BRPI0411445B1 - Artigo de fumo, método para sua fabricação e invólucro para artigo de fumo - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARTIGO DE FUMO, MÉTODO PARA SUA FABRICAÇÃO E INVÓLUCRO PARA ARTIGO DE FUMO".

ANTECEDENTES

Este pedido reivindica prioridade sob 35 USC § 119 para o Pedido Provisório dos Estados Unidos N° 60/477.922, intitulado CIGARETTE WRAPPER WITH CATALYTIC FILLER AND METHODS OF MAKING SAME e depositado em 13 de junho, de 2003, o conteúdo total do qual está pelo presente incorporado por referência.

Na descrição que segue referência é feita a certas estruturas e métodos, entretanto, tais referências não devem necessariamente ser interpretadas como uma admissão de que essas estruturas e métodos se qualificam como a técnica anterior sob as condições regulamentares aplicáveis. Os requerentes se reservam o direito de demonstrar que qualquer assunto objeto referenciado não constitui a técnica anterior.

Os artigos de fumo, tal como cigarros ou charutos, produzem ambos fumaça de corrente principal durante uma baforada e fumaça secundária durante a queima estática. Os constituintes de ambas fumaça de corrente principal e fumaça secundária são monóxido de carbono (CO), óxido nítrico (NO) e substância particulada (por exemplo, alcatrão). A redução de monóxido de carbono, óxido nítrico e substância particulada na fumaça do cigarro é desejável.

Os catalisadores, sorventes, e/ou oxidantes para artigos de fumo são descritos nas seguintes: Patente U.S. N° 6.371.127 emitida por Sni-der e outros, Patente U.S. N° 6.286.516 emitida por Bowen e outros, Patente U.S. N° 6.138.684 emitida por Yamazaki e outros, Patente U.S. N° 5.671.758 emitida por Rongved, Patente U.S. N° 5.386.838 emitida por Quincy, III e outros, Patente U.S. N° 5.211.684 emitida por Shannon e outros, Patente U.S. N° 4.744.374 emitida por Deffeves e outros, Patente U.S. N° 4.453.553 emitida por Cohn, Patente U.S. N° 4.450.847 emitida por O-wens, Patente U.S. N° 4.182.348 emitida por Seehofer e outros, Patente dos Estados Unidos N° 4.108.151 emitida por Martin e outros, Patente U.S. N° 3.807.416, e Patente U.S. N° 3.720.214. Os pedidos publicados WO 02/24005, WO 87/06104, WO 00/40104 e Publicação do Pedido de Patente U.S. N°s 2002/0002979 A1, 2003/0037792 A1 e 2002/0062834 A1 também se referem aos catalisadores, sorventes, e/ou oxidantes. O ferro e/ou óxido de ferro tem sido descrito para uso em produtos de tabaco (observe, por exemplo, Patentes dos Estados Unidos N°s 4.197.861, 4.489.739 e 5.728.462). O óxido de ferro tem sido descrito como um agente corante (por exemplo, Patentes dos Estados Unidos N°s 4.119.104, 4.195.645, 5.284.166) e como um regulador de queima (por e-xemplo, Patentes dos Estados Unidos N°s 3.931.824, 4.109.663 e 4.195.645) e tem sido empregado para melhorar o paladar, cor e/ou aparência (por exemplo, Patentes dos Estados Unidos N°s 6.095.152, 5.598.868, 5.129.408, 5.105.836 e 5.101.839). A despeito dos desenvolvimentos até hoje, permanece um interesse em composições e métodos melhorados e mais eficientes para reduzir a quantidade dos constituintes de gás na fumaça de corrente principal e/ou secundária de um artigo de fumo.

SUMÁRIO É fornecido um artigo de fumo compreendendo um bastão de tabaco tendo um invólucro formado ao redor do bastão de tabaco, o invólucro incluindo um depósito padronizado sobre pelo menos uma porção de uma superfície do invólucro, onde o depósito padronizado compreende partículas de catalisadores capazes de catalisar, oxidar e/ou reduzir um componente de gás constituinte na fumaça de corrente principal e/ou secundária do artigo de fumo. Nos artigos de fumo compreendendo o invólucro, a concentração na fumaça de corrente principal e/ou secundária de monóxido de carbono, óxido nítrico e/ou substância particulada total pode ser reduzida.

Em uma modalidade preferida, um invólucro para um artigo de fumo compreende um tecido e um depósito padronizado sobre pelo menos uma porção de uma superfície do invólucro, onde o depósito padronizado compreende partículas catalisadoras. Uma pluralidade de invólucros pode compreender uma folha de papel para embrulhamento de cigarros.

Um método para a fabricação de papel de cigarro com um de- pósito padronizado de partículas catalisadoras compreende (i) formar uma folha de papel de cigarro em uma máquina de fabricar papel; e (ii) depositar as partículas de catalisador sobre pelo menos uma porção de uma superfície de um invólucro para formar um depósito padronizado das partículas sobre o invólucro. Em uma modalidade preferida, as partículas catalisadoras são depositadas sem o uso de um aglutinante e é hidrogênio ligado ao invólucro (por exemplo, ligado ao tecido compreendendo o invólucro).

Preferivelmente, as partículas catalisadoras compreendem partículas de nanoescala, que podem ter um tamanho de partícula médio menor do que cerca de 5 mícrons, preferivelmente menor do que cerca de 50 nm, mais preferivelmente menor do que cerca de 10 nm. As partículas catalisadoras são preferivelmente óxidos de metal tal como óxido de ferro (por e-xemplo, FeOOH, Fe304, a-Fe203, Y-Fe203, FeO ou misturas destes), embora as partículas catalisadoras possam compreender pelo menos um óxido de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em B, Al, Si, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Sn, Ce, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt e Au. As partículas catalisadoras podem compreender partículas de um primeiro óxido sustentado em partículas de um segundo composto (por exemplo, partículas de óxido de ferro sustentadas em partículas de carbonato de cálcio). O depósito preferivelmente, inclui um padrão tendo uma pluralidade de características distintas tal como uma seqüência alfanumérica, um pictograma ou formas geométricas, que podem se repetir em toda a extensão do papel. Um padrão pode compreender uma disposição aleatória ou regular de características. Uma primeira porção do padrão pode ter uma primeira concentração de partículas catalisadoras e uma segunda porção do padrão pode ter uma segunda concentração de partículas catalisadoras. Além disso, o papel de catalisador padronizado pode ser fornecido com um gradiente na quantidade do catalisador em toda a extensão do papel e/ou perpendicular ao plano do papel.

As partículas catalisadoras podem ser depositadas sobre uma superfície interna e/ou externa do invólucro. Além disso, um artigo de fumo pode ter um segundo invólucro tendo depositado nele um catalisador diferente e/ou uma quantidade diferente de catalisador do que no primeiro invólucro. A permeabilidade de um invólucro preferido não é menor do que 15 unidades de CORESTA e a cobertura superficial preferida do catalisador sobre o invólucro é menor do que cerca de 90% ou menos do que cerca 50% da área de superfície total do invólucro. As partículas catalisadoras podem cobrir mais do que cerca de 1% ou mais do que cerca de 5% da área de superfície total do invólucro. Em uma modalidade preferida, as características do padrão do catalisador sobre o invólucro se repetem tal que a maior área de invólucro não revestido não excede a uma área circular tendo um diâmetro de 10 mm, mais preferivelmente um diâmetro de 1 micnon.

