ES2345976T3 - Cigarrillo y filtro con adicion de sabor dispuesta aguas abajo. - Google Patents
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Abstract
Un filtro (14, 14D, 14E, 14F) de múltiples componentes que comprende un lecho de adsorbente (15, 20) y, al menos, un componente (17, 17A) que libera sabor construido y dispuesto para liberar sabor en el humo de una corriente, estando situado el componente (17, 17A) de filtro que libera sabor aguas abajo de dicho lecho de adsorbente (15, 20) en una dirección del humo de la corriente principal, aspirado a través del filtro (14, 14D, 14E, 14F) caracterizado porque el filtro (14, 14D, 14E, 14F) comprende, además, ventilación (24) en una ubicación aguas abajo de dicho lecho de adsorbente (15, 20), estando construidos y dispuestos dicho lecho de adsorbente (15, 20) y ventilación (24) para eliminar, substancialmente, al menos un constituyente del humo del humo de la corriente principal del tabaco, cuando el humo de la corriente principal es aspirado a través del filtro (14, 14D, 14E, 14F).
Description
Cigarrillo y filtro con adición de sabor
dispuesta aguas abajo.
La presente invención se refiere a artículos
para fumar tales como cigarrillos y, de manera particular, a
cigarrillos que incluyen segmentos de filtro que comprenden
materiales de filtro absorbentes y fibrosos y/o reticulados, y que
están configurados para la eliminación ventajosa de componentes en
fase gaseosa del humo de la corriente
principal.
principal.
Los artículos para fumar, de manera particular
los cigarrillos, comprenden generalmente un cilindro de tabaco de
tabaco desmenuzado (usualmente, en forma de material de relleno
cortado) rodeada por una envuelta de papel, y un filtro cilíndrico
alineado en una relación de extremo a extremo con el cilindro de
tabaco. Habitualmente, el filtro incluye un tapón de fibra de
acetato de celulosa unido al cilindro del tabaco mediante papel de
boquilla. La ventilación del humo de la corriente principal se
consigue con una fila o filas de perforaciones alrededor de una
ubicación a lo largo del filtro. Tal ventilación proporciona la
dilución del humo de la corriente principal aspirado con aire
ambiental para reducir el suministro de alquitrán.
La eficiencia de las partículas de un filtro se
determina, habitualmente, como el nivel de alquitrán en un filtro
menos el nivel de alquitrán fuera del filtro dividido por el nivel
del alquitrán dentro del filtro. La ventilación tiende a disminuir
la eficiencia de las partículas de un filtro.
Al encender un cigarrillo, un fumador aspira el
humo de la corriente principal del carbón en el extremo encendido
del cigarrillo. El humo aspirado del cigarrillo entra, primero, por
la parte del extremo de aguas arriba del filtro y, luego, pasa a
través de la parte de aguas abajo, adyacente al extremo bucal (de la
boca) del cigarrillo.
Determinados cigarrillos tienen segmentos de
filtro que incorporan materiales adsorbentes, tales como carbono
activado, y ejemplos de tales están descritos en los documentos de
patente estadounidense números 2.881.770 de Tovey; 3.353.543 de
Sproull et al.; 3.101.723 da Seligman et al.; y
4.481.958 de Ranier et al. Determinados filtros disponibles
en el mercado tienen partículas o gránulos de carbono (por ejemplo,
material de carbono activado) solo o disperso dentro de una fibra
de acetato de celulosa; otros filtros disponibles en el mercado
tienen hilos de carbono dispersados en el mismo; mientras otros
filtros disponibles en el mercado tienen, todavía, diseños
denominados
"tapón-espacio-tapón",
"filtro de cavidad" o "filtro triple". Ejemplos de filtros
disponibles en el mercado son el filtro de carbono vegetal sólido
doble de SCS IV y el filtro de carbono vegetal sólido triple, de
Filtrona International, Ltd.; Filtro de Cavidad Triple, de
Baumgartner; y ACT de Filtrona International, Ltd. Véase también,
Clarke et al., World Tobacco, pág. 55 (noviembre de
1992).
La descripción detallada de las propiedades y de
la composición de cigarrillos y de filtros se encuentra en los
documentos de patente estadounidense números 5.404.890 y 5.568.819
de Gentry et al.
Habitual de prácticas anteriores con cigarrillos
de estilo "tapón-espacio-tapón"
ha sido, hasta ahora, ubicar la ventilación en una posición a lo
largo del lecho del adsorbente contenido en el espacio, para
conseguir espaciamiento suficiente de los agujeros de ventilación
del extremo bucal del filtro. Al hacer esto, los labios del fumador
no ocluirán los agujeros de ventilación.
Tal colocación, sin embargo, servía para
disminuir la efectividad de filtración del adsorbente, porque servía
para aumentar la velocidad del humo de la corriente principal en,
por lo menos, una parte del lecho del absorbente.
El documento GB 1058343 describe un cigarrillo
que tiene un cilindro de papel que define el cuerpo del cigarrillo.
El tabaco desmenuzado (filtro) está contenido dentro de un extremo
del cilindro de papel. El cigarrillo incluye una unidad de filtro
con una parte de filtro blanco, que está contenida dentro de un
cilindro de papel. Una sección que contiene sabor se apoya en la
sección del filtro blanco. Además, una sección de adsorbente se
apoya en la sección que contiene sabor, estando la parte de
adsorbente, también, apoyada en el filtro.
Diferentes configuraciones anulares de filtros
que tienen zonas de filtros anulares que contienen carbono están
descritas en la técnica anterior. Por ejemplo, la solicitud de
patente europea número 579.410 muestra varias realizaciones de
cigarrillos que tienen una zona anular que contiene carbono rodeando
bien material de tipo poroso de la filtración o bien una cavidad
tubular vacía formada por una membrana porosa en fase de vapor.
De manera similar, la patente estadounidense
número 3.894.545, de Crellin et al., muestra diferentes
configuraciones de zonas anulares que contienen carbono, que rodean
una membrana porosa en fase de vapor o un cilindro de material que
contiene carbono rodeada por una membrana porosa en fase de
vapor.
Los elementos del filtro del cigarrillo que
incorporan carbono tienen la capacidad de eliminar constituyentes
del humo de la corriente principal que pasa a través de éste. En
particular, el carbono activado tiene la propensión de reducir los
niveles de determinados componentes de fase gaseosa presentes en el
humo de la corriente principal, que dan como resultado un cambio en
las propiedades organolépticas de ese humo.
Pese a estas ventajas de los filtros que
contienen carbono, no se emplean de manera tan extensa. Se ha
descubierto que el humo de la corriente principal de los filtros de
carbono sirve para tener una nota de sabor que es contraria a las
preferencias del consumidor y, por lo tanto, su empleo en
cigarrillos ofertados en el mercado no ha sido amplio, hasta
ahora.
Sería deseable proporcionar un cigarrillo que
tuviera un filtro de cigarrillo que incorporara carbono y/u otros
materiales capaces de absorber y/o adsorber los componentes en fase
gaseosa presentes en el humo de la corriente principal del
cigarrillo, mientras proporciona características de
absorción/adsorción, dilución y aspiración favorables, y añade
sabor al humo filtrado, a fin de mejorar la aceptabilidad del
consumidor.
Además, sería deseable proporcionar un filtro
como éste, con un tiempo de permanencia deseable en la zona que
contiene adsorbente/absorbente, mientras consigue, simultáneamente,
una caída de presión aguas abajo de la zona de dilución y del
adsorbente/absorbente, para proporcionar características de
aspiración aceptables en las caladas de humo que tengan componentes
en fase gaseosa reducidos, pero con sabor y resistencia a la
aspiración aceptables.
