ES2234695T5

ES2234695T5 - Artículo de fumar que comprende una envoltura que contiene un material cerámico

Info

Publication number: ES2234695T5
Application number: ES00977742T
Authority: ES
Inventors: Alison Bushby; Kevin Gerard Mcadam; Nicholas Leslie Timms
Original assignee: British American Tobacco Investments Ltd; British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2013-02-11
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: AR026923A1; ES2234695T3; US20020189625A1; RU2002118337A; CA2382926C; AU766938B2; CN100342806C; AU1537701A; EP1237428B2; CN1407860A; JP2003515356A; WO2001041590A1; JP4620313B2; CZ301581B6; MXPA02005692A; DE60018459D1; PL203192B1; ZA200202744B; KR20020060257A; PT1237428E

Abstract

Un artículo de fumar que comprende un material de envoltura que envuelve un material de fumar de tabaco, comprendiendo la envoltura una carga cerámica, un aglutinante, opcionalmente un aditivo de combustión y opcionalmente un agente mejorador de la ceniza, estando dicha carga cerámica en forma de partículas presente dentro del intervalo de 50-95% en peso de los materiales secos en la suspensión que produce la envoltura, caracterizado porque dicha carga cerámica es una carga cerámica en forma de partículas de forma predefinida y dicha envoltura tiene una estructura auto-portante porosa.

Description

Artículo de fumar que comprende una envoltura que contiene un material cerámico

El invento se refiere a artículos de fumar y en particular, pero no exclusivamente, a cigarros.

Durante años se han llevado a cabo numerosos intentos para proporcionar un artículo de fumar que presente cantidades reducidas de humo secundario. Muchos de estos intentos han sugerido la utilización de materiales de fumar que no eran de tabaco, tales como materiales de fumar que incorporan materiales inorgánicos en suspensión que no son combustibles y que, producen por sí mismos una baja cantidad de productos de combustión. La reciente solicitud de patente internacional de los inventores, nº de publicación WO 96/07336 describía un artículo de fumar que tenía una elevada proporción de material inorgánico no combustible y que comprendía una envoltura considerablemente no combustible a lo largo de la longitud completa del material cilíndrico de fumar y que envolvía una fuente de combustible y un medio generador de aerosol. No obstante, esta aplicación se refiere de manera específica a materiales de fumar que no contienen o no contienen considerablemente tabaco, y por lo tanto a su contenido elevado de material inorgánico. Se ha comprobado que, cuando envuelve un material de fumar de tabaco, la envoltura de esta descripción resulta un tanto ineficaz a la hora de mantener la combustión. Las condiciones de las máquinas de fumar estándar son una aspiración de 35 ml de dos segundos de duración por minuto.

La solicitud de patente internacional, nº de publicación WO 98/16125 describe materiales tubulares cerámicos reutilizables que requieren adición mecánica de porosidad para la provisión de rendijas cubiertas con un material poroso. Estos materiales tubulares no se apagan y normalmente requieren un conducto de aire anular entre el material tubular y el inserto de tabaco para que se produzca la combustión. Una realización comprende un tejido cerámico fibroso que tiene permeabilidad natural, en contacto con el inserto de tabaco. El tejido no es combustible y se requiere un material de tejido poroso que permita la entrada de aire al interior de inserto de tabaco y, por tanto, la combustión del inserto de tabaco dentro del material tubular. Este tejido no se apaga. Otra realización describe una hoja tubular de material fibroso que se calcina ligeramente para retirar el material aglomerante, creando así porosidad. De nuevo, esta variación en el material tubular cerámico no experimenta combustión ni se apaga tras la etapa de calcinación y es reutilizable.

Incluso más recientemente, la solicitud de patente internacional, nº de publicación WO 99/53778 describía un material de tratamiento de la corriente de humo secundaria del cigarro fabricado a partir de una hoja de componentes activos no combustibles tratados durante su fabricación para proporcionar una estructura porosa capaz de afectar a la corriente de humo secundaria. El material de tratamiento comprende un material absorbente hidrófobo que tiene una porosidad importante y un gran tamaño de micro-poros, es decir, un material que tiene una superficie específica elevada capaz de absorber material en forma de partículas. Preferiblemente, el material de hoja contiene un compuesto que libera oxígeno que mejora el tratamiento de oxidación de los componentes adsorbidos. El material de fumar que se encuentra dentro de este material de hoja es picadura de tabaco. Este producto trabaja absorbiendo el material de humo en fase de vapor y produciendo una combustión más minuciosa de ese material en un entorno de oxígeno mejorado. También existe filtración química selectiva la corriente de humo secundaria. El material de tratamiento de la corriente de humo secundaria de este documento no se apaga a medida que se produce la acción de fumar, de forma que el producto no presenta un aspecto convencional durante la acción de fumar.

