ES2205182T3 - Material de carga fumable para articulos de fumar. - Google Patents
Material de carga fumable para articulos de fumar.Info
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Abstract
Un material de carga fumable de un artículo para fumar alternativo que comprende como material combustible una proporción de un material de plantas, no de tabaco, cuyo material es uno o más de un material que tiene al menos inicialmente alto contenido de grasa o alto contenido de aceite, siendo el material el polvo o punta de un grano u otro fruto de la planta, la semilla, flor o nuez de la planta, o el aceite, grasa, manteca o ácido graso derivado de una parte de tal material que tiene alto contenido de grasa o alto contenido de aceite, en el que dicho material de carga comprende del 5% al 50% de material que tiene alto contenido de grasa o alto contenido de aceite, del 25% al 80% de carga inorgánica no combustible, del 5% al 25% de aglomerante, del 2% al 30% de fuente generadora de aerosol, del 0 al 30% de medio de expansión y del 0 al 10% de carbono.
Description
Material de carga fumable para artículos de
fumar.
Esta invención se refiere a material de carga
fumable para artículos para fumar, y en particular a material de
carga que puede no comprender necesariamente ningún material de
carga de tabaco.
En los muchos esfuerzos que se han hecho para
proporcionar materiales de carga fumables alternativos, se ha
encontrado que muy pocos materiales, si es que los hay, producen un
sabor y un gusto del humo que sea aceptable para fumadores de
productos que contienen tabaco convencionales. Por tanto, se han
usado más materiales de carga alternativos conjuntamente con hoja
de tabaco cortada o productos reconstituidos que contienen tabaco.
Sin embargo, incluso en esta forma, es perceptible el sabor
inaceptable de estos materiales de carga y desvirtúa el placer de
fumar.
Un material que se ha uado en composiciones que
contienen tabaco es cáscaras de cacao, siendo las cáscaras un
subproducto del procedimiento de fabricación de chocolate. La
memoria descriptiva de la Patente del Reino Unido 1.180.710 y la
Patente de los EE.UU. Nº 3.429.316 describen ambas productos de
tabaco reconstituidos que incorporan cáscaras de cacao molidas, así
como polvo fino de tabaco, polvo u otro desecho de tabaco de
técnicas de elaboración principal de tabaco convencionales. La
Patente de los EE.UU. Nº 4.058.129 proporciona también un material
en hoja fumable en cuya molienda, que comprende pequeñas partículas
de adsorción, componentes de plantas, tales como residuos de trilla
o las cáscaras y fibras de coco, granos de café o granos de cacao,
y agua se mezclan entre sí en aparatos de molienda para
proporcionar una pasta que puede elaborarse en hojas. También pueden
usarse en el procedimiento plantas de tabaco. Todas estas patentes
utilizan los productos residuales de cáscaras de granos de
cacao.
El documento GB 1 413 177 describe un producto de
tabaco reconstituido que consiste en un sustituto de tabaco que
comprende un material no derivado de planta de tabaco, una carga
inorgánica, un aglomerante y un plastificante, así como material de
tabaco. Se han usado en tal producto de tabaco reconstituido las
cáscaras, o productos residuales, de algunas plantas que tienen alto
contenido de grasa o alto contenido de aceite, tales como cáscaras
de cacao, coco y cacahuete.
El documento JP 48 003398B parece describir la
adición de compuestos aminoácido-sacáridos y polvo
de cacao a hoja de tabaco cortada con el fin de mejorar el gusto y
el sabor de tabaco. Esta invención se refiere a modificar un
producto de hoja de tabaco cortada convencional. De manera similar,
el documento EP 0 366 835 describe también la mejora del sabor y el
gusto de hoja de tabaco cortada convencional usando un emulsionador
que contiene un ácido graso. Esta invención se refiere a añadir
sabores superiores y materiales de revestimiento, un uso común para
materiales tales como cacao en pequeñas cantidades.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un material de carga fumable con características de
sabor y gusto aceptables para el consumidor, cuyo material de carga
fumable contiene poco tabaco, y preferiblemente nada de tabaco en
él.
También es un objeto de la invención proporcionar
un material de carga fumable que tenga una temperatura de combustión
de pico estática más baja que el tabaco, y una zona de combustión
más estrecha y más concentrada que el material de tabaco. Se ha
encontrado que algunos materiales presentan temperaturas de
combustión frías, tanto que la ceniza del material de carga puede
tocarse casi inmediatamente después de fumar, o incluso durante el
proceso de fumar, sin quemarse el dedo o realmente muebles u otros
materiales combustibles.
Un objeto adicional de la invención es
proporcionar un material de carga fumable que tenga características
de sabor y gusto aceptables y sea así adecuado para su inclusión
con material de tabaco, si se desea, sin desvirtuar el sabor y el
gusto del producto de tabaco natural. El material para fumar puede
usarse alternativamente como 100% del material de carga del
artículo para fumar.
Un material de carga fumable de artículo para
fumar comprende una proporción de un material de plantas sin tabaco,
cuyo material es uno o más de un material que tiene al menos
inicialmente un alto contenido de grasa o un alto contenido de
aceite, siendo el material el polvo o punta de un grano u otro fruto
de la planta, la semilla, flor o nuez de la planta, o el aceite,
grasa, manteca o ácido graso derivado de una parte de tal material
que tiene un alto contenido de grasa o un alto contenido de
aceite.
El extracto o extractos del material de la planta
puede ser un material combustible adecuado, por ejemplo, después de
secar por atomización. De manera similar, el resto del material de
la planta, después de tener lugar la extracción, conocido en
adelante como residuo, puede secarse y proporcionar un material
combustible adecuado.