De acuerdo con la presente invención, un
artículo para fumar, tal como un cigarrillo, comprende un cilindro
de tabaco y un filtro de múltiples componentes que comprende un
lecho de adsorbente y un segmento de filtro que libera sabor
localizado aguas abajo del lecho de adsorbente. En la realización
preferida, el adsorbente también contiene sabor y comprende una
superficie elevada, carbono activado. Mientras el humo de la
corriente principal se aspira a través de la parte de aguas arriba
del filtro, los constituyentes del humo de la fase gaseosa son
eliminados y el sabor es liberado del lecho adsorbente. Después de
eso, el sabor adicional es liberado en el humo de la corriente
principal mientras pasa a través del segmento de filtro que libera
el sabor. Se proporciona ventilación para limitar la cantidad de
tabaco que produce combustión durante cada calada, y está dispuesta
en una ubicación separada, aguas abajo del lecho adsorbente para
reducir la velocidad de la corriente del humo a través del lecho
adsorbente. Preferiblemente, el lecho de carbono comprende, al
menos, desde 90 hasta 120 mg o más de carbono en una condición de
llenado completo, o desde 160 a 180 mg o más de carbono en una
condición de llenado del 85% o mejor, lo que, conjuntamente con
otras características, proporciona un cigarrillo lleno de sabor que
consigue reducciones significativas en los constituyentes de la fase
gaseosa del humo de la corriente principal, que incluye reducciones
del 90% o superiores en 1, 3 butadieno, acroleína, isopreno,
propionaldehído, acrilonitrilo, benceno, tolueno, estireno, y
reducciones del 80% o superiores en acetaldehído y cianuro de
hidrógeno.
Tanto el segmento liberador de sabor de aguas
abajo como el lecho de carbono que contiene sabor, contribuyen con
una nota de sabor a través de todas las caladas de un cigarrillo,
pero la contribución al sabor del segmento de aguas abajo es mayor
durante las caladas iniciales que durante las últimas caladas.
Inversamente, la contribución al sabor del lecho de carbono es
mayor durante las últimas caladas. El suministro de sabor está, por
lo tanto, equilibrado y es consistente a lo largo de todo el
proceso de fumado.
De manera ventajosa, la presente invención se
dirige al deseo de conseguir tiempos de permanencia óptimos para el
humo en las regiones del filtro que contiene el material adsorbente,
mientras también consigue la dilución favorable del humo con el
aire ambiental e induce una resistencia aceptable para aspirar, como
es esperado por la mayoría de los fumadores.
Con las anteriores ventajas y características de
la invención y con otras distintas que serán evidentes de aquí en
adelante, la naturaleza de la invención puede ser entendida más
claramente haciendo referencia a la siguiente descripción detallada
de la invención, a las reivindicaciones adjuntas y a las diversas
vistas ilustradas en el dibujo.
Nuevas características y ventajas de la presente
invención, además de las mencionadas más arriba, serán evidentes a
las personas de habilidades habituales en la técnica a partir de una
lectura de la siguiente descripción detallada juntamente con los
dibujos adjuntos, en donde los caracteres de referencia similares se
refieren a partes similares, y en los que:
La figura 1 es una vista en alzado lateral de un
cigarrillo que comprende un cilindro de tabaco y un filtro de
múltiples componentes, según la presente invención, con partes de la
misma en despiece ordenado para ilustrar los detalles del
interior;
La figura 2 es una vista en alzado lateral de un
cigarrillo que comprende un cilindro de tabaco y un filtro de
múltiples componentes, según la presente invención, con partes de la
misma en despiece ordenado para ilustrar los detalles del
interior;
La figura 3 es una vista en sección fragmentaria
de una parte modificada que libera sabor aguas abajo, según la
presente invención;
La figura 4 es una vista en alzado lateral de
todavía otro cigarrillo que comprende un cilindro de tabaco y un
filtro de múltiples componentes, según la presente invención, con
partes en despiece ordenado para mostrar los detalles del
interior;
La figura 5 es una vista en alzado lateral de
otro cigarrillo que comprende un cilindro del tabaco y un filtro de
múltiples componentes según la presente invención, con partes en
despiece ordenado para mostrar los detalles del interior;
La figura 6 es una representación gráfica de la
carga de carbono frente a la reducción de acroleína con cigarrillos
hechos a mano, construidos de acuerdo con la realización preferida
mostrada en la figura 1;
La figura 7A es una representación gráfica de la
carga de carbono frente a la reducción de butadieno 1, 3 con
cigarrillos hechos a mano, construidos de acuerdo con la realización
preferida mostrada en la figura 1;
La figura 7B es una representación gráfica de la
carga de carbono frente a los niveles de butadieno 1, 3 con
cigarrillos hechos a máquina, construidos de acuerdo con la
realización preferida, mostrada en la figura 1, con una cavidad de
12 mm de longitud;
La figura 8 es una vista en alzado lateral de
otro cigarrillo que comprende un cilindro de tabaco y un filtro de
múltiples componentes, según la presente invención, con partes del
mismo en despiece ordenado para ilustrar los detalles del
interior.
La figura 9 es una vista en alzado lateral de
todavía otro cigarrillo que comprende un cilindro de tabaco y un
filtro de múltiples componentes, según la presente invención, con
partes del mismo en despiece ordenado para ilustrar los detalles
del interior;
La figura 10 es una vista en sección
fragmentaria de una parte modificada que libera sabor aguas abajo,
según la presente invención; y
La figura 11 es una vista en alzado lateral de
otro cigarrillo que comprende un cilindro de tabaco y un filtro de
múltiples componentes, según la presente invención, con partes del
mismo en despiece ordenado para ilustrar los detalles del
interior.
Haciendo referencia a la figura 1, una
realización preferida de la presente invención proporciona un
cigarrillo 10 que comprende un cilindro de material fumable 12, tal
como tabaco desmenuzado, y un filtro 14 de múltiples componentes
unido al cilindro 12 con un papel de boquilla 16. Tras encender el
cigarrillo 10, el humo de la corriente principal es generado y
aspirado del cilindro 12 de tabaco y a través del filtro 14.
En este documento, las posiciones relativas de
"aguas arriba" y de "aguas abajo" entre los segmentos del
filtro y otras características se describen en relación con la
dirección del humo de la corriente principal conforme se aspira de
el cilindro 12 de tabaco y a través del filtro 14 de múltiples
componentes.
Preferiblemente, el filtro 14 comprende un
primer segmento 15 que contiene el adsorbente, aguas arriba, y un
componente 22 en el extremo de la boca (pieza de la boca). En esta
primera realización preferida, el segmento 15 que contiene el
adsorbente comprende un montaje parcial del filtro de
tapón-espacio-tapón que incluye un
componente 17 central del filtro, un componente 18 del extremo del
tabaco relacionado mediante separación con un espacio con el
componente 17 central del filtro, para definir una cavidad 19 entre
ellos, y un lecho de material 20 de carbono activado, de área
superficial elevada, dispuesto en la cavidad 19. El componente 18
de extremo de tabaco está situado adyacente a el cilindro 12 de
tabaco y, preferiblemente, comprende un tapón de fibra de acetato
de celulosa de baja resistencia a la aspiración ("RTD", en sus
siglas en inglés). Preferiblemente, el componente 18 del extremo
del tabaco está hecho tan corto como sea posible, dentro de los
límites de capacidad de manejo de una máquina de alta velocidad y
tiene, preferiblemente, la RTD de las partículas más baja entre los
componentes del filtro que comprenden el filtro 14 de múltiples
componentes.