El objeto de los documentos descritos de la técnica anterior no es proporcionar una envoltura que imite de manera aproximada las propiedades convencionales de formación de ceniza del cigarro.

La solicitud de patente de EE.UU. número 4 915 117 describe un cigarro que tiene una hoja fina para contener tabaco. En una realización, la hoja se forma revistiendo o impregnando un papel con un adhesivo inorgánico y secando la hoja resultante para formar un papel que tiene una capa cerámica. El documento de la técnica anterior describe una envoltura que requiere un material de papel para proporcionar soporte para la capa cerámica formada de este modo.

Este invento tiene como objeto la provisión de un artículo de fumar que contiene un material de fumar convencional y una envoltura no convencional que comprende una proporción de material no combustible, ardiendo la envoltura con una línea de fuego visible que avanza a lo largo de la longitud del artículo de fumar durante la acción de fumar.

El invento tiene como otro objeto la provisión de un artículo de fumar que tiene características de formación de ceniza considerablemente normales, siendo la ceniza susceptible de ser retirada mediante técnicas de fumar normales, es decir mediante sacudidas por parte del consumidor o apagando el artículo de fumar.

El invento también tiene como otro objeto proporcionar una envoltura que no requiera envejecimiento mediante tratamiento térmico con el fin de producir una estructura porosa. La envoltura del presente invento puede secarse para retirar la humedad pero no se caliente por encima de 280ºC. El calentamiento por encima de 150ºC no resulta deseable, ya que la envoltura se decolora. Tal envoltura se conoce como “envoltura cerámica cruda”. Según se emplea en la presente memoria “envoltura cerámica cruda” significa una envoltura que no se calienta por encima de 100ºC en ninguna etapa de su fabricación.

El invento tiene como otro objeto la provisión de una envoltura que no requiera tratamiento mecánico para proporcionar la porosidad que la envoltura necesita para que se produzca la combustión.

El presente invento proporciona un artículo de fumar que comprende un material de envoltura que envuelve un material de fumar de tabaco, conteniendo la envoltura una proporción de una carga cerámica de forma predefinida, un aglutinante, opcionalmente un aditivo de combustión y opcionalmente un agente mejorador de la ceniza.

La forma predefinida de la carga cerámica es una forma que cuando se mezcla con un aglutinante en la envoltura, ésta tiene una estructura porosa autónoma y cuando se quema durante la acción de fumar la envoltura pierde su integridad estructural. De manera ventajosa, la envoltura es una envoltura cerámica cruda.

De acuerdo con el invento, el material cerámico es un material en forma de partículas.

Preferiblemente, la forma predefinida de la carga cerámica es esférica o considerablemente esférica, oval o considerablemente oval, u otra forma irregular que se aproxime a ellas.

De manera ventajosa, la carga cerámica tiene un tamaño de partículas dentro del intervalo de 2-90 !m, más preferiblemente 2-75 !m e incluso más preferiblemente 25-70 !m. Preferiblemente, el tamaño medio de partículas es mayor que 30 !m, más preferiblemente mayor que 35 !m e incluso más preferiblemente mayor que 40 !m. Parece ser que un tamaño medio de partículas de alrededor de 50 !m es altamente ventajoso. El tamaño de partículas preferido puede lograrse moliendo una carga cerámica apropiada que tenga un tamaño mayor de partículas por debajo del intervalo ventajoso y/o tamaño preferido.

La carga cerámica tiene una forma de partícula regular o irregular distinta de la forma de plaqueta. De manera ventajosa, la carga cerámica es un óxido de metal insoluble o de baja solubilidad o una sal de metal. Preferiblemente, la carga cerámica es un óxido de metal estable térmicamente o una sal de metal. La carga cerámica puede ser uno o más de alúmina, sílice, un alumino-silicato, carburo de silicio, óxido de zirconio estabilizado o no estabilizado, zirconio, granate, feldespato, u otros materiales conocidos por los expertos y que tengan el tamaño de partículas necesario u otros materiales cerámicos apropiados que hayan sido molidos hasta obtener el tamaño o la forma necesarios.

De acuerdo con el invento, la carga cerámica está presente en un intervalo de 50-95%, preferiblemente 70-90% y más preferiblemente 70-87,5% en peso de los materiales secos en la suspensión que produce la envoltura.

