BR112020010381A2

BR112020010381A2 - filtro firme para artigo gerador de aerossol

Info

Publication number: BR112020010381A2
Application number: BR112020010381-0A
Authority: BR
Inventors: Alberto BONICI; Edoardo Montanari; Emeric Grandjean
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2020-11-24
Also published as: MX2020006515A; US20200329759A1; CN111417320A; KR20200099144A; WO2019130153A1; JP2021509575A; RU2020118815A; RU2020118815A3; EP3731662A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um artigo gerador de aerossol (10) que inclui um substrato formador de aerossol (20) e um filtro (30) a jusante do substrato. O artigo gerador de aerossol tem uma dureza radial média de 95,5% ou superior quando medida em torno do filtro. O filtro pode tem uma resistência à tragada de 70 mmWG ou menos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FILTRO FIRME PARA ARTIGO GERADOR DE AEROSSOL".

[001] A presente invenção refere-se a artigos geradores de ae- rossol e filtros para artigos geradores de aerossol que possuem dureza aprimorada.

[002] Os artigos geradores de aerossol incluem artigos que po- dem ser queimados para produzir um aerossol ou aquecidos, mas não queimados para produzir um aerossol, bem como artigos que podem aerossolizar um substrato ou composição de qualquer outra maneira adequada, como por reação química ou por partículas no ar. Indepen- dentemente do mecanismo para a formação de aerossol, os artigos geradores de aerossol podem incluir um filtro a jusante de um substra- to de formação de aerossol para filtrar um ou mais constituintes do ae- rossol.

[003] Por exemplo, artigos geradores de aerossol combustível, como cigarros, normalmente têm tabaco picado, geralmente em forma de enchimento cortado, cercado por um invólucro de papel que forma uma haste de tabaco. Um cigarro é usado por um fumante, acenden- do-se uma extremidade do cigarro e queimando-se a coluna de taba- co. O fumante recebe então a fluxo de fumaça principal ao tragar na extremidade oposta ou extremidade de boca do cigarro, o qual contém tipicamente um filtro. O filtro é posicionado para prender alguns consti- tuintes da fumaça principal antes que a fumaça principal seja entregue a um fumante.

[004] Os filtros em artigos geradores de aerossol geralmente in- cluem material de filtro cercado por um invólucro. O invólucro do tam- pão contribui para a rigidez do filtro. Os invólucros com rigidez aprimo- rada, como os invólucros formados a partir de papel com gramatura mais alta, podem ser usados para produzir filtros mais firmes e rígidos. Os envoltórios de tampão com rigidez aprimorada podem ajudar, por exemplo, a remoção de artigos geradores de aerossol combustível de- vido à rigidez longitudinal aprimorada e podem resultar na percepção de um produto de maior qualidade quando recolhidos por um consu- midor devido à dureza radial aprimorada.

[005] No entanto, circunscrever um invólucro rígido do tampão em torno do material do filtro pode apresentar desafios. Por exemplo, o equipamento nas linhas de fabricação do filtro pode precisar ser alte- rado para que o invólucro mais rígido possa ser enrolado em torno do material do filtro.

[006] Outra opção para aumentar a dureza do filtro pode ser au- mentar o peso da fibra do material de filtro usado. Ou seja, a densida- de do material do filtro pode ser aumentada. No entanto, aumentar a densidade do material do filtro pode aumentar a eficiência da filtragem e não permitir que uma quantidade desejada de constituintes de ae- rossol passe através do filtro, resultando em um gosto ou experiência inesperada ou indesejada. A resistência à tragada de um artigo gera- dor de aerossol que usa material de filtro de densidade mais alta tam- bém pode ser indesejavelmente aumentada em relação ao artigo que usa material de filtro de densidade mais padrão.

[007] É desejável fornecer um filtro para uso em um artigo gera- dor de aerossol, em que o filtro tenha dureza aprimorada. Também é desejável fornecer um filtro para uso em um artigo gerador de aeros- sol, em que o filtro tem uma resistência para aspirar filtros semelhan- tes aos menos duros.

[008] Em vários aspectos da presente invenção, é fornecido um artigo gerador de aerossol compreendendo um substrato formador de aerossol e um filtro a jusante do substrato. O artigo gerador de aeros- sol tem uma dureza radial média de 95% ou superior quando medida em torno do filtro. Preferencialmente, o filtro tem uma resistência à tra- gada de 90 mmWG ou menos, como 70 mmWG ou menos ou 50 mmWG ou menos.

[009] Preferencialmente, o artigo gerador de aerossol tem uma dureza radial média de 95,5% ou superior quando medido em torno do filtro e o material do filtro tem uma resistência à tragada de 70 mmWG ou menos para um comprimento de filtro de 21 mm.

[0010] O filtro pode compreender filamentos de material de filtro. Verificou-se que o aumento da densidade linear dos filamentos do ma- terial do filtro permite que seja usada uma densidade mais alta do ma- terial do filtro, mantendo as eficiências do filtro desejadas e a resistên- cia à tragada. O aumento da densidade do material do filtro pode me- lhorar a dureza do filtro.

[0011] O filtro pode compreender um plastificante, que pode unir fibras do material do filtro. Verificou-se que podem ser usadas quanti- dades aumentadas de plastificante quando se usam filamentos de densidade linear apropriada e densidade do material do filtro. Concen- trações aumentadas de plastificante podem resultar em dureza apri- morada do filtro, mas podem aumentar a resistência à tragada e redu- zir a eficiência do filtro. Por conseguinte, e como aqui descrito, uma combinação adequada de densidade linear do filamento, densidade do material do filtro e concentração do plastificante pode ser alcançada para aumentar a dureza do filtro, ao mesmo tempo em que fornece eficiência do filtro e resistência à tragada adequadas.

[0012] A dureza do filtro pode ser aprimorada ainda mais usando um invólucro mais rígido, um invólucro mais grosso, um invólucro for- mado a partir de material mais rígido ou revestimentos que melhoram a segurança dispostos no invólucro.

