BR0117281B1 - aparelho e mÉtodo para perfurar uma haste de tabaco. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO E MÉTODO PARA PERFURAR UMA HASTE DE TABACO".

Pedido Dividido do PI0109685-0, depositado em 23 de março de 2001, cuja exposição é aqui incorporada totalmente através de referência.

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a sistemas de fumo elétrico e mé- todos para aumentar a liberação dos sistemas de fumo elétrico. Fundamentos da Invenção

Cigarros tradicionais são consumidos acendendo-se uma extre- midade de uma haste de tabaco enrolada e tragando o ar predominantemen- te através da extremidade acesa pela sucção em uma extremidade do bocal do cigarro. Cigarros tradicionais soltam a fumaça como resultado da com- bustão, durante o que uma massa de tabaco é queimada em temperaturas que freqüentemente excedem 800°C durante uma baforada. O calor da combustão libera vários produtos de combustão gasosos e destila do tabaco. Quando esses produtos gasosos são puxados através do cigarro, eles esfri- am e condensam para formar uma fumaça contendo os sabores e aromas associados com o fumo. Os cigarros tradicionais produzem fumaça de cor- rente lateral durante a combustão lenta sem chama entre baforadas. Depois de acesos, eles devem ser completamente consumidos ou ser descartados. O novo acendimento de um cigarro tradicional é possível, mas geralmente não é uma proposta atrativa para um fumante perspicaz por razões subjeti- vas (aroma, sabor, odor).

Em um sistema de fumo elétrico, é desejável soltar a fumaça em uma maneira que satisfaça as experiências dos fumantes com cigarros mais tradicionais, tal como uma resposta imediata (liberação da fumaça ocorrendo imediatamente com a tragada), um nível desejado de liberação (que correla- ciona com o nível de alcatrão FTC), junto com uma resistência desejada à tragada (RTD) e consistência de baforada para baforada e de cigarro para cigarro.

As Patentes comumente designadas U.S. N- 5.388.594 e 5.692.525 descrevem sistemas de fumo elétrico e métodos para fabricação

PI0117281-6 de um cigarro, cujas patentes são incorporadas por referência. A primeira patente descreve um sistema de fumo elétrico incluindo um novo acendedor eletricamente energizado e um novo cigarro que coopera com o acendedor. A modalidade preferida do acendedor na mesma incluía uma pluralidade de aquecedores em serpentina metálicos dispostos em uma configuração que recebe de maneira deslizável uma porção da haste do tabaco do cigarro. A modalidade preferida do cigarro na mesma compreendeu um transportador tubular carregado com tabaco, um papel de enrolar cigarro enrolado ao redor do transportador tubular, uma disposição de pedaços de filtro de fluxo direto em uma extremidade do bocal do transportador e um pedaço na extremida- de livre (distai) do transportador. O cigarro e o acendedor foram configura- dos tal que quando o cigarro é inserido no acendedor e quando aquecedores individuais são atuados para cada baforada, queima localizada ocorre em pontos ao redor do cigarro na localidade onde cada aquecedor estava en- costando contra o cigarro (a seguir chamado como "pegada do aquecedor" ou "zonas de queima"). Depois que todos os aquecedores foram atuados, o cigarro é descartado.

Na última patente, o cigarro inclui um pedaço de tabaco e o ci- garro e o acessório do aquecedor são mutuamente configurados tal que as pegadas do aquecedor (zonas de queima) pelo menos parcialmente sobre- põem o pedaço do tabaco, bem como uma porção oca da haste do tabaco. Tal disposição proporciona uma proximidade de resposta da iniciação ante- rior da pirólise no vazio, junto com a inclusão de uma contribuição de gosto mais completo do pedaço do(s) tabaco(s).

É desejoso produzir um sistema de fumo elétrico do tipo descrito acima que produz níveis de liberação substancialmente maiores do que 3 miligramas de alcatrão (FTC). Um maior segmento de fumantes prefere os níveis mais altos de liberação de seus cigarros de escolha mais tradicionais. Obter tais níveis de liberação em sistemas de fumo elétrico têm sido até o momento uma proposta desafiante.

Por exemplo, os sistemas de fumo elétrico descritos previamente são operados por bateria, de modo que a energia total gasta por baforada precisa ser mantida em níveis aceitáveis. Uma aplicação de energia muito grande nos elementos do aquecedor durante uma baforada pode levar a queimas completas e algumas vezes graus indesejados de combustão.

Em sistemas tal como ensinado na Patente comumente desig- nada U.S. N0 5.692.525, na qual as pegadas do aquecedor (zonas de quei- ma) pelo menos parcialmente sobrepõem uma porção oca da haste do taba- co e parcialmente sobrepõem um pedaço do tabaco, as queimas completas geralmente primeiro aparecerão na região da porção oca da haste do taba- co. Com tal ocorrência, a fumaça tende a ser mais quente do que as outras baforadas, com menos contribuição do gosto mais completo geralmente ge- rado pelo aquecimento da porção de pedaço do tabaco da haste do cigarro. A consistência na experiência do fumo é comprometida se queimas comple- tas não são de algum modo evitadas.

Na Patente comumente designada U.S. N0 5.388.594, a porção fumada da haste do tabaco é preferivelmente inteiramente oca e a pegada do aquecedor é inteiramente sobreposta sobre a porção oca da haste do tabaco. Queimas completas no sistema "totalmente oco" da Patente U.S. N0 5.388.594 tendem a fazer a fumaça mais quente e/ou de sabor desagradá- vel. Proporcionar meios para aumentar a liberação no sistema "totalmente oco" da Patente U.S. N0 5.388.594, tal como produzindo perfurações como sugerido na coluna 10, linhas 36-51 da mesma, agravam os riscos de quei- mas completas, com conseqüências adversas no sabor e consistência.

A resistência à tragada (RTD) de cigarros tradicionais é a pres- são exigida para forçar o ar através do comprimento total de um cigarro na taxa de 17,5 ml por segundo. A RTD é geralmente expressa em polegadas ou milímetros de água. Os fumantes têm certas expectativas quando tragan- do um cigarro tradicional já que pouca ou muita RTD pode depreciar o pra- zer do fumo. Cigarros mais tradicionais de liberação moderada têm RTD's geralmente dentro da faixa de aproximadamente 100 a 130 mm de água. Estabelecer uma RTD desejada em sistemas de fumo elétrico é

complicado pela circunstância que nos sistemas de fumo tal como mostra- dos nas Patentes U.S. N- 5.388.594 e 5.692.525, o ar é primeiro puxado através de passagens dentro do acendedor do cigarro antes de ser puxado para fora através do cigarro. As pontas de filtro dos cigarros desses sistemas são preferivelmente de fluxo direto e/ou filtros de pequena eficiência particu- Iada de modo a minimizar a perda de qualquer que seja a fumaça produzida.

Tais filtros produzem pequena queda de pressão e portanto não contribuem muito com a RTD. Conseqüentemente, as práticas anteriores incluíram o estabelecimento da RTD (ou queda de pressão) predominantemente na por- ção do acendedor do sistema de fumo elétrico, tal como com uma frita anular (corpo poroso) adjacente ao orifício de admissão do ar do acendedor como ensinado na Patente comumente designada U.S. N0 5.954.979. Pelo fato de que a queda de pressão varia amplamente com qualquer mudança no tama- nho da constrição, foi verificado que o uso de fritas ou outras formas de constrições de fluxo diminuto no corpo do acendedor devem ser fabricados com cuidado. Portanto, isso adiciona custo e outras preocupações de quali- dade. Além do que, passagens de fluxo diminutas são propensas a entupir, particularmente em acendedores onde qualquer fumaça pode se demorar depois da conclusão de uma baforada. Objetivos e Sumário da Invenção

Um objetivo da presente invenção é proporcionar um cigarro contendo enchimento cortado ou outra forma de tabaco rasgado, cujo cigarro é adaptado para cooperar com um acendedor elétrico e render níveis satisfa- tórios de liberação e sabor.

Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar um cigar- ro para um sistema de fumo elétrico que inclui enchimento cortado, porém proporciona melhor consistência na liberação de baforada para baforada.

Um outro objetivo da presente invenção é proporcionar um cigar- ro adaptado para uso nos sistemas de fumo elétrico, cujo cigarro é resistente à quebra durante a retirada do cigarro do seu acendedor.

É ainda um objetivo adicional dessa invenção proporcionar um novo cigarro que é operativo com um acendedor elétrico e útil para métodos de fabricação eficazes do ponto de vista do custo, mesmo em velocidades de produção. Esses e outros objetivos são atingidos com a presente invenção que proporciona um sistema de fumo elétrico compreendendo um cigarro e um acendedor elétrico, onde o cigarro compreende uma superfície fosca pa- ra tabaco tubular parcialmente cheia com material de tabaco de modo a de- finir uma porção de haste de tabaco cheia e uma porção de haste de tabaco não-cheia. A porção de haste do tabaco cheia fica situada adjacente a uma extremidade livre do dito cigarro. O acendedor compreende um elemento de aquecedor elétrico e um sistema para eletricamente acionar o dito elemento do aquecedor, com o acendedor sendo disposto para pelo menos parcial- mente receber o dito cigarro. O cigarro e o acendedor são mutuamente dis- postos de modo que quando o cigarro é recebido no acendedor, o elemento do aquecedor elétrico do acendedor pelo menos parcialmente sobrepõe pelo menos uma porção da porção de haste do tabaco cheia. O cigarro e o acen- dedor são também mutuamente dispostos, de modo que quando o cigarro é recebido no acendedor, a extremidade livre do cigarro é fechada. Além do que, o cigarro inclui uma zona de perfurações em uma localização ao longo da porção da haste do tabaco cheia, com o cigarro sendo isento de perfura- ções ao longo da porção da haste do tabaco não-cheia.

Por tais disposições e outras, a liberação (matéria particulada total ("TPM") por metodologia de teste de FTC) do sistema de fumo elétrico pode ser aumentada sem produzir uma fumaça quente de sabor desagradá- vel. Mais importante ainda, a melhor liberação é atingida sem estafar o ele- mento do aquecedor do acendedor. A liberação elevada é obtida sem carga adicional sobre as baterias do acendedor e sem levar o elemento do aque- cedor para temperaturas de pico excessivas.

Um aspecto adicional é a provisão de características cooperati- vas no acendedor e no cigarro tal que uma grande maioria da resistência à tragada do sistema de fumo se origina ao longo das paredes laterais do ci- garro, com uma menor porção se originando das passagens de fluxo do a- cendedor.

Um aspecto adicional da presente invenção é a provisão de um defletor do fluxo de ar ao longo de uma porção interior do acendedor para favoravelmente direcionar o ar para o cigarro.

Além do acima, a invenção proporciona um aparelho para perfu- rar a haste do tabaco antes da montagem da haste do tabaco em uma haste do filtro através do papel da ponta, compreendendo uma montagem de as- sociação de tambor adaptada para transferir uma haste do tabaco de um aparelho de combinação para um aparelho de pontas onde a haste do taba- co é presa em uma haste de filtro pelo papel da ponta; e um aparelho de perfuração a laser adaptado para queimar um ou mais furos em uma super- fície externa da haste do tabaco enquanto a haste do tabaco está na monta- gem de associação do tambor.

De acordo com uma modalidade da invenção, o aparelho de per- furação a laser inclui uma disposição de lente que queima pelo menos uma fila de perfurações que se estendem circunferencialmente ao redor da haste do tabaco. De acordo com uma outra modalidade, a montagem de associa- ção de tambor inclui um tambor tendo ranhuras em uma superfície externa do mesmo, o aparelho de perfuração a laser sendo adaptado para girar a haste de tabaco ao redor do seu eixo enquanto pulsando um laser para queimar a pelo menos uma fila de perfurações na haste de tabaco quando a haste de tabaco é rolada de uma ranhura para uma ranhura adjacente. Se desejado, o aparelho de perfuração a laser pode incluir um divisor de feixe que separa um feixe de um laser pulsado em pelo menos dois feixes que queimam pelo menos duas filas de furos alongados na haste de tabaco para formar uma haste de tabaco perfurada a laser. De preferência, a montagem de associação do tambor compreende pelo menos um tambor rotativo tendo ranhuras dimensionadas para transportar hastes de tabaco de 2-acima.

De acordo com uma modalidade preferida, a montagem de as- sociação do tambor inclui uma série de tambores que transferem hastes de tabaco de 2-acima para a máquina de formação de ponta, os tambores inclu- indo um tambor de captura, um tambor de transferência, um tambor de prato oscilante, um tambor de laser, um tambor de corte e um tambor de separa- ção, o tambor de captura recebendo hastes de tabaco de 2-acima de um dispositivo de liberação de um aparelho de combinação e entregando as hastes de tabaco de 2-acima para o tambor de transferência, o tambor de transferência entregando as hastes de tabaco de 2-acima para o tambor de prato oscilante, o tambor de prato oscilante alinhando as hastes de tabaco de 2-acima e entregando as hastes de tabaco de 2-acima alinhadas para o tambor a laser, o tambor a laser orientando as hastes de tabaco de 2-acima tal que o aparelho de perfuração a laser queima pelo menos duas filas de perfurações longitudinalmente separadas em cada uma das hastes de taba- co de 2-acima, o tambor a laser entregando as hastes de tabaco de 2-acima para o tambor de corte, o tambor de corte cortando as hastes de tabaco de 2-acima em um par de hastes de tabaco de comprimento unitário e entre- gando o par de hastes de tabaco para o tambor de separação no qual o par de hastes de tabaco é separado longitudinalmente, o tambor de separação entregando as hastes de tabaco para um tambor de montagem de um apare- lho de formação de pontas no qual o par das hastes de tabaco é combinado com hastes de filtro de 2-acima colocando as hastes de filtro de 2-acima en- tre o par de hastes de tabaco separadas.

O aparelho pode adicionalmente compreender uma máquina de combinação que inclui meios para enrolar um pedaço de tabaco e um peda- ço de fluxo livre em uma superfície fosca para tabaco e um envoltório de pa- pel externo para formar uma haste de tabaco contínua, a máquina de combi- nação incluindo um aparelho de corte que corta a haste de tabaco contínua em segmentos de hastes de tabaco de 2-acima, o aparelho de perfuração a laser sendo adaptado para queimar os furos de perfuração em localizações nas hastes de tabaco de 2-acima tal que os furos de perfuração passam a- través do envoltório do papel externo e da superfície fosca para tabaco e para dentro dos pedaços de tabaco dos segmentos das hastes de tabaco de 2-acima. Adicionalmente, o aparelho pode incluir um aparelho de formação de pontas que inclui meios para prender as hastes de tabaco perfuradas em hastes de filtro localizando hastes de filtro de 2-acima em um espaço entre um par das hastes de tabaco perfuradas, enrolando o papel da ponta ao re- dor das hastes de filtro de 2-acima tal que o papel da ponta sobrepõe por- ções das hastes de tabaco perfuradas, colando extremidades do papel da ponta e cortando as hastes de filtro de 2-acima para produzir um par de ci- garros. Se desejado, o aparelho de formação de pontas pode incluir uma estação de perfuração a laser na qual os cigarros são produzidos com furos de perfuração adicionais, a estação de perfuração a laser incluindo uma dis- posição de lente que proporciona pelo menos uma fila que se estende cir- cunferencialmente das perfurações adicionais em uma localização ao longo da haste do tabaco.