De manera ventajosa, la carga cerámica no es una suspensión activada, y por lo tanto tiene una superficie específica reducida, aunque las cargas cerámicas activadas funcionan en el presente invento.

Preferiblemente, el aglutinante es un aglutinante orgánico que se escoge entre uno o más de un alginato, tal como alginato de calcio, alginato de propilen-glicol, una goma, una celulosa (modificada o natural), una pectina o aglutinante pectínico, almidón, o sales de metales de los grupos I ó II de estos aglutinantes, tales como carboximetilcelulosa de sodio o alginato de sodio.

Además o de manera alternativa, el aglutinante puede ser de manera ventajosa un aglutinante inorgánico capaz de cementar las partículas de la carga cerámica. Preferiblemente, el aglutinante inorgánico es un material inorgánico activado. El aglutinante inorgánico puede ser uno o más de alúmina activada, silicato de aluminio, silicato de magnesio o una arcilla inerte.

Preferiblemente, el aglutinante inorgánico tiene un tamaño de partículas dentro del intervalo de 2-90 !m, más preferiblemente dentro del intervalo de 2-50 !m e incluso más preferiblemente dentro del intervalo de 2-15 !m. De manera apropiada, el aglutinante inorgánico es hidrófobo.

Preferiblemente, el aglutinante se encuentra presente en más de 2% en peso de los materiales secos en la suspensión que produce la envoltura, y preferiblemente se encuentra presente dentro del intervalo de 3-30%, más preferiblemente <20% y incluso más preferiblemente < 10% en peso de los materiales secos en la suspensión. Del modo más preferido el aglutinante está dentro del intervalo de 3-10%. La cantidad de carga cerámica y aglutinante que se escoge dependerá de las propiedades aglutinantes del aglutinante seleccionado.

Normalmente, el aditivo de combustión se encuentra presente en la envoltura en un peso que es mayor que el visto en las envolturas de papel. Preferiblemente, el aditivo de combustión está presente dentro del intervalo de 1-15% en peso de los materiales secos en la suspensión utilizada para producir la envoltura y más preferiblemente es <10% e incluso más preferiblemente <5%. Preferiblemente, el aditivo de combustión es un promotor de combustión. Aditivos de combustión apropiados pueden escogerse entre una o más de las sales de metales de los grupos I ó II tales como acetatos, citratos y otros promotores de combustión conocidos por los expertos.

El aditivo de combustión se escoge para dar las mejores características de combustión y el color de ceniza más aceptable durante la acción de fumar. El aditivo de combustión puede ser un residuo del (de los) agente de precipitación escogido(s) y descrito(s) anteriormente.

El agente mejorador de la ceniza está presente para proporcionar medios de conexión o medios de mejora de empaquetamiento entre las partículas de la carga cerámica. El invento tiene como objetivo la provisión de una envoltura que no se apaga y que forma ceniza como un artículo de fumar convencional. Los componentes de la envoltura, y en particular la carga cerámica y el agente mejorador de la ceniza, tienen un tamaño de partículas y/o forma tal que su combinación proporciona la resistencia necesaria a la envoltura antes de la combustión pero pierde tal resistencia durante la combustión, con el fin de proporcionar una formación de ceniza aceptable a partir de los productos quemados.

De manera apropiada, el agente inorgánico mejorador de la ceniza tiene una morfología de plaqueta y se encuentra mezclado con la carga cerámica con el fin de controlar la permeabilidad, la resistencia de la formación de ceniza, el color y las propiedades de combustión. El agente mejorador de la ceniza es opcional pero, de manera ventajosa está presente en la envoltura dentro del intervalo 0-5%. Materiales que tienen morfología de plaqueta apropiada en comparación con la forma más redondeada de la carga cerámica incluyen uno o más de mica, tiza, perlita, arcillas, tales como por ejemplo vermiculita, caolinitas y talcos. Estos materiales podrían también resultar apropiados como carga cerámica, dado que pueden molerse hasta el tamaño y la forma apropiados.

De manera alternativa, el agente mejorador de la ceniza puede ser un material con un tamaño de partículas tan pequeño que sus partículas conectan los huecos entre las partículas más grandes de la carga cerámica.

En otra alternativa, de manera ventajosa el agente mejorador de la ceniza es un material que eleva el pH de la suspensión que forma la envoltura. Materiales apropiados capaces de elevar el pH de la suspensión de 8 a alrededor de 10 incluyen sales de carbonato e hidróxido de metales del grupo I ó II.

