BRPI0715069B1

BRPI0715069B1 - Artigos de fumo acentuados para soltar aditivos incorporados dentro de microfibras e nanofibras eletrorrepuxadas e métodos relacionados

Info

Publication number: BRPI0715069B1
Application number: BRPI0715069-5A
Authority: BR
Inventors: Marquez Manuel; Isaac Ogle Samuel; Shen Zhihao
Original assignee: Philip Morris Products S.A.
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2018-05-02
Also published as: AU2007280094B2; WO2008015573A3; UA94619C2; WO2008015573A2; JP2009545307A; JP5240616B2; CN101500441B; KR101391503B1; MY152925A; BRPI0715069A2; NZ574067A; CN101500441A; EP2048977B1; US20080149119A1; EP2048977A2; CO6150102A2; US8602036B2; EA200970176A1; ES2643404T3; WO2008015573A8

Abstract

componente de filtro para um artigo de fumo e método para fabricação do mesmo. a presente invenção refere-se a um componente de filtro 83 para um artigo de fumo 81 compreende uma fibra eletro-repuxada que compreendepelo menos um tipo de aditivo aromatizante a/ou não aromatizantes e pelo menos um tipo de pplímetro. uma grande variedade de fibras eletro-repuxadas pode ser produzida para encapsular uma grande variedade de aditivos dentro dos subcompartimentos ou subestruturas da fibra eletro-repuxada fabricada. além disso, as fibras eltro-repuxadas fabricadas podem ser eletrostaticamente dispostas dentro de um componente de filtro de um artigo de fumo durante o processo de fabricação. pela modificação dos vários parâmetros que controlam o processo de eletro-repuxamento, um conjunto diverso de fibras eletro-repuxadas pode ser fabricado que variam em composição, em organização subestrutural e em dimensão. a fibra eletro-repuxada produzida pelo eletro-repuxamento compreende pelo menos um tipo de material polimérico que encapsula ou suporta a retenção de pelo menos um tipo de um aromatizante ou não aromatizante dentro da fibra elemtro-repuxada. um material polimérico proporciona uma estrutura de sustentação para encapsular pelo menos um tipo de um aromatizante ou um não aromatizante. as fibras eletro-repuxadas que podem ser produzidas por vários processos de eletro-repuxadas descrita abaixo incluem microfibras em uma faixa de microescala,nanofibras em uma faixa de nanoescala e várias misturas microfibras e nanofibras.

Description

(54) Título: ARTIGOS DE FUMO ACENTUADOS PARA SOLTAR ADITIVOS INCORPORADOS DENTRO DE MICROFIBRAS E NANOFIBRAS ELETRORREPUXADAS E MÉTODOS RELACIONADOS (73) Titular: PHILIP MORRIS PRODUCTS S.A., Sociedade Suíça. Endereço: Quai Jeanrenaud 3, CH-2000 Neuchâtel, SUIÇA(CH) (72) Inventor: MANUEL MARQUEZ; SAMUEL ISAAC OGLE; ZHIHAO SHEN

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 02/05/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 02/05/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para COMPONENTE DE FILTRO PARA UM ARTIGO DE FUMO E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MESMO.

Antecedentes

O gosto da fumaça da corrente principal dos artigos de fumo contendo tabaco pode ser acentuado incorporando vários agentes de acentuação do sabor (aromatizantes) como aditivos nos artigos de fumo. Por exemplo, a fumaça do tabaco que passa através de um material sorvente de carbono pode perder atributos de sabor favoráveis. Assim, a adição de vários aromatizantes, novamente, na fumaça do tabaco para substituir os aromatizantes perdidos é desejável. Entretanto, a acentuação no sabor dos artigos de fumo por métodos conhecidos não é duradoura e pode resultar em produtos tendo sabor inconsistente. Sabores voláteis incorporados nos produtos de fumo não são mantidos de maneira estável. Os aromatizantes migram inadvertidamente para dentro dos sorventes dos filtros do cigarro capazes de remover constituintes da fase gasosa. Os aromatizantes aplicados superficialmente na porção contendo o tabaco ou na porção de embalagem dos produtos de cigarro são irreversivelmente perdidos. Além do mais, moléculas do aromatizante podem ser quimicamente modificadas em altas temperaturas internas geradas durante o uso do fumo, e podem produzir subprodutos que exibem um ou mais gostos indesejáveis. Assim, existe um interesse contínuo na produção de artigos de fumo contendo tabaco que são modificados para prover soltura consistente controlada de uma grande variedade de aditivos, incluindo aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes, para os fumantes durante o uso.

Sumário

Em várias modalidades, vários métodos para produzir tipos diferentes de fibras pelo eletro-repuxamento são descritos. As fibras produzidas pelo eletro-repuxamento incluem microfibras em uma faixa de microescala, nanofibras em uma faixa de nanoescala e misturas de microfibras e nanofibras. As fibras fabricadas podem ser incorporadas em vários componentes de filtro para produzir uma grande variedade de artigos de fumo com sabor acentuado. Em várias modalidades, um componente de filtro compreende um conjunto de fibras, nas quais toda ou uma porção das fibras pode ser produzida pelo eletro-repuxamento e as fibras são dispostas para se alinharem em paralelo com a direção do influxo da fumaça da corrente principal.

Em outra modalidade, uma fibra produzida pelo eletrorepuxamento é incorporada em um componente de filtro de um artigo de fumo, no qual a fibra compreende pelo menos um material polimérico que encapsula ou suporta a retenção de pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante.

Em outra modalidade, uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento é incorporada em um componente de filtro de um artigo de fumo, no qual a fibra de núcleo-invólucro compreende pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante como um núcleo interno e pelo menos um material polimérico como um invólucro externo que encapsula os conteúdos do núcleo interno.

Em outra modalidade, uma fibra de matriz bifásica produzida pelo eletro-repuxamento é incorporada em um componente de filtro de um artigo de fumo, no qual a fibra de matriz bifásica compreende pelo menos um material polimérico em uma fase contínua e pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante em uma fase dispersa na forma de uma microemulsão.

Em outra modalidade, uma fibra de núcleo oco produzida pelo eletro-repuxamento é incorporada em um componente de filtro de um artigo de fumo, no qual a fibra de núcleo oco compreende um polímero de sacrifício ou um polímero de não-sacrifício como um invólucro. A superfície interior do invólucro polimérico se une em pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante que pode ser solto, parcial ou completamente, pelas interações com os constituintes na fumaça da corrente principal.

Em outra modalidade, uma fibra de núcleo residual produzida pelo eletro-repuxamento é incorporada em um componente de filtro de um artigo de fumo, no qual a fibra de núcleo residual compreende um polímero de sacrifício ou um polímero de não-sacrifício como um núcleo. A superfície exterior do núcleo polimérico se une em pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é um esquemático de um aparelho de eletrorepuxamento exemplar para produzir fibras, a figura 2A é um esquemático de um aparelho de eletrorepuxamento coaxial para produzir fibras de múltiplos componentes, a figura 2B é um esquemático de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento coaxial, a figura 3A é um esquemático de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento coaxial, no qual a fibra pode ser modificada para encapsular aditivos diferentes aromatizantes e/ou não aromatizantes, a figura 3B é um esquemático de uma vista parcialmente explodida do núcleo da fibra de núcleo-invólucro ilustrada na figura 3A, no qual o núcleo contém dois aditivos diferentes aromatizantes e/ou não aromatizantes, a figura 4A é um esquemático de uma fiandeira que inclui um único capilar que pode extrudar uma fibra de matriz bifásica produzida pelo eletro-repuxamento coaxial, a figura 4B é um esquemático de uma vista parcialmente explodida da fibra de matriz bifásica ilustrada na figura 4A, na qual a fibra de matriz bifásica compreende uma matriz de polímero como uma primeira fase e uma gotícula de aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes como uma segunda fase, a figura 5A é um esquemático de um aparelho de eletrorepuxamento coaxial para produzir fibras de núcleo oco, a figura 5B é um esquemático de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento coaxial que pode ser também modificada para produzir uma fibra de núcleo oco, a figura 5C é um esquemático de uma fibra de núcleo oco produzida depois de remover a seção de núcleo da fibra de núcleo-invólucro ilustrada na figura 5B, a figura 6A é um esquemático de um aparelho de eletrorepuxamento coaxial para produzir fibras de núcleo residual, a figura 6B é um esquemático de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento coaxial que pode ser também modificada para produzir uma fibra de núcleo residual, a figura 6C é um esquemático de uma fibra de núcleo residual produzida depois de remover a seção de invólucro da fibra de núcleoinvólucro ilustrada na figura 6B, a figura 7A é um esquemático de um conjunto de fibras em alinhamento, a figura 7B é um esquemático de uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um cigarro mostrando uma disposição de um conjunto de fibras em alinhamento dentro de um filtro do cigarro, a figura 8 é um esquemático de uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um cigarro mostrando várias subseções de um cigarro que podem ser modificadas para incorporar um conjunto de fibras produzidas pelo eletro-repuxamento coaxial, a figura 9 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um cigarro mostrando várias subseções de um cigarro que podem ser modificadas para incorporar um conjunto de fibras produzidas pelo eletrorepuxamento coaxial.

