PT1478248E

PT1478248E - Carvão aromatizado útil como material de filtração de artigo para fumar

Info

Publication number: PT1478248E
Application number: PT37431061T
Authority: PT
Inventors: Zuyin Yang; Barbara G Taylor; Jose G Nepomuceno
Original assignee: Philip Morris Prod
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2013-04-18
Also published as: SI1478248T1; EP1478248B1; US20030159703A1; KR100976022B1; EP1478248A4; AU2003210738A1; WO2003071886A8; US20040226569A1; WO2003071886A1; DK1478248T3; JP2005518204A; EP1478248A1; ES2412182T3; KR20040097132A

Description

DESCRIÇÃO

"CARVÃO AROMATIZADO ÚTIL COMO MATERIAL DE FILTRAÇÃO DE ARTIGO PARA FUMAR"

CAMPO DA INVENÇÃO A invenção refere-se, em geral, ao tratamento de partículas de carvão com um aromatizante e utilização de carvão aromatizado como material de filtração num artigo para fumar.

ANTECEDENTES

Os filtros de cigarro, incorporando vários materiais que removem de um modo mecânico, químico e/ou físico componentes de fumo de cigarro principal, possuem as desvantagens de não filtrar selectivamente componentes do fumo principal, mesmo os componentes que contribuem para o aroma. 0 resultado pode ser um cigarro com um sabor insatisfatório. Têm sido divulgados esforços para melhorar o sabor de cigarros, incorporando um aromatizante no cigarro, nas Patentes US N° 3236244; 3972335; 4281671; 4549875; 4567850; 4662384; 4715390; 4768526; 5012829; 5016654; 5144967; 5356704; 5588446; e 5598868. A Patente US N° 3236244 divulga um filtro de cigarro em que se utiliza carvão activado para libertar um agente aromatizante enquanto se fuma um cigarro. A patente ' 244 afirma que não existe libertação significativa do agente aromatizante adsorvido por volatilização ou, por outro lado, durante armazenamento e 1 que um elemento de filtro contendo mentol adsorvido não evidencia o odor caracteristico do agente aromatizante. No único exemplo na patente '244, o carvão activado foi adicionado a uma solução de mentol-álcool etílico e água, a mistura foi agitada à temperatura ambiente durante duas horas, o carvão foi separado por filtração e lavado três vezes com água contendo álcool a 20% e o carvão lavado foi seco, durante 20 minutos, num forno a 104 °C (220 F) . 0 produto de carvão foi disperso numa base de veículo celulósico e formado numa folha de papel pesando cerca de 16 gramas por metro quadrado.

A Patente US N° 3972335 divulga um filtro de cigarro contendo mentol ou outro agente aromatizante de fumo, em que é impregnado carvão activado granulado com um agente modificador de poro, tal como sacarose, susceptível de bloquear as partes mais retentoras do carvão activado e as partes menos retentoras do carvão activado estão disponíveis para adsorção do agente aromatizante. De acordo com a patente '335, o carvão activado inclui 0,2 a 20, de um modo preferido, 2 a 10% em peso do mentol ou de outro agente aromatizante de fumo. O agente modificador de poro é adicionado em quantidades de 1 a 40, de um modo preferido, 5 a 30% em peso do peso original do carvão activado, sendo essas quantidades menores do que a quantidade máxima que pode ser impregnada no carvão. A patente '335 afirma que o agente modificador de poro ocupará, pelo menos, 50% do volume de poro e, pelo menos, 60% da área superficial. Os materiais de agente modificador de poro são, de um modo preferido, composições orgânicas, que não são solventes, para mentol ou outro agente aromatizante de fumo. Do mesmo modo, o agente modificador de poro não deve ser solúvel no sistema de solventes utilizado para incorporar o mentol ou outro agente aromatizante de fumo quando este é adicionado depois ao carvão activado. O 2 agente modificador de poro pode ser pulverizado sobre o carvão activado ou o carvão activado pode ser mergulhado na solução após o qual o carvão tratado é seco a 80 a 110 °C. O mentol pode ser liquefeito por aquecimento e pulverizado no carvão, pode ser pulverizada uma solução concentrada de mentol num solvente, tal como etanol, no carvão activado. A Patente US N° 4256773 divulga um recipiente passível de ser fechado no qual é encerrado um crivo molecular carbonado que transporta bromo como ali adsorvido. A adsorçao de bromo no crivo molecular carbonado pode ser realizada contactando o crivo molecular carbonado com um qás veículo contendo qás bromo, imergindo o crivo molecular carbonado em bromo aquoso ou pulverizando o crivo molecular carbonado directamente com bromo líquido. A Publicação de Patente US N° 2001/0002387 divulga carvão activado impregnado com bromo em que o carvão activado pode ser impregnado com bromo utilizando qualquer das técnicas acima descritas em relação à Patente US N° 4256773.

As Patentes US N° 4163452 e 4363333 divulgam a utilização de partículas de carvão activado poroso como material de filtro em filtros de cigarro. A patente '452 divulga que o carvão activado poroso é tratado com 0,5 a 25% de nitróxido e é utilizado numa secção central de um filtro triplo. A patente '333 divulga que o carvão activado poroso é tratado com 2 a 15% de um composto C-nitroso e utiliza-se o carvão tratado na cavidade central de um filtro triplo possuindo 5 mm de tampões de filtro longos de acetato de celulose em cada extremidade. 3

Sao divulgadas várias formas modificadas de carvão activado nas Patentes US N° 3091550; 3217715; 3652461; 4062368; 5344626;

