BR112015032178B1 - Artigo para fumar que compreende um invólucro e método de formação do mesmo - Google Patents

Abstract

PAPEL HIDROFÓBICO. Um artigo para fumar inclui um substrato de tabaco e um invólucro disposto sobre o substrato de tabaco. Pelo menos uma superfície interna ou externa do invólucro é hidrofóbica por meio de grupos hidrofóbicos quimicamente ligados ao invólucro. O invólucro tem uma permeabilidade de pelo menos cerca de 15 unidades CORESTA.

Description

[0001] A presente descrição diz respeito ao papel utilizado em artigos para fumar, como um invólucro de cigarro, em que o papel tem uma superfície hidrofóbica.

[0002] Os artigos para fumar combustíveis, como cigarros, têm tabaco desfiado (geralmente na forma de preenchedor de corte) rodeado por um invólucro de papel formando uma coluna de tabaco. Um cigarro é empregado por um consumidor acendendo-se uma extremidade do mesmo e queimando-se a coluna de tabaco desfiado. O consumidor recebe então a fumaça principal em sua boca tragando na extremidade da boca ou extremidade de filtro do cigarro.

[0003] São conhecidos diversos artigos para fumar em que o tabaco é aquecido em vez de sofrer combustão. Crê-se que tais artigos para fumar aquecidos reduzem constituintes de fumaça conhecidos da fumaça produzidos pela combustão e degradação pirolítico do tabaco em cigarros convencionais. Normalmente, nestes artigos para fumar aquecidos, um aerossol é gerado pela transferência de calor de uma fonte de calor a um material gerador de aerossol à base de tabaco, o qual pode encontrar-se no interior da fonte de calor ou separado da mesma. Quando em uso, a fonte de calor do artigo para fumar aquecido é ativada e compostos voláteis são liberados a partir do material gerador de aerossol à base de tabaco por transferência de calor da fonte de calor. Estes compostos voláteis são arrastados no ar aspirado através do artigo para fumar aquecido. Conforme resfriam os compostos liberados, eles se condensam para formar um aerossol que é inalado pelo consumidor.

[0004] Diversos artigos para fumar compreendem geralmente um filtro alinhado em relação extremo-a-extremo com uma coluna de tabaco. Alguns artigos para fumar incluem um segmento de filtro com materiais funcionais que capturam ou convertem componentes da fumaça ou aerossol principal enquanto a fumaça principal ou aerossol são tragados através do filtro. Tais materiais funcionais são conhecidos e incluem, por exemplo, sorventes, catalisadores e materiais aromatizantes.

[0005] A concentração de monóxido de carbono ("CO") na fumaça principal pode ser dependente, pelo menos parcialmente, da porosidade do invólucro que envolve o tabaco desfiado. A porosidade desse invólucro pode afetar a quantidade de ar de diluição que adentra a coluna de tabaco através do invólucro de cigarro, ou a porosidade pode afetar a quantidade de difusão de CO a partir da coluna de tabaco através do invólucro, ou pode afetar alguma combinação de diluição e difusão.

[0006] A concentração de CO em cada tragada de fumaça principal de cigarro geralmente aumenta a cada contagem incremental de tragada. Isto pode se dar devido, pelo menos parcialmente, a uma diminuição da área de superfície restante do invólucro de cigarro para a diluição e difusão descritas acima.

[0007] Seria desejável fornecer um artigo para fumar que reduz uma quantidade de CO na fumaça principal. Seria igualmente desejável manter a mais elevada taxa de difusão de CO ou diluição de ar através do invólucro de cigarro possível conforme é consumido o substrato de tabaco.

[0008] Papel que é incluído em artigos para fumar pode absorver água juntamente a outros compostos encontrados na fumaça principal ou aerossol que passa através do artigo para fumar ou umidade à volta do papel. Esta água absorvida, e demais componentes, pode manchar ou enfraquecer a extremidade de papel e afetar de maneira negativa o artigo para fumar.

[0009] Seria desejável fornecer um artigo para fumar que inclui papel que não absorvesse prontamente água ou demais compostos encontrados na fumaça principal ou aerossol que passa pelo artigo para fumar ou encontrados no ambiente à volta do papel. Seria igualmente desejável que este papel hidrofóbico não afetasse o gosto da fumaça ou aerossol gerado pelo artigo para fumar.

[00010] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, um artigo para fumar inclui um substrato de tabaco e um invólucro disposto sobre o substrato de tabaco. Pelo menos uma superfície interna ou externa do invólucro é hidrofóbica por meio de grupos hidrofóbicos quimicamente ligados ao invólucro. O invólucro tem uma permeabilidade de pelo menos cerca de 15 unidades CORESTA. A invenção engloba também um artigo para fumar que compreende um invólucro em que ambas as superfícies interna e externa exibem propriedades hidrofóbicas e uma permeabilidade de pelo menos 15 unidades CORESTA.

[00011] Artigos para fumar que incluem um invólucro permeável com uma superfície hidrofóbica (preferencialmente a superfície interna é hidrofóbica) podem melhor manter a taxa de difusão de CO ou diluição de ar através do invólucro conforme o substrato de tabaco é consumido. Como resultado, a quantidade geral de CO na fumaça principal pode ser reduzida.

[00012] Artigos para fumar que incluem um invólucro hidrofóbico permeável podem resistir à absorção de água a porção de invólucro dos artigos para fumar. Como resultado, podem reduzir-se as manchas visíveis e o enfraquecimento físico da porção de invólucro do artigo para fumar.

[00013] Artigos para fumar combustíveis tais como cigarros incluem um substrato de tabaco que é enrolado com um invólucro. O substrato de tabaco inclui uma coluna de tabaco formado de tabaco, tabaco desfiado ou preenchedor de corte de tabaco ou uma combinação dos mesmos. O substrato de tabaco produz fumaça principal quando a coluna de tabaco é queimado ou consumido de qualquer outra forma.