[0013] Por conseguinte, os filtros com uma dureza radial média superior a 95% podem ser formados selecionando adequadamente um material de filtro apropriado com filamentos com uma densidade linear adequada, uma densidade global adequada de material de filtro, uma quantidade adequada de plastificante e um invólucro tampão de peso e espessura adequados. Esses filtros também podem alcançar carac- terísticas desejáveis, como uma resistência à tragada de 70 mmWG ou menos.

[0014] A incorporação de filtros de dureza aprimorada em artigos geradores de aerossol pode permitir que os artigos geradores de ae- rossol sejam percebidos como de maior qualidade. A dureza aprimo- rada do filtro também pode ser vantajosa quando, por exemplo, se al- cança a bituca de um artigo gerador de aerossol combustível, como um cigarro, incluindo o filtro. Por exemplo, um filtro de dureza aprimo- rado pode manter os dedos do usuário longe da extremidade queima- da do cigarro quando o cigarro é apagado, porque é menos provável que o filtro se dobre durante o processo de extinção do cigarro.

[0015] As vantagens discutidas acima, bem como outras vanta- gens, serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica ao ler e entender a presente invenção.

[0016] Os artigos geradores de aerossol da presente invenção po- dem ter uma dureza radial média de 95% ou superior quando medidos em torno do filtro, o que anteriormente não era possível, mantendo as propriedades desejadas do filtro, como resistência à tragada. Por exemplo, os artigos geradores de aerossol podem ter uma dureza ra- dial média de 96% ou superior, 97% ou superior ou 98% ou superior quando medidos em torno do filtro. Preferencialmente, os artigos gera- dores de aerossol têm uma dureza radial média de cerca de 95% a cerca de 99% quando medidos em torno do filtro. Conforme usado aqui, o termo "dureza radial" refere-se a resistência à compressão é uma direção transversal a um eixo longitudinal. A dureza radial de um artigo gerador de aerossol em torno de um filtro pode ser determinada aplicando uma carga através do artigo na localização do filtro, trans- versal ao eixo longitudinal do artigo e medindo os diâmetros médios

(média) deprimidos dos artigos. A dureza radial é dada por: Dd Radial dureza (%) hardness (%)  *100%

DS

[0017] Donde dS é o diâmetro original (não comprimido) e Dd é o diâmetro diminuído após a aplicação de uma carga definida por um período definido. Quanto mais rígido o material, mais próxima de 100% a rigidez.

[0018] Para determinar a dureza de uma porção (como um filtro) de um artigo de aerossol, os artigos geradores de aerossol devem ser alinhados paralelamente em um plano e a mesma porção de cada arti- go gerador de aerossol a ser testado deve ser submetida a uma carga definida para uma duração definida. Este teste é realizado usando um dispositivo Densímetro DD60A conhecido (fabricado e disponibilizado comercialmente por Heinr. Borgwaldt GmbH, Alemanha), que é equi- pado com um cabeçote de medição para artigos geradores de aeros- sol, como cigarros, e com um receptáculo de artigo gerador de aeros- sol.

[0019] A carga é aplicada usando duas cargas aplicando hastes cilíndricas, que se estendem por todo o diâmetro de todos os artigos geradores de aerossol de uma só vez. De acordo com o método de teste padrão para este instrumento, o teste deve ser realizado de mo- do que ocorram vinte pontos de contato entre os artigos geradores de aerossol e a carga que aplica hastes cilíndricas. Em alguns casos, os filtros a serem testados podem ser longos o suficiente para que ape- nas dez artigos geradores de aerossol sejam necessários para formar vinte pontos de contato, com cada artigo para fumar entrando em con- tato com as duas hastes de aplicação de carga (porque elas são lon- gas o suficiente para se estender entre as hastes). Em outros casos, se os filtros forem muito curtos para conseguir isso, então vinte artigos geradores de aerossol devem ser usados para formar os vinte pontos de contato, com cada artigo gerador de aerossol entrando em contato apenas com uma das hastes de aplicação de carga, conforme discuti- do mais adiante.

[0020] Duas hastes cilíndricas estacionárias adicionais estão loca- lizadas embaixo dos artigos geradores de aerossol, para apoiar os ar- tigos geradores de aerossol e neutralizar a carga aplicada por cada uma das cargas que aplicam hastes cilíndricas.

[0021] Para o procedimento operacional padrão para um aparelho tal, uma carga geral de 2 quilos é aplicada pela duração de 20 segun- dos. Passados 20 segundos (e com a carga ainda aplicada aos artigos para fumar), a depressão nas hastes cilíndricas de aplicação de carga é determinada, e então usada para calcular a rigidez da equação aci- ma. A temperatura é mantida na região dos 22 graus Celsius, ± 2 graus. O teste descrito acima é denominado Teste DD60A. A maneira padrão de medir a dureza do filtro é quando o artigo gerador de aeros- sol não foi consumido. Informações adicionais sobre a medição da du- reza radial média podem ser encontradas em, por exemplo, na Publi- cação de Pedido de Patente dos EUA 2016/0128378.

[0022] Em alguns exemplos preferenciais, os filtros da presente invenção têm uma dureza radial média de 90% ou mais, como 92% ou mais ou 94% ou mais. Por exemplo, os filtros da presente invenção podem ter uma dureza radial média de 95% ou mais, como 95,5% ou mais. Mais preferencialmente, os filtros têm uma dureza radial média de 96% ou mais, como 97% ou mais. Por exemplo, os filtros da pre- sente invenção podem ter uma dureza radial média na faixa de cerca de 95% a cerca de 99%, tal como de cerca de 95% a cerca de 98%.

[0023] Conforme aqui usado, "diâmetro" é usado para descrever a dimensão máxima na direção transversal (transversal ao eixo longitu- dinal) do filtro ou de um artigo gerador de aerossol que inclui o filtro. O eixo longitudinal do filtro ou artigo gerador de aerossol está na direção do comprimento do filtro ou artigo gerador de aerossol. Para os fins da presente invenção, o termo "raio" refere-se a uma distância transversal do eixo longitudinal até uma borda do filtro ou artigo gerador de aeros- sol. Tipicamente, o filtro e o artigo gerador de aerossol terão formato cilíndrico. No entanto, o filtro, o artigo gerador de aerossol ou o filtro e o artigo gerador de aerossol não precisam ter formato cilíndrico.

