ES2340528T3 - Cigarrillos con fibras huecas. - Google Patents
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Abstract
Un cigarrillo (100) que comprende: una barra de tabaco (50); un filtro (130) operativo con la barra de tabaco (50), en el que el filtro (130) comprende un haz de fibras huecas (10), en las que los lúmenes (15) de las fibras huecas (10) están alineados axialmente en paralelo unas con otras, y un material aditivo en los espacios extracelulares de las fibras huecas (10) en las que un extremo (25, 35) de al menos una de las fibras huecas está obstruido.
Description
Cigarrillos con fibras huecas.
Una amplia variedad de materiales han sido
propuestos en la técnica como filtros para humo de tabaco. Tales
materiales de filtro incluyen algodón, papel, celulosa, y ciertas
fibras sintéticas. Se conoce que estos materiales de fibra retienen
las partículas y los componentes condensables del humo de tabaco.
Pueden tener un efecto pequeño o ningún efecto en la extracción de
ciertos componentes gaseosos, por ejemplo aldehídos, del humo de
tabaco. Véase por ejemplo la patente de Estados Unidos Nº 6.209.547
y véase también el documento EP 0204512.
Se proporcionan artículos para fumar, tales como
filtros de cigarrillos y de cigarros, y los métodos de fabricación
de artículos para fumar. En una realización a modo de ejemplo, un
artículo para fumar contiene fibras huecas que afectan al humo del
tabaco de la corriente principal extraído a través del artículo para
fumar.
En otra realización a modo de ejemplo, un
cigarrillo que comprende una barra de tabaco; un filtro unido a la
barra de tabaco, en el que el filtro comprende un haz de fibras
huecas en el que los lúmenes de las fibras huecas están alineados
axialmente en paralelo unos con otros; y se proporciona un material
aditivo en los espacios extracelulares de las fibras huecas en
donde un extremo de al menos una de las fibras huecas está
obstruido.
Preferiblemente, las fibras huecas comprenden un
material polímero.
Preferiblemente el cigarrillo comprende además
un material absorbente. Preferiblemente, el elemento absorbente
está situado aguas arriba del filtro de las fibras huecas.
Preferiblemente, los lúmenes de las fibras
huecas están alineados unos con otros en una dirección en al que el
humo viaja a través del cigarrillo.
En otra realización a modo de ejemplo, se
proporciona un filtro de cigarrillo, que comprende: fibras huecas,
una capa exterior que cubre una región exterior de las fibras
huecas; y acetato de celulosa en el que las fibras huecas y la capa
exterior están embebidas dentro del acetato de celulosa.
En otra realización a modo de ejemplo, se
proporciona un método de fabricación de un filtro de cigarrillo,
que comprende: preparar las fibras huecas con un material
impermeable al humo que cubre un extremo de al menos una de las
fibras huecas; rellenar al menos parcialmente los espacios
extracelulares dentro de las fibras huecas con un material aditivo;
y colocar las fibras huecas con el material impermeable al humo y el
material aditivo en el filtro de cigarrillo.
También se proporciona un método de tratamiento
de humo de corriente principal, que comprende extraer el humo de
tabaco axialmente a través de las fibras huecas, en donde el humo de
tabaco de corriente principal es extraído al interior de un extremo
de aguas arriba abierto dentro de los lúmenes de las fibras huecas y
es extraído a través de las paredes permeables de las fibras huecas
a una extremo aguas abajo del artículo para fumar.
También se proporciona un filtro de cigarrillo,
que comprende: una membrana de fibras huecas, en el que la membrana
de fibras huecas comprende: fibras huecas; y un material impermeable
al humo, en el que el material impermeable al agua obstruye un
extremo aguas abajo de un lumen de la fibra hueca.
Preferiblemente, el filtro de cigarrillo
comprende además un material aditivo en los espacios extracelulares
de las fibras huecas. El material aditivo puede comprender un
saborizante, un reactivo que reacciona químicamente y separa
selectivamente un componente gaseoso de una corriente de humo, un
surfactante, un solvente, y mezclas de los mismos.
La Figura 1 ilustra un cigarrillo de realización
a modo de ejemplo que incluye una membrana de fibras huecas que
contienen que contiene un filtro, y una trayectoria de flujo de
fluido a través del cigarrillo;
la Figura 2 ilustra una sección transversal de
un haz de fibras huecas alineadas con los extremo de aguas arriba
abiertos y material impermeable o semipermeable rellenado las
separaciones entre las fibras huecas;
la Figura 3 ilustra una sección transversal de
un haz de fibras huecas alineadas con los extremos de aguas abajo
cerrados y material permeable rellenado las separaciones entre las
fibras huecas;
la Figura 4 ilustra otro cigarrillo de
realización a modo de ejemplo que incluye una membrana de fibras
huecas que contiene un filtro, y una trayectoria de flujo de
fluido a través del cigarrillo;
la Figura 5 es una ilustración a modo de ejemplo
de una sección transversal de un filtro hueco;
la Figura 6 es una fotomicrografía de los
espacios extracelulares de una fibra hueca a modo de ejemplo; y
la Figura 7 ilustra un cigarrillo de realización
a modo de ejemplo que incluye una membrana de fibras huecas y un
material absorbente en un filtro, y una trayectoria de flujo de
fluido a través del cigarrillo.
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Se proporciona artículos para fumar que
incluyen fibras huecas en el mismo, en los que las fibras huecas
están obstruidas en un extremo para forzar un fluido a través de las
paredes de las fibras huecas.
Como se ha utilizado aquí, el término
"suministro" se utiliza para indicar un material o fluido que
es suministrado a las fibras huecas. También como se ha utilizado
aquí, el término "retenido" se utiliza para indicar la parte
del suministro que no pasa a través de las paredes de las fibras
huecas y es atrapado dentro en la superficie exterior de los
lúmenes de las fibras huecas. Adicionalmente, el término
"filtrado" es utilizado para indicar la parte del suministro
que pasa a través de las paredes de las fibras huecas.
