ES2213544T3 - Filtro para cigarrillo y cigarrillo con filtro. - Google Patents
Filtro para cigarrillo y cigarrillo con filtro.Info
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Abstract
Un filtro (4) para un cigarrillo (2), que comprende un conjunto de: un núcleo cilíndrico de filtración (10); una vaina tubular de filtración (12), que rodea a dicho núcleo (10); y, entre dicho núcleo (10) y dicha vaina (12), conductos (16) espaciados circunferencialmente alrededor de dicho núcleo (10) y que se extienden continuamente entre los extremos abiertos en los dos extremos del conjunto.
Description
Filtro para cigarrillo y cigarrillo con
filtro
El presente invento se refiere a un filtro para
un cigarrillo, y a un cigarrillo con filtro en un extremo que usa
un filtro.
Es conocido un filtro para cigarrillo que tiene
un conducto central axial que se extiende a través del mismo, o que
tiene una pluralidad de conductos que se extienden axialmente en la
parte periférica del mismo.
En uso, esta clase de filtro descarga parte del
humo del cigarrillo directamente al fumador a través del conducto
(o conductos). Este humo sin filtrar se esparce localmente en la
boca del fumador, y por ello el fumador disfruta no sólo de una
sensación suave al fumar, sino también del aroma o sabor
originales del cigarrillo, siempre que exista una proporción
apropiada entre la cantidad de humo no filtrado descargado
directamente al fumador a través del conducto (o conductos) y la de
humo filtrado descargado al fumador a través del material del
filtro.
Esta proporción de cantidades de humo está
influida en gran parte por el tamaño del conducto central (o por el
número y disposición de los conductos periféricos), y la
resistencia axial al flujo de aire del material del filtro. Por
tanto, es deseable facilitar el control de esta proporción.
Especialmente, es importante la cantidad de humo no filtrado
descargado directamente al fumador para proporcionar al fumador el
sabor y el aroma originales del cigarrillo.
El humo no filtrado en el conducto (o conductos)
se puede diluir mediante aire de ventilación introducido desde el
exterior para dar un humo más suave. Sin embargo, es difícil
introducir este aire de ventilación en un conducto central. En un
filtro que tenga conductos situados en o cerca de la superficie
periférica exterior del filtro, se puede introducir aire de
ventilación del exterior directamente a los conductos. Sin embargo,
en este filtro, la introducción directa del aire de ventilación
está destinada a alterar extremadamente la resistencia axial del
filtro al flujo de aire, y a dar un resultado deficiente al fumar;
es difícil controlar con precisión la cantidad de aire de
ventilación (y por tanto la relación de dilución del humo no
filtrado), mientras se mantiene dentro de un intervalo deseado la
resistencia axial al flujo de aire.
El primer objeto del presente invento es
proporcionar un filtro para un cigarrillo y un cigarrillo con un
filtro en un extremo que son apropiados para controlar la
proporción entre la cantidad de humo no filtrado y la del humo
filtrado, y entregar adecuadamente un sabor y un aroma del
cigarrillo. El segundo objeto del presente invento es proporcionar
un filtro para un cigarrillo y un cigarrillo con un filtro en un
extremo, que pueden conservar el sabor y el aroma originales del
cigarrillo y proporcionar un humo más suave.
El primer objeto se consigue mediante un filtro
para un cigarrillo, que comprende un conjunto de: un núcleo
cilíndrico de filtración; una vaina tubular de filtración que rodea
a dicho núcleo; y, entre dicho núcleo y dicha vaina, unos conductos
espaciados circunferencialmente alrededor de dicho núcleo y que se
extienden continuamente entre los extremos abiertos en los dos
extremos del conjunto.
Cuando se fuma un cigarrillo con filtro en un
extremo usando el filtro, parte del humo del cigarrillo pasa a
través del núcleo y la vaina y subsiguientemente se descarga al
fumador. La parte restante del humo se descarga directamente al
fumador a través de los conductos axiales. Puesto que los conductos
están provistos entre el núcleo y la vaina, el humo no filtrado
puede llegar fácilmente al paladar del fumador. Como resultado, aún
una pequeña cantidad de humo no filtrado permite al fumador
disfrutar del sabor y aroma originales del cigarrillo. En otras
palabras, el sabor y el aroma del cigarrillo no son ni demasiado
fuertes ni demasiado suaves, y el fumador puede disfrutar con
satisfacción del aroma y del sabor del cigarrillo.
Es preferible que la vaina tenga un espesor de 1
a 3 mm, que la relación entre el diámetro del núcleo y el espesor
de la vaina sea de 0,7 a 6, y que haya de 3 a 25 conductos.
La resistencia axial al flujo de aire de la vaina
puede ser diferente de la del núcleo, y la primera es
preferiblemente mayor que la segunda. En este caso, la cantidad de
humo que circula en el núcleo es mayor que la que circula en la
vaina.