Descrição Detalhada

Artigos de fumo contendo tabaco, tal como cigarros, podem ser fabricados para conter vários aditivos, incluindo aditivos aromatizantes e não aromatizantes tais como agentes de resfriamento, diluentes e formadores de aerossol, que podem ser adicionados diretamente em uma mistura de tabaco durante o processamento. Um método aperfeiçoado é provido para estabilizar a incorporação de aditivos em tais artigos de fumo pelo encapsulamento das moléculas do aditivo nas formas estáveis da fibra, e pela incorporação de um grande número de tais fibras estáveis em várias subseções dos artigos de fumo. Os métodos descritos podem produzir artigos de fumo con5 tendo aditivos que exibem uma vida útil maior de modo que tais produtos de fumo podem soltar mais sabor para usuários comparado com produtos de fumo fabricados por outros métodos conhecidos.

Várias modalidades da presente invenção proporcionam métodos para introduzir aditivos de interesse em um componente de filtro de um artigo de fumo incorporando fibras que encapsulam uma grande variedade de aditivos dentro dos subcompartimentos ou subestruturas das fibras fabricadas. Além do mais, as fibras fabricadas podem ser eletrostaticamente dispostas dentro de um componente de filtro de um artigo de fumo durante o processo de fabricação. Pela modificação dos vários parâmetros que controlam o processo de eletro-repuxamento, um conjunto diverso de fibras pode ser fabricado que variam em composição, em organização subestrutural e em dimensão. Aditivos adequados para incorporação em vários componentes de filtro dos artigos de fumo incluem agentes de acentuação do sabor (aromatizantes) e/ou qualquer agente que exiba propriedades químicas ou físicas de interesse (não aromatizantes) que podem ser opcionalmente incluídos dentro das fibras fabricadas para obter um produto desejado. Exemplos de não aromatizantes incluem agentes de resfriamento, diluentes, formadores de aerossol e muitos outros equivalentes.

Na presente descrição, os termos fibra ou fibras se referem a um material ou a uma forma de um material, que pode ser produzido pelos processos de eletro-repuxamento. O material compreende pelo menos um material polimérico que encapsula ou suporta a retenção de pelo menos um tipo de um aromatizante ou não aromatizante dentro da fibra. O material polimérico proporciona uma estrutura de sustentação para encapsular pelo menos um tipo de aditivo aromatizante ou não aromatizante. As fibras que podem ser produzidas por vários processos de eletro-repuxamento descritos abaixo incluem microfibras em uma faixa de microescala (medida em unidades de micrômetro ou pm), nanofibras em uma faixa de nanoescala (medida em unidades de nanômetros ou nm) e várias misturas de microfibras e nanofibras. As microfibras na faixa de microescala incluem fibras tendo um diâmetro externo de aproximadamente 100nm a aproximadamente

50μιτι, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 40pm, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 30pm, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 20pm, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 10pm, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 5pm, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 4pm, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 3μηη, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 2pm, de aproximadamente 100nm a aproximadamente 1pm. As nanofibras na faixa de nanoescala incluem fibras tendo um diâmetro externo de aproximadamente 1nm a aproximadamente 100 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 95 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 90 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 85 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 80 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 75 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 70 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 65 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 60 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 55 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 50 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 45 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 40 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 35 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 30 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 25 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 20 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 15 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 10 nm, de aproximadamente 1nm a aproximadamente 5 nm. Em uma modalidade preferida, as fibras têm um diâmetro externo em uma faixa de aproximadamente 20nm a aproximadamente 10 pm. Em outra modalidade preferida, as fibras têm um diâmetro externo em uma faixa de aproximadamente 20nm a aproximadamente 3pm.

A figura 1 é um esquemático de um aparelho de eletrorepuxamento exemplar para a produção de fibras. Na figura 1, o aparelho exemplar inclui uma fonte para prover um suprimento contínuo de um material fluente que deve passar através de uma bomba de seringa 11 e uma agulha de seringa 12. Um campo eletrostático é gerado por uma fonte de potência de alta voltagem CC 13 aplicada na agulha de seringa 12. Do campo eletrostático, o material fluente que surge é um jato contínuo instável de material na forma de uma fibra 14 que pode ser presa em um coletor alvo cilíndrico aterrado 15. O coletor alvo aterrado 15 é capaz de rotação e translação ao longo do seu eixo geométrico.

A figura 2A é um esquemático de um aparelho de eletrorepuxamento coaxial para produzir fibras de múltiplos componentes. Na figura 2A, uma fiandeira 200 é mostrada compreendendo dois capilares coaxiais, nos quais um capilar interno 201 ao longo do eixo geométrico central é carregado com um primeiro material 203 que forma um núcleo de uma fibra e um capilar externo 202 concentricamente circundando o capilar interno 201 é carregado com um segundo material 204 que forma o invólucro externo de uma fibra. Dentro da fiandeira 200, os materiais fluentes 203 e 204 ficam sob forças capilares. Os materiais fluentes 203 e 204 em ambos os capilares podem ser mantidos em um alto potencial em relação a um alvo aterrado 206, tal como uma placa de coleta, por exemplo. O primeiro material fluente 203 do capilar interno 201 e o segundo material fluente 204 do capilar externo 202 podem sair na borda do terminal 207 de ambos os capilares, ou um bico, e podem ser extrudados como uma fibra única 208. A borda do terminal 207 de ambos os capilares pode ser posicionada próxima, nominal e concentricamente em uma distância igual do alvo aterrado 206. O primeiro material 203 e o segundo material 204 dentro dos capilares podem ser mantidos em um potencial desejado pela aplicação do potencial em uma fiandeira condutora, na qual cada capilar é condutivo, mas eletricamente isolado do outro capilar. Alternativamente, o primeiro e o segundo materiais, 203 e 204 respectivamente, dentro dos capilares podem ser mantidos em um potencial desejado pela aplicação do potencial em elétrodos condutivos 205 que podem ser inseridos diretamente no material contido dentro de cada capilar. Quando os elétrodos são condutivos, os capilares podem ser condutivos ou não condutivos.

Na figura 2A, o aparelho de eletro-repuxamento coaxial inclui uma fiandeira que inclui um capilar ou um conjunto de capilares coaxiais, nos quais cada subconjunto de capilares pode ser projetado para extrudar materiais fluentes diferentes. Durante o processo de eletro-repuxamento, uma corrente do material é puxada para fora de um ou mais materiais fluentes pela aplicação de um forte campo elétrico em gotículas de material fluente formadas na abertura de uma fiandeira. Uma carga é induzida no material através do contato com um elétrodo de alta voltagem dentro do capilar ou com o próprio capilar. A aplicação de uma alta voltagem concede uma carga de superfície nas gotículas e alonga as gotículas na forma de fibra. Em voltagem suficientemente alta, um cone Taylor pode ser formado no qual um jato contínuo de material é ejetado da ponta do cone. Dentro do cone Taylor, as fibras tendo diâmetros estreitos podem ser produzidas simultaneamente esticando e alongando a corrente do material ejetado de uma fiandeira. As fibras produzidas pelo eletro-repuxamento podem ser depositadas sobre um coletor alvo aterrado. Com o depósito, tais fibras podem ficar alinhadas com técnicas de alinhamento apropriadas conhecidas para pessoas versadas na técnica da preparação de fibra.