El término "obstruir" está destinado a
incluir, el bloqueo, el bloqueo parcial, el filtrado, o cualquier
otro medio para reducir el flujo a través de un área. Por ejemplo,
un material impermeable o semipermeable se puede utilizar para
obstruir el extremo aguas abajo de las fibras huecas bloqueando el
filtrado o el suministro del paso a través de un extremo aguas
abajo de las fibras huecas, o simplemente aumentando la resistencia
de flujo del filtrado o suministro que pasa a través del extremo de
aguas abajo de las fibras huecas.
Un uso a modo de ejemplo de un cigarrillo 100
con fibras huecas se ilustra en la Figura 1, en donde las fibras
huecas son utilizadas como membranas de fibras huecas. Como se
ilustra en la Figura 1, después de encender un cigarrillo 100 en un
extremo de aguas arriba 110 del cigarrillo 100 y aplicar una acción
de extracción al extremo aguas abajo 120, un suministro de humo 140
(un flujo de humo de tabaco de corriente principal) se desplazaría
en una dirección aguas abajo. El suministro de humo 140 pasaría
desde el extremo aguas arriba 110 a través de una barra de tabaco
50, después a través de una sección de filtro, después a través de
un extremo de aguas abajo 120 del cigarrillo 100.
Después de entrar dentro de la sección de filtro
130, el suministro de humo 140 es forzado a entrar en los lúmenes,
o en los diámetros inferiores, 15 de las fibras huecas 10 dentro de
la sección de filtro 130. En la Figura 1, los lúmenes 15 no están
obstruidos en los extremos de aguas arriba 25 de las fibras huecas
10, pero están obstruidos en los extremos de aguas abajo 35. El
suministro de humo 140 que para el interior del filtro es dirigido
al interior de los extremos aguas arriba 25 de los lúmenes 10
mediante un primer material impermeable al humo u que obstruye el
filtrado 20 (más adelante denominado generalmente "material
impermeable al humo"), que obstruye el flujo de suministro de
humo 140 entre la circunferencia exterior del haz de fibras 10 y el
diámetro interior del cigarrillo, como se ilustra en la Figura
1.
Adicionalmente, el primer material impermeable
al humo 20 también puede estar dispuesto entre las fibras
individuales 10 del haz, como se ilustra el la Figura 2, para
obstruir el flujo de fluido entre las fibras 10 del haz. Un
ilustración en sección transversal a modo de ejemplo del primer
material impermeable al humo 20 que rodea las fibras huecas 10 del
haz, a la vez que no obstruye el extremo de aguas arriba 25 de los
lúmenes 15, se ilustra en la Figura 2.
A continuación, también como se ilustra en la
Figura 1, el suministro de humo 140 es forzado desde los lúmenes 15
a través de las paredes de las fibras huecas 10 por un segundo
material impermeable al humo, que obstruye los extremos aguas abajo
35 de los lúmenes 15 de las fibras huecas 10. La Figura 3 es una
ilustración en sección transversal a modo de ejemplo del segundo
material impermeable al humo que obstruye los extremos de aguas
abajo 35 de los lúmenes 15 de las fibras huecas 10.
Se observa que, como se ilustra en la Figura 3,
los extremos de aguas abajo 35 de las fibras huecas 10 pueden
incluir un material permeable al filtrado 30 entre las fibras huecas
10, así como entre la circunferencia exterior del haz de fibras 10
y el diámetro interior del filtro del cigarrillo 130, si se desea.
Como está dispuesto aquí, el material permeable al filtrado 30
también puede ser cualquiera material que permita que el filtrado
pase a través del material permeable al filtrado 30 para la
expulsión fuera del extremo de aguas abajo del cigarrillo 100.
El material permeable al filtrado puede estar
dispuesto para mantener la fibras huecas 10 en su sitio unas con
relación a otras, así como con relación al filtro 130.
Alternativamente, un anillo, un adhesivo, u otro material que pueda
contener físicamente se puede utilizar siempre y cuando no obstruya
sustancialmente el flujo de filtrado a través del filtro 130. Una
realización a modo de ejemplo del material permeable al filtrado 30
es un material permeable al filtrado, poroso, tal como acetato de
celulosa.
Mediante la obstrucción de los extremos de aguas
abajo 35 de las fibras huecas 10, el humo 140 es forzado a través
de las paredes de las fibras huecas 10 debido a la presión ejercida
por el fumador en el extremo de aguas abajo 120. Forzando el humo
140 a través de las fibras huecas 10, las paredes de las fibras
huecas 10 se pueden utilizar para filtrar el humo 140 a través de
las mismas. De este modo, las paredes de las fibras huecas 10 se
comportan como una membrana en al que las paredes de las fibras
huecas 10 permiten que el filtrado 150 procedente el humo 140 pase,
mientras que el retenido (no mostrado) es atrapado dentro de los
lúmenes 15.
Se ha de observar que en otra realización a modo
de ejemplo, ilustrada en la figura 4, que es similar a la Figura 1,
el filtro 130 se puede invertir. En otras palabras, el primer
material impermeable al humo 20 puede ser forzado para obstruir un
extremo aguas arriba 25 de los lúmenes 15 de manera que no permite
que el humo entre en los lúmenes 15 en el extremo de aguas arriba
25 de las fibras huecas 10. Se ha de observar que el primer
material impermeable al humo 20 de la Figura 4 está formado de una
manera similar al segundo material impermeable al humo 35 ilustrado
en la Figura 3, en donde el primer material impermeable está formado
dentro de los lúmenes 15 del extremo de aguas arriba 25 de las
fibras huecas. Adicionalmente, de manera similar a la Figura 3, un
material permeable 30 también puede estar dis-
puesto entre las fibras huecas 10 por las mismas razones que se han expuesto anteriormente con respecto a la Figura 3.
puesto entre las fibras huecas 10 por las mismas razones que se han expuesto anteriormente con respecto a la Figura 3.