[00014] Artigos para fumar aquecidos incluem um substrato de tabaco que é também encerrado em um invólucro. O substrato de tabaco inclui uma coluna de tabaco formado de tabaco, tabaco desfiado ou preenchedor de corte de tabaco ou uma combinação dos mesmos e uma fonte de calor. O substrato de tabaco produz um aerossol de compostos voláteis liberados a partir do substrato de tabaco aquecido aquando do uso do artigo para fumar aquecido.

[00015] O substrato de tabaco inclui uma coluna de tabaco formado de tabaco desfiado ou preenchedor de corte de tabaco, como em cigarros, ou pode incluir tabaco reconstituído ou tabaco de folha moldada, ou uma mistura de ambos. O termo "tabaco reconstituído"refere-se a material semelhante a papel que pode ser feito a partir de produtos residuais de tabacos, tais como finos de tabaco, pós de tabaco, talos de tabaco ou mistura dos anteriores. O tabaco reconstituído pode ser feito extraindo as substâncias químicas solúveis nos produtor residuais do tabaco, processando as fibras de tabaco restantes da extração em um papel e, em seguida, reaplicando os materiais extraídos de forma concentrada no papel. O termo "tabaco de folha moldada"é utilizado neste documento em referência a um produto resultante de um processo que é bastante conhecido no âmbito da técnica, o qual é baseado na moldagem de uma pasta fluída que compreende partículas de tabaco moído e um ligante (por exemplo, guar) sobre uma superfície de apoio, tal como uma esteira de transporte, na secagem da pasta e na remoção da chapa seca da superfície de apoio. Métodos exemplares de produção para estes tipos de substrato de tabaco ou substratos de geração de aerossol são descritos em US 5.724.998; US 5.584.306; US 4.341.228; US 5.584.306 e US 6.216.706. Portanto, o termo substrato de tabaco, tal como utilizado neste documento, refere-se a vários tipos de produtos de tabaco incluindo, mas não se limitando a, tabaco desfiado, preenchedor de corte, tabaco reconstituído e tabaco de folha moldada.

[00016] A presente descrição fornece um invólucro tendo unicamente uma superfície interna hidrofóbica ou pelo menos uma superfície interna hidrofóbica; um invólucro tendo unicamente uma superfície externa hidrofóbica; ou um invólucro tendo tanto uma superfície interna hidrofóbica quanto uma superfície externa hidrofóbica. Sem intenção de limitarmo-nos por qualquer teoria em particular, pensa-se que depósitos de matéria particularizada (alcatrão) sobre a superfície interna do invólucro de cigarro, e que esta deposição do alcatrão sobre a superfície interna diminui a porosidade do papel conforme o tabaco no interior do invólucro de cigarro é queimado e consumido. Acredita-se que a superfície interna hidrofóbica do invólucro de cigarro inibe deposição de alcatrão para manter a permeabilidade do invólucro de cigarro durante o processo fumígeno. Posto que a permeabilidade é mantida a um nível elevado, a taxa de difusão de CO ou taxa de diluição de ar através do invólucro do cigarro é mantida a um nível mais elevado durante o processo fumígeno, o que, por sua vez, pode reduzir o CO na fumaça principal.

[00017] Contempla-se também que a superfície interna hidrofóbica, ou pelo menos uma superfície interna hidrofóbica ou uma superfície interna hidrofóbica e uma superfície externa hidrofóbica de um invólucro reduz e impede a formação de manchas sobre um artigo para fumar que sejam visíveis a um consumidor. Tem-se observado que manchas aparecem sobre um artigo para fumar quando da armazenagem, onde o substrato de tabaco é exposto a condições úmidas ou umidade. As manchas são causadas por absorção de água, incluindo quaisquer substâncias coloridas que sejam suspensas ou dissolvidas, na teia de fibras celulósicas que constitui o invólucro de papel. Sem intenção de limitarmo-nos por qualquer teoria, a água interage com as fibras celulósicas do papel e altera a organização das fibras, resultando em uma mudança local nas propriedades ópticas, tais como alvura, cor e opacidade, e propriedade mecânicas, tais como resistência à tração, permeabilidade do invólucro de papel.

[00018] O invólucro (ou papel) é a porção do artigo para fumar que é disposta à volta da coluna de tabaco ou material de tabaco ou do preenchedor de corte, de modo a auxiliar na manutenção do formato cilíndrico do substrato de tabaco. Este papel pode apresentar ampla gama de permeabilidade. A permeabilidade do papel de cigarro é determinada mediante utilização do método de teste de Padronização Internacional ISO 2965:2009 e o resultado é apresentado como centímetros cúbicos por minuto por centímetro quadrado e referido por "unidades CORESTA".

[00019] A permeabilidade de um invólucro não-tratado (isto é, sem tratamento hidrofóbico) pode ser de cerca de 15 unidades CORESTA ou mais, cerca de 20 unidades CORESTA, preferencialmente cerca de 30 unidades CORESTA ou mais preferencialmente cerca de 40 unidades CORESTA ou mais. Em algumas configurações, a permeabilidade do invólucro não-tratado encontra-se no intervalo de cerca de 15 a cerca de 100 unidades CORESTA, cerca de 20 a cerca de 200 unidades CORESTA ou de cerca de 30 unidades CORESTA a cerca de 130 unidades CORESTA ou de cerca de 40 a cerca de 80 unidades CORESTA.