[0024] Os artigos geradores de aerossol, incluindo filtros da pre- sente invenção, podem ter qualquer resistência à tragada adequada (RTD). "Resistência à tragada" refere-se à diferença de pressão estáti- ca entre as duas extremidades de uma amostra quando ela é atraves- sada por um fluxo de ar em condições estáveis nas quais o fluxo vo- lumétrico é de 17,5 mililitros por segundo na extremidade de saída. A RTD de uma amostra pode ser medida usando o método estabelecido na norma ISO 6565:2002. Preferencialmente, os artigos geradores de aerossol, incluindo filtros da presente invenção, têm uma RTD seme- lhante aos cigarros convencionais.

[0025] Em alguns exemplos preferenciais, os artigos geradores de aerossol, incluindo filtros da presente invenção, têm uma RTD de cer- ca de 40 mm de coluna d'água (mmWG) e cerca de 200 mmWG, de preferência entre cerca de 50 mmWG e cerca de 140 mmWG e, mais preferencialmente, de cerca de 50 mmWG a cerca de 100 mmWG. Preferencialmente, os filtros têm uma RTD de 90 mmWG ou menos, como 70 mmWG ou menos. Mais preferencialmente, os filtros têm uma RTD de 65 mmWG ou menos, como 60 mmWG ou menos.

[0026] O filtro pode ter uma RTD para o comprimento da haste usado no artigo de geração de aerossol, de cerca de 40 mm de coluna d'água (mmWG) e cerca de 200 mmWG, preferencialmente entre cer- ca de 50 mmWG e cerca de 140 mmWG e, mais preferencialmente, de cerca de 50 mmWG a cerca de 100 mmWG. O filtro, no comprimento usado no artigo gerador de aerossol, pode ter uma RTD de 90 mmWG ou menos, como 70 mmWG ou menos. Mais preferencialmente, os fil- tros têm uma RTD de 65 mmWG ou menos, como 60 mmWG ou me- nos.

[0027] O material de filtro da invenção possui, Preferencialmente, uma RTD para um comprimento de haste de 126 mm a partir de cerca de 40 mm de coluna d'água (mmWG) e cerca de 200 mmWG, de pre- ferência entre cerca de 50 mmWG e cerca de 140 mmWG e, mais pre- ferencialmente, de cerca de 50 mmWG a cerca de 100 mmWG. Prefe- rencialmente, os filtros têm uma RTD de 90 mmWG ou menos, como 70 mmWG ou menos. Mais preferencialmente, os filtros têm uma RTD de 65 mmWG ou menos, como 60 mmWG ou menos. Preferencial- mente, o filtro tem um comprimento de haste de 126 mm, uma RTD de 90 mmWG ou menos, como 70 mmWG ou menos. Mais preferencial- mente, os filtros têm um comprimento de haste de 126 mm, uma RTD de 65 mmWG ou menos, como 60 mmWG ou menos.

[0028] Em algumas modalidades preferenciais, o material de filtro da invenção tem uma RTD para um comprimento de haste de cerca de 15 mm a cerca de 40 mm, tal como cerca de 21 mm, de cerca de 40 mm de coluna d’água (mmWG) a cerca de 200 mmWG, preferencial- mente entre cerca de 50 mmWG e cerca de 140 mmWG, e mais prefe- rencialmente de cerca de 50 mmWG a cerca de 100 mmWG. Prefe- rencialmente, os filtros têm uma RTD de 90 mmWG ou menos, como 70 mmWG ou menos. Mais preferencialmente, os filtros têm uma RTD de 65 mmWG ou menos, como 60 mmWG ou menos ou 50 mmWG ou menos. Preferencialmente, o filtro tem um comprimento de haste de cerca de 15 mm a cerca de 40 mm, como cerca de 21 mm, uma RTD de 90 mmWG ou menos, como 70 mmWG ou menos, 65 mmWG ou menos, ou 60 mmWG ou menos.

[0029] Filtros com comprimentos menores podem ter uma RTD menor do que filtros com comprimentos maiores, principalmente se os filtros forem fabricados do mesmo material da mesma maneira. Em algumas modalidades preferenciais, os filtros com um comprimento de haste de cerca de 15 mm a cerca de 40 mm, como cerca de 21 mm, têm uma RTD de cerca de 30 mmWG a cerca de 90 mmWG, de cerca de 40 mmWG a cerca de 70 mmWG, de cerca de 40 mmWG a cerca de 65 mmWG ou de cerca de 40 mmWG a cerca de 60 mmWG.

[0030] Preferencialmente, os filtros têm uma RTD de 90 mmWG ou menos, como 70 mmWG ou menos, 65 mmWG ou menos ou 60 mmWG ou menos para um comprimento de filtro de 21 mm. Ou seja, os filtros têm uma RDT de cerca de 4,3 mmWG ou menos, 3,3 mmWG ou menos, 3,1 mmWG ou menos ou 2,9 mmWG ou menos por mm de comprimento do filtro.