Adicionalmente, como también se ilustra en la
Figura 4, un segundo material impermeable al humo 30 se puede
utilizar para obstruir el flujo de fluido entre la circunferencia
exterior del haz de fibras huecas 10 y el diámetro interior del
filtro del cigarrillo 130, así como entre las fibras huecas 10,
similares al primer material impermeable al humo 20 de la
realización ilustrada en la Figura 1.
Proporcionando lo dos materiales impermeables al
humo 20, 30, el suministro de humo 140 puede ser conducido entre la
circunferencia exterior del haz de fibras 10 y el diámetro interior
del filtro de cigarrillo 130 en un extremo aguas arriba 25, a
través de las paredes de las fibras huecas 10 y fuera del extremo de
aguas abajo 35. Haciendo pasar el filtrado de humo 15o a través de
las paredes de las fibras huecas 10, las fibras huecas 10 se
comportan como una membrana de fibras huecas en la que el humo es
separado en el retenido y el filtrado 150, en el que el retenido
(no mostrado) puede ser atrapado en las superficies exteriores de
las fibras huecas 10. Después de pasar a través de las paredes de
las fibras huecas 10, el filtrado 150 pueden entonces pasar a
través de extremo de aguas abajo 35 de las fibras huecas 10.
Las fibras huecas 10 utilizadas aquí están
preferiblemente formadas, como se ilustra en la Figura 5, por unas
fibras porosas o semiporosas 10 con los lúmenes 15 (diámetros
interiores huecos) con una pared 18 de espesor con al menos algo de
porosidad 19. Las fibras huecas pueden estar hechas de cualquier
material poroso o semiporoso, en el que los niveles de porosidad
puedan ser adaptados para proporcionar niveles de porosidad
predeterminados y también para contener espacios extracelulares
entre las mismas. Por ejemplo, las fibras huecas pueden estar
hechas de polímeros. Preferiblemente, las fibras huecas comprenden
celulosa, celulosa modificada, acetato de celulosa, polietileno,
polisulfona, componentes acrílicos, caucho de silicona o mezclas o
combinaciones de los mismos. Se puede encontrar una discusión
adicional de materiales de fibras huecas en la Patente de Estados
Unidos Nº 3.708.071.
Se ha de observar que el material utilizado para
las fibras huecas 10 puede ser elegido para tener un tamaño de poro
predeterminado, determinando los materiales utilizados para las
paredes. Por ejemplo, si las fibras huecas 10 están hechas de
materiales de poro más grande, se permitirá que los filtrados
constituyentes más grandes pasen a través. De este modo, el
material utilizado para las fibras huecas 10 se pueden elegir para
restringir de manera efectiva el paso de solo ciertos rangos de
filtrados, si se desea.
En un artículo para fumar preferido, las fibras
huecas 10 están orientadas en una dirección en la que el humo se
desplazará a través del artículo para fumar. Proporcionando tal
alineamiento, el humo puede desplazarse a través de los lúmenes de
las fibras huecas en una dirección aproximadamente paralela a la
fuerza de succión o vacío aplicada en el extremo aguas abajo del
artículo para fumar extrayendo el humo del lado de encendido o de
aguas arriba.
Adicionalmente, la fibras huecas 10 están
aproximadamente paralelas unas a otras con el fin de permitir que
el suministro de humo140 penetre de forma uniforme en las fibras
huecas 10, pase a través de las paredes de las fibras huecas de
forma uniforme y para fijar las hoces de las fibras huecas en el
eje del cigarrillo. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 1,
los ejes de los lúmenes 15 están preferiblemente alineados paralelos
entre sí (así como paralelos al eje del cigarrillo) en donde tal
alineamiento permite que el suministro de humo 140 fluya a través
de los múltiples lúmenes directamente (por ejemplo sin rodeo o
recorrido indirecto) mientras se fuma el cigarrillo.
Estas fibras huecas 10 también se pueden
utilizar dentro de cualquier artículo para fumar, como un cigarrillo
tradicional o no tradicional, por ejemplo en un filtro de
cigarrillo. Las realizaciones preferidas proporcionan fibras huecas
para utilizar en artículos para fumar, tales como cigarrillos y
cigarrillos no tradicionales. Los cigarrillos no tradicionales
incluyen, a modo de ejemplo, cigarrillos para sistemas de fumado
eléctricos como se han descrito en las Patentes asignadas en común
Nº 6.026.820; 5.988.176; 5.915.387; 5.692.526; 5.692.525; 5.666.976;
y 5.499.636.
Las fibras huecas están preferiblemente
dimensionadas para tener una longitud menor que la longitud del
filtro de manera que toda la longitud de la fibra puede ajustarse
dentro del área del filtro ya que los filtros huecos están
alineados en la dirección del flujo de humo. También, los diámetros
de los lúmenes de las fibras huecas (en combinación con el material
utilizado para hacer las fibras huecas y la densidad de cualquiera
de las fibras huecas) controlan la cantidad de flujo posible, así
como la fuerza requerida para empujar el humo del tabaco a través
de las fibras huecas (en lo sucesivo resistencia de extracción
(RTD)).
Además de utilizar las fibras huecas como
membrana de fibras huecas para filtrar los materiales, tales como
el humo, a través de la misma, las fibras huecas también se pueden
utilizar para proporcionar aditivos. Por ejemplo, como se ilustra
en la Figura 6, las fibras huecas pueden incluir porosidades (es
decir espacios extracelulares) en las paredes de las fibras huecas.
Dentro de estos espacios extracelulares, se pueden almacenar
materiales aditivos, en los cuales los materiales aditivos pueden
estar en contacto con fluidos, tal como humo, que pasan a través de
las paredes de las fibras huecas y de este modo a través de los
espacios extracelulares.