[00020] O invólucro pode ser formado a partir de qualquer material adequado. Em muitas modalidades, o invólucro é formado de um material com grupos hidroxila pendentes. Material com grupos hidroxila pendentes inclui material celulósico, como papel. O invólucro pode igualmente incluir um ou mais materiais de preenchimento, por exemplo, carbonato de cálcio. O termo "invólucro", tal como utilizado neste documento, engloba "invólucro de papel", "invólucro de cigarro", bem como qualquer invólucro utilizado para envolver e formar um artigo para fumar aquecido ou artigo para fumar combustível, e particularmente o substrato de tabaco.

[00021] Um invólucro da invenção, incluindo quaisquer tratamentos hidrofóbicos, pode ter qualquer gramatura adequada. A gramatura de um invólucro pode encontrar-se num intervalo de cerca de 20 a cerca de 50 gramas por metro quadrado ou de cerca de 20 a cerca de 40 gramas por metro quadrado. Um invólucro pode ter qualquer espessura adequada. A espessura de um invólucro pode encontrar-se num intervalo de cerca de 30 a cerca de 80 micrômetros ou de cerca de 30 a cerca de 60 micrômetros, ou de cerca de 40 a 50 micrômetros.

[00022] Em muitas modalidades, a espessura do invólucro permite que grupos hidrofóbicos ou reagentes aplicados a uma superfície para espalhamento sobre a superfície oposta, fornecendo de maneira efetiva propriedades hidrofóbicas semelhantes a ambas as superfícies opostas. No exemplo fornecido abaixo, a espessura do invólucro era de cerca de 43 micrômetros e ambas as superfícies foram tornadas hidrofóbicas mediante o processo de gravura utilizando-se cloreto de estearoil como reagente hidrofóbico sobre uma superfície. Por conseguinte, embora muitos dos benefícios da invenção requeiram apenas que uma ou duas das superfícies principais, ou seja, ou a superfície interna ou a superfície externa, exiba as propriedades hidrofóbicas, contempla-se que o papel que exibe propriedades hidrofóbicas sobre ambas as superfícies principais pode ser usado de forma semelhante. Portanto, a invenção engloba várias aplicações em que o invólucro compreende pelo menso uma superfície hidrofóbica.

[00023] Embora não contemos com limitações por parte de qualquer teoria específica, crê-se que o componente de alcatrão da fumaça principal deposita sobre a superfície e nos poros do invólucro e reduz ou inibe a permeabilidade do invólucro durante o uso dos artigos para fumar. Portanto, a inibição da deposição de alcatrão sobre o invólucro pode reduzir a concentração de CO na fumaça principal ao manter a difusão de CO a partir do artigo para fumar através do invólucro ou ao manter o ar de diluição que adentra a fumaça principal através do invólucro ou ao manter tanto a difusão de CO a partir do artigo para fumar e ar de diluição que adentra a fumaça principal através do invólucro.

[00024] Uma superfície hidrofóbica pode inibir a deposição de alcatrão no invólucro e ajudar na manutenção da permeabilidade do invólucro durante o consumo ou uso do artigo para fumar. A superfície hidrofóbica é, preferencialmente, a superfície interna do invólucro, porém, em algumas modalidades, podem ser hidrofóbicas tanto a superfície interna quanto a externa.

[00025] Uma superfície hidrofóbica de um invólucro pode inibir também a transferência, a absorção e a acumulação de água e demais substâncias ao invólucro que possam formar manchas visíveis no invólucro de artigos para fumar. Essencialmente, a superfície hidrofóbica reduz ou impede manchas no invólucro por água e outras substâncias.

[00026] O invólucro hidrofóbico pode também inibir a transferência, absorção e acumulação de água e manchas no invólucro que ocorrem quando o artigo para fumar é armazenado ou utilizado em um ambiente úmido, especialmente onde a umidade é muito alta (por exemplo, umidade relativa superior a 70%, 80%, 90%, 95%, 99%) ou quando o artigo para fumar é armazenado por um período prolongado, (por exemplo, mais de três semanas, dois meses, três meses, ou seis meses), ou uma combinação de tais condições.

[00027] A natureza hidrofóbica do invólucro pode também prevenir ou reduzir a incidência de deformação ou desintegração da coluna de tabaco de um artigo para fumar onde a umidade interage com o invólucro. Quando a água penetra a superfície e é absorvida, a estrutura do invólucro é enfraquecida, reduzindo efetivamente a resistência à tração do invólucro e conduzindo a rasgos e rompimentos fáceis do invólucro ou do substrato de tabaco. Uma abundância de umidade no ambiente externo inclui armazenar ou consumir o artigo para fumar em um ambiente molhado ou úmido onde a umidade seja muito elevada (por exemplo, umidade relativa superior a 70%, 80%, 90%, 95%, 99%). Um ambiente úmido é aquele onde a probabilidade de contato direto com a água é elevada. Por exemplo, pelo uso de um invólucro com pelo menos uma superfície externa hidrofóbica, a incidência de danos a um artigo para fumar pode ser reduzida quanto é consumido na chuva, na praia, num barco ou navio, ou sob condições que possam vir a fazer com que o usuário transpire.

[00028] Em algumas modalidades, o material ou método para criar a superfície hidrofóbica não reduz substancialmente a permeabilidade do invólucro. Preferencialmente, o reagente ou método para criar a superfície hidrofóbica reduz a permeabilidade do invólucro (tal como comparado ao material de invólucro não-tratado) por menos de cerca de 10% ou menos de cerca de 5%.

[00029] O invólucro com a superfície hidrofóbica tem permeabilidade de cerca de 15 unidades CORESTA, cerca de 20 unidades CORESTA ou mais, cerca de 30 unidades CORESTA ou mais, ou cerca de 40 unidades CORESTA ou mais. Em algumas configurações, a permeabilidade do invólucro com superfície hidrofóbica encontra-se num intervalo de cerca de 15 a 200 unidades CORESTA ou de cerca de 20 a 130 unidades CORESTA ou de cerca de 30 a 80 unidades CORESTA.

