ES2234695T3 - Articulo de fumar que comprende una envoltura que contiene un material ceramico. - Google Patents
Articulo de fumar que comprende una envoltura que contiene un material ceramico.Info
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Abstract
Un artículo de fumar que comprende un material de envoltura que envuelve un material de fumar de tabaco, comprendiendo la envoltura una carga cerámica, un aglutinante, opcionalmente un aditivo de combustión y opcionalmente un agente mejorador de la ceniza, estando dicha carga cerámica en forma de partículas presente dentro del intervalo de 50-95% en peso de los materiales secos en la suspensión que produce la envoltura, caracterizado porque dicha carga cerámica es una carga cerámica en forma de partículas de forma predefinida y dicha envoltura tiene una estructura auto-portante porosa.
Description
Artículo de fumar que comprende una envoltura que
contiene un material cerámico.
El invento se refiere a artículos de fumar y en
particular, pero no exclusivamente, a cigarros.
Durante años se han llevado a cabo numerosos
intentos para proporcionar un artículo de fumar que presente
cantidades reducidas de humo secundario. Muchos de estos intentos
han sugerido la utilización de materiales de fumar que no eran de
tabaco, tales como materiales de fumar que incorporan materiales
inorgánicos en suspensión que no son combustibles y que, producen
por sí mismos una baja cantidad de productos de combustión. La
reciente solicitud de patente internacional de los inventores, nº de
publicación WO 96/07336 describía un artículo de fumar que tenía una
elevada proporción de material inorgánico no combustible y que
comprendía una envoltura considerablemente no combustible a lo largo
de la longitud completa del material cilíndrico de fumar y que
envolvía una fuente de combustible y un medio generador de aerosol.
No obstante, esta aplicación se refiere de manera específica a
materiales de fumar que no contienen o no contienen
considerablemente tabaco, y por lo tanto a su contenido elevado de
material inorgánico. Se ha comprobado que, cuando envuelve un
material de fumar de tabaco, la envoltura de esta descripción
resulta un tanto ineficaz a la hora de mantener la combustión. Las
condiciones de las máquinas de fumar estándar son una aspiración de
35 ml de dos segundos de duración por minuto.
La solicitud de patente internacional, nº de
publicación WO 98/16125 describe materiales tubulares cerámicos
reutilizables que requieren adición mecánica de porosidad para la
provisión de rendijas cubiertas con un material poroso. Estos
materiales tubulares no se apagan y normalmente requieren un
conducto de aire anular entre el material tubular y el inserto de
tabaco para que se produzca la combustión. Una realización comprende
un tejido cerámico fibroso que tiene permeabilidad natural, en
contacto con el inserto de tabaco. El tejido no es combustible y se
requiere un material de tejido poroso que permita la entrada de aire
al interior de inserto de tabaco y, por tanto, la combustión del
inserto de tabaco dentro del material tubular. Este tejido no se
apaga. Otra realización describe una hoja tubular de material
fibroso que se calcina ligeramente para retirar el material
aglomerante, creando así porosidad. De nuevo, esta variación en el
material tubular cerámico no experimenta combustión ni se apaga tras
la etapa de calcinación y es reutilizable.
Incluso más recientemente, la solicitud de
patente internacional, nº de publicación WO 99/53778 describía un
material de tratamiento de la corriente de humo secundaria del
cigarro fabricado a partir de una hoja de componentes activos no
combustibles tratados durante su fabricación para proporcionar una
estructura porosa capaz de afectar a la corriente de humo
secundaria. El material de tratamiento comprende un material
absorbente hidrófobo que tiene una porosidad importante y un gran
tamaño de micro-poro, es decir, un material que
tiene una superficie específica elevada capaz de absorber material
en forma de partículas. Preferiblemente, el material de hoja
contiene un compuesto que libera oxígeno que mejora el tratamiento
de oxidación de los componentes adsorbidos. El material de fumar que
se encuentra dentro de este material de hoja es picadura de tabaco.
Este producto trabaja absorbiendo el material de humo en fase de
vapor y produciendo una combustión más minuciosa de ese material en
un entorno de oxígeno mejorado. También existe filtración química
selectiva la corriente de humo secundaria. El material de
tratamiento de la corriente de humo secundaria de este documento no
se apaga a medida que se produce la acción de fumar, de forma que el
producto no presenta un aspecto convencional durante la acción de
fumar.