El material de carga fumable del artículo para
fumar comprende además una carga inorgánica no combustible,
aglomerante, una fuente generadora de aerosol, opcionalmente un
medio de expansión, opcionalmente carbono y opcionalmente una carga
orgánica.
Preferiblemente, el material que tiene alto
contenido de grasa o alto contenido de aceite es grano o su
polvo.
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El material de carga fumable de artículo para
fumar comprende del 5% al 50% de material que tiene alto contenido
de grasa o alto contenido de aceite, extracto, residuo o derivado
del mismo, del 25% al 80% de carga inorgánica, del 5% al 25% de
aglomerante, del 2% al 30% de fuente generadora de aerosol, del 0 al
30% de medio de expansión y del 0 al 20% de carbono.
Preferiblemente, el material de origen y el
residuo pueden comprender hasta el 50% en peso del material de
carga fumable, y pueden ser preferiblemente menos del 30% e incluso
más preferiblemente menos del 25% con respecto al material de
origen. El aceite, manteca, grasa o ácido graso del material de
origen pueden añadirse preferiblemente en no más del 20% en peso
del material de carga fumable.
Preferiblemente, la cantidad de carbono en el
material de carga fumable es menos del 20% y más preferiblemente
menos del 10% en peso del material de carga fumable.
Preferiblemente, la cantidad del material
generador de aerosol es el 15% o menos en peso del material de carga
fumable.
Preferiblemente, la cantidad de aglomerante es
menos del 15% en peso del material de carga fumable si el
aglomerante no es pectina.
Preferiblemente, la cantidad de material de carga
inorgánica es mayor del 50% en peso del material de carga fumable,
dependiendo de la entrega de humo requerida.
El medio de expansión, si está presente, puede
comprender convenientemente tan poco como el 10% e incluso el 5% en
peso del material de carga fumable.
El material de carga fumable puede comprender
convenientemente 10-20% de polvo de cacao,
4-6% de carbono, 2-20% de glicerol,
10% de alginato de propilenglicol y 80-44% de
creta.
El material de carga fumable puede comprender
también convenientemente 10-20% de polvo de cacao,
10-20% de glicerol, 10% de alginato de
propilenglicol, 10% de alginato sódico y 50% de creta o
perlita.
El material de carga fumable puede comprender
también convenientemente 30% de polvo de cacao, 20% de glicerol, 10%
de uno de los aglomerantes seleccionados del grupo constituido por
alginato de propilenglicol, alginato sódico, hidroxipropilcelulosa,
pectina, carboximetilcelulosa sódica, alginato sódico cálcico y
alginato amónico, y 36% de creta.
El material de carga fumable puede comprender
también convenientemente 10-30% de polvo de cacao,
0-10% de alginato de propilenglicol,
0-25% de pectina, 0-10% de alginato
amónico, 5-20% de glicerol, 25-40%
de creta y 0-11% de material saporífero.
El material de carga fumable puede comprender
también convenientemente 20% de polvo de cacao,
20-30% de almidón, 10% de hidroxipropilcelulosa,
40-50% de creta, como porcentaje de la
alimentación, y glicerol.
El material de carga fumable puede comprender
también convenientemente 10-50% de polvo de cacao,
70-30% de creta, 10% de alginato de propilenglicol y
0-30% de glicerol.
El material de carga fumable puede comprender
también convenientemente 0-10% de carbono,
0-10% de polvo de cacao, 10% de alginato sódico, 10%
de glicerol, 65-70% de creta y
5-10% de aceite.
El material de carga fumable puede comprender
también convenientemente 0-10% de residuo de cacao
extraído, 0-10% de extracto de cacao,
0,7-7% de manteca de cacao, 6,3-10%
de alginato sódico, 6,3-10% de glicerol y
43,5-70% de creta.
Los porcentajes dados antes son en peso de los
materiales no acuosos, incluyendo glicerol y aceite si están
presentes, salvo indicación en contrario.
La presente invención proporciona además un
material de carga fumable de artículo para fumar que comprende un
material combustible no de tabaco, siendo el material combustible
un material que tiene alto contenido de grasa o alto contenido de
aceite, y una fuente generadora de aerosol, siendo la fuente
generadora de aerosol un compuesto orgánico semivolátil o volátil,
en el que la interacción entre la proporción del material
combustible y la fuente generadora de aerosol controla
sustancialmente la combustibilidad del material de carga
fumable.
Preferiblemente, el material de carga fumable es
un material sustancialmente sin tabaco. Según se usa aquí, la
expresión material sustancialmente sin tabaco debe considerarse que
significa que contiene menos del 5% de material de tabaco en peso
de la carga, más preferiblemente menos del 3% en peso de material de
tabaco, y aún más preferiblemente sin material de tabaco en él.
\newpage
Los materiales de plantas que serían adecuados
para la invención incluyen polvo de grano de cacao, punta de grano
de cacao, girasoles, cartamo, aceitunas, semilla de colza, semilla
de sésamo, nueces, tales como coco, cacahuetes, linaza, germen de
trigo o lino. Otros materiales de vegetales o plantas adecuados
para la invención serán conocidos por el experto, por ejemplo, otras
de las plantas conocidas como principales plantas productoras de
aceite del mundo, representadas en la siguiente Tabla 1. Estos
materiales pueden usarse solos o en combinación. El material de
plantas de alto contenido de grasa o alto contenido de aceite puede
conocerse también en adelante como el material de origen.