[00030] Em diversas modalidades, a superfície hidrofóbica do invólucro tem valor de absorção de água de Cobb (ISO535:1991) (a 60 segundos) inferior a cerca de 30 g/m2, inferior a cerca de 20 g/m2, inferior a cerca de 15 g/m2, ou inferior a cerca de 10 g/m2.

[00031] Em várias modalidades, a superfície hidrofóbica do invólucro tem ângulo de contato com a água de pelo menos cerca de 90 graus, pelo menos cerca de 95 graus, pelo menos cerca de 100 graus, pelo menos cerca de 110 graus, pelo menos cerca de 120 graus, pelo menos cerca de 130 graus, pelo menos cerca de 140 graus, pelo menos cerca de 150 graus, pelo menos cerca de 160 graus, ou pelo menos cerca de 170 graus. A hidrofobicidade é determinada utilizando o teste de om-97 TAPPI T558 e o resultado é apresentado como um ângulo de contato interfacial e relatado em "graus" e pode variar de quase zero graus a quase 180 graus. Onde o ângulo de contato não for especificado juntamente ao termo "hidrofóbico", o ângulo de contato com a água é pelo menos 90 graus.

[00032] Em modalidades preferenciais, a superfície interna do invólucro do cigarro tem ângulo de contato com água de pelo menos cerca de 90 graus, pelo menos cerca de 95 graus, pelo menos cerca de 100 graus, pelo menos cerca de 110 graus, pelo menos cerca de 120 graus, pelo menos cerca de 130 graus, pelo menos cerca de 140 graus, pelo menos cerca de 150 graus, pelo menos cerca de 160 graus , ou pelo menos cerca de 170 graus. Em algumas modalidades a superfície externa do invólucro de cigarro tem ângulo de contato com a água inferior (ou menos hidrofóbico) ao da superfície interna, como, por exemplo, pelo menos cerca de 20 graus menos que o da superfície interna ou pelo menos cerca de 30 graus menos que o da superfície interna. Em algumas modalidades, a superfície externa do invólucro de cigarro tem ângulo de contato com a água inferior a cerca de 70 graus, mais preferencialmente inferior a cerca de 60 graus. A superfície externa pode ser menos hidrofóbica que a superfície interna, de modo a facilitar o processamento subsequente da superfície externa, por exemplo, a impressão de grafismos na superfície externa, tratamentos de impressão para propensão reduzida de ignição do cigarro, ou de modo a torná-lo mais compatível com determinados adesivos.

[00033] Em outas modalidades, a superfície externa tem ângulo de contato com água substancialmente idêntico ao da superfície interna, ou num raio de 20 graus do ângulo de contato da superfície interna. Em certas modalidades, apenas a superfície interna é tratada. Em outras modalidades, apenas a superfície interna é tornada hidrofóbica. Em outras modalidades adicionais, a superfície externa tem ângulo de contato com água superior (ou mais hidrofóbico) que a superfície interna, tal como, pelo menos cerca de 20 graus a mais que o da superfície interna. Em determinadas modalidades, apenas a superfície externa é tratada. Em outras modalidades, apenas a superfície externa é tornada hidrofóbica.

[00034] A superfície hidrofóbica pode estar uniformemente presente ao longo do comprimento do invólucro. Em algumas configurações, a superfície hidrofóbica não se encontra uniformemente presente ao longo do comprimento do invólucro. Por exemplo, a superfície hidrofóbica pode encontrar-se presente, preferencialmente, em uma porção do invólucro adjacente ao elemento de filtro ou bocal do artigo para fumar e não presente em uma porção a montante do invólucro. Preferencialmente, a superfície hidrofóbica não está presente na porção mais a montante 25% do invólucro, e mais preferencialmente ainda não está presente na porção mais a montante 40% do invólucro. Em algumas modalidades a superfície hidrofóbica forma um padrão ao longo de todo o comprimento do invólucro, ou de apenas uma porção.

[00035] Em muitas modalidades, a superfície hidrofóbica pode ser formada imprimindo-se reagente ao longo do comprimento do invólucro. Pode ser utilizado qualquer método de impressão útila. O recatante pode incluir qualquer grupo hidrofóbico útil que possa ser reagido de modo a ligar-se quimicamente ao material de invólucro ou grupos pendentes do material de invólucro.

[00036] A superfície hidrofóbica pode ser formada com qualquer reagente hidrofóbico ou grupo hidrofóbico adequado. O reagente hidrofóbico é, preferencialmente, quimicamente ligado ao invólucro ou grupos pendentes do material de invólucro. Em muitas modalidades o reagente hidrofóbico é ligado de maneira covalente ao invólucro ou grupos pendentes do material de invólucro. Por exemplo, o reagente hidrofóbico é química ou covalentemente ligado a grupos pendentes do material celulósico que forma o invólucro. Em outras modalidades, o reagente hidrofóbico é ligado ionicamente ao invólucro ou grupos pendentes de material de invólucro. Uma ligação química entre o invólucro e o reagente hidrofóbico pode formar grupos hidrofóbicos que são anexados de maneira segura ao material de invólucro, em vez de dispor simplesmente um revestimento de material hidrofóbico sobre a superfície de invólucro. Ao mesmo tempo, ligar quimicamente o reagente hidrofóbico em vez de fornecer um revestimento de material hidrofóbico pode permitir que a permeabilidade do invólucro seja melhor mantida, já que o revestimento tender a cobri ou bloquear poros no invólucro. Ligar quimicamente grupos hidrofóbico ao invólucro pode reduzir a quantidade de material requerido para tornar hidrofóbica a superfície do invólucro.