A invenção também proporciona um método de perfuração de uma haste de tabaco antes da montagem da haste de tabaco em uma haste de filtro através do papel da ponta, compreendendo fornecer uma haste de tabaco para uma montagem de associação de tambor onde a haste de taba- co é movida de um aparelho de combinação para um aparelho de formação de pontas onde a haste do tabaco é presa em uma haste do filtro pelo papel da ponta, e formar uma haste de tabaco perfurada acionando um aparelho de perfuração a laser de modo a queimar um ou mais furos de perfuração em uma superfície externa da haste de tabaco enquanto a haste de tabaco está na montagem de associação do tambor.

Um outro objetivo da presente invenção é estabelecer um méto- do de fabricação, com maquinaria de produção de alta velocidade, de um cigarro do tipo operável com um acendedor elétrico e contendo enchimento cortado.

É um outro objetivo da presente invenção proporcionar um cigar- ro adequado para consumo com um acendedor de um sistema de fumo elé- trico e um método de fabricação do mesmo, onde o cigarro não é submetido a forças que tenderiam a dobrar ou quebrar o cigarro durante sua fabricação.

E ainda um objetivo adicional dessa invenção proporcionar um novo cigarro que é operativo com um acendedor elétrico e um método eficaz do ponto de vista do custo de fabricação do cigarro.

Esses objetivos e outras vantagens são propiciados pela presen- te invenção que proporciona um cigarro operável com um acendedor eletri- camente operado, cujo acendedor inclui uma pluralidade de aquecedores elétricos, com cada um dos aquecedores sendo adaptado para, singular- mente ou de comum acordo, gerar fumaça de tabaco aplicando calor no ci- garro ao longo das porções do cigarro adjacentes aos aquecedores como resultado da ativação do aquecedor ou aquecedores.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o cigarro compreende um invólucro do tabaco tubular, onde uma primeira porção do invólucro do tabaco tubular é cheia com uma coluna de tabaco, preferivel- mente na forma do enchimento cortado, e uma segunda porção do invólucro do tabaco tubular é deixada não-cheia ou oca de modo a definir um vazio na coluna do tabaco.

Mais particularmente, o cigarro acima mencionado preferivel-

mente compreende uma haste de tabaco formada de um invólucro do tabaco tubular e um pedaço de tabaco localizado dentro do invólucro do tabaco tu- bular. A haste de tabaco é adaptada para ser recebida de modo deslizável por um acessório do aquecedor elétrico, tal que os elementos do aquecedor localizam-se ao lado da haste de tabaco em uma localização entre a extre- midade livre e uma extremidade oposta da haste de tabaco. De preferência, o pedaço (ou coluna) de tabaco se estende da extremidade livre da haste de tabaco para uma localização que é espaçada da extremidade oposta da has- te de tabaco, de modo a definir um vazio (ou porção oca) adjacente à extre- midade oposta.

Ainda um outro aspecto da presente invenção é proporcionar um cigarro contendo enchimento que é operativo com um acendedor elétrico, cujo cigarro inclui uma haste de tabaco tendo um filtro de fluxo livre e uma porção de haste sem enchimento adjacente ao filtro de fluxo livre de modo a promover a produção de aerossol consistente.

Uma modalidade preferida da presente invenção proporciona um método para fabricação de tais cigarros, onde o método compreende as eta- pas de estabelecer uma sucessão de pedaços ocos de 2-acima em relação separada, alternada, em pedaços de tabaco de 2-acima e enrolar a suces- são de pedaços em um invólucro do tabaco e enrolar mais de modo a pro- duzir uma haste contínua; cortar a haste contínua resultante para estabele- cer pares associados de pedaços da haste de tabaco singular; separar os elementos de cada par associado de pedaços da haste de tabaco singular de modo a estabelecer um espaço entre eles; colocar pedaços da ponta de filtro de 2-acima no espaço entre cada par de pedaços separados de haste de tabaco singular; colocar em contato pedaços da ponta de filtro de 2-acima e ditos pedaços da haste de tabaco singular em uma relação contígua; e subseqüentemente enrolar o papel da ponta de filtro ao redor dos pedaços da ponta de filtro de 2-acima colocados juntos com porções adjacentes dos pedaços da haste de tabaco singular contígua para formar hastes de cigarro de 2-acima; e cortar os cigarros de 2-acima em cigarros individuais. Breve Descrição dos Desenhos

Os aspectos e vantagens da presente invenção são bem enten- didos pela leitura da descrição detalhada seguinte em conjunto com os de- senhos nos quais numerais semelhantes indicam elementos similares e nos quais:

A figura 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de fumo de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção com um cigarro do sistema inserido no acendedor eletricamente operado,

A figura 2 é uma vista em perspectiva do sistema de fumo da figura 1, mas com o cigarro retirado do acendedor com a conclusão do fumo, A figura 3A é uma vista detalhada em perspectiva parcial de por- ções do acessório do aquecedor da figura 1, incluindo elementos do aque- cedor em forma de grampos ondulados e porções de um sistema preferido de admissão de ar,

A figura 3B é uma vista lateral seccional de um acessório do a- quecedor preferido que inclui os elementos do aquecedor em forma de grampos ondulados da figura 3A,

A figura 3C é uma vista lateral do cigarro mostrado na figura 4 inserido no acessório de aquecedor da figura 6, com o último sendo mostra- do em corte transversal,

A figura 4 é uma vista em perspectiva detalhada de uma modali- dade preferida do cigarro mostrado na figura 1, com certos componentes do cigarro sendo parcialmente separados, A figura 5 é um diagrama em bloco esquemático de um circuito de controle preferido para o acendedor mostrado nas figuras 1 e 2,

A figura 6 é uma vista em corte transversal lateral do cigarro mostrado na figura 4 onde uma extremidade livre do cigarro está em contato com uma peça de batente no acendedor,

A figura 7 é uma representação das etapas e aparelhos em um processo de fabricação preferido de porções da haste de tabaco do cigarro mostrado na figura 4 de acordo com um método de fabricação preferido de tais cigarros,

As figuras 8A-8E são vistas em cortes transversais sucessivas

nas linhas A-A a E-E1 respectivamente na guarnição na figura 7, à medida que os componentes do cigarro mostrado na figura 4 progridem através da guarnição,

A figura 9 é um diagrama de um aparelho de formação de pon- tas que é adaptado para prender pontas de filtros nas porções da haste de tabaco produzidas de acordo com o processo na figura 7,

As figuras 10A e 10B são diagramas mostrando o movimento e colocação relativos das peças de cigarro durante a execução da operação de formação de pontas do método de fabricação preferido de cigarros do tipo mostrado na figura 4,

A figura 11 mostra uma vista lateral em perspectiva de um apa- relho de perfuração a laser que pode ser usado para queimar furos de perfu- ração nas hastes de tabaco de acordo com a invenção,

A figura 12 é uma vista em perspectiva do aparelho mostrado na figura 11, mas de um lado oposto do mesmo,

A figura 13 é uma vista em corte transversal de uma porção do aparelho mostrado na figura 11,

A figura 14 é uma vista em corte transversal de uma disposição de divisão de feixe que pode ser usada no aparelho mostrado na figura 11 e A figura 15 é um diagrama esquemático mostrando um aparelho

de combinação diretamente ligado em um aparelho de formação de pontas por um aparelho de transferência de acordo com a invenção. Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

Com referência as figuras 1 e 2, uma modalidade preferida da presente invenção proporciona um sistema de fumo 21 que preferivelmente inclui um cigarro de filtro parcialmente cheio 23 e um acendedor reutilizável 25. O cigarro 23 é adaptado para ser inserido e removido de um receptor de cigarro 27 que é aberto em uma porção de extremidade frontal 29 do acen- dedor 25. Depois que o cigarro 23 é inserido, o sistema de fumo 21 é usado da mesma maneira que um cigarro mais tradicional, mas sem acender ou queimar lentamente o cigarro 23. O cigarro 23 é descartado depois de um ou mais ciclos de baforada. De preferência, cada cigarro 23 produz um total de oito baforadas (ciclos de baforada) ou mais por fumo; entretanto essa é uma questão de conveniência de projeto ajustar para um menor ou maior número total de baforadas disponíveis. Na modalidade preferida, o cigarro 23 inclui pelo menos um anel de perfurações periférico 12 localizado adjacente à ex- tremidade livre 15 do cigarro 23 e opcionalmente um segundo anel ou anéis de perfurações 14 e opcionalmente uma pluralidade de furos 16 abaixo do envoltório externo do cigarro 23.

Particulares adicionais do sistema de fumo são descritos tam- bém nas Patentes comumente designadas U.S. N— 5.388.594, 5.505.214, 5.591.368 e 5.499.636, todas as quais são aqui incorporadas por referência na sua integridade.

O acendedor 25 inclui um alojamento 31 tendo porções de alo- jamento frontal e traseira 33 e 35. Uma ou mais baterias 35a são localizadas de modo removível dentro da porção do alojamento traseiro 35 e fornecem energia para um acessório de aquecedor 39 que inclui uma pluralidade de elementos de aquecimento eletricamente resistivos 37 (mostrados nas figu- ras 3A-C). Os elementos de aquecimento 37 são dispostos dentro da porção do alojamento frontal 33 para receber de modo deslizável o cigarro 23 ao longo de uma porção intermediária do receptor de cigarro 27. Um batente 183 localizado na base 300 do acessório do aquecedor 39 define um término do receptor de cigarro 27.

Um circuito de controle 41 na porção do alojamento frontal 33 seletivamente estabelece a comunicação elétrica entre as baterias 35a e um ou mais dos elementos do aquecedor 37 durante a execução de cada ciclo de baforada. A modalidade preferida da presente invenção inclui detalhes com relação a um sistema de controle do ar para efetuar a admissão e en- caminhamento do ar dentro do acendedor, incluindo aspectos que são discu- tidos em mais detalhes começando com referência à figura 3C.

Ainda com referência às figuras 1 e 2, de preferência a porção traseira 35 do alojamento do acendedor 31 é adaptada para ser prontamente aberta e fechada, tal como com parafusos ou componentes de encaixe sob pressão, de modo a facilitar a substituição das baterias. Se desejado, um soquete elétrico ou contatos podem ser fornecidos para a recarga das bate- rias em um carregador fornecido com corrente de casa ou semelhante. De preferência, a porção do alojamento frontal 33 é unida de modo removível na porção do alojamento traseiro 35, tal como com uma junta de prisma ou um encaixe de soquete.

As baterias 35a são dimensionadas para proporcionar energia suficiente para os aquecedores 37 funcionar em como planejado e preferi- velmente compreendem um tipo substituível e recarregável. Fontes alterna- das de energia são adequadas, tal como capacitores. Na modalidade prefe- rida, a fonte de energia compreende quatro células de bateria de níquel- cádmio conectadas em série com uma voltagem total não carregada na faixa de aproximadamente 4,8 a 5,6 volts. As características da fonte de energia são, entretanto, selecionadas em vista das características dos outros com- ponentes no sistema de fumo 21, particularmente as características dos e- Iementos de aquecimento 37. A Patente comumente designada U.S. N0 5.144.962, incorporada por referência, descreve vários tipos de fontes de energia úteis em conjunto com o sistema de fumo da presente invenção, tal como fontes de bateria recarregável e disposições de energia que compre- endem uma bateria e um capacitor que é recarregado pela bateria.

Com referência especificamente à figura 2, de preferência, o conjunto de circuitos 41 é ativado por um sensor atuado pela baforada 45 que é sensível a mudanças na pressão ou mudanças na taxa do fluxo do ar que ocorre com o início de uma tragada no cigarro 23 por um fumante. O sensor atuado pela baforada 45 está preferivelmente localizado dentro da porção do alojamento frontal 33 do acendedor 25 e está em comunicação com um espaço dentro do acessório do aquecedor 39 adjacente ao cigarro 23 através de um orifício 45a que se estende através de uma porção da pa- rede lateral 182 do acessório do aquecedor 39. Um sensor atuado pela bafo- rada 45 adequado para uso no sistema de fumo 21 é descrito na Patente comumente designada U.S. N0 5.060.671 e Patente U.S. N0 5.388.594, cujas descrições são incorporadas aqui por referência. O sensor de baforada 45 preferivelmente compreende o Modelo FSS-02 PG de Fujikura Ltd. Um outro sensor adequado é um sensor de silício Modelo 163PC01D35, fabricado pela MicroSwitch division de Honeywell, Inc., Freeport, Illinois. Dispositivos de percepção de fluxo, tal como esses usando princípios de anemometria de fio aquecido, também foram demonstrados com sucesso como sendo úteis para atuar um elemento apropriado dos elementos do aquecedor 37 com a detecção de uma mudança no fluxo do ar. Depois de atuado pelo sensor 45, o conjunto de circuitos de controle 41 direciona a corrente elétrica para um apropriado dos elementos do aquecedor 37.

Um indicador 51 é fornecido em uma localização ao longo do exterior do acendedor 25, de preferência na porção do alojamento frontal 33, para indicar o número de baforadas restantes em um fumo de um cigarro 23. O indicador 51 preferivelmente inclui um monitor de cristal líquido de sete segmentos. Na modalidade preferida, o indicador 51 exibe uma imagem segmentada que se correlaciona com o dígito "8" quando um detector de cigarro 57 detecta a presença de um cigarro no acessório do aquecedor 39. O detector 57 preferivelmente compreende uma bobina indutiva 1102 adja- cente ao receptor do cigarro 27 do acessório do aquecedor 39 e condutores elétricos 1104 que comunicam a bobina 1102 com um circuito do oscilador dentro do conjunto de circuitos de controle 41. O cigarro 23 internamente transporta um anel de lâminas ou semelhante que pode afetar a indutância do enrolamento da bobina 1102 tal que sempre que um cigarro 23 é inserido no receptor 27, o detector 57 gera um sinal para o conjunto de circuitos 41 indicativo do cigarro estando presente. O conjunto de circuitos de controle 41 por sua vez, produz um sinal para o indicador 51. A exibição do dígito "8" no indicador 51 reflete que as oito baforadas proporcionadas por cada cigarro 23 estão disponíveis, isto é, nenhum ciclo de baforada foi empreendido e nenhum dos elementos do aquecedor 37 foi ativado para aquecer o cigarro 23. Depois que o cigarro 23 é completamente fumado, o indicador exibe o dígito "0". Quando o cigarro 23 é removido do acendedor 25, o detector de cigarro 57 não detecta mais a presença de um cigarro 23 e o indicador 51 é desligado.

