en la Fig. 3, el elemento filtrante mostrado en
la Fig. 8 incluye un compartimiento (32) dividido en dos secciones
por una barrera semipermeable (42). El compartimiento del
compartimiento dividido (32) aguas abajo desde la barrera
semipermeable (42) contiene un adsorbente (34). El compartimiento
aguas arriba del compartimiento (32) contiene una resina de
intercambio iónico (50). Alternativamente, aunque no se muestran,
la presente invención incluye además realizaciones en las que la
resina de intercambio iónico (50) se pone en el compartimiento
aguas abajo del compartimiento (32) y el adsorbente (34) se pone en
el compartimiento aguas arriba del compartimiento. Es decir, la
colocación relativa del material adsorbente (34) y la resina de
intercambio iónico (50) puede variar en la presente invención. En
otra realización, el adsorbente (34), tal como carbón activado, y
la resina de intercambio iónico (50) pueden mezclarse y colocarse en
el compartimiento (32), sin separar físicamente los dos
materiales.
La Fig. 9 ilustra una realización en la que la
resina de intercambio iónico (50) se encuentra dispersada o
incrustada dentro de una sección de material filtrante (38) en vez
de estarlo en una porción del compartimiento (32). Como se señaló
anteriormente, la colocación relativa de la resina de intercambio
iónico (50) y el adsorbente (34) puede variar. Como resultado, las
partículas de la resina de intercambio iónico (50) podrían
alternativamente estar dispersadas dentro de la sección
correspondiente al extremo de la boca del material filtrante (36) o
ambas secciones de material filtrante.
La resina de intercambio iónico (50) puede
comprender cualquier polímero que tenga grupos activos en forma de
sitios cargados eléctricamente capaces de desplazarse al tener lugar
la interacción con iones de carga opuesta. Típicamente, la resina
de intercambio iónico (50) comprende un esqueleto polimérico tal
como copolímeros de estireno-divinilbenceno (DVB),
acrilatos, metacrilatos, condensados de fenol formaldehído y
condensados de epiclorhidrina amina, y una diversidad de grupos
funcionales cargados eléctricamente, unidos al esqueleto
polimérico. La resina de intercambio iónico (50) es preferentemente
una resina de intercambio aniónico de base débil o una resina de
intercambio aniónico de base fuerte. Los ejemplos de resinas
incluyen resinas de intercambio iónico DIAION® disponibles de
Mitsubishi Chemical Corp. (p. ej. WA30 y DCA11) y resinas de
intercambio iónico DUOLITE® disponibles de Rohm and Haas (p. ej.
DUOLITE® A7).
La forma de la resina de intercambio iónico (50)
puede variar. Generalmente, la resina de intercambio iónico (50)
estará en forma de partículas sólidas que tienen un tamaño de
partículas de entre aproximadamente malla 8x16 y aproximadamente
malla 30x70, usando el sistema de tamices de EE.UU.
Otro elemento filtrante (20) se ilustra en la
Fig. 10. Como se indica, esta realización incluye también un
compartimiento (32) entre dos secciones de material filtrante, (36)
y (38). El compartimiento (32) contiene un adsorbente (34). La
sección correspondiente al extremo de la boca del material filtrante
(36) comprende al menos una cápsula rompible (54) contenida en la
misma. La cápsula (54) puede estar simplemente incrustada en el
material filtrante (36). En la realización mostrada en la Fig. 10,
la sección de material filtrante (36) comprende una sección externa
anular (56) y una porción interna (58) que incluye un
compartimiento (60) adaptado para recibir la cápsula rompible (54).
Como se muestra, uno o ambos extremos de la porción interna (58) del
material filtrante (36) pueden ser ondulados para retener la
cápsula rompible (54) dentro del elemento filtrante (20). Cada
cápsula rompible (54) lleva una carga útil que incorpora un
compuesto que está destinado a introducir algún cambio en la
naturaleza o en el carácter del humo de la corriente principal
arrastrado a través de ese elemento filtrante (p. ej. un agente
aromatizante). El fumador puede romper selectivamente la cápsula
(54) con el fin de liberar el agente aromatizante. Se cree que el
uso de una cápsula rompible (54) que contiene un agente aromatizante
aguas abajo del material adsorbente (34) proporcionará al fumador
la facultad de complementar atributos de sabor del artículo para
fumar. Dado que el agente aromatizante contenido en la cápsula (54)
está aguas abajo del adsorbente (34), hay una interacción mínima
con el material adsorbente. El elemento filtrante mostrado en la
Fig. 10, que tiene una cápsula rompible (54) contenida en el mismo,
puede ser elaborado como se describe en la solicitud de patente de
EE.UU. nº 10/600.712 pendiente en común con la presente, presentada
el 23 de junio de 2003.
El material de emboquillado (28) que conecta el
elemento filtrante (20) a la varilla de tabaco (12) puede tener
marcas impresas en el mismo (no mostradas). Por ejemplo, una banda
(no mostrada) puede indicar al fumador la localización general o
posición de la cápsula (54) dentro del elemento filtrante (20).