5496785; 5538929; 5614459; 5705269; 5880061; e 6117810. A produção desse carvão activado modificado requer, tipicamente, passos de processo adicionais, tais como revestimento do carvão activado com soluções, filtração, secagem e/ou cristalização. A Patente US N° 5792720 divulga um método de fabrico de carvão activado impregnado com TEDA numa torre absorvente de leito fluidizado, em que o ar aquecido e o vapor de TEDA são fornecidos numa parte inferior da torre. A Patente US N° 4068389 divulga uma placa distribuidora de um aparelho de leito fluidizado. Os leitos fluidizados utilizados para secagem, granulação, revestimento por pulverização, aglomeração e semelhantes, são divulgados em "Controlling particle size and release properties" por David M. Jones (ver Capítulo 17 de Flavor Encapsulation, ACS Symposium Series 370, 1988, páginas 158-176). Apesar dos vários desenvolvimentos em materiais adsorventes e de filtração, seria desejável uma técnica económica para produção de carvão impregnado com aroma.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Numa forma de realização, a invenção refere-se a um processo para fabrico de um carvão aromatizado que pode ser utilizado como um componente de libertação de aroma de um cigarro. O processo compreende (i) introduzir partículas de carvão activado num vaso; (ii) introduzir um gás fluidizante no vaso de modo a fluidizar as partículas de carvão activado; e (iii) introduzir um aromatizante líquido no vaso enquanto as 4 partículas de carvão activado estão num estado fluidizado, sendo o aromatizante líquido aplicado às partículas de carvão por meio de adsorção e/ou absorção. 0 processo da invenção realiza-se sem aquecimento das partículas de carvão no estado fluidizado.

De um modo preferido, o carvão activado compreende, pelo menos, cerca de 80% de microporos, possui um tamanho de partícula médio de cerca de 10 malhas a cerca de 70 malhas e/ou possui um tamanho de partícula médio de cerca de 0,2 mm a cerca de 1 mm. O volume de microporo do carvão activado é, de um modo preferido, pelo menos, 0,2 cc/g, de um modo mais preferido, 0,2 a 0,4 cc/g.

Uma forma de realização da invenção também se refere a um método de fabrico de um filtro de cigarro, o referido método compreendendo: (i) proporcionar partículas de carvão aromatizadas como acima descritas e (ii) incorporar as partículas de carvão aromatizadas num filtro de cigarro.

Outra forma de realização da invenção refere-se a um método de fabrico de um cigarro, o referido método compreendendo: (i) proporcionar um enchimento cortado a uma máquina de fabrico de cigarros para formar um troço de tabaco; (ii) colocar um enrolamento de papel em torno do troço de tabaco; (iii) proporcionar um filtro de cigarro compreendendo partículas de carvão aromatizadas como acima descritas; e (iv) fixar o filtro de cigarro ao troço de tabaco para formar o cigarro. 5

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Várias características e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada das suas formas de realização preferidas em conjunto com os desenhos anexos, em que: A Figura 1 é um diagrama de um aparelho de leito fluidizante de tipo descontinuo que pode ser utilizado para tratar partículas de carvão com um aditivo aromatizante. A Figura 2 é um diagrama de um aparelho de leito fluidizante de tipo contínuo que pode ser utilizado para tratar partículas de carvão com um aditivo aromatizante. A Figura 3 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um cigarro, incorporando uma forma de realização da presente invenção em que é inserido papel dobrado contendo o adsorvente com superfície modificada numa parte oca de um elemento de filtro tubular do cigarro. A Figura 4 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de outra forma de realização da presente invenção, em que o adsorvente com superfície modificada é incorporado em papel dobrado e inserido numa parte oca de uma primeira manga de escoamento livre de um elemento de filtro tubular seguinte a uma segunda manga de escoamento livre. A Figura 5 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de outra forma de realização da presente invenção, em que o adsorvente com superfície modificada é incorporado num elemento de filtro de tampão-espaço-tampão. 6 A Figura 6 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de outra forma de realização da presente invenção, em que o adsorvente com superfície modificada é incorporado num elemento de filtro de três peças possuindo três tampões. A Figura 7 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de outra forma de realização da presente invenção, em que o adsorvente com superfície modificada é incorporado num elemento de filtro de quatro peças possuindo uma disposição tampão-espaço-tampão e uma manga oca. A Figura 8 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de outra forma de realização da presente invenção, em que o adsorvente com superfície modificada é incorporado num elemento de filtro de três partes possuindo dois tampões e uma manga oca. A Figura 9 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de outra forma de realização da presente invenção em que o adsorvente com superfície modificada é incorporado num elemento de filtro de duas partes possuindo dois tampões. A Figura 10 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de outra forma de realização da presente invenção, em que o adsorvente com superfície modificada é incorporado num elemento de filtro que pode ser utilizado num artigo para fumar. 7

DESCRIÇÃO DETALHADA A invenção proporciona um processo para fabrico de partículas de carvão aromatizadas, em que um aromatizante compreendendo um ou mais ingredientes aromáticos é aplicado a partículas de carvão activado num estado fluidizado. A invenção também se refere a métodos que incorporam as partículas de carvão aromatizadas.

As partículas de carvão aromatizadas podem ser utilizadas como um meio de libertação de aroma e um agente de filtração. Em particular, as partículas de carvão aromatizadas da invenção podem ser utilizadas para libertar aroma enquanto filtram um ou mais componentes seleccionados de fumo principal. A expressão fumo "principal" inclui a mistura de gases transmitida ao troço de tabaco e emitida através da extremidade de filtro, i. e., a quantidade de fumo emitido ou aspirado da extremidade de boca de um artigo para fumar enquanto se fuma o artigo para fumar. 0 fumo principal contém fumo que é aspirado através da região acesa do artigo para fumar, assim como através do enrolamento de papel. 0 carvão activado está disponível em várias formas de partículas, tais como grânulos, esferas, pó ou semelhantes e pode ser feito de várias fontes incluindo carvão betuminoso, lenhite, cascas de coco, madeira, caroços de azeitona, turfa, polímeros sintéticos, breu de petróleo, coque de petróleo e alcatrão de hulha. 0 carvão pode ser activado por tratamento de vapor ou quimicamente, e. g.r tratando termicamente serradura com ácido fosfórico como catalisador. 0 tratamento de activação desenvolve a porosidade do carvão e o carvão activado pode ser proporcionado com uma vasta gama de tamanhos de poro ou os 8 tamanhos de poro podem ser controlados para proporcionar uma distribuição de tamanho de poro desejada. Por exemplo, a Patente US N° 5880061 descreve um processo para proporcionar carvão à base de carbono com uma distribuição de tamanho de poro de, pelo menos, 0,25 mL/g de tamanhos de poro abaixo de 15 angstrom representando, pelo menos, 40% do volume de poro total de poros até 300 angstrom e, pelo menos, 10% do volume de poro total até 300 angstrom possuindo tamanhos de poro de 100 a 300 angstrom. Em geral, é desejável que o carvão activado possuir um volume de poro de, pelo menos, 0,2 cc/g e uma área superficial específica BET de, pelo menos, 100 m2/g, de um modo preferido, pelo menos, 250 m2/g e, de um modo mais preferido, pelo menos, 500 m2/g, e. g., 1000 a 2000 m2/g. O carvão activado está disponível em vários tamanhos de partícula tais como malha 12x20 ou malha 16x35 e as Patentes US N° 4163452 e 4363333 descrevem a utilização de 100 g de partículas de carvão activado na cavidade de um filtro triplo de modo a reduzir o nível de NO no fumo principal. De acordo com a presente invenção, o aromatizante pode ser aplicado a carvão activado comercialmente disponível ou carvão activado especialmente preparado.