A operação e detalhes do detector de cigarro indutivo 57 são

fornecidos na Patente comumente designada U.S. N0 5.902.501, que é in- corporada aqui por referência na sua integridade. Outros detectores podem ser utilizados ao invés do acima descrito para o detector 57, tal como um Sensor de Luz Tipo OPR5005, fabricado por OPTEX Technology, Inc., Es- trada West Crosby 1215, Texas 75006.

Na alternativa a exibir o restante da contagem da baforada, o monitor do detector pode ser disposto, ao contrário, para indicar se o siste- ma está ativo ou inativo ("ligado" ou "desligado").

Como uma de várias alternativas possíveis ao uso do detector de cigarro acima mencionado 57, um interruptor mecânico (não-mostrado) pode ser fornecido para detectar a presença ou ausência de um cigarro 23 e um botão de reinicialização (não-mostrado) pode ser fornecido para reinicia- Iizar o conjunto de circuitos 41 quando um novo cigarro é inserido no acen- dedor 25, por exemplo, para fazer com que o indicador 51 exiba o dígito "8", etc. Fontes de energia, conjunto de circuitos, sensores atuados pela bafora- da e indicadores úteis com o sistema de fumo 21 da presente invenção são descritos nas Patentes comumente designadas N— 5.060.671, 5.388.594 e 5.591.368, todas as quais são incorporadas aqui por referência.

Com referência agora às figuras 3A e 3B, a porção do alojamen- to frontal 33 do acendedor 25 envolve um acessório do aquecedor substan- cialmente cilíndrico 39 cujos elementos do aquecedor 37 recebem, de modo deslizável, o cigarro 23. O acessório do aquecedor 39 é adaptado para su- portar um cigarro inserido 23 em uma relação fixa com os elementos do a- quecedor 37, tal que os elementos do aquecedor 37 são posicionados ao lado do cigarro 23 aproximadamente na mesma localização ao longo de ca- da cigarro recentemente inserido 23. Na modalidade preferida, o acessório do aquecedor 39 inclui oito elementos de aquecedor mutuamente paralelos 37 que são dispostos concentricamente ao redor do eixo de simetria do re- ceptor do cigarro 27. As localizações onde cada elemento do aquecedor 37 se encosta (ou está em comunicação térmica com) um cigarro completamen- te inserido 23 é citado aqui como a pegada do aquecedor ou zona de quei- ma 42. Na modalidade preferida, a zona de queima pode se estender por aproximadamente 14 mm de comprimento, começando a aproximadamente 9 mm da extremidade livre 15 do cigarro 23. Naturalmente, essas relações podem ser variadas entre diferentes projetos de acendedor e cigarro. Em um outro modelo por exemplo, a zona de queima 42 se estende de 12 mm para 23 mm da extremidade livre do cigarro 23.

Com referência também à figura 3C, para garantir a colocação consistente dos elementos de aquecimento 37 relativos a cada cigarro 23 de cigarro para cigarro, o acessório do aquecedor 39 é fornecido com uma por- ção de base 300 tendo uma peça de batente em formato de xícara 183 con- tra a qual a extremidade livre 15 do cigarro 23 é impelida durante sua inser- ção no receptor de cigarro 27 do acendedor 25. A forma em xícara da peça de batente 183 é configurada para fechar (ocluir) a extremidade livre 15 do cigarro 23 com a inserção completa do cigarro 23, de modo que o ar não pode ser puxado através da extremidade livre 15, mas ao contrário somente ao longo das paredes laterais do cigarro 23.

Ainda com referência às figuras 3A e 3B, mais preferivelmente os elementos do aquecedor 37 são de um projeto citado aqui como um ele- mento de aquecedor em forma de grampos ondulados 37, onde cada ele- mento do aquecedor 37 inclui pelo menos primeiro e segundo elementos alongados em serpentina 53a e 53b que são unidos em uma porção de ex- tremidade (ponta) 54. As pontas 54 são adjacentes à abertura 55 do receptor do cigarro 27. As extremidades opostas 56a e 56b de cada elemento do a- quecedor 37 são eletricamente conectadas nos pólos opostos da fonte de energia 35a como seletivamente estabelecido pelo controlador 41. Mais es- pecificamente, uma trajetória elétrica através de cada acessório do aquece- dor 37 é estabelecida, respectivamente, através de um pino terminal 104, uma conexão 121 entre o pino 104 e uma porção de extremidade livre 56a de um dos elementos em serpentina 53a, através de pelo menos uma por- ção da ponta 54 para o outro elemento em serpentina 53b e sua porção de extremidade 56b. De preferência, um anel de conexão comum integralmente formado 110 proporciona uma conexão elétrica comum entre todas as por- ções de extremidade 56b do elemento alongado 53b. Na modalidade prefe- rida, o anel 110 é conectado no terminal positivo da fonte de energia 35a (ou comum) através de uma conexão 123 entre o anel 110 e um pino 105. Deta- lhes adicionais da construção e estabelecimento das conexões elétricas no acessório do aquecedor 39 são ilustrados e descritos nas Patentes comu- mente designadas U.S. N- 5.060.671, 5.388.594 e 5.591.368, todas as quais são incorporadas aqui por referência.

As porções do aquecedor 53a, 53b e 54 estabelecem o que é aqui citado como uma lâmina do aquecedor 120.

Outros projetos preferidos do acessório do aquecedor 39 inclu- em elementos do aquecedor na forma de elementos de aquecedor em forma de grampos retos 37, que são representados na Patente comumente desig- nada U.S. N0 5.591.368 e elementos de aquecedor "em serpentina singular", cada um dos quais é demonstrado na Patente comumente designada U.S. N0 5.388.594, as ditas patentes sendo incorporadas aqui por referência na sua integridade.

Acessórios adicionais do aquecedor 37 que são operáveis como parte do acendedor 25 incluem esses descritos na Patente comumente de- signada U.S. N0 5.665.262 e Patente comumente designada U.S. N0 5.498.855, todas as quais são incorporadas aqui por referência na sua inte- gridade.

De preferência, os aquecedores 37 são individualmente energi- zados pela fonte de energia 35a sob o controle do conjunto de circuitos 41 para aquecer o cigarro 23 preferivelmente oito vezes em localizações espa- çadas ao redor da periferia do cigarro 23. O aquecimento rende oito bafora- das do cigarro 23, como é comumente atingido com o fumo de um cigarro mais tradicional. Pode ser preferível ativar mais do que um aquecedor simul- taneamente para uma ou mais ou todas as baforadas.

Com referência agora à figura 4, o cigarro 23 é preferivelmente construído de acordo com a modalidade preferida demonstrada na Patente comumente designada U.S. N0 5.499.636, aqui incorporada por referência na sua integridade.

Com referência particularmente às figuras 3A, 3B e 3C, preferi- velmente o sensor de baforada 45 está em comunicação com o interior do acessório do aquecedor 39 através de um orifício 45a. De preferência, o ori- fício 45a está localizado adjacente à porção de base 300 do acessório do aquecedor 39. Tal localização minimiza o risco que o orifício 45a e passa- gens adjacentes levando a ele através do corpo do acessório do aquecedor 39 fiquem entupidos pelos detritos ou condensados do fumo.

O acessório do aquecedor 39 inclui um orifício de entrada de ar 1200, que se comunica com um tubo de distribuição 1202 que é pelo menos parcialmente definido por uma coroa anular perfurada 1204 e o corpo do re- ceptor 27. A coroa anular 1204 inclui preferivelmente quatro furos 1206 de aproximadamente 0,074 cm (0,029 polegadas) de diâmetro para efetuar uma queda de pressão mínima quando o ar é puxado para dentro do acendedor através do orifício de entrada de ar 1200 e o tubo de distribuição 1202. O tamanho e número dos furos 1206 podem ser variados, mas tais são confi- gurados para produzir queda de pressão suficiente que, com a ação da tra- gada em um cigarro inserido 23, uma queda de pressão seja induzida sobre o ar que entra no acendedor tal que o sensor de baforada 45 fique operativo para reconhecer a iniciação de uma baforada. Na modalidade preferida, os furos 1206 da coroa anular 1204 induzem uma RTD de aproximadamente 25 mm de água mais ou menos 5 mm. A faixa de queda de pressão induzida na coroa anular 1204 deve ser selecionada tal que ela fica dentro da faixa da queda de pressão detectável pelo sensor de pressão 45, mas minimizada para essa necessidade de modo que o restante da RTD (Resistência à Tra- gada) desejada seja efetuada predominantemente pelo cigarro 23. Na moda- lidade preferida, uma RTD ótima total de 100 a 130 mm de água (4 a 5 pole- gadas de água) é desejada e aproximadamente 25 mm dessa é produzida na coroa anular 1204. Dessa maneira, a RTD do cigarro 23 está preferivel- mente na faixa de aproximadamente 75 a 105 mm de RTD de água, quando inserida no acendedor 25 e a queda de pressão induzida do acendedor 25 é aproximadamente 25 mm de água. O ajuste da RTD do cigarro de acordo com a presente invenção inclui a provisão de e o ajuste do número e exten- são das perfurações 12 (e opcionalmente 14) na porção cheia 88 do cigarro 23.

Vantajosamente, os furos 1206 da coroa anular 1204, estando localizados adjacentes ao receptor 27, são posicionados longe das fontes de detritos e condensados que de outra forma tenderiam a entupir os furos 1206.

O ar que foi puxado para dentro do acendedor com a iniciação de uma baforada entra ao lado do cigarro com um componente de velocida- de longitudinal (axial) substancial em direção a porção de base 300 do aces- sório do aquecedor 300. Foi descoberto que um defletor de fluxo ou investi- da de ar anular 1210 adjacente à porção de base 300 aumentou a saída (li- beração) da fumaça do sistema 21 direcionando pelo menos uma porção do fluxo do ar que entra de volta para o cigarro inserido 23. Não desejando ser limitado pela teoria, acredita-se que a investida de ar 1210 tende a direcionar o fluxo do ar para regiões do cigarro 23 que transportam as perfurações 12. De preferência, a investida de ar anular 1210 está localizada em relação a um cigarro completamente inserido 23 tal que a investida de ar 1210 cir- cunscreve a localização geral ao longo do cigarro 23 das perfurações 12.

Foi descoberto que o funcionamento da investida de ar 1210 é melhorado se ela é construída de metal, ou alternativamente, todas as por- ções do corpo do acessório do aquecedor 39 são construídas de um metal tal como aço inoxidável, ou pelo menos essas porções do acessório do a- quecedor 39 que são dispostas adjacentes a um cigarro inserido 23. Tal pro- visão pode proporcionar um aumento da liberação de 1 mg de TPM (FTC).

O cigarro 23 compreende uma haste de tabaco 60 e uma ponta de filtro 62, que são unidas com um papel da ponta 64.

A haste de tabaco 60 do cigarro 23 preferivelmente inclui um invólucro do tabaco ou "superfície fosca" 66 que foi dobrado em uma forma tubular (cilíndrica) ao redor de um filtro de fluxo livre 74 em uma de suas ex- tremidades e um pedaço de tabaco 80 na outra. Na alternativa, um pedaço de acetato de celulose poderia ser usado no lugar do pedaço de tabaco 80. A extensão longitudinal (axial) do pedaço de tabaco 80 define uma porção cheia de tabaco 88 do cigarro parcialmente cheio 23.

Uma sobreposição 71 é intimamente revestida ao redor do invó- lucro do tabaco 66 e é mantida unida ao longo de uma junção longitudinal como é comum na construção de cigarros mais tradicionais. A sobreposição 71 mantém o invólucro do tabaco 66 em uma condição enrolada ao redor de um filtro de fluxo livre 74 e um pedaço de tabaco 80.

O próprio invólucro de tabaco 66 preferivelmente compreende um invólucro base 68 e uma camada do material de tabaco 70 localizada ao longo da superfície interna do invólucro base 68. Na extremidade com ponta da haste de tabaco 60, o invólucro do tabaco 66 junto com a sobreposição 71 são enrolados ao redor do pedaço do filtro de fluxo livre tubular 74. De preferência, o pedaço de tabaco 80 é construído separadamente do invólu- cro do tabaco 66 e compreende uma coluna relativamente curta de tabaco de enchimento cortado que preferivelmente foi enrolado dentro e mantido por um envoltório do pedaço 84. Como um assunto geral, o comprimento do pedaço de tabaco 80

é preferivelmente ajustado em relação ao comprimento total da haste de ta- baco 60, tal que um vazio 90 é estabelecido ao longo da haste de tabaco 60 entre o filtro de fluxo livre 74 e o pedaço de tabaco 80. O vazio 90 corres- ponde a uma porção não-cheia da haste de tabaco 60 e está em comunica- ção de fluido imediato com a ponta 62 através do filtro de fluxo livre 74 da haste de tabaco 60.

A ponta 62 preferivelmente compreende um filtro de fluxo livre 92 localizado adjacente à haste de tabaco 60 e um pedaço do bocal 94 na extremidade distai da ponta 62 da haste de tabaco 60. De preferência, o filtro de fluxo livre 92 é tubular e transmite ar com queda de pressão muito pe- quena. Outros filtros de baixa eficiência de configuração padrão poderiam ser usados no lugar, entretanto. O diâmetro interno para o filtro de fluxo livre 92 fica preferivelmente em ou entre 2 a 6 mm e é preferivelmente maior do que esse do filtro de fluxo livre 74 da haste de tabaco 60.

O pedaço do filtro do bocal 94 fecha a extremidade livre da pon- ta 62 com finalidades de aparência e, se desejado, para efetuar alguma fil- tragem, embora seja preferido que o pedaço do filtro do bocal 94 compreen- da um filtro de baixa eficiência de preferivelmente aproximadamente 15 a 25 por cento de eficiência.

Ainda com referência à figura 4, de preferência, o cigarro parci- almente cheio 23 inclui pelo menos uma fila de perfurações 12 em uma Ioca- lização adjacente à extremidade livre 15 da porção da haste de tabaco do cigarro 23. De preferência, a fila de perfurações 12 são doze furos em con- tagem e pode ser formada como fendas 17 (furos de perfuração) em um a - juste de largura de pulso de 400 microssegundos de um sistema perfurador a laser em linha Hauni Modelo 500-1. Cada furo de perfuração 17 da fila de perfurações 12 preferivelmente se estende através do envoltório externo 71, através da superfície fosca para tabaco 66 e do envoltório do pedaço 84.

Com referência agora também à figura 2, de preferência, a fila de perfurações 12 está localizada em ou adjacente à porção de extremidade 42a da zona de queima 42. Acredita-se que tal colocação promova a entrada do ar aquecido no pedaço de tabaco 80 e crie outros efeitos favoráveis adi- cionais com a pirólise durante um ciclo de baforada tal que a liberação (TPM-FTC) é melhorada.

Para adicionalmente melhorar a liberação, fila ou filas adicionais de perfurações 14 compreendendo furos de perfuração 17 como previamen- te descrito podem ser fornecidas em uma localização ao longo da porção cheia 88 da haste de tabaco 60 preferivelmente, em uma localização sobre- posta, ou pelo menos parcialmente sobreposta, pela zona de queima do a- quecedor ou pegada 42 e/ou alternativamente, adjacente à extremidade livre 15 do cigarro 23. Na última modalidade alternada, a segunda fila de perfura- ções 14 é estabelecida em aproximadamente 4 mm da extremidade livre 15 do cigarro 23. Qualquer uma ou ambas as filas de perfuração 12 ou 14 pode compreender uma única fila ou uma fila dupla de furos de perfuração 17.