Um artigo de fumo exemplar compreende menos do que 10 mg do catalisador por artigo de fumo ou menos do que cerca de 100 mg do catalisador por artigo de fumo. O catalisador pode ser incorporado dentro de um artigo de fumo em uma quantidade eficaz para reduzir a concentração na fumaça de corrente principal e/ou secundária de monóxido de carbono, óxido nítrico e/ou outros constituintes da fumaça em pelo menos 10% ou em pelo menos 25%.

Um método preferido para a fabricação de um artigo de fumo compreende (i) depositar as partículas catalisadoras sobre pelo menos uma porção de uma superfície de um invólucro para formar um depósito padronizado das partículas no invólucro; (ii) fornecer uma carga cortada compreendendo tabaco para uma máquina de fabricar cigarro; (iii) colocar o invólucro incluindo o depósito padronizado ao redor da carga cortada para formar uma porção de bastão de tabaco do artigo de fumo.

As partículas catalisadoras podem ser depositadas por impressão de gravuras, impressão de rotogravuras, impressão de fotogravuras, impressão a tela, impressão flexográfica, impressão em alto relevo, impressão em baixo relevo, impressão litográfica, pulverização, escovação, lami-nação ou técnicas de prensa de dimensionar. As partículas catalisadoras podem ser depositadas dispersando-se as partículas em um líquido (por exemplo, álcoois, água e/ou outros solventes) para formar uma mistura e depositando-se a mistura no invólucro, ou depositando-se as partículas secas em um tecido base de um invólucro.

Opcionalmente, as partículas catalisadoras podem ser depositadas sobre um invólucro na forma de uma tinta catalítica que inclua um pigmento. A tinta catalítica preferivelmente compreende um líquido e um catalisador de nanopartícula suspenso no líquido.

Breve Descrição das figuras do Desenho Figura 1(a) mostra um artigo de fumo exemplar com um catalisador particulado sustentado sobre o material de carga de tecido do invólucro. figura 1(b) mostra uma vista aumentada do invólucro.

Figura 2(a) mostra um artigo de fumo exemplar com um catalisador particulado sustentado no material de carga de tecido de um primeiro invólucro com um segundo invólucro externo, figura 2(b) mostra uma vista aumentada do primeiro invólucro com um segundo invólucro externo.

Figura 3(a) a 3(e) ilustra padrões e/ou características distintas exemplares de partículas catalisadoras em um invólucro para um artigo de fumo.

Figura 4, ilustra uma construção exemplar de um charuto, que pode ser empregada com um dispositivo elétrico de fumo.

Figura 5 é uma vista perspectiva de um charuto tendo o papel modificado pelo catalisador ao redor de um elemento combustível.

Figura 6 mostra uma vista em seção transversal do charuto mostrado na figura 5.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas Os artigos de fumo compreendendo um invólucro, invólucros adaptados para uso em artigos de fumo e métodos para a preparação dos invólucros e artigos de fumo envolvem um depósito padronizado de partículas catalisadoras em pelo menos uma superfície do invólucro. As partículas catalisadoras são capazes de converter um ou mais constituintes de gás na fumaça de corrente principal e/ou secundária do artigo de fumo. Por exemplo, fornecendo-se um invólucro com um depósito padronizado das partículas catalisadoras, a quantidade de monóxido de carbono, óxido nítrico e/ou material particulado total na fumaça de corrente principal e/ou secundária pode ser reduzida. Por "depósito" é entendido que as partículas catalisado-ras são dispersadas em uma superfície do invólucro.

Preferivelmente, as partículas catalisadoras compreendem na-nopartículas. Por "nanopartículas" é entendido que as partículas têm um diâmetro de partícula médio menor do que cerca de 500 nanometros, preferivelmente menor do que cerca de 50 nm, mais preferivelmente menor do que cerca de 10 nm. As partículas catalisadoras compreendem pelo menos um óxido de pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em B, Al, Si, Ti, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Zr, Nb, Mò, Ru, Rh, Pd, Ag, Sn, Ce, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt e Au. As partículas catalisadoras preferidas são partículas de óxido de ferro (por exemplo, partículas de óxido de ferro de nanoes-cala). Um catalisador de óxido de ferro de nanopartícula preferido é Óxido de Ferro Superfino NANOCAT®, disponível por Mach I, Inc., de King of Prússia, PA. O catalisador de óxido de ferro de nanopartícula pode compreender FeOOH, Fe304, a-Fe203, y-Fe203, FeO ou misturas destes.

Uma modalidade se refere a um método para a preparação de um papel de cigarro com um depósito padronizado de partículas catalisadoras, o método compreendendo formar uma folha de papel de cigarro em uma máquina de fabricar papel e depositar partículas catalisadoras em pelo menos uma porção de uma superfície do papel para formar um depósito padronizado das partículas no papel. Um tal invólucro de papel é empregado para montar um artigo de fumo, tal como um cigarro, e é consumido durante o fumo. Os depósitos padronizados das partículas catalisadoras podem ser depositados como partículas secas sobre um tecido base de um invólucro. Em uma outra modalidade, as partículas catalisadoras podem ser combinadas com um líquido para formar uma pasta fluida e a pasta fluida pode ser depositada em pelo menos uma porção de uma superfície do invólucro. Preferivelmente, a pasta fluida consiste em líquido e das partículas catalisadoras (isto é, a pasta fluida é livre de um aglutinante).

Uma outra modalidade se refere ao método para a preparação de um artigo de fumo, compreendendo (i) depositar as partículas catalisado- ras em pelo menos uma porção de uma superfície de um invólucro para formar um depósito padronizado das partículas sobre o invólucro; (ii) fornecer uma carga cortada compreendendo tabaco para uma máquina de fabricar cigarro; e (iii) colocar o invólucro incluindo o depósito padronizado ao redor da carga cortada para formar uma porção de bastão de tabaco do artigo de fumo.

Ao mesmo tempo em que não desejando estar ligado por teoria, acredita-se que durante o fumo, o depósito padronizado das partículas tal como partículas de nanoescala de óxido de ferro podem catalisar a conversão de monóxido de carbono para dióxido de carbono através da reação com oxigênio na corrente de gás do artigo de fumo de acordo com a equação 2 CO + 02 = 2C02. As partículas podem também converter (por exemplo, reduzir) o óxido nítrico para nitrogênio de acordo com a reação 2N0+2C0-»2C02N2.