El diámetro exterior y el espesor de pared de
las fibras huecas están preferiblemente dimensionados para optimizar
la capacidad de las fibras huecas de retener materiales aditivos y
para controlar el flujo de filtrado a través de las paredes y el
retenido que se atrapa en las paredes. Se ha de observar que los
materiales aditivos tienden a no ser absorbidos en el lumen de las
fibras huecas debido a las fuerzas de capilaridad, de este modo, la
retención de materiales aditivos principalmente es realizada por los
espacios extracelulares dentro de las paredes. A medida que el
diámetro exterior de las fibras huecas aumenta, y/o el número de
fibras huecas proporcionado aumenta, la cantidad de espacios
porosos dentro de las paredes de una fibra hueca (es decir los
espacios extracelulares, tales como las fisuras o grietas de las
paredes de las fibras huecas) tendería a incrementar. Incrementando
la cantidad de espacios extracelulares, se pueden absorber más
materiales aditivos. Por otra parte, los lúmenes más estrechos, y/o
menos las fibras huecas pueden hacer que las fibras huecas retengan
menos materiales aditivos debido a sus menores áreas de pared de
superficie exterior total.
Las fibras huecas 10 de la realización
preferida son utilizadas para retener de manera liberable materiales
aditivos dentro de los espacios extracelulares de las fibras huecas
10. De este modo, debido a la sujeción liberable, los materiales
aditivos de las fibras huecas 10m pueden estar contendido de manera
suficiente para evitar o reducir al mínimo sustancialmente la
migración no deseada de los materiales aditivos, tal como, por
ejemplo, durante el almacenamiento de los artículos para fumar con
los materiales aditivos dentro de los mismos.
Con el fin de proporcionar materiales aditivos
en las fibras huecas, los materiales aditivos están dispuestos para
la absorción o la absorción dentro de los espacios extracelulares de
las fibras huecas 10. Por ejemplo, los materiales aditivos pueden
ser dispuestos remojando la fibras huecas 10 en un baño de
materiales aditivos, en el que el material aditivo puede ser
absorbido dentro de los espacios extracelulares.
Por lo tanto, en un cigarrillo de tamaño medio
(por ejemplo, un cigarrillo con una longitud entre
65-100 mm, un diámetro de 6-9 mm y
una longitud de filtro de 15-30 mm) las fibras
huecas pueden tener un diámetro de lumen (es decir interior) entre
aproximadamente 50 micras y 1500 micras (por ejemplo
50-100, 100-150,
150-250, 350-500,
500-1000 ó 1000-1500)
preferiblemente entre aproximadamente 90 micras y aproximadamente
450 micras. Adicionalmente, la fibras huecas pueden tener una pared
altamente porosa con un espesor de aproximadamente entre 10 micras
y 100 micras, preferiblemente entre aproximadamente 10 micras y 50
micras, y un diámetro exterior de entre aproximadamente 100 micras
y aproximadamente 2100 micra, preferiblemente entre aproximadamente
100 micras y 500 micras.
Por ejemplo, un cigarrillo de la realización a
modo de ejemplo puede estar diseñado para incluir un haz de 10 a 15
fibras huecas, en el que cada fibra hueca tiene un diámetro de lumen
de aproximadamente 200 micras, un espesor de pared de
aproximadamente 50 micras con un diámetro exterior de
aproximadamente 350 micras.
Las fibras huecas pueden estar hechas mediante
hilado u otras técnicas de fabricación. Por ejemplo, métodos de
fabricación de fibras huecas han sido descritos en la Patente de
Estados Unidos Nº 2.999.296 y 4.234.431.
Con el fin de utilizar las fibras huecas 10 en
un artículo para fumares, las fibras huecas 10 son cortadas, o
fabricadas de otra forma, a una longitud específica. Las fibras
huecas 10 pueden preferiblemente ser utilizadas es una relación
separada circunferencialmente en una sección de filtro de un
artículo para fumar o pueden ser reunidas en un haz antes de la
inserción en el producto final. Si las fibras huecas son unidas en
un haz, las fibras huecas 10 se pueden sujetar juntas utilizando un
material permeable, semipermeable o impermeable, como se ha
mencionado anteriormente, un cierre, tal como un anillo o un
adhesivo, tal como triacetíb, epoxy y caucho de silicona.
Adicionalmente, debido a la sujeción liberable,
los materiales aditivos son preferiblemente los suficientemente
móviles dentro de los espacios extracelulares de las fibras huecas
para ser liberados de los mismos en función de la demanda. Por
ejemplo, el material aditivo se puede liberar preferiblemente desde
las fibras huecas después de la aplicación de una fuerza de vacío o
acción de extracción como se ha mencionado anteriormente.
Las fibras huecas 10 también pueden ser
incorporadas a un filtro de cigarrillo para proporcionar unos medios
para controlar una resistencia a la extracción (RTD) en un cigarro.
En una realización preferida, un filtro de cigarrillo incluiría
fibras huecas 10 en el mismo. Proporcionando fibras huecas en un
cigarrillo, un cigarrillo puede estar provisto de una resistencia a
la extracción tan pequeña o tan grande como se desee.
Adicionalmente, las fibras huecas 10 se pueden
utilizar para suplementar o remplazar los conjuntos de fibras de
múltiple secciones que son a menudo más difíciles de fabricar que
las fibras huecas 10. De este modo, las fibras huecas 10 de las
fibras e cigarrillo se podrían utilizar para simplificar el proceso
de fabricación a la vez que todavía proporciona niveles adaptados
de RTD.
Como se ha mencionado anteriormente, el primer y
segundo materiales de obstrucción de filtrado o impermeable al humo
se pueden utilizar para obstruir el flujo de humo a través del un
artículo para fumar como está ilustrado en las Figuras 1 a 4.