El objeto de los documentos descritos de la
técnica anterior no es proporcionar una envoltura que imite de
manera aproximada las propiedades convencionales de formación de
ceniza del cigarro.
La solicitud de patente de EE.UU. número 4 915
117 describe un cigarro que tiene una hoja fina para contener
tabaco. En una realización, la hoja se forma revistiendo o
impregnando un papel con un adhesivo inorgánico y secando la hoja
resultante para formar un papel que tiene una capa cerámica. El
documento de la técnica anterior describe una envoltura que requiere
un material de papel para proporcionar soporte para la capa cerámica
formada de este modo.
Este invento tiene como objeto la provisión de un
artículo de fumar que contiene un material de fumar convencional y
una envoltura no convencional que comprende una proporción de
material no combustible, ardiendo la envoltura con una línea de
fuego visible que avanza a lo largo de la longitud del artículo de
fumar durante la acción de fumar.
El invento tiene como otro objeto la provisión de
un artículo de fumar que tiene características de formación de
ceniza considerablemente normales, siendo la ceniza susceptible de
ser retirada mediante técnicas de fumar normales, es decir mediante
sacudidas por parte del consumidor o apagando el artículo de
fumar.
El invento también tiene como otro objeto
proporcionar una envoltura que no requiera envejecimiento mediante
tratamiento térmico con el fin de producir una estructura porosa. La
envoltura del presente invento puede secarse para retirar la humedad
pero no se caliente por encima de 280ºC. El calentamiento por encima
de 150ºC no resulta deseable, ya que la envoltura se decolora. Tal
envoltura se conoce como "envoltura cerámica cruda". Según se
emplea en la presente memoria "envoltura cerámica cruda"
significa una envoltura que no se calienta por encima de 100ºC en
ninguna etapa de su fabricación.
El invento tiene como otro objeto la provisión de
una envoltura que no requiera tratamiento mecánico para proporcionar
la porosidad que la envoltura necesita para que se produzca la
combustión.
El presente invento proporciona un artículo de
fumar que comprende un material de envoltura que envuelve un
material de fumar de tabaco, conteniendo la envoltura una proporción
de una carga cerámica de forma predefinida, un aglutinante,
opcionalmente un aditivo de combustión y opcionalmente un agente
mejorador de la ceniza.
La forma predefinida de la carga cerámica es una
forma que cuando se mezcla con un aglutinante en la envoltura, ésta
tiene una estructura porosa autónoma y cuando se quema durante la
acción de fumar la envoltura pierde su integridad estructural. De
manera ventajosa, la envoltura es una envoltura cerámica cruda.
De acuerdo con el invento, el material cerámico
es un material en forma de partículas.
Preferiblemente, la forma predefinida de la carga
cerámica es esférica o considerablemente esférica, oval o
considerablemente oval, u otra forma irregular que se aproxime a
ellas.
De manera ventajosa, la carga cerámica tiene un
tamaño de partícula dentro del intervalo de 2-90
\mum, más preferiblemente 2-75 \mum e incluso
más preferiblemente 25-70 \mum. Preferiblemente,
el tamaño medio de partícula es mayor que 30 \mum, más
preferiblemente mayor que 35 \mum e incluso más preferiblemente
mayor que 40 \mum. Parece ser que un tamaño medio de partícula de
alrededor de 50 \mum es altamente ventajoso. El tamaño de
partícula preferido puede lograrse moliendo una carga cerámica
apropiada que tenga un tamaño mayor de partícula por debajo del
intervalo ventajoso y/o tamaño preferido.
Preferiblemente, la carga cerámica tiene una
forma de partícula regular o irregular distinta de la forma de
plaqueta. De manera ventajosa, la carga cerámica es un óxido de
metal insoluble o de baja solubilidad o una sal de metal.
Preferiblemente, la carga cerámica es un óxido de metal estable
térmicamente o una sal de metal. La carga cerámica puede ser uno o
más de alúmina, sílice, un aluminio-silicato,
carburo de silicio, óxido de zirconio estabilizado o no
estabilizado, zirconio, granate, feldespato, u otros materiales
conocidos por los expertos y que tengan el tamaño de partícula
necesario u otros materiales cerámicos apropiados que hayan sido
molidos hasta obtener el tamaño o la forma necesarios.