Según se usa aquí la expresión material con alto
contenido de grasa o alto contenido de aceite, significa un
material de origen que comprende al menos 10% de grasa o aceite,
preferiblemente al menos 15% de grasa o aceite, y aún más
preferiblemente al menos 20% de grasa o aceite, en peso del material
de procedencia solo. El material de procedencia puede ser cualquier
componente de la planta seleccionada.
Preferiblemente, el material de plantas con alto
contenido de grasa o alto contenido de aceite se muele hasta un
polvo o se proporciona de otro modo como un material en partículas
para su uso en el material de carga. Pueden usarse aceite, grasa o
manteca en su estado natural, secados o congelados y molerse para
proporcionar material en partículas, o fundirse para proporcionar un
líquido si de otro modo es sólido a temperatura ambiente.
Se ha encontrado que la temperatura de la brasa
de algunos de los presentes materiales combustibles es
considerablemente más fría que la temperatura de combustión de
materiales, tales como carbono, que es típicamente el material
combustible asociado con artículos para fumar alternativos. El
presente material combustible tiene también una temperatura de
combustión de pico estática de la brasa más baja que una barra
similar de material de tabaco. Parece que la cantidad del presente
material combustible en la mezcla combustible afecta también a la
temperatura de combustión de pico estática de la brasa del artículo
para fumar. Preferiblemente, la cantidad de tal material combustible
es menos del 35% con el fin de obtener la temperatura de combustión
preferida.
También se tiene evidencia para indicar que una
razón del hecho de que se pueda tocar la brasa de un artículo para
fumar que comprende el presente material combustible puede ser la
anchura de la zona de combustión. La anchura de la zona de
combustión para un artículo para fumar que contenga cacao es
considerablemente más estrecha que la anchura de la zona de
combustión de un artículo para fumar similar que contenga carbono
en forma similar.
Preferiblemente, la carga inorgánica no
combustible se selecciona entre los materiales descritos en la
solicitud PCT de los inventores en tramitación junto con la
presente. También puede sustituirse una proporción de la carga
inorgánica por una carga orgánica, o usarse sola como material de
carga. La materia sujeto de la solicitud PCT de los inventores en
tramitación junto con la presente Nº PCT/GB 95/02110 se refiere a
materiales inorgánicos y orgánicos adecuados para la presente
invención. Esta solicitud PCT se conocerá aquí como la solicitud
PCT en tramitación junto con la presente de los inventores. Los
materiales inorgánicos no combustibles incluyen, por ejemplo, creta,
perlita, vermiculita, tierra de diatomeas, sílice coloidal, óxido
magnésico, sulfato magnésico u otros materiales de carga
inorgánicos no combustibles de baja densidad conocidos por los
expertos en la técnica. Las cargas orgánicas incluyen sales
inorgánicas de ácidos orgánicos, material polisacárido o, por
ejemplo, material aglomerante orgánico, presente en un nivel mayor
que el nivel requerido para que el material actúe puramente como un
aglomerante.
Los materiales aglomerantes adecuados para la
presente invención incluyen los bien conocidos aglomerantes
celulósicos o derivados de celulosa, aglomerantes algínicos o
pectináceos, todos los cuales se describen en la solicitud PCT en
tramitación junto con la presente de los inventores, particularmente
en relación con la envoltura no combustible de los mismos. El
aglomerante puede ser un aglomerante orgánico, por ejemplo,
derivados de celulosa, tales como carboximetilcelulosa sódica,
metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxietilcelulosa o éteres
de celulosa, aglomerantes algínicos que incluyen alginatos solubles
tales como alginato amónico, alginato sódico, alginato sódico
cálcico, alginato cálcico amónico, alginato potásico, alginato de
magnesio, alginato de trietanolamina y alginato de propilenglicol,
o alginatos insolubles que pueden hacerse solubles por adición de
agentes solubilizantes, tales como hidróxido amónico. Los ejemplos
de éstos incluyen alginatos de aluminio, cobre, zinc y plata.
Pueden usarse también alginatos que son inicialmente solubles pero
que, durante la elaboración, experimentan un tratamiento para
hacerlos insolubles en el producto final, por ejemplo, alginato
sódico pasando a alginato cálcico. Otros aglomerantes orgánicos
incluyen gomas tales como goma arábiga, goma ghatti, goma
tragacanto, gomas de karaya, algarrobilla, acacia, guar, semilla de
membrillo o xantano, o geles tales como agar, agarosa,
carrageeninas, fucoidán y furcelarán. También pueden usarse como
aglomerantes pectinas y materiales pectináceos. También pueden
usarse como aglomerantes orgánicos almidones. Pueden seleccionarse
otras gomas adecuadas con referencia a manuales, tales como
Industrial Gums, Ed. Whistler (Academic Press). También pueden
usarse, habitualmente como alternativa, aglomerantes no combustibles
inorgánicos, tales como silicato potásico, óxido de magnesio en
combinación con silicato potásico, o algunos cementos, por ejemplo,
y mezclas de ellos. También pueden usarse combinaciones de todos
los anteriores.
La fuente generadora de aerosol comprende
preferiblemente medios de formación de aerosol, tales como glicerol
y/u otros compuestos formadores de aerosol ilustrados en la
solicitud PCT en tramitación junto con la presente de los
inventores. Estos incluyen alcoholes polivalentes, propilenglicol y
trietilenglicol, ésteres tales como citrato de trietilo, triacetina
o diacetato de trietilenglicol (TEGDA), o hidrocarburos de alto
punto de ebullición. Otros medios formadores de aerosol adecuados
serán conocidos por los expertos en la técnica.