El componente 22 del extremo de la boca (bucal)
tiene, preferiblemente, forma de tapón de acetato de celulosa, o de
otro material fibroso o reticulado adecuado, de eficiencia de las
partículas entre moderada y baja. Preferiblemente, la eficiencia de
las partículas es baja, siendo seleccionada mediante el denier y una
suma total de denieres, de manera que se consigue la RTD total
deseada del filtro 14 de múltiples componentes.
Preferiblemente, el carbono del lecho adsorbente
20 tiene forma de gránulos o similar. Preferiblemente, el carbono
de la realización preferida es carbono activado, de una elevada área
superficial, por ejemplo, carbono basado en una concha de coco del
tamaño habitual de una malla de ASTM usada en la industria de los
cigarrillos, o más fino. El lecho de carbono activado está
destinado a adsorber los constituyentes del humo de la corriente
principal, de manera particular los de la fase gaseosa, incluyendo
los aldehídos, las cetonas y otros componentes orgánicos volátiles
y, en particular, 1, 3 butadieno, acroleína, isopreno,
propionaldehído, acrilonitrilo, benceno, tolueno, estireno,
acetaldehído y cianuro
de hidrógeno. Los materiales adsorbentes, con excepción del carbono, pueden usarse según se ha explicado más abajo.
de hidrógeno. Los materiales adsorbentes, con excepción del carbono, pueden usarse según se ha explicado más abajo.
Con respecto a las partículas de carbono 20, se
prefiere que tengan un tamaño de malla de entre 10 y 70 y, más
preferiblemente, de tamaño de malla de 20 a 50.
Preferiblemente, por lo menos algo, si no todo
el lecho adsorbente 20, contiene sabor o, de otra forma, está
impregnado de un sabor de manera que el lecho adsorbente 20 del
segmento 15 que contiene el adsorbente aguas arriba está destinado,
no sólo a eliminar uno o más constituyentes del humo de la fase
gaseosa del humo de la corriente principal, sino también a liberar
el sabor en la corriente del humo de la corriente principal.
Preferiblemente, el sabor es añadido al carbono mediante el rociado
de saborizante sobre un lote de carbono activado en un tambor de
mezclado (que voltea) o, de manera alternativa, en un lecho fluido
con nitrógeno como agente fluidizante, en donde el saborizante
puede ser rociado, luego, sobre el carbono en el lecho.
Haciendo referencia todavía a la figura 1, el
componente 17 central del filtro, del filtro 14 de múltiples
componentes, comprende, preferiblemente, un tapón 26 de material de
filtro fibroso, preferiblemente fibra de acetato de celulosa de
eficiencia de las partículas y RTD entre moderadas y bajas, junto
con uno o más hilos 27 que contienen sabor. Mientras el humo de la
corriente principal del tabaco se aspira a través del componente 17
central del filtro y a lo largo del hilo 27, el saborizante es
liberado en la corriente del humo de la corriente principal. Los
tapones del filtro que contienen hilos con sabor se pueden obtener
de American Filtrona Company, 8410 Jefferson Davis Highway,
Richmond, Virginia 23237-1341, y una construcción
adecuada para el componente 17 central del filtro está descrita en
el documento de patente estadounidense número 4.281.671.
En la realización preferida, el componente 17
central del filtro y su hilo con sabor 27 están localizados aguas
abajo del lecho 20 de carbono que contiene sabor. El uso preferido
de la presente invención incluye la liberación del sabor del lecho
20 de carbono aromatizado y del hilo 27 de sabor situado aguas abajo
del mismo, para conseguir, de esa manera, un suministro equilibrado
y consistente de sabores y aromas mientras se fuma. Sin embargo,
está dentro de lo contemplado en la presente invención ubicar
saborizantes en el componente 17 o en el lecho 20, permaneciendo
solos, o cualquiera de los anteriores, añadiendo los saborizantes
que se están llevando a lo largo de una o más envueltas de tapón
y/o del papel de boquilla 16.
Preferiblemente una o más filas
circunferenciales de perforaciones 24 están formadas a través del
papel de boquilla 16 en una ubicación a lo largo del componente 17
central, y aguas abajo del lecho de carbono aromatizado 20,
preferiblemente en la parte del extremo de aguas arriba del
componente 17 central adyacente al lecho 20 de carbono. La
ubicación preferida hace máxima la distancia entre el extremo bucal
9 del cigarrillo y las perforaciones 24, que es, preferiblemente,
de por lo menos 12 mm (milímetros) o más, de modo que los labios de
un fumador no ocluyan las perforaciones 24. Además, ya que la
introducción de aire diluido fluye en una parte del extremo de
aguas arriba del segmento central 17, éste mismo reduce la
eficiencia de las partículas de los segmentos aguas abajo del
segmento 17, la ubicación aguas arriba de la ventilación a lo largo
del componente 17 del filtro facilita el diseño del componente 17
para proporcionar una RTD elevada (todavía moderada) sin un aumento
significativo de la eficiencia de las partículas, para ayudar a
mantener la eficiencia de las partículas baja deseada en el
componente 17 central y a través del filtro
14.
14.
Preferiblemente, el nivel de ventilación está
preferiblemente en el intervalo del 40 al 60% y, más
preferiblemente, aproximadamente entre el 45 y el 55% en un
cigarrillo con suministro de alquitrán de FTC de 6 mg.
Se cree que la ventilación no sólo proporciona
la dilución del humo de la corriente principal, sino que también
efectúa una reducción de la cantidad de tabaco que sufre combustión
durante cada calada, cuando está acoplado con un filtro 14 de baja
eficiencia de las partículas. La ventilación reduce la acción de la
aspiración en el carbón y, por lo tanto, reduce la cantidad de
tabaco que sufre combustión durante una calada. Consecuentemente,
se reducen las cantidades absolutas de los constituyentes del humo.
Preferiblemente, los diversos componentes del filtro (el segmento
17 central del filtro, el segmento 18 del filtro en el extremo del
tabaco, el lecho 20 de carbono y el componente 22 del extremo de la
boca) están provistos de bajas eficiencias de las partículas, y la
cantidad de ventilación se selecciona de manera que se reduzcan al
mínimo las diferencias entre el suministro deseado de alquitrán de
FTC del cigarrillo y la salida de el cilindro 12 de tabaco. Tal
disposición mejora la relación entre el contenido de monóxido de
carbono en el humo suministrado y su nivel de alquitrán de FTC
(relación entre el CO y el alquitrán). En cambio, los usos
anteriores servían para establecer primero el nivel de salida del
cilindro 12 de tabaco y utilizaban la filtración de las partículas
para provocar el descenso del suministro de alquitrán de FTC hasta
el nivel deseado. Estos usos anteriores servían para quemar tabaco
en exceso y, por consiguiente, exhiben relaciones entre el CO y el
alquitrán más elevadas que las que se consiguen, habitualmente, con
la presente invención.
Ventajosamente, las perforaciones 24 de la
presente invención están localizadas aguas abajo del lecho 20 de
carbono de manera que se reduce la velocidad de la corriente del
humo a través del lecho 20 de carbono, y aumenta el tiempo de
permanencia del humo de la corriente principal entre el lecho 20 de
carbono. El tiempo de permanencia extra, a su vez, aumenta la
efectividad del carbono activado en la reducción de los
constituyentes objetivos del humo de la corriente principal. El
humo es diluido por el aire ambiental que pasa a través de las
perforaciones 24 y que se mezcla con el humo de la corriente
principal para conseguir una dilución del aire en el intervalo
aproximado de 45-65%. Por ejemplo, con una dilución
de aire del 50%, el flujo que atraviesa el cigarrillo aguas arriba
desde las perforaciones de dilución se reduce un 50%, reduciendo de
ese modo la velocidad del humo en un 50%.