De acuerdo con el invento, la carga cerámica está
presente en un intervalo de 50-95%, preferiblemente
70-90% y más preferiblemente
70-87,5% en peso de los materiales secos en la
suspensión que produce la envoltura.
De manera ventajosa, la carga cerámica no es una
suspensión activada, y por lo tanto tiene una superficie específica
reducida, aunque las cargas cerámicas activadas funcionan en el
presente invento.
Preferiblemente, el aglutinante es un aglutinante
orgánico que se escoge entre uno o más de un alginato, tal como
alginato de calcio, alginato de propilen-glicol, una
goma, una celulosa (modificada o natural), una pectina o aglutinante
pectínico, almidón, o sales de metales de los grupos I o II de estos
aglutinantes, tales como carboximetilcelulosa de sodio o alginato de
sodio.
Además o de manera alternativa, el aglutinante
puede ser de manera ventajosa un aglutinante inorgánico capaz de
cementar las partículas de la carga cerámica. Preferiblemente, el
aglutinante inorgánico es un material inorgánico activado. El
aglutinante inorgánico puede ser uno o más de alúmina activada,
silicato de aluminio, silicato de magnesio o una arcilla inerte.
Preferiblemente, el aglutinante inorgánico tiene
un tamaño de partícula dentro del intervalo de 2-90
\mum, más preferiblemente dentro del intervalo de
2-50 \mum e incluso más preferiblemente dentro del
intervalo de 2-15 \mum. De manera apropiada, el
aglutinante inorgánico es hidrófobo.
Preferiblemente, el aglutinante se encuentra
presente en más de 2% en peso de los materiales secos en la
suspensión que produce la envoltura, y preferiblemente se encuentra
presente dentro del intervalo de 3-30%, más
preferiblemente <20% y incluso más preferiblemente < 10% en
peso de los materiales secos en la suspensión. Del modo más
preferido el aglutinante está dentro del intervalo de
3-10%. La cantidad de carga cerámica y aglutinante
que se escoge dependerá de las propiedades aglutinantes del
aglutinante seleccionado.
Normalmente, el aditivo de combustión se
encuentra presente en la envoltura en un peso que es mayor que el
visto en las envolturas de papel. Preferiblemente, el aditivo de
combustión está presente dentro del intervalo de
1-15% en peso de los materiales secos en la
suspensión utilizada para producir la envoltura y más
preferiblemente es <10% e incluso más preferiblemente <5%.
Preferiblemente, el aditivo de combustión es un promotor de
combustión. Aditivos de combustión apropiados pueden escogerse entre
una o más de las sales de metales de los grupos I o II tales como
acetatos, citratos y otros promotores de combustión conocidos por
los expertos.
El aditivo de combustión se escoge para dar las
mejores características de combustión y el color de ceniza más
aceptable durante la acción de fumar. El aditivo de combustión puede
ser un residuo del (de los) agente de precipitación
escogido(s) y descrito(s) anteriormente.
El agente mejorador de la ceniza está presente
para proporcionar medios de conexión o medios de mejora de
empaquetamiento entre las partículas de la carga cerámica. El
invento tiene como objetivo la provisión de una envoltura que no se
apaga y que forma ceniza como un artículo de fumar convencional. Los
componentes de la envoltura, y en particular la carga cerámica y el
agente mejorador de la ceniza, tienen un tamaño de partícula y/o
forma tal que su combinación proporciona la resistencia necesaria a
la envoltura antes de la combustión pero pierde tal resistencia
durante la combustión, con el fin de proporcionar una formación de
ceniza aceptable a partir de los productos quemados.
De manera apropiada, el agente inorgánico
mejorador de la ceniza tiene una morfología de plaqueta y se
encuentra mezclado con la carga cerámica con el fin de controlar la
permeabilidad, la resistencia de la formación de ceniza, el color y
las propiedades de combustión. El agente mejorador de la ceniza es
opcional pero, de manera ventajosa está presente en la envoltura
dentro del intervalo 0-5%. Materiales que tienen
morfología de plaqueta apropiada en comparación con la forma más
redondeada de la carga cerámica incluyen uno o más de mica, tiza,
perlita, arcillas, tales como por ejemplo vermiculita, caolinitas y
talcos. Estos materiales podrían también resultar apropiados como
carga cerámica, dado que pueden molerse hasta el tamaño y la forma
apropiados.
De manera alternativa, el agente mejorador de la
ceniza puede ser un material con un tamaño de partícula tan pequeño
que sus partículas conectan los huecos entre las partículas más
grandes de la carga cerámica.