[00037] O reagente hidrofóbico pode ser produzido a partir de qualquer reagente adequado. O reagente pode ser um reagente hidrofóbico que inclui um grupo de éster graxo ou grupo de ácido graxo, ou uma mistura dos mesmos. O grupo de éster graxo ou grupo de ácido graxo ou mistura dos mesmos pode ser saturado ou insaturado, ou uma mistura de insaturado com saturado. Um grupo de ácidos graxos (como haleto de ácido graxo) pode reagir com os grupos hidroxila pendentes do material celulósico para formar uma ligação de éster que liga covalentemente o ácido graxo ao material celulósico. Essencialmente, estas reações com grupos hidroxila pendentes podem esterificar o material celulósico.

[00038] O grupo de éster graxo ou grupo de ácido graxo inclui, preferencialmente, um alquil C12-C30 (um grupo alquila tendo de 12 a 30 átomos de carbono), ou, mais preferencialmente, um alquil C14-C24 (um grupo alquila tendo de 14 a 24 átomos de carbono). Em modalidades preferenciais, o reagente hidrofóbico inclui um haleto de ácido graxo, como, por exemplo, um cloreto de ácido graxo incluindo cloreto de palmitoila, cloreto de estearoila ou cloreto de behenoila, por exemplo. A reação entre cloreto de ácido graxo e celulose resulta em ésteres de celulose de ácido graxo e ácido hidroclórico.

[00039] Qualquer método adequado pode ser utilizado para ligar quimicamente o reagente ou grupo hidrofóbico ao invólucro. Como exemplo, certa quantidade de reagente hidrofóbico (livre de solvente) é depositada na superfície do papel a uma temperatura controlada, por exemplo, gotículas dos reagentes a forma círculos de 20 micrômetros regularmente espaçados sobre a superfície. O controle da tensão de vapor do reagente promoverá a propagação da reação por difusão com a formação de ligações de éster entre ácido graxo e celulose, ao mesmo tempo em que retira continuamente cloreto de ácido. A esterificação da celulose é, em determinados casos, baseada na reação de grupos de álcool ou grupos hidroxila pendentes de celulose com um composto de haleto de acila, tal como cloreto de ácido graxo. A temperatura que pode ser usada para aquecer o reagente hidrofóbico depende da natureza química do reagente e para haletos de ácido graxo, e varia entre cerca de 120°C a cerca de 180°C.

[00040] O reagente hidrofóbico pode ser aplicado ao invólucro em qualquer quantidade útila ou peso de base. Em muitas modalidades o peso de base do reagente hidrofóbico é inferior a cerca de 3 gramas por metro quadrado, inferior a cerca de 2 gramas por metro quadrado, ou inferior a cerca de 1 grama por metro quadrado ou em um intervalo de cerca de 0,1 a cerca de 3 gramas por metro quadrado, de cerca de 0,1 a cerca de 2 gramas por metro quadrado ou de cerca de 0,1 a cerca de 1 grama por metro quadrado. O reagente hidrofóbico pode ser impresso na superfície do invólucro e define um padrão uniforme ou não uniforme.

[00041] Preferencialmente, o invólucro hidrofóbico é formado ao reagir-se um grupo de éster graxo ou um grupo de ácido graxo com grupos hidroxila pendentes sobre o material celulósico do invólucro para formar uma superfície hidrofóbica do invólucro. A etapa de reação pode ser cumprida imprimindo-se um haleto de ácido graxo (tal como cloreto, por exemplo) que fornece o grupo de éster graxo ou um grupo de ácido graxo para ligar-se quimicamente com grupos hidroxila pendentes no material celulósico do invólucro para formar uma superfície hidrofóbica do invólucro. A etapa da impressão pode depositar discretas ilhas de reagente formando um padrão uniforme ou não-uniforme de áreas hidrofóbicas sobre a superfície do invólucro. O padrão uniforme ou não- uniforme de áreas hidrofóbicas sobre o invólucro podem ser formados a partir de pelo menos cerca de 100 ilhas hidrofóbicas discretas, pelo menos cerca de 500 ilhas hidrofóbicas discretas, pelo menos cerca de 1000 ilhas hidrofóbicas discretas ou pelo menos cerca de 5000 ilhas hidrofóbicas discretas. As ilhas hidrofóbicas discretas podem ter qualquer forma útil como um círculo, retângulo ou polígono. As ilhas hidrofóbicas discretas podem ter qualquer dimensão lateral média útila. Em muitas modalidades, as ilhas hidrofóbicas discretas têm dimensão lateral média em um intervalo de cerca de 5 a 100 micrômetros, ou em um intervalo de 5 a 50 micrômetros.

[00042] Preferencialmente, o invólucro hidrofóbico é disposto sobre do substrato de tabaco de um substrato de formação de aerossol para um artigo para fumar aquecido. O invólucro hidrofóbico pode reduzir a absorção de compostos no invólucro conforme o ar é aspirado através do artigo para fumar aquecido.

[00043] Em muitas modalidades, o comprimento geral do artigo para fumar encontra-se entre cerca de 70 mm e cerca de 130 mm. Em algumas modalidades, o comprimento do artigo para fumar é cerca de 85 mm. O diâmetro externo do artigo para fumar pode encontrar-se entre cerca de 5,0 mm e cerca de 8,5 mm, ou entre cerca de 5,0 mm e cerca de 7,1 mm por artigos para fumar de tamanho delgado ou entre cerca de 7,1 mm e cerca de 8,5 mm para artigos para fumar de tamanho normal. O comprimento total do filtro do artigo para fumar pode encontrar-se entre cerca de 18 mm e cerca de 36 mm. Em algumas modalidades, o comprimento geral do filtro é cerca de 27 mm.