Em geral, os aditivos selecionados para incorporação em fibras incluem qualquer material que possa ser extrudado através de uma fiandeira. Em uma modalidade, aditivos adequados para extrusão incluem formas não viscosas de polímeros, géis, líquidos ou substâncias derretidas. Em outra modalidade, aditivos adequados para extrusão incluem formas viscosas de polímeros, géis, líquidos ou substâncias derretidas que podem ser combinadas com solventes, emulsificadores ou polimerizadores para obter uma viscosidade desejada. Solventes capazes de dissolver um aditivo de interesse e capazes de produzir um material fluente são adequados para processos de eletro-repuxamento. Por exemplo, solventes adequados incluem N,Ndimetil formamido (DMF), tetraidrofurano (THF), cloreto de metileno, dioxano, etanol, clorofórmio, água, solventes equivalentes e várias combinações desses. Para obter uma tensão de superfície desejada de um fluido de eletro-repuxamento, vários tensoativos, sais e misturas desses podem ser adicionados no fluido do eletro-repuxamento que exibe condutividade elétrica na faixa mais baixa. Por exemplo, cloreto de lítio é adequado como um sal inorgânico que pode ser adicionado no fluido do eletro-repuxamento para aumentar a condutividade elétrica do fluido e é removido pela evaporação durante o processo de eletro-repuxamento. Se mentol é incluído como um aditivo de interesse, o mentol é preferivelmente combinado com um solvente líquido, tal como um óleo ou um emulsificador, para obter a viscosidade desejada antes da etapa de extrusão. Alternativamente, materiais podem ser pré-aquecidos ou aquecidos durante o processo de eletro-repuxamento para obter a viscosidade desejada. Em outra modalidade, aditivos adequados para a extrusão incluem materiais em uma forma sólida. Por exemplo, mentol está facilmente disponível como um sólido e pode ser utilizado em uma forma sólida como um aditivo na fabricação de fibras para incorporação em artigos de fumo, de modo que uma quantidade desejada de mentol pode ser liberada através da fumaça da corrente principal durante o fumo.

Para modalidades direcionadas para as várias fibras descritas aqui, as fibras compreendem polímeros de sacrifício e/ou polímeros de não-sacrifício. Polímeros de sacrifício podem ser modificados em pelo menos duas maneiras, pela transição térmica que resulta em uma mudança reversível no estado físico do polímero devido a um aumento na temperatura do componente do filtro de um artigo de fumo (isto é, fusão do polímero de um estado sólido para um estado líquido), e pela decomposição química que resulta em uma mudança química irreversível do polímero devido às interações com constituintes da fumaça da corrente principal de um artigo de fumo em temperaturas elevadas alcançadas durante o fumo. Polímeros de nãosacrifício são também submetidos à decomposição química com interações com os constituintes da fumaça da corrente principal de um artigo de fumo em temperaturas elevadas alcançadas durante o fumo. Pelo controle da composição da fibra, uma combinação adequada de polímeros de sacrifício e polímeros de não-sacrifício pode ser utilizada para produzir uma fibra que solta seletivamente vários aditivos da retenção ou encapsulação dentro de um componente de filtro, mediada pelos polímeros de sacrifício e de nãosacrifício.

Polímeros de sacrifício e incorporados nas fibras podem passar por uma transição térmica que reduz a integridade estrutural de um polímero de sacrifício quando a temperatura do componente de filtro excede a temperatura de transição vítrea ou a temperatura de fusão do polímero de sacrifício. O polímero de sacrifício que pode ser submetido à transição térmica, pelo aquecimento, por exemplo, durante o processo de fabricação, é selecionado do grupo consistindo em: polietercetona, polioxitrimetileno, polipropileno atático, polietileno de baixa densidade, poli(alquil siloxano), poli(butileno adipato), poliacrilato, polimetacrilato e poliitaconato. Polímeros adequados incluem polímeros solúveis em água ou polímeros que podem ser hidrolisados, tais como poli(etileno óxido) (PEO), poliláctideo (PLA), poliglicolídeo (PGA), policaprolactona (PCL), poliidroxibutirato (PHB), poliidroxivalerato (PHBV), álcool polivinílico (PVA) e vários polianidridos. Outros homopolímeros conhecidos por pessoas versadas na técnica podem ser utilizados como polímeros de sacrifício. Em uma modalidade, a integridade estrutural do polímero de sacrifício submetido à transição térmica é reduzida por pelo menos 1% dessa do estado não fumado inicial do componente de filtro. Em uma modalidade preferida, a integridade estrutural do polímero de sacrifício submetido à transição térmica é reduzida por pelo menos 5%, pelo menos 10%, pelo menos 15%, pelo menos 20%, pelo menos 25%, pelo menos 30%, pelo menos 35%, pelo menos 40%, pelo menos 45% e pelo menos 50% dessa do estado não fumado inicial do componente do filtro.

Polímeros de sacrifício incorporados nas fibras podem passar por uma decomposição química que reduz a integridade estrutural de um polímero de sacrifício quando a temperatura do componente do filtro alcança uma temperatura suficiente para romper as ligações químicas do polímero de sacrifício. Por exemplo, a decomposição química pode resultar na decomposição dos polímeros para monômeros e na divisão dos grupos funcionais de monômeros. Polímeros de sacrifício adequados que podem passar por uma decomposição química incluem polímeros que podem ser submetidos à decomposição térmica em uma temperatura suficientemente alta, tais como vários polímeros termicamente degradáveis e resinas de epóxi termicamente degradáveis, incluindo polímeros termicamente degradáveis com base em amido. Exemplos de polímeros adequados incluem polímeros linea11 res, polímeros em estrela e polímeros reticulados. Polímero adequado para uso como um polímero de sacrifício inclui qualquer tipo de polímero que possa ser submetido à decomposição química sob altas temperaturas alcançadas dentro do componente do filtro de fumo durante o fumo e/ou possa interagir com os constituintes de uma fumaça da corrente principal durante o fumo. Em uma modalidade, a integridade estrutural do polímero de sacrifício submetido à decomposição química é reduzida por pelo menos 1% dessa do estado não fumado inicial do componente de filtro. Em uma modalidade preferida, a integridade estrutural do polímero de sacrifício submetido à decomposição química é reduzida por pelo menos 5%, pelo menos 10%, pelo menos 15%, pelo menos 20%, pelo menos 25%, pelo menos 30%, pelo menos 35%, pelo menos 40%, pelo menos 45% e pelo menos 50% dessa do estado não fumado inicial do componente do filtro.

Copolímeros conhecidos por pessoas versadas na técnica podem ser utilizados como polímeros de sacrifício. Copolímeros adequados para produzir um polímero de sacrifício incluem copolímeros compostos de monômeros de homopolímeros descritos acima e copolímeros compreendendo ambos monômeros de homopolímeros descritos acima e monômeros de outros tipos de polímeros conhecidos para pessoas versadas na técnica. Exemplos de copolímeros adequados incluem copolímeros aleatórios, copolímeros de enxerto e copolímeros de bloco.