En otra alternativa, de manera ventajosa el
agente mejorador de la ceniza es un material que eleva el pH de la
suspensión que forma la envoltura. Materiales apropiados capaces de
elevar el pH de la suspensión de 8 a alrededor de 10 incluyen sales
de carbonato e hidróxido de metales del grupo I o II.
De manera ventajosa, la envoltura es permeable y
preferiblemente tiene una permeabilidad menor que 200 unidades
Coresta (UC) y está preferiblemente dentro del intervalo de
2-100 UC. Más preferiblemente, la permeabilidad de
la envoltura está dentro del intervalo de 5-50 UC y
puede ser menor que 10 UC.
La envoltura debe tener una densidad de
0,5-3,0 g/cm^{3}, preferiblemente
0,8-1,20 g/cm^{3} y más preferiblemente del orden
de alrededor de 1,0 g/cm^{3} y debe tener una resistencia a la
tracción capaz de aguantar la manipulación. De manera ventajosa, la
envoltura es capaz de mantener un espesor dentro del intervalo de
0,2 a 0,6 mm.
De manera ventajosa, la envoltura se forma como
un tubo de la manera descrita en la solicitud anterior de los
inventores WO 96/07336.
La envoltura puede formarse produciendo una
suspensión espesa de los componentes de la envoltura, revistiendo la
suspensión alrededor del mandril rotatorio, y retirando el exceso de
humedad empleando medios físicos o químicos. De manera alternativa,
la suspensión puede moldearse en forma de lámina sobre un tambor o
moldeador de banda, o someterse a extrusión en forma de tubo hueco,
a través de un cabezal de boquilla "torpedo", por ejemplo, que
tiene una sección central sólida, o someterse a extrusión como
material laminado. La suspensión puede pulverizarse, revestirse o
proyectarse sobre un montaje de combustible/aerosol con forma
apropiada.
De manera apropiada, el proceso de extrusión se
lleva a cabo a una presión que no afecte negativamente sobre la
permeabilidad de la envoltura y que de manera apropiada no sea mayor
que 3-4 bares (300-400 kPa) en la
boquilla de extrusión de un dispositivo de extrusión de pistón, por
ejemplo, y a no más de 9 bares (900 kPa) para un dispositivo de
extrusión de husillo APV Baker Perkins. Para el proceso de
extrusión, puede ser necesario que ocurra la formación de espuma a
la salida de la boquilla con el fin de producir la estructura
celular, en cuyo caso debe ejercerse una presión mayor, en boquilla,
al tiempo que se conserva la permeabilidad.
Tras la extrusión o el revestimiento, la fracción
extruída hueca o el mandril revestido se somete de manera apropiada
a calentamiento a la salida de la boquilla para eliminar el exceso
del humedad. La suspensión de envoltura puede comprender un
aglutinante activado térmicamente, tal como silicato de potasio,
óxido de magnesio o hidroxipropilcelulosa a temperaturas por encima
de 40-50ºC, por ejemplo. Al someter a calentamiento
el mandril revestido o la fracción extruída hueca, el calor activa
el aglutinante haciendo que la envoltura precipite. El calentamiento
por medio de infra-rojos o microondas resulta
ventajoso como calentamiento directo, por ejemplo, la utilización de
dispositivos de insuflado de aire caliente puede afectar a la forma
de la fracción extruída, especialmente a temperaturas mayores que
100ºC.
La extrusión puede llevarse a cabo empleando un
dispositivo de extrusión de husillo sencillo o doble, un dispositivo
de extrusión de pistón o una bomba de suspensión.
De manera apropiada, la envoltura tiene un
espesor dentro del intervalo de 0,1-1,0 mm, aunque
2-3 mm puede resultar deseable. El espesor requerido
depende del peso y de la permeabilidad de la envoltura. De esta
forma, puede proporcionarse una envoltura fina y densa o una
envoltura gruesa de baja densidad, dependiendo de la composición de
los materiales de la envoltura.
Métodos de precipitación alternativos para la
envoltura incluyen la utilización de sustancias captadoras de agua.