Acredita-se também que subseqüente a reação(s) catalítica, as partículas possam também atuar como um oxidante que pode converter CO para C02 na ausência de oxigênio a fim de reduzir o nível de CO na fumaça de corrente principal e/ou secundária. Como empregado aqui, um catalisador é capaz de afetar a taxa de uma reação química, por exemplo, um catalisador pode aumentar a taxa de oxidação de monóxido de carbono sem participar como um reagente ou produto da reação. Um oxidante é capaz de oxidar um reagente, por exemplo, por doação de oxigênio ao reagente, tal que o oxidante propriamente dito seja reduzido. Um agente de redução é capaz de reduzir um reagente, por exemplo, recebendo-se o oxigênio do reagente, tal que o agente de redução propriamente dito seja oxidado. As partículas catalisadoras podem também reduzir o material particulado total (TPM) (por exemplo, alcatrão) na corrente de gás.

Preferivelmente, as partículas catalisadoras são depositadas no invólucro de um artigo de fumo em uma quantidade eficaz para reduzir a concentração na fumaça de corrente principal e/ou secundária de monóxido de carbono, óxido nítrico e/ou material particulado total em pelo menos 5% (por exemplo, em pelo menos 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% ou 95%). "Fumo" de um cigarro significa o aquecimento ou combustão do cigarro para formar a fumaça, que pode ser puxada através do cigarro. Geralmente, o fumo de um cigarro envolve acender uma extremidade do cigarro e, enquanto o tabaco contido nele passa por uma reação de combustão, puxar a fumaça da combustão através da extremidade na boca do cigarro. O cigarro pode também ser fumado por outros meios. Por exemplo, o cigarro pode ser fumado aquecendo-se o cigarro e/ou aquecendo empregando meios de aquecedor elétrico como descrito nas Patentes dos Estados Unidos N°s 6.053.176; 5.934.289; 5.591.368 ou 5.322.075. O termo fumaça "de corrente principal" se refere à mistura de gases passando por baixo do bastão de tabaco e emissão através da extremidade do filtro, isto é, a quantidade de fumaça emitida ou puxada da extremidade na boca de um cigarro durante o fumo do cigarro. A fumaça de corrente principal contém a fumaça que é colhida através de ambas, região acesa, bem como através do invólucro de papel do cigarro. O termo fumaça "secundária" se refere à mistura de gases emitindo do bastão de tabaco a-través do invólucro de papel de cigarro e/ou da queima do carvão do bastão de tabaco na extremidade acesa. Vários fatores contribuem para a formação de monóxido de carbono em um cigarro. Além dos constituintes no tabaco, a temperatura e a concentração de oxigênio em um cigarro durante a combustão podem afetar a formação e reação do monóxido de carbono e dióxido de carbono. A quantidade total de monóxido de carbono formada durante o fumo vem de uma combinação de três fontes principais: decomposição térmica (cerca de 30%), combustão (cerca de 36%) e redução de dióxido de carbono com tabaco carbonizado (pelo menos 23%). A formação de monóxido de carbono de decomposição térmica, que é grandemente controlada por cinéticos químicos, começa em uma temperatura de cerca de 180°C e termina em cerca de 1050°C. A formação de monóxido de carbono e dióxido de carbono durante a combustão é controlada amplamente pela difusão de oxigênio para a superfície (ka) e através de uma reação de superfície (kb). Em 250°C, ka e kb são aproximadamente iguais. Em 400°C, a reação se torna difusão controlada. Finaimente, a redução de dióxido de carbono com carvão ou tabaco carbonizado ocorre em temperaturas em cerca de 390°C e acima.

Durante o fumo existem três regiões distintas em um cigarro: a zona de combustão, a zona de pirólise/destílação, e a zona de condensação/ filtração. Ao mesmo tempo em que não desejando estar ligado por teoria, acredita-se que o depósito padronizado das partículas catalisadoras possa alvejar várias reações que ocorrem em diferentes regiões do cigarro durante o fumo. O depósito padronizado das partículas catalisadoras pode converter CO para C02 na ausência ou presença de uma fonte externa de oxigênio.

Primeiro, a zona de combustão é a zona de queima do cigarro produzida durante o fumo do cigarro, geralmente na extremidade acesa do cigarro. A temperatura na zona de combustão varia de cerca de 600°C a cerca de 950°C, e a taxa de aquecimento pode ser tão elevada quanto 500°C/segundo. A concentração de oxigênio é baixa na zona de combustão por que o oxigênio está sendo consumido na combustão do tabaco para produzir monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de água e vários compostos orgânicos. A concentração baixa de oxigênio acoplada com a temperatura elevada leva à redução do dióxido de carbono para monóxido de carbono pelo tabaco carbonizado. Nesta região, as partículas catalisadoras podem converter monóxido de carbono para dióxido de carbono através de um mecanismo de oxidação e/ou catalisação. A zona de combustão é altamente exotérmica, e o calor gerado é carregado para a zona de pirólise/ destilação. A zona de pirólise é a região atrás da zona de combustão, onde a temperatura varia de cerca de 200°C a cerca de 600°C. Na zona de combustão as partículas catalisadoras podem também diretamente oxidar a conversão de CO para C02 e/ou reduzir NO para N2. A reação principal é a pirólise (isto é, a degradação térmica) do tabaco que produz monóxido de carbono, dióxido de carbono, componentes da fumaça e carvão empregando o calor gerado na zona de combustão. Há algum oxigênio presente nesta re- gião, e desse modo as partículas catalisadoras podem catalisar a oxidação de monóxido de carbono para dióxido de carbono. A reação catalítica começa em cerca de 50°C e alcança a atividade máxima por volta de 150 a 300°C e mantém sua atividade máxima em temperaturas acima de 300°C.

Na zona de condensação/ filtração as faixas de temperatura variam de ambiente a cerca de 150°C. O processo principal em sua zona é a condensação/fiitração dos componentes de fumo. Alguma quantidade de monóxido de carbono, dióxido de carbono e óxido nítrico difunde-se para fora do cigarro e algum oxigênio se difunde para dentro do cigarro. A pressão parcial do oxigênio na zona de condensação/ filtração geralmente não se recupera ao nível atmosférico. Na zona de condensação/ filtração de temperatura relativamente baixa, as partículas catalisadoras podem opcionalmente catalisar a conversão de monóxido de carbono para dióxido de carbono e/ou óxido nítrico para nitrogênio.