\newpage
Preferiblemente, el lecho de carbono comprende,
por lo menos, entre 90 y 120 mg (miligramos) o más de carbono en
condiciones de llenado completo, o entre 160 y 180 mg o más de
carbono en una condición de llenado del 85% o mejor en la cavidad
19, que conjuntamente con el tiempo de permanencia extra y con la
liberación del sabor que se ha descrito más arriba, proporciona un
cigarrillo sabroso que consigue reducciones significativas de
constituyentes en fase gaseosa del humo de la corriente principal,
que incluyen reducciones del 90% o superiores de 1, 3 butadieno,
acroleína, isopreno, propionaldehído, acrilonitrilo, benceno,
tolueno, estireno, y reducciones del 80% o superiores en
acetaldehído y cianuro de hidrógeno. La elevada carga de carbono
asegura, también, un nivel de actividad adecuado, suficiente para
conseguir tales reducciones a través de la vida propia esperada del
producto (seis meses o menos).
A modo de ejemplo, la longitud del cilindro 12
de tabaco es preferiblemente 49 milímetros, y la longitud del
filtro 14 de múltiples componentes m es preferiblemente 34 mm. La
longitud de los cuatro componentes del filtro del cigarrillo 10, en
la realización preferida, es como sigue: el componente 18 del
extremo del tabaco es preferiblemente de 6 mm; la longitud del
lecho 20 de carbono es preferiblemente 12 mm para una carga de
carbono de 180 mg; el componente 17 central es preferiblemente de 8
mm; y el componente 22 del extremo de la boca es preferiblemente de
8 mm. En total, el nivel de "alquitrán" (FTC) está
preferiblemente en el intervalo de 6 mg con un recuento de caladas
de 7 o mayor. Todos los componentes 17, 18, 20 y 22 son de
eficiencia de las partículas baja y, preferiblemente, entre todas
las partes fibrosas o reticuladas (17, 18 y 22), el componente 18
del extremo del tabaco es de la RTD y la eficiencia de las
partículas más bajas, porque está aguas arriba con respecto a la
ventilación y, por lo tanto, tiene un efecto mayor sobre el humo de
la corriente principal. A diferencia de otros componentes fibrosos
o reticulados, el componente
18 del extremo del tabaco recibe el humo de la corriente principal en ausencia de corriente de aire que diluye.
18 del extremo del tabaco recibe el humo de la corriente principal en ausencia de corriente de aire que diluye.
El cilindro 12 del tabaco puede estar envuelto
con un envoltorio de cigarrillo convencional o puede utilizarse
papel acondicionado con fajas para este fin. El papel acondicionado
con fajas para cigarrillos tiene fajas 21 de celulosa integradas,
separadas por unos espacios que rodean el cilindro de tabaco
terminada del cigarrillo 10 para modificar la velocidad másica de
combustión del cigarrillo de modo que se reduzca el riesgo de
inflamar un sustrato si el cigarrillo 10 se deja encendido sobre el
mismo. Los documentos de patente estadounidense números 5.263.999 y
5.997.691 describen papel de cigarrillo acondicionado con fajas.
La Tabla I de más abajo proporciona detalles con
respecto a los diferentes componentes del cigarrillo 10 mostrado en
la figura 1 del dibujo.
\vskip1.000000\baselineskip
Al comprender la información de más arriba,
expuesta en la tabla 1, nos damos cuenta de que la RTD preferida
del componente 17 central incluye un valor sin ventilación y un
valor ventilado, y que con ventilación, con el componente 17
central de acuerdo con la primera realización preferida, la RTD del
componente 17 central es aproximadamente igual a la del componente
22 del extremo de la boca, de forma aproximada. Por consiguiente,
la mayoría de la RTD del filtro se establece aguas abajo de la
ventilación y, ventajosamente, tal disposición acopla la posición
de la generación de la RTD con esa parte sujeta a la adición del
flujo de aire que ventila de modo que la eficiencia de las
partículas se puede mantener en niveles inferiores, mientras, al
mismo tiempo, contribuye con la mayor parte de la RTD total deseada
para el filtro.
Preferiblemente, el componente 18 del extremo
del tabaco es el componente que tiene las menores RTD y eficiencia
de las partículas porque está aguas arriba con respecto a la
ventilación y está sujeto a una corriente no diluida del humo de la
corriente principal. Mediante tal disposición, se lleva al mínimo el
impacto del componente del extremo del tabaco en la eliminación del
alquitrán, de manera que se hace mínima la salida del alquitrán del
cilindro del tabaco y, a su vez, se hace mínima la cantidad de
tabaco quemada por calada.
En la realización preferida, la eficiencia de
las partículas para todo el filtro 14 está preferiblemente en el
intervalo del 40 al 45%, aproximadamente, según lo medido bajo
condiciones de fumado del USA/FTC (calada de 35 centímetros cúbicos
durante dos segundos).
En la realización preferida, es preferible
cargar, aproximadamente, 180 mg de carbono más o menos,
aproximadamente, 10 mg de carbono para conseguir una media del 85%
de llenado en una cavidad de 12 mm en las circunferencias de los
cigarrillos más tradicionales (aproximadamente, de 22 a 26
milímetros). Este nivel de llenado junto con esa cantidad de
carbono conseguirán una reducción, ponderada con el alquitrán, del
90% de la acroleína y del 1,3 butadieno, en relación con un
cigarrillo hecho a máquina, estándar de la industria (conocido como
cigarrillo de 1 R4F).
Pueden utilizarse cargas menores de carbono para
igualar el efecto mientras uno se acerca a una condición de
completa plenitud del 95% o superior. Con cargas de carbono en el
intervalo de 70 a 100 mg y, más particularmente, en el intervalo de
90 a 120 mg, los filtros de tipo
tapón-espacio-tapón compactados,
completamente llenados, proporcionan una reducción del 90% o
superior en acroleína y en 1, 3 butadieno en relación con niveles de
éstos en cigarrillos de 1 R4F. Tal disposición proporciona ahorros
significativos en cantidades de carbono que pueden ser necesarias
para eliminar estos constituyentes del humo, y ofrece ahorros
sustanciales en costes de fabricación. La configuración de los
filtros de tapón-espacio-tapón de
comprimidos y/o completamente llenados proporciona, también, una
prestación más consistente en el tratamiento de la fase gaseosa de
cigarrillo a cigarrillo.
En vista de lo anterior, y haciendo referencia a
la figura 6, la línea A es una progresión de puntos de datos que
fueron establecidos a partir del ensayo de cigarrillos hechos a mano
de un diseño como el mostrado para la realización preferida de la
figura 1, y que tienen una cavidad 19 de una longitud fija de 10 mm,
de manera que a través de la progresión de los puntos de datos, el
volumen de la cavidad 19 permanecía constante mientras la cantidad
de la carga de carbono era aumentada desde 100 mg a,
aproximadamente, 160 mg, mientras se desplaza de izquierda a
derecha a lo largo de la línea A en la figura 6. La progresión
indica que cuando tal cavidad está llenada parcialmente con 100 mg
de carbono (condición en la que queda una cantidad sustancial de
espacio sin llenar), la efectividad del carbono en reducir la
acroleína se reduce substancialmente.
En cambio, la línea B de la figura 6 es una
progresión de puntos de datos generados con cigarrillos de la
construcción mostrada en la realización preferida, en la que, el
espacio de la cavidad es igual, o aproximadamente igual, al volumen
de carbono, de manera que, el espacio sin llenar es llevado al
mínimo, y se evitan los flujos de derivación sobre el lecho de
carbono. Con tal cambio, la efectividad deseada de eliminar las
acroleínas puede lograrse con cargas de carbono en el intervalo,
aproximadamente, de 90 a 100 mg. En cambio, las cavidades llenadas
parcialmente, representadas en la línea A, no consiguen el 90%
deseado, o una reducción mayor de acroleína, hasta que la cavidad
está cargada con una cantidad mucho mayor de carbono, nominalmente,
de 160 mg o mayor.