Como se ha indicado antes, el material de carga
fumable puede ser convenientemente un material extruído, cuyo
material extruído puede ser un material espumado o no espumado. Los
medios de expansión o medios de espumación adecuados se describen
en la solicitud PCT en tramitación junto con la presente de los
inventores, incorporándose aquí su materia sujeto en relación con
medios de expansión como referencia a ello. Los medios de expansión
adecuados incluyen almidón, pululán u otros polisacáridos,
incluyendo derivados de celulosa, agentes de espumación sólidos,
sales inorgánicas y ácidos orgánicos que proporcionan agentes
gaseosos in situ, agentes gaseosos orgánicos, agentes
gaseosos inorgánicos y agentes de espumación líquidos volátiles.
Agua es el agente de expansión volátil preferido más comúnmente para
tales sistemas de expansión. Son bien conocidos agentes de
expansión alternativos. El material extruído puede ser barras,
cordones, filamentos o material laminar que se corta después para
proporcionar material de carga. Alternativamente, el material de
carga fumable puede colarse como una lámina usando técnicas de
colada de banda o fabricación de papel convencionales conocidas.
Puede ser deseable entrelazar o retorcer los cordones o filamentos
para proporcionar pasos de aire, si el material extruido no permite
el tiro de aire o humo a lo largo. Pueden usarse también otras
técnicas de elaboración aguas abajo para mejorar la caída de
presión. Se describen diversas formas extruídas en la solicitud PCT
en tramitación junto con la presente de los inventores y deben
tomarse para ser incorporadas aquí como referencia a ello.
El material de carga fumable puede comprender
también ventajosamente material de carbono, activado o no.
Preferiblemente, el material de carbono es material de carbono
pulverizado o granular.
Pueden estar presentes en el material de carga
fumable, según se desee, saporíferos, revestimientoss, tales como
regaliz, u otros materiales de sabor y gusto, café, extracto de
tabaco o saporíferos que contienen regaliz y café, por ejemplo. En
algunos casos, el material de revestimiento puede ayudar a la
combustibilidad del material de carga fumable, siendo por ello un
material combustible. Pueden estar presentes opcionalmente
plastificantes, tales como glicerol, propilenglicol u otros
plastificantes bien conocidos, en niveles a los que no resulten el
principal componente de aerosol del humo.
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El material de carga de artículo para fumar según
la invención puede usarse con material de carga de tabaco
convencional u otro material sustituto de tabaco como diluyente o
medio para rebajar la temperatura de pico estática de la barradel
cigarrillo.
El material de carga de artículo para fumar según
la invención es de uso adecuado en artículos para fumar envueltos
en papel convencionales, así como en la envoltura de artículo para
fumar alternativo descrita en la solicitud PCT en tramitación junto
con la presente de los inventores. La materia sujeto de la
solicitud PCT de los inventores que se refiere a envolturas de
artículos para fumar se incorpora aquí como referencia. El material
de carga de artículo para fumar es también adecuado para su uso en
los artículos para fumar alternativos descritos por R.J. Reynolds
en el documento EP 0 176 645, como el medio generador de aerosol o
el elemento combustible sólido en los dispositivos conocidos como
dispositivos tipo "Premier". El presente material puede
sustituir parcial o totalmente al material descrito en esas
memorias descriptivas de los EE.UU., y otros derivados de él. El
material de carga de la presente invención puede conocerse así
también como un material de procedencia combustible.
El material de carga fumable puede contener el
material de alto contenido de grasa o alto contenido de aceite en
una cantidad en el material de carga, cuya cantidad puede no
proporcionar un material de carga fumable con un contenido alto de
grasa o alto de aceite total. Así, el material con alto contenido de
grasa o alto contenido de aceite inicial puede tener, por ejemplo,
el gusto y/o los componentes de grasa o aceite extraídos de él, y
el resto tratado, o material de origen, puede usarse como un
material de sustrato al que sólo se reañade una proporción de la
grasa o el aceite. El resto tratado está disponible por sí mismo
como un material combustible, con o sin añadirse a él la porción
extraída. Como alternativa, los componentes de gusto, grasa o aceite
extraídos u otros extractos de otras procedencias con alto
contenido de grasa o alto contenido de aceite, por ejemplo, cacao,
pueden servir como material combustible después de secado por
atomización, por ejemplo, o añadirse a otro sustrato. El sustrato
puede ser orgánico o inorgánico. Preferiblemente, el sustrato
inorgánico es sustancialmente no combustible. Los materiales de
sustrato pueden ser materiales orgánicos o inorgánicos tales como
los descritos en la Solicitud Nº PCT/GB 95/02110 en tramitación
junto con la presente de los inventores y señalados antes, a los
que pueden añadirse los componentes extraídos o una proporción de
ellos.
La invención proporciona también un artículo para
fumar que comprende una envoltura que envuelve una barra de material
de carga fumable según uno cualquiera de los descritos antes.
Ventajosamente, la envoltura es una envoltura
sustancialmente no combustible tal como la descrita en la solicitud
PCT en tramitación junto con la presente de los inventores. La
materia sujeto de la misma relativa a la envoltura sustancialmente
no combustible ha de considerarse incorporada aquí como referencia.
En resumen, la envoltura comprende principalmente material de carga
inorgánico en partículas no combustible, un aglomerante y/o un
plastificante, y opcionalmente una pequeña cantidad de fibra. Todos
estos materiales se han descrito antes.