Estas sustancias retiran el agua de la suspensión de envoltura,
haciendo en realidad que ésta se seque. Por ejemplo, el óxido de
magnesio ligero puede encontrarse en la mezcla de suspensión de
envoltura hasta 45% en peso de los componentes de la suspensión
secos, dependiendo del tiempo de residencia en el dispositivo de
extrusión y de la temperatura del dispositivo de extrusión. La
adición de óxido de magnesio también puede producir de manera
ventajosa una reducción visible de efectos secundarios. De manera
alternativa, el material de la envoltura puede someterse a extrusión
en un baño de etanol, u otra sustancia fuertemente hidrófila,
captando el etanol el agua de la fracción extruída. Otra alternativa
es la precipitación de un alginato insoluble a partir de alginato
soluble en la envoltura extruída. Esto puede lograrse, por ejemplo,
sometiendo a extrusión un tubo hueco de, por ejemplo, un material de
envoltura que contenga alginato de sodio en un baño de
electrolito(s) simple(s), por ejemplo, una disolución
de cloruro de calcio 1,0M. Los iones de sodio son sustituidos por
los iones de calcio y hacen que la fracción extruída precipite
extremadamente rápido. En los dos últimos métodos, puede llevarse a
cabo la pulverización del agente de captación de agua sobre la
fracción extruída o sobre la lámina de envoltura en lugar de
introducir la fracción extruída en el baño.
Se han empleado disoluciones de iones divalentes
o trivalentes; una combinación preferida ha sido la utilización de
alginato de sodio en el tubo extruído y una disolución de ion de
calcio en el baño. La sal más comúnmente empleada para precipitar
alginatos, por ejemplo, es la sal de cloruro de calcio. No obstante,
esta sal retarda la velocidad de combustión de la envoltura de tubo
y, en este invento, resulta más preferida la sal de acetato.
Se puede lograr algo de precipitación añadiendo
una cantidad subcrítica de un agente de precipitación al barril de
extrusión, a continuación precipitando completamente la estructura
aumentando la cantidad de agente de precipitación después de la
extrusión. Otros métodos de precipitación incluyen la precipitación
de la fracción extruída en un baño de electrolito altamente iónico o
en una sustancia inmiscible con el agua que no disuelva al
alginato.
Otro método incluye, como se ha mencionado
brevemente con anterioridad con respecto a los aglutinantes, la
utilización de un alginato convencionalmente insoluble como material
aglutinante haciéndolo soluble con el agente de solubilizante y a
continuación precipitando la estructura de la envoltura mediante la
retirada del agente solubilizante o mediante la adición de un agente
de captación.
Estos métodos pueden utilizarse de manera
secuencial, por ejemplo la envoltura puede precipitarse mediante la
precipitación de un alginato soluble que contiene el material de la
envoltura en un baño que contiene iones de calcio. Posteriormente,
la fracción extruída puede pasarse a un baño de agente de captación
de agua, tal como etanol, y a continuación calentarse para eliminar
los residuos líquidos. De manera alternativa, tras la precipitación,
la envoltura puede secarse empleando los métodos descritos
anteriormente.
Estos métodos son particularmente eficaces para
lograr una buena forma de la fracción extruída, debido a la
velocidad de reacción y a la ausencia de reducción de volumen en los
procesos, en particular en las etapas de secado.
La envoltura puede tener una estructura rígida,
aunque los inventores han encontrado que puede producirse envolturas
flexibles empleando como aglutinante alginato de sodio, que a
continuación se precipita para formar alginato de calcio y a
continuación se seca lentamente. La flexibilidad resulta ventajosa
en términos de solidez mejorada del producto durante la manipulación
a máquina y manual.
El tiempo de precipitación de la envoltura cuando
se forma como tubo extruído resulta crítico y depende de la
combinación del catión y del anión, la fuerza de la disolución en la
el tubo se somete a extrusión y el tiempo de residencia del tubo en
el baño del ión.
También pueden incorporarse a la envoltura
compuestos que reducen los efectos secundarios, tal como el óxido de
magnesio, con el fin de mejorar la reducción de los mismos.
El material de fumar del invento puede ser de
manera apropiada picadura de tabaco y puede ser una mezcla
convencional de picadura de hoja y tallo con o sin una parte de
tabaco expandido. Los tabacos de combustión rápida, tal como
Maryland o Virginia modificado, pueden ser tabacos preferidos para
su utilización en el presente invento, con el fin de mantener una
velocidad de combustión aceptable, aunque el Virginia sin modificar
y las mezclas de tabaco de EE.UU. se han mostrado satisfactorios por
separado en el presente invento.