O número e extensão dos furos de perfuração 17 são resolvidos de acordo com duas considerações de compensação. A adição de filas de perfuração 12,14 como descrito acima contribui para melhor liberação do cigarro 23. Entretanto, cada fila adicional de perfurações 12,14 reduz a RTD ao longo das paredes laterais dos cigarros 23. De preferência, a ótima RTD total do sistema de fumo elétrico 21 deve proporcionar ao fumante uma re- sistência à tragada aproximadamente igual a essa da experiência com cigar- ros tradicionais de aproximadamente 100-130 mm de água (4 a 5 polegadas de água) ou mais ou menos, 80-130 mm de água.

Foi verificado que em uma entrada de energia total de 23,8 Jou- Ies para um elemento do aquecedor 37, um cigarro 23 transportando uma fila dupla de perfurações 12 em uma localização a 12 mm da extremidade livre 15 do cigarro (filas duplas de 12 furos cada) pode produzir liberações substancialmente maiores do que 3 miligramas de TPM (FTC). Liberações adicionais podem ser obtidas pela adição de uma segunda fila ou filas de perfurações 14.

Entretanto, cada fila adicional de furos de perfuração 17 diminui a RTD, que preferível mente é para permanecer em ou acima de 100 mm de água para todo o sistema 21. Caso alguém ache que para um dado cigarro 23, liberação adicional é desejada porém o nível de RTD está próximo de seu limite inferior, a liberação adicional pode ser obtida pela provisão de uma pluralidade de furos circunferencialmente separados 16 colocados na própria superfície fosca 66. De preferência, os furos da superfície fosca 16 são cada um aproximadamente de um mm de diâmetro e preferivelmente 6 no número de modo que a resistência à tração requisitada do material da superfície fos- ca 66 é mantida e pode suportar a fabricação de máquina. De preferência, esses furos são formados por uma montagem de rolete de matriz e perfura- ção oposto 240 como mostrado na figura 7 que está localizada ao longo da trajetória de alimentação da superfície fosca na operação de fabricação do cigarro, como é descrito na Patente U.S. N0 5.666.976, cuja patente é aqui incorporada por referência na sua integridade.

Por exemplo, na modalidade preferida, os furos da superfície

fosca 16 são preferivelmente produzidos utilizando roletes opostos transpor- tando elementos de perfuração de furo. Outros dispositivos podem ser utili- zados no lugar, tal como um disco ou disposição de correia contínua locali- zada ao longo da trajetória de alimentação da superfície fosca, com o disco ou correia contínua incluindo múltiplas matrizes de perfuração de furo que são colocadas para aproximar a velocidade de alimentação da superfície fosca pelo movimento do disco ou correia contínua.

De preferência, os furos 16 na superfície fosca 66 são cobertos pelo envoltório externo 71. De preferência, qualquer fila de perfurações 12,14 é deslocada para longe da localização da fila dos furos da superfície fosca 16, de modo que eles não se sobrepõem. Em uma modalidade preferi- da, os furos da superfície fosca 16 estão localizados a aproximadamente 7 mm da extremidade livre 15 do cigarro 23, e uma fila dupla de perfurações 12 é estabelecida a aproximadamente 12 mm da extremidade 15 do cigarro 23. Dessa maneira disposto, o cigarro atinge 6 mg de TPM (FTC) ou mais.

Vantajosamente, os furos da superfície fosca 16 podem contribu- ir com a liberação adicional para o cigarro 23 sem a mesma extensão de redução na RTD como é experimentado com cada adição das filas dos furos de perfuração 17. Dessa maneira, uma pessoa pode usar as filas de perfu- rações 12,14 para se aproximar dos níveis de liberação desejados para o cigarro 23, com os furos da superfície fosca 16 sendo usados para ajustar ou aumentar a liberação com um menor efeito na RTD.

Cigarros mais tradicionais exibem uma resistência à tragada (RTD) de aproximadamente 80 mm a 130 mm de água. O acendedor do sis- tema de fumo elétrico de acordo com a presente invenção quando testado sem um cigarro exibe uma RTD de aproximadamente 20-30 mm de água. Os cigarros de acordo com a presente invenção tendo as perfurações a laser e furos na superfície fosca como ensinado aqui exibem uma RTD de aproxi- madamente 20-30 mm de água quando tragados sozinhos (fora do acende- dor do sistema de fumo elétrico), mas quando inseridos, o sistema de fumo elétrico (o acendedor e o cigarro completamente inserido) gera uma RTD de aproximadamente 50-75 mm de água. A tabela 1 representa resultados das medições da RTD para cigarros sem perfurações ou furos na superfície fos- ca, cigarros com furos na superfície fosca somente e cigarros com furos na superfície fosca e uma fila dupla de perfurações a laser. Os cigarros tinham uma circunferência de 24 a 25 mm, os furos na superfície fosca consistiam em uma única fila de 6 furos na superfície fosca de 7 mm da extremidade dos cigarros e a fila dupla de perfurações consistia em 12 furos em cada fila em uma localização a aproximadamente 12 mm da extremidade do cigarro com as filas separadas por aproximadamente 1 mm.

Tabela 1

Seqüência Circunferência (mm) RTD-OE (mm) RTD-BE (mm) 1 24,58 32 875 2 24,53 35 551 3 24,57 30 57

- circunferência e valores de RTD são média de resultados obtidos para 25 cigarros testados durante cada seqüência.

OE RTD dos cigarros testados na máquina de fumo com a extremidade de tabaco dos cigarros aberta para a atmosfera

BE RTD dos cigarros testados na máquina de fumo com a extremidade de tabaco dos cigarros bloqueada pela tampa encaixada sobre a extremidade do cigarro

De modo a comparar vários aspectos dos cigarros tendo várias combinações de furos de perfuração 17 e furos na superfície fosca 16 com cigarros não tendo perfurações ou furos, cigarros de teste tendo circunferên- cias de 24 a 25 mm foram construídos tendo os aspectos demonstrados na Tabela 2.

O cigarro de controle não tinha perfurações nem furos na super- fície fosca e os cigarros de teste 1-7 incluíam perfurações a laser localizadas a 12 mm da extremidade de tabaco do cigarro e/ou furos na superfície fosca localizados a 7 mm da extremidade de tabaco do cigarro.

Os cigarros de teste com perfurações a laser incluíam uma fila única de fendas cortadas a laser igualmente espaçadas que se estendiam circunferencialmente ao redor do cigarro ou uma fila dupla de tais perfura- ções a laser onde as filas ficam localizadas a aproximadamente 1 mm uma da outra.

Os cigarros de teste com furos na superfície fosca incluíam uma fila única de seis furos na superfície fosca igualmente espaçados tendo diâ- metros de 1 mm circunferencialmente espaçados ao redor do cigarro.

Como mostrado nos resultados de teste, a amostra tendo uma fila dupla de 12 furos a laser e os seis furos na superfície fosca de 1 mm de diâmetro produziram o fumo de tabaco tendo a mais alta TPM. Nos testes, o sistema de fumo elétrico foi montado em uma máquina de fumo de cigarro convencional que mede essa porção do fumo que é coletada em um chuma- ço, seu alcatrão, nicotina e água. Durante os testes, a máquina de fumo de cigarro foi operada sob condições de fumo FTC onde uma baforada de 2 segundos é tirada a cada 60 segundos para um total de 8 baforadas.

Tabela 2

Descrição TPM, mg/cig. Alcatrão, mg/cig Nicotina, mg/cig Água, mg/cig Co ntrole 5,24 2,18 0,15 2,91 1 fila única de 6 perfurações a la- ser 5,67 2,36 0,18 3,12 2 fila única de 12 perfurações a laser 5,25 2,15 0,17 2,92 3 fila dupla de 6 perfurações a la- ser por fila 5,28 2,08 0,15 2,73 4 fila dupla de 12 perfurações a Iaserporfila 5,57 2,06 0,17 3,34 fila única de 6 perfurações a la- ser e 6 furos na superfície fosca 5,41 2,25 0,18 2,97 Continuação...

6 fila dupla de 12 perfurações a laser e 6 furos na superfície fos- ca 6,44 2,39 0,19 3,86 7 6 furos na superfície fosca so- mente 5,56 2,07 0,16 3,33

Com referência agora às figuras 2 e 5, o conjunto de circuitos de controle elétrico 41 do acendedor 25 inclui um circuito lógico 195, que prefe- rivelmente compreende um microcontrolador ou um circuito integrado de a- plicação específica (ou "ASIC"). O conjunto de circuitos de controle também inclui o sensor de cigarro 57 para detectar a inserção de um cigarro 23 no receptor de cigarro 27 do acendedor 25, o sensor de baforada 45 para de- tectar uma tragada no cigarro inserido 23, o indicador de LCD 51 para indi- car o número de baforadas restantes no cigarro, a fonte de energia 35a e uma rede de temporização 197.

O circuito lógico 195 pode compreender qualquer circuito con- vencional capaz de implementar as funções discutidas aqui. Um arranjo de portão programável no campo (por exemplo, um tipo ACTEL A1280A FPGA PQFP 160, disponível de Actel Corporation, Sunnyvale, Califórnia) ou um microcontrolador pode ser programado para executar as funções lógicas di- gitais com funções analógicas executadas pelos outros componentes. Um ASIC ou microcontrolador pode executar ambas as funções analógica e digi- tal em um componente. Aspectos do conjunto de circuitos de controle e con- junto de circuitos lógicos similares ao circuito de controle 41 e circuito lógico 195 da presente invenção são descritos, por exemplo, nas Patentes comu- mente designadas U.S. N2s 5.388.594, 5.505.214, 5.591.368 e 5.499.636, todas as quais são aqui incorporadas por referência na sua integridade. De- talhes adicionais são também fornecidos na Patente co-pendente comumen- te designada U.S. N0 6.040.560, aqui incorporada por referência na sua inte- gridade.

Na modalidade preferida, oito elementos de aquecedor individual 37 são conectados em um terminal positivo da fonte de energia 35a e no terra através de interruptores do aquecedor do transistor de efeito de campo (FET) correspondentes 201-208. Interruptores individuais (ou selecionados) dos interruptores do aquecedor 201-208 ligarão sob o controle do circuito lógico 195 através dos terminais 211-218, respectivamente, durante a exe- cução de um ciclo de energia pelo circuito lógico 195. O circuito lógico 195 produz sinais para ativar e desativar interruptores particulares dos interrupto- res do aquecedor 201-208 para ativar e desativar o elemento do aquecedor correspondente 37 do acessório do aquecedor 39.

O circuito lógico 195 coopera com o circuito de temporização 197 para precisamente executar a ativação e desativação de cada elemento do aquecedor 37 de acordo com um período de ciclo total predeterminado ("Ttotai") e para precisamente dividir cada período de ciclo total em um núme- ro predeterminado de fases, com cada fase tendo seu próprio período de tempo predeterminado Ctfase")- Na modalidade preferida, o período de ciclo total Ttotai foi selecionado para ser 1,6 segundos (de modo a ser menor do que a duração de dois segundos normalmente associada com a tragada do fumante em um cigarro, mais a provisão para margem) e o período de ciclo total Ttotai é dividido preferivelmente em duas fases, uma primeira fase tendo um período de tempo predeterminado Ctfase Γ) de 1,0 segundos e uma se- gunda fase tendo um período de tempo predeterminado Ctfase 2") de 0,6 se- gundos. O período de ciclo total Ttotai, o número total de fases e os períodos de fase respectivos são parâmetros, entre outros, que são resolvidos de a- cordo com os ensinamentos que seguem para o estabelecimento no circuito de controle 41, da capacidade para executar o ciclo de energia que precisa- mente duplica uma interação térmica preferida ("perfil térmico" ou "termo- histograma") entre o elemento do aquecedor respectivo 37 e as porções ad- jacentes do cigarro 23. Adicionalmente, depois que o termo-histograma pre- ferido é estabelecido, certos parâmetros (preferivelmente, ciclos ativos em cada fase) são ajustados dinamicamente pelo circuito de controle 41 de mo- do a precisamente duplicar o termo-histograma pré-determinado com cada ciclo de energia por toda a faixa de voltagens vin abrangidas pelo ciclo de descarga da bateria acima mencionado. O sensor atuado pela baforada 45 fornece um sinal para o circui- to lógico 195 que é indicativo da ativação pelo fumante (isto é, uma queda contínua na pressão ou fluxo do ar sobre um período de tempo suficiente- mente sustentado). O circuito lógico 195 inclui uma rotina não elástica para distinguir entre variações minoritárias da pressão do ar e tragadas mais sus- tentadas no cigarro para evitar a ativação inadvertida dos elementos do a- quecedor em resposta ao sinal errante do sensor atuado pela baforada 45. O sensor atuado pela baforada 45 pode incluir um sensor de pressão piezorre- sistivo ou um sensor de flape ótico que é usado para acionar um amplifica- dor operacional, cuja saída por sua vez é usada para fornecer um sinal lógi- co para o circuito lógico 195. Os sensores atuados pela baforada adequados para uso em conjunto com o sistema de fumo incluem um sensor de silício Modelo 163PC01D35, fabricado por MicroSwitch division de Honeywell1 Inc., Freeport, 111, ou um sensor tipo NPH-5-02.5G NOVA, disponível de Lucas- Nova, Fremont, Califórnia, ou um sensor tipo SLP004D, disponível de Sensym Incorporated, Sunnyvale, Califórnia.

O sensor de cigarro 57 está localizado no receptor de cigarro 27 e fornece um sinal para o circuito lógico 195 que é indicativo da inserção de um cigarro 23 no acendedor 25. Opcionalmente, um segundo sensor pode estar localizado adjacente ao batente 183, de modo a determinar se o cigar- ro foi completamente inserido no receptor 27.

De modo a conservar a energia, é preferido que o sensor atuado pela baforada 45 e o sensor do cigarro 57 sejam colocados em ciclos de liga e desliga em pequenos ciclos ativos (por exemplo, de aproximadamente 2 a 10% do ciclo ativo). Por exemplo, é preferido que o sensor atuado pela bafo- rada 45 seja ligado por uma duração de 1 milissegundo a cada 10 milisse- gundos. Se, por exemplo, o sensor atuado pela baforada 45 detecta a queda de pressão ou fluxo de ar indicativo de uma tragada no cigarro durante qua- tro pulsos consecutivos (isto é, através de um período de 40 milissegundos), o sensor atuado pela baforada envia um sinal através de um terminal 221 para o circuito lógico 195. O circuito lógico 195 então envia um sinal através de um terminal apropriado dos terminais 211-218 para ligar um apropriado dos interruptores do aquecedor do FET 201-208.