Estas marcas pueden ayudar al fumador a localizar la cápsula (54)
de forma que pueda romperla más fácilmente estrujando el elemento
filtrante (20) directamente fuera de la posición de la cápsula. Las
marcas en el material de emboquillado (28) pueden indicar también
la naturaleza de la carga útil que lleva la cápsula (54). Por
ejemplo, las marcas pueden indicar que la carga útil en particular
es un aromatizante de menta, llevando un color, una forma o un
diseño en concreto.
Si se desea, el fumador puede romper la cápsula
(54) en cualquier momento antes, durante o incluso después de la
acción de fumar. La rotura de la cápsula (54) actúa liberando el
contenido que se encuentra herméticamente en la misma. La
liberación del contenido de la cápsula (54) en el elemento filtrante
(20) permite entonces que el fumador alcance el beneficio que se
pretende de la acción de algunos de los materiales de ese contenido,
sea porque ese beneficio sea el resultado de aromatizar o conferir
fragancia al humo, enfriarlo o humedecerlo, refrescar la fragancia
de la colilla del cigarrillo o conseguir algún otro objetivo
asociado con la modificación de la composición global del humo o la
alteración de las características de comportamiento del cigarrillo.
Esto es, en realizaciones altamente preferidas, una porción de la
carga útil (p. ej. porciones de un agente aromatizante) que ha sido
liberada en el elemento filtrante (20) es incorporada en cada
posterior bocanada de humo de la corriente principal que se recibe
a través de ese elemento filtrante.
La aplicación de la presión táctil a la cápsula
(54), por ejemplo por la acción de estrujamiento proporcionada por
los dedos del fumador en el elemento filtrante (20), hace que se
deformen regiones relevantes del elemento filtrante y por eso hace
que la cápsula se rompa y libere su carga útil en el compartimiento
interior (60) del elemento filtrante. La rotura de la cápsula (54)
puede percibirse por un pequeño estallido o crujido audible, o una
rápida disminución de la resistencia a la presión aplicada por el
fumador. La rotura de la cápsula (54) hace que el contenido de su
carga útil se disperse por el compartimiento (60) y por el material
de estopa de filtración en la sección del filtro anular exterior
(56). Lo más preferentemente, la forma cilíndrica global del
elemento filtrante (20) vuelve a esencialmente su forma original
después de que la aplicación de presión al elemento filtrante ha
cesado.
El compartimiento (60) que alberga la cápsula
(54) posee preferentemente una forma transversal generalmente
circular y/o cónica y tiene un diámetro de aproximadamente 3 mm a
aproximadamente 4 mm en su punto más ancho. Sin embargo, las
paredes del compartimiento (60) pueden estar definidas por un
material compresible y deformable (p. ej. acetato de celulosa
plastificado), y el compartimiento puede estar fabricado para que
tenga un diámetro más grande o más pequeño. En consecuencia, el
compartimiento (60) puede aceptar una o más cápsulas (54) con
diámetros de al menos aproximadamente 1 mm, típicamente al menos
aproximadamente 2 mm, y frecuentemente al menos aproximadamente 3
mm. Típicamente, las cápsulas (54) tienen diámetros que no exceden
de aproximadamente 6 mm, a menudo no exceden de aproximadamente 5
mm, y frecuentemente no exceden de aproximadamente 4,5 mm. Ciertas
cápsulas preferidas (54) tienen diámetros en el intervalo de
aproximadamente 3 mm a aproximadamente 4 mm, y ciertas cápsulas
altamente preferidas son de aproximadamente 3,5 mm de diámetro.
La cápsula (54) es generalmente de forma
esférica y posee una envoltura externa rígida, tal como una
envoltura externa de gelatina, que rodea a la carga útil interna.
Las cápsulas adecuadas son disponibles comercialmente de Mane
Aromatic Flavors, ubicada en Niza, Francia, como mezclas de
triglicéridos de cadena media y agentes aromatizantes, encapsuladas
en gelatina. Las designaciones de varias cápsulas de aroma que son
disponibles de Mane Aromatic Flavors son: menta, E209123; canela,
E0303392; té ruso, E0303386; limón, E127382; y mentol, E127384.
Tales cápsulas representativas (54) tienen diámetros de
aproximadamente 3,5 mm y aproximadamente 4 mm.