Preferiblemente, el artículo de fumar comprende
al menos 50% de picadura de hoja, más preferiblemente 60% e incluso
más preferiblemente 70%.
De manera alternativa, la velocidad de combustión
del artículo de fumar se aproxima al intervalo requerido ajustando
la cantidad de aditivo de combustión junto con las otras
características de la envoltura y la composición del material de
fumar o mezcla.
El material de fumar puede incluir de manera
apropiada una parte de tabaco, de productos que no son tabaco, sus
mezclas o cualquiera de los anteriores a los que se les ha añadido
un material generador de aerosol. Estos materiales pueden ser tabaco
reconstituido o materiales de fumar alternativos, incluyendo
cualquiera de los materiales de fumar alternativos descritos en el
documento WO 96/07336, y en particular las fuentes de combustible
que contienen carbono descritas en sus páginas
15-18, los medios generadores de aerosol de sus
páginas 19-22 y las fuentes de combustible generador
de aerosol de sus páginas 22-24; WO 97/32491, en
particular el material de suspensión descrito en sus páginas
2-6; WO 97/32492, en particular el material descrito
en sus páginas 2-4; WO 97/32490, en particular el
material descrito en sus páginas 2-6; y WO 98/57556
(un material de fumar que comprende un generador de aerosol que no
es un poliol, hasta 20% en peso de tabaco, un aglutinante en no más
de 20% en peso y no menos de 30% de suspensión inorgánica),
incorporándose todos en su totalidad en la presente memoria como
referencia. La proporción de material de fumar reconstituido o
alternativo puede ser de 10-100% en peso del
material de fumar.
Preferiblemente, el material de fumar se envuelve
en una envoltura interna, tal como un material envolvente poroso o
un papel de fumar poroso. La envoltura interna mantiene el contacto
estrecho del carbón de llama con la envoltura externa. Por tanto, el
cilindro de material de fumar tiene un diámetro ligeramente inferior
al diámetro interno de la envoltura del artículo de fumar. La
envoltura interna puede incorporar una cantidad de carbono en forma
de partículas para mejorar la combustión. De manera alternativa,
puede incorporarse otros agentes mejoradores de la combustión.
Preferiblemente, la envoltura interna tiene una
permeabilidad mayor que 6.000 UC y más preferiblemente mayor que
12.000 UC. La porosidad de la envoltura interna está determinada en
cierto modo por la necesidad de que sea capaz de pegar la envoltura
interna sin que se produzca percolación del pegamento a través de la
envoltura.
De manera ventajosa, los artículos de fumar de
este invento puede utilizarse en combinación con filtros fibrosos de
acetato de celulosa convencionales. También pueden emplearse filtros
dobles o triples que incorporan carbono.
El invento se describirá a continuación, a modo
de ejemplo, por medio de sus dibujos en forma de diagrama, en los
que:
La Figura 1 muestra un artículo de fumar de
acuerdo con el invento y,
La Figura 2 muestra el tiempo de combustión libre
del control de Virginia (Línea 2) y del prototipo (Línea 1).
El artículo de fumar 1 comprende un cilindro de
tabaco 2 envuelto en una envoltura 3 y unido a un filtro fibroso de
acetato de celulosa 4.
La envoltura 3 del artículo de fumar se prepara
produciendo una pasta viscosa que comprende 10% de alginato de sodio
(aglutinante orgánico), 82,5% de alúmina (carga cerámica) que tiene
un tamaño medio de partícula de 45 \mum, 2,5% de carbonato de
calcio (agente inorgánico mejorador de la ceniza) y 5% de citrato de
tri-potasio (aditivo de combustión) en una mezcla
total de 100 g y a continuación mezclando con 60 ml de agua. La
pasta se somete a extrusión empleando un dispositivo de extrusión de
pistón a través de una boquilla de extrusión torpedo de 7,5 mm de
diámetro externo en una disolución de acetato de sodio 0,75 M. El
tubo extruído se deja en la disolución durante un período de
10-60 segundos, se retira, se corta hasta la
longitud deseada y a continuación se seca al aire en una habitación
acondicionada a 60% de humedad y 22ºC sobre un soporte de tamaño
apropiado. El tubo tiene una circunferencia de alrededor de 23,5 mm
y un espesor de pared de alrededor de 0,5 mm. El contenido de
humedad del cilindro seco es de alrededor de 2%.