De manera ventajosa, la envoltura es permeable y preferiblemente tiene una permeabilidad menor que 200 unidades Coresta (UC) y está preferiblemente dentro del intervalo de 2-100 UC. Más preferiblemente, la permeabilidad de la envoltura está dentro del intervalo de 5-50 UC y puede ser menor que 10 UC.

La envoltura debe tener una densidad de 0,5-3,0 g/cm3, preferiblemente 0,8-1,20 g/cm3 y más preferiblemente del orden de alrededor de 1,0 g/cm3 y debe tener una resistencia a la tracción capaz de aguantar la manipulación. De manera ventajosa, la envoltura es capaz de mantener un espesor dentro del intervalo de 0,2 a 0,6 mm.

De manera ventajosa, la envoltura se forma como un tubo de la manera descrita en la solicitud anterior de los inventores WO 96/07336.

La envoltura puede formarse produciendo una suspensión espesa de los componentes de la envoltura, revistiendo la suspensión alrededor del mandril rotatorio, y retirando el exceso de humedad empleando medios físicos o químicos. De manera alternativa, la suspensión puede moldearse en forma de lámina sobre un tambor o moldeador de banda,

o someterse a extrusión en forma de tubo hueco, a través de un cabezal de boquilla “torpedo”, por ejemplo, que tiene una sección central sólida, o someterse a extrusión como material laminado. La suspensión puede pulverizarse, revestirse o proyectarse sobre un montaje de combustible/aerosol con forma apropiada.

De manera apropiada, el proceso de extrusión se lleva a cabo a una presión que no afecte negativamente sobre la permeabilidad de la envoltura y que de manera apropiada no sea mayor que 3-4 bares (300-400 kPa) en la boquilla de extrusión de un dispositivo de extrusión de pistón, por ejemplo, y a no más de 9 bares (900 kPa) para un dispositivo de extrusión de husillo APV Baker Perkins. Para el proceso de extrusión, puede ser necesario que ocurra la formación de espuma a la salida de la boquilla con el fin de producir la estructura celular, en cuyo caso debe ejercerse una presión mayor, en boquilla, al tiempo que se conserva la permeabilidad.

Tras la extrusión o el revestimiento, la fracción extruída hueca o el mandril revestido se somete de manera apropiada a calentamiento a la salida de la boquilla para eliminar el exceso del humedad. La suspensión de envoltura puede comprender un aglutinante activado térmicamente, tal como silicato de potasio, óxido de magnesio

o hidroxipropilcelulosa a temperaturas por encima de 40-50ºC, por ejemplo. Al someter a calentamiento el mandril revestido o la fracción extruída hueca, el calor activa el aglutinante haciendo que la envoltura precipite. El calentamiento por medio de infra-rojos o microondas resulta ventajoso como calentamiento directo, por ejemplo, la utilización de dispositivos de insuflado de aire caliente puede afectar a la forma de la fracción extruída, especialmente a temperaturas mayores que 100ºC.

La extrusión puede llevarse a cabo empleando un dispositivo de extrusión de husillo sencillo o doble, un dispositivo de extrusión de pistón o una bomba de suspensión.

De manera apropiada, la envoltura tiene un espesor dentro del intervalo de 0,1-1,0 mm, aunque 2-3 mm puede resultar deseable. El espesor requerido depende del peso y de la permeabilidad de la envoltura. De esta forma, puede proporcionarse una envoltura fina y densa o una envoltura gruesa de baja densidad, dependiendo de la composición de los materiales de la envoltura.

Métodos de precipitación alternativos para la envoltura incluyen la utilización de sustancias captadoras de agua. Estas sustancias retiran el agua de la suspensión de envoltura, haciendo en realidad que ésta se seque. Por ejemplo, el óxido de magnesio ligero puede encontrarse en la mezcla de suspensión de envoltura hasta 45% en peso de los componentes de la suspensión secos, dependiendo del tiempo de residencia en el dispositivo de extrusión y de la temperatura del dispositivo de extrusión. La adición de óxido de magnesio también puede producir de manera ventajosa una reducción visible de efectos secundarios. De manera alternativa, el material de la envoltura puede someterse a extrusión en un baño de etanol, u otra sustancia fuertemente hidrófila, captando el etanol el agua de la fracción extruída. Otra alternativa es la precipitación de un alginato insoluble a partir de alginato soluble en la envoltura extruída. Esto puede lograrse, por ejemplo, sometiendo a extrusión un tubo hueco de, por ejemplo, un material de envoltura que contenga alginato de sodio en un baño de electrolito(s) simple(s), por ejemplo, una disolución de cloruro de calcio 1,0M. Los iones de sodio son sustituidos por los iones de calcio y hacen que la fracción extruída precipite extremadamente rápido. En los dos últimos métodos, puede llevarse a cabo la pulverización del agente de captación de agua sobre la fracción extruída o sobre la lámina de envoltura en lugar de introducir la fracción extruída en el baño.