El segundo objeto del invento se cumple mediante
la adición de medios de introducción de aire al filtro anteriormente
mencionado. El aire de ventilación se introduce a los conductos a
través de la vaina, y diluye el humo que circula en los conductos
para que el filtro proporcione al fumador un humo más suave.
Los conductos pueden estar provistos de
acanaladuras longitudinales en la superficie periférica exterior del
núcleo y/o en la superficie periférica interior de la vaina.
Cuando el núcleo dispone de acanaladuras
longitudinales, éstas pueden proveerse mediante termoformación de
la superficie periférica exterior del núcleo, o bien usando una
envuelta ondulada o un elemento tubular en la superficie periférica
exterior del núcleo; la superficie periférica interior de la vaina
se puede formar por termoformación de la superficie periférica
interior de la vaina, o bien usando una envoltura exterior que rodee
el núcleo. En este caso, los conductos se definen entre las
acanaladuras longitudinales del núcleo y la superficie periférica
interior de la vaina. Se puede comunicar permeabilidad al aire a
ambas superficies periféricas interior y exterior de la vaina, para
que el aire de ventilación circule radialmente en el interior de la
vaina y luego en los conductos.
Cuando la vaina tiene acanaladuras
longitudinales, se pueden proveer éstas mediante la termoformación
de la superficie periférica interior de la vaina, o bien usando
una envoltura ondulada o un elemento tubular en la superficie
periférica interior de la vaina; la superficie periférica exterior
del núcleo se puede formar mediante la termoformación de la
superficie periférica exterior del núcleo o usando una envoltura
que rodee al núcleo. En este caso, los conductos se definen entre
la superficie periférica exterior del núcleo y las acanaladuras
longitudinales de la vaina. Se puede comunicar permeabilidad al
aire a ambas superficies periféricas interior y exterior de la
vaina, o bien se puede comunicar permeabilidad al aire a la
superficie periférica exterior de la vaina y formar orificios en la
vaina en comunicación con las acanaladuras longitudinales; en
cualquiera de los dos casos, el aire de ventilación pasa
radialmente al interior de la vaina desde el exterior, y luego a los
conductos.
Usando una envoltura cilíndrica ondulada entre la
vaina y el núcleo se pueden formar los conductos entre la envoltura
ondulada y la vaina y entre la envoltura ondulada y el núcleo. En
este caso, la envoltura ondulada puede o no puede ser permeable al
aire.
Los conductos se pueden formar en un elemento
tubular que está dispuesto entre el núcleo y la vaina. Se puede
impartir permeabilidad al aire a las superficies periféricas
interior y exterior de la vaina, con orificios en el elemento
tubular que conecten la vaina a los conductos.
Los conductos pueden tener un área total de
sección transversal de 1 a 3 mm^{2}. En este caso, circula en los
conductos una cantidad deseable de humo no filtrado.
El filtro puede incluir un elemento de punta, que
puede comprender un material de filtro. El elemento de punta puede
tener una longitud de 2 a 20 mm, que corresponde en porcentaje
entre el 8 y el 60% de la longitud total del filtro, y una
resistencia axial al flujo de aire de 80 o menos mm H_{2}O/25 mm.
El elemento de punta hace que sea más fácil ajustar la resistencia
al flujo de aire axial de todo el filtro.
El núcleo y la vaina se pueden fabricar de
materiales diferentes o del mismo material. El material del filtro
es preferiblemente estopa de acetato de celulosa.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un
cigarrillo con filtro en un extremo;
La Figura 2 es una vista de un filtro desde un
extremo:
La Figura 3 es una vista en corte longitudinal
del filtro de la Figura 2;
La Figura 4 es una vista desde un extremo de un
filtro de acuerdo con una realización 1;
La Figura 5 es una vista en corte transversal de
la envoltura ondulada de la Figura 4;
La Figura 6 es una vista desde un extremo de un
filtro de acuerdo con una realización 2;
La Figura 7 es una vista desde un extremo de un
filtro de acuerdo con una realización 3;
La Figura 8 es una vista desde un extremo de un
filtro de acuerdo con una realización 4;
La Figura 9 es una vista desde un extremo de un
filtro de acuerdo con una realización 5;
La Figura 10 es una vista desde un extremo de un
filtro de acuerdo con una realización 6;
La Figura 11 es una vista desde un extremo de un
filtro de acuerdo con una realización 7;
La Figura 12 es una vista desde un extremo de un
filtro de acuerdo con una realización 8;
La Figura 13 es un gráfico que muestra los
resultados de una prueba de fumar de un cigarrillo con filtro en un
extremo;
La Figura 14 es un gráfico que muestra los
resultados de una prueba de fumar de un cigarrillo con filtro en un
extremo;
La Figura 15 es una vista en corte transversal
que muestra un ejemplo modificado de la envoltura ondulada;
La Figura 16 es una vista que muestra ejemplos
modificados de un núcleo y una vaina;
La Figura 17 es una vista desde un extremo de un
filtro mostrado como un ejemplo modificado; y
La Figura 18 es una vista que muestra un ejemplo
modificado del cigarrillo con filtro en un extremo.