Preferiblemente, la envoltura sustancialmente no
combustible está constituida de principalmente material de carga
inorgánico no combustible. El término "principalmente" según
se usa aquí significa al menos aproximadamente 65% y usualmente
70%. El material de carga inorgánico produce ventajosamente muy poco
o sustancialmente nada de humo de corriente secundaria visible
cuando se enciende el artículo para fumar. Preferiblemente, la
envoltura no combustible comprende al menos 80%, y más
preferiblemente al menos 90% de material de carga inorgánico en
peso de envoltura.
La envoltura no combustible puede comprender una
pequeña cantidad de material de fibra celulósica. Preferiblemente,
el material de fibra comprende menos del 10%, más preferiblemente
menos del 5%, y aún más preferiblemente menos del 2% en peso de la
envoltura no combustible. Más ventajosamente, el material de fibra
no está presente en la envoltura.
Preferiblemente, la envoltura comprende un
aglomerante y/o un plastificante. Estos componentes pueden estar
presentes en hasta el 30% en peso de la envoltura. Ventajosamente,
el aglomerante no está presente en más del 25% en pso de la
envoltura. Las proporciones exactas dependen de las características
de sabor, de la emisión de humo de corriente secundaria visible
aceptable y de la resistencia del producto deseado, y de las
técnicas de elaboración usadas. El aglomerante puede estar presente
en aproximadamente 8-10% en peso de la envoltura,
aunque puede estar presente en aproximadamente el 5% o menos en peso
de la envoltura.
La envoltura, aunque no da mucho, si da algo,
humo de corriente secundaria visible, produce ceniza de un color y
calidad aceptables. El artículo para fumar tiene también una línea
de combustión visible que avanza a lo largo del artículo y permite
al fumador determinar si el artículo está encendido y observar el
proceso de fumar. La línea de combustión visible puede formarse como
resultado del calentamiento del aglomerante orgánico a temperaturas
en las que el aglomerante se degrada térmicamente para producir una
coloración de chamuscado marrón/negra. Alternativamente, pueden
incluirse en la composición de envoltura compuestos de cambio de
color. Pueden incluirse también colorantes que dan a la envoltura
un color distinto de blanco. Estos colorantes pueden cambiar también
el color a medida que tiene lugar el calentamiento, proporcionando
una línea de combustión visible, por ejemplo,
CuSO_{4}.5H_{2}O.
La naturaleza del aglomerante seleccionado
determinará también la permeabilidad de la envoltura exterior. Se ha
encontrado que aglomerantes tales como carboximetilcelulosa sódica y
alginato de propilenglicol son particularmente eficaces para
producir una envoltura exterior suficientemente permeable para
mantener la combustión del origen combustible dentro de la
envoltura. El último aglomerante dio el exterior más permeable para
la misma composición de
envoltura exterior. El tiempo de hidratación de algunos aglomerantes puede representar una parte en la determinación de la eficacia de los aglomerantes. Los aglomerantes fuertes entendidos convencionalmente tales como hidroxipropilcelulosa pueden usarse en niveles más bajos para aumentar la permeabilidad de la envoltura, pero esto ha de equilibrarse frente a la resistencia de la envoltura.
envoltura exterior. El tiempo de hidratación de algunos aglomerantes puede representar una parte en la determinación de la eficacia de los aglomerantes. Los aglomerantes fuertes entendidos convencionalmente tales como hidroxipropilcelulosa pueden usarse en niveles más bajos para aumentar la permeabilidad de la envoltura, pero esto ha de equilibrarse frente a la resistencia de la envoltura.
El plastificante puede estar presente en la
envoltura en hasta el 20% en peso de la misma. El plastificante
está presente preferiblemente en aproximadamente el 10% o menos,
preferiblemente el 5% o menos, en peso de la envoltura. El
plastificante puede ser glicerol, propilenglicol o, por ejemplo,
grasas o aceites de bajo punto de fusión. Dependiendo del método de
producción seleccionado para las envolturas, el plastificante puede
estar ausente de la composición de envoltura. El plastificante ayuda
en las etapas de secado de la envoltura para impedir el torcimiento
de la forma, particularmente si el medio de secado es calor
directo, por ejemplo, aire caliente. Otros métodos de preparación
de la envoltura se indican en la solicitud PCT en tramitación junto
con la presente de los inventores. Estos métodos se incorporan aquí
como referencia. La cantidad de plastificante, aglomerante u otro
material de carga orgánico afecta a la apariencia de la línea de
combustión, es decir, el ancho de la línea de combustión, y la
cantidad de corriente secundaria visible del artículo.
Preferiblemente, el ancho de la línea de combustión es no mayor de
10 mm, es preferiblemente no más de 5 mm y más preferiblemente está
entre 2 y 3 mm de ancho. El ancho de la línea de combustión depende
de la composición del material quemable en el artículo.
Con el fin de que la invención pueda entenderse
fácilmente y llevarla a efecto fácilmente se ejecutaron los
siguientes ejemplos para ilustrar la invención y aspectos de la
misma.
Se produjeron materiales de carga preparando
diversas mezclas constituidas por diversas proporciones de polvo de
cacao, carbono, glicerol, alginato de propilenglicol (PGA) como
aglomerante, y creta como material de carga inorgánico. En la
siguiente Tabla 2 se dan detalles completos de las composiciones.
La mezcla, cuando estuvo hidratada, se insertó en una jeringa que
tenía una boquilla circular de 1 mm de diámetro y se extruyeron
cordones del material de carga en láminas de plástico. Los cordones
se dejaron secar en aire a temperatura ambiente durante la
noche.
Se prendió fuego a cordones simples del material
de carga con un encendedor para ver si la composición era
combustible. Puede verse que, para una composición de cacao y
aglomerante de aproximadamente el 10% en peso de la mezcla seca cada
uno, se requiere al menos aproximadamente 3% de glicerol para
mantener la combustión. Puede verse también que el material de
carga no arde a los niveles puestos como ejemplo sin nada de polvo
de cacao.