Similarmente, o sensor de cigarro 57 é preferivelmente ligado por uma duração de 1 milissegundo a cada 10 milissegundos. Se, por exem- plo, o sensor de cigarro 57 detecta quatro pulsos refletidos consecutivos, indicando a presença de um cigarro 23 no acendedor 25, o sensor de luz envia um sinal através do terminal 223 para o circuito lógico 195. O circuito lógico 195 então envia um sinal através do terminal 225 para o sensor atua- do pela baforada 45 para ligar o sensor atuado pela baforada. O circuito ló- gico 195 também envia um sinal através do terminal 227 para o indicador 51 para ligá-lo. As técnicas de modulação acima observadas reduzem a corren- te média de duração exigida pelo sensor atuado pela baforada 45 e o sensor de cigarro 57, e assim prolonga a vida da fonte de energia 37.

O circuito lógico 195 inclui uma PROM (memória somente de leitura programável) 301, que inclui preferivelmente pelo menos dois bancos de dados ou "tabelas de pesquisa" 302 e 304, e opcionalmente, um terceiro banco de dados (tabela de pesquisa) 306 e possivelmente uma quarta tabela de pesquisa 307. Cada uma das tabelas de pesquisa 302,304 (e opcional- mente 306,307) converte um sinal indicativo da voltagem da bateria vin para um sinal indicativo do ciclo ativo ("dc-Γ para a primeira fase e "dc2" para a segunda fase) a ser usado na execução da fase respectiva do ciclo de ener- gia imediato. As terceira e quarta tabelas de pesquisa 306 e 307 funcionam similarmente.

Com a iniciação de um ciclo de energia, o circuito lógico recebe um sinal indicativo da voltagem da bateria vin, e depois referência a leitura imediata vin para a primeira tabela de pesquisa 302 para estabelecer um ci- clo ativo dei para a iniciação da primeira fase do ciclo de energia. A primeira fase é continuada até que a rede de temporização 197 produza um sinal in- dicando que o período de tempo predeterminado da primeira fase (tfasei) de- corra, em conseqüência disso o circuito lógico 195 referência vin e a segunda tabela de pesquisa 304 e estabelece um ciclo ativo dc2 para a iniciação da segunda fase. A segunda fase é continuada até que a rede de temporização 197 produz um sinal indicando que o período de tempo predeterminado da segunda fase (tfaSe 2) decorreu, com o que a rede de temporização 197 for- nece um sinal de desligamento para o circuito lógico 195 no terminal 229. Opcionalmente, o circuito lógico 195 poderia iniciar uma terceira fase e esta- belecer um terceiro ciclo ativo dc3, e o sinal de desligamento não seria gera- do até que o período predeterminado da terceira fase (tfase 3) tivesse decorri- do. Um regime similar opcionalmente poderia ser estabelecido com uma quarta fase (tfase 4)· A presente invenção poderia ser praticada com fases a- dicionais também.

Embora a presente invenção possa ser praticada limitando a re- ferência às tabelas de pesquisa a uma porção inicial de cada fase para esta- belecer um ciclo ativo a ser aplicado por toda a integridade substancial de cada fase, um refinamento e a prática preferida é ter o circuito lógico 195 configurado para continuamente referenciar vin junto com as tabelas de pes- quisa respectivas 302,303,306 e 307 de modo a dinamicamente ajustar os valores fixados para ciclos ativos em resposta às flutuações na voltagem da bateria à medida que o circuito de controle progride através de cada fase. Tal dispositivo proporciona uma repetição mais precisa do termo-histograma desejado.

Outras configurações do circuito da rede de temporização e cir- cuitos lógicos podem também ser usadas, tal como essas descritas nas Pa- tentes comumente designadas U.S. N- 5.388.594, 5.505.214, 5.591.368, 5.499.636 e 5.372.148, todas as quais são aqui incorporadas por referência na sua integridade.

Durante a operação, um cigarro 23 é inserido no acendedor 25 e a presença do cigarro é detectada pelo sensor de cigarro 57. O sensor de cigarro 57 envia um sinal para o circuito lógico 195 através do terminal 223. O circuito lógico 195 verifica se a fonte de energia 35a está carregada ou se a voltagem imediata está abaixo de um mínimo aceitável vin min- Se, depois da inserção de um cigarro 23 no acendedor 25, o circuito lógico 195 detecta que a voltagem da fonte de energia 35a está muito baixa, abaixo de vin min, o indicador 51 pisca e a operação adicional do acendedor será bloqueada até que a fonte de energia 35a seja recarregada ou substituída. A voltagem da fonte de energia 35a é também monitorada durante o aquecimento dos ele- mentos do aquecedor 37 e o aquecimento dos elementos do aquecedor 37 é interrompido se a voltagem cai abaixo de um valor predeterminado.

Se a fonte de energia 35a está carregada e a voltagem é sufici- ente, o circuito lógico 195 envia um sinal através do terminal 225 para o sen- sor de baforada 45 para determinar se o fumante está tragando o cigarro 23. Ao mesmo tempo, o circuito lógico 195 envia um sinal através do terminal 227 para o indicador 51 de modo que o LCD exibirá o dígito "8", refletindo que oito baforadas estão disponíveis. Quando o circuito lógico 195 recebe um sinal através do terminal

221 do sensor atuado pela baforada 45 que uma queda de pressão susten- tada ou fluxo de ar foi detectada, o circuito lógico 195 envia um sinal através do terminal 231 para a rede do temporizador 197 para ativar a rede do tem- porizador, que então começa a funcionar fase por fase na maneira previa- mente descrita. O circuito lógico 195 também determina, por uma rotina de contagem decrescente, qual dos oito elementos do aquecedor está adequa- do para ser aquecido e envia um sinal através de um terminal apropriado 211-218 para ligar um apropriado dos interruptores do aquecedor do FET 201-208. O aquecedor apropriado permanece ligado enquanto o temporiza- dor funciona.

Quando a rede de temporização 197 envia um sinal através do terminal 229 para o circuito lógico 195 indicando que o temporizador parou de funcionar, o interruptor do aquecedor do FET ligado particular 211-218 é desligado, dessa maneira removendo a energia do elemento do aquecedor particular 37. O circuito lógico 195 também faz a contagem regressiva e en- via um sinal para o indicador 51 através do terminal 227, de modo que o in- dicador exibirá que uma baforada a menos está restando (por exemplo,"7", depois da primeira baforada). Quando o fumante a seguir bafora no cigarro 23, o circuito lógico 195 ligará um outro interruptor predeterminado dos inter- ruptores do aquecedor do FET 211-218, dessa maneira fornecendo energia para um outro predeterminado dos elementos do aquecedor. O processo será repetido até que o indicador 51 exibe "0", significando que não existem mais baforadas restantes no cigarro 23. Quando o cigarro 23 é removido do acendedor 25, o sensor do cigarro 57 indica que o cigarro não está presente, e o circuito lógico 195 é reinicializado.

Outros aspectos, tal como esses descritos nas Patentes U.S. N— 5.505.214, 5.388.594 e 5.372.148 que são incorporadas por referência, po- dem ser incorporados no conjunto de circuitos de controle 41 ao invés de ou além dos aspectos descritos acima. Por exemplo, se desejado, vários aspec- tos de desativação podem ser proporcionados. Um tipo de aspecto de desa- tivação inclui o conjunto de circuitos de temporização (não-mostrado) para evitar que baforadas sucessivas ocorram muito próximas, de modo que a fonte de energia 35a tenha tempo para se recuperar. Um outro aspecto de desativação inclui meios para desativar os elementos do aquecedor 37 se um produto não autorizado é inserido no acessório do aquecedor 39. Por exemplo, o cigarro 23 poderia ser fornecido com uma característica de iden- tificação que o acendedor 25 deve reconhecer antes dos elementos de a- quecimento 37 serem energizados.

Com referência agora à figura 6, o cigarro 23, como construído de acordo com a modalidade preferida da presente invenção, compreende uma haste de tabaco 60 e uma ponta de filtro 62, que são unidas com o pa- pel da ponta 64. Durante a fabricação do cigarro, furos de perfuração 263 podem ser produzidos em uma ou mais localizações na superfície externa da haste de tabaco 60.

O cigarro de enchimento parcialmente cheio 23 preferivelmente tem um diâmetro essencialmente constante ao longo do seu comprimento e, que como cigarros mais tradicionais, fica preferivelmente entre aproximada- mente 7,5 mm e 8,5 mm de diâmetro de modo que o sistema de fumo 21 proporciona ao fumante uma "sensação na boca" familiar. Na modalidade preferida, o cigarro 23 é de aproximadamente 62 mm de comprimento geral, dessa maneira facilitando o uso de máquinas de embalagem convencionais na embalagem dos cigarros 23. O comprimento combinado do filtro do bocal 94 e do filtro de fluxo livre 92 é preferivelmente 30 mm. O papel da ponta preferivelmente se estende aproximadamente por 6 mm sobre a haste de tabaco 60. O comprimento total da haste de tabaco 60 é preferivelmente 32 mm. Outras proporções, comprimentos e diâmetros podem ser selecionados no lugar desses recitados acima para a modalidade preferida.

A haste de tabaco 60 do cigarro 23 preferivelmente inclui um invólucro ou superfície fosca do tabaco 66 que foi dobrada em uma forma tubular (cilíndrica).

Uma sobreposição 71 intimamente envolve o invólucro do taba- co 66 e é mantida unida ao longo de uma junção longitudinal como é comum na construção de cigarros mais tradicionais. A sobreposição 71 mantém o invólucro do tabaco 66 em uma condição revestida ao redor de um filtro de fluxo livre 74 e um pedaço de tabaco 80.

De preferência, o papel de sobreposição do cigarro 71 é revesti- do intimamente ao redor do invólucro de tabaco 66 de modo a transmitir a aparência externa e sensação de um cigarro mais tradicional. Foi verificado que um fumo com melhor sabor é obtido quando o papel da sobreposição 71 é um tipo padrão de papel de cigarro, preferivelmente um papel de Iinho de aproximadamente 20 a 50 CORESTA (definido como a quantidade de ar, medida em centímetros cúbicos, que passa através de um centímetro qua- drado do material, por exemplo, uma folha de papel, em um minuto em uma queda de pressão de 1,0 quilopascal) e mais preferivelmente de aproxima- damente 30 a 45 CORESTA, um peso base de aproximadamente 23 a 35 gramas por metro quadrado (g/m2) e mais preferivelmente aproximadamente 23 a 30 g/m2, e uma carga do enchimento (de preferência carbonato de cál- cio) de aproximadamente 23 a 35% em peso e mais preferivelmente 28 a 33% em peso. O papel da sobreposição 71 preferivelmente contém pouco ou nenhum citrato ou outros modificadores de queima, com níveis preferidos de citrato variando de 0 a aproximadamente 2,6% em peso do papel de so- breposição 71 e mais preferivelmente menor do que 1%.

O próprio invólucro de tabaco 66 preferivelmente compreende um invólucro de base 68 e uma camada do material de tabaco 70 localizada ao longo da superfície interna do invólucro de base 68. Na extremidade com ponta 72 da haste de tabaco 60, o invólucro do tabaco 66 junto com a so- breposição 71 são enrolados ao redor do pedaço do filtro de fluxo livre tubu- lar 74. O filtro de fluxo livre 74 (também conhecido na técnica como pedaços de "silvos diretos") proporciona definição estrutural e suporte na extremidade com ponta 72 da haste de tabaco 60 e permite que o aerossol seja retirado do interior da haste de tabaco 60 com uma queda de pressão mínima. O fil- tro de fluxo livre 74 também age como uma restrição de fluxo na extremida- de com ponta 72 da haste de tabaco 60, que acredita-se ajudar a promover a formação do aerossol durante uma tragada no cigarro 23. O filtro de fluxo livre é preferivelmente de pelo menos 7 milímetros de comprimento para fa- cilitar a manipulação na máquina e é preferivelmente anular, embora outras formas e tipos de filtros de baixa eficiência sejam adequados, incluindo pe- daços de filtro cilíndrico.

Na extremidade livre 78 da haste de tabaco 60, o invólucro do tabaco 66 junto com a sobreposição 71 são enrolados ao redor de um peda- ço de tabaco cilíndrico 80. De preferência, o pedaço de tabaco 80 é constru- ído separadamente do invólucro de tabaco 66 e compreende uma coluna relativamente curta de tabaco de enchimento cortado que foi enrolado dentro e mantido por um envoltório do pedaço 84.

De preferência, o pedaço de tabaco 80 é construído em uma máquina de fabricação de haste de cigarro convencional onde o enchimento cortado (preferivelmente combinado) é formado com ar em uma haste de tabaco contínua em uma correia de avanço e preso com uma fita contínua do envoltório do pedaço 84 que é então colada ao longo de sua junção longi- tudinal e vedada termicamente. De acordo com a modalidade preferida da presente invenção, o envoltório do pedaço 84 é preferivelmente construído de um invólucro celulósico de pouco ou nenhum enchimento, colagem ou aditivos de queima (cada um em níveis abaixo de 0,5% por peso percentual) e preferivelmente pouca ou nenhuma colagem. De preferência, o envoltório do pedaço de tabaco 84 tem um pequeno peso base abaixo de 15 gramas por metro quadrado e mais preferivelmente aproximadamente 13 gramas por metro quadrado. O envoltório do pedaço de tabaco 84 preferivelmente tem uma alta permeabilidade na faixa de aproximadamente 20.000 a 35.000 CORESTA e mais preferivelmente na faixa de aproximadamente 25.000 a 35.000 CORESTA, e é construído preferivelmente de polpa de fibra de ma- deira mole, celulose do tipo abacá ou outra polpa com fibras longas. Tais papéis estão disponíveis de Papierfabrik Schoeller e Hoescht GMBH, Post- fach 1155, D-76584, Gernsback, ALEMANHA; um outro papel adequado pa- ra uso como o envoltório do pedaço 84 é o papel TW 2000 de DeMauduit de Euimperle FRANÇA, com a adição de carboximetilcelulose em um nível de 2,5 pesos percentuais.

A máquina de fabricação da haste de tabaco é operada de modo a proporcionar uma densidade da haste de tabaco de aproximadamente 0,17 a 0,30 grama por centímetro cúbico (g/cc), mas mais preferivelmente em uma faixa de pelo menos 0,20 a 0,30 g/cc e mais preferivelmente entre a- proximadamente 0,24 a 0,28 g/cc. As densidades elevadas são preferidas para evitar extremidades frouxas na extremidade livre 78 da haste de tabaco 60. Entretanto, é para ser entendido que as menores densidades da haste permitirão que a coluna de tabaco 82 contribua para uma maior proporção de aerossol e gosto para o fumo. Dessa maneira, um equilíbrio deve ser descoberto entre a liberação do aerossol (que favorece uma pequena densi- dade da haste na coluna de tabaco 82) e o impedimento das extremidades frouxas (que favorecem as faixas elevadas de densidades da haste).