Refiriéndose a la Figura 1, un cigarrillo con
filtro en un extremo tiene un filtro cilíndrico 4 en un extremo del
mismo. El filtro 4 se une al cigarrillo 2 enrollando un papel 6 de
emboquillar en el filtro 4 y a un extremo del cigarrillo 2. En el
papel 6 de emboquillar se forman unas perforaciones 8. Las
perforaciones 8 se distribuyen en la dirección circunferencial del
filtro 4 para proporcionar permeabilidad al aire al papel 6 de
emboquillar. En lugar de las perforaciones 8, el propio papel 6 de
emboquillar puede ser permeable al aire.
Como puede verse en la Figura 2, el filtro 4
tiene una doble estructura y comprende un núcleo cilíndrico 10 y una
vaina cilíndrica 12 que rodea al núcleo 10. El núcleo 10 y la vaina
12 comprenden material de filtro. Como materiales de filtro se
pueden usar diversas clases de material tales como una estopa o
lámina de fibras de acetato de celulosa, o una hoja de papel, etc.
Preferiblemente, el núcleo 10 y la vaina 12 se hacen de estopa de
fibras de acetato de celulosa. Las resistencias axiales al flujo de
aire del núcleo 10 y de la vaina 12, es decir, las resistencias al
tiro (en adelante RTD) a través del núcleo 10 y de la vaina 12,
pueden ser diferentes entre sí. La RTD de la vaina 12 es
preferiblemente mayor que la del núcleo 10.
El filtro 4 tiene una región limítrofe 14 entre
el núcleo 10 y la vaina 12. En la región limítrofe 14 está formada
una pluralidad de conductos axiales 16. Estos conductos 16 están
distribuidos en la dirección circunferencial del filtro 4 y se
extienden a través de toda la longitud del filtro 4, como se muestra
en la Figura 3.
Preferiblemente, la superficie periférica
exterior de la vaina 12 y la región limítrofe 14 son permeables al
aire.
Cuando el núcleo 10 de diámetro D y la vaina 12
se fabrican de estopa de fibras de acetato de celulosa, el número N
y el área total de sección transversal de los conductos 16 son
preferiblemente de 3 a 25 y de 1 a 3 mm^{2}, respectivamente. El
espesor T de la vaina 12 es preferiblemente de 1 a 3 mm. D/T es
preferiblemente de 0,7 a 6. La RTD total del filtro 4 es
preferiblemente de 80 a 160 mm H_{2}O, con más preferencia de 105
a 135 mm H_{2}O.
Cuando se fuma el cigarrillo con filtro en un
extremo usando el filtro 4, parte del humo del cigarrillo 2 se
descarga directamente al fumador a través de los conductos axiales
16. La parte restante del humo pasa a través del núcleo 10 y de la
vaina 12, y luego se descarga al fumador. El humo no filtrado se
esparce localmente dentro de la boca del fumador. Como resultado,
se puede proporcionar al fumador una sensación adecuada del humo
del cigarrillo 2, aún si la cantidad de humo no filtrado es
pequeña. Por tanto, el fumador puede disfrutar del sabor y del olor
del propio cigarrillo 2.
Parte del alquitrán y de la nicotina contenidos
en el humo que pasa a través del núcleo 10 y de la vaina 12 es
captada por los materiales de filtro del núcleo 10 y de la vaina
12,con lo que se puede proporcionar al fumador un humo suave.
Cuando la superficie periférica exterior de la
vaina 12 y de la región limítrofe 14 son permeables al aire, se
introduce aire de ventilación a la vaina 12 a través de las
perforaciones 8 del papel de emboquillar 6 durante el tiempo que se
fuma el cigarrillo con filtro en un extremo. Una parte del aire de
ventilación se introduce adicionalmente en los conductos axiales 16
a través de la región limítrofe 14. Por tanto, el humo que pasa a
través de los conductos axiales 16 se diluye con el aire de
ventilación, y la sensación de fumar es adicionalmente más suave.
Como resultado, se puede reducir la cantidad de humo no filtrado
descargada al fumador, y además se reducen el alquitrán y la
nicotina descargados al fumador.
La cantidad de aire de ventilación introducido en
el filtro 4 a través de las perforaciones 8, es decir, el grado
V_{F} de ventilación del filtro, es deseablemente del 30% al 80%
del flujo total (incluyendo el humo del cigarrillo 2) aspirado por
el fumador a través del cigarrillo con filtro en un extremo.
Puesto que el filtro 4 tiene la doble estructura
del núcleo 10 y de la vaina 12, es posible determinar
independientemente las RTD y los rendimientos de filtración de humo
del núcleo 10 y de la vaina 12. Como resultado, aumentan los grados
de libertad con respecto a las cantidades de alquitrán y nicotina
descargadas por el cigarrillo con filtro en un extremo.