Durante o fumo de um cigarro, o monóxido de carbono e óxido nítrico na fumaça de corrente principal flui em direção à extremidade do filtro do cigarro. Como esses gases percorrem dentro do cigarro, o oxigênio se difunde para dentro e o monóxido de carbono e óxido nítrico se difunde para fora do cigarro através do invólucro. Após uma baforada típico de 12 segundos de um cigarro, CO e NO ficam concentrados na periferia do cigarro, isto é, próximo ao invólucro do cigarro, em frente à zona de combustão. Devido à difusão de 02 no cigarro, a concentração de oxigênio é também elevada na região periférica. O fluxo de ar no bastão de tabaco é maior próximo à zona de combustão na periferia do artigo de fumo e é aproximadamente correspondente ao com o gradiente da temperatura, isto é, o fluxo de ar mais elevado está associado com os gradientes maiores de temperatura. Em um cigarro típico, o gradiente de temperatura mais elevada é da zona de combustão (>850-900°C) axialmente em direção à extremidade do filtro do cigarro. Dentro de alguns milímetros atrás da zona de combustão, a temperatura cai para próximo à ambiente. Outra informação sobre os padrões de fluxo de ar, a formação dos constituintes em cigarros durante o fumo e formação e liberação de fumaça podem ser encontrados em Richard R. Baker, "Mecha- nism of Smoke Formation and Delívery", Recent Advances in Tobacco Science, volume 6, pp. 184-224, (1980) e Richard R. Baker, "Variation of the Gas Formation Regions within a Cigarette Combustion Coal during the Smoking Cycle", Beitrãge zur Tabakforschung International, volume 11, no. 1, pp 1-17, (1981), os conteúdos de ambas estão incorporados aqui por referência. A taxa de conversão de CO para C02 e/ou NO para N2 pelas partículas catalisadoras padronizadas é realçada pelo transporte rápido e eficiente de CO e/ou NO para a região do catalisador e C02e/ou N2 longe da região do catalisador, por exemplo, através do fluxo de gás dentro do artigo de cigarro. Juntos, a temperatura de operação e o fluxo de ar dentro do artigo de cigarro podem afetar a operação do catalisador. A quantidade, localização e distribuição sobre um invólucro do depósito padronizado, podem ser selecionadas como uma função das características da temperatura e fluxo de ar exibidas durante o fumo a fim de ajustar, por exemplo, aumentar ou maximizar a taxa de conversão de CO para C02 e/ou NO para N2. As partículas catalisadoras podem ser selecionadas a fim de catalisar e/ou oxidar em uma determinada faixa de temperatura, e a distribuição/geometria padrão do depósito pode ser selecionada a fim de coincidir com a temperatura apropriada para catalisação/oxidação.

Em muitos casos, um revestimento completo de material de impressão, sob as regiões de um invólucro, tende a ter um efeito oclusivo, que tende a inibir a difusão de CO através do invólucro a montante do carvão. Pela impressão padrão regiões do invólucro do cigarro são deixadas não impressas e disponíveis a facilitar a difusão de CO através do invólucro, enquanto ao mesmo tempo em que as regiões impressas estão presentes para contribuir com seu efeito catalítico. Como um resultado, ambos difusão e catalisação estão comprometidos para reduzir o CO durante o fumo do cigarro.

Nas modalidades de artigos de fumo descritas aqui, qualquer mistura adequada de tabaco pode ser empregada para a carga cortada. Os exemplos de tipos adequados de materiais de tabaco incluem combustível curado, tabacos Burley, Maryland ou Oriental, os tabacos raros ou peculiares, e misturas destes. O material de tabaco pode ser fornecido na forma de lâmina de tabaco, materiais de tabaco processados, tal como tabaco de volume expandido ou fumegado, talos de tabaco processado tal como talos fumegados cortados e enrolados cortados, materiais de tabaco reconstituídos, ou misturas destes. O tabaco pode da mesma forma incluir os substitutos de tabaco. A coluna de tabaco preferivelmente compreende carga cortada de uma mistura de tabacos típica da indústria, incluindo misturas compreendendo tabacos Burley e Oriental claros e outros componentes de mistura, incluindo aromatizantes de cigarro tradicional. Na modalidade preferida, o tabaco picado (carga cortada) da coluna de tabaco compreende uma mistura de tabacos Burley, Maryland e Oriental, claros com ou sem inclusão de tabacos reconstituídos ou qualquer outro aromatizante de corte. Opcionalmente, um componente de tabaco expandido pode ser incluído na mistura para ajustar a densidade do bastão, e os aromas podem ser adicionados. Opcionalmente, uma única variedade dos tabacos acima mencionados pode ser empregada ao invés de uma mistura.

Na preparação do cigarro, o tabaco é normalmente empregado na forma de carga cortada, isto é, na forma de tiras ou filamentos cortados em larguras variando de cerca de 0,254 cm a cerca de 0,127 cm ou até 0,0635 cm. Os comprimentos dos filamentos variam dentre cerca de 0,63 cm a cerca de 7,62 cm. Os cigarros podem também compreender um ou mais aromatizantes ou outros aditivos mais (por exemplo, aditivos de queima, a-gentes de modificação de combustão, agentes corantes, aglutinantes, etc.) Um invólucro pode ser qualquer um envolvendo ao redor da carga cortada, incluindo invólucros contendo linho, cânhamo, kenaf, erva esparto, palha de arroz, celulose e assim por diante. Os materiais de carga opcionais, aditivos aromatizantes, e aditivos de queima podem ser incluídos. Na produção de um artigo de fumo tal como um cigarro, o invólucro é envolvido ao redor da carga cortada para formar uma porção de bastão de tabaco do artigo de fumo por uma máquina de fabricar cigarro, que tenha sido ante- riormente abastecida ou que seja continuamente abastecida com carga cortada de tabaco e uma ou mais fitas de invólucro. Quando abastecido pela máquina de fabricar cigarro, o invólucro pode ser abastecido de uma única bobina em uma folha contínua (uma monorevestimento) ou de bobinas múltiplas (um multirevestimento, tal como um revestimento dual de duas bobinas). Além disso, o invólucro pode ter mais do que uma camada no corte transversal, tal como em um papel de bicamada como descrito na Patente U.S., comumente apropriada No. 5.143.098, o conteúdo total da qual está nesta incorporado por referência.

Os cigarros podem variar de cerca de 50 mm a cerca de 120 mm em comprimento. Geralmente, um cigarro regular é cerca de 70 mm longo, um "Tamanho Gigante" é cerca de 85 mm longo, um "Tamanho Super Gigante" é cerca de 100 mm longo, e um "Longo" é geralmente cerca de 120 mm em comprimento. A circunferência é de cerca de 15 mm a cerca de 30 mm em circunferência, e preferivelmente por volta de 25 mm. A densidade da embalagem de tabaco é tipicamente entre a faixa de cerca de 100 mg/cm3 a cerca de 300 mg/cm3, e preferivelmente 150 mg/cm3 a cerca de 275 mg/cm3.