Pelo controle dos parâmetros que regulam um processo de eletro-repuxamento, uma grande variedade de fibras exibindo características especializadas pode ser produzida. Uma voltagem de coletor alvo de fiandeira, Vsc, pode ser estabelecida na faixa de 2kV a 20kV e é preferivelmente ajustada na faixa de 5kV a 15kV. A distância entre a ponta carregada dos capilares e o alvo aterrado pode ser ajustada de aproximadamente 3cm a 25cm e é preferivelmente ajustada de aproximadamente 5cm a 20cm. Uma taxa de alimentação para uma solução de polímero pode ser ajustada de aproximadamente 0,02ml_/h a 2,0mL/h e uma taxa de alimentação preferida é ajustada de aproximadamente 0,05ml_/h a 1,0ml_/h. A taxa de alimentação de um aditivo em uma solução pode ser ajustada de aproximadamente

0,02ml_/h a 2mL/h e uma taxa de alimentação preferida é ajustada de aproximadamente 0,05mL/h a 1mL/h. A concentração de um polímero na solução pode ser ajustada na faixa de aproximadamente 0,5% em peso a 40% em peso e é preferivelmente ajustada na faixa de aproximadamente 1% em peso a 10% em peso. A concentração de um aditivo pode ser ajustada na faixa de aproximadamente 1% em peso a 100% em peso e é preferivelmente ajustada na faixa de aproximadamente 1% em peso a 50% em peso. O diâmetro externo do capilar externo pode ser ajustado de aproximadamente 0,1 mm a 5 mm, e é preferivelmente ajustado de aproximadamente 0,2mm a 1mm, enquanto o diâmetro do capilar interno pode ser ajustado de aproximadamente 0,05 a 2 mm e é preferivelmente ajustado de aproximadamente 0,07 mm a 0,7 mm. Os capilares podem ser compostos de haste inoxidável, vidro ou polímeros. Quando aço inoxidável ou outros capilares condutivos são utilizados, a voltagem do coletor alvo da fiandeira pode ser aplicada entre o coletor e os capilares. Se capilares não condutivos são utilizados, elétrodos condutivos podem ser inseridos nos líquidos para estimular o contato elétrico. O eletro-repuxamento executado de acordo com esses parâmetros com uma taxa de alimentação de líquido de 0,5mL/h pode resultar em uma taxa de produção de 20mg/h a 500 mg/h de fibra.

A figura 2B é um esquemático de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento coaxial, como uma outra modalidade. Na Figura 2B, uma fibra de núcleo-invólucro 208 representando uma fibra exemplar de dois componentes ilustrada na figura 2A é cortada para um comprimento desejado para produzir uma subseção da fibra de núcleoinvólucro 209. Na figura 2A, quando o capilar interno 203 é carregado para conter um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante como o primeiro material fluente, e o capilar externo 204 é carregado para conter um polímero como o segundo material fluente, o processo de eletro-repuxamento produz uma fibra compreendendo um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante dentro de um núcleo interno 210 e um polímero como um invólucro externo 211. As fibras produzidas são nominalmente cilíndricas na forma e têm diâmetros aproximadamente constantes por todo o comprimento das fibras. Em uma modalidade preferida, as fibras de núcleo-invólucro têm um diâmetro externo em uma faixa de aproximadamente 20nm a aproximadamente 10gm. Em outra modalidade preferida, as fibras de núcleo-invólucro têm uma espessura de invólucro externo em uma faixa de aproximadamente 20nm a aproximadamente 3gm.

Várias combinações de aromatizantes e/ou outros aditivos podem ser carregadas dentro do capilar interno 201 de uma fiandeira como mostrado na figura 2A e podem ser encapsuladas dentro do núcleo interno 210 de uma fibra como mostrado na figura 2B. Por exemplo, aromatizantes adequados incluem mentol, eugenol, hortelã, hortelã-pimenta, cacau, baunilha, canela, alcaçuz, cítricos ou outros sabores de fruta e combinações desses. Exemplos de aditivos não aromatizantes incluem agentes de resfriamento, diluentes, formadores de aerossol e equivalentes. Em uma modalidade preferida, mentol é incorporado nas fibras dos artigos de fumo como um agente de resfriamento e como um aromatizante.

A figura 3A é um esquemático de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento coaxial, no qual a fibra pode ser modificada para encapsular aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes diferentes como uma outra modalidade. Na figura 3A, uma fibra de núcleoinvólucro exemplar que inclui um invólucro 30 e um núcleo 32 é mostrada. O núcleo 32 da fibra de núcleo-invólucro pode ser projetado para encapsular um ou mais aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes em subcompartimentos distintos, de modo que o conteúdo dos subcompartimentos permanece separado contanto que a integridade da fibra de núcleo-invólucro não seja comprometida. O núcleo 32 da fibra de núcleo-invólucro pode ser projetado de modo que múltiplos aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes são alternativamente dispostos como ilustrado e como descrito na figura 3B abaixo.

A figura 3B é um esquemático de uma vista parcialmente explodida do núcleo da fibra de núcleo-invólucro ilustrada na figura 3A, na qual o núcleo contém dois aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes diferentes, como outra modalidade. Na figura 3B, dois aditivos diferentes, A e B, em uma quantidade desejada podem ser carregados consecutivamente dentro de um único capilar interior para produzir uma fibra compreendendo pelo menos dois aditivos diferentes, A 33 e B 34, alternativamente dispostos dentro do núcleo interior da fibra. Em uma modalidade, uma fibra compreende os aromatizantes A e B alternativamente dispostos no núcleo interior de uma fibra ao longo do comprimento da fibra. Como uma modalidade preferida, o capilar interior é carregado com mentol como um aditivo e o capilar exterior é carregado com um polímero de sacrifício a fim de produzir uma fibra que encapsula o metanol no núcleo da fibra polimérica.

Os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes encapsulados nas fibras podem ser dispostos ao longo do comprimento da fibra para soltar um aditivo aromatizante ou não aromatizante em uma quantidade suficiente para produzir o efeito desejado em cada baforada de um artigo de fumo. Por exemplo, se dois aditivos diferentes são alternativamente dispostos como ilustrado na figura 3B, então o aromatizante A pode ser solto durante a primeira baforada, o aromatizante B pode ser solto durante a segunda baforada e o aromatizante A pode ser solto durante a terceira baforada e assim por diante até que o artigo de fumo tenha sido completamente exaurido. Em uma modalidade preferida, uma fibra de núcleo-invólucro pode ser projetada para encapsular uma quantidade predeterminada de cada aditivo dentro de um subcompartimento do núcleo que correlaciona com uma quantidade média do aditivo planejado para ser solto da encapsulação por uma única baforada de um artigo de fumo. Os aditivos A e B podem ser dispostos como um conjunto, de modo que o número de conjuntos de aditivos A e B pode igualar o número máximo de baforadas que podem ser obtidas em um artigo de fumo, de modo que ambos os aromatizantes A e B podem ser aproveitados juntos em uma única baforada. Por exemplo, se oito baforadas podem ser obtidas para um comprimento de cigarro médio, então uma fibra de núcleo-invólucro de um dado comprimento que contém repetições de oito conjuntos AB ou um conjunto de AB-AB-AB-AB-AB-AB-AB-AB pode ser projetada. Alternativamente, uma fibra de núcleo-invólucro pode ser projetada para conter múltiplas repetições do conjunto AB no qual o núme15 ro de conjuntos AB repetido ao longo do comprimento da fibra é menor do que o número máximo de baforadas obteníveis para um dado comprimento de cigarro. Por exemplo, uma fibra compreendendo dois aromatizantes AB, nos quais uma primeira porção de uma fibra de um dado comprimento compreende o aromatizante A e uma segunda porção da mesma fibra compreende o aromatizante B é também considerada. Em uma outra modalidade, os aditivos A, B, C e D podem ser dispostos como um conjunto, de modo que o número de conjuntos de aditivos AB e CD pode igualar o número máximo de baforadas que podem ser obtidas em um artigo de fumo, de modo que os aromatizantes A, B, C e D podem ser aproveitados juntos em uma única baforada. Por exemplo, se oito baforadas podem ser obtidas para um comprimento médio do cigarro, então uma fibra de núcleoinvólucro de um dado comprimento que contém repetições de oito conjuntos alternados de AB e CD ou um conjunto de AB-CD-AB-CD-AB-CD-ABCD-AB-CD-AB-CD-AB-CD-AB-CD pode ser projetada.