La envoltura externa de la cápsula (54) se
construye preferentemente de una gelatina de calidad alimentaria
derivada de un producto bovino o porcino. Puede usarse una amplia
variedad de gelatinas, y la selección de una gelatina para la
superficie exterior de la cápsula se considera una cuestión de
elección de diseño para un experto en la técnica. Véase
Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical
Technology, (4ª ed.) 12, 406-416 (1994). El
tipo de gelatina usado para construir la envoltura externa de la
cápsula proporciona a esa cápsula la capacidad de ser expuesta a
triacetina (un plastificante común usado en la fabricación de
filtros para cigarrillos) o 1,2-propilenglicol (un
componente común para el salseado del tabaco) durante períodos de
tiempo relativamente largos, sin experimentar una interacción
indeseable (p. ej. la disolución de la gelatina en dichas
sustancias). Dado que las gelatinas usadas en la realizaciones
preferidas pueden disolverse en agua a lo largo de periodos de
tiempo prolongados, es deseable emplear cargas útiles prácticamente
anhidras (o cargas útiles que posean cantidades de agua muy bajas)
con cápsulas que tienen recubrimientos externos de gelatina.
La carga útil de la cápsula puede tener una
forma que puede variar, y típicamente la carga útil tiene la forma
de un líquido, un gel o un sólido (p. ej. un material cristalino o
un polvo seco). La carga útil puede incorporar componentes que
ayudan a aromatizar o conferir fragancia al humo de cigarrillo de la
corriente principal. Alternativamente, la carga útil puede ser un
agente para refrescar el aliento del fumador, un agente desodorante
para la colilla del cigarrillo, un agente humectante o refrigerante
para el humo del cigarrillo, o una composición capaz de alterar de
alguna otra forma la naturaleza o el carácter del cigarrillo.
En la realización preferida, la carga útil es
una mezcla de un agente aromatizante y un agente diluyente o
vehículo. El agente diluyente preferido es un triglicérido, tal como
un triglicérido de cadena media, y más en particular una mezcla de
calidad alimentaria de triglicéridos de cadena media. Véase, por
ejemplo, Radzuan et al., Porim Bulletin, 39,
33-38 (1999). Los aromatizantes de la carga útil
pueden ser naturales o sintéticos, y el carácter de estos aromas
pueden describirse, sin limitación, como fresco, dulce, herbáceo, a
repostería, floral, afrutado o especiado. Los tipos específicos de
aromas incluyen, pero sin limitarse a ellos, vainilla, café,
chocolate, crema, menta, menta verde, mentol, pepermint, gualteria,
lavanda, cardamomo, nuez moscada, canela, clavo, cascarilla, madera
de sándalo, miel, jazmín, jengibre, anís, salvia, regaliz, limón,
naranja, manzana, melocotón, lima, cereza y fresa. Véase también
Leffingwill et al., Tobacco Flavoring for Smoking
Products, R. J. Reynolds Tobacco Company (1972). Los
aromatizantes pueden incluir componente que se consideran agentes
humectantes, refrescantes o suavizantes, tales como el eucaliptus.
Estos aromatizantes pueden proporcionarse puros (es decir, solos) o
compuestos (p. ej. menta y mentol, o naranja y canela). Los
aromatizantes compuestos pueden combinarse en una sola cápsula o
como mezcla, o como componentes de múltiples cápsulas situadas
dentro del elemento filtrante.
La cantidad de agente aromatizante y diluyente
dentro de la cápsula (54) puede variar. En algunos casos el agente
diluyente puede ser eliminado completamente, y toda la carga útil
puede estar compuesta de agente aromatizante. Alternativamente, la
carga útil puede estar formada casi enteramente por agente
diluyente, y contener solamente una muy pequeña cantidad de agente
aromatizante relativamente potente. En la realización preferida
usando una cápsula de aproximadamente 3,5 mm de diámetro, el peso
de la carga útil líquida (p. ej. agente aromatizante y agente
diluyente) está preferentemente en el intervalo de aproximadamente
15 mg a aproximadamente 25 mg, y más preferentemente en el
intervalo de aproximadamente 20 mg a aproximadamente 22 mg. La
composición preferida de la mezcla de agente aromatizante y
diluyente está en el intervalo de aproximadamente 5 por ciento a
aproximadamente 25 por ciento de aromatizante, y más
preferentemente en el intervalo de aproximadamente 10 por ciento a
aproximadamente 15 por ciento de aromatizante, porcentajes en peso
basados en el peso total de la carga útil, siendo el resto agente
de dilución.
Las realizaciones anteriores de elemento
filtrante (20) no se excluyen entre sí, lo que significa que pueden
combinarse aspectos de más de una realización de filtro para mejorar
aún más las propiedades del filtro. Por ejemplo, un filtro que
combina un adsorbente y una resina de intercambio iónico, como se
muestra en las Figs. 8 y 9, puede incluir también los canales de
flujo mostrados en la Fig. 4 y/o un compartimiento hueco como se
muestra en la Fig. 3, y/o una cápsula rompible como se muestra en la
Fig. 10.
En cada realización descrita anteriormente, la
primera sección de material filtrante (36) y la segunda sección de
material filtrante (38) pueden comprender cualquier material
filtrante capaz de filtrar materia en partículas arrastrada en el
humo de la corriente principal generado por un artículo para fumar.