A coluna de tabaco 82 preferivelmente compreende enchimento cortado de uma combinação de tabacos típicos da indústria, incluindo com- binações compreendendo tabacos claros, de folhas finas e orientais junto com, opcionalmente, tabacos reconstituídos e outros componentes de com- binação, incluindo aromatizantes de cigarro tradicional. Entretanto, na moda- lidade preferida, o enchimento cortado da coluna de tabaco 84 compreende uma combinação de tabacos claros, de folhas finas e orientais na razão de aproximadamente 45:30:25 para o mercado dos E.U.A, sem a inclusão dos tabacos reconstituídos ou quaisquer aromatizantes depois do corte. Opcio- nalmente, um componente de tabaco expandido poderia ser incluído na combinação para ajustar a densidade da haste, e aromatizantes podem ser adicionados. A haste de tabaco contínua formada como descrito acima é cor- tada de acordo com um comprimento do pedaço predeterminado para o pe- daço de tabaco 80. Esse comprimento é de preferência pelo menos 7 mm de modo a facilitar a manipulação na máquina. Entretanto, o comprimento pode variar de aproximadamente 7 mm para 25 mm ou mais dependendo das pre- ferências de projeto do cigarro que se tomarão evidentes na descrição que segue, com referência particular à figura 7.

Como um tema geral, o comprimento do pedaço de tabaco 80 é preferivelmente ajustado em relação ao comprimento total da haste de taba- co 60, tal que um vazio 91 é definido ao longo da haste de tabaco 60 entre o filtro de fluxo livre 74 e o pedaço de tabaco 80. O vazio 91 corresponde a uma porção não-cheia da haste de tabaco 60 e está em comunicação de fluido imediata com a ponta 62 através do filtro de fluxo livre 74 da haste de tabaco 60.

Com referência particularmente à figura 6, o comprimento do

pedaço de tabaco 80 e sua posição relativa ao longo da haste de tabaco 60 é também selecionada em relação aos aspectos dos elemento do aquecedor 37. Quando um cigarro é apropriadamente posicionado contra um batente 182 no acendedor 25, uma porção 93 de cada elemento do aquecedor 37 contatará a haste de tabaco 60 ao longo de uma região da haste de tabaco 60. Essa região de contato é citada como uma pegada do aquecedor 95. A pegada do aquecedor 95 (como mostrada com uma seta dupla na figura 2) não é parte da própria estrutura do cigarro, mas ao contrário é uma repre- sentação dessa região da haste de tabaco 60 onde o elemento do aquece- dor 37 seria esperado de alcançar temperaturas de aquecimento operativas durante o fumo do cigarro 23. Pelo fato de que os elementos do aquecedor 37 estão a uma distância fixa 96 do batente 182 do acessório do aquecedor, a pegada do aquecedor 95 consistentemente localiza-se ao longo da haste de tabaco 60 na mesma distância predeterminada 96 da extremidade livre 78 da haste de tabaco 60 para cada cigarro 23 que está completamente in- serido no acendedor 25.

De preferência, o comprimento do pedaço de tabaco 80, o com- primento da pegada do aquecedor 95 e a distância entre a pegada do aque- cedor 95 e o batente 182 são selecionados tal que a pegada do aquecedor 95 se estende além do pedaço de tabaco 80 e sobrepõe uma porção do va- zio 91 por uma distância 98. A distância 98 pela qual a pegada do aquecedor 95 sobrepõe o vazio 91 (a porção não-cheia da haste de tabaco 60) é tam- bém citada como a "sobreposição do aquecedor-vazio" 98. A distância pela qual o restante da pegada do aquecedor 95 sobrepõe o pedaço de tabaco 80 é citada como "a sobreposição do aquecedor-enchimento" 99.

A ponta 62 preferivelmente compreende um filtro de fluxo livre 92 localizado adjacente à haste de tabaco 60 e um pedaço do filtro do bocal 94 na extremidade distai da ponta 62 da haste de tabaco 60. De preferência, o filtro de fluxo livre 92 é tubular e transmite ar com queda de pressão muito pequena. Outros filtros de baixa eficiência de configuração padrão poderiam ser usados no lugar, entretanto. O diâmetro interno para o filtro de fluxo livre 92 está preferivelmente em ou entre 2 a 6 milímetros e é preferivelmente maior do que esse do filtro de fluxo livre 74 da haste de tabaco 60.

O pedaço do filtro do bocal 94 fecha a extremidade livre da pon- ta 62 com finalidades de aparência e, se desejado, para efetuar alguma fil- tragem, embora seja preferido que o pedaço do filtro do bocal 94 compreen- da um filtro de baixa eficiência preferivelmente de aproximadamente 15 a 25 por cento de eficiência.

O filtro de fluxo livre 92 e o pedaço do filtro do bocal 94 são pre- ferivelmente unidos como um pedaço combinado com um envoltório de pe- daço 101. O envoltório do pedaço 101 é preferivelmente um envoltório de pedaço de pequeno peso como está convencionalmente disponível para es- ses na técnica de fabricação de cigarros. O pedaço combinado está preso na haste de tabaco 60 pelo papel da ponta 64 de especificações que são padrões e convencionalmente usadas por toda a indústria de cigarros. O papel da ponta 64 pode ser tipo cortiça, branco ou de qualquer outra cor co- mo as preferências decorativas possam sugerir.

De preferência, um cigarro 23 construído de acordo com a mo- dalidade preferida tem um comprimento geral de aproximadamente 62 mm, dos quais 30 mm compreendem o pedaço combinado da ponta 62. Dessa maneira, a haste de tabaco 60 tem 32 mm de comprimento. De preferência, o filtro de fluxo livre 74 da haste de tabaco 60 é de pelo mentos 7 mm de comprimento e o vazio 91 entre o filtro de fluxo livre 74 e o pedaço de tabaco 80 é preferivelmente de pelo menos 7 mm de comprimento. Na modalidade preferida, a pegada do aquecedor 95 é aproximadamente de 12 mm de comprimento e localizada tal que ela proporciona uma sobreposição de a- quecedor-vazio 98, deixando 9 mm da pegada do aquecedor 95 sobrepondo o pedaço de tabaco 80. É para ser entendido que o comprimento do vazio 91, o compri-

mento do pedaço de tabaco 80 e a distribuição dos furos de perfuração 263 podem ser ajustados para facilitar a fabricação e mais importante ainda, para ajustar as características de fumo do cigarro 23, incluindo ajustes no seu sabor, tragada e liberação. O modelo dos furos 263, o comprimento do vazio 91 e a quantidade da sobreposição do aquecedor-enchimento (e sobreposi- ção do aquecedor-vazio) podem também ser manipulados para ajustar a imediação da resposta, para promover a consistência na liberação (em uma base de baforada para baforada, bem como entre cigarros) e para controlar a condensação do aerossol em ou ao redor dos aquecedores. Na modalidade preferida, o vazio 91 (a porção sem enchimento

da haste de tabaco 60) se estende por aproximadamente 7 mm para garantir a abertura adequada entre a pegada do aquecedor 95 e o filtro de fluxo livre 74. Dessa maneira, é proporcionada margem tal que a pegada do aquecedor 95 não aquece o filtro de fluxo livre 74 durante o fumo. Outros comprimentos são adequados, por exemplo, se as tolerâncias de fabricação permitem, o vazio 91 poderia ser configurado tão curto quanto aproximadamente 4 mm ou menos, ou no outro extremo, estendido bem além de 7 mm de modo a estabelecer uma porção sem enchimento alongada ao longo da haste de tabaco 60. A faixa preferida dos comprimentos para a porção sem enchimen- to (o vazio 91) é de aproximadamente 4 mm a 18 mm e mais preferivelmente a 12 mm.

Com referência à figura 7, um método de fabricação preferido dos cigarros 23 de acordo com uma modalidade preferida da presente in- venção pode iniciar com a produção de um pedaço compreendendo um múl- tiplo de pedaços de tabaco 80, preferivelmente em uma configuração de 2- acima e envolvido com o envoltório do pedaço 84.

É para ser entendido que a referência a um pedaço de tabaco 80

de 2-acima refere-se a uma construção de pedaço tal que se ele fosse divi- dido em dois pedaços, renderia em dois pedaços de tabaco 80 completos do cigarro preferido 23. Da mesma forma, um pedaço da ponta de 2-acima 62, se separado em 2 pedaços, proporcionaria um par de pontas 62, cada uma compreendendo um filtro de fluxo livre 92, um pedaço do filtro do bocal 94 e um envoltório do pedaço 84 como descrito em conjunto com o cigarro parci- almente cheio 23 da modalidade preferida. Como um exemplo adicional, um pedaço da haste de tabaco 60 de 2-acima, se dividido, renderia duas hastes de tabaco completas 60. Com referência novamente à figura 7, a produção dos pedaços

da haste de tabaco de 2-acima 60 inicia com a construção de pedaços de tabaco de 2-acima 80 e o estabelecimento de um fornecimento de pedaços de filtro de fluxo livre de 12-acima 74.

De preferência, o pedaço de tabaco 80 é construído em uma máquina de fabricação de haste de cigarro convencional 122 (tal como um fabricante de haste de tabaco Molins Mark 9) onde o enchimento cortado (preferivelmente combinado) é formado a ar em uma haste de tabaco contí- nua em uma correia de avanço e envolvido com uma fita contínua do envol- tório do pedaço 84 que é então colada ao longo de sua junção longitudinal e vedada termicamente. A saída do fabricante da haste de tabaco 122 é então cortada em um cortador 124 e passada por uma disposição adequada 126 para um primeiro alimentador 128 de uma máquina de combinação tal como um combinador de tubo de pedaço de ação dupla Molins. A disposição de distribuição 126 pode incluir um enchimento de bandeja HCF ou alguma ou- tra disposição igualmente adequada para carregar o primeiro alimentador 128 com os pedaços de tabaco de 4-acima 80. Outros sistemas de distribui- ção de pedaço adequados poderiam ser utilizados tal como transportadores de fluxo de massa ou tubos pneumáticos ou semelhantes.

Similarmente, os pedaços de filtro de fluxo livre de 12-acima 74 são produzidos em modo contínuo de um fabricante de haste de filtro tubular 130, tal como com um fabricante como descrito na Patente U.S. N0 3.637.447 para Berger et al., particularmente na coluna 4. A haste contínua do material de filtro tubular do fabricante da haste 130 é cortada em um cor- tador 132 nos pedaços de filtro de fluxo livre de 12-acima 74 e passada para um segundo alimentador 134 do combinador de tubo de pedaço de ação dupla Molins ("DATPC") via uma disposição de distribuição adequada 136 que preferivelmente compreende um enchimento de bandeja HCF, embora outras disposições de distribuição como previamente descrito possam ser usadas no lugar.

Os pedaços de filtro de fluxo livre de 12-acima 74 do segundo alimentador 134 são cortados em seis pedaços de filtro de fluxo livre de 2- acima 74 e os pedaços de tabaco de 4-acima do primeiro alimentador 128 são cortados em dois pedaços de tabaco de 2-acima 80. Esses pedaços de tabaco de 2-acima 80 e pedaços de filtro de fluxo livre de 2-acima 74 são então colocados em relação alternada entre si sobre um transportador 140 que leva para uma correia da guarnição 142. Tal ação mecânica pode ser produzida na extremidade frontal do combinador DAPTC Molins. O espaça- mento entre os pedaços de tabaco de 2-acima 80 e os pedaços de filtro de fluxo livre de 2-acima 74 é ajustado para igualar a quantidade desejada do vazio 91 desejado na haste de tabaco 60 do cigarro 23 sendo produzido.

Na maioria dos combinadores DAPTC Molins, esse espaçamen- to 91 entre os pedaços de 2-acima no transportador 140 é ajustado precisa- mente com um tambor ordenador/espaçador 139 localizado em ou ao redor da localização onde a correia de compressão 141 e a correia da guarnição 142 recebem os pedaços de filtro de fluxo livre de 2-acima 74 e os pedaços de tabaco de 2-acima 80. Outras disposições adequadas para garantir a co- locação apropriada dos pedaços de 2-acima 74 e os pedaços de tabaco de 2-acima 80 seriam prontamente evidentes para alguém de conhecimento comum na técnica de combinação dos pedaços. Logo a montante da correia da guarnição 142, uma fita contínua do invólucro do tabaco 66 é enrolada de uma bobina 144 através de uma série de roletes de controle de folga e tensão geralmente indicados por 146 e além de um aplicador de cola 148 antes de sua chegada no rolete final 150, que então direciona a fita do invólucro do tabaco 66 para a trajetória da correia da guarnição 142.

Da mesma forma, uma fita contínua da sobreposição 71 é enro- lada de uma bobina 152 através de uma disposição para ajustar a folga e/ou tensão na fita 71 geralmente indicada por 154, além de uma pluralidade de aplicadores de cola 156 e depois ao redor de um rolete final 158 que direcio- na a fita de sobreposição 71 para a trajetória da correia da guarnição 142 e entre a correia da guarnição 142 e o invólucro do tabaco 66.

Durante a passagem através da guarnição 160, a fita contínua do invólucro do tabaco 66 e a sobreposição 71 são dobradas ao redor dos pedaços de tabaco de 2-acima 80 separados e os pedaços de filtro de fluxo livre de 2-acima 74 para produzir uma haste contínua 162 que é então corta- da na cabeça do cortador da máquina DAPTC para produzir porções da has- te de tabaco 164. A cabeça do cortador 166 é disposta para cortar cada ou- tro pedaço de tabaco de 2-acima 80 de modo a produzir hastes de tabaco de 2-acima 164 tendo um pedaço de tabaco de 1-acima 80 em extremidades opostas do mesmo e um filtro de fluxo livre de 2-acima 74 separado dos pe- daços de tabaco 80 por espaços 91. As hastes de tabaco de 2-acima 164 são passadas da saída da máquina de combinação para uma montagem de associação de tambor 220 que corta as hastes de tabaco de 2-acima no meio para formar hastes de tabaco de comprimento unitário e passa as has- tes de tabaco cortadas para um tambor de montagem do aparelho de forma- ção de pontas.

O aparelho de acordo com a invenção elimina a necessidade de carregar hastes de tabaco cortadas em um alimentador de uma máquina de formação de pontas e, dessa maneira, minimiza danos que poderiam ocorrer nas hastes de tabaco durante o transporte através de um tal sistema alimen- tador. Por exemplo, a Patente comumente designada U.S. N0 5.666.976 descreve uma disposição na qual hastes de tabaco de 4-acima são passa- das para um enchimento de bandeja e depois para um alimentador de uma máquina de formação de pontas onde as hastes de tabaco de 4-acima são transportadas através de uma série de tambores que efetuam o corte das hastes de tabaco de 4-acima em hastes de tabaco de 2-acima e depois em hastes de tabaco de 1-acima. Uma tal disposição expõe as hastes de tabaco de 4-acima a abrasão mecânica que pode danificar as hastes de tabaco. O aparelho de acordo com a invenção elimina a necessidade de um alimenta- dor receber as hastes de tabaco desde que a saída do aparelho de combi- nação onde as hastes de tabaco são fabricadas é diretamente ligada na má- quina de formação de pontas pela montagem de associação do tambor.