Se han empleado disoluciones de iones divalentes o trivalentes; una combinación preferida ha sido la utilización de alginato de sodio en el tubo extruído y una disolución de ion de calcio en el baño. La sal más comúnmente empleada para precipitar alginatos, por ejemplo, es la sal de cloruro de calcio. No obstante, esta sal retarda la velocidad de combustión de la envoltura de tubo y, en este invento, resulta más preferida la sal de acetato.

Se puede lograr algo de precipitación añadiendo una cantidad subcrítica de un agente de precipitación al barril de extrusión, a continuación precipitando completamente la estructura aumentando la cantidad de agente de precipitación después de la extrusión. Otros métodos de precipitación incluyen la precipitación de la fracción extruída en un baño de electrolito altamente iónico o en una sustancia inmiscible con el agua que no disuelva al alginato.

Otro método incluye, como se ha mencionado brevemente con anterioridad con respecto a los aglutinantes, la utilización de un alginato convencionalmente insoluble como material aglutinante haciéndolo soluble con el agente de solubilizante y a continuación precipitando la estructura de la envoltura mediante la retirada del agente solubilizante o mediante la adición de un agente de captación.

Estos métodos pueden utilizarse de manera secuencial, por ejemplo la envoltura puede precipitarse mediante la precipitación de un alginato soluble que contiene el material de la envoltura en un baño que contiene iones de calcio. Posteriormente, la fracción extruída puede pasarse a un baño de agente de captación de agua, tal como etanol, y a continuación calentarse para eliminar los residuos líquidos. De manera alternativa, tras la precipitación, la envoltura puede secarse empleando los métodos descritos anteriormente.

Estos métodos son particularmente eficaces para lograr una buena forma de la fracción extruída, debido a la velocidad de reacción y a la ausencia de reducción de volumen en los procesos, en particular en las etapas de secado.

La envoltura puede tener una estructura rígida, aunque los inventores han encontrado que puede producirse envolturas flexibles empleando como aglutinante alginato de sodio, que a continuación se precipita para formar alginato de calcio y a continuación se seca lentamente. La flexibilidad resulta ventajosa en términos de solidez mejorada del producto durante la manipulación a máquina y manual.

El tiempo de precipitación de la envoltura cuando se forma como tubo extruído resulta crítico y depende de la combinación del catión y del anión, la fuerza de la disolución en la el tubo se somete a extrusión y el tiempo de residencia del tubo en el baño del ión.

También pueden incorporarse a la envoltura compuestos que reducen los efectos secundarios, tal como el óxido de magnesio, con el fin de mejorar la reducción de los mismos.

El material de fumar del invento puede ser de manera apropiada picadura de tabaco y puede ser una mezcla convencional de picadura de hoja y tallo con o sin una parte de tabaco expandido. Los tabacos de combustión rápida, tal como Maryland o Virginia modificado, pueden ser tabacos preferidos para su utilización en el presente invento, con el fin de mantener una velocidad de combustión aceptable, aunque el Virginia sin modificar y las mezclas de tabaco de EE.UU. se han mostrado satisfactorios por separado en el presente invento.

Preferiblemente, el artículo de fumar comprende al menos 50% de picadura de hoja, más preferiblemente 60% e incluso más preferiblemente 70%.

De manera alternativa, la velocidad de combustión del artículo de fumar se aproxima al intervalo requerido ajustando la cantidad de aditivo de combustión junto con las otras características de la envoltura y la composición del material de fumar o mezcla.

El material de fumar puede incluir de manera apropiada una parte de tabaco, de productos que no son tabaco, sus mezclas o cualquiera de los anteriores a los que se les ha añadido un material generador de aerosol. Estos materiales pueden ser tabaco reconstituido o materiales de fumar alternativos, incluyendo cualquiera de los materiales de fumar alternativos descritos en el documento WO 96/07336, y en particular las fuentes de combustible que contienen carbono descritas en sus páginas 15-18, los medios generadores de aerosol de sus páginas 19-22 y las fuentes de combustible generador de aerosol de sus páginas 22-24; WO 97/32491, en particular el material de suspensión descrito en sus páginas 2-6; WO 97/32492, en particular el material descrito en sus páginas 2-4; WO 97/32490, en particular el material descrito en sus páginas 2-6; y WO 98/57556 (un material de fumar que comprende un generador de aerosol que no es un poliol, hasta 20% en peso de tabaco, un aglutinante en no más de 20% en peso y no menos de 30% de suspensión inorgánica), incorporándose todos en su totalidad en la presente memoria como referencia. La proporción de material de fumar reconstituido o alternativo puede ser de 10-100% en peso del material de fumar.