Una relación similar se muestra en la figura 7A,
en la que en la línea A se representa una progresión de puntos de
datos generados con cigarrillos de construcción similar a la de la
realización preferida de la figura 1, en la que una cavidad de 10
mm de longitud se mantiene en volumen constante, mientras cada vez
que se aumenta la carga de carbono se sitúa en la cavidad desde 100
mg hasta aproximadamente 160 mg. La línea B en la figura 7A
representa los datos de cigarrillos de construcción similar a la de
la realización preferida, pero en la que el volumen de la cavidad
es igual, aproximadamente, al del carbono, de manera que el espacio
sin llenar se lleva al mínimo, y se evitan los flujos de
derivación. Este dato indica que un filtro, en condición de llenado
completamente, de aproximadamente 80 a 100 mg, es adecuado para
conseguir un nivel deseado de reducción de 1, 3 butadieno
(eliminación del 90% o mejor), mientras que esto ocurre en la línea
A en una cantidad substancialmente grande (aproximadamente 160
mg).
Las tendencias exhibidas en la figura 7A, en la
línea A, y los datos que soportan la línea A indican que, como
media, una carga de carbono de 160 mg, con, aproximadamente, un
llenado del 85%, conseguirá aproximadamente una reducción del 90%
en 1, 3 butadieno. Se observa que los datos de ensayo de soporte
fueron generados utilizando un método de ensayo cuyo límite
inferior de cuantificación es menor de 0,45 microgramos, mientras
una reducción del 90% de 1, 3 butadieno, como se muestra en la
figura 7A, se equipara, aproximadamente, a 0,42 microgramos de 1, 3
butadieno (por cálculos). Por consiguiente, la efectividad de las
cargas de carbono próximas al 90% de reducción de 1, 3 butadieno
podrían, realmente, ser mayores que una reducción del 90%.
Haciendo ahora referencia a la figura 7B, es una
representación gráfica de la carga de carbono frente a los niveles
de 1, 3 butadieno con cigarrillos hechos a máquina, construidos de
acuerdo con la realización preferida, mostrada en la figura 1, con
una cavidad 19 de 12 mm de longitud. El nivel de llenado estaba
determinado usando una metodología de llenado sin compactar, con un
cilindro manométrico. Las tendencias mostradas en este documento
indican que los cigarrillos hechos a máquina, construidos con un
porcentaje de llenado objetivo del 83%, producirán,
aproximadamente, una reducción del 90% de 1, 3 butadieno en relación
con los niveles de éstos en cigarrillos de 1 R4F. Un llenado medio
objetivo del 85% o de un porcentaje mayor, producirá una reducción
mayor del 90% de 1, 3 butadieno en relación con los niveles de éste
en cigarrillos de 1 R4F en una cavidad de 12 milímetros, usando
carbono activado de elevada área superficial.
Preferiblemente, el carbono de elevada área
superficial tiene una área superficial específica (metros cuadrados
por gramo) de, aproximadamente, 1000 metros cuadrados por gramo o
mayor.
Se han realizado ensayos de fumar con expertos
en sabor, con cigarrillos que eran similares en su disposición a la
de la realización preferida mostrada en la figura 1. Al fumar tales
cigarrillos que comprendían un elemento 27 de hilos de sabor
ubicados aguas abajo de un lecho 20 de carbono sin sabor, ellos
informaron de la presencia de una nota de tabaco sabroso durante
las primeras caladas, pero, en las últimas caladas, se detectaron
menos notas deseables de sabor que se reconocen como habituales en
los cigarrillos de "carbono vegetal" más tradicionales.
Además, cuando se fuma tales cigarrillos de ensayo que comprenden un
lecho 20 de carbono aromatizado, pero ningún elemento 27 de
liberación de sabor aguas abajo del lecho 20 de carbono aromatizado,
los fumadores experimentados informaron que las primeras caladas
tenían menos notas deseables de sabor habituales de los cigarrillos
de "carbono vegetal" más tradicionales, pero, después de las
primeras caladas, se experimentó una nota de tabaco más sabrosa. En
cambio, cuando los fumadores expertos fumaron cigarrillos de
construcción similar a la de la realización preferida de la figura
1, que incluye un elemento 27 de hilo de sabor, localizado aguas
abajo de un lecho de carbono aromatizado 20, ellos informaron de un
humo de tabaco más equilibrado a lo largo de todas las caladas de
los cigarrillos del
ensayo.
ensayo.
No deseando quedar limitados por la teoría, se
cree que los segmentos del filtro funcionan juntos para liberar
sabor en la corriente de humo, y ambas fuentes de sabor proporcionan
equilibrio a los aromas y al sabor del humo de la corriente
principal desde que se empieza a fumar hasta que se acaba. Además,
se cree que la carga de sabor del componente 17 central del hilo 27
de sabor es liberada pronto, y tal liberación disminuye a lo largo
del tiempo, mientras el sabor liberado del lecho 20 de carbono
aumenta a lo largo del tiempo con más sabor liberado más tarde al
fumar el cigarrillo. Al tener sabores tanto en el lecho 20 de
carbono como en, o alrededor del componente 17 central, se
equilibra el suministro de sabor y mejora el periodo de
almacenamiento del cigarrillo 10.
\newpage
En la realización preferida de la figura 1 y las
demás, la cantidad preferida de carga del saborizante es de 3 a 6
mg de carbono 20, preferiblemente aproximadamente de 4 a 5 mg, y de
manera similar, la cantidad preferida de carga de saborizante es de
3 a 6 mg en el hilo 27, preferiblemente aproximadamente de 4 a 5 mg.
Debe comprenderse que, en este documento, la referencia a una carga
de 180 mg de carbono aromatizado incluye el saborizante.
Haciendo referencia ahora a la figura 2, otra
realización preferida proporciona un cigarrillo modificado 10A con
los mismos segmentos de filtro que el cigarrillo 10 de la figura 1,
pero con una disposición mutua ligeramente diferente de los
segmentos, y se usan caracteres de referencia similares para
identificar partes similares. En el cigarrillo 10A, el elemento 27
de hilo que libera sabor está situado en el componente 22 del
extremo de la boca, en el extremo bucal (de la boca) del cigarrillo
10A, aguas abajo del lecho 20 de carbono saborizado y separado de
él por el componente 17 central. En esta realización, un
plastificante, tal como triacetina, se puede aplicar al hilo 27 de
sabor para mantener el hilo en su sitio dentro del componente 17 y
evitar que el hilo sea aspirado fuera del filtro mientras se fuma.
De manera alternativa, el hilo 27 de sabor se puede trenzar sobre
sí mismo para conseguir el mismo resultado. Como en la primera
realización preferida, se proporciona ventilación 24 en una
ubicación a lo largo del componente 17 central del filtro adyacente,
pero aguas abajo del lecho 20 de carbono saborizado.
La tabla II de más abajo proporciona más
detalles y alternativas con respecto a los diversos componentes del
cigarrillo 10A de la figura 2 del dibujo.
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\vskip1.000000\baselineskip
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Debe entenderse que las caracterizaciones
anteriores con respecto a la segunda realización preferida (figura
2) son aplicables a las de la primera realización preferida (figura
1), teniendo en cuenta, por supuesto, que en la última realización
(figura 1), el hilo 27 de sabor está situado en el componente 17
central del filtro. La última disposición presenta un aspecto más
tradicional en el extremo bucal del cigarrillo 10.