Referindo-se à figura 1(a), uma modalidade preferida de um artigo de fumo 100 tem uma porção de bastão de tabaco 102 e ponteira de filtração 104. Opcionalmente, as modalidades do artigo de fumo 100 podem ser praticadas sem uma ponteira de filtração 104. Preferencialmente, o porção de bastão de tabaco 102 compreende uma coluna de tabaco 106 que é envolvida por um invólucro de cigarro (tabaco) 108. Como mostrado na vista ampliada na figura 1(b), um depósito aleatório das partículas catalisadoras 110 é em pelo menos uma porção da superfície do invólucro 108. Na prática, as partículas catalisadoras 110 podem penetrar uma porção externa do tecido de material celulósico fibroso 112 que forma o material base do invólucro 108. A distribuição do tamanho e a densidade das partículas catalisadoras sobre a superfície do invólucro podem afetar a permeabilidade do invólucro 108 (medida tipicamente em unidades de CORESTA, que é defini- do como a quantidade de ar, medida em centímetros cúbicos, que passa através de um centímetro quadrado de material em um minuto em uma queda de pressão de 1,0 quilopascat). O padrão das partículas catalisadoras, que pode compreender uma disposição aleatória ou regular de características, pode incluir um gradiente de concentração ou distribuição das partículas por área de unidade do invólucro. Por exemplo, um gradiente de concentração do catalisador dentro do padrão pode variar entre uma primeira porção tendo uma característica de concentração baixa e uma segunda porção tendo uma característica de concentração elevada. O carregamento total das partículas catalisadoras em uma primeira porção de concentração baixa pode ser menor do que aquele em uma segunda porção de concentração elevada. A primeira porção de concentração baixa preferivelmente tem um carregamento total de catalisador menor do que cerca de 1 mg, mais preferivelmente zero mg. A segunda porção de concentração elevada preferivelmente tem um carregamento total de catalisador menor do que cerca de 100 mg, mais preferivelmente 1 a 50 mg. A primeira porção de concentração baixa e a segunda porção de concentração elevada pode ser, respectivamente, a porção linearmente distai e a porção linearmente próxima do invólucro, com respeito a uma extremidade do artigo de fumo, tal como a extremidade com uma ponteira de filtração, se presente. Em outras modalidades, o carregamento das partículas catalisadoras pode variar continuamente ou descontinuamente e/ou linearmente e/ou não linearmente da porção linearmente distai para a porção linearmente próxima. O gradiente de concentração pode ser obtido variando-se a área de superfície do padrão (por exemplo, aumentando o tamanho das características geométricas ou o tamanho da fonte das características alfanuméricas). Adicionalmente, o gradiente de concentração pode ser obtido variando-se a concentração do catalisador na pasta fluida que é depositada (por exemplo, empregando uma primeira fonte de concentração em uma primeira etapa de impressão e uma segunda fonte de concentração em uma segunda etapa de impressão para formar o depósito). Variando-se a concentração da pasta fluida que é depositada, é possível variar a espessura das características distintas no padrão (por exemplo, a pasta fluida tendo uma concentração elevada de partículas catalisadoras pode ser empregada para imprimir uma característica mais espessa do que a pasta fluida tendo uma concentração baixa das partículas catalisadoras). Uma característica mais espessa tem mais partículas por área do depósito padronizado. Finalmente, o material catalisador diferente pode ser depositado (por exemplo, um primeiro material catalisador de atividade baixa e um segundo material catalisador de atividade elevada podem ser empregados para formar os depósitos padronizados da variação da atividade catalítica). Por modo de exemplo, as partículas catalíticas padronizadas podem ser depositadas empregando um único laminador empregando aplicações sucessivas (por exemplo, empregando um catalisador e/ou concentração de catalisador diferente em cada etapa), ou empregando-se laminadores múltiplos onde cada laminador depositou um catalisador e/ou concentração de catalisador particular. O padrão de partículas catalisadoras pode diminuir a permeabilidade do invólucro reduzindo-se a área de superfície para a passagem de ar onde as partículas catalisadoras são impressas. O invólucro sobre o qual o padrão é depositado pode ser qualquer invólucro convencional adequado. Por exemplo, um invólucro preferido tendo um depósito padronizado deste pode ter um peso de base de cerca de 18 g/m2 a cerca de 60 g/m2 e uma permeabilidade de cerca de 15 unidades de CORESTA a cerca de 80 unidades de CORESTA. Mais preferivelmente, o invólucro tem um peso de base de cerca de 30 g/m2 a cerca de 45 g/m2 e a permeabilidade é cerca de 30 a 35 unidades de CORESTA. Entretanto, qualquer permeabilidade e peso de base, adequados para o invólucro podem ser selecionados. A concentração do catalisador depositado e o tamanho da partícula podem ser ajustados para obter os resultados desejados.

Preferivelmente, o catalisador é depositado sobre os invólucros para que uma permeabilidade do invólucro compreendendo o depósito padronizado não seja menor do que 15 unidades de CORESTA, preferivelmente de 30 a 40 unidades de CORESTA. Outras permeabílidades do invólucro (quando medidas por unidades de CORESTA) podem ser selecionadas com base na aplicação e localização do invólucro. Por exemplo, nos invólucros de multicamada a permeabilidade de uma primeira camada pode ser menor do que 1.000 unidades de CORESTA, embora uma permeabilidade que é maior possa ser empregada. A espessura do invólucro de camada única pode preferivelmente ser de 15 a 100 mícrons, mais preferivelmente de 20 a 50 mícrons. As camadas adicionais em um invólucro de multicamada podem ser de 0,1 a 10 vezes a permeabilidade da primeira camada e pode ter uma espessura de 0,1 a 2 vezes a espessura da primeira camada. Ambas a permeabilidade e a espessura da primeira camada e da segunda camada podem ser selecionadas para obter uma espessura total e permeabilidade de ar total desejada para o artigo de fumo.

Referindo-se novamente a figura 1, se desejado o invólucro 108 pode opcionalmente incluir uma porção livre de padrão de uma superfície. É para ser entendido que os depósitos padronizados mostrados sobre uma superfície externa do invólucro 108 nas figuras 1(a) e 1(b) podem ser sobre uma superfície interna do invólucro ou ambos na superfície interna e na ex-tema, se desejado.

As figuras 2(a) e 2(b) mostram uma modalidade de um artigo de fumo com um depósito padronizado sobre uma porção da superfície de um primeiro invólucro com um segundo invólucro externo. Na modalidade da figura 2(a), o artigo de fumo 100 inclui uma coluna de tabaco de cigarro 106 envolvida por um primeiro invólucro interno 114. Como mostrado na vista ampliada na figura 2(b), um depósito padronizado 116 está sobre a superfície de pelo menos uma porção do primeiro invólucro 114. Se desejado, o primeiro invólucro 114 pode opcionalmente incluir uma superfície livre de depósito ou uma porção livre de depósito da superfície.

Nas figuras 2(a) e 2(b), o artigo de fumo 100 tem um segundo invólucro 188 envolvendo o primeiro invólucro 114. A quantidade total do catalisador no segundo invólucro externo 118 é preferivelmente menor do que 1 mg para um único determinado artigo de fumo 100, por exemplo, um único cigarro. Em uma modalidade preferida, o segundo invólucro 118 é livre de catalisador a fim de fornecer uma aparência ao cigarro 100 que não seja afetada por qualquer coloração do catalisador. Em modalidades exemplares, uma quantidade total de partículas catalisadoras no primeiro invólucro é de 1 a 100 mg e no segundo invólucro é menor do que 1 mg, preferivelmente 0 mg e/ou uma relação, em percentual em peso, de um catalisador no segundo invólucro 120 para o catalisador no primeiro invólucro 112 é menor do que 0,25. Por modo de exemplo, uma quantidade preferida do catalisador por cigarro é de 1 a 100 mg, 1 a 50 mg ou 50 a 100 mg, 2 a 25 mg ou 25 a 50 mg, 1 a 15 mg ou 15 a 40 mg, ou 4 a 10 mg ou 10 a 20 mg. É para ser entendido que o primeiro invólucro e o segundo invólucro possam ser alternados, se desejado. Por exemplo, o segundo invólucro externo pode compreender o depósito padronizado e o primeiro invólucro interno pode ter a disposição igual ou diferente das partículas catalisadoras ou pode ser livre do catalisador. Além disso, se o depósito não é pretendido ser observado, por exemplo, não é um padrão transmitindo uma imagem desejada e ou mensagem para um consumidor observante, pode ser preferível de um ponto de vista estético colocar o depósito sobre uma superfície interna de um primeiro invólucro, uma vez que alguns catalisadores podem descolorar o invólucro. Um segundo invólucro externo, livre de catalisador, opcional pode então ser colocado próximo do primeiro invólucro interno.