Preferiblemente, el material de fumar se envuelve en una envoltura interna, tal como un material envolvente poroso

o un papel de fumar poroso. La envoltura interna mantiene el contacto estrecho del carbón de llama con la envoltura externa. Por tanto, el cilindro de material de fumar tiene un diámetro ligeramente inferior al diámetro interno de la envoltura del artículo de fumar. La envoltura interna puede incorporar una cantidad de carbono en forma de partículas para mejorar la combustión. De manera alternativa, puede incorporarse otros agentes mejoradores de la combustión.

Preferiblemente, la envoltura interna tiene una permeabilidad mayor que 6.000 UC y más preferiblemente mayor que

12.000 UC. La porosidad de la envoltura interna está determinada en cierto modo por la necesidad de que sea capaz de pegar la envoltura interna sin que se produzca percolación del pegamento a través de la envoltura.

De manera ventajosa, los artículos de fumar de este invento puede utilizarse en combinación con filtros fibrosos de acetato de celulosa convencionales. También pueden emplearse filtros dobles o triples que incorporan carbono.

El invento se describirá a continuación, a modo de ejemplo, por medio de sus dibujos en forma de diagrama, en los que:

La Figura 1 muestra un artículo de fumar de acuerdo con el invento y,

La Figura 2 muestra el tiempo de combustión libre del control de Virginia (Línea 2) y del prototipo (Línea 1).

El artículo de fumar 1 comprende un cilindro de tabaco 2 envuelto en una envoltura 3 y unido a un filtro fibroso de acetato de celulosa 4.

La envoltura 3 del artículo de fumar se prepara produciendo una pasta viscosa que comprende 10% de alginato de sodio (aglutinante orgánico), 82,5% de alúmina (carga cerámica) que tiene un tamaño medio de partículas de 45 !m, 2,5% de carbonato de calcio (agente inorgánico mejorador de la ceniza) y 5% de citrato de tri-potasio (aditivo de combustión) en una mezcla total de 100 g y a continuación mezclando con 60 ml de agua. La pasta se somete a extrusión empleando un dispositivo de extrusión de pistón a través de una boquilla de extrusión torpedo de 7,5 mm de diámetro externo en una disolución de acetato de sodio 0,75 M. El tubo extruído se deja en la disolución durante un período de 10-60 segundos, se retira, se corta hasta la longitud deseada y a continuación se seca al aire en una habitación acondicionada a 60% de humedad y 22ºC sobre un soporte de tamaño apropiado. El tubo tiene una circunferencia de alrededor de 23,5 mm y un espesor de pared de alrededor de 0,5 mm. El contenido de humedad del cilindro seco es de alrededor de 2%.

Mientras tanto, se envolvió mecánicamente el cilindro de tabaco 2 que contenía una mezcla de tabaco Virginia en una envoltura porosa de 12.000 UC, para producir un cilindro de tabaco envuelto con un diámetro externo que garantizaba el contacto estrecho del cilindro con las paredes internas de la envoltura extruída externa.

Se prepararon los siguientes ejemplos empleando dos mezclas de tabaco diferentes envueltas en una envoltura de papel convencional de 80 UC como controles. Se emplearon las mismas mezclas en el cilindro de material de fumar envuelto en la envoltura interna con la envoltura externa no convencional descrita anteriormente. Todos los artículos de fumar tenían una longitud de 57 mm con cilindros de filtro fibroso de acetato de celulosa de 27 mm.

EJEMPLO 1

Se produjeron cigarros prototipo y de control como se ha descrito anteriormente. La Tabla 1 muestra el peso de tabaco y las circunferencias del cilindro de tabaco.

TABLA 1 Las cantidades de humo principales para estos cigarros se presentan en la Tabla 2 a continuación.