Se puede controlar también la relación de
dilución del humo que pasa a través de los conductos axiales 16
mediante el ajuste de la RTD de la vaina y de la permeabilidad al
aire de la región limítrofe 14. Adicionalmente, los ajustes del
área total de abertura de las perforaciones 8 y de la permeabilidad
al aire de la superficie periférica exterior de la vaina 12 pueden
controlar también la relación de dilución. De acuerdo con ello, se
puede aumentar mucho el grado de libertad en el control de la
relación de dilución del humo no filtrado.
Los conductos axiales 16 de la región limítrofe
14 se pueden formar mediante acanaladuras longitudinales practicadas
en la superficie periférica exterior del núcleo 10 o en la
superficie periférica interior de la vaina 12. Adicionalmente, se
pueden formar los conductos axiales 16 en un elemento tubular
dispuesto entre el núcleo 10 y la vaina 12.
Aunque el humo no filtrado en los conductos
axiales 16 se puede diluir con aire de ventilación, esto no es
esencial, de tal manera que, por tanto, la superficie periférica
exterior de la vaina 12 y la región limítrofe 14 no son
necesariamente permeables al aire, en cuyo caso se pueden omitir
también las perforaciones 8.
A continuación se explican realizaciones del
filtro, en las que se usa comúnmente estopa de fibras de acetato de
celulosa como material de filtro del núcleo 10 y vaina 12.
Realización
1
En el filtro 4 de la figura 4, la estopa del
núcleo 10 está envuelta en una envoltura ondulada 18. La envoltura
ondulada 18 proporciona una superficie periférica exterior ondulada
al núcleo 10. Por tanto, la superficie periférica exterior del
núcleo 10 tiene una pluralidad de acanaladuras longitudinales 20
que se extienden en la dirección axial del filtro 4. El número de
acanaladuras longitudinales 20 está adecuadamente entre 4 y 17. Las
acanaladuras longitudinales tienen adecuadamente una profundidad de
0,15 a 0,45 mm. Como se muestra en la Figura 5, la envoltura
ondulada 18 se fabrica preferiblemente de un papel laminado que
puede tener una estructura de tres capas. Por ejemplo, el papel
laminado tiene una capa 18c de polietileno y capas 18s de pulpa
laminadas en ambas caras de la capa 18c. El papel laminado se puede
conformar fácilmente en la envoltura ondulada por moldeo térmico. La
envoltura ondulada 18 no se limita a papel laminado. Se pueden usar
varias clases de papel y de otros materiales para la envoltura
ondulada.
Una envoltura exterior 22 que rodea a la
envoltura ondulada forma la superficie periférica interior de la
vaina 12. La envoltura exterior 22 y las acanaladuras
longitudinales 20 definen los conductos axiales 16. Preferiblemente,
la envoltura exterior 22 es permeable al aire. Por ejemplo, la
envoltura exterior puede ser de papel muy poroso (200OCU, es decir,
2.000 unidades Coresta).
La estopa de la vaina 12 está envuelta en una
envoltura obturadora 24 que es permeable al aire. La envoltura
obturadora 24 forma la superficie periférica exterior de la vaina
12. La envoltura obturadora para una varilla de filtro normal se
usa como la envoltura obturadora 24.
Las RTD del núcleo 10 (incluyendo los conductos
axiales 16) de y la vaina 12 en la dirección axial del filtro 4 se
designan respectivamente por las referencias P_{CA} y P_{S}. En
este caso, la relación R1
(= P_{S}/P_{CA}) es de 0,3 a 4,0, y preferiblemente es de alrededor de 2,0. Por ejemplo, cuando la relación R1 es aproximadamente 2, las especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 son respectivamente alrededor de 1,7/38000 (es decir, 1,7 deniers de filamento/38.000 deniers totales); (esto se aplica a expresiones similares que aparezcan más adelante en la presente memoria, a no ser que se especifique lo contrario) y alrededor de 5/55000. Las especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 se pueden seleccionar respectivamente de un intervalo de 1,5/38000 a 5/17000 y un intervalo de 2,5/45000 a 5/55000.
(= P_{S}/P_{CA}) es de 0,3 a 4,0, y preferiblemente es de alrededor de 2,0. Por ejemplo, cuando la relación R1 es aproximadamente 2, las especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 son respectivamente alrededor de 1,7/38000 (es decir, 1,7 deniers de filamento/38.000 deniers totales); (esto se aplica a expresiones similares que aparezcan más adelante en la presente memoria, a no ser que se especifique lo contrario) y alrededor de 5/55000. Las especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 se pueden seleccionar respectivamente de un intervalo de 1,5/38000 a 5/17000 y un intervalo de 2,5/45000 a 5/55000.