Los ejemplos de materiales filtrantes incluyen estopa de acetato de
celulosa, tejido de acetato de celulosa fruncido, estopa de
polipropileno, tejido de polipropileno fruncido, tejido de
poliéster fruncido, papel fruncido y hebras de tabaco reconstituido.
En realizaciones preferidas, cada sección de material filtrante,
(36) y (38), comprende un material filtrante fibroso, tal como
estopa de acetato de celulosa.
Las secciones de material filtrante, (36) y
(38), pueden incluir además un componente plastificante tal como
triacetina o carbowax. En una realización, el componente
plastificante del material filtrante comprende triacetina y
carbowax en una relación en peso de 1:1. La cantidad total de
plastificante es generalmente de aproximadamente 4 a
aproximadamente 20 por ciento en peso, preferentemente de
aproximadamente 6 a aproximadamente 12 por ciento en peso.
Cada sección o segmento de material filtrante,
(36) y (38), puede variar de longitud. Típicamente, cada sección de
material filtrante es de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 mm
de longitud, frecuentemente de aproximadamente 5 a aproximadamente
15 mm de longitud.
La eficiencia de eliminación de partículas de
cada segmento de material filtrante en el elemento filtrante puede
variar. Para materiales filtrantes fibrosos, la eficiencia de
eliminación de partículas se cuantifica preferentemente en términos
de peso por unidad de longitud de los filamentos que forman las
fibras. Los ejemplos de materiales filtrantes muestran una
eficiencia de filtración de aproximadamente 1,8 a aproximadamente 10
denieres por filamento. Cada segmento filtrante de un elemento
filtrante de segmentos múltiples puede tener la misma eficiencia de
filtración o una diferente. En una realización, la sección de
material filtrante (38) próxima a la varilla de tabaco (12) tienen
una eficiencia de eliminación de partículas más alta que la sección
de material filtrante (36) distal de la varilla de tabaco. Por
ejemplo, los filamentos de la sección del extremo correspondiente
al tabaco del material filtrante (38) puede tener un peso por unidad
de longitud más bajo que los segmentos de la sección
correspondiente a la boca del material filtrante (36). Los
filamentos que sirven de ejemplo para ser usados en la sección del
extremo correspondiente al tabaco del material filtrante (38) tienen
un peso por unidad de longitud de menos de aproximadamente 2,5
denieres por filamento, preferentemente de aproximadamente 1,8 a
aproximadamente 2,5. Los filamentos que sirven de ejemplo para ser
usados en la sección del extremo correspondiente a la boca del
material filtrante (36) tienen un peso por unidad de longitud de más
de aproximadamente 3,0 denieres por filamento, preferentemente de
aproximadamente 3,0 a aproximadamente 10,0. Alternativamente, la
sección del extremo correspondiente a la boca del material filtrante
(36) puede tener una eficiencia de eliminación de partículas más
alta que la sección del extremo correspondiente al tabaco del
material filtrante (38).
En cada una de las realizaciones descritas
anteriormente, el compartimiento (32) formado entre las dos
secciones de material filtrante, (36) y (38), tiene una longitud de
aproximadamente 5 a aproximadamente 50 mm, típicamente de
aproximadamente 5 a aproximadamente 30 mm. En las realizaciones en
las que el compartimiento (32) está dividido en dos
compartimientos, la barrera semipermeable divisoria (42) puede ser
cualquier material que sea permeable al humo de la corriente
principal, pero impermeable para el adsorbente (34), y por tanto que
pueda retener el adsorbente en una porción definida del
compartimiento. Los ejemplos de barreras semipermeables (42)
incluyen papel altamente poroso (p. ej. aproximadamente 100 CORESTA
y superior) y cualquiera de los materiales adecuados como las
secciones de material filtrante, (36) y (38).
La longitud de la barrera (42) puede variar.
Típicamente, la barrera (42) tendrá una longitud de aproximadamente
0,5 a aproximadamente 10 mm, más preferentemente de aproximadamente
0,5 a aproximadamente 5 mm. Cada compartimiento del compartimiento
dividido (32) tendrá típicamente una longitud de aproximadamente 5 a
aproximadamente 20 mm, frecuentemente de aproximadamente 5 a
aproximadamente 10 mm.
Si se desea, a uno o más segmentos de elemento
filtrante (20) pueden incorporarse los compuestos catalíticos
adecuados, p. ej., para la conversión del monóxido de carbono en
dióxido de carbono. Los ejemplos de catalizadores incluyen metales
nobles (p. ej. plata, oro, platino), óxidos de metales, materiales
cerámicos y mezclas de los mismos.
Los ejemplos que siguen se proporcionan a título
de ilustración, y no deben ser considerados como limitantes del
alcance de la presente invención o de las reivindicaciones anexas. A
menos que se señale otra cosa, todas las partes y porcentajes son
en peso. Los cigarrillos así descritos en los ejemplos pueden
hacerse a mano o pueden fabricarse usando máquinas, por ejemplo una
Pilot Cigarette Maker de Hauni-Werk Korber and Co.