La figura 3 ilustra una forma de realización
alternativa del componente que libera sabor adicional 17 mostrado
en las figuras 1 y 2. Específicamente, el componente que libera
sabor 17A mostrado en la figura 3 que comprende un tapón 50 de
acetato de celulosa de eficiencia de las partículas baja rodeado por
una envuelta de tapón 52. La envuelta 54 que combina rodea a la
envuelta de tapón así como a los componentes restantes del filtro
14 de múltiples componentes (no mostrado). El sabor se aplica a la
envuelta de tapón 52 o al exterior del tapón 50 de acetato de
celulosa para impartir sabor al humo del cigarrillo mientras pasa a
través del tapón 50. De manera alternativa, el sabor se puede
aplicar a la envuelta que combina 54 en el área del tapón 50 de
acetato de celulosa, o el sabor se puede incorporar como componente
del plastificante del tapón 50.
Los sistemas de sabor pueden ser seleccionados
por cualidades subjetivas específicas (dulzor, salivación, aroma,
etcétera) o seleccionados para contener ingredientes dentro de un
intervalo de peso molecular (lo que impacta en los puntos de
ebullición, puntos de inflamación, presiones de vapor ambiente,
etcétera) para la retención del carbono activado granulado. El
sistema del sabor puede estar almacenado dentro de un carbono
activado de una especificación dada (tamaño granular, actividad
medida, contenido en ceniza, distribución de poros, etc.) para
permitir que el sistema de sabor sea liberado a la corriente de humo
del cigarrillo de una manera gradual controlada. Sin desear
limitarnos por la teoría, se cree que el sistema de sabor es
desplazado del carbono activado por los componentes medio volátiles
en la corriente del humo que son adsorbidos con más fuerza por el
carbono activado. Se cree que estos componentes del humo son,
generalmente, de pesos moleculares más elevados que los
ingredientes en el sistema de sabor. Debido a los diferentes
aspectos de adsorción en el interior del carbono, se producen
diferentes energías de adsorción y potenciales para calores de
adsorción, creando una liberación gradual del sistema de sabor, ya
que se adsorben cada vez más componentes medio volátiles del
humo.
Ya que no deseamos estar limitados por la
teoría, la presente invención utiliza el fenómeno observable de que
el carbono activado (u otro adsorbente) que contiene un primer
adsorbato de un calor de adsorción bajo liberará una fracción del
primer adsorbato en presencia de un segundo agente susceptible de
ser adsorbido que tiene un calor de adsorción mayor. Se cree que,
incluso, con carbono activado altamente cargado, algunos sitios de
actividad en el carbono están, todavía, disponibles para la
adsorción del segundo agente susceptible de ser adsorbido, y cuando
tal es adsorbido, el calor liberado de la adsorción está disponible
para liberar la fracción del primer absorbente del carbono. Más
particularmente, en el contexto de la presente invención, el
carbono activado 20 está cargado, al principio, con un saborizante,
que tiene preferiblemente un calor de adsorción suficientemente
bajo en relación con los calores de adsorción de los constituyentes
gaseosos orgánicos del humo de la corriente principal. Se cree que
la presente invención utiliza la interacción entre los restantes
sitios de actividad en el carbono 20 que contiene saborizante y los
constituyentes gaseosos orgánicos del humo de la corriente
principal que pasa, que tienen calores de adsorción más elevados
para producir el calor que elimina (libera) una fracción de
saborizante en el humo de la corriente principal que pasa.
La figura 4 muestra otro cigarrillo 10B que
comprende un cilindro 12 del tabaco y un filtro 14 de múltiples
componentes unido al cilindro con papel de boquilla 16. El filtro 14
comprende un segmento 15 de tipo de filtro
tapón-espacio-tapón, llenado de
carbono, en el que hay dispuesto un lecho generoso de material 20 de
carbono aromatizado entre los tapones 18, 26 de relleno primero y
segundo. Preferiblemente, los tapones 18 y 26 comprenden, cada uno,
una fibra de acetato de celulosa de baja eficiencia de las
partículas, y la fibra 26 incluye uno o más hilos 27 que contienen
sabor. También, el tapón 18 de acetato de celulosa se puede rociar
con carbono, si se desea.
El material 20 de carbono activado es útil como
adsorbente de los constituyentes del humo de la corriente
principal, por ejemplo aldehídos, cetonas u otros compuestos
orgánicos volátiles. El material de carbono activado puede tener el
saborizante en la superficie del mismo, y tal saborizante es
liberado en el humo de la corriente principal mientras se fuma el
cigarrillo 10B.
Las perforaciones 24 en o alrededor del tapón 26
proporcionan tanto dilución del humo de la corriente principal por
el aire ambiental como una reducción de la cantidad de tabaco que
sufre combustión durante cada calada. La ventilación reduce la
producción y el suministro de constituyentes particulados
(alquitrán) y en fase gaseosa (CO) durante una calada.
La figura 5 muestra un cigarrillo 10C muy
similar al cigarrillo 10B ilustrado en la figura 4, y se han usado
similares caracteres de referencia para identificar partes
similares. Sin embargo, el cigarrillo 10C está rebajado en el
extremo bucal 60, y puede utilizarse papel de boquilla pesado
62.
La figura 8 ilustra otro cigarrillo 10D de la
presente invención donde los componentes similares a los del
cigarrillo 10A (figura 2) están identificados con números de
referencia similares. El cigarrillo 10D incluye, también, un filtro
14D de múltiples componentes, pero se utiliza un tapón 30 de filtro
de RTD en lugar de la segunda fibra 22 de celulosa del cigarrillo
10A. El tapón del filtro 30 está situado entre el material de
carbono activado 20 y el componente 17 que libera sabor, y el tapón
30 puede comprender un tubo de plástico hueco impenetrable, cerrado
mediante prensado, en el extremo de aguas arriba del mismo. La
patente estadounidense número 4.357.950, describe tal tapón. En la
alternativa, tales componentes del filtro se pueden obtener a
partir de la empresa American Filtrona Company de Richmond,
Virginia, mencionada más arriba. Como consecuencia del tapón 30 del
filtro, hay provista una zona de transición 32, desde una zona 34 de
sección transversal generalmente circular de material 20 de carbono
activado que tiene una caída de presión baja, a una zona 36 de
sección transversal generalmente anular que tiene una caída de
presión alta. Esta zona de transición y la localización aguas abajo
de las perforaciones 24 tiene como resultado una retención o tiempo
de permanencia alta para el humo de la corriente principal aguas
arriba de las perforaciones. Consecuentemente, la reducción
favorable en los componentes de fase gaseosa se logra por calada del
cigarrillo 10D, junto con la dilución favorable por el aire
ambiental y las características aceptables de la aspiración. El
sabor es liberado hacia el humo diluido de la corriente mientras
pasa a través del componente 17 que libera sabor. Como en las otras
realizaciones preferidas, se prefiere que el lecho absorbente 20
comprenda carbono activado, que contiene sabor.
Por medio de un ejemplo, la longitud del
cilindro 12 de tabaco del cigarrillo 10D puede ser 45 milímetros, y
la longitud del filtro 14D de múltiples componentes puede ser 38
milímetros. La longitud de las cuatro partes de filtro del filtro
14D es como sigue: la fibra 18 de acetato de celulosa es de 6
milímetros; la longitud del material de carbono es 10 milímetros;
el tapón de filtro 30 es de 14 milímetros; y el componente que
libera sabor 17 es de 8 milímetros. En total, el nivel de alquitrán
del FTC puede ser de 4 a 10 mg.