A figura 4A é um esquemático de uma fiandeira que inclui um único capilar que pode extrudar uma fibra de matriz bifásica produzida pelo eletro-repuxamento coaxial, como uma outra modalidade. Na figura 4A, um primeiro material compreendendo um polímero de sacrifício 402 e um segundo material 403 compreendendo um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante podem ser carregados em uma fiandeira de capilar único 400 que inclui um único capilar 401. Dentro do capilar 401, o primeiro material compreendendo o polímero de sacrifício 402 é formado em uma fase contínua, e o segundo material compreendendo um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante 403 é formado em uma fase dispersa. O primeiro e o segundo materiais, 402 e 403 respectivamente, são combinados como uma microemulsão e a mistura é mantida em um potencial desejado aplicando um potencial no elétrodo condutivo 404 inserido diretamente na mistura dos materiais contidos dentro do capilar. O potencial do elétrodo condutivo é relativo ao potencial de uma placa de coleta que serve como um alvo aterrado 405. O material de matriz bifásica representando uma mistura dos dois materiais sai do bico 406. A fibra de matriz bifásica 407 produzida pelo processo de ele16 tro-repuxamento pode ser coletada no alvo aterrado.

A figura 4B é um esquemático de uma vista parcialmente explodida da fibra de matriz bifásica ilustrada na figura 4A, na qual a fibra de matriz bifásica compreende uma matriz de polímero como uma primeira fase e uma gotícula de aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes como uma segunda fase, como uma outra modalidade. Na figura 4B, uma fibra de matriz bifásica exemplar 407 ilustrada na figura 4A é cortada para um comprimento desejado para produzir uma subseção da fibra de matriz bifásica 408. Como um resultado do processo de eletro-repuxamento, o primeiro material compreendendo o polímero de sacrifício 402 ilustrado na figura 4A, e o segundo material compreendendo pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante 403 ilustrado na figura 4A são combinados para produzir uma fibra de matriz bifásica compreendendo uma matriz do polímero de sacrifício formada como uma fase contínua 409 e uma gotícula dos aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes formados como uma fase dispersa 410. Quando as cápsulas da matriz bifásica dentro de um componente de filtro de um artigo de fumo ficam expostas a uma fumaça da corrente principal contendo particulados, incluindo vapor de água, os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes dispersos por toda a estrutura da matriz compreendendo um polímero de sacrifício são gradualmente soltos devido aos processos de transição térmica e/ou decomposição química do polímero de sacrifício durante o fumo.

A figura 5A é um esquemático de um aparelho de eletrorepuxamento coaxial para produzir fibras de núcleo oco. Na figura 5A, um capilar interno é carregado com uma mistura de fase única 51 de aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes combinados com um polímero de sacrifício. O polímero de sacrifício pode ser utilizado na forma de um gel, um líquido ou uma substância derretida. Um capilar externo é carregado com uma solução de polímero 52 compreendendo um polímero de não-sacrifício.

A figura 5B é um esquemático de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento coaxial que pode ser também modificado para produzir uma fibra de núcleo oco, como uma outra modalidade. Na figura 5B, o material polimérico de não-sacrifício 52 carregado no capilar externo ilustrado na figura 5A forma o invólucro polimérico 54 da fibra e a mistura de fase única 51 ilustrada na figura 5A forma o núcleo de sacrifício 53 da fibra. Durante o processo de eletro-repuxamento ou durante etapas subsequentes tal como recozimento, as moléculas do aditivo dentro do núcleo 53 da fibra podem interagir com o invólucro polimérico 54, tanto química quanto fisicamente, tal que as moléculas do aditivo se ligam na superfície do invólucro polimérico exposto ao aditivo. A interação entre o aditivo e o invólucro polimérico é suficientemente forte, de modo que as moléculas de aditivo ligadas permanecem presas na superfície do invólucro polimérico quando o núcleo é removido subsequentemente. Na figura 5B, o núcleo 53 da fibra de núcleo-invólucro pode ser removido por uma reação de degradação para produzir uma fibra de núcleo oco compreendendo um polímero formado como um invólucro cilíndrico, no qual a superfície interna do invólucro cilíndrico é ligada com moléculas de aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes 55. O núcleo 53 pode ser removido pela decomposição química e/ou transição térmica. O núcleo 53 da fibra de núcleo-invólucro pode ser removido pelo tratamento térmico durante o processo de eletro-repuxamento elevando a temperatura da fibra antes que a fibra alcance o coletor alvo. Se o núcleo 53 contém um solvente, o conteúdo do núcleo 53 pode ser removido pela evaporação do solvente em temperaturas elevadas. Alternativamente, o núcleo 53 pode ser removido pela decomposição química e/ou transição térmica depois do processo de eletro-repuxamento, tanto antes quanto depois que as fibras tenham sido cortadas para o comprimento preferido.

A figura 5C é um esquemático de uma fibra de núcleo oco produzida depois de remover a seção de núcleo da fibra de núcleo-invólucro ilustrada na figura 5B, como uma outra modalidade. Na figura 5C, a fibra de núcleo oco compreende aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes presos na superfície interior 56 do invólucro polimérico 55. Durante o fumo, os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes podem ser soltos da fibra de núcleo oco pelos constituintes da fumaça da corrente principal que interferem com a ligação entre a superfície interior 56 e os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes. Como uma modalidade, uma fibra de núcleo oco, de invólucro de não-sacrifício é produzida pelo processo de eletrorepuxamento coaxial, no qual a fibra de núcleo oco, de invólucro de nãosacrifício compreende um polímero de não-sacrifício formado como um invólucro e pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante ligado em uma superfície interior do invólucro.

Como outra modalidade, uma fibra de núcleo oco, de invólucro de sacrifício é produzida pelo processo de eletro-repuxamento coaxial, no qual a fibra de núcleo oco, de invólucro de sacrifício compreende um polímero de sacrifício formado como invólucro e pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante ligado em uma superfície interior do invólucro, no qual os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes são soltos da fibra de núcleo oco, invólucro de sacrifício quando expostos à fumaça da corrente principal. Um capilar interno pode ser carregado com uma mistura de fase única de aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes combinada com um polímero de sacrifício. O polímero de sacrifício pode ser utilizado na forma de um gel, um líquido ou uma substância derretida. Além disso, um capilar externo pode ser carregado com uma solução de polímero compreendendo um polímero de sacrifício. O material polimérico de sacrifício carregado no capilar externo forma um invólucro polimérico de sacrifício da fibra e a mistura da fase única forma o núcleo de sacrifício da fibra de núcleo oco, de invólucro de sacrifício. A degradação do invólucro polimérico de sacrifício pode ser executada por uma maneira diferente da degradação do núcleo polimérico de sacrifício. Por exemplo, se o polímero selecionado para formar o núcleo da fibra de núcleo oco, invólucro de sacrifício tiver uma temperatura de fusão relativamente menor do que o polímero de sacrifício selecionado para formar o invólucro da fibra de núcleo oco, invólucro de sacrifício, o núcleo polimérico de sacrifício pode ser removido pela transição térmica em uma temperatura elevada durante o processo de fabricação, e o invólucro polimérico de sacrifício pode ser quimicamente decomposto durante o uso subsequente pelos fumantes. O núcleo polimérico de sacrifício pode ser termicamente removido durante o processo de fabricação em uma temperatura moderadamente alta que seletivamente funde o polímero do núcleo e que não funde o polímero do invólucro para manter a integridade estrutural do invólucro. O invólucro polimérico de sacrifício pode ser quimicamente decomposto durante o fumo, no qual os constituintes da fumaça da corrente principal decompõem quimicamente o invólucro, causando a libertação dos aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes da superfície interior do invólucro.

A figura 6A é um esquemático de um aparelho de eletrorepuxamento coaxial para produzir fibras de núcleo residual. Na figura 6A, um capilar interno é carregado com uma solução de polímero 62 compreendendo um polímero de sacrifício ou um polímero de não-sacrifício. Um capilar externo é carregado com uma mistura de fase única 61 de aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes combinados com um polímero de sacrifício. O polímero de sacrifício pode ser utilizado na forma de um gel, um líquido ou uma substância derretida.