[0031] Os filtros e os artigos geradores de aerossol associados podem ter qualquer relação adequada entre RTD e dureza radial mé- dia. Por exemplo, o quociente do valor da RTD do filtro dividido pelo valor da dureza radial média do artigo gerador de aerossol é de 0,75 ou menos. Preferencialmente, o quociente do valor da RTD do filtro dividido pelo valor da dureza radial média do artigo gerador de aeros- sol é de 0,7 ou menos. Mais preferencialmente, o quociente do valor da RTD do filtro dividido pelo valor da dureza radial média do artigo gerador de aerossol é 0,65 ou menos. Preferencialmente, o quociente do valor da RTD do filtro dividido pelo valor da dureza radial média do artigo gerador de aerossol é de 0,3 ou mais, como 0,35 ou mais, ou 0,4 ou mais. Por exemplo, o quociente do valor da RTD do filtro dividi- do pelo valor da dureza radial média do artigo gerador de aerossol po- de ser de cerca de 0,3 a cerca de 0,75, de cerca de 0,35 a cerca de 0,7 ou de cerca de 0,4 a cerca de 0,65. Os filtros e os artigos gerado- res de aerossol associados podem ter qualquer valor adequado para (dureza 100)xRTD, em que dureza é o valor da dureza radial média (%) e RTD é o valor da RTD em mmWG. Por exemplo, os filtros e os artigos geradores de aerossol associados podem ter um valor para (dureza 100)xRTD em um intervalo de cerca de 40 a cerca de 2000. Preferencialmente, os filtros e artigos geradores de aerossol associa- dos têm um valor para (dureza 100)xRTD em uma faixa de cerca de 40 a cerca de 1000; mais preferencialmente de cerca de 40 a cerca de

500.

[0032] Os filtros e os artigos geradores de aerossol associados podem ter qualquer valor adequado para [(dureza 100)xRTD]/mm de filtro, em que (dureza 100)xRTD é o definido acima e mm de filtro é o comprimento do filtro. Preferencialmente, os filtros têm um valor para [(dureza 100)xRTD]/mm de filtro de 20 ou menos; mais preferencial- mente 15 ou menos; e ainda mais preferencialmente, 10 ou menos. Por exemplo, os filtros podem ter um valor para [(dureza 100)xRTD]/mm de filtro de 9 ou menos, 8 ou menos, 7 ou menos ou 6 ou menos. Por exemplo, os filtros podem ter um valor para [(dureza 100)xRTD]/mm de filtro de cerca de 2 a cerca de 20; de preferência de cerca de 3 a cerca de 15; e mais preferencialmente de cerca de 5 a cerca de 13. Em algumas modalidades preferenciais, os filtros têm um valor para [(dureza 100)xRTD]/mm de filtro de cerca de 4 a cerca de 8, de cerca de 4 a cerca de 7, de cerca de 5 a cerca de 5 ou de cerca de 5 a cerca de 7.

[0033] Os filtros da invenção podem atingir uma dureza e resistên- cia adequadas ao estiramento, incorporando quantidades adequadas de material de filtro com tamanho de filamento e concentração de plas- tificante adequados, bem como selecionando invólucro tampão com características apropriadas.

[0034] Qualquer material de filtro adequado pode ser usado de acordo com a presente invenção. Exemplos de material de filtro ade- quado incluem ésteres de celulose, como acetato de celulose, ácido polilático (PLA), material celulósico, polipropileno ou qualquer meio de filtração degradável, ou uma combinação ou mistura de dois ou mais materiais de filtro. Em modalidades preferidas, o material do filtro inclui material do filtro polimérico, tal como ácido poliláctico, ésteres de celu- lose e suas misturas. Preferencialmente, o material do filtro inclui um éster de celulose. Exemplos de ésteres de celulose que podem ser usados para formar material do filtro incluem acetatos de celulose, propionatos de celulose e butiratos de celulose com vários graus de substituição, assim como seus ésteres misturados. Exemplos de tais ésteres mistos incluem propionato de acetato de celulose, butirato de acetato de celulose e butirato de propionato de acetato de celulose. De um modo preferido, o material do filtro compreende acetato de celulo- se.

[0035] Preferencialmente, o material de filtro contém menos de 10% em peso de partículas com um tamanho na faixa de 0,1 mm a 1,7 mm. Por exemplo, o material de filtro pode compreender menos de 5% em peso, ou menos de 1% em peso, partículas com um tamanho na faixa de 0,1 mm a 1,7 mm. preferencialmente, o material do filtro está livre de (compreende 0% de) partículas com um tamanho na faixa de 0,1 mm a 1,7 mm. Mais preferencialmente, o material de filtro é livre de partículas de acetato de celulose com um tamanho na faixa de 0,1 mm a 1,7 mm ou contém 10% ou menos, 5% ou menos ou 1% ou menos de partículas de acetato de celulose com um tamanho em uma faixa de 0,1 mm a 1,7 mm. O filtro pode compreender fibra de acetato de celulose enquanto estiver livre de partículas de acetato de celulose com um tamanho na faixa de 0,1 mm a 1,7 mm.

[0036] O material do filtro, incluindo o plastificante, pode ter qual- quer peso ou densidade de fibra adequada. Preferencialmente, o ma- terial de filtro tem um peso entre cerca de 5 mg/mm e cerca de 7 mg/mm. Mais preferencialmente, o material de filtro tem um peso entre cerca de 5,5 mg/mm e cerca de 6,5 mg/mm. Preferencialmente, o filtro tem uma densidade entre cerca de 0,11 g/cm3 e cerca de 0,2 g/cm3. Preferencialmente, o filtro tem uma densidade entre cerca de 0,12 g/cm3 e cerca de 0,19 g/cm3, como entre cerca de 0,12 g/cm3 e cerca de 0,15 g/cm3. Os filtros com pesos e densidades mais altos tendem a ser mais rígidos do que aqueles com pesos e densidades mais baixos. No entanto, o aumento do peso ou da densidade do material do filtro também pode tender a aumentar a RTD para níveis indesejáveis ou pode filtrar muito aerossol e, assim, impedir que uma quantidade sufi- ciente de aerossol seja entregue ao usuário.

[0037] Para mitigar os efeitos do aumento do peso ou densidade do filtro na RTD e na filtração, os filtros podem compreender filamen- tos com uma densidade linear de 4 denier por filamento ou mais. A densidade linear dos filamentos usados nos filtros pode ser medida através da determinação da massa, em gramas, dos filamentos por 9000 metros. Preferencialmente, os filtros da presente invenção com- preendem filamentos com uma densidade linear de 5 denier por fila- mento ou superior, 6 denier ou superior ou 7 denier ou superior. Por exemplo, os filtros da presente invenção podem compreender filamen- tos com uma densidade linear de cerca de 8 denier por filamento. Pre- ferencialmente, os filamentos com densidades lineares descritas acima são filamentos de acetato de celulose.