La Tabla 2 da también una indicación de que puede
haber una relación entre la proporción de polvo de cacao y glicerol
en el material de carga que se requiere para producir un material
de carga quemable. Esta relación se investiga más en la Tabla 3 del
Ejemplo 2.
Se produjo un cierto número de composiciones de
material de carga como se indica en la siguiente Tabla 3. Las
muestras 20-22 se secaron por diversos métodos:
secado en aire a temperatura ambiente durante la noche, secado en un
horno a 70ºC durante la noche, secado extruyendo en un baño de
etanol de etanol de calidad de laboratorio estándar para separar
moléculas de agua por barrido, o extruyendo en un baño que contenía
una solución de cloruro cálcico 1 M (acuosa) durante 10 segundos,
separando el extruido, y permitiéndole después secarse al aire.
Ninguna de estas muestras ardió con las composiciones seleccionadas.
Como contraste, cuando se sustituye perlita por creta como carga
inorgánica en las muestras 23-25, la mezcla es más
combustible. De los tres métodos de secado ensayados para estas
muestras, sólo el secado usando el método del cloruro cálcico impide
la combustión. Las muestras 25 y 23 secada en aire y secada con
etanol respectivamente arden ambas. Claramente, algunas cargas
inorgánicas con las composiciones seleccionadas son más preferibles
que otras.
En la tabla, NaALG significa alginato sódico.
Se produjeron diversas composiciones de material
de carga como se detalla en la Tabla 4. Con el fin de determinar el
efecto del aglomerante en la aceptabilidad del gusto del humo, se
probaron diversos aglomerantes en una mezcla seca por lo demás
constante. Se incorporó también en todas las muestras un agente
saporífero en un nivel del 4% en peso de la mezcla seca.
En la tabla, HPC significa hidroxipropilcelulosa
y SCMC significa carboximetilcelulosa sódica.
Como puede verse en la Tabla 4, todas las
composiciones eran combustibles. La valoración del sabor indica el
aglomerante preferido. Una valoración de 1 es el sabor del humo más
preferido. Una valoración de 7 es el sabor del humo menos
preferido.
Con el fin de valorar las entregas de humo de
artículos para fumar que contenían carga fumable según la presente
invención, se insertaron cordones de material de carga en una
envoltura preextruída sustancialmente no combustible. Se usaron
suficientes cordones de material de carga para proporcionar un
artículo para fumar bien empaquetado. En la práctica, pueden
insertarse 15-20 cordones de 1 mm de diámetro en
una envoltura que tenga un diámetro interno de aproximadamente 7,0
mm. Las composiciones de los cordones se indican en la siguiente
Tabla 5. Se usaron en los cordones cuatro composiciones de gusto
diferentes, como se indica: los Gustos 2 y 4 eran café y regaliz
respectivamente. Los Gustos 1 y 3 incluyen proporciones de café y
regaliz.
La envoltura sustancialmente no combustible era
de 10 g de alginato sódico (calidad Kelvis - suministrado por Kelco
International) hidratado en 200 ml de agua mientras se desmenuzaba
en un mezclador de alimentos Crypto Fearless durante 1 hora, y se
añaden 90 g de perlita (calidad PO5), que se había molido
previamente hasta un tamaño de partículas \leq 120 \mum a la
mezcla de aglomerante/agua con agitación constante durante una hora
más. Se extruyó la pasta a través de un troquel de torpedo de un
extrusor de pistón para dar un tubo por encima de 69 mm de longitud
y 0,5 mm de espesor de pared. El tubo se extruyó en una solución de
1 litro de cloruro cálcico (acuosa) 1 M, se reiró después de 10
segundos, se dejó secar en aire durante la noche a temperatura
ambiente, se cortó hasta una cierta longitud y se le incorporó un
filtro. Se insertaron en la envoltura cordones de material de carga
extruído. Podían insertarse aproximadamente 18 cordones.
La siguiente Tabla 5 muestra las composiciones
del origen de combustible, es decir, material de carga, y los datos
de humo generado por cigarrillos fabricados a partir de las
envolturas llenadas así cuando se incorporan a un elemento
filtrante de estopa de acetato de celulosa fibroso de 27 mm de
longitud que tenía una caída de presión de aproximadamente 70 mm de
columna de agua. Los artículos para fumar se fumaron en condiciones
de fumar de máquina estándares de una bocanada de 35 cm^{3} de 2
segundos de duración cada minuto hasta una longitud de colilla,
incluyendo filtro, de 35 mm.
Los resultados muestran que los artículos para
fumar producen una gran cantidad de humo y que hay un alto contenido
de agua y glicerol hacia el humo.
La Tabla 6 muestra la composición, condiciones de
fabricación y rendimientos de humo de polvo de cacao extruido
espumado que contenían barras de combustible. Se usó como medio de
expansión polisacárido almidón de maíz pregelatinizado con
hidroxipropilcelulosa como aglomerante, creta como carga inorgánica
y glicerol como plastificante. Los materiales en polvo se mezclaron
en seco y se alimentaron a un extrusor Clextral BC21. Se alimentó
agua al tambor del extrusor con un caudal en litros por hora, al
igual que glicerol (en una solución acuosa 50:50).
En las Tablas, los sólidos totales (en gramos) es
el peso de la mezcla seca, incluyendo glicerol.