Cuando se fabrica el filtro 4 de la Figura 4, la
estopa para el núcleo 10 se envuelve primero en el papel ondulado
de tal manera que se forme una varilla de núcleo. A continuación,
la varilla de núcleo se envuelve adicionalmente en la envoltura
exterior. La estopa para la vaina 12 envuelve la cara exterior de la
envoltura exterior. La estopa para la vaina 12 se envuelve en la
envoltura obturadora de tal manera que se forma una varilla de
filtro. El filtro 4 se puede obtener cortando la varilla de filtro
a una longitud predeterminada.
Realización
2
En el caso del filtro 4 de la Figura 6, la
superficie periférica exterior del núcleo 10 se forma por
termoformación. La termoformación forma una pluralidad de
acanaladuras longitudinales 26 en la superficie periférica exterior
del núcleo 10. Estas acanaladuras longitudinales 26 se extienden
en la dirección axial del núcleo 10.
La vaina 12 tiene una superficie periférica
interior formada por termoformación o por una envoltura exterior de
núcleo. La superficie periférica interior de la vaina 12 es
permeable al aire. La superficie periférica interior de la vaina 12
y las acanaladuras longitudinales 26 definen los conductos axiales
16. La superficie periférica exterior de la vaina 12 se forma
envolviendo la estopa de la vaina 12 en una envoltura obturadora 24
que es permeable al aire, o bien se forma por termoformación. El
filtro 4 de la Figura 6 tiene también la relación anteriormente
mencionada R1 (= P_{S}/P_{CA}).
Cuando la superficie periférica exterior del
núcleo 10 o las superficies interior o exterior de la vaina 12 se
forman por termoformación, son permeables al aire. Por ejemplo, se
puede obtener el filtro 4 de la Figura 6 mediante la utilización de
la técnica de fabricación descrita en el documento USP 4.022.2221,
de tal manera que el filtro 4 tiene el núcleo 10 con las
acanaladuras longitudinales 26 y la vaina 12.
Realización
3
En el caso del filtro 4 de la Figura 7, un
elemento tubular es una región limítrofe entre el núcleo 10 y la
vaina 12. En la superficie periférica exterior del elemento tubular
28 está formada una pluralidad de acanaladuras longitudinales 30.
El elemento tubular 28 se fabrica de una resina sintética tal como
polipropileno, polietileno, etc., o de un polímero biodegradable tal
como acetato, etc.
La vaina 12 tiene una superficie periférica
interior permeable al aire formada por termoformación o mediante
una envoltura exterior alrededor del elemento 28. La superficie
periférica interior de la vaina 12 y las acanaladuras
longitudinales 30 definen los conductos axiales 16. Una envoltura
obturadora o una envoltura formada por termoformación pueden
constituir la superficie periférica exterior 24 de la vaina 12. El
filtro 4 de la Figura 7 tiene también la relación R1 anteriormente
mencionada (= P_{S}/P_{CA}).
El filtro 4 de la Figura 7 se puede fabricar
guiando la estopa para el núcleo 10 en el interior del elemento
tubular 28 junto con el moldeo por extrusión del elemento tubular
28, y luego formando la vaina 12 en el exterior del elemento
tubular 28.
Realización
4
En el caso del filtro 4 de la Figura 8, una
envoltura ondulada 32 que es permeable al aire forma una superficie
periférica interior de la vaina 12. En este caso, una envoltura
formada por termoformación o por una envoltura que sea permeable al
aire forma la superficie periférica exterior del núcleo 10. La
envoltura ondulada 32 se enrolla alrededor de la superficie
periférica exterior del núcleo 10. Por tanto, los conductos axiales
16 están definidos entre la envoltura ondulada 32 y la superficie
periférica exterior del núcleo 10. La estopa de la vaina 12 rodea la
cara exterior de la envoltura ondulada 32, y por termoformación o
con la envoltura obturadora se forma la superficie periférica
exterior 24 de la vaina 12.
Realización
5
En el caso del filtro 4 de la figura 9, por
termoformación se forma la superficie periférica interior de la
vaina 12 con acanaladuras longitudinales. En este caso, por
termoformación o con una envoltura que sea permeable al aire se
forma la superficie periférica exterior del núcleo 10. Las otras
características estructurales del filtro 4 de la figura 9 son
similares a las del filtro de la figura 6.
En el caso del filtro 4 de la Figura 9, las RTD
del núcleo 10 y de la vaina 12 (incluyendo los conductos axiales 16)
se designan respectivamente como referencias P_{C} y P_{SA}. En
este caso, la relación R2
(= P_{SA}/P_{C}) es preferiblemente de 0,2 a 0,4. Por ejemplo, cuando la relación R2 es aproximadamente 0,3, las especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 son respectivamente alrededor de 5/35000 y aproximadamente 7/68000. Se pueden seleccionar las especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 a partir de los respectivos intervalos de 2,8/31000 a 7/34000 y 2,0/36000 a 7/68000.
(= P_{SA}/P_{C}) es preferiblemente de 0,2 a 0,4. Por ejemplo, cuando la relación R2 es aproximadamente 0,3, las especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 son respectivamente alrededor de 5/35000 y aproximadamente 7/68000. Se pueden seleccionar las especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 a partir de los respectivos intervalos de 2,8/31000 a 7/34000 y 2,0/36000 a 7/68000.