A figura 6B é um esquemático de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento coaxial que pode ser também modificado para produzir uma fibra de núcleo residual, como uma outra modalidade. Na figura 6B, a mistura de fase única 61 carregada no capilar externo ilustrado na figura 6A forma o invólucro de sacrifício 64 da fibra de núcleo residual, de não-sacrifício, e o material polimérico de não-sacrifício ilustrado na figura 6A forma o núcleo residual 63 da fibra de núcleo residual de nãosacrifício. Durante o processo de eletro-repuxamento ou durante etapas subsequentes tal como recozimento, as moléculas do aditivo dentro do invólucro 64 da fibra do núcleo residual podem interagir com o núcleo residual 63 exposto às moléculas do aditivo, tanto química quanto fisicamente, tal que as moléculas do aditivo possam se ligar na superfície do núcleo residual 63 exposto ao aditivo. A interação entre o aditivo e o núcleo residual 63 é suficientemente forte de modo que as moléculas de aditivo ligadas permaneçam presas na superfície do núcleo residual 63 quando o invólucro 64 for removido subsequentemente. Na figura 6B, o invólucro 64 da fibra do núcleoinvólucro produzida em uma etapa inicial pode ser removido para produzir uma fibra de núcleo residual 65 compreendendo um polímero formado como um núcleo, no qual a superfície exterior do núcleo é ligada com moléculas de aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes. O invólucro 64 pode ser removido pela decomposição química e/ou transição térmica. O invólucro 64 da fibra de núcleo-invólucro pode ser removido pelo tratamento térmico, tal como aquecimento, durante o processo de eletro-repuxamento elevando a temperatura da fibra antes que a fibra alcance o coletor alvo. Se o invólucro 64 contém um solvente, o conteúdo do invólucro 64 pode ser removido pela evaporação do solvente em temperaturas elevadas. Alternativamente, o invólucro 64 pode ser removido por uma reação que causa a decomposição química e/ou transição térmica depois do processo de eletro-repuxamento.

A figura 6C é um esquemático de uma fibra de núcleo residual produzida depois de remover o invólucro da fibra de núcleo-invólucro ilustrada na figura 6B, como outra modalidade. Na figura 6C, a fibra de núcleo residual compreende aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes presos na superfície exterior do núcleo polimérico 65. Durante o fumo, os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes podem ser soltos da fibra de núcleo residual pelos constituintes da fumaça da corrente principal que interferem com a ligação entre a superfície exterior 65 e os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes. Como uma modalidade, uma fibra de núcleo residual de não-sacrifício é produzida pelo processo de eletro-repuxamento coaxial, no qual a fibra de núcleo residual de não-sacrifício compreende um polímero de não-sacrifício formado como um núcleo e pelo menos um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante ligado em uma superfície externa do núcleo, no qual o aditivo aromatizante e/ou não aromatizante é suportado por um invólucro polimérico externo de sacrifício. Como uma outra modalidade, uma fibra de núcleo residual de sacrifício é produzida pelo processo de eletrorepuxamento coaxial, no qual a fibra de núcleo residual de sacrifício compreende um polímero de sacrifício formado como um núcleo e pelo menos um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante ligado em uma superfície externa do núcleo, no qual o aditivo aromatizante e/ou não aromatizante é suportado por um invólucro polimérico externo de sacrifício.

Etapas adicionais de processamento podem ser executadas depois do processo de eletro-repuxamento para preparar as fibras eletrorepuxadas para incorporação em componentes dos artigos de fumo. Por exemplo, as fibras de núcleo-invólucro, as fibras da matriz bifásica e as fibras de núcleo oco podem ser cortadas para produzir fibras tendo um comprimento em uma faixa de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 20 mm. Fibras para incorporação em um tipo de filtro particular podem ser cortadas para aproximadamente o mesmo comprimento. Para incorporar as fibras em um filtro de um artigo de fumo, as fibras podem ser agrupadas em um feixe antes da inserção no artigo de fumo fabricado. Se as fibras forem agrupadas, as fibras poderão ser mantidas juntas usando um material permeável, semipermeável ou impermeável, ou um envoltório tal como um anel, ou um adesivo tal como uma triacetina, um epóxi e uma borracha de silicone. Em modalidades alternativas, as fibras são reunidas em um feixe antes de cortar as fibras para um comprimento desejado.

Em outra modalidade, aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes são incorporados nas fibras de núcleo oco depois que um processo de eletro-repuxamento for utilizado para produzir um invólucro de polímero. Por exemplo, para produzir alternativamente uma fibra de núcleo oco, o capilar interno pode ser carregado com um polímero de sacrifício na forma de um gel, um líquido ou uma substância derretida, mas não precisa ser carregado adicionalmente com um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante. O polímero de sacrifício do núcleo pode ser submetido à transição térmica ou decomposição química antes de uma etapa subsequente que molha a fibra em uma solução de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante para aderir o aditivo aromatizante e/ou não aromatizante nas superfícies expostas das fibras de núcleo oco. Os aditivos presos na superfície interior do invólucro podem ficar retidos e os aditivos presos na superfície externa do invólucro que forma uma fibra de núcleo oco podem ser removidos pela evaporação ou por outros métodos. Os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes ligados de maneira estável nas fibras de núcleo oco podem ser libertados quando expostos aos constituintes da fumaça da corrente principal durante o uso pelos fumantes.

Em outra modalidade, aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes são incorporados nas fibras de núcleo residual depois que um processo de eletro-repuxamento for utilizado para produzir um núcleo do polímero. Por exemplo, para produzir alternativamente uma fibra de núcleo residual, o capilar externo pode ser carregado com um polímero de sacrifício na forma de um gel, um líquido ou uma substância derretida, mas não precisa ser carregado adicionalmente com um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante. O polímero de sacrifício do invólucro pode ser submetido à decomposição química ou transição térmica antes de uma etapa subsequente que molha a fibra em uma solução de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante para aderir nas superfícies expostas das fibras de núcleo residual. Os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes ligados de maneira estável nas fibras podem ser soltos quando expostos aos constituintes da fumaça da corrente principal durante o uso pelos fumantes.

A figura 7A é um esquemático de um conjunto de fibras em alinhamento, como outra modalidade. A figura 7B é um esquemático de uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um cigarro mostrando uma disposição de um conjunto de Fibras em alinhamento dentro de um filtro do cigarro. As fibras produzidas pelo eletro-repuxamento ficam predominantemente em alinhamento com o eixo geométrico longo de um cigarro, e, portanto, ficam também em alinhamento com o influxo da fumaça da corrente principal. Tal alinhamento das fibras estimula a máxima interação entre a fumaça da corrente principal e o material do núcleo e estimula a liberação controlada eficiente dos aditivos. Em várias modalidades, um artigo de fumo que inclui um componente de filtro composto de uma fibra produzida pelo eletro-repuxamento é provido, no qual a fibra compreende pelo menos um material polimérico que encapsula ou suporta a retenção de pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante. Em uma outra modalidade, um artigo de fumo que inclui um componente de filtro composto de uma fibra de núcleo-invólucro produzida pelo eletro-repuxamento é provido, no qual a fibra de núcleo-invólucro compreende pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante como um núcleo interno, e pelo menos um material polimérico como um invólucro externo que encapsula os conteúdos do núcleo interno. Em outra modalidade, um artigo de fumo que inclui um componente de filtro composto de uma fibra de matriz bifásica produzida pelo eletro-repuxamento é provido, no qual a fibra da matriz bifásica compreende pelo menos um material polimérico em uma fase contínua e pelo menos um tipo de um aditivo aromatizante e/ou não aromatizante em uma fase dispersa na forma de uma microemulsão. Em uma outra modalidade, um artigo de fumo que inclui um componente de filtro composto de uma fibra de núcleo oco produzida pelo eletro-repuxamento é provido, no qual a fibra de núcleo oco compreende um polímero de sacrifício ou um polímero de não-sacrifício como um invólucro. Em outra modalidade, um artigo de fumo que inclui um componente de filtro composto de uma fibra de núcleo residual produzida pelo eletro-repuxamento é provido, no qual a fibra de núcleo residual compreende um polímero de sacrifício ou um polímero de não-sacrifício como um núcleo. Com relação aos vários tipos de fibras descritas aqui, os componentes de filtro e artigos de fumo que incorporam tais tipos de fibras exibem as propriedades descritas para os tipos diferentes de fibras. Por exemplo, o conteúdo do núcleo interno de uma fibra de núcleo-invólucro pode ser liberado quando a integridade estrutural do material polimérico que forma o invólucro for reduzida ou eliminada pela decomposição química e/ou transição térmica.