[00044] A resistência à tragada (RTD) dos artigos para fumar e os filtros da presente descrição pode variar. Em muitas modalidades, a RTD do artigo para fumar com filtro é entre cerca de 50 a 130 mm H2O. A RTD de um artigo para fumar com o filtro refere-se à diferença de pressão estática entre as duas extremidades do artigo quando ele é atravessado por um fluxo de ar sob condições regulares em que o fluxo volumétrico é 17,5 milímetros por segundo na extremidade de saída. A RTD de um artigo pode ser medida usando-se o método estabelecido em ISO Padrão 6565:2002 com toda e qualquer ventilação bloqueada.

[00045] Em uma ou mais modalidades, os artigos para fumar de acordo com a presente descrição pode ser embalado em recipientes, por exemplo, em maços ou cartelas de tampa dobrável, com um forro interno revestido com um ou mais aromatizantes.

[00046] Todos os termos científicos e técnicos utilizados neste documento têm significados comumente utilizados no âmbito da técnica, salvo especificação em contrário. As definições providas neste documento destinam-se a facilitar a compreensão de certos termos utilizados frequentemente neste documento.

[00047] O termo "hidrofóbico"refere-se a uma superfície que exibe propriedades repelentes de água. Uma maneira útil de determinar isto é medir o ângulo de contato de água.

[00048] O "ângulo de contato de água" é o ângulo, medido convencionalmente através do líquido, onde a interface líquido/vapor encontra uma superfície sólida. Ele quantifica a molhabilidade de uma superfície sólida por um líquido por meio da equação Young.

[00049] O termo "artigo para fumar"é utilizado neste documento para indicar cigarros, charutos e outros artigos em que o material fumígeno, tal como tabaco, é aceso e sofre combustão de modo a produzir fumaça. O termo "artigo para fumar" inclui igualmente um artigo gerador de aerossol em que um aerossol que compreende nicotina é gerado por calor sem que o substrato de formação de aerossol sofra combustão, tal como substrato de tabaco.

[00050] O termo "artigo gerador de aerossol"é utilizado neste documento de modo a referir-se a artigos para fumar que não são cigarros, charutos, cigarrilhas ou que promovem combustão de um substrato de tabaco de modo a produzir fumaça. Artigos para fumar de acordo com a invenção podem ser integrais, dispositivos fumígenos montados ou componentes de dispositivos fumígenos que são combinados com outro ou outros componentes de modo a fornecer um dispositivo montado com vistas a produzir um aerossol, tal como por exemplo, a parte consumível de um dispositivo para fumar aquecido.

[00051] Normalmente, o artigo gerador de aerossol compreende: uma fonte de calor; um substrato formador de aerossol (tal como substrato de tabaco); pelo menos uma entrada de ar a jusante do substrato de formação de aerossol; e uma via de fluxo de ar que se estende entre as pelo menos uma entrada de ar e a extremidade da boca do artigo. Em várias modalidades, o substrato de formação de aerossol, a via de fluxo de ar e/ou a boca podem ser circunscritas por um invólucro hidrofóbico. A fonte de calor encontra-se, preferencialmente, a montante do substrato de formação de aerossol. A fonte de calor pode ser uma fonte de calor combustível, uma fonte de calor química, uma fonte de calor elétrica, um dissipador de calor ou combinações dos mesmos. A fonte de calor pode ser uma fonte de calor elétrica, com um formato, preferencialmente, de lâmina que possa ser inserida no substrato de formação de aerossol. Alternativamente, a fonte de calor pode ser configurada de modo a envolver o substrato de formação de aerossol, e como tal, pode encontrar-se em formato de cilindro oco ou qualquer outro formato adequado. Preferencialmente, a fonte de calor é uma fonte de calor combustível. Tal como utilizado neste documento, uma fonte de calor combustível é uma fonte de calor que sofre, ela própria, combustão de modo a gerar calor durante o uso, a qual, diferentemente de um cigarro, charuto ou cigarrilha, não implica em combustão do substrato de tabaco no artigo para fumar. Preferencialmente, uma tal fonte de calor combustível compreende carbono e um auxiliador de ignição, tal como peróxido de metal, superóxido ou nitrato, em que o metal é um metal alcalino ou metal alcalino-terroso.

[00052] O termo "substrato de tabaco"é utilizado neste documento de modo a indicar a porção do artigo para fumar que inclui tabaco ou preenchedor de corte de tabaco. O substrato de tabaco pode ser conectado à boca ou filtro em relação extremo-a-extremo, tal como discutido de modo mais aprofundado abaixo.

[00053] O termo "boca"é utilizado neste documento de modo a indicar a porção do artigo para fumar designada para entrar em contato com a boca do consumidor. A boca pode ser a porção do artigo para fumar que inclui o filtro, ou em determinados casos, a boca pode ser definida pelo comprimento do papel ponteira. Em outros casos, o bocal pode ser definido como uma porção do artigo para fumar que se estende por cerca de 40 mm a partir da extremidade da boca do artigo para fumar, ou estende-se por cerca de 30 mm a partir da extremidade da boca do artigo para fumar.

[00054] O termo "preenchedor de corte de tabaco"é utilizado neste documento para indicar material de tabaco que seja predominantemente formado a partir da porção laminar da folha de tabaco. O termo "preenchedor de corte de tabaco"é utilizado neste documento para indicar tanto uma espécie única de Nicotiana e duas ou mais espécies de Nicotiana a formar a mistura de preenchedor de corte de tabaco.

[00055] Os termos "a montante" e "a jusante" referem-se a posições relativas de elementos do artigo para fumar descritos em relação ao sentido da fumaça principal conforme ela é tragada da coluna de tabaco e através do filtro e da boca.