As partículas de carvão aromatizadas podem ser feitas pelo seguinte processo, quando se utiliza um leito fluidizante para aplicar um aromatizante sobre as partículas de carvão activado. No processo, são introduzidas partículas de carvão activado num vaso. De modo a fluidizar as partículas, é introduzido um gás, tal como azoto, no fundo do vaso. É introduzido um aromatizante, tal como uma solução aromática convencional ou registada, contendo um ou mais ingredientes aromáticos no vaso enquanto as partículas estão num estado fluidizado. O aromatizante líquido é pulverizado ou gotejado sobre as partículas fluidizadas enquanto mantém as partículas à temperatura ambiente, i. e., o processo é 9 realizado sem aquecimento das partículas. Embora o aromatizante líquido seja aplicado à superfície superior do leito fluidizado, a agitação das partículas de carvão distribui o aromatizante por todo o leito de partículas de carvão.

Um carvão activado particularmente preferido, é comercialmente disponibilizado por PICA USA, Inc., Truth or Consequences, Novo México. 0 carvão activado pode também ser fabricado por qualquer método adequado conhecido na técnica. Esses métodos incluem a carbonização de casca de coco, carvão, madeira, breu, fibras celulósicas ou fibras poliméricas, por exemplo. A carbonização é, normalmente, realizada a temperaturas elevadas, i. e., 200-800 °C numa atmosfera inerte, seguida por activação sob condições reduzidas. As partículas de carvão activado produzidas podem estar na forma de esferas, grânulos, fragmentos, pó ou fibras.

Numa forma de realização preferida, o carvão activado compreende carvão granulado possuindo partículas que variam em tamanho de 0,1 mm a cerca de 5 mm. Por exemplo, as partículas de carvão podem ser sedimentos de carvão possuindo tamanhos de 0,5 a 5 mm. Numa forma de realização muito preferida, as partículas de carvão activado variam em tamanho de cerca de 0,2 mm a cerca de 1 mm. Em termos de tamanho de malha de peneira Tyler, as partículas de carvão são, de um modo preferido, de cerca de 6 malhas a cerca de 70 malhas, de um modo preferido, 10 malhas a cerca de 70 malhas e, de um modo mais preferido, de cerca de 14 a 35 malhas.

As partículas de carvão podem possuir qualquer distribuição de tamanho de poro desejada, tal como microporos, mesoporos e macroporos. O termo "microporoso" refere-se, em geral, a esses 10 materiais possuindo tamanhos de poro de cerca de 20 ou menos, enquanto o termo "mesoporoso" refere-se, em geral, a esses materiais com tamanhos de poro de cerca de 20-500. Numa forma de realização preferida, a proporção de microporos para mesoporos será cerca de 20 a 80% de microporos para 80 a 20% de mesoporos. Numa forma de realização muito preferida, os poros do carvão activado compreendem, pelo menos, 80% de microporos. A razão relativa de microporos, mesoporos e macroporos pode ser proporcionada de modo que possam ser removidos componentes gasosos seleccionados da corrente de fumo de tabaco. Deste modo, os tamanhos de poro e distribuição de poro podem ser ajustados, consequentemente, como necessário para uma determinada aplicação. O carvão activado pode ser seleccionado para possuir uma área superficial suficiente para adsorver, de um modo preferido, componentes seleccionados de fumo de cigarro. Embora a área superficial seja inversamente proporcional ao tamanho de partícula, quando utilizadas como material de filtro de cigarro, as partículas de carvão activado de tamanho de partícula pequeno podem empacotar em conjunto muito densamente para permitir ao fumo principal escoar através do filtro enquanto se fuma. Se o tamanho de partícula for muito grande, pode ser área superficial insuficiente para atingir o grau desejado de filtração. Portanto, esses factores devem ser tidos em conta ao seleccionar um carvão activado possuindo um tamanho de partícula particular. O aromatizante utilizado no fabrico das partículas de carvão aromatizadas pode ser adsorvido e/ou absorvido pelo carvão activado, e. g., o aromatizante pode estar localizado nas superfícies exteriores e/ou interiores do carvão activado. No entanto, é desejável aplicar o aromatizante num modo que não 11 bloqueie todos os poros para permitir, desse modo, remoção alvo de um ou mais componentes gasosos do fumo de tabaco. Por exemplo, o aromatizante pode ser aplicado num modo que permita ao carvão aromatizado reduzir o teor de um ou mais componentes gasosos, tais como 1,3-butadieno, acroleína, isopreno, propionaldeido, acrilonitrilo, benzeno, tolueno, estireno, acetaldeído e cianeto de hidrogénio. Por exemplo, as partículas de carvão activado podem ser proporcionadas com uma carga de 0,1 a 20% em peso do aromatizante. Uma carga preferida é 1 a 5% do aromatizante. Devido à volatilidade do aromatizante, o aromatizante é aplicado sem aquecimento durante o tratamento de leito fluidizado ou subsequente a este.