Aguas abajo del troquel del extrusor había medios
de transporte que comprendían una cuchilla (o cuchillas) de aire y
un par cooperante de cintas sin fin estriadas. Las cintas estriadas
eran manejables para sacar el extruído del troquel del extrusor a
cualquier velocidad escogida. Así, se consigue por este método el
arrastre, permitiendo el alargamiento de los productos. Se cortan
longitudes de 64 mm de material mediante un cortador rotativo. Puede
conseguirse cierto secado del producto en el procedimiento aguas
abajo antes de cortar en longitudes de barra mediante una soplante
de aire, situada aguas debajo de la cuchilla de aire y aguas arriba
del medio de transporte.
Con el fin de proporcionar una caída de presión
de la barra aceptable, algunas muestras de barra requerían un
procedimiento de manipulación adicional aguas abajo para producir
una caída de presión más aceptable.
Las longitudes de barra de cacao espumada de 64
mm se fumaron después sin envoltura de ninguna clase en condiciones
de fumar de máquina estándares sin un elemento filtrante
incorporado a ellas.
Se hicieron mediciones de la temperatura de pico
estática de la brasa de un cierto número de artículos para fumar
mediante la técnica estándar usando termografía infrarroja. Se
extruyeron cintas de las mezclas no espumadas descritas en la Tabla
7 a temperatura y presión ambiente a través de un troquel de cintas
de 1 cm de ancho y ½ mm de espesor de un extrusor de pistón. Se
prendió fuego a estas cintas y se les dejó arder lentamente en aire
estático. Los porcentajes dados en la Tabla 7 son en peso total de
los ingredientes del material de carga fumable. El aglomerante es
alginato de propilenglicol.
La Tabla 7 muestra que el glicerol parece tener
poca influencia en la temperatura de combustión de materiales de
carga basados en cacao o en carbono. Como contraste, un aumento de
la cantidad de cacao en el material de carga fumable parece
aumentar la temperatura de combustión del material de carga,
aparentemente hacia un valor limitante. También se ve un aumento
relativamente pequeño de la temperatura de combustión al aumentar
el carbono en el material de carga. En ambos gráficos, los
materiales de carga fumables basados en cacao presentan una
temperatura de combustión media considerablemente más baja que la
presentada por carbono. Por supuesto, el carbono se asocia
fácilmente como material combustible en muchos artículos para fumar
alternativos.
Los estudios de los inventores han mostrado
también que hay un área de combustión relativamente localizada para
materiales de carga fumables basados en cacao, en comparación con
una zona de combustión más ancha para materiales de carga basados
en carbono. El cacao, por tanto, presenta ventajas sobre la bien
conocida procedencia de combustible carbono de otros artículos para
fumar alternativos.
En los siguientes Ejemplos 7 y 8 se prepararon
materiales combustibles mezclando los ingredientes sólidos en
partículas en un mezclador de alimentos. Se añadieron los
componentes líquidos mientras se agitaban rápidamente los
componentes sólidos, con el fin de asegurar un mezclado completo.
Después de añadir todo el agua, se agitó la mezcla durante 30
minutos para permitir al aglomerante suficiente tiempo para
completar la hidratación. La suspensión resultante se coló en un
tambor rotativo de acero inoxidable calentado que se mantuvo a una
temperatura de 105ºC. Se introdujo la suspensión en el tambor a
través de una ranura de 0,75 mm de ancho. El material en lámina seco
se recogió del tambor en forma de lámina acondicionada al 60% de
humedad relativa durante la noche y se desmenuzó a través de una
trituradora de oficina. Los cordones resultantes eran similares en
tamaño a cordones de tabaco.
La Tabla 8 muestra el efecto de añadir aceite a
un material combustible como combustible adicional o usar aceite
como material combustible añadido a un sustrato sustancialmente
inorgánico. Las muestras se reunieron después en cigarrillos
envueltos en papel de 84 mm de longitud, con un filtro de acetato de
celulosa de 27 mm y boquilla de 32 mm. Se fumaron después los
cigarrillos en condiciones de fumar de máquina ISO estándar, en las
que se toma cada minuto una bocanada de 35 cm^{3} de una duración
de 2 segundos hasta una longitud de colilla de 35 mm. Las entregas
de humo se obtuvieron gravimétricamente usando una almohadilla
filtrante Cambridge.
Los materiales combustibles ofrecen un mecanismo
de control adicional para entregas de humo, particularmente en
términos de su efecto diluyente.
De la manera descrita antes, se produjo y fumó un
material combustible que comprendía un residuo extraído de un
material de origen, a saber, polvo de cacao y/o una proporción de
manteca de cacao, o el propio extracto solo. Las formulaciones y
resultados se dan en la Tabla 9. La Muestra 6 contenía un residuo
tras extracción con agua acidificada, la Muestra 7 contenía el
residuo después de extracción con alcohol y la Muestra 8 contenía
el residuo tras extracción con hidróxido sódico acuoso 1 M. La
Muestra 9 era el extracto del propio polvo de cacao tras extraer con
ácido cítrico acuoso 1 M.
Puede verse que el material de origen actúa como
una procedencia de combustible, así como el propio extracto.
Proporcionan también un mecanismo para controlar la entrega de humo
en términos de su efecto en las características de acción de fumar
de artículos para fumar que contienen tal material de carga.
El material combustible de la presente invención
presenta buenas características de sabor y gusto, temperaturas de
combustión de pico estáticas más bajas, menor humo de corriente
secundaria y una zona de combustión más localizada. Todos estos
aspectos son mejoras sobre materiales sustitutos de tabaco
propuestos antes o materiales de carga fumables alternativos. Las
características de humo de corriente secundaria bajo pueden
aumentarse mediante una selección cuidadosa de la envoltura de
cigarrillo utilizada en el artículo para fumar.