[0038] Os filtros da presente invenção podem ter qualquer quanti- dade adequada de plastificante. Como usado aqui, um "plastificante" é um solvente que, quando aplicado a fibras poliméricas, liga as fibras entre si. Exemplos de plastificantes incluem triacetina (também conhe- cida como triacetato de glicerol), diacetato de dietilenoglicol, diacetato de trietilenoglicol, tripropiona, citrato de trietilacetilo, citrato de trietilo e misturas de um ou mais destes. Preferencialmente, o plastificante compreende triacetina. Um ou mais plastificantes podem ser mistura- dos com, por exemplo, polietilenoglicol e colocados em contato com as fibras poliméricas para unir as fibras em conjunto. As fibras podem ser postas em contato com um agente de ligação de qualquer maneira adequada. Preferencialmente, uma composição compreendendo o agente de ligação é pulverizada nas fibras poliméricas.

[0039] Preferencialmente, os filtros compreendem 7% ou mais do plastificante, em relação ao peso do material do filtro. Por exemplo, os filtros podem compreender 7 g ou mais de plastificante por 100 g de acetato de celulose, se o filtro for um filtro de acetato de celulose. Mais preferencialmente, o filtro compreende 8% ou mais plastificante ou 9% ou mais plastificante. Por exemplo, o filtro pode compreender cerca de 10% de plastificante. Mais preferencialmente, o filtro compreende entre cerca de 7,5% em peso e cerca de 11,5% em peso de plastificante. Preferencialmente, os filtros compreendem de cerca de 7,5% a cerca de 10% de plastificante. Por exemplo, o filtro pode compreender de cerca de 8% a 11% de plastificante ou de cerca de 8% a cerca de 10% de plastificante.

[0040] Os inventores descobriram que a quantidade específica de plastificante de filtros da invenção pode levar a um filtro com dureza, RTD e eficiência de filtração desejáveis. Quando a quantidade de plas- tificante excede cerca de 12%, principalmente se o plastificante exce- der cerca de 13%, a qualidade do filtro tende a sofrer. Por exemplo, um filtro de acetato de celulose com mais de cerca de 12% de triaceti- na resulta no filtro com vazios relativamente grandes no filtro, o que pode reduzir substancialmente a eficiência da filtração e tornar o filtro inaceitável.

[0041] Ao selecionar uma combinação apropriada de peso ou den- sidade do filtro, a densidade linear do filamento e o plastificante, pode ser alcançada uma filtração, dureza e resistência à tragada adequa- das.

[0042] O filtro pode incluir um envoltório tampão disposto ao redor do material do filtro. O invólucro tampão pode contribuir para a dureza do filtro. O invólucro tampão pode ser revestido com qualquer compo- sição de revestimento adequada para melhorar a dureza. Se o invólu- cro tampão incluir um revestimento, o revestimento aumentará, prefe- rencialmente, a dureza radial e a dureza longitudinal de um filtro que inclui o invólucro tampão revestido.

[0043] Qualquer composição de revestimento adequada para me- lhorar a dureza pode ser aplicada ao invólucro de um filtro de acordo com a presente invenção. Preferencialmente, a composição de reves- timento que melhora a dureza não resulta em um revestimento que altera adversamente a percepção do paladar durante o fumo de um artigo tabagista que inclui o filtro revestido. Em algumas modalidades preferenciais, uma composição de revestimento para melhorar a dure- za compreende um ou mais componentes, tais como ligantes ou ou- tros aditivos, usados na fabricação de cigarros. Por exemplo, a com- posição de revestimento pode compreender um aglutinante adequado usado em papel de cigarro, papel de filtro ou invólucros tampões.

[0044] Exemplos de materiais adequados que podem ser incluídos em uma composição de revestimento para melhorar a dureza são amido, derivados de poliacrilamida, estireno butadieno, estireno acríli- co, dextrina, amido oxidado, etilcelulose, acetilcelulose, carboximetilce- lulose, hidroxietilcelulose ou outros derivados de celulose adequados; pectinas; goma de guar; farelo de alfarroba; ágar; alginato de sódio ou outros alginatos adequados; e similares. Em algumas modalidades preferenciais, um revestimento para melhorar a dureza compreende álcool polivinílico.

[0045] Qualquer invólucro tampão adequado pode ser revestido com um revestimento que melhore a dureza. Preferencialmente, o in- vólucro tampão compreende, consiste essencialmente em, ou consiste em um invólucro tampão de papel.

[0046] O invólucro tampão pode ter qualquer gramatura adequada. Preferencialmente, o invólucro tampão tem uma gramatura de cerca de 20 gramas por metro quadrado a cerca de 180 gramas por metro quadrado. Mais preferencialmente, o invólucro tampão tem uma gra- matura de cerca de 50 gramas por metro quadrado a cerca de 150 gramas por metro quadrado; e ainda mais preferencialmente de cerca de 50 gramas por metro quadrado a cerca de 100 gramas por metro quadrado.

[0047] O invólucro tampão pode ter qualquer espessura adequada. Os papéis de invólucro tampão apropriados podem ter uma espessura de cerca de 25 micrômetros a cerca de 200 micrômetros; de preferên- cia de cerca de 50 micrômetros a cerca de 200 micrômetros. Em al- gumas modalidades preferenciais, um invólucro tampão tem uma es- pessura de cerca de 100 micrômetros a cerca de 150 micrômetros.

[0048] Um invólucro tampão com uma gramatura mais alta e maior espessura tende a ser mais rígido do que um invólucro tampão com uma gramatura menor e menos espessura.