Código de cigarro: Peso de tabaco quemado (g) Circunferencia del cilindro de tabaco (mm)

Control de USB: 585 24,5

Prototipo de USB: 344 19

Control de Virginia: 585 24,5

Prototipo de Virginia: 344 19

TABLA 2

Cantidades de humo principal (mg/cig): Control de USB Prototipo de USB Control de Virginia Prototipo de Virginia

TPM: 15,85 19,17 15,49 17,49

NFDPM: 12,12 12,6 12,53 11,12

NHFDPM: 10,5 10,83 11,88 10,35

Agua: 2,5 5,5 1,74 5,48

Nicotina: 1,23 1,07 1,22 0,95

Glicerol: 1,14 1,01 0 0

Triacetina: 0,48 0,76 0,65 0,77

Número de chupadas: 6,4 5,7 6,9 5,6

TPM = materia en forma de partículas total NFDPM = materia seca en forma de partículas libre de nicotina NHFDPM = materia seca en forma de partículas libre de humectante de nicotina Las cantidades de humo secundario para cada cigarro se muestran en la Tabla 3 a continuación. La Tabla 4 también

10 muestra el cambio en porcentaje en el humo secundario entre los cigarros de control y los prototipos. El número negativo indica la reducción en porcentaje comparada con el control. TABLA 3

Cantidades de humo secundario (mg/cig): Control de USB Prototipo de USB Control de Virginia Prototipo de Virginia

TPM: 3,44 2,59

NFDPM: 25,1 2,6 25,6 2,2

Nicotina: 1,48 5,21 1,18

CO: 46,6 28,9 51,2 25,5

CO2: 362 275 404 218

TABLA 4

Componente de humo secundario: % de cambio entre el control de USB y el prototipo % de cambio entre el control de Virginia y el prototipo

NFDPM: -89,6 -90,9

CO: -38 -50,2

CO2: -24 -46

Nicotina: -77,4

Los resultados muestran que existe un descenso sorprendente de las cantidades de los componentes de humo secundario en comparación con el producto envuelto de manera convencional. Puede obtenerse una descenso de

5 90% en HFDPM. Existe una utilización más eficaz del tabaco y, aunque se quema menos tabaco, las producciones de alquitrán principal son coherentes con el producto de aroma completo. De esta forma, hay oportunidades de diseño de producto para emplear mucho menos tabaco en los productos de menor producción o en los productos de aroma completo.

EJEMPLO 2

10 También se produjo otra formulación para la envoltura preparada de la misma manera y comprendía 7% de alginato de sodio y 3% de hidroxipropilcelulosa, (aglutinantes orgánicos), 20% de alúmina activada (aglutinante inorgánico), 63,5% de alúmina calcinada (carga cerámica) que tenía un tamaño medio de partículas de 50 !m, 1-5% de carbonato de calcio (agente inorgánico mejorador de la ceniza) y 5% de acetato de potasio (aditivo de combustión).

Empleando esta envoltura, se produjo un cilindro de tabaco que contenía la misma mezcla de tabaco Virginia y 15 envoltura porosa que se ha mencionado previamente.

Los datos de humo principal y secundario se muestran en la Tabla 5 a continuación, en comparación con el cigarro de control de mezcla de tabaco Virginia (como el empleado anteriormente).

TABLA 5

Componentes de humo: Cantidades de humo principal en el Prototipo de Virginia II (mg/cig) Cantidades de humo secundario (mg/cig)

TPM: 15,71 2,19

NFDPM: 8,94 2,01 (-92,1)

NHFDPM: 8,91

Agua: 5,71

Nicotina: 1,02 0,38 (-92,7)

Glicerol: 0,00

Triacetina: 0,02

Número de chupadas: 7,20

CO: 40,11 (-21,6)

CO2: 397,64

20 Los números entre paréntesis son los porcentajes de reducción en las cantidades de humo secundario en comparación con el control Virginia en la Tabla 3.

La Figura 2 muestra el tiempo de combustión libre de los artículos de fumar de acuerdo con el invento. El tiempo de combustión libre es similar a del producto convencional, siendo de alrededor de 10 minutos. La velocidad de

combustión del producto del invento es inferior a la del control. La velocidad de consumo del tabaco es similar tanto para el prototipo del ejemplo 1 como para el control Virginia.

Los artículos de fumar producidos tenían una ceniza que podía retirarse fácilmente en condiciones normales de la acción de fumar y era de color aceptable.

5 El mecanismo de reducción secundaria del presente invento es mediante atrapamiento mecánico de las partículas de humo secundario. Principalmente, se atrapa la fase acuosa de partículas del humo secundario.