As figuras 3(a) a 3(e) ilustram os exemplos dos padrões regulares das partículas catalisadoras sobre os invólucros para os artigos de fumo. Os padrões compreendem uma pluralidade de características distintas. Nas modalidades exemplares, as características distintas incluem uma sequência alfanumérica, um pictograma, ou uma forma geométrica. Outras formas opcionais do padrão incluem uma variedade de padrões distintos, tal como na forma de hachurado, rampas e/ou gradientes, formas irregulares, e outros. Na figura 3(a) e 3(b), o invólucro 302 do artigo de fumo 300 tem um padrão 304 de características distintas incluindo uma seqüência alfanumérica 306. O padrão 304 também inclui uma série de repetição de formas geométricas, mostrada como linhas 308. O padrão é repetitivo em uma primeira direção, ou linearmente ou circunferencialmente em toda a extensão do arti- go de fumo. A seqüência alfanumérica 306 do padrão 304 pode ser orientada como desejado para um determinado efeito estético, por exemplo, pode ser orientada linearmente (Figura 3(a)) ou circunferencialmente (Figura 3(b)). Nas figuras 3{c) a 3(e), o invólucro 302 dos artigos de fumo 300 tem um padrão 304 de características distintas incluindo uma forma geométrica. Nos exemplos ilustrados, as formas geométricas incluem uma linha circunferência! 310 (Figura 3(c)) e uma série de hélices de sobreposição 312 de uma primeira densidade (Figura 3(d)) e uma segunda densidade mais elevada (Figura 3(e)), Em um método, as partículas catalisadoras são depositadas sobre o invólucro de um artigo de fumo por técnicas de impressão. Por exemplo, um cigarro feito por técnicas de fabricação de cigarro convencionais e tendo qualquer mistura convencional de tabaco e aditivos aromatizantes de tabaco pode ter um padrão impresso sobre o papel do invólucro por procedimentos conhecidos na fabricação de cigarro. Tais procedimentos geralmente envolvem o uso de um laminador ou laminadores de impressão fácil de uma configuração desejada. Um laminador captador girando em uma pasta fluida a ser aplicada ao invólucro de cigarro, por exemplo, uma pasta fluida contendo partículas catalisadoras dispersas em um líquido, serve para transferir o líquido para o laminador de impressão para a etapa de impressão. Uma pasta fluida preferida não contém um aglutinante. Similarmente, os padrões podem ser impressos pelas técnicas de impressão de gravura e impressão flexográfica e/ou em relevo, em baixo relevo, ou outros processos de impressão. Os padrões podem ser incorporados sobre o papel de invólucro empregando técnicas de prensa de dimensionar, técnicas de pintura, técnicas de rotogravura, técnicas de fotogravura, ou outros. Outros métodos empregados para depositar as partículas catalisadoras sobre uma superfície do papel de invólucro incluem deposição eletrostática, aplicação com um adesivo, aplicação padronizada com um aplicador de impressão, aplicação em uma solução de tinta empregando um processo de impressão, pulverização, escovação e outros. Além disso, as partículas catalisadoras podem ser aplicadas a um invólucro em um única etapa de revestimento ou em múlti- pias etapas de revestimento utilizando técnicas de impressão e controlando a quantidade de pasta fluida aplicada em qualquer uma deposição. De acordo com uma modalidade, as partículas catalisadoras secas podem ser depositadas sobre uma superfície do invólucro umedecida. A impressão padrão pode ser conduzida por qualquer uma ou uma combinação das técnicas de impressão mencionadas acima. Além disso, essas operações de impressão podem produzir um depósito padronizado das partículas catalisadoras sobre os invólucros dos cigarros montados e/ou sobre qualquer lado de um invólucro em qualquer ponto antes da montagem do cigarro.

Nas modalidades preferidas, as partículas catalisadoras são dispersas e/ou suspensas em um líquido apropriado para formar uma tinta catalítica (por exemplo, pasta fluida). Qualquer líquido de secagem rápida pode ser empregado para formar a pasta fluida, por exemplo, água, etanol ou acetona. A tinta catalítica pode também incluir outros constituintes, tais como um componente aquoso, um componente não aquoso, e/ou um ten-soativo. Preferivelmente a pasta fluida é livre de aglutinante. Outros componentes opcionais de uma tinta catalítica incluem um agente de reologia, que provê a subsistência de transferência apropriada da tinta durante o processo de impressão. Para a impressão sobre os substratos de papel, tal como o invólucro empregado nos artigos de fumo, a tinta de impressão preferivelmente é adaptada ao substrato do papel e pode também incluir uma ou mais de uma resina, um solvente, um agente desespumante e um secante.

Nas modalidades opcionais, a tinta catalítica inclui um agente corante, tal como um pigmento orgânico ou inorgânico. Em um exemplo de um agente corante, o pigmento é um pigmento com base em sílica que produz uma tinta catalítica que resulta em um depósito catalítico seco branco. Além disso ou como uma alternativa para os pigmentos, o catalisador de nanopartícula que transmite uma cor ou tinta para o depósito seco pode também ser empregado. Por exemplo, os catalisadores de nanopartícula com base em titânio podem transmitir um tom ou cor branca para os depósitos secos. O processo de fabricação de papel pode ser realizado empregando equipamento de fabricar papel convencional. Os invólucros de cigarro podem compreender material celulósico, que forma um tecido, e uma carga de tecido, que pode ser empregada para controlar a permeabilidade do papel. O tecido de suporte pode ser um tecido convencional, tal como um tecido de suporte de linho, ou pode incluir um tecido com um componente catalítico incorporado, tal como um catalisador de nanopartícula. Se o tecido de suporte inclui um componente catalítico, o componente catalítico incorporado pode ser sustentado sobre um material de carga de tecido ou pode ser diretamente sustentado sobre o tecido de suporte sem um material de carga de tecido. A carga de tecido inclui partículas de CaC03 ou qualquer outro material de carga de tecido adequado, tal como um oxido, um carbonato, ou um hidróxido de um metal do grupo H, grupo III ou grupo IV, CaC03, Ti02, silicatos tais como Si02, Al203, MgC03, MgO e Mg(OH)2. O invólucro pode compreender um invólucro laminado, um invólucro de bicamada ou um invólucro de multicamada. Os exemplos de invólucros de bicamada e multicamadas são descritos na Patente U.S. comumen-te apropriada No. 5.143.098, o conteúdo total da qual está aqui incorporado por referência.