[0049] O invólucro tampão pode ter rigidez adequada. A rigidez de um invólucro tampão pode ser determinada pela ISO 2493-1:2010: Papel e cartão - Determinação da resistência à flexão - Parte 1: Taxa constante de deflexão, ISO 2493-2:2011: Papel e cartão - Determina- ção da resistência à flexão - Parte 2: Testado em tipo Taber, ou ambos ISO 2493-1:2010 e ISO 2493-2:2011. Preferencialmente, o invólucro tampão tem uma rigidez na direção da máquina com um efeito de fle- xão de 15º em um comprimento de 10 mm (MD - 15º 10mm) de 100 mN.mm ou superior. Por exemplo, o invólucro tampão pode ter uma rigidez (MD - 15º 10mm) de cerca de 100 mN.mm a cerca de 500 mN.mm. Preferencialmente, o invólucro tampão tem uma rigidez (MD - 15º 10 mm) de cerca de 120 mN.mm a cerca de 450 mN.mm.

[0050] Preferencialmente, o invólucro tampão possui uma rigidez na direção transversal com um efeito de flexão de 15º em um compri- mento de 10 mm (CD - 15º 10 mm) de 40 mN.mm ou superior. Por exemplo, o invólucro tampão pode ter uma rigidez (CD - 15º 10 mm) de cerca de 40 mN.mm a cerca de 250 mN.mm. Preferencialmente, o invólucro tampão tem uma rigidez (CD - 15º 10 mm) de cerca de 50 mN.mm a cerca de 200 mN.mm.

[0051] O invólucro tampão pode ter qualquer porosidade adequa- da ou pode até ser não poroso. Por exemplo, o invólucro tampão pode ter uma porosidade relativamente alta, como superior a cerca de 1.000 unidades Coresta ou superior a cerca de 5.000 unidades Coresta. Além disso, ou em alternativa, o invólucro tampão pode ter uma poro- sidade inferior a cerca de 10.000 unidades Coresta.

[0052] Um filtro da presente invenção pode incluir material adicio- nal, como carvão ativado; aromatizantes, que podem estar na forma de compostos, fios aromatizantes, esferas, cápsulas ou semelhantes; ou qualquer outro material adequado. O material adicional pode ser incorporado no material de filtro ou pode ser disposto em cavidades entre os tampões do material de filtro em, por exemplo, uma configu- ração de tampão-espaço-tampão. Em tal configuração, um invólucro tampão como descrito aqui pode ser particularmente vantajoso adicio- nando dureza estrutural aprimorada sobre as cavidades.

[0053] Os filtros da presente invenção podem ter quaisquer di- mensões adequadas. Normalmente, os filtros são de forma cilíndrica. Preferencialmente, o filtro tem um diâmetro na faixa de cerca de 5 mm a cerca de 10 mm. Mais preferencialmente, o diâmetro está entre cer- ca de 7,0 mm e cerca de 8,0 mm, mais preferencialmente entre cerca de 7,7 mm e 7,8 mm. Preferencialmente, o diâmetro do filtro é igual ou substancialmente o mesmo que o diâmetro do artigo gerador de ae- rossol no qual é incorporado.

[0054] O comprimento do filtro (que é o comprimento total do filtro,

incluindo o material de filtração, medido em uma direção substancial- mente paralela ao eixo longitudinal do artigo tabagista) pode ter qual- quer valor adequado. No entanto, pode ser conveniente que o com- primento do filtro seja substancialmente o mesmo diâmetro de artigos para fumar convencionais. O comprimento designa o comprimento to- tal do filtro, incluindo o plugue de material de filtração. Ou seja, se o filtro compreende um ou mais segmentos de filtro além do plugue de material de filtração, o comprimento será o comprimento total de todos os segmentos do filtro e do plugue de material de filtração. Se o filtro compreende apenas o plugue de material de filtração, o comprimento será apenas o comprimento do plugue de material de filtração.

[0055] Filtros mais longos tendem a ter maior RTD do que filtros mais curtos.

[0056] Preferencialmente, o filtro tem um comprimento entre cerca de 15 mm e cerca de 40 mm. Ainda mais preferencialmente, o filtro tem comprimento entre cerca de 18 mm e cerca de 27 mm. Em outra modalidade, o filtro tem um comprimento de cerca de 27 mm. Em outra modalidade, o filtro tem um comprimento de cerca de 21 mm.

[0057] Os filtros da presente invenção são preferencialmente for- mados usando equipamento convencional de fabricação de filtros. Por exemplo, o material de filtro pode ser formado a partir de bandas de fibra de filamentos usando equipamento convencional. O plastificante pode ser incorporado usando equipamento convencional, e o invólucro tampão pode ser disposto sobre o filtro usando equipamento conven- cional.

[0058] Os filtros da presente invenção podem ser incorporados em qualquer artigo gerador de aerossol adequado de qualquer maneira adequada. Preferencialmente, o filtro é incorporado em um artigo ge- rador de aerossol a jusante de um material de substrato que forma ae- rossol. O termo "jusante" refere-se a posições relativas de elementos do artigo gerador de aerossol descrito em relação à direção do aeros- sol principal, à medida que ele é tragado de um substrato que forma aerossol e para a boca do usuário.

[0059] O termo "artigo gerador de aerossol" inclui cigarros, charu- tos, cigarrilhas e outros artigos em que um substrato que forma aeros- sol, como um tabaco, é aceso e queimado para produzir fumaça. O termo "artigo gerador de aerossol" também inclui artigos em que um substrato de formação de aerossol não é queimado, como, entre ou- tros, artigos geradores de aerossol que aquecem direta ou indireta- mente um substrato de formação de aerossol, ou artigos geradores de aerossol que usam fluxo de ar ou reação química, com ou sem uma fonte de calor, para fornecer nicotina ou outros materiais a partir do substrato gerador de aerossol.