Estos materiales de obstrucción de filtrado o impermeables al humo
utilizados para mantener las fibras huecas generalmente se
denominan como "materiales de encapsulamiento".
Como se ha utilizado aquí, la expresión material
de encapsulamiento está destinada a incluir materiales que se
pueden utilizar para sujetar las fibras huevas en su sitio, así como
materiales que se pueden suministrar directamente, filtrar, y
retener fluyendo dentro, alrededor y a través de los lúmenes de las
fibras huecas. Como tal, el material de encapsulamiento puede estar
fabricado a partir de cualquier material no tóxico, permeable,
semipermeable o impermeable que pueda mantener las fibras de una
relación posicional fija entre sí (por ejemplo paralelas unas con
las otras). Una discusión adicional de las membranas de fibras
huecas en material de encapsulamiento se puede encontrar en la
Patente de Estados Unidos Nº 3.228.877, 3.528.553 y 6.685.832.
Preferiblemente, el material de encapsulamiento
es un polímero o un compuesto, en el que el material se puede
seleccionar dependiendo del grado de permeabilidad deseada. Para el
material de encapsulamiento utilizado para obstruir el flujo de
aire a través de un extremo de una fibra hueca, un material de
encapsulamiento permeable o semipermeable de filtrado puede ser
deseable. Por ejemplo, el epoxy es un material de encapsulamiento
impermeable de filtrado. Por otra parte, para material de
encapsulamiento utilizado para sujetar las fibras en su sitio, en
el que la obstrucción de filtrado no sea necesaria, puede ser
deseable un material de encapsulamiento permeable. Por ejemplo, el
acetato de celulosa es un material de encapsulamiento permeable.
El material de encapsulamiento puede estar
formado en cualquier parte de las fibras huecas 10. Por ejemplo, el
material de encapsulamiento puede estar formado en una parte o en
toda la longitud, la circunferencia de las fibras y/o en los
extremos de las fibras huecas. Sin embargo, si el material de
encapsulamiento es elegido para obstruir el flujo de aire, el
material de encapsulamiento está preferiblemente formado en menos
que toda la superficie de las fibras huecas, para permitir que al
menos algo de filtrado pase a través de las paredes 18 de las
fibras huecas 10.
Adicionalmente, menos de la cubierta completa de
las paredes 18 de las fibras huecas 10 puede ser deseable no
encerrar completamente y posiblemente aislar los espacios
extracelulares y los materiales aditivos que pueden estar
contenidos en los mismos. Como tal, la cubierta por el material de
encapsulamiento sobre las fibras huecas 10 es preferiblemente menor
que el 90% de la superficie de pared de las fibras huecas 10, e
incluso más preferiblemente, menor que el 60% de la superficie de
pared de las fibras huecas 10 (por ejemplo,
100-90%, 90-80%,
80-70%, 70-60%,
60-50%, 50-40%,
40-30%, 30-20%,
20-10% ó 10-0%.
El material de encapsulamiento puede estar
formado en las fibras huecas de cualquier manera que proporcione
las propiedades de control de flujo de aire deseadas por la
realización. Por ejemplo, los métodos para formar el material de
encapsulamiento en las fibras huecas han sido expuestos en las
Patentes de Estados Unidos Nº 6.702.561, 6.663.745, 6.623, 637 y
5.480.553.
Como se ha mencionado anteriormente, el material
de encapsulamiento puede estar hecho de cualquier material que
pueda obstruir el paso de humo. Como tal, el material de
encapsulamiento puede estar hecho de un material impermeable,
semipermeable o permeable. Si el material de encapsulamiento es un
material semipermeable o permeable, entonces, el material de
encapsulamiento se puede utilizar como barrera permeable y puede
incrementar la resistencia al flujo de aire a través del mismo.
Por lo tanto, se puede proporcionar un artículo
para fumar con fibras huecas en una conformación de tal manera que
la estructura y orientación de las fibra huecas 10 permite que al
menos alguno de los espacios extracelulares de las fibras huecas 10
sea accesible para las fibras huecas. Adicionalmente, como se ha
previsto aquí, el flujo de humo puede todavía ser al menos
parcialmente dirigido a través de los lúmenes 15 y las paredes 18
de las fibras huecas 10, en las que los materiales aditivos de los
espacios extracelulares pueden interactuar con el flujo a medida
que pasa a través de las paredes 18 de las fibras huecas 10.
Las fibras huecas pueden incluir también una
capa exterior que cubre o encapsula las fibras huecas 10 (con
material aditivo en las mismas si se desea). Preferiblemente, la
capa exterior es una pared o película sólida, en donde la pared o
película sólida se pueden utilizar para obturar o encapsular
temporalmente las fibras huecas 10 (o cualquier cosa encapsulada
dentro de las fibras huecas 10) aislándolas del ambiente
circundante.
Preferiblemente, la capa exterior está aplicada
alrededor de las superficies exteriores de las fibras huecas 10 de
manera que los materiales aditivos añadidos a las fibras huecas 10
pueden ser obturados dentro de las fibras huecas 10, y/o dentro de
los espacios extracelulares. Además, la capa exterior es
preferiblemente fácilmente rompible y se puede romper para permitir
que los materiales aditivos se liberen de las fibras huecas 10.
La capa exterior también puede ser de cualquier
material rompible, tal como un polímero, que sea capaz de tanto
obturar las fibras huecas, como de romperse, o perforarse si se
solicita. Preferiblemente la capa exterior esté hecha de azúcar o
pectina, lo que también puede proporcionar un filtrado deseable tal
como filtrado de humo, en contacto con la capa exterior si se
desea. La capa exterior es preferiblemente utilizada para
inmovilizar los materiales aditivos dentro de las fibras huecas 10,
y de este modo preferiblemente reduce la disipación del material
aditivo hasta que la capa exterior se rompe, o perfora.