KG.
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Ejemplo
1
Se prepara un cigarrillo usando una mezcla
Americana representativa que comprende aproximadamente 13 por ciento
de tabaco Burley, aproximadamente 20 por ciento de tabaco curado al
humo, aproximadamente 17 por ciento de material de tabaco
reconstituido y aproximadamente 17 por ciento de tabaco Oriental.
Aproximadamente el 3 por ciento de un material acuoso de salseado,
que comprende humectantes y aromatizantes, es aplicado a la mezcla
de tabaco antes de cortarla en forma de relleno. Aproximadamente 30
por ciento de tabaco expandido, compuesto principalmente por tabaco
curado al humo, se añade después a la mezcla de tabaco picado para
preparar el relleno de picadura final. La mezcla se equilibra al
contenido final de humedad de aproximadamente 13 por ciento, antes
de la fabricación del cigarrillo.
La mezcla de tabaco se usa para preparar un
cigarrillo que tiene una longitud de aproximadamente 84 mm. La
longitud de la varilla de tabaco es aproximadamente 57 mm y la
longitud del elemento filtrante es aproximadamente 27 mm. La
varilla de tabaco incluye una carga de picadura de tabaco que pesa
aproximadamente 0,600 g, contenida en una envuelta de papel de
cigarrillos que la rodea del tipo disponible como nº 456 de
Tervakoski. El material de emboquillado rodea la longitud del
elemento filtrante y se prolonga aproximadamente 4 mm por la
longitud de la varilla de tabaco.
El elemento filtrante del cigarrillo tiene la
configuración general que se muestra en la Figura 2. Los elementos
filtrantes de este tipo general son disponibles de Baumgartner Inc.,
Suiza. El cigarrillo tiene un elemento filtrante que comprende un
segmento de estopa de acetato de celulosa de 12 mm en el extremo
correspondiente a la boca (2,5 denieres por filamento/35.000
denieres en total) con 7% de triacetina, un compartimiento de 7 mm
rellenado con carbón granular disponible como G277(actividad
de tetracloruro de carbono 85 y tamaño malla 20x50) de PICA, y un
segmento de estopa de acetato de celulosa de 8 mm (8,0/32.000) en el
extremo correspondiente al tabaco, con 7% de triacetina.
Se proporciona un anillo de perforaciones con
láser alrededor de la periferia de cada cigarrillo aproximadamente
a 13 mm del extremo correspondiente a la boca del mismo. Las
perforaciones penetran a través del papel de emboquillado y la
envuelta de tapón, y pueden hacerse usando un perforador de láser de
laboratorio de Hauni-Werk Korber and Co. KG. Los
cigarrillos se diluyen con aire hasta aproximadamente el 34 por
ciento. Los cigarrillos producen aproximadamente 10 mg de
"alquitrán" y 0,8 mg de nicotina cuando se fuman bajo las
condiciones FTC.
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Ejemplo
2
Se proporcionan cigarrillos como se describe en
el Ejemplo 1, excepto que el elemento filtrante comprende un
segmento de estopa (8,0/32.000) de acetato de celulosa en el
extremo correspondiente a la boca, de 8 mm, con 7% de triacetina,
un compartimiento de 7 mm rellenado con carbón granular disponible
como G277 (actividad de tetracloruro de carbono 85 y tamaño malla
20x50) de PICA, y un segmento de estopa de acetato de celulosa de
12 mm (2,5/35.000) en el extremo correspondiente al tabaco, con 7%
de triacetina. Los cigarrillos producen aproximadamente 10 mg de
"alquitrán" y 0,8 mg de nicotina cuando se fuman bajo las
condiciones FTC.
El cigarrillo del Ejemplo 2 hecho con el
segmento filtrante que tiene la mayor eficiencia de eliminación de
partículas, próximo a la varilla de tabaco, y con los orificios de
ventilación situados cerca de la varilla de tabaco, proporciona una
mayor reducción en ciertos componentes volátiles y
semi-volátiles del humo de la corriente principal
en comparación con el cigarrillo del Ejemplo 1 cuando se fuma bajo
las condiciones FTC. Los cigarrillos del Ejemplo 2 proporcionan
aproximadamente 5 por ciento de reducción de catecol,
aproximadamente en 28 por ciento de reducción de p- y
m-cresol, aproximadamente el 17 por ciento de
reducción de formaldehído, aproximadamente 29 por ciento de
reducción de acetaldehído, aproximadamente 65 por ciento de
reducción de acetona, aproximadamente 67 por ciento de reducción de
la acroleína y aproximadamente 28 por ciento de reducción de
cianuro de
hidrógeno.
hidrógeno.