(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (17)
1. Un material de carga fumable de un artículo
para fumar alternativo que comprende como material combustible una
proporción de un material de plantas, no de tabaco, cuyo material
es uno o más de un material que tiene al menos inicialmente alto
contenido de grasa o alto contenido de aceite, siendo el material
el polvo o punta de un grano u otro fruto de la planta, la semilla,
flor o nuez de la planta, o el aceite, grasa, manteca o ácido graso
derivado de una parte de tal material que tiene alto contenido de
grasa o alto contenido de aceite, en el que dicho material de carga
comprende del 5% al 50% de material que tiene alto contenido de
grasa o alto contenido de aceite, del 25% al 80% de carga inorgánica
no combustible, del 5% al 25% de aglomerante, del 2% al 30% de
fuente generadora de aerosol, del 0 al 30% de medio de expansión y
del 0 al 10% de carbono.
2. Un material de carga fumable según la
reivindicación 1ª, en el que el extracto de dicho material de
plantas y/o el residuo tras la extracción es un material
combustible adecuado.
3. Un material de carga fumable según la
reivindicación 1ª, en el que el material de carga del artículo para
fumar comprende además una carga orgánica.
4. Un material de carga fumable según las
reivindicaciones 1ª ó 2ª, en el que el material que tiene alto
contenido de grasa o alto contenido de aceite es grano de cacao o
polvo de punta.
5. Un material de carga fumable según las
reivindicaciones 1ª ó 2ª, en el que el material que tiene alto
contenido de grasa o alto contenido de aceite es, o se deriva de,
uno o más entre palma, coco, maíz, cacahuete, oliva, girasol, soja,
sésamo, cartamo, algodón, shea, aguacate, colza, linaza, tung,
aceite de ricino, germen de trigo o lino.
6. Un material de carga de artículo para fumar
que comprende un material combustible no de tabaco, siendo el
material combustible un material que tiene al menos inicialmente
alto contenido de grasa o alto contenido de aceite, siendo el
material el polvo o punta de un grano u otro fruto de la planta, la
semilla, flor o nuez de la planta, seleccionándose el material del
grupo constituido por grano de cacao o polvo de punta, palma, coco,
maíz, cacahuete, oliva, girasol, soja, sésamo, cartamo, algodón,
shea, aguacate, colza, linaza, tung, aceite de ricino, germen de
trigo o lino, y una fuente generadora de aerosol, siendo la fuente
generadora de aerosol un compuesto orgánico semivolátil o volátil,
en el que la interacción entre la proporción del material
combustible y la fuente generadora de aerosol controla
sustancialmente la combustibilidad del material de carga
fumable.
7. Un material de carga fumable según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el aceite,
grasa, manteca o ácido graso derivado de dicho material que tiene
alto contenido de grasa o alto contenido de aceite se añade a
material que tiene alto contenido de grasa o alto contenido de
aceite sin tratar, un extracto del mismo, el residuo extraído de él
u otro material de sustrato.
8. Un material de carga fumable según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el
material combustible es menos del 35% en peso de los materiales
secos.
9. Un material de carga fumable según la
reivindicación 1ª, en el que el material inorgánico no combustible
se selecciona del grupo constituido por creta, perlita,
vermiculita, tierra de diatomeas, sílice coloidal, óxido de
magnesio, sulfato magnésico u otros materiales de carga inorgánicos
no combustibles de baja densidad.
10. Un material de carga fumable según la
reivindicación 1ª, en el que dicha carga orgánica es una sal
orgánica de un ácido orgánico o material polisacárido.
11. Un material de carga fumable según la
reivindicación 1ª, en el que dicho aglomerante es un aglomerante
orgánico seleccionado del grupo que comprende un aglomerante
celulósico o derivado celulósico, un aglomerante algínico o
pectináceo, una goma o un gel, o un aglomerante no combustible
inorgánico, tal como silicato potásico, óxido de magnesio en
combinación con silicato potásico o algunos cementos, y mezclas de
ellos.
12. Un material de carga fumable según la
reivindicación 1ª, en el que la fuente generadora de aerosol
comprende medios formadores de aerosol seleccionados del grupo
constituido por alcoholes polivalentes, propilenglicol,
trietilenglicol, glicerol, ésteres o hidrocarburos de alto punto de
ebullición.
13. Un material de carga fumable según la
reivindicación 1ª, en el que dicho medio de expansión adecuado se
selecciona del grupo constituido por almidón, pululán u otros
polisacáridos, incluyendo derivados de celulosa, agentes de
formación de espuma sólidos, sales inorgánicas y ácidos orgánicos
que proporcionan agentes gaseosos in situ, agentes gaseosos
orgánicos, agentes gaseosos inorgánicos y agentes de formación de
espuma líquidos volátiles.
14. Un material de carga fumable según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el
material que tiene alto contenido de grasa o alto contenido de
aceite inicial se somete a extracción y sólo una porción del
material extraído se recombina con el material de origen.
\newpage
15. Un material de carga fumable según la
reivindicación 7ª, en el que el material de sustrato comprende
material de tabaco.
16. Un artículo para fumar que comprende carga
fumable según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
el que dicho material de carga se envuelve en una envoltura de
papel o en una envoltura sustancialmente no combustible que
comprende principalmente material de carga inorgánico no
combustible, un aglomerante y/o un plastificante, y opcionalmente
una pequeña cantidad de fibra.
17. Un artículo para fumar según la
reivindicación 16ª, en el que dicha carga inorgánica no combustible
es en partículas.
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