[00056] O termo "fumaça principal"é utilizado neste documento de modo a indicar fumaça produzida pelos artigos para fumar combustíveis, tais como cigarros, e aerossóis produzidos por artigos para fumar não combustível tal como descrito acima. Fumaça principal flui através do artigo para fumar e é consumido pelo usuário.

[00057] O termo "alcatrão" refere-se à porção de matéria particularizada de fumaça principal.

[00058] Tal como utilizadas neste relatório descritivo e nas reivindicações anexadas, as formas singulares "a", "um" e "o" englobam modalidades com referentes plurais, a menso que o conteúdo dite claramente o contrário.

[00059] Tal como utilizado neste relatório descrito e nas reivindicações anexadas, o termo "ou"é geralmente empregado em sentido inclusivo de "e/ou", a menos que o conteúdo dite claramente o contrário.

[00060] Tal como utilizado neste documento, "ter", "tendo", "incluir", "incluindo", "compreender", "compreendendo" ou similares são usados em seu sentido aberto e significam, geralmente, "incluindo, mas não se limitando a". Compreender-se-á que "consistindo essencialmente em", "consistindo em" e similares são subsumidos em "compreendendo" e semelhantes.

[00061] As palavras "preferenciais" e "preferencialmente" referem-se a modalidades da invenção que podem dar certos benefícios sob certas condições. No entanto, outras modalidades podem também ser preferenciais sob circunstâncias idênticas ou diversas. Além disso, a recitação de uma ou mais modalidades preferenciais não implica que outras modalidades não sejam úteis, e não pretende excluir outras modalidades do escopo da descrição, incluindo as reivindicações.

[00062] A FIG. 1 é uma vista esquemática em perspectiva de uma modalidade de um artigo para fumar parcialmente desenrolado, estando o filtro explodido para longe do substrato de tabaco.

[00063] A Fig. 2 é uma vista esquemática de seção transversal do invólucro e interface de substrato de tabaco, com números similares referindo-se a componentes idênticos ou similares discutidos e descritos com relação à FIG. 1.

[00064] Os artigos para fumar ilustrados nas FIGS. 1-2 ilustram uma ou mais modalidades de artigos para fumar ou componentes de artigos para fumar descritos acima. Os desenhos esquemáticos não estão necessariamente na escala correto e são apresentados a título de ilustração, não de limitação. Os desenhos retratam um ou mais aspectos descritos nesta descrição. No entanto, compreender-se-á que outros aspectos retratados nos desenhos recaem no escopo e espirito desta descrição.

[00065] Referindo-se agora à FIG. 1, um artigo para fumar 10, neste caso um cigarro, é retratado. O artigo para fumar 10 inclui um substrato de tabaco 20, tal como uma coluna de tabaco, e um segmento de filtro de extremidade da boca 30 e uma ponta de extremidade acesa 70. O segmento de filtro 30 é ilustrado como sendo explodido para longe do substrato de tabaco 20, contudo, compreende-se que o segmento de filtro 30 pode encostar no subtrato de tabaco 20 no artigo para fumar acabado 10. O artigo para fumar retratado 10, inclui um invólucro de plugue 60 que circunscreve pelo menos uma porção do segmento de filtro 30 e invólucro 40 que circunscreve pelo menos uma porção do substrato de tabaco 20. O papel ponteira 50 ou outro invólucro adequado circunscreve o invólucro de plugue 60 e uma porção do invólucro 40 tal como geralmente se conhece no âmbito da técnica. O invólucro 40 inclui uma superfície hidrofóbica.

[00066] A FIG. 2 ilustra a interface do invólucro 40 e o substrato de tabaco 20. Um reagente hidrofóbico 80 forma uma superfície hidrofóbica (de grupos hidrofóbicos) em uma superfície interna 42 do invólucro 40. O invólucro 40 tem superfície externa 44 oposta à superfície interna 42. Os grupos hidrofóbicos 80 inibem a deposição de alcatrão ou água 22 de modo a manter os poros abertos 41 no invólucro 40 e a permeabilidade do invólucro de cigarro 40. Isto sustenta a difusão de CO a partir do invólucro 40 ou diluição de ar no interior do invólucro 40 como o substrato de tabaco 20 é consumido e pode reduzir CO na fumaça principal.

EXEMPLO

[00067] Invólucro de papel não-tratado foi fornecido pela Delfort como bobina com comprimento de teia de 30 cm: • E1045 WOO 25,0g (Designação Comercial) • Permeabilidade - 45 CU • Gramatura - 25 gsm • Espessura - 43 micra

[00068] O tratamento hidrofóbico foi desempenhado mediante deposição direta por rolo de gravura de 3 diferentes concentrações por bobina de cloreto de estearoil (C18H35CIO - CAS 112-76-5). O reagente hidrofóbico foi aquecido temporariamente até 150 °C e impresso no papel. Reagentes sob a forma de pontos ou formas (no presente exemplo, círculos e hexágonos) de cerca de 20 a 25 micrômetros são transferidos para a superfície do papel. As concentrações foram controladas pelo número de pontos ou formas por área de unidade e a profundidade dos poços no rolo de gravura. O reagente hidrofóbico foi depositado a uma quantidade de 0,18 g/m2e densidade de 5 moles/m3. O tempo de processamento foi 1,05 segundos com uma profundidade de penetração de 95 μm.

[00069] A absorção de água foi determinada utilizando-se o método de Cobb padrão (ISO535:1991). Este método determina a quantidade de água que é captada pelo papel dentro de um período de tempo específico (dentro de 60 segundos). Quanto mais elevado o valor de Cobb, maior a capacidade de absorção de água por parte do papel (seja, mais elevada a afinidade do papel com a água). O teste de Cobb fornecer valores confiáveis se o papel não estiver inteiramente acharcado de água. Nestes casos, o papel hidrofóbico exibiu valor de medição de Cobb (60s) inferior a 20 g/m2, e inferior ainda a 10 g/m2.