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Ejemplo
3
Se proporcionan cigarrillos como se describe en
el Ejemplo 1. Sin embargo, se inserta manualmente una cápsula de
aroma en la estopa de acetato de celulosa plastificado
correspondiente al extremo de la boca, de forma que la cápsula se
incrusta en la sección correspondiente a la boca del material
filtrante. Esta cápsula de aroma se puede obtener de Mane Aromatic
Flavors como Referencia E127384 (mentol). Los cigarrillos pueden
fumarse rompiendo la cápsula o sin romperla.
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Ejemplo
4
Se preparan ejemplos de cigarrillos usando una
varilla de tabaco, envuelta de papel y material de emboquillado
como se describe en el Ejemplo 1. La longitud de la varilla de
tabaco de los cigarrillos de ejemplo es de aproximadamente 57 mm y
la longitud del elemento filtrante es aproximadamente 30 mm.
Los cigarrillos de ejemplo tienen la
configuración general que se muestra en al Figura 3. Los cigarrillos
de ejemplo tienen un elemento filtrante que comprende un tapón de
estopa 2,5/35.000 de acetato de celulosa de 10 mm en el extremo
correspondiente a la boca, con 7% de triacetina, un compartimiento
de 7 mm relleno con carbón activado granular disponible de PICA
como G277 (actividad de tetracloruro de carbono 85 y tamaño de
partícula malla 20x50), un tapón de acetato de celulosa de 2 mm de
estopa de 8,0/35.000, un compartimiento hueco de 5 mm y un tapón de
acetato de celulosa de 6 mm de estopa de 8,0/32.000 con 7% de
triacetina próximo a la varilla de tabaco. Los cigarrillos se
diluyen con aire hasta aproximadamente el 34 por ciento. Los
cigarrillos producen aproximadamente 10 mg de "alquitrán" y
0,8 mg de nicotina cuando se fuman bajo las condiciones FTC.
Los cigarrillos de ejemplo que tienen el
compartimiento dividido que contiene el adsorbente en el
compartimiento aguas abajo, y que tienen un compartimiento hueco
aguas arriba proporcionan mayor reducción en ciertos componentes
del humo de la corriente principal en fase vapor, en comparación con
el cigarrillo del Ejemplo 1 cuando se fuma bajo las condiciones
FTC. Los cigarrillos de ejemplo proporcionan aproximadamente el 6%
de reducción de formaldehído, aproximadamente 7% de reducción de
acetaldehído, aproximadamente 11% de reducción de acetona, y
aproximadamente 8% de reducción de la acroleína.
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Ejemplo
5
Se preparan cigarrillos de ejemplo usando una
varilla de tabaco, envuelta de papel y material de emboquillado
como se describe en el Ejemplo 1. La longitud de la varilla de
tabaco de los cigarrillos de ejemplo es de aproximadamente 57 mm y
la longitud del elemento filtrante es aproximadamente 27 mm.
Los cigarrillos de ejemplo tienen un elemento
filtrante que comprende un segmento de estopa de acetato de
celulosa (8,0/32.000) de 8 mm en el extremo correspondiente a la
boca, con 7% de triacetina, un compartimiento de 7 mm relleno con
carbón activado granular disponible de PICA como G277 (actividad de
tetracloruro de carbono 85 y tamaño de partícula malla 20x50), y un
segmento en el extremo correspondiente al tabaco de estopa de
acetato de celulosa de 12 mm (2,5/35.000) con 7% de triacetina. El
segmento del extremo del tabaco de material filtrante, en algunos
cigarrillos de ejemplo, comprende 6 tubos de 0,2 a 3 mm de diámetro
insertados alrededor de la periferia. El segmento del extremo del
tabaco de material filtrante en otros cigarrillos de ejemplo
comprende un único tubo de 0,2 a 3 mm de diámetro, insertado en el
centro del segmento filtrante. Los cigarrillos se diluyen con aire
hasta aproximadamente el 34 por ciento. Los cigarrillos producen
aproximadamente 10 mg de "alquitrán" y 0,8 mg de nicotina
cuando se fuman bajo las condiciones FTC.
Los cigarrillos de ejemplo que tienen uno o más
tubos en el segmento del material filtrante correspondiente al
extremo del tabaco proporcionan mayor reducción en ciertos
componentes del humo de la corriente principal en fase vapor, en
comparación con el cigarrillo del Ejemplo 1. Los cigarrillos de
ejemplo proporcionan aproximadamente del 13 al 18% de reducción de
formaldehído, aproximadamente del 3 al 4% de reducción de
acetaldehído, aproximadamente del 7 al 12% de reducción de acetona,
y aproximadamente del 15 al 16% de reducción de la acroleína.
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Ejemplo
6
Se preparan cigarrillos de ejemplo usando una
varilla de tabaco, envuelta de papel y material de emboquillado
como se describe en el Ejemplo 1. La longitud de la varilla de
tabaco de los cigarrillos de ejemplo es aproximadamente 57 mm y la
longitud del elemento filtrante es aproximadamente 27 o 31 mm.