[0060] Os filtros da presente invenção podem ser particularmente desejáveis para uso em artigos de tabaco aquecido, nos quais o subs- trato de formação de aerossol não é queimado. Tais artigos frequen- temente usam filtros relativamente curtos com baixa RTD. Os filtros em produtos que não esquentam são geralmente macios e podem se tornar mais macios durante o uso, à medida que o aerossol flui através do filtro. Em alguns casos, os filtros podem pelo menos parcialmente colapsar ou desmontar durante o uso, o que pode afetar negativamen- te a percepção do consumidor sobre a qualidade do artigo. Por conse- guinte, incorporando filtros da presente invenção em artigos de tabaco aquecido que usam filtros relativamente curtos e com baixa RTD, a qualidade percebida do artigo pode ser melhorada devido à rigidez do filtro e à falta de colapso e desmontagem. Devido à rigidez aumentada e às qualidades aprimoradas do filtro, filtros curtos que fornecem uma filtragem relativamente baixa podem ser usados em artigos de tabaco aquecido, o que pode proporcionar um sabor e outras qualidades sen- soriais semelhantes aos artigos tabagistas convencionais, como cigar-

ros.

[0061] Os filtros de artigos de tabaco aquecido podem ter qualquer comprimento adequado. Por exemplo, os filtros podem ter um compri- mento inferior a cerca de 40 mm, como entre cerca de 10 mm e cerca de 40 mm. Preferencialmente, o filtro tem um comprimento inferior a cerca de 30 mm, tal como inferior a cerca de 20 mm.

[0062] Refere-se agora aos desenhos, em que alguns aspectos da presente invenção são ilustrados. Deverá ser compreendido que ou- tros aspectos não retratados nos desenhos estão dentro do escopo e espírito da presente invenção. Os desenhos esquemáticos não estão necessariamente em escala. Números semelhantes usados nas figu- ras se referem a componentes, etapas e similares. Entretanto, será entendido que o uso de um número para se referir a um componente em uma dada figura não é destinado limitar o componente em uma outra figura etiquetada com o mesmo número. Ademais, o uso de nú- meros diferentes para se referir a componentes em figuras diferentes não é destinado a indicar que componentes numerados diferentes não possam ser os mesmos ou similares a outros componentes numera- dos.

[0063] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva esquemática de uma modalidade de um artigo gerador de aerossol parcialmente desenrola- do 10 tendo um filtro 30. O artigo gerador de aerossol 10, um cigarro na modalidade representada, é representado como parcialmente de- senrolado apenas para ilustrar componentes representativos do artigo. O artigo gerador de aerossol 10 inclui uma haste de substrato forma- dor de aerossol 20, como uma haste de tabaco e um filtro 30 a jusante do substrato formador de aerossol 20. O filtro 30 e a haste 20 estão alinhados coaxialmente com o eixo longitudinal do artigo gerador de aerossol 10, qual eixo é representado pela linha A-A. O artigo gerador de aerossol representado 10 inclui um invólucro tampão 60, papel de cigarro 40 papel de filtro 50. O papel de cigarro 40 circunscreve pelo menos uma porção da coluna 20. O papel de filtro 50 ou outro invólu- cro adequado circunscreve o invólucro tampão 60 e uma parte do pa- pel do cigarro 40 como é geralmente conhecido na técnica. O filtro 30 inclui o invólucro tampão 60 e o material de filtro 32.

[0064] Os exemplos das modalidades descritas não são limitati- vos. Outras modalidades consistentes com os exemplos de modalida- des descritos acima serão evidentes para aqueles versados na técni- ca.

[0065] Todos os termos científicos e técnicos usados neste docu- mento têm significados comumente usados na técnica, salvo especifi- cação em contrário. As definições fornecidas neste documento são para facilitar o entendimento de certos termos usados frequentemente neste documento.

[0066] Conforme usado neste documento, as formas singulares "um", "uma" e "o(a)" abrangem as modalidades com referentes plurais, a menos que o conteúdo indique claramente o contrário.

[0067] Conforme usado neste documento, "ou" é geralmente usa- do em seu sentido incluindo "e/ou", a menos que o conteúdo indique claramente o contrário. O termo "e/ou" significa um ou todos os ele- mentos listados ou uma combinação de dois ou mais dos elementos listados.

[0068] Conforme usado neste documento, "ter", "tendo", "inclui", "incluindo", "compreende", "compreendendo" ou similares são usados em seu sentido aberto, e geralmente significam "incluindo, mas não se limitando a". Será compreendido que "consistindo essencialmente em", "consistindo em" e semelhantes estão incluídos em "compreendendo" e semelhantes.

[0069] As palavras "preferencial" e "preferencialmente" referem-se às modalidades da invenção que podem ter certos benefícios, sob cer-

tas circunstâncias. No entanto, outras modalidades também podem ser preferenciais, sob as mesmas ou outras circunstâncias. Além disso, o relato de uma ou mais modalidades preferenciais não implica que ou- tras modalidades não sejam úteis e não se destina a excluir outras modalidades do escopo da invenção, incluindo as reivindicações.

EXEMPLOS

[0070] A seguir, é apresentado um exemplo não limitativo que ilus- tra a seleção do peso do material do filtro, do percentual do peso do plastificante e da densidade linear do filamento e das propriedades do invólucro tampão que resultaram em dureza aprimorada do filtro. De- zenove filtros foram feitos com fibra de acetato de celulose (fibras em forma de y) com diferentes densidades lineares de filamentos e dife- rentes quantidades de plastificante (triacetina). O material de filtro re- sultante foi envolvido com bandas com diferentes bases e espessuras de peso. Os filtros resultantes tinham um diâmetro de 7,71 mm e um comprimento de 126 mm. Os materiais usados na fabricação de al- guns dos dezenove filtros são apresentados abaixo na Tabela 1. Tabela 1: Componentes dos filtros testados Número da Amostra 1 2 4 5 12 13 15 Triacetina % 7 7 7 10 7 10 10 Peso linear de fila- 3 3,4 3,4 3,4 8 8 8 mento (denier) Espessura do papel 148 148 100 100 100 100 100 Gramatura do papel 61 61 78 78 78 78 78