Mientras tanto, se envolvió mecánicamente el
cilindro de tabaco 2 que contenía una mezcla de tabaco Virginia en
una envoltura porosa de 12.000 UC, para producir un cilindro de
tabaco envuelto con un diámetro externo que garantizaba el contacto
estrecho del cilindro con las paredes internas de la envoltura
extruída externa.
Se prepararon los siguientes ejemplos empleando
dos mezclas de tabaco diferentes envueltas en una envoltura de papel
convencional de 80 UC como controles. Se emplearon las mismas
mezclas en el cilindro de material de fumar envuelto en la envoltura
interna con la envoltura externa no convencional descrita
anteriormente. Todos los artículos de fumar tenían una longitud de
57 mm con cilindros de filtro fibroso de acetato de celulosa de 27
mm.
Se produjeron cigarros prototipo y de control
como se ha descrito anteriormente. La Tabla 1 muestra el peso de
tabaco y las circunferencias del cilindro de tabaco.
\vskip1.000000\baselineskip
Las cantidades de humo principales para estos
cigarros se presentan en la Tabla 2 a continuación.
| TPM = materia en forma de partículas total |
| NFDPM = materia seca en forma de partículas libre de nicotina |
| NHFDPM = materia seca en forma de partículas libre de humectante de nicotina |
\vskip1.000000\baselineskip
Las cantidades de humo secundario para cada
cigarro se muestran en la Tabla 3 a continuación. La Tabla 4 también
muestra el cambio en porcentaje en el humo secundario entre los
cigarros de control y los prototipos. El número negativo indica la
reducción en porcentaje comparada con el control.
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados muestran que existe un descenso
sorprendente de las cantidades de los componentes de humo secundario
en comparación con el producto envuelto de manera convencional.
Puede obtenerse una descenso de 90% en HFDPM. Existe una utilización
más eficaz del tabaco y, aunque se quema menos tabaco, las
producciones de alquitrán principal son coherentes con el producto
de aroma completo. De esta forma, hay oportunidades de diseño de
producto para emplear mucho menos tabaco en los productos de menor
producción o en los productos de aroma completo.
También se produjo otra formulación para la
envoltura preparada de la misma manera y comprendía 7% de alginato
de sodio y 3% de hidroxipropilcelulosa, (aglutinantes orgánicos),
20% de alúmina activada (aglutinante inorgánico), 63,5% de alúmina
calcinada (carga cerámica) que tenía un tamaño medio de partícula de
50 \mum, 1-5% de carbonato de calcio (agente
inorgánico mejorador de la ceniza) y 5% de acetato de potasio
(aditivo de combustión).
Empleando esta envoltura, se produjo un cilindro
de tabaco que contenía la misma mezcla de tabaco Virginia y
envoltura porosa que se ha mencionado previamente.
Los datos de humo principal y secundario se
muestran en la Tabla 5 a continuación, en comparación con el cigarro
de control de mezcla de tabaco Virginia (como el empleado
anteriormente).
Los números entre paréntesis son los porcentajes
de reducción en las cantidades de humo secundario en comparación con
el control Virginia en la Tabla 3.
La Figura 2 muestra el tiempo de combustión libre
de los artículos de fumar de acuerdo con el invento. El tiempo de
combustión libre es similar a del producto convencional, siendo de
alrededor de 10 minutos. La velocidad de combustión del producto del
invento es inferior a la del control. La velocidad de consumo del
tabaco es similar tanto para el prototipo del ejemplo 1 como para el
control Virginia.
Los artículos de fumar producidos tenían una
ceniza que podía retirarse fácilmente en condiciones normales de la
acción de fumar y era de color aceptable.
El mecanismo de reducción secundaria del presente
invento es mediante atrapamiento mecánico de las partículas de humo
secundario. Principalmente, se atrapa la fase acuosa de partículas
del humo secundario.
Una ventaja sorprendente del presente invento es
que las cantidades de humo secundario logradas son al menos de un
orden comparable con las cantidades de humo secundario de un
material de fumar que no contiene tabaco y que se encuentra envuelto
en su envoltura, a pesar del contenido de tabaco del material de
fumar. Por tanto, se consigue una filtración importante de los
componentes de humo secundario.