No tratamento fluidizante, utiliza-se um gás inerte, tal como azoto, para fluidizar as partículas de carbono. O caudal do gás fluidizante dependerá do tamanho do leito fluidizado. Numa forma de realização preferida, o caudal é, pelo menos, 0,1 m3/minuto (5 ft3/minuto) , de um modo mais preferido, 0,3 a 0,6 m3/minuto (10 a 20 ft3/minuto) . O caudal do aromatizante sobre as partículas de carbono dependerá da quantidade de carvão a tratar e/ou da duração do tratamento de leito fluidizado. Numa forma de realização preferida, o aromatizante é aplicado como um líquido num caudal de, pelo menos, 10 g/minuto, e. g., 15 a 25 g/minuto para um descontínuo de 11 kg (25 libras) de carvão activado. O aromatizante pode ser dissolvido ou suspenso num veículo, tal como propilenoglicol, álcool etílico, etanol, água, glicerina ou semelhantes, e. g., uma solução aquosa contendo aromatizante e etanol. Após o aromatizante ser aplicado ao carvão no leito fluidizado, a acção fluidizante pode ser continuada para promover distribuição completa do aromatizante no leito fluidizado. Como um exemplo, o aromatizante pode ser aplicado às partículas de carvão durante um período de 12 15 minutos e a acção fluidizante pode ser continuada durante 5 minutos adicionais depois disso. Embora não pretendendo estar limitado à teoria, crê-se que o gás fluidizante é eficaz ao fazer com que o aromatizante seja distribuído por todas as partículas de carvão por meio de transferência de massa e/ou colisões de partículas.

De acordo com uma forma de realização preferida, o carvão aromatizado de acordo com a invenção é preparado num aparelho de leito fluidizante. Pode ser utilizado qualquer vaso adequado que seja susceptível de manter as partículas de carvão activado num estado fluidizado. Esses vasos podem ser concebidos como dispositivos de processamento descontínuo ou contínuo. Uma disposição de leito fluidizado do tipo descontínuo exemplificativa é mostrada na FIG. 1 e uma disposição de leito fluidizado do tipo contínuo é mostrada na FIG. 2. Uma característica altamente vantajosa da técnica de leito fluidizado de aplicar o aromatizante ao carvão é que o carvão pode distribuir aroma enquanto realiza um função adicionada de reduzir o teor de, pelo menos, um componente gasoso no fumo de tabaco, incluindo o, pelo menos um, componente gasoso 1,3-butadieno, acroleína, isopreno, propionaldeído, acrilonitrilo, benzeno, tolueno, estireno, acetaldeído e cianeto de hidrogénio.

Na disposição da FIG. 1, um vaso 200 é carregado com carvão 212 activado e um gás fluidizante escoa de modo ascendente através de aberturas numa placa 214 de distribuição. De um modo preferido, o gás compreende um gás inerte, tal como azoto, fornecido através da linha 216 de fornecimento. Após passagem através do leito de partículas de carvão, o gás fluidizante é removido do vaso através da linha 218 de escape 13 após passar através dos filtros 220, 222. As partículas de carvão podem ser fornecidas no vaso 210 através do orifício 224 de alimentação. Para limpar o material acumulado, tal como partículas de carvão finas, um gás de limpeza, tal como azoto, pode ser novamente soprado através dos filtros 220, 222 por meio da linha 226 de fornecimento. Podem ser utilizadas várias válvulas para isolar a linha 218 de escape da linha 226 de fornecimento pela qual o azoto é impedido de escoar para a linha 226 de fornecimento quando os gases são removidos através da linha 218 de escape. Do mesmo modo, as válvulas podem isolar a linha 218 de escape do gás novamente soprado fornecido pela linha 226 de fornecimento durante a limpeza dos filtros 220, 222. A limpeza de filtro pode ser conduzida durante o tratamento do carvão, e. g., pode ser realizado novo sopro de azoto periodicamente enquanto o carvão está num estado fluidizado. Como exemplo, se o carvão for tratado durante 15 minutos, o novo sopro de azoto pode ser realizado em impulsos de 2 segundos a cada 60 segundos durante o tratamento de carvão. O aromatizante líquido no reservatório 228 pode ser removido por uma bomba 230 que envia o aromatizante líquido através da linha 232 de fornecimento e para o vaso após passagem através dos bocais 234, 236. O carvão tratado pode ser removido do vaso através de uma linha 238 de descarga.

Na disposição da FIG. 2, um vaso 240 compartimentado está carregado com carvão 242 activado e um gás fluidizante escoa, de modo ascendente, através de aberturas numa placa de distribuição (não mostrada) . De um modo preferido, o gás compreende azoto fornecido através da linha 246 de fornecimento. Após passar através do leito de partículas de carvão, o gás fluidizante é removido do vaso através da linha 248 de escape após passar através de filtros 250, 251, 252, 253. As partículas de carvão 14 podem ser fornecidas para o vaso 240 através da linha 254 de alimentação.

Para limpar o material acumulado, tal como partículas de carbono finas, um gás de limpeza, tal como azoto, pode ser novamente soprado através dos filtros 250, 252 por meio da linha 256 de fornecimento. Podem ser utilizadas várias válvulas para isolar a linha 248 de escape da linha 256 de fornecimento pela qual o azoto é impedido de escoar para a linha 256 de fornecimento quando os gases são removidos através da linha 248 de escape. Do mesmo modo, as válvulas podem isolar a 248 de escape do gás novamente soprado fornecido pela linha 256 de fornecimento durante a limpeza dos filtros 250-253. A limpeza de filtro pode ser conduzida durante o tratamento do carvão, e. g., pode ser realizado novo sopro de azoto periodicamente enquanto o carvão está num estado fluidizado. Como um exemplo, se o carvão for tratado durante 15 minutos, o novo sopro de azoto pode ser realizado em impulsos de 2 segundos a cada 60 segundos durante o tratamento de carvão. O aromatizante líquido no reservatório 258 pode ser removido por uma bomba 260 que envia o aromatizante líquido através da linha 262 de fornecimento e para o vaso após passagem através dos bocais 264, 265, 266, 267. O carvão tratado pode ser removido do vaso através de uma linha 268 de descarga. O vaso 240 pode possuir qualquer número desejado de compartimentos, e. g., na forma de realização mostrada, o vaso inclui 6 compartimentos 270, 272, 274, 276, 278, 280 separados por partições 282, 284, 286, 288, 290. O aromatizante líquido pode ser fornecido apenas aos compartimentos 272, 274, 276, 278 centrais, pelo que o primeiro compartimento 270 pode ser utilizado como um compartimento de carga e o último 15 compartimento 280 pode ser utilizado como um compartimento de descarga. A passagem de partículas de carvão de um compartimento para o seguinte é conseguida proporcionando uma ou mais aberturas nas partições 282, 284, 286, 288, 290. Por exemplo, pode ser proporcionada uma abertura única no fundo de cada partição, e. g., uma abertura rectangular de 1-2 polegadas por 2-4 polegadas. Para impedir as partículas de carvão de escoarem directamente de um compartimento para o seguinte, é vantajoso desfasar as aberturas, e. g., a primeira partição 282 pode possuir uma abertura próxima de um lado do vaso e a partição 284 seguinte pode possuir uma abertura próxima do lado oposto do vaso e daí por diante, para proporcionar uma trajectória tortuosa de deslocamento do carvão através do vaso. O leito fluidizado de partículas de carvão comporta-se como um líquido com uma parte das partículas fluidizadas sendo conduzidas de modo ascendente pelo gás fluidizante com algumas das partículas sendo transferidas do primeiro compartimento 270 para o segundo compartimento 272 escoando através de uma abertura (e. g.,, abertura de 2,5 por 5 cm (1 por 2 polegadas)) entre os compartimentos 270, 272 no fundo da partição 282. Do mesmo modo, as partículas movem-se de compartimento para compartimento até atingirem o compartimento de descarga. Deste modo, as partículas movem-se de compartimento para compartimento enquanto num estado fluidizado e, por último, são removidas do vaso após um tempo de residência pré-determinado. O tempo de residência pode variar dependendo do tamanho do vaso e número de compartimentos. Numa forma de realização preferida, o tempo de residência pode variar de 5 a 60 minutos, de um modo mais preferido, 10 a 20 minutos. 16