A máquina DAPTC mostrada na figura 7, é ligada permanente- mente na máquina de formação de pontas de cigarro 200 (mostrada na figu- ra 9) pela montagem de associação do tambor 220. A montagem de associ- ação do tambor pode ser compreendida de uma pluralidade de tambores em qualquer disposição adequada. Uma disposição preferida que permite a per- furação a laser opcional da haste de tabaco é mostrada na figura 9. Deve ser verificado que essa conexão entre a máquina DAPTC e a máquina de for- mação de pontas 200, permite uma transição suave da DAPTC para a má- quina de formação de pontas 200 em uma maneira rápida e eficiente.

Com referência novamente à guarnição 160 da figura 7 e em referência específica às figuras 8A-8E, à medida que os vários componentes da haste de tabaco 60 são puxados através da guarnição 160, uma progres- são das etapas de dobradura envolve a fita contínua da superfície fosca do tabaco 66 e a fita contínua de sobreposição 71 ao redor da sucessão alter- nada de pedaços de 2-acima 80 e 74.

Com referência agora à figura 8A, com sua chegada na correia da guarnição 142, os pedaços 74 e 80, o invólucro do tabaco 66 e a sobre- posição 71 são impelidos um contra o outro e a correia da guarnição 142 pela correia de compressão 141. Um filete contínuo de adesivo 172 fica loca- lizado em ou ao redor da região central da fita contínua do invólucro do ta- baco 66 quando aplicado pelo aplicador de cola 148. Esse filete de adesivo 172 apoia os pedaços de tabaco de 2-acima 80 e pedaços de filtro de fluxo livre de 2-acima 74 na fita do invólucro do tabaco 66.

Da mesma forma, um aplicador de cola pode ser usado para de- positar filetes intermitentes de adesivo ou múltiplos aplicadores de cola 156 podem ser usados para depositar filetes contínuos de adesivo 174, 176 e 178 no lado 180 da fita contínua da sobreposição 71 que é para entrar em contato com a fita contínua do invólucro do tabaco 66 na guarnição 160. É preferido que esses filetes de "laminação" de adesivo 174, 176 e 178 não possam endurecer antes da entrada na guarnição 160, de modo que o invó- lucro do tabaco 66 e a sobreposição 71 possam deslizar ligeiramente em relação uma a outra quando elas são dobradas sobre os pedaços de 2- acima 80 e 74 na guarnição 160. Essa provisão para pelo menos alguma "elasticidade" evita quebras e rasgos nos materiais.

Com referência agora às figuras 8B e 5C, a guarnição 160 pro- gressivamente dobra a fita contínua do invólucro do tabaco 66, junto com a fita contínua da sobreposição 71 ao redor dos pedaços de 2-acima 74 e 80. É para ser observado que as colocações relativas do invólucro do tabaco 66 e a sobreposição 71 são ligeiramente deslocadas entre si de modo que ao longo de um lado dos pedaços 74 e 80, uma porção de borda 182 da sobre- posição 71 se estende somente ligeiramente além da borda adjacente do invólucro do tabaco 66, de preferência em aproximadamente 1 milímetro mais ou menos, enquanto que ao longo de um lado oposto dos pedaços 74 e 80, uma porção de borda 384 da sobreposição 71 se estende por pelo me- nos vários milímetros além da borda adjacente do invólucro do tabaco 66. Tal provisão permite a aplicação de um filete de adesivo ao longo da porção de borda 184 por um aplicador de cola 186 como mostrado na figura 8D, antes da porção de borda 184 ser dobrada completamente para baixo e so- bre os pedaços 74 e 80 como mostrado na figura 8E para formar uma junção 189.

É para ser observado que o invólucro do tabaco 66 é dobrado

em tal grau e sua largura é selecionada tal que ela não se sobrepõe na sua junção 188. De preferência, nenhum adesivo é aplicado em ou ao redor da junção 188 do invólucro do tabaco 66, de modo a minimizar a aplicação do adesivo na estrutura da estrutura da haste de tabaco 60.

Também foi verificado ser eficaz localizar os filetes do adesivo de laminação 174, 176 e 178 em posições de 4 horas, 6 horas e 8 horas em relação à forma transversal dos pedaços de 2-acima 74 e 80 na guarnição 160.

O adesivo preferido para todos os filetes de adesivo 174, 176, 178, 172 e 190 é um adesivo de amido líquido tal como obtenível de National Starch. O filete do adesivo 190 é suficientemente forte para manter o invólu- cro do tabaco 66 na sua condição completamente dobrada.

De acordo com uma modalidade preferida, a saída do aparelho de combinação é um pedaço da haste de tabaco de 2-acima 164 que está diretamente ligado em um tambor de captura 222 da montagem de associa- ção do tambor 220 na entrada para a máquina de formação de pontas de cigarro 200 tal como uma Hauni Max que foi modificada para operar em uma maneira como descrito com referência às figuras 10A e 10B. Um esboço pre- ferido da Hauni Max modificada é mostrado na figura 9. Entretanto, outras máquinas de formação de ponta ou semelhantes poderiam ser dispostas para executar as etapas de fabricação do cigarro que são descritas abaixo. Com referência agora às figuras 9 e 10A-10B, um alimentador

192 da máquina de formação de pontas 200 recebe pedaços da ponta de 4- acima 62 que são o produto de uma operação de combinação 194 (figura 10A), onde pedaços de filtro de fluxo livre de 2-acima 92 de um fabricante de haste de filtro tubular 196 e pedaços de filtro do bocal de 2-acima 94 de um outro fabricante de haste de filtro 198, tal como um KDF-2, são combinados, junto com o envoltório do pedaço 84, para produzir os pedaços da ponta de 4-acima acima mencionados 62 (um pedaço que quando partido em quatro pedaços produz quatro pontas 62, cada uma compreendendo um filtro de fluxo livre 92, um filtro do bocal 94 e envoltório do pedaço 84). Os pedaços da ponta de 4-acima 62 são passados para o alimentador 192 da máquina de formação de pontas 200 por uma disposição de distribuição adequada.

A descrição de etapas adicionais no método preferido de produ- ção dos cigarros 23 será agora descrita com referência ao movimento e po- sição relativos dos componentes do cigarro como mostrado nas figuras 10A- 10B, com referência às estações de tambor respectivas ao longo da trajetó- ria mecânica da máquina 200 como mostrado na figura 9. As figuras 10A- 10B incluem linhas tracejadas que transportam indicações que correlacio- nam-se com tambores na máquina 200 da mesma designação.

As porções de haste de tabaco de 2-acima 164 são transferidas diretamente do aparelho de combinação para a montagem de associação do tambor 220. Na modalidade mostrada na figura 9, as hastes de tabaco de 2- acima são transferidas para um tambor de captura 222 da montagem de as- sociação do tambor. Os tambores da montagem de associação do tambor incluem ranhuras para receber as hastes de tabaco e disposições a vácuo que aplicam vácuo nas ranhuras em posições rotacionais dos tambores on- de é desejado manter as hastes de tabaco via sucção. O vácuo é terminado em posições rotacionais do tambor onde é desejado liberar as hastes de ta- baco para transferência para um tambor adjacente. Para facilitar a transfe- rência das hastes de tabaco de um tambor para outro, os tambores giram em direções opostas, isto é, uma haste de tabaco percorrendo em uma dire- ção horária em um tambor é agarrada por um tambor adjacente girando em uma direção anti-horária depois do que a haste de tabaco é agarrada por um tambor girando em uma direção horária e assim por diante.

Como mostrado na figura 9, o próximo elemento a receber as hastes de tabaco 60 do tambor de captura 222 é um tambor de transferência 224 que transfere as hastes de tabaco sobre o próximo componente. O pro- pósito principal do tambor de transferência 224 é apropriadamente orientar as hastes de tabaco 164 a serem transferidas para o próximo componente. Um outro propósito do tambor de transferência é permitir que as hastes de tabaco sejam apropriadamente passadas, então uma distribuição desejada das hastes de tabaco pode ser atingida devido à rotação dos vários tambo- res. Por exemplo, o tambor 232 na figura 9 atualmente está girando em uma direção anti-horária.

A seguir, as hastes de tabaco são transferidas para um tambor de prato oscilante 226. A finalidade principal do tambor de prato oscilante 226 é centralizar as hastes de tabaco, e apropriadamente alinhar as hastes de tabaco, antes das hastes de tabaco serem transferidas para o próximo componente. Subseqüentemente, as hastes de tabaco são transferidas para um tambor de laser 228 que pode ser usado para formar perfurações nas hastes de tabaco. O tambor de laser 228 pode ser configurado como neces- sário pelo usuário para criar perfurações circunferencialmente ou longitudi- nalmente, mas no método preferido, as perfurações são posicionadas circun- ferencialmente. Qualquer tipo de sistema a laser pode ser usado que possa realizar o objetivo de criar perfurações. Entretanto, as perfurações podem ser omitidas ou formadas por uma outra técnica adequada.

Depois de passar ao redor do tambor de laser 228, as hastes de tabaco são transferidas para um tambor de corte 230, onde as hastes de tabaco são cortadas por um cortador (não-mostrado). No aparelho preferido, as hastes de tabaco são cortadas por um cortador que está girando em uma direção oposta a essa do tambor de corte 230. De preferência, o cortador corta as hastes de tabaco na metade de uma haste de tabaco de 2-acima de 64 mm para duas hastes de tabaco 60,60' de 32 mm.

Depois que as hastes de tabaco 60, 60' são cortadas, para um comprimento desejado pelo usuário, as hastes de tabaco 60,60' são transfe- ridas para um tambor separador 232. A finalidade primária do tambor sepa- rador 232 é separar as duas hastes de tabaco 60,60' para criar um espaço entre as duas hastes de tabaco 60,60', de modo que um pedaço da ponta de 2-acima 62 pode ser colocado entre as duas hastes de tabaco 60,60'. Os pedaços da ponta são combinados com os pedaços de taba-

co como segue. Primeiro, os pedaços da ponta de 4-acima 62 do alimenta- dor 192 são passados sobre um terceiro tambor de corte 242 e cortados em dois pedaços da ponta de 2-acima 240 e 240'. Cada pedaço da ponta de 2- acima 240 compreende um filtro de fluxo livre de 1-acima 92 em uma extre- midade, um filtro do bocal de 2-acima 94 centralmente localizado e um outro filtro de fluxo livre de 1-acima 92 na outra extremidade do pedaço da ponta de 2-acima 240. Os 2 pedaços da ponta de dois-acima 240 e 240' são então gra- duados em um tambor de graduação 244 e alinhados em um tambor de ali- nhamento 246. Os pedaços da ponta de dois-acima 240 e 240' alinhados são então transferidos através de um tambor acelerador 248 sobre uma por- ção central do tambor de montagem 238, de modo a localizar os pedaços da ponta de 2-acima 240 e 240' centralmente entre os pares de pedaços de ta- baco separados 60,60'. Na conclusão dessa operação, em cada ranhura do tambor de montagem 238, as extremidades livres dos filtros de fluxo livre 92 de um pedaço da ponta de 2-acima estão de frente para os filtros de fluxo livre 74 de um par separado de hastes de tabaco 60'.

A seguir, os componentes acima mencionados colocados no tambor de montagem 238 são transferidos para um tambor de prato oscilan- te 250 cujo trilho externo empurra os pares associados de hastes de tabaco 60,60' em relação contígua com o pedaço da ponta de 2-acima 240 respecti- vo situado entre eles. Enquanto isso, uma fita contínua de papel da ponta é puxada de uma bobina 254 e direcionada através de um aplicador de cola 255 e cortada em pedaços de largura dupla 256 em um cortador 257. Depois que os componentes do cigarro são posicionados pelo prato oscilante, uma porção de borda de um pedaço de largura dupla do papel da ponta 64 é pre- sa no pedaço da ponta de 2-acima 240 respectivo e porções contíguas do par de hastes de tabaco 60,60', de modo a iniciar a conexão desses compo- nentes para formar hastes de cigarro de 2-acima 252. A operação de forma- ção de pontas é então continuada em um tambor de enrolar 260 que enrola os pedaços de largura dupla do papel da ponta 256 ao redor das hastes de cigarro de 2-acima 252. As hastes de cigarro de 2-acima 252 são então transferidas para o tambor 261, onde uma pluralidade de perfurações é op- cionalmente criada nas hastes de cigarro de 2-acima 252. Na modalidade preferida, as perfurações 263 são criadas por um sistema de laser. As perfu- rações 263 são orientadas circunferencialmente ao redor das hastes de ci- garro 252, e são preferivelmente localizadas em algum lugar de 4 mm a 20 mm, por exemplo 4 a 12 mm da extremidade livre 15 do cigarro tal que as perfurações se estendem para os pedaços de tabaco 80. As hastes 252 são então cortadas em dois em um tambor de corte final 262 para produzir um par de cigarros 23 e 23' de cada uma das hastes 252. Em um tambor de giro 264, um dos cigarros 23 é girado e alinhado com o outro cigarro 23'.

O fluxo contínuo de cigarros 23 produzido da máquina de forma- ção de pontas 200 é então direcionado para empacotadores 266 e encaixo- tadores 268 e finalmente empacotadores de caixa 270 para expedição das instalações de fabricação.

Será entendido que qualquer tipo de sistema de perfuração pode ser usado para perfurar as hastes de tabaco antes de serem presas nas has- tes de filtro e/ou depois que as hastes de tabaco são presas nas hastes de filtro. Um sistema de perfuração preferido é um sistema de perfuração a la- ser, muitas formas dos quais estão disponíveis comercialmente. A figura 11 mostra uma vista lateral em perspectiva de porções de um sistema de perfu- ração a laser Hauni 500 que está comercialmente disponível de Hauni Mas- chinenbau AG, localizado em Hamburg, Alemanha. De acordo com a inven- ção, o sistema a laser pode ser usado para queimar furos de perfuração nas hastes de tabaco em uma localização na montagem de associação do tam- bor 220 localizada entre um aparelho de combinação e um aparelho de for- mação de pontas. Além disso, um outro sistema a laser Hauni 500 pode ser usado para queimar furos de perfuração em uma haste de tabaco de um ci- garro completo em uma localização perto da saída do aparelho de formação de pontas.

Como mostrado na figura 11, o aparelho de perfuração a laser 298 inclui o tambor de perfuração a laser 228, ranhuras 302 para segurar as hastes de tabaco (ou cigarros completos no caso onde o aparelho de perfu- ração a laser está localizado no aparelho de formação de pontas), carnes de rolagem 304 que engatam as hastes/cigarros localizados nas ranhuras 304 de modo a rolar as hastes/cigarros de uma primeira porção da ranhura para uma segunda porção da ranhura (ver figura 13), e um dispositivo de direcio- namento do feixe de laser 306 que divide um feixe de laser em dois feixes para perfurar duas localizações nas hastes de tabaco/cigarros. A localização preferida para a queima dos furos de perfuração nas hastes de tabaco de 2- acima que passam através do aparelho de associação do tambor 220 (ou nas hastes de tabaco dos cigarros concluídos) fica com uma área localizada de 4 a 20 mm da extremidade da haste de tabaco na qual o pedaço de taba- co 80 está localizado. Com referência à figura 6, os furos de perfuração 263 assim formados passarão através da sobreposição externa da haste do ta- baco 71, da superfície fosca do tabaco 66, da sobreposição 84 que circunda o pedaço de tabaco 80 e para dentro do pedaço de tabaco 80.