Preferiblemente, la capa exterior es una
película delgada rompible. Proporcionando una película delgada
rompible, una diferencia de presión de fluido o bien en el lado de
la capa exterior o bien en las paredes de la fibra hueca (es decir
en un cigarrillo con fibras huecas y la capa exterior en las mismas)
puede ser suficiente para hacer que la capa exterior se rompa para
liberar los materiales aditivos de la misma.
Por ejemplo, en un cigarrillo, la capa exterior
puede estar diseñada para romperse cuando el humo sea extraído a
través de las paredes de las fibras huecas, en donde la presión de
vacío de extracción del humo puede hacer que la capa exterior se
rompa. En otras palabras, cuando un fumador da una calada a un
cigarrillo haciendo que la capa exterior se rompa por el humo que
está siendo extraído a través de las paredes de ñas fibras huecas y
los materiales aditivos se pueden liberar dentro del humo a medida
que pasas a través de las paredes de las fibras huecas.
La capa exterior se puede formar mediante
cualquier método capaz de aplicar una película que sea lo
suficientemente delgada para permitir que la presión de vacío rompa
la película. Preferiblemente, la capa exterior es aplicada mediante
rociado de material de conformación de película sobre las
superficies exteriores de las fibras huecas y que permite que el
material de conformación de película solidifique hasta formar una
película para proporcionar una capa exterior.
Por ejemplo, la formación de la capa exterior
puede comprender el rociado de una capa de pectina o azúcar sobre
la superficie exterior de las fibras huecas.
En una realización preferida, las fibras huecas
10 son utilizadas en artículos para fumar, junto con los materiales
absorbentes, tal como materiales microporosos, para filtrar o
retirar los constituyentes de fase gaseosa del humo del tabaco. Se
pueden utilizar materiales absorbentes (es decir los materiales
absorbentes microporosos) tal como carbono activado y/o un material
absorbente de zeolita.
Aunque cualquier material adecuado se puede
utilizar como material absorbente, una realización preferida incluye
el carbón activado. Sin embargo, los materiales absorbentes pueden
impedir a un diseñador de cigarrillos la capacidad para añadir
materiales, tales como componentes de sabor volátiles como mentol,
ya que los materiales absorbentes pueden absorber y/o absorber los
componentes volátiles migratorios durante el tiempo transcurrido
entre la fabricación del cigarrillo y el momento en que es
fumado.
Se producen dos problemas cuando los materiales
aditivos, tales como los componentes de sabor, son incluidos en los
artículos para fumar con materiales absorbentes: en primer lugar,
los materiales aditivos pueden migrar a través del artículo para
fumar; y en segundo lugar los materiales aditivos pueden ser
absorbidos o absorbidos por los materiales absorbentes. Estos
problemas han sido tratados previamente utilizando elementos de
sabor localizados centralmente en la Solicitud de patente de Estado
Unidos cedida en común Nº 2003/0224918, así como los filtros para
artículos para fumar que contienen una fibra hueca con sabor en la
Patente de Estados Unidos Nº 4.971.078.
Cuando los materiales aditivos son absorbidos
por los materiales absorbentes, no sólo los materiales aditivos se
pierden, sino que también los materiales aditivos pueden también
ocupar sitios activos del material absorbente. Si los materiales
aditivos ocupan sitios activos en el material absorbente, la
capacidad del material absorbente para extraer los gases o
constituyentes del humo se puede ver comprometida. Sin embargo, las
fibras huecas 10 se pueden utilizar para superar este problema
haciendo que contengan y asilando los materiales aditivos del
material absorbente antes de formar, y por tanto evitando la
interacción entre los materiales aditivos y los materiales
absorbentes durante el almacenamiento.
En un filtro de cigarrillo, además de las fibras
huecas 10 y el material absorbente, un material de manguito
molecular también puede estar presente. Preferiblemente, el material
de manguito molecular puede estar presente de forma monolítica o en
partículas dimensionadas en aproximadamente 0,1 mm a 1 mm, y más
preferiblemente entre 0,3 mm a aproximadamente 0,9 mm (por ejemplo
0,3 mm a 0,4 mm, 0,4 mm a 0,5 mm, 0,5 mm a 0,6 mm, 0,7 mm a 0,8 mm
ó 0,8 mm a 0,9 mm) para facilitar el procesamiento de los filtros de
cigarrillo de manera que se consigue una caída de presión de filtro
deseable o RTD (resistencia a la extracción).
Se pueden utilizar varias construcciones de
filtro conocidas en la técnica, en las que las fibras huecas 10 se
pueden incorporar. Estructuras de filtro a modo de ejemplo que se
pueden utilizar incluyen, pero no se limitan a, un filtro único, un
filtro doble, un filtro triple un filtro de cavidad única o de
múltiples cavidades, un filtro rebajado, un filtro de libre flujo,
combinaciones de los mismos y similares. Los elementos de filtro
están típicamente construidos a partir de estopa acetato de celulosa
o materiales de papel.
La longitud y caída de presión de los segmentos
en un filtro doble se puede ajustar para proporcionar la absorción
óptima mientras que se mantiene la resistencia de extracción
aceptable. Los filtros triples pueden incluir segmentos laterales
de material de boca o fumado o tabaco y un segmento intermedio que
comprende papel. Los filtros de cavidad incluyen dos tapones de
filtro separados. Los filtros pueden también estar ventilados y/o
comprender materiales absorbentes adicionales (tales como carbono
activado) catalizadores u otros aditivos adecuados para utilizar en
un filtro de cigarrillo.
Adicionalmente, en una realización a modo de
ejemplo, un cigarrillo 100 con un haz de fibras huecas 10 en el
filtro 130 puede incluir también un material absorbente 60. Por
ejemplo, como se ilustra en la Figura 7, un cigarrillo 100 puede
estar provisto de un filtro 130 que incluye fibras huecas 10 con un
material adicional, tal como un saborizante, en las mismas y un
material absorbente 60 aguas arriba (alejado del fumador y hacia la
parte del tabaco 50). Como los materiales absorbentes son
típicamente efectivos para la absorción o absorción del material
añadido, tal como un saborizante, la colocación del elemento
absorbente 60 aguas arriba del saborizante en las fibras huecas 10
puede reducir el nivel de absorción o absorción del saborizante por
el material absorbente 60.