Una ventaja sorprendente del presente invento es que las cantidades de humo secundario logradas son al menos de un orden comparable con las cantidades de humo secundario de un material de fumar que no contiene tabaco y que se encuentra envuelto en su envoltura, a pesar del contenido de tabaco del material de fumar. Por tanto, se consigue

10 una filtración importante de los componentes de humo secundario.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Un artículo de fumar que comprende un material de envoltura que envuelve un material de fumar de tabaco, comprendiendo la envoltura una carga cerámica, un aglutinante, opcionalmente un aditivo de combustión y opcionalmente un agente mejorador de la ceniza, estando dicha carga cerámica en forma de partículas presente dentro del intervalo de 50-95% en peso de los materiales secos en la suspensión que produce la envoltura, caracterizado por que dicha carga cerámica es una carga cerámica en forma de partículas de una forma predefinida, que cuando se mezcla con el aglutinante en la envoltura, dicha envoltura tiene una estructura auto-portante porosa, y cuando se quema cuando se fuma la envoltura pierde su integridad estructural y donde la carga cerámica tiene una forma de partículas regular o irregular, que no es forma de plaqueta.
2.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha envoltura es una envoltura cerámica cruda.
3.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la forma predefinida de la carga cerámica es esférica o considerablemente esférica, oval o considerablemente oval, u otra forma irregular que se las aproxime.
4.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que dicha carga cerámica tiene un tamaño de partículas dentro del intervalo 2-90 !m.
5.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha carga cerámica tiene un tamaño de partículas dentro del intervalo 2-75 !m.
6.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicha carga cerámica tiene un tamaño de partículas dentro del intervalo 25-70 !m.
7.

El artículo de fumar de acuerdo con 6, en el que el tamaño medio de partículas de dicha carga cerámica es mayor que 30 !m.
8.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el tamaño medio de partículas de dicha carga cerámica es mayor que 35 !m.
9.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicho tamaño medio de partículas es de alrededor de 50 !m.
10.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga cerámica es un óxido de metal insoluble o de baja solubilidad o una sal de metal.
11.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicha carga cerámica es uno o más de alúmina, sílice, un alumino-silicato, carburo de silicio, óxido de zirconio estabilizado o no estabilizado, circonio, granate, feldespato u otros materiales similares que tengan el tamaño de partículas necesario u otros materiales cerámicos apropiados que hayan sido molidos para dar lugar al tamaño o forma necesarios.
12.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga cerámica está presente dentro del intervalo 70-90%.
13.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga cerámica está presente dentro del intervalo 70-87,5%.
14.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha carga cerámica no es una carga activada.
15.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho aglutinante es un aglutinante orgánico.
16.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 15, en el que dicho aglutinante orgánico es uno o más de un alginato, tal como alginato de calcio, alginato de propilenglicol, una goma, una celulosa (modificada o natural), una pectina o un aglutinante pectínico, almidón, o sales de metales del Grupo I ó II de estos aglutinantes, tal como carboximetilcelulosa de sodio o alginato de sodio.
17.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho aglutinante es un aglutinante inorgánico.
18.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 17, en el que dicho aglutinante inorgánico es un material inorgánico activado.
19.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho aglutinante está presente en un intervalo de 2-30% en peso de los materiales secos en la suspensión.
20.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 19, en el que dicho aglutinante está presente dentro del intervalo de 3-10%.
21.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho aditivo de combustión está presente dentro del intervalo de 1-15% en peso de los materiales secos en la suspensión utilizada para producir la envoltura.
22.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 21, en el que dicho aditivo de combustión está presente dentro del intervalo de 2-5%.
23.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 22, en el que dicho aditivo de combustión se escoge entre uno o más de sales de metales del Grupo I ó II tales como acetatos, citratos.
24.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho agente mejorador de la ceniza está presente en la envoltura dentro del intervalo de 0-5%.
25.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 24, en el que dicho agente mejorador de la ceniza es uno o más de mica, tiza, perlita o arcillas.
26.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha envoltura tiene una permeabilidad <200 Unidades Coresta (U.C.).
27.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 26, en el que dicha envoltura tiene una permeabilidad dentro del intervalo 5-50 U.C.
28.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha envoltura tiene una densidad dentro del intervalo 0,5-3,0 g/cm3.
29.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho tabaco es picadura de tabaco que comprende picadura de hoja y tallo.
30.

El artículo de fumar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el dicho tabaco comprende uno o más de material de tabaco reconstituido, material que no es tabaco o materiales de fumar alternativos.
31.

El artículo de fumar de acuerdo con la reivindicación 22, en el que dicho aditivo de combustión es un promotor de combustión.