El tapón 30 del filtro puede incluir, también,
una fibra 38 de acetato de celulosa de eficiencia baja en el lado
exterior del mismo. La transición 32 desde la sección transversal
generalmente circular 34 a la sección transversal generalmente
anular 36 y la posición aguas abajo de las perforaciones 24 para la
dilución de aire aumenta la caída de presión y aumenta el tiempo de
retención del humo en contacto con el carbono en el tapón 20 del
filtro. El humo es diluido por aire que pasa a través de las
perforaciones 24 y que se mezcla con el humo para conseguir una
dilución del aire en el intervalo aproximado de
45-65%. Por ejemplo, con una dilución del aire del
50%, el flujo a través del cigarrillo aguas arriba de las
perforaciones de la dilución se reduce un 50%, de modo que la
velocidad del humo se reduce en un 50%, lo que básicamente aumenta
el tiempo de permanencia en el tapón 20 del filtro en un factor de
dos. Esta realización del filtro de múltiples componentes coloca la
máxima cantidad de material de carbono aguas arriba de las
perforaciones 24 para la dilución del aire.
En el cigarrillo 10D se ha usado un tubo de
plástico corrugado, como miembro que es substancialmente
impenetrable a los componentes gaseosos o en fase de vapor para
afectar a una transición desde una zona de elevado tiempo de
retención a una zona de caída de presión elevada. Se contempla que
pueden usarse otras formas, tales como extremos cónicos o romos.
Además, también puede usarse un miembro sólido, tal como uno hecho
de fibra de acetato de celulosa de alta densidad (y, por lo tanto,
impenetrable) o un cilindro sólido tal como se muestra en la figura
9, por ejemplo, y se describe más abajo. También se contemplan otras
estructuras de membrana impenetrables.
También, como se ha advertido más arriba, el
cilindro 12 de tabaco puede ser envuelto con papel convencional, o
puede usarse papel acondicionado con fajas para este fin. El papel
acondicionado con fajas para cigarrillos tiene fajas de celulosa
integradas, separadas por unos espacios que rodean el cilindro de
tabaco terminado del cigarrillo 10D para modificar la velocidad
másica de combustión del cigarrillo. Además, si se desea, puede
usarse un componente que contiene absorbente, solo o conjuntamente
con el segmento 15 que contiene adsorbente del filtro 14D de
múltiples componentes.
La tabla III de más abajo proporciona detalles y
alternativas adicionales con respecto a los diferentes componentes
del cigarrillo 10D ilustrado en la figura 8 del dibujo.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La figura 9 ilustra otro cigarrillo 10E de la
presente invención, y los componentes similares a los del cigarrillo
10D están identificados con números de referencia similares. El
cigarrillo 10E incluye, también, un filtro 14E de múltiples
componentes, pero se utiliza un tapón 40 de filtro de núcleo
concéntrico en lugar del tapón 30 de filtro de "COD", o
dilución de monóxido de carbono, del cigarrillo 10D. El tapón 40 del
filtro está situado entre el material 20 de carbono activado y el
componente 17 liberador de sabor, y el tapón 40 puede comprender un
cilindro 42 cilíndrico sólido altamente impenetrable rodeada por una
fibra 44 de acetato de celulosa de baja eficiencia en el lado
exterior del mismo. Como resultado del tapón 40 del filtro, hay
provista una zona de transición brusca, desde una zona de sección
transversal generalmente circular de material 20 de carbono
activado que tiene una caída de presión baja a una zona de sección
transversal generalmente anular que tiene una caída de presión
alta. Esta transición y la posición aguas abajo de las perforaciones
24 tiene como resultado tiempos de retención o de permanencia
elevados para el humo de la corriente principal aguas arriba de las
perforaciones, según lo explicado más arriba con respecto al
cigarrillo 10D de la figura 8.
A modo de ejemplo, la longitud del cilindro 12
de tabaco del cigarrillo 10E puede ser 45 milímetros, y la longitud
del filtro 14E de múltiples componentes puede ser 38 milímetros. La
longitud de los cuatro componentes de filtro del filtro 14E es como
sigue: la fibra 18 de acetato de celulosa es de 6 milímetros; la
longitud del material de carbono es 10 milímetros; el tapón de
filtro 40 es de 14 milímetros; y el componente que libera sabor 17
es de 8 milímetros. En total, el nivel de "alquitrán" puede ser
de 4 a 10 mg.
En el cigarrillo 10E, el humo es diluido por el
aire que pasa a través de las perforaciones 24 y que se mezcla con
el humo para conseguir la dilución del aire en el intervalo
aproximado del 45 al 65%. Como en el caso del cigarrillo 10D, con
una dilución del aire del 50%, el flujo a través del cigarrillo 10E
aguas arriba de las perforaciones de la dilución se reduce en un
50%, de tal modo que reduce la velocidad del humo en un 50%, lo que
básicamente aumenta el tiempo de permanencia en el tapón 20 del
filtro por un factor de dos.
El cilindro 12 de tabaco del cigarrillo 10E
puede estar envuelto con papel convencional o con papel
acondicionado con fajas, como se describe más arriba, y puede
usarse un segmento que contiene absorbente, solo o conjuntamente
con el segmento 15 que contiene adsorbente del filtro 14E de
múltiples componentes, si se desea.
Alternativamente, el tapón 40 del filtro
concéntrico puede ser construido de modo que el flujo a través de
éste está esencialmente a través del núcleo con un flujo limitado a
través del espacio anular en el lado exterior del núcleo.
La figura 10 ilustra una forma de realización
alternativa del componente 17 que libera sabor mostrado en las
figuras 8 y 9. Específicamente, el componente que libera sabor 17
mostrado en la figura 10 comprende un tapón 50 de acetato de
celulosa de eficiencia de las partículas baja rodeado por una
envuelta 52 de tapón. La envuelta que combina 54 rodea la envuelta
de tapón, así como al resto de los componentes del filtro de
múltiples componentes. El sabor se aplica a la envuelta de tapón 52
o al lado exterior del tapón 50 de acetato de celulosa para impartir
sabor al humo del cigarrillo mientras pasa a través del tapón 50.
Alternativamente, el sabor se puede aplicar a la envuelta que
combina 54 en el área del tapón 50 de acetato de celulosa, o el
sabor se puede incorporar como componente del plastificante del
tapón 50.
La figura 11 ilustra otro cigarrillo 10F de la
presente invención y los componentes similares a los del cigarrillo
10E están identificados con referencias numéricas similares. El
cigarrillo 10F incluye un filtro 14F de múltiples componentes que
comprende un segmento 15 que contiene adsorbente aguas arriba,
destinado a eliminar uno o más constituyentes del humo, del humo de
la corriente principal que pasa a través de éste, y un componente
17 que libera sabor aguas abajo en el humo de la corriente principal
que pasa a través de éste.
El componente 17 que libera sabor del cigarrillo
10F difiere en que comprende un tapón 40 de filtro situado aguas
abajo del material 20 de carbono activado. El tapón 40 comprende un
cilindro 42 cilíndrico, sólido, relativamente o altamente
impenetrable, rodeado por una fibra 44 de acetato de celulosa de
baja eficacia, y la construcción y la función del tapón 40 es
similar a la mostrada en la figura 9. Sin embargo, el tapón 40
mostrado en la figura 11 incluye sabor en la envuelta que combina 54
que es liberada en el humo de la corriente principal que fluye a
través del componente
17.
17.