A figura 8 é um esquemático de uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um cigarro mostrando várias subseções de um cigarro que podem ser modificadas para incorporar um conjunto de fibras produzidas pelo eletro-repuxamento coaxial, como uma outra modalidade. Um filtro de cigarro compreendendo tais fibras pode ser incorporado em qualquer tipo de artigo de fumo, incluindo vários tipos de cigarros contendo elementos similares ao filtro. A quantidade desejada de aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes contidos em uma baforada de fumaça de tabaco pode ser provida no componente do filtro do cigarro ajustando o número de fibras utilizadas no filtro do cigarro. Na figura 8, um cigarro 81 é ilustrado que inclui um bastão de tabaco 82, um componente de filtro 83 e um conector de filtro bucal 84. O componente de filtro 83 pode também ser modificado para criar um espaço vazio para dentro do qual as fibras com sabor acentuado podem ser inseridas. As fibras com sabor acentuado podem ser incorporadas no conector de filtro bucal 84 ou inseridas em uma cavidade oca, tal como o interior de uma luva de fluxo livre 85 que forma parte do componente de filtro 83. Em uma modalidade, um conjunto de fibras pode ser inserido em uma porção oca do filtro do cigarro. Em outra modalidade, um conjunto de fibras pode ser inserido dentro de uma cavidade oca entre dois ou mais componentes de filtro de cigarro convencionais tais como nacos de acetato de celulose. Fibras acentuadas com aditivos não aromatizantes podem ser preparadas como descrito para fibras com sabor acentuado para fabricação de artigos de fumo.

A figura 9 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida de um cigarro mostrando várias subseções de um cigarro que podem ser modificadas para incorporar um conjunto de fibras produzidas pelo eletrorepuxamento coaxial, como outra modalidade. Na figura 9, um cigarro 91 é ilustrado que inclui um bastão de tabaco 92 e um componente de filtro 93 na forma de um filtro de naco-espaço-naco. O componente de filtro 93 inclui um filtro bucal 94, um espaço 96 e um naco 95. O naco pode ser em uma forma de um tubo e pode ser composto de um pedaço sólido de material, tal como polipropileno ou fibras de acetato de celulose. O bastão de tabaco 92 e o componente do filtro 93 são unidos com papel de embrulhar 97. O componente de filtro 93 pode incluir uma sobrecapa de filtro 98. As fibras com sabor acentuado podem ser incorporadas no filtro bucal 94, no naco 95 e/ou no espaço 96. As fibras com sabor acentuado podem ser incorporadas em qualquer elemento do componente de filtro de um cigarro de modo que as fibras fiquem substantivamente em paralelo com o eixo geométrico longo do artigo de fumo. Fibras acentuadas com aditivos não aromatizantes podem ser preparadas como descrito para fibras com sabor acentuado para fabricação de artigos de fumo.

Em geral, aditivos aromatizantes e não aromatizantes podem ser soltos a partir da superfície de uma fibra na fumaça da corrente principal através de quaisquer mecanismos conhecidos ou desconhecidos. A despeito do mecanismo subjacente, as ligações que prendem as moléculas de um aditivo em uma superfície polimérica de uma estrutura de suporte podem ser rompidas com a exposição aos constituintes da fumaça da corrente principal, tal como vapor de água. Para todas as modalidades descritas, os aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes são preferivelmente libertados quando os artigos de fumo compostos das fibras são baforados durante o uso habitual por um fumante, em uma quantidade suficiente para realizar o efeito de acentuação do sabor desejado. Se o invólucro polimérico externo das fibras do núcleo-invólucro e a matriz polimérica contínua das fibras de matriz bifásica forem compostos de polímeros de sacrifício, os aditivos poderão ser libertados quando a integridade estrutural do material polimérico do suporte for reduzida ou eliminada por uma mudança física no material polimérico que pode ocorrer quando a temperatura de transição vítrea ou a temperatura de fusão do invólucro for excedida dentro do filtro. Além disso, a integridade estrutural pode ser comprometida quando o invólucro for quimicamente decomposto pelos constituintes na fumaça da corrente principal causando a decomposição parcial ou completa do invólucro em temperaturas elevadas durante o fumo.

A decomposição parcial de um invólucro de sacrifício ou uma matriz de sacrifício pode ser acentuada pela presença de um gradiente químico ou térmico na direção de influxo da fumaça da corrente principal. Por exemplo, se a temperatura da fumaça da corrente principal na extremidade do bastão de tabaco de um cigarro for relativamente maior do que a temperatura na extremidade do bocal, as fibras irão decompor na extremidade distal primeiro (isto é, extremidade do bastão de tabaco) antes de consumir a extremidade proximal (isto é, extremidade do bocal) durante a baforada. Se a concentração da fumaça da corrente principal na extremidade do bastão de tabaco de um cigarro for relativamente mais alta do que a concentração na extremidade do bocal, as fibras irão decompor na extremidade distal primeiro (isto é, extremidade do bastão de tabaco) antes de consumir na ex26 tremidade proximal (isto é, extremidade do bocal) durante a baforada. Por qualquer modo, a decomposição parcial e progressiva das fibras pode ser realizada.

As fibras são úteis para manter vários aditivos aromatizantes e/ou não aromatizantes dentro dos subcompartimentos das fibras, incluindo o compartimento de núcleo e o compartimento de invólucro. A encapsulação parcial ou completa provida pelas fibras minimiza ou impede a volatilização dos aditivos e diminui a quantidade de aromatizantes utilizados para a fabricação de um artigo de fumo. Artigos de fumo compreendendo tais fibras podem exibir uma redução na matéria particulada total libertada (TPM) quando comparados com cigarros aromatizados padrões não compostos de tais fibras. Artigos de fumo compreendendo tais fibras podem exibir um tempo de conservação maior diminuindo a taxa de perda das moléculas do aditivo. Quando mentol é utilizado como um aditivo, a quantidade preferivelmente libertada por baforada fica em uma faixa de aproximadamente 6,0gg a aproximadamente 2,5 mg, ou mais preferivelmente, de aproximadamente 25gg a aproximadamente 125 gg. A quantidade total de mentol em um filtro de um artigo de tabaco, tal como um cigarro, fica preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 0,1 mg a aproximadamente 100mg, ou mais preferivelmente em uma faixa de aproximadamente 0,5mg a aproximadamente 5mg.

Embora várias modalidades tenham sido descritas com referência às modalidades específicas ou preferidas, variações e modificações dessas modalidades serão evidentes para as pessoas versadas na técnica. Tais variações e modificações devem ser consideradas dentro da competência e do escopo das reivindicações apresentadas. Procedimentos experimentais, materiais e resultados esperados podem precisar de ajuste se os procedimentos forem aumentados proporcionalmente ou se fatores adicionais precisarem ser considerados. O processo de eletro-repuxamento coaxial foi descrito para um nível de produção em escala de laboratório. Modificações adicionais são esperadas para fabricar fibras em um nível de produção de escala industrial.

Em uma modalidade, um método para produzir um componente de filtro de um artigo de fumo compreende prover um material de suporte de filtro, prover uma fibra compreendendo pelo menos um tipo de aditivo aromatizante e/ou não aromatizante e pelo menos um tipo de polímero e montar simultaneamente o material de suporte do filtro com uma ou mais fibras para formar um componente de filtro, sendo que o polímero estabiliza a retenção de pelo menos um tipo do aditivo aromatizante e/ou não aromatizante dentro do componente de filtro em um estado não fumado inicial e sendo que pelo menos um tipo de polímero é modificado pela transição térmica e/ou decomposição química de modo que pelo menos um tipo de aditivo aromatizante e/ou não aromatizante seja libertado em uma fumaça da corrente principal. Materiais de suporte de filtro adequados são conhecidos na técnica e incluem acetato de celulose e derivados do mesmo. Vários métodos para produzir fibras pelo eletro-repuxamento são providos aqui. Em uma outra modalidade, o método para produzir um componente de filtro também inclui cortar o conjunto de fibras para o comprimento substancialmente uniforme, alinhar as fibras do conjunto em uma direção uniforme e montar o conjunto de fibras alinhadas com outros elementos do filtro de cigarro de modo que o conjunto de fibras alinhadas fique substancialmente paralelo em alinhamento com relação à direção longitudinal do componente de filtro/artigo de fumo e a direção de influxo de uma fumaça da corrente principal. Em outra modalidade, um componente de filtro compreende de aproximadamente 100 a aproximadamente 1.000.000 de fibras por artigo de fumo. Em uma outra modalidade, um componente de filtro compreende de aproximadamente 200 a aproximadamente 10.000 fibras por artigo de fumo.