Realización
6
En el caso del filtro 4 de la Figura 10, las
acanaladuras longitudinales 30 se forman en la superficie periférica
interior del elemento tubular 28, y cada una tiene un orificio de
comunicación 34 que comunica con la vaina 12. Por tanto, los
orificios de comunicación 34 pueden guiar el aire de ventilación
introducido en la vaina 12 al interior de las acanaladuras
longitudinales 30. Las otras características estructurales del
filtro 4 de la Figura 10 son similares a las del filtro de la
Figura 7.
Realización
7
En el caso del filtro de la Figura 11, por
termoformación o con una envoltura que sea permeable al aire se
forman la superficie periférica exterior del núcleo 10 y la
superficie periférica interior de la vaina 12. Se dispone una
envoltura ondulada 36 entre el núcleo 10 y la vaina 12. La
envoltura ondulada 36 forma los conductos axiales 16 con la
superficie periférica exterior del núcleo 10 y con la superficie
periférica interior de la vaina 12. En este caso, la envoltura
ondulada 36 puede ser permeable al aire o impermeable. Cuando la
envoltura ondulada 36 no es permeable al aire, el humo no filtrado
que pasa a través de los conductos axiales 16 practicados en la
superficie periférica interior de la vaina 12 se diluye con aire de
ventilación, mientras que el que pasa a través de los otros
conductos no se diluye. Por termoformación o con una envoltura
obturadora se forma la superficie periférica exterior 24 de la vaina
12.
Realización
8
En el caso del filtro 4 de la Figura 12, se
dispone un tubo 38 entre el núcleo 10 y la vaina 12, y tiene los
conductos axiales 16 practicados en el mismo. Análogamente al caso
del elemento tubular 28 anteriormente mencionado, el tubo 38 se
fabrica de una resina sintética tal como polipropileno, polietileno,
etc., o de un polímero biodegradable tal como acetato, etc. Los
orificios 40 practicados en el tubo 38 establecen la comunicación
entre los conductos axiales 16 y la vaina 12. Por termoformación o
con una envoltura obturadora se forma la superficie periférica
exterior 24 de la vaina 12.
En este caso, la relación R1 entre las RTD de la
vaina 12 y del núcleo 10 es preferiblemente de alrededor de 2,0. Las
especificaciones de la estopa del núcleo 10 y de la vaina 12 son
respectivamente de 1,5/3800 a 5/17000 y de 2,5/45000 a 5/50000.
El filtro 4 de la Figura 12 se fabrica mediante
la introducción de la estopa para el núcleo 10 en el tubo 38 junto
con el moldeo por extrusión del tubo 38, y formando la vaina 12 en
el exterior del tubo 38.
Las Figuras 13 y 14 muestran los resultados de
una prueba de fumar con respecto a un cigarrillo con filtro en un
extremo que tiene el filtro 4 anteriormente mencionado.
Cuando no existe permeabilidad al aire entre la
vaina 12 y los conductos axiales 16, el grado V_{F} (\medcirc)
de ventilación del filtro apenas varía con el cambio de la RTD
total del filtro 4, como se ve claramente en la Figura 13, y la
descarga de alquitrán (\medcirc) del filtro 4 tampoco varía mucho.
Sin embargo, cuando existe permeabilidad al aire entre la vaina 12
y los conductos axiales 16, el grado V_{F} (\sqsupset) de
ventilación del filtro aumenta cuando aumentan las RTD del filtro 4,
y la descarga (+) de alquitrán se reduce en gran escala.
El aumento en el grado V_{F} de ventilación del
filtro significa que se introduce más aire de ventilación en los
conductos axiales 16 a través de la vaina 12. De ese modo, el humo
no filtrado que pasa a través de los conductos axiales 16 se diluye
más con el aire de ventilación. Como resultado, se reduce la
cantidad del humo no filtrado descargada a un fumador, y disminuye
la cantidad de alquitrán descargada del cigarrillo con filtro en un
extremo.
De acuerdo con ello, es deseable asegurar la
permeabilidad al aire entre la vaina 12 y los conductos axiales 16
y aumentar las RTD del filtro 4, con el fin de reducir la cantidad
de alquitrán descargado. Sin embargo, cuando las RTD del filtro son
excesivamente grandes, al fumador le resulta demasiado difícil dar
una chupada.
La cantidad de alquitrán descargado varía también
mucho de acuerdo con la relación R de resistencias anteriormente
mencionada. Como resultado de la prueba de fumar, se ha confirmado
que la cantidad de alquitrán descargado aumenta cuando lo hace la
relación R de resistencias. Esto se debe a que la RTD del núcleo 10
disminuye, y aumenta la cantidad del humo no filtrado que pasa a
través de los conductos axiales, con lo que se reduce el efecto de
filtración de alquitrán del núcleo 10.