Preferiblemente, las fibras huecas 10 pueden
estar localizadas en una parte del filtro 130 aguas abajo del
material absorbente 60 con una sección del material de filtro 70,
tal como acetato de celulosa, entre las dos, como se ilustra en la
Figura 7. Preferiblemente, las fibras huecas 10 y el material
absorbente 60, si se produce, estarían colocados en las cavidades
dentro de un conjunto de filtro 40. Sin embargo, tanto las fibras
huecas 10 como el material absorbente 60, si se proporciona, podrían
estar colocados en cualquier lugar dentro del filtro 130 de un
artículo para fumar.
Aunque un filtro preferido incluye un material
absorbente y fibras huecas 10, las fibras huecas 10 puede también
ser utilizadas en artículos para fumar sin un material absorbente en
el filtro, como se ilustra en las Figuras 1 a 4. Con respecto al
tipo de artículo, en el que las fibras huecas 10 están incorporadas,
las fibras huecas 10 puede ser utilizadas para proporcionar el
recipiente y suministro efectivo de los materiales, tales como los
sabores volátiles u otros productos químicos de fumado.
\vskip1.000000\baselineskip
Las fibras huecas pueden, de manera deseable,
ser utilizadas para encapsular los aditivos en el artículo para
fumar, como se ha mencionado anteriormente, en las cuales los
aditivos pueden ser encapsulados dentro de los espacios
extracelulares de las fibras huecas. Mediante tales encapsulamiento,
los aditivos pueden ser protegidos de la pérdida y pueden ser
mezclados con el aire entrante a medida que el aire pasa a través de
las paredes de las fibras huecas.
Con el fin de inmovilizar o encapsular los
aditivos dentro de las fibras huecas 10, las fibras huecas 10 son
preferiblemente remojadas en aditivos. El remojo permite que los
aditivos sean adsorbidos en los espacios extracelulares 35 de las
fibras huecas 10, en donde los aditivos pueden permanecer debido a
las fuerzas de capilaridad, evitando de este modo la disipación de
los aditivos.
Las fibras huecas 10 pueden preferiblemente
estar situadas en un artículo para fumar, más preferiblemente un
filtro de cigarrillo, en donde las fibras huecas 10 están alineadas
en un cigarrillo a favor del flujo de aire. Por ejemplo, los ejes
largos de las fibras huecas 10 pueden estar alineados con los ejes
largos del cigarrillo para fines de flujo de aire. También un
material de encapsulamiento de aguas abajo 30 se puede utilizar
para obstruir el flujo de aire a través del extremo de aguas abajo
de las fibras huecas 10.
Adicionalmente, una capa exterior se puede
formar en las fibras huevas 10 con el fin de evitar la disipación y
encapsular más los materiales aditivos en los espacios
extracelulares de las fibras huecas, como se ha mencionado
anteriormente.
Los aditivos pueden ser absorbentes, que puede
ser seleccionados a partir de cualquier número de materiales
naturales y artificiales conocidos, tal como por ejemplo, menta,
menta verde, gaulteria, mentol, canela, chocolate, café, tabaco,
vainilla, regaliz, clavo, anís, sándalo, geranio, aceite de rosa,
vainillo, aceite de limón, cassia, menta verde, hinojo, jengibre,
etilacetado, isoamilacetado, propilisobutilato, isobitulbutilato,
etilbitirato, etilvalerato, benzilformato, limoneno, cimeno,
pineno, linalol, geraniol, citronelol, cintral, aceite de menta,
aceite de naranja, aceite de cilantro, borneol, extracto de frutas y
similares. Ilustrativos como saborizantes del tabaco son los
descritos en las Patentes de Estados Unidos Nº 3.580.259; 3,625.224;
3.722,516; 3.750.674; 3.879.425; 3.881.025; 3.884.247; 3.890.981;
3.903.900; 3.914.451; 3.915.175; 3.920.027; 3.924.644; 3.966.989;
4.318.417.
Por ejemplo, cigarrillos adecuados con la
invención pueden comprender un material aditivo que comprende
mentol.
Los aditivos también pueden ser productos
químicos, en los cuales los productos químicos se pueden utilizar
para atraer o repeler aerosoles o reaccionar con los constituyentes
del humo para retirar o extraer químicamente los constituyentes del
humo.
Por ejemplo, productos químicos que se pueden
utilizar para atraer o repeler los aerosoles incluyen surfactantes
que contienen distintas regiones hidrofóbica (apolar) e hidrofílica
(polar). Por ejemplo, los surfactantes polares se pueden utilizar
para atraer o repeler los constituyentes del humo del tabaco como
los constituyentes del tabaco polares debido a las propiedades de
polaridad atractiva intrínseca. Por ejemplo, atrayendo los
constituyentes del humo del tabaco, estos constituyentes pueden
quedar atrapados y retenidos químicamente dentro de las fibras
huecas (además se ser selectivamente separados mecánicamente por el
tamaño de poro de las paredes de las fibras huecas, como se ha
mencionado anteriormente).
Como se ha mencionado anteriormente, los
productos químicos o sistemas químicos también se pueden utilizar
para reaccionar con los constituyentes del humo para retirar los
constituyentes del humo. Por ejemplo, se pueden utilizar sistemas
químicos tales como aminopropilsilil (APS), aminoetilaminopropisil
(AEAPS) y aminoetilaminoetilaminopropilsilil (AEAEAPS). Véase la
Patente de Estados Unidos asignada en común Nº 6.595.218 y
6.209.547.