O exemplo seguinte proporciona uma descrição de um experimento de eletro-repuxamento com bico duplo.

Um experimento de eletro-repuxamento coaxial de bico duplo foi executado utilizando um líquido de núcleo dentro de uma tubulação de aço inoxidável de calibre 25 (DE: 0,5mm; Dl: 0,3mm) compreendendo uma solução de mentol/cloreto de metileno (CH2CI2) em uma concentração de mentol de aproximadamente 10% em peso. O líquido do invólucro foi alimentado em uma tubulação de aço inoxidável de calibre 19 (DE: 1,07mm; DI:0,81 mm) e compreende uma solução de PEO/água em ~1% em peso de PEO com um peso molecular de 5.000.000g/mol. A distância entre a ponta dos capilares e o alvo aterrado é de 6 cm, Vsc é nominalmente 5kV, a taxa de fluxo da solução do núcleo foi ajustada para 0,05ml/h e a taxa de fluxo da solução do in5 vólucro foi ajustada para 0,11ml/h. O alvo aterrado foi servido por um cilindro com um diâmetro de 10 cm. O experimento foi executado em temperatura ambiente e em pressão atmosférica.

Será verificado que, embora modalidades específicas da invenção tenham sido descritas aqui com finalidades de ilustração, várias modifi10 cações podem ser feitas sem se afastar do espírito e do escopo da invenção. Dessa maneira, a invenção não é limitada, exceto como pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Componente de filtro para um artigo de fumo, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma fibra eletro-repuxada (14, 208) que compreende:

5 - pelo menos um tipo de aditivo aromatizante (203) e

- pelo menos um tipo de polímero (204) encapsulando o dito pelo menos um tipo de aditivo aromatizante.
2. Componente de filtro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra eletro-repuxada compreende pelo menos

10 um tipo de aditivo aromatizante e pelo menos um tipo de aditivo não aromatizante; e pelo menos um tipo de polímero encapsulando o dito pelo menos um tipo de aditivo aromatizante e o dito pelo menos um tipo de aditivo não aromatizante.
3. Componente de filtro, de acordo com a reivindicação 1, carac15 terizado pelo fato de que compreende uma pluralidade das fibras eletrorepuxadas, em que uma porção substancial das fibras eletro-repuxadas é disposta em um alinhamento em paralelo com relação à direção longitudinal do componente de filtro e em alinhamento em paralelo com relação à direção de uma fumaça da corrente principal.

20
4. Componente de filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero é um polímero de sacrifício selecionado do grupo consistindo em: polietercetona, polioxitrimetileno, polipropileno atático, polietileno de baixa densidade, poli(alquil siloxano), poli(butileno adipato), poliacrilato, polimetacrilato e poliitaconato.

25
5. Componente de filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra eletro-repuxada é uma fibra eletro-repuxada de núcleo-invólucro compreendendo:

pelo menos um tipo de aromatizante forma um núcleo interno da fibra eletro-repuxada e

30 pelo menos um tipo de polímero que forma um invólucro externo da fibra eletro-repuxada encapsulando o aromatizante.
6. Componente de filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracPetição 870180001409, de 08/01/2018, pág. 8/14 terizado pelo fato de que a fibra eletro-repuxada é uma fibra eletro-repuxada, de invólucro de não-sacrifício compreendendo:

pelo menos um tipo de aromatizante combinado com um polímero de sacrifício que forma um núcleo polimérico de sacrifício da fibra eletro5 repuxada e um polímero de não-sacrifício que forma um invólucro polimérico de não-sacrifício da fibra eletro-repuxada encapsulando o núcleo polimérico de sacrifício contendo o aromatizante o polímero de sacrifício.
7. Componente de filtro, de acordo com a reivindicação 1, carac10 terizado pelo fato de que a fibra eletro-repuxada é uma fibra eletro-repuxada de núcleo de não-sacrifício compreendendo:

pelo menos um tipo de polímero de não-sacrifício que forma o núcleo da fibra eletro-repuxada e pelo menos um tipo de aditivo aromatizante combinado com um

15 polímero de sacrifício que forma o invólucro externo da fibra eletro-repuxada.
8. Componente de filtro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra eletro-repuxada é uma fibra eletro-repuxada de matriz bifásica compreendendo:

pelo menos um tipo de aditivo aromatizante que forma uma fase

20 dispersa e pelo menos um tipo de polímero de sacrifício que forma uma fase contínua.
9. Método para fabricação de um componente de filtro para um artigo de fumo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compre25 ender a incorporação de pelo menos uma fibra eletro-repuxada em um componente de filtro, em que a fibra eletro-repuxada é produzida pelo eletrorepuxamento de pelo menos um tipo de aditivo aromatizante e pelo menos um tipo de polímero, de modo que o dito pelo menos um tipo de aditivo aromatizante é encapsulado no dito pelo menos um tipo de polímero.

30 10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fibra eletro-repuxada é uma fibra eletro-repuxada de invólucro de não-sacrifício e é produzida por eletro-repuxamento que compreende:

Petição 870180001409, de 08/01/2018, pág. 9/14 carregar um primeiro capilar de uma fiandeira de um aparelho de eletro-repuxamento coaxial com pelo menos um tipo de aromatizante combinado com um polímero de sacrifício e carregar um segundo capilar da fiandeira com pelo menos um 5 tipo de polímero de não-sacrifício, extrudar a partir da fiandeira uma fibra eletro-repuxada compreendendo pelo menos um tipo de aromatizante que forma um núcleo interno da fibra eletro-repuxada, e pelo menos um tipo de polímero de não-sacrifício que forma um invólucro externo da fibra eletro-repuxada encapsulando o
10 aromatizante coletar a fibra eletro-repuxada em um alvo aterrado.
11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fibra eletro-repuxada é uma fibra eletro-repuxada de núcleo de não-sacrifício e é produzida por eletro-repuxamento que compreende:
15 carregar um primeiro capilar de uma fiandeira de um aparelho de eletro-repuxamento coaxial com pelo menos um tipo de polímero de nãosacrifício, carregar um segundo capilar da fiandeira com pelo menos um tipo de aromatizante combinado com um polímero de sacrifício,
20 extrudar a partir da fiandeira uma fibra eletro-repuxada compreendendo pelo menos um tipo de polímero de não-sacrifício que forma um núcleo interno da fibra eletro-repuxada e pelo menos um tipo de aromatizante e um polímero de sacrifício que formam um invólucro externo e coletar a fibra eletro-repuxada em um alvo aterrado.
25 12. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fibra eletro-repuxada é uma fibra eletro-repuxada de invólucro de núcleo e é produzida por eletro-repuxamento que compreende:

carregar um primeiro capilar de uma fiandeira de um aparelho de eletro-repuxamento coaxial com pelo menos um tipo de aromatizante;
30 carregar um segundo capilar da fiandeira com pelo menos um tipo de polímero;

extrudar a partir da fiandeira uma fibra eletro-repuxada comprePetição 870180001409, de 08/01/2018, pág. 10/14 endendo pelo menos um tipo de aromatizante que forma um núcleo interno da fibra eletro-repuxada, e pelo menos um tipo de polímero que forma um invólucro externo da fibra eletro-repuxada encapsulando o aromatizante; e coletar a fibra eletro-repuxada sobre um alvo aterrado.

Petição 870180001409, de 08/01/2018, pág. 11/14

1/5