Os tamanhos dos compartimentos do vaso são, de um modo preferido, iguais e o aromatizante liquido pode ser distribuído nos compartimentos centrais por 2 ou mais saídas em cada compartimento. 0 aromatizante líquido é, de um modo preferido, fornecido a cada compartimento num caudal que atinge distribuição uniforme do aromatizante nas partículas de carbono. Por exemplo, o aromatizante pode ser fornecido num caudal que resulta numas gotas líquidas, pulverização de líquido ou escoamento contínuo de líquido sobre o leito de partículas fluidizadas. Se pulverizadas, é desejável que o aromatizante não seja atomizado para uma extensão tal que o(s) agente (s) aromatizante(s) volátil(eis) seja(m) transportado(s) fora do vaso em vez de ser(em) aplicado(s) às partículas de carbono. Embora não pretenda estar ligado à teoria, crê-se que a distribuição uniforme do aromatizante é assistida pelo gás fluidizante que auxilia a transferência de massa de aromatizante de partícula para partícula à medida que as partículas se deslocam nas direcções vertical e/ou horizontal no leito fluidizado. Uma disposição de saída preferida proporciona uma saída para distribuir aromatizante sobre uma área de 130 a 350 cm2 (20 a 60 in2) . e. g., cerca de 190 a 260 (30 a 40 in2) na superfície superior do leito fluidizado. O aromatizante pode ser fornecido às partículas fluidizadas a qualquer temperatura desejada. Numa forma de realização preferida, o leito não é aquecido e as partículas podem estar a uma temperatura na gama de 4 a 20 °C (40 a 70 F), de um modo preferido, 7 a 18 °C (45 a 65 F) . O aquecimento das partículas de carvão durante o tratamento não é necessário porque pode ser conseguida impregnação adequada das partículas com o aromatizante sem aquecimento. De facto, dependendo da composição de aromatizante, o aquecimento das partículas fluidizadas pode 17 resultar em perda de aromatizante através de evaporação do aromatizante. Numa forma de realização preferida, substancialmente todo o aromatizante introduzido no vaso é impregnado nas partículas de carvão. Em termos de peso adicionado, as partículas de carvão podem ser tratadas para incluir 0,1 a 20% do aromatizante, de um modo preferido, 1 a 5% de aromatizante. De um modo preferido, o aromatizante mascara o sabor das partículas de carvão e introduz aroma e sabor aceitáveis característicos quando utilizados num filtro de cigarro. Além disso, é desejado que as partículas de carvão tratadas não possuam um odor desagradável, i. e., as partículas de carbono tratadas são essencialmente inodoras. No entanto, quando incorporadas num filtro de cigarro, as partículas de carbono tratadas, de um modo preferido, libertam algum do aromatizante (através do deslocamento das moléculas), enquanto removem componentes gasosos da corrente de fumo de tabaco que passa através do filtro.