Como se ha mencionado anteriormente, los
productos químicos también se pueden utilizar para hacer reaccionar
los constituyentes del humo para extraer los constituyentes del
humo. La expresión "producto químico extractor de humo"
significar que se proporcionan a un fumador constituyentes del humo
del tabaco predeterminados sin ninguna combustión del tabaco (es
decir fumar sin humo).
El fumado con extracción química proporciona un
elemento químico o reactivo, tal como agua o alcohol, por la
interacción con el tabaco en un producto de tabaco. Permitiendo que
el producto químico o reactivo interactúe con el tabaco, se puede
formar un producto químico o reactivo de tabaco enriquecido, que a
su vez puede ser inhalado como vapor o aerosol. Por ejemplo, el
producto químico o reactivo puede ser un solvente, tal como agua o
alcohol, tal como alcohol etílico. Preferiblemente, el fumado con
extracción química se produce a menor temperatura que la
temperatura de combustión; sin embargo el calor se puede utilizar
para promover la polarización (o volatilización) de producto
químico o reactivo enriquecido de tabaco.
Sin embargo, se ha de observar que el calor se
puede utilizar para incrementar el vapor y la solubilidad de los
constituyentes del tabaco para "fumar". Utilizando el calor, el
producto químico o reactivo enriquecido de tabaco se puede
vaporizar por calor y la movilización de las propiedades del tabaco
dentro del vapor se puede incrementar potencialmente.
Como una realización a modo de ejemplo del
artículo para fumar extractor de producto químico, se puede fabricar
un cigarrillo con fibras huecas que incluyen productos químicos en
su interior. Cuando se "fuma" la acción de extracción en un
lado de las fibras huecas 10 libera los productos químicos dentro
del tabaco con lo que los productos químicos producen la liberación
extractiva de un aerosol de tabaco.
Aunque la invención ha sido descrita con detalle
con referencia a realizaciones específicas de la misma, será
evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar
diversos cambios y modificaciones y empelar equivalencias, sin que
se salgan del campo de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (14)
1. Un cigarrillo (100) que comprende:
una barra de tabaco (50);
un filtro (130) operativo con la barra de tabaco
(50), en el que el filtro (130) comprende un haz de fibras huecas
(10), en las que los lúmenes (15) de las fibras huecas (10) están
alineados axialmente en paralelo unas con otras, y
un material aditivo en los espacios
extracelulares de las fibras huecas (10) en las que un extremo (25,
35) de al menos una de las fibras huecas está obstruido.
2. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el filtro (130) comprende además un
tapón (70) de material de filtro fibrosos, en el que el tapón (70)
está situado aguas arriba y/o aguas abajo de las fibras huecas (10)
del filtro (130).
3. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que las fibras huecas (10) están situadas
en una cavidad del filtro (130).
4. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el extremo obstruido (25, 35) de la al
menos una de las fibras huecas (10) comprende un primer material
impermeable al humo (20) situado dentro del lumen (15) de la al
menos una de las fibras huecas (10), en el que el material
impermeable (20) obstruye el flujo de aire a través del extremo
obstruido (25, 35) de la al menos una de las fibras huecas (10).
5. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, que además comprende un segundo material
impermeable al humo (20) que rodea un extremo de aguas arriba (25)
y de aguas abajo (35) del haz de fibras huecas (10), en el que el
segundo material impermeable al humo (20) obstruye el flujo de aire
alrededor del haz de fibras huecas (10) y dirige el flujo de aire a
los lúmenes (15) del haz de fibras huecas (10).
6. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, que además comprende una capa exterior sobre las
fibras huecas (10) en el que la capa exterior y las fibras huecas
8109 comprenden diferentes materiales.
7. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el material aditivo comprende un
saborizante, un reactivo que reacciona químicamente con, y separa
selectivamente, un componente gaseoso de la corriente de humo (140)
un surfactante, un solvente o mezclas o combinaciones de los
mismos.
8. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que las fibras huecas (10) comprenden un
haz de fibras, y en el que el cigarrillo (100) comprende además un
anillo, en el que el anillo rodea el haz de fibras.
9. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que las fibras huecas (10) comprenden un
haz de fibras, y en el que el cigarrillo (100) comprende además un
adhesivo, en el que el adhesivo une las paredes del haz de fibras a
otras paredes de haz de fibras.
10. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el filtro (130) comprende además:
una capa exterior que cubre una región exterior
de las fibras huecas (10); y
acetato de celulosa, en el que las fibras huecas
(10) y la capa exterior están embebidas dentro del acetato de
celulosa.
11. Un método de fabricación de un filtro de
cigarrillo (130), que comprende:
preparar las fibras huecas (10) con un material
impermeable al humo (20) que cubre un extremo (20, 35) de al menos
una de las fibras huecas (10);
rellenar, al menos parcialmente, los espacios
extracelulares dentro de las fibras huecas (10) con material
aditivo; y
colocar las fibras huecas (10) con el material
impermeable al humo (20) y el material aditivo en un filtro de
cigarrillo (130).
12. Un método de acuerdo con la reivindicación
11, que además comprende formar una capa exterior en una superficie
exterior de las fibras huecas (10) antes de colocar las fibras
huecas (10) en el filtro de cigarrillo (130).
13. Un filtro de cigarrillo (130) que comprende
una membrana de fibras huecas en el que la membrana de fibras
huecas comprende:
fibras huecas (10)
un material impermeable al humo, en el que el
material impermeable al humo obstruye un extremo de aguas abajo
(35) de un lumen (15) de la fibra hueca (10).
14. Un filtro de cigarrillo (130) de acuerdo con
la reivindicación 13, en el que la membrana de fibras huecas
comprende más de una fibra hueca (10) formando un haz y alineada en
una dirección paralelas unas con otras y paralelas a una dirección
axial del filtro del cigarrillo (130) y/o en el que la fibra hueca
(10) comprende un material permeable poroso.
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