La Figura 14 muestra similarmente la relación
entre la cantidad de alquitrán descargado, el grado V_{F} de
ventilación del filtro, y el área total de la sección transversal
de los conductos axiales 16. Como se ve claramente en la Figura 14,
cuando no existe permeabilidad al aire entre la vaina 12 y los
conductos axiales 16 y se aumenta el área total de la sección
transversal de los conductos axiales 16, se reduce el grado V_{F}
(\medcirc) de ventilación del filtro y aumenta la descarga
(\medcirc) de alquitrán. En contraste con esto, cuando existe
permeabilidad al aire entre la vaina 12 y los conductos axiales 16,
el grado VF (\sqsupset) de ventilación del filtro no varía tanto,
y la descarga (+) de alquitrán aumenta gradualmente incluso si se
aumenta el área total de la sección transversal de los conductos
axiales 16. Por tanto, se puede controlar con gran precisión la
cantidad de alquitrán descargado mediante el ajuste del área total
de la sección transversal de los conductos axiales 16.
Por consiguiente, de acuerdo con el filtro 4 del
presente invento, si se cambian la RTD, la relación R de
resistencias del filtro 4 y el área total de la sección transversal
del conducto axial 16, se puede controlar la cantidad de alquitrán
descargado. Adicionalmente, el grado de libertad de este control es
muy elevado. Como resultado, es posible obtener fácilmente un
cigarrillo con filtro en un extremo que tenga una cantidad de
alquitrán descargado igual o menor que 3 mg, por ejemplo.
De acuerdo con el resultado de la prueba de
fumar, disminuye la relación entre CO y alquitrán (C/T) en el
cigarrillo con filtro en un extremo que tiene el filtro 4, en
comparación con un cigarrillo que tenga un filtro normal en un
extremo.
Como se muestra en la Figura 15, cada una de las
envolturas onduladas 18, 32 y 36 se puede fabricar de un papel de
carbón vegetal en el que las partículas 42 de carbono activado
estén uniformemente distribuidas en el material del papel que es
permeable al aire. Las partículas 42 de carbono activado pueden
estar distribuidas uniformemente dentro de la estopa del núcleo 10
o de la vaina 12, como se muestra en la Figura 16. Las partículas
42 de carbono activado que estén dentro de la envoltura ondulada,
de la vaina o del núcleo, adsorben los componentes en fase vapor
contenidos en el humo del cigarrillo 2.
Se pueden omitir los orificios de comunicación 40
del tubo 38 de la Figura 12, como se muestra en la Figura 17. En
este caso, es imposible introducir aire de ventilación en los
conductos axiales 16 practicados en el tubo 38 para diluir el humo
no filtrado que pasa a través de los conductos axiales. Sin embargo,
el filtro de la Figura 17 tiene ventajas en el sentido de que el
interior del filtro dispone de la estructura doble del núcleo 10 y
la vaina 12.
La Figura 17 muestra solamente un ejemplo en el
que los conductos 16 no están ventilados. En cada una de las
realizaciones de las Figuras 4, 6 a 8, 10 y 11, las superficies
periféricas interiores de la vaina 12 y la envoltura ondulada 18
podrían ser impermeables al aire, y se podrían omitir los orificios
de comunicación 34 del elemento tubular 28. Adicionalmente, cuando
los conductos 16 no tienen ventilación, la superficie periférica
exterior de la vaina 12 puede ser permeable al aire en cada una de
las realizaciones de las Figuras 4 y 6 a 11, y tampoco se requiere
que el papel de emboquillar 6 sea permeable al aire.
Como se muestra en la Figura 18, el filtro 4
puede apoyarse en un elemento de punta 44. Por ejemplo, el elemento
de punta 44 es un elemento de filtro denominado sencillo, formado
envolviendo estopa de fibras de acetato de celulosa en una
envoltura obturadora 46. El elemento de punta 44 está en estrecho
contacto con la cara extrema del filtro 4 lejos del cigarrillo 2, y
tiene una longitud de 2 a 20 mm, que es entre el 8% y el 60% de la
longitud total del filtro 4 y del elemento de punta 44. El elemento
de punta 44 tiene 80 mm H_{2}O/25 mm como la máxima RTD del mismo.
Es deseable que la longitud del elemento de punta 44 sea lo más
corta posible, para conservar la función original del filtro 4. Sin
embargo, si se reduce la RTD del elemento de punta 44, se puede
ajustar la longitud del elemento de punta 44 para facilitar la
fabricación y el ensamble con el elemento 44.
El filtro 4 y el elemento de punta 44 se unen
mediante la conexión de papel para formar un filtro doble. El filtro
doble se conecta al cigarrillo 2 mediante el papel de emboquillar
6. El papel de conexión es permeable al aire cuando tiene que
existir ventilación del filtro.
De acuerdo con el cigarrillo con filtro en un
extremo de la Figura 18, el elemento de punta 44 se añade al filtro
de tal manera que la RTD total del filtro (incluido el elemento de
punta 44) se puede controlar mediante el elemento de punta 44.