A figura 12 é uma vista em perspectiva do aparelho mostrado na figura 11, mas de um lado oposto do mesmo. Como mostrado na figura 12, o dispositivo de direcionamento do feixe de laser 306 inclui um dispositivo de foco 308 onde uma pluralidade de feixes é focalizada em uma haste de ta- baco individual 164. Detalhes adicionais do dispositivo de foco 308 podem ser observados nas figuras 13 e 14. Como mostrado na figura 13, o disposi- tivo de foco direciona um feixe de laser focalizado 310 sobre a haste de ta- baco 164 quando a haste de tabaco é girada ao redor do seu eixo ao longo da superfície da ranhura 302 pelo carne de rolagem 304. O laser (não- mostrado) é atuado por um controlador (não-mostrado) que é programado para passar um feixe pulsado durante a rotação da haste de tabaco na ra- nhura após o feixe ser desligado até que a próxima haste de tabaco esteja em uma localização adequada para perfuração pelo feixe. A figura 14 mostra um feixe 312 do laser (não-mostrado), um primeiro espelho 314 para desviar uma porção do feixe 312 para uma primeira lente 316, e um segundo espe- lho 318 para desviar uma segunda porção do feixe 312 para uma segunda lente 320. Como resultado, a disposição divisora do feixe mostrada na figura 14 direciona um par de feixes sobre a haste de tabaco de 2-acima 164 em localizações perto das suas extremidades livres.

O sistema de laser pode ser configurado para proporcionar qual- quer modelo de furo de perfuração desejado nas hastes de tabaco. De acor- do com uma modalidade preferida, o laser é programado para queimar 12 a 24 furos tendo uma largura de aproximadamente 0,06 mm na superfície ex- terna de cada haste de tabaco. Os furos podem ser produzidos em uma úni- ca fila ou múltiplas filas que se estendem ao redor da circunferência da haste de tabaco e dependendo do comprimento da largura do pulso do laser (a duração de tempo que o laser está na porção "ligada" de um ciclo do pulso), o comprimento dos furos na direção circunferencial pode variar de acordo. Adicionalmente, a fila ou filas podem ser produzidas em localizações Iongi- tudinalmente separadas ao longo da haste de tabaco. Por exemplo, uma fila de perfurações poderia ser fornecida em uma localização a aproximadamen- te 4 mm da extremidade da haste de tabaco e uma outra fila de perfurações poderia ser fornecida em uma localização de aproximadamente 7 a 12 mm da extremidade. Além do que, focalizando o feixe tal que o ponto focai fique dentro da haste de tabaco, um par de furos adjacentes pode ser queimado na haste de tabaco durante cada pulso do laser, isto é, um único feixe focali- zado nessa maneira pode produzir uma fila dupla de perfurações que se es- tende ao redor da haste de tabaco.

Em termos de parâmetros operacionais, o sistema de laser deve ser capaz de penetrar nas camadas externas da haste de tabaco e produzir um modelo desejado de furos enquanto as hastes de tabaco percorrem atra- vés da montagem de associação do tambor em velocidades capazes de produzir acima de 4000 hastes/cigarros por minuto. Como um exemplo, um laser de 300 watts tendo uma duração de pulso de 1000 μβ pode ser opera- do com uma largura de pulso de 200 a 400 με (a duração do tempo que o laser está "ligado" durante a duração do pulso) para obter uma fila única ou dupla de perfurações em uma haste de tabaco de 2-acima percorrendo atra- vés da montagem de associação do tambor em uma velocidade suficiente para produzir 5000 cigarros por minuto. Em um tal sistema, uma fila dupla de 24 perfurações com 12 perfurações em cada fila pode ser obtida usando uma largura de pulso de 400 μβ. Entretanto, os ajustes de energia reais usa- dos dependerão do sistema de laser particular e da configuração associada com ele.

A figura 15 mostra um esboço esquemático de um aparelho de combinação (DAPTC) 400, uma associação 402, uma primeira estação de perfuração a laser 404, um aparelho de formação de pontas (MAX S) 406, uma segunda estação de perfuração a laser 408 e um aparelho de transpor- te 410 para transportar, carregar e empacotar os cigarros acabados. Como mostrado, o DAPTC 400 transporta hastes de tabaco em uma direção per- pendicular à direção na qual as hastes de tabaco são presas nas hastes de filtro no aparelho de formação de pontas.

É para ser entendido que a presente invenção pode ser configu-

rada em outras formas específicas e processa o uso sem se afastar do espí- rito ou características essenciais da presente invenção. Por exemplo, as o- perações de corte e formação de fendas podem ser reconfiguradas para cor- tar múltiplos de pedaços diferentes. Embora a descrição especifique certas máquinas como sendo preferidas, alguém versado na técnica, depois de fa- miliarizado com esses ensinamentos, seria capaz de selecionar outras má- quinas para executar o processo descrito. Adicionalmente, certas escrituras de pedaço poderiam ser alteradas tal como substituindo pedaços tubulares por esses que podem ter uma porção central cheia. Assim, embora a inven- ção tenha sido ilustrada e descrita de acordo com várias modalidades prefe- ridas, é reconhecido que variações e mudanças podem ser feitas na mesma sem se afastar da invenção como demonstrado nas reivindicações.

Claims (19)

1. Aparelho para perfurar uma haste de tabaco antes da monta- gem da haste de tabaco em uma haste de filtro através do papel da ponta, caracterizado pelo fato de que compreende: uma montagem de associação de tambor adaptada para transfe- rir uma haste de tabaco a partir de um aparelho de combinação para um a - parelho de formação de pontas em que a haste de tabaco é presa em uma haste de filtro pelo papel da ponta; e um aparelho de perfuração a laser adaptado para queimar um ou mais furos em uma superfície externa da haste de tabaco enquanto a haste de tabaco está na montagem de associação de tambor.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho de perfuração a laser inclui uma disposição de lente que queima pelo menos uma fila de perfurações que se estende circunferen- cialmente para dentro da haste de tabaco.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a montagem de associação de tambor inclui um tambor tendo ranhuras em uma superfície externa do mesmo, o aparelho de perfuração a laser sendo adaptado para girar a haste de tabaco ao redor do seu eixo en- quanto pulsa um laser para queimar a pelo menos uma fila de perfurações para dentro da haste de tabaco a medida que a haste de tabaco é rolada a partir de uma ranhura para uma ranhura adjacente.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho de perfuração a laser inclui um divisor de feixe que separa um feixe a partir de um laser pulsado em pelo menos dois feixes que queimam pelo menos duas filas de furos alongados na haste de tabaco.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem de associação de tambor compreende pelo menos um tambor rotativo tendo ranhuras dimensionadas para transportar hastes de tabaco de 2-acima.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem de associação de tambor inclui uma série de tambores que transferem hastes de tabaco de 2-acima para a máquina de formação de pontas, os tambores incluindo um tambor de captura, um tam- bor de transferência, um tambor de prato oscilante, um tambor de laser, um tambor de corte e um tambor de separação, o tambor de captura recebendo hastes de tabaco de 2-acima a partir de um dispositivo de distribuição de um aparelho de combinação e entregando as hastes de tabaco de 2-acima para o tambor de transferência, o tambor de transferência entregando as hastes de tabaco de 2-acima para o tambor do prato oscilante, o tambor do prato oscilante alinhando as hastes de tabaco de 2-acima e entregando as hastes de tabaco de 2-acima alinhadas para o tambor de laser, o tambor de laser orientando as hastes de tabaco de 2-acima de modo que o aparelho de per- furação a laser queima pelo menos duas filas de perfurações longitudinal- mente separadas em cada uma das hastes de tabaco de 2-acima, o tambor de laser entregando as hastes de tabaco de 2-acima para o tambor de corte, o tambor de corte cortando as hastes de tabaco de 2-acima em um par de hastes de tabaco de comprimento unitário e entregando o par de hastes de tabaco para o tambor de separação, o tambor de separação separando o par de hastes de tabaco longitudinalmente e entregando as hastes de tabaco separadas para uma montagem de um aparelho de formação de pontas no qual o par das hastes de tabaco é combinado com uma haste de filtro de 2- acima pela colocação da haste de filtro de 2-acima entre o par de hastes de tabaco separadas.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a máquina de combinação incluindo meios para envolver um pedaço de tabaco e um pedaço de filtro de fluxo livre den- tro de uma superfície fosca de tabaco e um envoltório de papel externo para formar uma haste de tabaco contínua, a máquina de combinação incluindo um aparelho de corte que corta a haste de tabaco contínua em segmentos da haste de tabaco de 2-acima o aparelho de perfuração a laser sendo a- daptado para queimar furos de perfuração em localizações nas hastes de tabaco de 2-acima, de modo que os furos de perfuração passam através do envoltório do papel externo e da superfície fosca do tabaco e para os peda- ços de tabaco dos segmentos da haste de tabaco de 2-acima.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda inclui o aparelho de formação de pontas incluindo meios para prender as hastes de tabaco perfuradas em hastes de filtro localizando uma haste de filtro de 2-acima em um espaço entre um par das hastes de tabaco perfuradas, enrolar papel da ponta ao redor da haste de filtro de 2- acima de modo que o papel da ponta sobrepõe porções das hastes de taba- co perfuradas, colar as extremidades do papel da ponta e cortar as hastes de filtro de 2-acima para produzir um par de cigarros.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o aparelho de formação de pontas inclui uma estação de perfu- ração a laser na qual os cigarros são proporcionados com furos de perfura- ção adicionais, a estação de perfuração a laser incluindo uma disposição de lente que queima pelo menos uma fila que se estende circunferencialmente das perfurações adicionais na haste de tabaco.

10. Método de perfuração de uma haste de tabaco antes da montagem da haste de tabaco em uma haste de filtro através do papel da ponta caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: fornecer uma haste de tabaco para uma montagem de associa- ção de tambor em que a haste de tabaco é movida a partir de um aparelho de combinação para um aparelho de formação de pontas em que a haste de tabaco é presa em uma haste de filtro pelo papel da ponta; e formar uma haste de tabaco perfurada acionando um aparelho de perfuração a laser de modo a queimar um ou mais furos de perfuração em uma superfície externa da haste de tabaco enquanto a haste de tabaco está na montagem de associação de tambor.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o aparelho de perfuração a laser inclui uma disposição de lente que queima pelo menos uma fila que se estende circunferencialmente dos furos de perfuração na haste de tabaco.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a montagem de associação de tambor inclui um tambor tendo ranhuras em uma superfície externa do mesmo, o aparelho de perfu- ração a laser girando a haste de tabaco ao redor do seu eixo enquanto pulsa um laser para queimar a pelo menos uma fila dos furos de perfuração na haste de tabaco.

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o aparelho de perfuração a laser inclui um divisor de feixe que separa um feixe a partir de um laser pulsado em pelo menos dois feixes que queimam pelo menos duas filas de furos alongados na haste de tabaco.

14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a montagem de associação de tambor inclui pelo menos um tambor rotativo tendo ranhuras que passam hastes de tabaco de 2-acima para o aparelho de perfuração a laser.

15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a montagem de associação do tambor inclui uma série de tambores que transferem hastes de tabaco de 2-acima para a máquina de formação de ponta, os tambores incluindo um tambor de captura, um tambor de transferência, um tambor de prato oscilante, um tambor de laser, um tambor de corte e um tambor de separação, o tambor de captura recebendo hastes de tabaco de 2-acima a partir do aparelho de combinação e entre- gando as hastes de tabaco de 2-acima para o tambor de transferência, o tambor de transferência entregando as hastes de tabaco de 2-acima para o tambor do prato oscilante, o tambor do prato oscilante alinhando as hastes de tabaco de 2-acima e entregando as hastes de tabaco de 2-acima alinha- das para o tambor de laser no qual os furos de perfuração são queimados em pelo menos duas localizações longitudinalmente separadas em cada uma das hastes de tabaco de 2-acima, o tambor de laser entregando as has- tes de tabaco de 2-acima para o tambor de corte no qual as hastes de taba- co de 2-acima são cortadas na metade, o tambor de corte entregando as hastes de tabaco para o tambor de separação no qual as hastes de tabaco cortadas são separadas, e o tambor de separação entregando as hastes de tabaco para um tambor de montagem de um aparelho de formação de pon- tas no qual uma haste de filtro de 2-acima é colocada entre as hastes de

16. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende produzir as hastes de tabaco na máqui- na de combinação enrolando pedaços de tabaco de 2-acima e pedaços de filtro de fluxo livre de 2-acima alternadamente em uma superfície fosca de tabaco e um envoltório de papel externo para formar uma haste de tabaco contínua, cortando a haste de tabaco contínua em hastes de tabaco de 2- acima, e entregando as hastes de tabaco de 2-acima para a montagem de associação do tambor, o aparelho de perfuração a laser sendo ajustado para um nível de energia suficiente para queimar os furos de perfuração em loca- lizações ao longo das hastes de tabaco de 2-acima de modo que os furos de perfuração passam através do envoltório do papel externo e da superfície fosca de tabaco para os pedaços de tabaco.

17. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende produzir cigarros entregando as hastes de tabaco perfuradas para o aparelho de formação de pontas e prendendo as hastes de tabaco perfuradas nas hastes de filtro localizando uma haste de filtro de 2-acima em um espaço entre um par das hastes de tabaco perfu- radas, enrolando o papel da ponta ao redor da haste de filtro de 2-acima de modo que o papel da ponta sobrepõe porções das hastes de tabaco perfura- das, colando as extremidades do papel da ponta e cortando as hastes de filtro de 2-acima para produzir um par de cigarros.

18. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que ainda compreende produzir cigarros entregando as hastes de tabaco perfuradas para o aparelho de formação de pontas e prendendo as hastes de tabaco perfuradas nas hastes de filtro localizando uma haste de filtro de 2-acima em um espaço entre um par das hastes de tabaco perfu- radas, enrolando o papel da ponta ao redor da haste de filtro de 2-acima de modo que o papel da ponta sobrepõe porções das hastes de tabaco perfura- das, colando as extremidades do papel da ponta e cortando as hastes de filtro de 2-acima para produzir um par de cigarros.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de perfurar os cigarros no apare- lho de formação de pontas entregando os cigarros para uma estação de per- furação a laser na qual os cigarros são produzidos com furos de perfuração adicionais, a estação de perfuração a laser incluindo uma disposição de Ien- te que queima pelo menos uma fila de perfurações que se estende circunfe- rencialmente para dentro da haste de tabaco em uma localização de modo que os furos de perfuração passam para dentro do pedaço de tabaco.