El primer cigarrillo de ejemplo tiene un
elemento filtrante que comprende un segmento de estopa (2,5 denieres
por filamento/35.000 denieres en total) de acetato de celulosa
correspondiente al extremo de la boca, de 10 mm, con 7% de
triacetina, un compartimiento de 7 mm relleno con carbón granular
disponible como G277 (actividad de tetracloruro de carbono 85 y
tamaño malla 20x50) de PICA, una estopa de acetato de celulosa de
baja eficiencia de 2 mm (8,0/32.000) con 7% de triacetina, un
compartimiento de 4 mm relleno con resina polimérica de intercambio
iónico (bencenometanamina,
ar-etienil-N,N-dimetilo,
polímero con divinilbenceno conocido como DCA11, tamaño de
partícula malla 16x50, de Mitsubishi Chemical Corp.), y un segmento
en el extremo correspondiente al tabaco de estopa de acetato de
celulosa (8,0/32.000) de 8 mm con 7% de triacetina. El segundo
cigarrillo de ejemplo tiene un elemento filtrante que comprende un
segmento de estopa (2,5 denieres por filamento/35.000 denieres en
total) de acetato de celulosa en el extremo correspondiente a la
boca, de 12 mm, con 7% de triacetina, un compartimiento de 7 mm
relleno con carbón granular disponible como G277 (actividad de
tetracloruro de carbono 85 y tamaño malla 20x50) de PICA, y una
estopa de acetato de celulosa de 8 mm (8,0/32.000) en el extremo del
tabaco, con 7% de triacetina, y resina de intercambio iónico DCA11
incrustada dentro de las fibras de acetato de celulosa. Los
cigarrillos se diluyen con aire hasta aproximadamente el 34 por
ciento. Los cigarrillos producen aproximadamente 10 mg de
"alquitrán" y 0,8 mg de nicotina cuando se fuman bajo las
condiciones FTC.
Los cigarrillos de ejemplo que contienen carbón
activado y resina de intercambio iónico proporcionan mayor
reducción de formaldehído en comparación con el cigarrillo del
Ejemplo 1 cuando se fuman bajo condiciones FTC. Los cigarrillos
experimentales proporcionan aproximadamente 18 a 32% de reducción de
formaldehído.
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Ejemplo
7
Se preparan cigarrillos de ejemplo usando una
varilla de tabaco, envuelta de papel y material de emboquillado
como se describe en el Ejemplo 1. La longitud de la varilla de
tabaco de los cigarrillos de ejemplo es aproximadamente 57 mm y la
longitud del elemento filtrante es aproximadamente 27 mm.
Los cigarrillos de ejemplo tienen un elemento
filtrante que comprende un segmento de estopa (2,5 denieres por
filamento/35.000 denieres total) de acetato de celulosa
correspondiente al extremo de la boca, de 12 mm, con 7% de
triacetina, un compartimiento de 7 mm relleno con carbón granular de
cáscaras de almendra (actividad de tetracloruro de carbono 70 y
tamaño malla 20x50) de PICA, y un segmento del extremo del tabaco de
estopa de acetato de celulosa de 8 mm (8,0/32.000) con 7% de
triacetina. Los cigarrillos se diluyen con aire hasta
aproximadamente el 34 por ciento. Los cigarrillos producen
aproximadamente 10 mg de "alquitrán" y 0,8 mg de nicotina
cuando se fuman bajo las condiciones FTC.
Los cigarrillos de ejemplo que contienen carbón
de cáscaras de almendra proporcionan mayor reducción de compuestos
de carbonilo en comparación con el cigarrillo del Ejemplo 1 que
contiene carbón de cáscara de nuez de coco (G277) cuando se fuman
bajo condiciones FTC y condiciones alternativas. Los cigarrillos de
ejemplo proporcionan aproximadamente 20 a 40% de reducción de
carbonilos.
Varias modificaciones y otras realizaciones de
la presente invención se les ocurrirán a los expertos en la técnica
a la que pertenece esta invención, que tienen el beneficio de las
enseñanzas presentadas en la memoria descriptiva que precede; y
para los expertos en la técnica será evidente que pueden hacerse
variaciones y modificaciones de la presente invención sin apartarse
del alcance de la misma. Por consiguiente, se ha de entender que la
invención no está limitada a las realizaciones específicas descritas
y que se entiende que las modificaciones y otras realizaciones
están incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.
Aunque en el presente texto se emplean términos específicos, se usan
solamente en un sentido genérico y descriptivo y no con fines de
limitación.