As partículas de carvão aromatizadas podem ser utilizadas numa variedade de aplicações, incluindo artigos para fumar, composições de enchimento cortado e filtros de cigarro. Deste modo, numa forma de realização, a invenção refere-se a um artigo para fumar compreendendo partículas de carvão aromatizadas. O artigo para fumar pode ser qualquer artigo contendo material passível de fumar, tal como um cigarro, um cachimbo, um charuto e um cigarro não tradicional. Os cigarros não tradicionais incluem, por exemplo, cigarros para sistemas de fumar eléctricos como descritos nas Patentes da mesma requerente US N° 6026820; 5988176; 5915387; 5692526; 5692525; 5666976; e 5499636. As partículas de carvão aromatizadas podem estar localizadas num filtro e/ou dispersas no próprio material para fumar. Os artigos para fumar típicos incluirão de cerca de 10 mg a cerca de 200 mg 18 das partículas de carvão aromatizadas, embora a quantidade necessária possa ser facilmente determinada por experimentação de rotina e/ou ajustada em conformidade. A invenção refere-se ainda a filtros de cigarro compreendendo as partículas de carvão aromatizadas. Qualquer filtro convencional ou modificado pode incorporar as partículas de carvão aromatizadas. Numa forma de realização, as partículas de carvão aromatizadas são incorporadas em ou sobre um suporte tal como papel (e. g., papel de boquilha) que está localizado ao longo de uma parte de filtro de um cigarro. Como será reconhecido pelos especialistas na técnica, esse papel pode ser utilizado, por exemplo, como um invólucro ou um revestimento na parte de filtro do cigarro. As partículas de carvão aromatizadas podem também ser carregadas sobre um suporte, tal como papel ligeira ou vincadamente dobrado inserido numa parte oca do filtro de cigarro. 0 suporte está, de um modo preferido, na forma de um material de folha, tal como papel crepe, papel de filtro ou papel de boquilha. No entanto, podem também ser utilizados outros materiais de suporte adequados, tais como materiais compatíveis de cigarro orgânico ou inorgânico. A Figura 3 ilustra um cigarro 2 possuindo um troço 4 de tabaco, uma parte 6 de filtro e um tampão 8 de filtro de boquilha. Como mostrado, podem ser carregadas partículas de carvão aromatizadas sobre o papel 10 dobrado inserido numa cavidade oca, tal como o interior de uma manga 12 de escoamento livre que forma parte da parte 6 de filtro. A Figura 4 mostra um cigarro 2 possuindo um troço 4 de tabaco e uma parte 6 de filtro, em que o papel 10 dobrado está localizado na cavidade oca de uma primeira manga 13 de 19 escoamento livre localizada entre o filtro 8 de boquilha e uma segunda manga 15 de escoamento livre. 0 papel 10 pode ser utilizado em formas diferentes de uma folha dobrada. Por exemplo, o papel 10 pode ser empregue como uma ou mais tiras individuais, um rolo, etc. Em qualquer forma, pode ser proporcionada uma quantidade desejada de partículas de carvão aromatizadas na parte de filtro de cigarro ajustando a quantidade de partículas de carvão aromatizadas revestidas por área de unidade do papel e/ou a área total do papel revestido empregue no filtro (e. g., podem ser proporcionadas quantidades superiores de adsorvente com superfície modificada utilizando simplesmente pedaços maiores de papel revestido). Nos cigarros mostrados nas Figuras 1 e 2, o troço 4 de tabaco e a parte 6 de filtro estão unidas em conjunto com papel 14 de boquilha. Em ambos os cigarros, a parte 6 de filtro pode ser suportada em conjunto com o sobre-revestimento 11 de filtro.

As partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas no papel de filtro de vários modos. Por exemplo, as partículas de carvão aromatizadas podem ser misturadas com água para formar uma pasta. A pasta pode ser, então, revestida sobre papel de filtro pré-formado e deixada secar. O papel de filtro pode ser então incorporado na parte de filtro de um cigarro do modo mostrado nas Figuras 3 e 4. De um modo alternativo, o papel seco pode ser envolvido numa forma de tampão e inserido numa parte de filtro do cigarro. Por exemplo, o papel pode ser envolvido numa forma de tampão e inserido como um tampão no interior de um elemento de filtro de escoamento livre, tal como uma manga de polipropileno ou acetato de celulose. Noutra disposição, o papel pode compreender um revestimento interior desse elemento de filtro de escoamento livre. 20

De um modo alternativo, as partículas de carvão aromatizadas são adicionadas ao papel de filtro durante o processo de fabrico de papel. Por exemplo, as partículas de carvão aromatizadas podem ser misturadas com celulose volumosa para formar uma mistura de polpa de celulose. A mistura pode ser então formada em papel de filtro de acordo com métodos conhecidos na técnica.

Noutra forma de realização da presente invenção, as partículas de carvão aromatizadas são incorporadas no material fibroso da própria parte de filtro de cigarro. Esses materiais de filtro incluem, mas não são limitados a, materiais de filtro fibrosos incluindo papel, fibras de acetato de celulose e fibras de polipropileno. Esta forma de realização é ilustrada na Figura 5, que mostra um cigarro 2 constituído por um troço 4 de tabaco e uma parte 6 de filtro na forma de um filtro tampão-espaço-tampão possuindo um filtro 8 de boquilha, um tampão 16 e um espaço 18. 0 tampão 16 pode compreender um tubo ou peça sólida de material, tal como fibras de polipropileno ou de acetato de celulose. 0 troço 4 de tabaco e a parte 6 de filtro estão unidas em conjunto com papel 14 de boquilha. A parte 6 de filtro pode incluir um sobre-revestimento 11 de filtro. 0 sobre-revestimento 11 de filtro contendo material de filtro fibroso tradicional e partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporados no ou sobre o sobre-revestimento 11 de filtro tal como sendo ali revestido. De um modo alternativo, as partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas no filtro 8 de boquilha, no tampão 16 e/ou no espaço 18. Além disso, as partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas em qualquer elemento da parte de filtro de um cigarro. Por exemplo, a parte de filtro pode consistir apenas do filtro 8 de boquilha e as partículas de carvão aromatizadas 21 podem ser incorporadas no filtro 8 de boquilha e/ou no papel 14 de boquilha. A Figura 6 mostra um cigarro 2 constituído por um troço 4 de tabaco e parte 6 de filtro. Esta disposição é semelhante à da Figura 3 excepto o espaço 18 estar preenchido com partículas de carvão aromatizadas ou com um tampão 15 feito de material, tal como polipropileno ou acetato de celulose fibroso, contendo as partículas de carvão aromatizadas. Como na forma de realização anterior, o tampão 16 pode ser oco ou sólido e o troço 4 de tabaco e parte 6 de filtro estão unidos em conjunto com papel 14 de boquilha. Existe também um sobre-revestimento 11 de filtro. A Figura 7 mostra um cigarro 2 constituído por um troço 4 de tabaco e uma parte 6 de filtro em que a parte 6 de filtro inclui um filtro 8 de boquilha, um sobre-revestimento 11 de filtro, papel 14 de boquilha para unir o troço 4 de tabaco e a parte 6 de filtro, um espaço 18, um tampão 16 e uma manga 20 oca. As partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas num ou mais elementos da parte 6 de filtro. Por exemplo, o adsorvente com superfície modificada pode ser incorporado na manga 20 ou as partículas de carvão aromatizadas podem ser preenchidas no espaço no interior da manga 20. Se desejado, o tampão 16 e a manga 20 podem ser feitos de material, tal como polipropileno ou acetato de celulose fibroso, contendo partículas de carvão aromatizadas. Como na forma de realização anterior, o tampão 16 pode ser oco ou sólido.