[0071] A dureza radial média das hastes de filtro de 126 mm de comprimento foi determinada como descrito no número de publicação de pedido de patente publicado nos EUA 2016/0128378. A RTD das hastes de filtro de 126 mm de comprimento foi medida de acordo com a norma ISO 6565:2002. A rigidez do invólucro foi medida de acordo com a ISO 2493-1:2010 e ISO 2493-2:2011. Para alguns filtros, foi de-

terminado o peso do material do filtro e do plastificante, bem como a densidade do material pesado (com base no diâmetro de 7,71 mm). Os resultados são apresentados na Tabela 2 abaixo. Tabela 2: Propriedades dos filtros Número da Amostra 1 2 4 5 12 13 15 fibra + peso plastificante (mg) 706,2 728,1 Densidade (g/cm 3) 0,119 0,123 rigidez do papel - MD - 15 ° 135 135 323 323 323 323 323 10 mm (mN.mm) rigidez do papel - CD - 15 ° 75 75 165 165 165 165 165 10 mm (mN.mm) Percentual de dureza radial 92,200 94,650 95,413 95,827 95,963 96,460 97,373 RTD (mmWG) 340 330 360 369 206 206 255 (100-dureza)xRTD 2652 1765,5 1651,3 1539,8 831,6 729,2 669,9 [(100-dureza)xRTD]/mm 21,0 14,0 13,1 12,2 6,6 5,8 5,3

[0072] Como mostrado na Tabela 1 e na Tabela 2, aumentando a gramatura e a espessura do invólucro tampão tendem a aumentar a rigidez do invólucro tampão e a dureza do filtro. O aumento da densi- dade linear do filamento tendeu a aumentar a dureza radial. Aumentar a porcentagem em peso de plastificante também tendia a aumentar a dureza radial.

[0073] O aumento da densidade linear do filamento e a porcenta- gem em peso de plastificante tenderam a aumentar o peso e a densi- dade do filtro, que se correlacionavam diretamente com a dureza radi- al.

[0074] Observe que a RTD é testada em hastes de filtro com 126 mm de comprimento, que podem ser mais longas do que aquelas que podem ser usadas em alguns artigos geradores de aerossol. Para fins ilustrativos, o filtro 15 tinha uma RTD de 255 mmWG, que é uma RTD por mm de cerca de 2,02, o que seria esperado resultar em uma RTD de cerca de 42,5 mmWG para um filtro com um comprimento de 21 mm. Assim, espera-se que um filtro de 21 mm de comprimento para o filtro 15 tenha uma dureza radial média de 97,607% (como o compri-

mento não deve afetar substancialmente a dureza radial), embora te- nha uma RTD baixa de cerca de 42,5 mmWG. O quociente do valor da RTD desse filtro dividido pelo valor da dureza radial média do artigo gerador de aerossol contendo esse filtro seria de cerca de 0,44.

[0075] Um filtro com uma dureza tão alta e uma RTD tão baixa é particularmente desejável.

[0076] A amostra número 15 fornece um exemplo particularmente bom de como vários parâmetros descritos na presente invenção po- dem ser escolhidos de maneira inteligente para chegar ao filtro e ao artigo gerador de aerossol associado com características particular- mente desejadas.

[0077] Assim, são descritos métodos, sistemas, aparelhos, conjun- tos e artigos para filtros com dureza aprimorada. Diversas modifica- ções e variações da invenção se tornarão aparentes a indivíduos ver- sados na técnica sem que se incorra em afastamento do escopo e es- pírito da invenção. Embora a invenção tenha sida descrita em conexão com modalidades preferenciais específicas, deve-se compreender que a invenção, tal como reivindicada, não deve ser excessivamente limi- tada a tais modalidades. De fato, várias modificações dos modos des- critos para a realização da invenção, que são evidentes para aqueles versados nas técnicas mecânicas, técnicas químicas e fabricação de artigos geradores de aerossol ou campos relacionados, devem estar dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Artigo gerador de aerossol, caracterizado pelo fato de que compreende: um substrato de formação de aerossol; e um filtro a jusante do substrato gerador de aerossol, em que o filtro inclui material de filtro e tem uma resistência à tragada de menos de 3,3 mmWG, e em que o artigo gerador de aerossol tem uma dureza radial média de 95,5% ou superior quando medida em torno do filtro, em que a dureza radial média é medida aplicando uma carga de 2 kg durante 20 segundos em torno do filtro do artigo gerador de aerossol e compa- rando a razão do diâmetro original e não comprimido com o diâmetro após a aplicação da carga.

2. Artigo gerador de aerossol, de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizado pelo fato de que o material de filtro compreende filamentos.

3. Artigo gerador de aerossol, de acordo com a reivindica- ção 2, caracterizado pelo fato de que os filamentos têm uma densida- de linear de cerca de 4 denier ou mais

4. Artigo gerador de aerossol, de acordo com a reivindica- ção 2, caracterizado pelo fato de que os filamentos têm uma densida- de linear de cerca de 5 denier ou mais.

5. Artigo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o material de filtro compreende acetato de celulose.

6. Artigo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o filtro com- preende um plastificante.

7. Artigo gerador de aerossol, de acordo com a reivindica- ção 6, caracterizado pelo fato de que o filtro compreende de 7,5% em peso a 11,5% em peso do plastificante, em relação a um peso de ma- terial de filtro.

8. Artigo gerador de aerossol, de acordo com a reivindica- ção 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o plastificante compreende triacetina.

9. Artigo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o filtro com- preende um invólucro tampão disposto sobre o material de filtro.

10. Artigo gerador de aerossol, de acordo com a reivindica- ção 9, caracterizado pelo fato de que o invólucro tampão compreende um papel com uma gramatura de 50 gramas por metro quadrado ou mais.

11. Artigo gerador de aerossol, de acordo com a reivindica- ção 9, caracterizado pelo fato de que o invólucro tampão compreende um papel com uma gramatura de 110 gramas por metro quadrado ou menos.

12. Artigo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o quoci- ente do valor da RTD do filtro dividido pelo valor da dureza radial mé- dia do artigo gerador de aerossol é 0,75 mmWG/% ou menos.

13. Artigo gerador de aerossol, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o quoci- ente do valor da RTD do filtro dividido pelo valor da dureza radial mé- dia do artigo gerador de aerossol é 0,65 mmWG/% ou menos ou me- nos.