Claims (21)
1. Un cigarrillo que comprende una varilla de
tabaco (12) y un elemento filtrante (20) conectado a la varilla de
tabaco (12), teniendo dicho elemento filtrante (20) un extremo
proximal a la varilla de tabaco (12) y un extremo distal de la
varilla de tabaco (12), en el que dicho elemento filtrante (20)
comprende:
una primera sección, que se extiende
longitudinalmente, de material filtrante (38) situada en el extremo
del elemento filtrante (20) próximo a la varilla de tabaco
(12);
una segunda sección, que se extiende
longitudinalmente, de material filtrante (36) situada en el extremo
del elemento filtrante (20) distal de la varilla de tabaco (12) y
separada de dicha primera sección de material filtrante (38),
definiendo las dos secciones de material filtrante (36, 38) un
compartimiento (32) entre ellas; y
una barrera semipermeable (42) que divide dicho
compartimiento (32) en una primera región adyacente a dicha primera
sección de material filtrante (38) y una segunda región adyacente a
dicha segunda sección de material filtrante (36);
en donde dicha segunda región de dicho
compartimiento (32) contiene un material adsorbente (34) y dicha
primera región de dicho compartimiento está vacía, o una de dichas
primera y segunda regiones de dicho compartimiento (32) contiene un
material adsorbente (34) y la otra de dichas primera y segunda
regiones de dicho compartimiento (32) contiene una resina de
intercambio iónico (50).
2. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicha primera sección de material filtrante (38) y dicha
segunda sección de material filtrante (36) se eligen cada una de
ellas independientemente entre el grupo consistente en estopa de
acetato de celulosa, tejido de acetato de celulosa fruncido, estopa
de polipropileno, tejido de polipropileno fruncido, tejido de
poliéster fruncido, papel fruncido, y hebras de tabaco
reconstituido.
3. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicha primera sección de material filtrante (38) y dicha
segunda sección de material filtrante (36) comprenden estopa de
acetato de celulosa plastificado.
4. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que la longitud global del elemento filtrante (20) es de
aproximadamente 15 a aproximadamente 65 mm.
5. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que la longitud de cada una de las primera y segunda secciones
de material filtrante (36, 38) es de aproximadamente 15 a
aproximadamente 25 mm.
6. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que la longitud de la región que contiene adsorbente de dicho
compartimiento (32) es de aproximadamente 5 a aproximadamente 20
mm.
7. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que la longitud de dicha barrera semipermeable (42) es de
aproximadamente 1 a aproximadamente 10 mm.
8. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicho adsorbente (34) se elige entre el grupo consistente
en carbón activado, tamices moleculares, arcillas, alúminas
activadas, geles de sílice y mezclas de los mismos.
9. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicho adsorbente (34) es carbón activado.
10. El cigarrillo según la reivindicación 9ª, en
el que el carbón activado tiene una actividad de aproximadamente 60
a aproximadamente 150 de Actividad de Tetracloruro de Carbono.
11. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicho adsorbente (34) está en forma granular.
12. El cigarrillo según la reivindicación 11ª,
en el que dicho adsorbente (34) tiene un tamaño de partículas de
aproximadamente malla 8x16 a aproximadamente malla 30x70.
13. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicha barrera semipermeable (42) se elige entre el grupo
consistente en papel, estopa de acetato de celulosa, tejido de
acetato de celulosa fruncido, estopa de polipropileno, tejido de
polipropileno fruncido y tejido de poliéster fruncido.
14. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicha primera sección de material filtrante (38) tiene una
eficiencia de eliminación de partículas mayor que dicha segunda
sección de material filtrante (36).
15. El cigarrillo según la reivindicación 14ª,
en el que dicha primera sección de material filtrante (38) y dicha
segunda sección de material filtrante (36) comprenden un material
filtrante fibroso, y dicha primera sección de material filtrante
(38) comprende filamentos que tienen un peso por unidad de longitud
más bajo que los filamentos de dicha segunda sección de material
filtrante (36).
16. El cigarrillo según la reivindicación 15ª,
en el que dicha primera sección de material filtrante (38)
comprende filamentos que tienen un peso por unidad de longitud
inferior a aproximadamente 2,5 denieres por filamento y dicha
segunda sección de material filtrante (36) comprende filamentos que
tienen un peso por unidad de longitud mayor que aproximadamente 3,0
denieres por filamento.
17. El cigarrillo según la reivindicación 16ª,
en el que dicha primera sección de material filtrante (38)
comprende filamentos que tienen un peso por unidad de longitud de
aproximadamente 1,8 a aproximadamente 2,5 denieres por filamento y
dicha segunda sección de material filtrante (36) comprende
filamentos que tienen un peso por unidad de longitud de
aproximadamente 3,0 a aproximadamente 10 denieres por filamento.
18. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicha resina de intercambio iónico (50) está en forma
granular.
19. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicha resina de intercambio iónico (50) es una resina de
intercambio aniónico de base fuerte o una resina de intercambio
aniónico de base débil.
20. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicha primera región del compartimiento (32) contiene dicha
resina de intercambio iónico (50) y dicha segunda región del
compartimiento (32) contiene dicho adsorbente (34).
21. El cigarrillo según la reivindicación 1ª, en
el que dicha primera región del compartimiento (32) contiene dicho
adsorbente (34) y dicha segunda región del compartimiento (32)
contiene dicha resina de intercambio iónico (50).
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