As Figuras 8 e 9 mostram modificações adicionais da parte 6 de filtro. Na Figura 6, o cigarro 2 é constituído por um troço 4 de tabaco e a parte 6 de filtro. A parte 6 de filtro inclui um filtro 8 de boquilha, um sobre-revestimento 11 de filtro, um 22 tampão 22 e uma manga 20 e as partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas num ou mais destes elementos de filtro. Na Figura 9, a parte 6 de filtro inclui um filtro 8 de boquilha e um tampão 24 e as partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas num ou mais destes elementos de filtro. Como o tampão 16, os tampões 22 e 24 podem ser sólidos ou ocos. Nos cigarros mostrados nas Figuras 6 e 7, o troço 4 de tabaco e a parte 6 de filtro estão unidos em conjunto por papel 14 de boquilha.

Podem ser utilizadas várias técnicas para aplicar as partículas de carvão aromatizadas às fibras de filtro ou outros suportes de substrato. Por exemplo, as partículas de carvão aromatizadas podem ser adicionadas às fibras de filtro antes de serem formadas num cartucho de filtro, e. g., uma ponta para um cigarro. As partículas de carvão aromatizadas podem ser adicionadas às fibras de filtro, por exemplo, na forma de um pó seco ou uma pasta por métodos conhecidos na técnica. Se as partículas de carvão aromatizadas forem aplicadas na forma de uma pasta, as fibras são deixadas secar antes de se formarem num cartucho de filtro.

Noutra forma de realização preferida, as partículas de carvão aromatizadas são empregues numa parte oca de um filtro de cigarro. Por exemplo, alguns filtros de cigarro possuem uma configuração tampão/espaço/tampão em que os tampões compreendem um material de filtro fibroso e o espaço é simplesmente um vazio entre dois tampões de filtro. Esse vazio pode ser preenchido com as partículas de carvão aromatizadas da presente invenção. Um exemplo desta forma de realização é mostrado na Figura 5. As partículas de carvão aromatizadas podem ser utilizadas em forma 23 granular ou carregadas sobre um suporte adequado tal como uma fibra ou filamento.

Noutra forma de realização da presente invenção, as partículas de carvão aromatizadas são empregues numa parte de filtro de um cigarro para utilização com um dispositivo de fumar como descrito na Patente US N° 5692525, cujo conteúdo total é aqui incorporado por referência. A Figura 10 ilustra um tipo de construção de um cigarro 100 que pode ser utilizado com um dispositivo de fumar eléctrico. Como mostrado, o cigarro 100 inclui um troço 60 de tabaco e uma parte 62 de filtro unidos pelo papel 64 de boquilha. De um modo preferido, a parte 62 de filtro contém um elemento 102 de filtro de escoamento livre tubular e um tampão 104 de filtro de boquilha. O elemento 102 de filtro de escoamento livre e o tampão 104 de filtro de boquilha podem estar unidos em conjunto como um tampão 110 combinado com invólucro 112 de tampão. O troço 60 de tabaco pode possuir várias formas incorporando um ou mais dos seguintes itens: um sobre-revestimento 71, outro elemento 74 de filtro de escoamento livre tubular, um tampão 80 de tabaco cilíndrico, de um modo preferido, envolvido num invólucro 84 de tampão, uma rede 66 de tabaco compreendendo uma rede 68 base e material 70 de aroma de tabaco e um espaço 91 vazio. O elemento 74 de filtro de escoamento livre proporciona definição e suporte estrutural na extremidade 72 com ponta do troço 60 de tabaco. Na extremidade 78 livre do troço 60 de tabaco, a rede 66 de tabaco em conjunto com sobre-revestimento 71 são envolvidos próximos do tampão 80 de tabaco cilíndrico. Podem ser feitas várias modificações a uma disposição de filtro para esse cigarro incorporar as partículas de carvão aromatizadas da invenção. 24

Nesse cigarro, as partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas de vários modos, tais como sendo carregadas sobre papel ou outro material de substrato que é ali ajustado para o sítio de passagem do elemento 102 de filtro de escoamento livre tubular. As partículas de carvão aromatizadas podem também ser empregues como um revestimento ou um tampão no interior do elemento 102 de filtro de escoamento livre tubular. Alternativamente, as partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas nas partes de parede fibrosa do próprio elemento 102 de filtro de escoamento livre tubular. Por exemplo, o elemento ou manga 102 de filtro de escoamento livre tubular pode ser feito de materiais adequados, tais como fibras de polipropileno ou de acetato de celulose e as partículas de carvão aromatizadas podem ser misturadas com essas fibras antes ou como parte do processo de formação de manga.

Noutra forma de realização, as partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas no tampão 104 de filtro de boquilha em vez de no elemento 102. No entanto, como nas formas de realização anteriormente descritas, de acordo com a invenção, podem ser incorporadas partículas de carvão aromatizadas em mais do que um componente de uma parte de filtro, tal como sendo incorporadas no tampão 104 de filtro de boquilha e no elemento 102 de filtro de escoamento livre tubular. A parte 62 de filtro da Figura 10 pode, também, ser modificada para criar um espaço vazio no qual podem ser inseridas as partículas de carvão aromatizadas.

Como explicado acima, as partículas de carvão aromatizadas podem ser incorporadas em vários materiais de suporte. Quando as partículas de carvão aromatizadas são utilizadas em papel de 25 filtro, as partículas podem possuir um diâmetro de partícula médio de 10 a 100 m, de um modo preferido, 30 a 80 m. Quando o adsorvente com superfície modificada é utilizado em fibras de filtro ou outros suportes mecânicos, podem ser utilizadas partículas maiores. De um modo preferido, essas partículas possuem um tamanho de malha de 10 a 70 e, de um modo mais preferido, de 20 a 50 malhas. A quantidade de partículas de carvão aromatizadas empregue no filtro de cigarro a título de incorporação num suporte adequado, tal como papel de filtro e/ou fibras de filtro, depende da quantidade de constituintes no fumo de tabaco e da quantidade de constituintes desejada para remover. Como exemplo, o papel de filtro e as fibras de filtro podem conter de 10% a 50% em peso das partículas de carvão aromatizadas.

Uma forma de realização da invenção refere-se a um método de fabrico de um filtro de cigarro, o referido método compreendendo: (i) proporcionar partículas de carvão aromatizadas como descrito acima e (ii) incorporar as partículas de carvão aromatizadas num filtro de cigarro. Podem ser utilizados quaisquer métodos convencionais ou modificados para fabrico de um filtro para incorporar as partículas de carvão aromatizadas.