A modo de ejemplo, la longitud del cilindro 12
de tabaco del cigarrillo 10F puede ser 45 milímetros, y la longitud
del filtro 14F de múltiples componentes puede ser 38 milímetros. La
longitud de los tres componentes de filtro del filtro 14F es como
sigue: la fibra 18 de acetato de celulosa es de 6 milímetros; la
longitud del material de carbono es 16 milímetros; y el tapón 40 es
de 16 milímetros. En total, el nivel del alquitrán puede ser de 4 a
10 mg.
En el cigarrillo 10F, el humo es diluido por el
aire que pasa a través de las perforaciones 24 y que se mezcla con
el humo para conseguir la dilución del aire en el intervalo
aproximado del 45 al 65%. Tal dilución es útil, también, para
aumentar el tiempo de permanencia del humo entre los gránulos 20 de
carbono, según se ha explicado más arriba.
Una o más filas de perforaciones 24, en o
alrededor del tapón 40, proporcionan la dilución del humo de la
corriente principal por el aire ambiental y una reducción de la
cantidad de tabaco que sufre combustión durante cada calada. La
ventilación reduce la producción y el suministro de constituyentes
particulados (alquitrán) y en fase gaseosa (CO) durante una
calada.
El componente que libera sabor adicional 17 del
filtro 14 de múltiples componentes, 14D, 14E comprende,
preferiblemente, un tapón 26 de fibra de acetato de celulosa de
eficiencia de las partículas baja, junto con uno o más hilos o
cintas 27 que contiene sabor. El tapón 26 está situado en el extremo
de la boca o bucal de los cigarrillos mostrados en las figuras 2,
4, 5, 8 y 9 en una ubicación aguas abajo. Mientras el humo de la
corriente principal del tabaco es aspirado a través de los hilos o
cintas 27, el saborizante es liberado en el humo para producir el
efecto deseado. Como se ha observado más arriba, el documento de
patente estadounidense número 4.281.671, describe filtros para humo
de tabaco que incluyen hilos y cintas con materiales
saborizantes.
Aunque esta invención ha sido ilustrada y
descrita de acuerdo con realizaciones preferidas, se reconoce que
pueden hacerse variaciones y cambios en esta, sin separarse de la
invención según lo abarcado en las reivindicaciones. En ese
respecto, el segmento 15 del
tapón-espacio-tapón o el lecho 20 de
carbono podrían ser sustituidos por un elemento de carbono
aglomerado u otra forma de adsorbente que esté destinada a eliminar
los componentes en fase gaseosa del humo de la corriente principal.
A este respecto, el lecho de carbono puede comprender, también, una
combinación de carbono y de fibras. También, los componentes del
tapón podrían estar construidos con materiales de filtro diferentes
de los mencionados específicamente en este documento. La ventilación
podría estar construida usando técnicas conocidas en línea u fuera
de línea.
Además, la presente invención puede ser llevada
a la práctica con cigarrillos de diversas circunferencias,
cigarrillos estrechos, así como anchos. También, aunque la presente
invención es preferiblemente llevada a la práctica con cilindros de
tabaco sin sabor, también se contempla material de tabaco con
sabor.
Claims (15)
1. Un filtro (14, 14D, 14E, 14F) de múltiples
componentes que comprende un lecho de adsorbente (15, 20) y, al
menos, un componente (17, 17A) que libera sabor construido y
dispuesto para liberar sabor en el humo de una corriente, estando
situado el componente (17, 17A) de filtro que libera sabor aguas
abajo de dicho lecho de adsorbente (15, 20) en una dirección del
humo de la corriente principal, aspirado a través del filtro (14,
14D, 14E, 14F) caracterizado porque el filtro (14, 14D, 14E,
14F) comprende, además, ventilación (24) en una ubicación aguas
abajo de dicho lecho de adsorbente (15, 20), estando construidos y
dispuestos dicho lecho de adsorbente (15, 20) y ventilación (24)
para eliminar, substancialmente, al menos un constituyente del humo
del humo de la corriente principal del tabaco, cuando el humo de la
corriente principal es aspirado a través del filtro (14, 14D, 14E,
14F).
2. Un cigarrillo (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E,
10F) que comprende un cilindro (12) de tabaco y el filtro (14, 14D,
14E, 14F) de múltiples componentes de la reivindicación 1.
3. El cigarrillo (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E,
10F), según la reivindicación 2, en el que dicho lecho (15, 20) de
adsorbente incluye carbono activado (20), que contiene
saborizante.
4. El cigarrillo (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E)
según la reivindicación 3, en el que el componente (17, 17A) de
filtro que libera sabor incluye un filamento (27) que contiene
saborizante situado aguas abajo de dicho carbono activado (20), que
contiene saborizante.
5. El cigarrillo (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E)
según la reivindicación 4, en el que dicho lecho de adsorbente (15,
20) está dispuesto en una cavidad (19) definida entre un componente
(18) de filtro del extremo del tabaco y un componente de filtro
central, estando dicha cavidad (19) en una condición de llenado de
al menos un 85%.
6. El cigarrillo (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E)
según la reivindicación 5, en el que dicho componente (18) de
filtro del extremo del tabaco está situado adyacente a dicho
cilindro de tabaco (12), teniendo dicho componente de filtro
central una parte de extremo, adyacente a dicho lecho de adsorbente
(15, 20), estando dicha ventilación (24) en una ubicación a lo
largo de dicha parte de extremo adyacente aguas arriba de dicho
componente de filtro central.
7. El cigarrillo (10, 10A, 10D, 10E) según la
reivindicación 6, en el que dicha ventilación (24) está en el
intervalo de 45 a 55%, y en el que dicho filtro (14) de múltiples
componentes comprende, además, un componente (22, 50) de filtro de
extremo de la boca aguas abajo de dicho componente de filtro
central.
8. El cigarrillo (10) según la reivindicación 7,
en el que el nivel de resistencia a la aspiración de dicho
componente de extremo de boca (22, 50) y dicho componente de filtro
central es mayor que la resistencia a la aspiración de dicho
componente (18) de filtro del extremo del tabaco.
9. El cigarrillo (10) según la reivindicación 8,
en el que dicha ventilación (24) comprende una fila circunferencial
de perforaciones a través del papel de boquilla (16), uniendo dicho
papel de boquilla (16) dicho filtro (14) de múltiples componentes a
dicho cilindro (12) de tabaco.
10. El cigarrillo (10) según la reivindicación
9, en el que dicha ventilación (24) está situada al menos a 12 mm
del extremo bucal (9) del cigarrillo.
11. El cigarrillo (10D, 10E) según la
reivindicación 3, en el que el componente (17) que libera sabor
incluye un tapón (50) de acetato de celulosa con saborizante en el
mismo.
12. El cigarrillo (10D, 10E) según la
reivindicación 3, en el que el componente (17) que libera sabor
incluye un tapón (50) de acetato de celulosa rodeado por envoltorio
(52) de tapón con saborizante en el envoltorio (52) de tapón.
13. El cigarrillo (10D) según la reivindicación
2, en el que el filtro (14D) de múltiples componentes incluye un
componente en forma de tapón (30) que define un trayecto del flujo
con una transición desde generalmente circular (34) hasta
generalmente anular (36) para producir, de esa forma, una caída de
presión aumentada y un tiempo de permanencia aumentado del humo del
tabaco de corriente en el filtro (14D).
14. El cigarrillo (10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E,
10F) según la reivindicación 2, en el que el filtro (14, 14D, 14E,
14F) de múltiples componentes incluye un componente en forma de
tapón que proporciona una constricción de flujo aguas abajo del
lecho adsorbente.
15. El cigarrillo (10D, 10E) según la
reivindicación 14, en el que el tapón que proporciona la
constricción del flujo aguas abajo del lecho de adsorbente define
un trayecto de flujo anular o define un trayecto de flujo central o
comprende un filtro concéntrico.
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