Cuando se incluyen partículas 42 de carbono activado dentro del
núcleo 10 y de la vaina 12 del filtro 4, el elemento de punta 44
impide que se caigan las partículas 42 de carbono activado.
Adicionalmente, se puede disponer un elemento de
filtro sencillo o un elemento de filtro de carbón vegetal que
contenga partículas de carbono activado en lugar del elemento de
punta 44 entre el filtro 4 y el cigarrillo 2. Además, el elemento
de punta 44 o el elemento de filtro se pueden disponer
respectivamente en ambos extremos del filtro.
Claims (16)
1. Un filtro (4) para un cigarrillo (2),
que comprende un conjunto de:
un núcleo cilíndrico de filtración (10);
una vaina tubular de filtración (12), que rodea a
dicho núcleo (10); y, entre dicho núcleo (10) y dicha vaina
(12),
conductos (16) espaciados circunferencialmente
alrededor de dicho núcleo (10) y que se extienden continuamente
entre los extremos abiertos en los dos extremos del conjunto.
2. Un filtro (4) de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicha vaina (12) tiene un espesor de 1
a 3 mm, la relación entre el diámetro de dicho núcleo (10) y el
espesor de dicha vaina (12) es de 0,7 a 0,6, y hay de 3 a 25 de
dichos conductos (16).
3. Un filtro (4) de acuerdo con las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que dicha vaina (12) tiene una
resistencia axial al flujo de aire mayor que la de dicho núcleo
(10).
4. Un filtro (4) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene medios
(8) para introducir aire en dichos conductos a través de dicha
vaina.
5. Un filtro (4) de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho núcleo (10)
tiene una pluralidad de acanaladuras longitudinales (20) en la
superficie periférica exterior del mismo, y dichos conductos (16)
están definidos entre las acanaladuras longitudinales (20) y la
superficie periférica interior de dicha vaina (12).
6. Un filtro (4) de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que las acanaladuras longitudinales (20) se
proveen mediante una superficie periférica exterior termoformada de
dicho núcleo (10) o mediante una envoltura ondulada (18) o un
elemento tubular acanalado (28) en la superficie periférica exterior
de dicho núcleo (10).
7. Un filtro (4) de acuerdo con la
reivindicación 6, en el que ambas superficies periféricas interior
y exterior de dicha vaina (12) son permeables al aire.
8. Un filtro (4) de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha vaina (12) tiene una
pluralidad de acanaladuras longitudinales en la superficie
periférica interior de la misma, y dichos conductos están definidos
entre las acanaladuras longitudinales y la superficie periférica
exterior de
dicho núcleo.
dicho núcleo.
9. Un filtro (4) de acuerdo con la
reivindicación 8, en el que las acanaladuras longitudinales se
proveen mediante una superficie periférica interior termoformada de
dicha vaina (12) o mediante una envoltura ondulada (32) o un
elemento tubular acanalado (28) en la superficie periférica interior
de dicha vaina.
10. Un filtro (4) de acuerdo con la
reivindicación 9, en el que ambas superficies periféricas interior
y exterior de dicha vaina (12) son permeables al aire, o la
superficie periférica exterior de dicha vaina (12) es permeable al
aire, y están formados unos orificios (34) en dicho elemento tubular
(28) en comunicación con las acanaladuras longitudinales.
11. Un filtro (4) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que tiene una envoltura
ondulada cilíndrica (36) dispuesta entre dicho núcleo (10) y dicha
vaina (12), estando definidos dichos conductos (16) entre dicha
envoltura ondulada (36) y dicho núcleo (10) y entre dicha envoltura
ondulada (36) y dicha vaina (12).
12. Un filtro (4) de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, que tiene un elemento tubular (38)
dispuesto entre dicho núcleo (10) y dicha vaina (12) y que tiene
dichos conductos (16) practicados en el mismo.
13. Un filtro (4) de acuerdo con la
reivindicación 12, en el que ambas superficies periférica interior
y exterior de dicha vaina (12) son permeables al aire, y están
formados orificios (40) en dicho elemento tubular (38) en
comunicación con dichos conductos (40).
14. Un filtro (4) de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que los conductos (16)
tienen un área total de sección transversal de 1 a 3 mm^{2}.
15. Un filtro (4) de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el conjunto está
alineado longitudinalmente con un elemento cilíndrico (44) de
punta, cuyo elemento (44) de punta tiene (a) una longitud de 2 a 20
mm, que corresponde en porcentaje de 8% a 60% de la longitud
total de dicho filtro (4), y (b) una resistencia axial al flujo de
aire de 80 o menos mm H_{2}O/25 mm.
16. Un cigarrillo con filtro en un extremo que
tiene un filtro (4) como el reivindicado en cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, unido a un cigarrillo (2) mediante
papel (6) de emboquillar que es permeable al aire.
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