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ES2340528T3 - Cigarrillos con fibras huecas. - Google Patents

Cigarrillos con fibras huecas. Download PDF

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ES2340528T3
ES2340528T3 ES06842326T ES06842326T ES2340528T3 ES 2340528 T3 ES2340528 T3 ES 2340528T3 ES 06842326 T ES06842326 T ES 06842326T ES 06842326 T ES06842326 T ES 06842326T ES 2340528 T3 ES2340528 T3 ES 2340528T3
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Spain
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hollow fibers
cigarette
filter
hollow
smoke
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ES06842326T
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English (en)
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Firooz Rasouli
John Hearn
Ping Li
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Philip Morris Products SA
Original Assignee
Philip Morris Products SA
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Publication date
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Abstract

Un cigarrillo (100) que comprende: una barra de tabaco (50); un filtro (130) operativo con la barra de tabaco (50), en el que el filtro (130) comprende un haz de fibras huecas (10), en las que los lúmenes (15) de las fibras huecas (10) están alineados axialmente en paralelo unas con otras, y un material aditivo en los espacios extracelulares de las fibras huecas (10) en las que un extremo (25, 35) de al menos una de las fibras huecas está obstruido.

Description

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

Claims (14)

1. Un cigarrillo (100) que comprende:
una barra de tabaco (50);
un filtro (130) operativo con la barra de tabaco (50), en el que el filtro (130) comprende un haz de fibras huecas (10), en las que los lúmenes (15) de las fibras huecas (10) están alineados axialmente en paralelo unas con otras, y
un material aditivo en los espacios extracelulares de las fibras huecas (10) en las que un extremo (25, 35) de al menos una de las fibras huecas está obstruido.
2. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el filtro (130) comprende además un tapón (70) de material de filtro fibrosos, en el que el tapón (70) está situado aguas arriba y/o aguas abajo de las fibras huecas (10) del filtro (130).
3. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las fibras huecas (10) están situadas en una cavidad del filtro (130).
4. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el extremo obstruido (25, 35) de la al menos una de las fibras huecas (10) comprende un primer material impermeable al humo (20) situado dentro del lumen (15) de la al menos una de las fibras huecas (10), en el que el material impermeable (20) obstruye el flujo de aire a través del extremo obstruido (25, 35) de la al menos una de las fibras huecas (10).
5. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende un segundo material impermeable al humo (20) que rodea un extremo de aguas arriba (25) y de aguas abajo (35) del haz de fibras huecas (10), en el que el segundo material impermeable al humo (20) obstruye el flujo de aire alrededor del haz de fibras huecas (10) y dirige el flujo de aire a los lúmenes (15) del haz de fibras huecas (10).
6. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una capa exterior sobre las fibras huecas (10) en el que la capa exterior y las fibras huecas 8109 comprenden diferentes materiales.
7. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material aditivo comprende un saborizante, un reactivo que reacciona químicamente con, y separa selectivamente, un componente gaseoso de la corriente de humo (140) un surfactante, un solvente o mezclas o combinaciones de los mismos.
8. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las fibras huecas (10) comprenden un haz de fibras, y en el que el cigarrillo (100) comprende además un anillo, en el que el anillo rodea el haz de fibras.
9. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las fibras huecas (10) comprenden un haz de fibras, y en el que el cigarrillo (100) comprende además un adhesivo, en el que el adhesivo une las paredes del haz de fibras a otras paredes de haz de fibras.
10. Un cigarrillo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el filtro (130) comprende además:
una capa exterior que cubre una región exterior de las fibras huecas (10); y
acetato de celulosa, en el que las fibras huecas (10) y la capa exterior están embebidas dentro del acetato de celulosa.
11. Un método de fabricación de un filtro de cigarrillo (130), que comprende:
preparar las fibras huecas (10) con un material impermeable al humo (20) que cubre un extremo (20, 35) de al menos una de las fibras huecas (10);
rellenar, al menos parcialmente, los espacios extracelulares dentro de las fibras huecas (10) con material aditivo; y
colocar las fibras huecas (10) con el material impermeable al humo (20) y el material aditivo en un filtro de cigarrillo (130).
12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, que además comprende formar una capa exterior en una superficie exterior de las fibras huecas (10) antes de colocar las fibras huecas (10) en el filtro de cigarrillo (130).
13. Un filtro de cigarrillo (130) que comprende una membrana de fibras huecas en el que la membrana de fibras huecas comprende:
fibras huecas (10)
un material impermeable al humo, en el que el material impermeable al humo obstruye un extremo de aguas abajo (35) de un lumen (15) de la fibra hueca (10).
14. Un filtro de cigarrillo (130) de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la membrana de fibras huecas comprende más de una fibra hueca (10) formando un haz y alineada en una dirección paralelas unas con otras y paralelas a una dirección axial del filtro del cigarrillo (130) y/o en el que la fibra hueca (10) comprende un material permeable poroso.
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