Em uma modalidade de um invólucro de bicamada ou multicamadas incluindo os depósitos padronizados das partícutas catalisadoras, pelo menos uma superfície de uma camada radialmente interna e/ou uma camada radialmente externa pode compreender o depósito padronizado. Preferivelmente, uma camada radialmente mais interna do papel de multicamada compreende as partículas catalisadoras. O invólucro tendo um depósito padronizado das partículas catalisadoras neste pode ser empregado para a fabricação de cigarros não convencionais ou cigarros convencionais tais como os cigarros para sistemas de fumo elétrico descritos nas Patentes U.S. comumente designadas N°s 6.026.820, 5.988.176, 5.915.387, 5.692.526, 5.692.525, 5.666.976, 5.499.636 e 5.388.594 ou tipos não tradicionais de cigarros tendo um bastão de combustível tal como são descritos na Patente U.S. geralmente designa- da N° 5.345.951. A figura 4 ilustra um tipo de construção de um cigarro 300, que pode ser empregado com um dispositivo de fumo elétrico. Como mostrado, o cigarro 300 inclui um bastão de tabaco 360 e uma porção de filtro 362 unido pelo papel da ponteira 364. A porção de filtro 362 preferivelmente contém um elemento de filtro de fluxo livre tubular 302, e tampão filtrante de bocal 304. O elemento de filtro de fluxo livre 302 e tampão filtrante de bocal 304 podem ser unidos junto com um tampão combinado 310 com envoltório de tampão 312. O bastão de tabaco 360 pode ter várias formas incorporando um ou mais dos seguintes itens: um sobre-envoltório 371, outro elemento de filtro de fluxo livre tubular 374, um tampão de tabaco cilíndrico 380 preferivelmente envolvido em um envoltório de tampão 384, um tecido de tabaco 366 compreendendo um tecido base 368, um espaço vazio 391. O depósito padronizado das partículas catalisadoras, tal como partículas catalisadoras de nanoescalas, é preferivelmente impresso sobre o sobre-envoltório 371, porém, além disso ou como alternativa, pode ser impresso e/ou depositado sobre qualquer um ou mais dos envoltórios de tampão 384 ou um componente ou componentes do tecido de tabaco 366. A figura 5 ilustra uma construção do cigarro 410 tendo um elemento combustível 411 como descrito na Patente U.S. 5.345.951, a descrição da qual está por meio da qual incorporada por referência. O cigarro 410 inclui o elemento combustível 411 e um tubo de expansão envolvido pelo papel de envoltório de cigarro e um elemento de filtro 413 ligado pelo papel da ponteira 405. Com referência à figura 6, o elemento combustível 411 inclui uma fonte de calor 420 e um leito aromatizante 421 que libera os gases e vapores aromatizados quando contatados por gases quentes fluindo através de uma ou mais passagens longitudinais na fonte de calor. Os vapores passam dentro da câmara de expansão 412 e em seguida para o elemento de bocal 413. A fonte de calor pode conter carbono substancialmente puro e opcionalmente catalisadores ou aditivos de queima. Uma ou mais camadas de papel 418 ao redor da fonte de calor 420 podem ter partículas catalisadoras padronizadas impressas nesta, por exemplo, imprimindo-se um padrão de tinta catalítica, e podem ser empregadas para reduzir CO, NO e/ou TPM produzido pela fonte de calor 420. Alternativamente, ou além deste, o papel tendo um depósito padronizado pode ser fornecido a jusante da fonte de calor 420. Por exemplo, o papel compreendendo um depósito padronizado sobre pelo menos uma superfície deste pode ser localizado entre a fonte de calor e o leito aromatizante 421 ou no leito aromatizante 421. O leitos aromi-zante 421 pode incluir qualquer material que libere sabores desejáveis, por exemplo, carga de tabaco ou um substrato no qual os compostos de formação de sabor (por exemplo, mentol) foram incorporados. O elemento combustível 411 é alojado em uma manga de com-pósito tendo uma manga refletora de energia radiante 422 (por exemplo, papel metalizado perfurado) e manga interna opcional 423 (por exemplo, papel metalizado perfurado). A manga interna 422 pode ser dobrada para formar uma borda 424 na extremidade a montante desta para manter a fonte de calor suspensa longe da parede interna da manga refletora 422 com um espaço anular entre elas. O leito aromatizante 421 é mantido dentro da manga interna 423. O invólucro 414 que mantém o elemento combustível e câmara de expansão 412 juntos preferivelmente tem porosidade suficiente para permitir que o ar seja admitido através do papel 414 e a combustão do suporte da fonte de calor. O elemento combustível 411 também inclui uma tampa de extremidade refletiva 415 com uma ou mais aberturas 416 para permitir o ar dentro do elemento combustível 411. Os artigos de fumo podem incluir invólucros de papel dual, por exemplo, um invólucro interno e um invólucro externo. Se desejado, o papel tendo um depósito catalítico padronizado neste pode ser empregado em outras localidades e/ou para qualquer das camadas de papel do cigarro mostrado nas figuras 5 e 6. Além disso, ao mesmo tempo em que uma modalidade de um cigarro de elemento combustível é mostrada nas figuras 5 e 6, o papel compreendendo as partículas catalíticas padronizadas pode ser empregado para envolver o elemento combustível e/ou no lugar das camadas de papel em outras disposições de cigarro de elemento combustível. A figura 7 ilustra um cigarro 500 tendo um bastão de tabaco concêntrico 510 que inclui um tubo interno ou bainha do invólucro de cigarro 515 tendo um depósito padronizado das partículas catalíticas sobre pelo menos uma porção de uma superfície do invólucro. Como mostrado, o cigarro 500 compreende um filtro 505 e um bastão de tabaco 510, que são ligados a um outro com o papel de ponteira 511. O bastão de tabaco 510 é uma configuração de "núcleo concêntrico" ou "coaxial" que pode ser produzida em uma máquina de fabricar bastão Hauni Baby disponível por Hauni Ma-chinenbau AG de Hamburg, Alemanha. Uma região de núcleo interna 512 é definida pelo invólucro interno 525, que é envolvido pelo material de carga cortada de tabaco 520. Um invólucro de cigarro externo 525 se estende em toda a extensão do exterior do bastão de tabaco 510. O filtro 505 pode compreender um ou mais tampões de fibras brutas de celulose e opcionalmente pode incluir um adsorvente tal como carbono. Nesta modalidade, qualquer coloração causada pelo depósito das partículas catalíticas sobre o papel no invólucro interno 515 fica oculta da visão. A região de núcleo central 512 pode ser côncava e/ou pode ser parcialmente ou totalmente carregada com carga cortada de tabaco e é preferivelmente aproximadamente 2-5 mm em diâmetro, mais preferivelmente 2-3 mm em diâmetro. Em uma alternativa, o invólucro interno 515 pode ser construído em uma disposição em camada com pelo menos uma das camadas formadas de papel tendo um depósito padronizado das partículas catali-sadoras sobre uma superfície deste. As partículas catalisadoras podem ser depositadas sobre uma superfície interna do invólucro interno, uma superfície externa do invólucro interno, uma superfície interna do invólucro externo e/ou uma superfície externa do invólucro externo.