[00070] Quantidade vestigial de ácido graxo C16 foi detectada e acredita-se que seja um contaminante no cloreto de estearoila.

[00071] Inspeção visual de um cigarro acabado com invólucro tendo ângulo de contato de cerca de 120 graus mostra gotículas quase inteiramente formadas sobre a superfície de invólucro.

Aparência visual do invólucro em estudos de envelhecimento

[00072] Durante um estudo de vida útil acelerada, amostras de cigarro foram tensionadas sob condições extremas. Condições extremas são criadas em uma câmara de simulação climática específica da seguinte maneira: • Condições desérticas (43 °C e 15% de umidade relativa) por três dias; • Seguido por condições selváticas (32 °C e 85% de umidade relativa) por quatro dias.

[00073] Com base em estudos anteriores, este ciclo foi repetido durante 4 semanas para simular 6 meses em condições de clima ambiente temperado (22 °C e 60% de umidade relativa).

[00074] O estudo de vida útil acelerado permite a determinação de alterações potenciais que poderiam vir a ocorrer às amostras ao longo do tempo; caso ocorram algumas alterações ao longo do tempo, pode- se supor que o produto não se mostrará estável em tempo real. Se nenhuma alteração é notada, é provável que o produto se mostre estável em tempo real.

[00075] Foram realizados testes com cigarros que foram colocados em maços abertos com fotografias batidas após 2 semanas de estudo de vida útil acelerada, o qual simula três meses de condições de clima ambiente temperado.

[00076] As FIGS. 3A-3C ilustram três imagens de amostra de invólucro tomadas a um momento zero. A Fig. 3A é uma amostra de controle onde nenhum reagente hidrofóbico foi ligado ao invólucro. A Fig. 3B é a Amostra A com 0,610 g/m2de cloreto de estearoil ligado ao invólucro. A Fig. 3C é a Amostra A com 0,270 g/m2de cloreto de estearoil ligado ao invólucro.

[00077] As FIGS. 4A-4C ilustram três imagens de amostras de invólucros representadas nas Figs. 3A-3C obtidas após duas semanas (equivalente de três meses a condições de clima ambiente temperado). Manchas de coloração amarela a marrom, claramente visíveis ao olho humano nu, aparecem na amostra de controle (FIG. 4A), ao passo que poucas, se alguma, são visíveis na amostra A (FIG. 4B) e amostra B (FIG. 4B). As mancham representam mudanças desiguais na alvura, na opacidade e também na cor em diversas áreas do papel. As manchas foram causadas pela transferência, ao longo de um período simulado de três meses, de materiais a partir de tabaco que penetravam e mancham o papel. Os consumidores provavelmente rejeitarão cigarros que portem tais manchas no papel de cigarro.

Claims (14)

1. Artigo para fumar (10), caracterizado pelo fato de que compreende: um substrato de tabaco (20); um invólucro (40) disposto sobre o substrato de tabaco, em que pelo menos uma superfície interna ou externa do invólucro é hidrofóbica por meio de grupos hidrofóbicos ligados quimicamente ao invólucro, os grupos hidrofóbicos compreendendo um grupo de éster graxo ou um grupo de ácido graxo, o invólucro tendo uma permeabilidade de pelo menos 15 unidades CORESTA.

2. Artigo para fumar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o invólucro (40) tem permeabilidade de pelo menos 20 unidades CORESTA.

3. Artigo para fumar (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a superfície interna do invólucro, a superfície externa do invólucro ou tanto a superfície interna quanto externa do invólucro (40) tem ângulo de contato com água de pelo menos 100 graus.

4. Artigo para fumar (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o invólucro (40) compreende material celulósico e um reagente hidrofóbico ligado covalentemente ao material celulósico.

5. Artigo para fumar (10) de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o invólucro (40) tem peso de base em um intervalo de 20 a 50 gramas por metro quadrado e o reagente hidrofóbico tem gramatura em um intervalo de 0,1 a 3 gramas por metro quadrado.

6. Artigo para fumar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grupo de éster graxo ou grupo de ácido graxo compreende um grupo alquila que tem entre 12 a 30 átomos de carbono.

7. Artigo para fumar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grupo de éster graxo ou grupo de ácido graxo é ligado covalentemente a um grupo hidroxila da celulose formando o invólucro.

8. Artigo para fumar (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o grupo de éster graxo ou grupo de ácido graxo é derivado de um cloreto de ácido graxo.

9. Artigo para fumar (10) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o cloreto de ácido graxo compreende cloreto de palmitoila, cloreto de estearoila ou cloreto de behenoila.

10. Artigo para fumar (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que o invólucro exibe valor de medição Cobb (60s) inferior a 20 g/m2.

11. Artigo para fumar (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizado pelo fato de que o reagente hidrofóbico reduz a permeabilidade do invólucro de cigarro por menos de 10%.

12. Artigo para fumar (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o substrato de tabaco (20) compreende um substrato de formação de aerossol de um artigo para fumar aquecido.

13. Método de formação de um artigo para fumar (10) como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende a reação de um cloreto de ácido graxo com o material celulósico do invólucro (40) para formar uma superfície hidrofóbica do invólucro.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa da reação compreende a impressão de cloreto de ácido graxo, o qual fornece um grupo de éster graxo ou um grupo de ácido graxo que se liga a grupos hidroxila pendentes no material celulósico do invólucro (40) para formar uma superfície hidrofóbica do invólucro.

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