Claims (32)
1. Un artículo de fumar que comprende un material
de envoltura que envuelve un material de fumar de tabaco,
comprendiendo la envoltura una carga cerámica, un aglutinante,
opcionalmente un aditivo de combustión y opcionalmente un agente
mejorador de la ceniza, estando dicha carga cerámica en forma de
partículas presente dentro del intervalo de 50-95%
en peso de los materiales secos en la suspensión que produce la
envoltura, caracterizado porque dicha carga cerámica es una
carga cerámica en forma de partículas de forma predefinida y dicha
envoltura tiene una estructura auto-portante
porosa.
2. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicha envoltura es una envoltura
cerámica cruda.
3. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en el que la forma predefinida de la carga
cerámica es esférica o considerablemente esférica, oval o
considerablemente oval, u otra forma irregular que se las
aproxime.
4. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 1, 2 ó 3, en el que dicha carga cerámica tiene un
tamaño de partícula dentro del intervalo 2-90
\mum.
5. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 4, en el que dicha carga cerámica tiene un tamaño de
partícula dentro del intervalo 2-75 \mum.
6. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que dicha carga cerámica tiene un tamaño de
partícula dentro del intervalo 25-70 \mum.
7. El artículo de fumar de acuerdo con 6, en el
que el tamaño medio de partícula de dicha carga cerámica es mayor
que 30 \mum.
8. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 7, en el que el tamaño medio de partícula de dicha
carga cerámica es mayor que 35 \mum.
9. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 8, en el que dicho tamaño medio de partícula es de
alrededor de 50 \mum.
10. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga
cerámica tiene una forma de partícula regular o irregular, que no es
de plaqueta.
11. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga
cerámica es un óxido de metal insoluble o de baja solubilidad o una
sal de metal.
12. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 10 ó 11, en el que dicha carga cerámica es uno o más
de alúmina, sílice, un aluminio-silicato, carburo de
silicio, óxido de zirconio estabilizado o no estabilizado, circonio,
granate, feldespato u otros materiales similares que tengan el
tamaño de partícula necesario u otros materiales cerámicos
apropiados que hayan sido molidos para dar lugar al tamaño o forma
necesarios.
13. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga
cerámica está presente dentro del intervalo
70-90%.
14. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga
cerámica está presente dentro del intervalo
70-87,5%.
15. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga
cerámica no es una suspensión activada.
16. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho
aglutinante es un aglutinante orgánico.
17. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que dicho aglutinante orgánico es uno o más
de un alginato, tal como alginato de calcio, alginato de
propilenglicol, una goma, una celulosa (modificada o natural), una
pectina o un aglutinante pectínico, almidón, o sales de metales del
Grupo I o II de estos aglutinantes, tal como carboximetilcelulosa de
sodio o alginato de sodio.
18. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho
aglutinante es un aglutinante inorgánico.
19. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 18, en el que dicho aglutinante inorgánico es un
material inorgánico activado.
20. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho
aglutinante está presente en un intervalo de 2-30%
en peso de los materiales secos en la suspensión.
21. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 20, en el que dicho aglutinante está presente dentro
del intervalo de 3-10%.
22. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho
aditivo de combustión está presente dentro del intervalo de
1-15% en peso de los materiales secos en la
suspensión utilizada para producir la envoltura.
23. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 22, en el que dicho aditivo de combustión está
presente dentro del intervalo de 2-5%.
24. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 23, en el que dicho aditivo de combustión se escoge
entre uno o más de sales de metales del Grupo I o II tales como
acetatos, citratos.
25. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho
agente mejorador de la ceniza está presente en la envoltura dentro
del intervalo de 0-5%.
26. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 25, en el que dicho agente mejorador de la ceniza es
uno o más de mica, tiza, perlita o arcillas.
27. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha
envoltura tiene una permeabilidad <200 Unidades Coresta
(U.C.).
28. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 27, en el que dicha envoltura tiene una permeabilidad
dentro del intervalo 5-50 U.C.
29. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha
envoltura tiene una densidad dentro del intervalo
0,5-3,0 g/cm^{3}.
30. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho
tabaco es picadura de tabaco que comprende picadura de hoja y
tallo.
31. El artículo de fumar de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el dicho tabaco
comprende uno o más de material de tabaco reconstituido, material
que no es tabaco o materiales de fumar alternativos.
32. El artículo de fumar de acuerdo con la
reivindicación 23, en el que dicho aditivo de combustión es un
promotor de combustión.
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