Referindo-se novamente à modalidade das figuras 2(a) e 2(b), o invólucro interno e o invólucro externo são invólucros individuais formados em processos de fabricação de papel separados e mais tarde envolvidos ao redor da carga cortada de tabaco para formar um bastão de tabaco de cigarro. O invólucro interno, o invólucro externo ou ambos invólucros podem incluir os depósitos secos contendo um catalisador de nanopartícula. Nos e-xemplos onde ambos invólucros incluem um depósito das partículas catalíti- cas, as partículas catalisadoras específicas e o carregamento de catalisador em cada invólucro podem ser iguais ou diferentes. Em algumas modalidades, a adição das partículas catalisadoras pode descobrir o invólucro, por exemplo, o invólucro se torna não branco ou marrom. Por razões estéticas, um invólucro externo que é uma cor convencional, por exemplo, branco, pode ser colocado ao redor do invólucro interno. Ambos invólucro interno e o invólucro externo podem ser selecionados para determinar um desempenho de artigo de fumo desejado com respeito às propriedades do artigo de fumo, tal como quantidades de baforada, alcatrão, taxa de queima, e aparecimento de cinzas. Conseqüentemente e como mostrado e descrito, por exemplo, com referência às figuras 2{a) e 2(b), as modalidades preferidas dos artigos de fumo e métodos para a fabricação dos artigos de fumo podem incluir uma porção de bastão de tabaco de um cigarro com um depósito padronizado de partículas catalisadoras sobre um primeiro invólucro, também compreendendo um segundo invólucro externo, que não tenha qualquer partícula ca-talisadora depositada sobre ele.

Um catalisador preferido para uso sobre um invólucro para um artigo de fumo é cataliticamente ativo em temperaturas tão baixas quanto temperatura ambiente e mais preferivelmente não desativa mesmo em temperaturas tão altas quanto 900°C. As partículas catalisadoras podem ser impressas em toda a extensão axial total da zona de queima antecipada, por exemplo, não somente na extremidade do filtro do artigo de fumo, e podem ser cataliticamente ativas da extremidade acesa para a extremidade do filtro durante o uso. A distribuição axial do catalisador fornece tempo de contato suficiente entre a fumaça de corrente principal e o catalisador para CO ser convertido para C02 e/ou NO ser convertido para N2.

Em um outro exemplo, as partículas catalisadoras podem compreender catalisadores misturados, por exemplo, um catalisador que seja uma combinação de composições catalisadoras individuais nas quais cada opera em uma faixa de temperatura diferente ou sobrepondo as faixas de temperatura. Uma tal mistura de partículas catalisadoras diferentes pode ser empregada para ampliar a faixa de temperatura em cuja conversão de CO para C02 e/ou conversão de NO para N2 possa ocorrer e para aumentar a eficiência catalítica do catalisador enquanto o artigo de fumo queima. Por exemplo, um catalisador misturado pode converter CO para C02 e/ou NO para N2 ambos na zona de combustão e atrás da zona de combustão.

Quando empregado sobre o papel, o catalisador padronizado pode ser seletjvo para CO. Desse modo, CO pode ser reduzido por uma proporção maior do que o material particulado (TPM). Desse modo, a razão de CO:TPM é reduzida. Um cigarro de controle foi fumado em uma máquina de fumo comercial e a quantidade de substância particulada e monóxido de carbono na fumaça de corrente principal foi medida. O cigarro de controle compreendeu um invólucro convencional. Os constituintes da fumaça de corrente principal para um cigarro de teste compreendendo um invólucro tendo 12,5% em peso de partículas de óxido de ferro de nanoescala impressos no interior do invólucro foram também medidos. A substância particulada total (TPM) e a quantidade de monóxido de carbono (CO) emitida do cigarro de controle foram 18,3 mg e 14,7 mg, respectivamente. As quantidades de TPM e CO para os cigarros de teste foram 12,9 mg e 7,6 mg, respectivamente, correspondendo a uma redução em TPM e CO de 30% e 48%.

Qualquer do material de depósito, invólucros, artigos de fumo ou métodos descritos aqui podem incluir aditivos adicionais convencionalmente empregados em invólucros para os artigos de fumo. Esses aditivos podem incluir, por exemplo, aditivos para controlar a aparência, por exemplo, cor, do invólucro, aditivos para controlar a taxa de queima do invólucro, e/ou aditivos para resultar em uma aparência das cinzas desejada e/ou cargas de tecido empregadas no papel de cigarro.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com relação às modalidades exemplares desta, será apreciado por aqueles versados na técnica que as adições, deleções, modificações, e substituições não especificamente descritas possam ser feitas sem afastar-se do espírito e escopo da invenção como definido nas reivindicações anexas.

Claims (7)

1. Artigo de fumo (100, 300, 410, 500) que compreende: um bastão de tabaco (102, 360, 421, 510) tendo um invólucro (108, 118, 371, 384, 366, 414, 422, 515, 525) formado ao redor do bastão de tabaco (102, 360), o invólucro incluindo um depósito padronizado (304) em pelo menos uma porção de uma superfície do invólucro, caracterizado pelo fato de que o depósito padronizado compreende partículas catalisado-ras (110) capazes de catalisar, oxidar e/ou reduzir a conversão de um componente de gás constituinte na fumaça de corrente principal e/ou secundária do artigo de fumo.

2. Artigo de fumo (100, 300, 410, 500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende óxido de ferro.

3. Artigo de fumo (100, 300, 410, 500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador compreende partículas (110) de um primeiro óxido sustentado em partículas de um segundo composto.

4. Artigo de fumo (100, 300, 410, 500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o depósito inclui um padrão (304) tendo uma pluralidade de características distintas que inclui uma sequência alfanumérica, um pictograma ou uma forma geométrica.

5. Artigo de fumo (100, 300, 410, 500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o padrão inclui um gradiente de concentração do catalisador entre uma primeira porção tendo uma característica de baixa concentração e uma segunda porção tendo uma característica de alta concentração.

6. Método para a fabricação de um artigo de fumo (100, 300, 410, 500) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender as etapas de: (i) depositar partículas catalisadoras (110) sobre pelo menos uma porção de uma superfície de um invólucro (108, 118, 371, 384, 366, 414, 422, 515, 525) para formar um depósito padronizado das partículas sobre o invólucro; (ii) proporcionar uma carga cortada (106) que compreende tabaco para uma máquina de fabricar cigarro; e (iii) dispor o invólucro (108, 118, 371, 384, 366, 414, 422, 515, 525) que inclui o depósito padronizado (304) ao redor da carga cortada para formar uma porção de bastão de tabaco (102, 306, 421, 510) do artigo de fumo.

7. Invólucro (108, 118, 371, 384, 366, 414, 422, 515, 525) para um artigo de fumo (100, 300, 410, 500) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende um tecido e um depósito padronizado (304) sobre pelo menos uma porção de uma superfície do invólucro, em que o depósito padronizado compreende partículas catalisadoras (110).