Outra forma de realização da invenção refere-se a um método de fabrico de um cigarro, o referido método compreendendo: (i) proporcionar um enchimento cortado para uma máquina de fabrico de cigarros para formar um troço de tabaco; (ii) colocar um enrolamento de papel em torno do troço de tabaco; (iii) proporcionar um filtro de cigarro compreendendo partículas de carvão aromatizadas como descrito acima; e (iv) fixar o 26 filtro de cigarro ao troço de tabaco para formar o cigarro. Ainda noutra forma de realização, a invenção refere-se a um método de fabrico de um cigarro, o referido método compreendendo: (i) adicionar partículas de carvão aromatizadas, como descrito acima, a um enchimento cortado; (ii) proporcionar o enchimento cortado compreendendo as partículas de carvão aromatizadas a uma máquina de fabrico de cigarros para formar um troço de tabaco; e (iii) colocar um enrolamento de papel em torno do troço de tabaco para formar o cigarro.

Os exemplos de tipos adequados de materiais de tabaco que podem ser utilizados incluem o curado em estufa, tabacos Burley, Maryland ou Oriental, os tabacos raros ou especialidades e suas misturas. 0 material de tabaco pode ser proporcionado na forma de lâmina de tabaco; materiais de tabaco processados, tal como tabaco de volume expandido ou expandido, hastes de tabaco processado, tais como hastes laminadas ou cortadas e expandidas, materiais de tabaco reconstituídos; ou suas misturas. A invenção pode ser também realizada com substitutos de tabaco.

No fabrico de cigarros, o tabaco é, normalmente, empregue na forma de enchimento cortado, i. e., na forma de corte de tiras ou aparas em larguras que variam de 0,25 cm a 0,13 cm ou mesmo 0,06 cm (1/10 polegadas a 1/20 polegadas ou mesmo 1/40 polegadas). Os comprimentos das aparas variam entre 0,6 cm a 7,6 cm (0,25 polegadas a 3,0 polegadas) . Os cigarros podem compreender ainda um ou mais aromatizantes ou outros aditivos (e. g., aditivos de queima, agentes modificadores de combustão, agentes corante, ligantes, etc.) conhecidos na técnica.

As técnicas para fabrico de cigarros são conhecidas na técnica e podem ser utilizadas para incorporar o adsorvente com 27 superfície modificada. Os cigarros resultantes podem ser fabricados para qualquer especificação desejada utilizando técnicas e equipamento de fabrico de cigarros padrão ou modificados. Os cigarros da invenção podem variar de cerca de 50 mm a cerca de 120 mm em comprimento. Em geral, um cigarro normal possui cerca de 70 mm de comprimento, um "King Size" possui cerca de 85 mm de comprimento, um "Super King Size " possui cerca de 100 mm de comprimento e um "Long" possui, normalmente, cerca de 120 mm de comprimento. A circunferência é de cerca de 15 mm a cerca de 30 mm em circunferência e, de um modo preferido, em torno de 25 mm. A densidade de empacotamento está tipicamente entre uma gama de cerca de 100 mg/cm3 a cerca de 300 mg/cm3 e, de um modo preferido, 150 mg/cm3 a cerca de 2 75 mg/cm3.

Embora a invenção tenha sido descrita com referência às formas de realização preferidas, é para ser entendido que pode recorrer-se a variações e modificações como será evidente para os especialistas na técnica.

Lisboa, 11 de Abril de 2013 28

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Processo para fabrico de partículas de carvão aromatizadas, o processo compreendendo: (i) introduzir partículas (212) de carvão activado num vaso (200) (240) ; (ii) introduzir um gás fluidizante no vaso (200) (240) de modo a fluidizar as partículas (212) (242) de carvão activado; e (iii) introduzir um aromatizante líquido no vaso (200) (240) enquanto as partículas (212) (242) de carvão activado estão num estado fluidizado, sendo o aromatizante líquido absorvido e/ou adsorvido sobre as partículas de carvão activado em que o processo é realizado sem aquecimento das partículas de carvao activado enquanto no estado fluidizado.
2. Processo da Reivindicação 1, em que o processo é realizado num modo descontínuo ou contínuo para proporcionar 0,1 a 20% em peso de aromatizante nas partículas (212) (242) de carvão activado.
3. Processo da Reivindicação 2, em que o processo é realizado num modo descontínuo.
4. Processo da Reivindicação 2, em que o processo é realizado num modo contínuo, contendo o vaso (240) uma pluralidade de 1 compartimentos (270, 272, 274, 276, 278, 280) através dos quais as partículas (212) (242) de carvão activado passam sequencialmente enquanto no estado fluidizado.
5. Processo da Reivindicação 1, em que o carvão activado possui um tamanho de partícula médio de cerca de 10 malhas a cerca de 70 malhas.
6. Processo da Reivindicação 1, em que o carvão activado possui um tamanho de partícula médio de cerca de 0,2 mm a cerca de 1 mm.
7. Processo da Reivindicação 1, em que o gás fluidizante é azoto.
8. Processo da Reivindicação 1, em que o vaso inclui uma conduta (218) (248) de escape de gás separada do interior do vaso por um filtro (220, 222) (250, 251, 252, 253), incluindo o processo novo sopro periódico de gás através do filtro para limpar partículas de carvão activado do filtro.
9. Processo da Reivindicação 1, em que o processo é realizado durante 10 a 60 minutos.
10. Método de fabrico de um filtro (6) de cigarro, o referido método compreendendo: (i) proporcionar carvão aromatizado produzido de acordo com o processo da Reivindicação 1, e (ii) incorporar o carvão aromatizado num filtro (6) de cigarro. 2
11. Método de fabrico de um cigarro (2), o referido método compreendendo: (i) proporcionar um enchimento cortado a uma máquina de fabrico de cigarros para formar um troço (4) de tabaco; (ii) colocar um enrolamento de papel em torno do troço de tabaco; (iii) proporcionar um filtro (6) de cigarro de acordo com a Reivindicação 10; e (iv) fixar o filtro (6) de cigarro ao troço (4) de tabaco para formar o cigarro (2). Lisboa, 11 de Abril de 2013 3