ES2332023T3 - Metodo para aromatizar un material en banda que contiene un adsorbente. - Google Patents
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Abstract
Un método para aromatizar un material en banda que contiene adsorbentes que comprende el aplicar un aromatizante a una superficie del material en banda y someter el material a una temperatura mayor de 20ºC durante un periodo de al menos 30 minutos para permitir la adsorción del aromatizante por parte del adsorbente del material en banda.
Description
Método para aromatizar un material en banda que
contiene un adsorbente.
Esta invención se refiere a artículos de fumar
y, en particular, a artículos de fumar que tienen en ellos un
material aromatizante.
Materiales aromatizantes, tales como mentol, han
sido aplicados a artículos de fumar para mejorar las características
del humo y sabor de los mismos. Los materiales aromatizantes han
sido añadidos a los artículos de fumar mediante diversos métodos,
por ejemplo rociando una solución que contiene aromatizante sobre el
tabaco o aplicando material aromatizante a la envuelta del
cigarrillo. Sin embargo, debido a la naturaleza volátil o
semivolátil de muchos materiales aromatizantes, se pierde una
cantidad significativa del material aromatizante por evaporación
durante la fabricación y almacenamiento de los artículos de fumar.
Además, durante el acto de fumar se volatiliza más material
aromatizante en el humo en las bocanadas o chupadas iniciales,
resultando un abastecimiento desigual del material aromatizante
para el consumidor.
Con el fin de evitar pérdida o volatilización
prematura del material aromatizante, han sido utilizadas diversas
substancias para encapsular el material aromatizante. Varias
técnicas de encapsulación de aromatizante implican la encapsulación
de un material aromatizante dentro de un revestimiento de
polisacárido. Por ejemplo, el documento EP 0 490 559 describe un
filamento que comprende un núcleo de material aromatizante y un
aglutinante de polisacárido con un revestimiento de funda de
alginato coextensivo. Sin embargo, es difícil insertar un tal
filamento en un cigarrillo usando maquinaria convencional de alta
velocidad. El control de aromatizante suministrado al consumidor en
etapas específicas durante el acto de fumar es también difícil de
conseguir usando dichos filamentos, debido a la necesidad de
precisar la posición del material aromatizante en el cigarrillo.
Una técnica más de encapsulación para artículos
de fumar implica la encapsulación de un material aromatizante, y la
incorporación de las micro cápsulas en una mezcla de tabaco.
Desventajas de tal técnica implican la dificultad de conseguir una
distribución uniforme de micro cápsulas en los artículos de fumar,
si se desea, o alternativamente la dificultad de situar con
precisión las micro cápsulas en un lugar concreto en un artículo de
fumar.
El material adsorbente que tiene una estructura
micro porosa posee también cualidades de estabilización y es capaz
de retener material aromatizante y permitir que el material
aromatizante sea liberado tras el calentamiento a una temperatura
dada, tal como, por ejemplo, durante el acto de fumar.
El documento US 3.150.668 describe un cigarrillo
que tiene en él un aromatizante para llevar al consumidor el punto
en el que se ha de dejar de fumar. Se emplea un agente de retardo
con el aromatizante para evitar que el aromatizante alcance al
consumidor durante las bocanadas iniciales del cigarrillo. El agente
de retardo es de forma líquida o sólida y puede ser carbón
activado. El aromatizante y el agente de retardo se mezclan
conjuntamente antes de ser incorporados al cigarrillo. Sin embargo,
la mezcla no se sitúa fácilmente en un lugar dentro de un
cigarrillo, particularmente a las elevadas velocidades utilizadas en
la fabricación de cigarrillos.
Se considera ventajoso poder situar de manera
simple y efectiva un material aromatizante estabilizado en un
artículo de fumar y particularmente hacia un extremo de un artículo
de fumar sólo de manera que el consumidor encuentre al fumar una
sensación de sabor, tipificada por el aromatizante o aromatizantes
utilizados, por ejemplo durante la bocanada final o las pocas
bocanadas finales. Idealmente, el mentol, cuando se usa como el
material aromatizante, proporcionará una sensación refrescante y/o
sabor y proporcionará un "acabado de frescor" al
consumidor.
La invención presente proporciona un método para
aromatizar un material en banda que contiene un adsorbente que
comprende la aplicación de un aromatizante a una superficie del
material en banda y sometiendo el material a una temperatura mayor
de 20ºC durante un periodo de al menos 30 minutos para permitir la
adsorción del aromatizante por parte del adsorbente del material en
banda.
Preferiblemente el aromatizante se aplica al
material en banda por unos medios aplicadores de aromatizantes.
Preferiblemente el aromatizante se aplica a la superficie del
material en banda con un chorro de aromatizante. Más
preferiblemente el aromatizante se aplica al material en banda con
una pluralidad de chorros de aromatizante. De manera adecuada la
pluralidad de chorros de aromatizante se aplica al material en banda
en línea o en serie. Cuando se aplica en serie la disposición o
serie comprende dos líneas de chorros de aromatizante, siendo una
de las líneas para compensar los chorros de aromatizante de la línea
adyacente.
De manera apropiada el aromatizante se aplica a
una superficie del material en banda con 1 a 30 chorros de
aromatizante. De manera ventajosa el aromatizante se aplica a una
superficie del material en banda con 4 a 18 chorros de
aromatizante. De manera adecuada cada chorro de aromatizante tiene
una sección transversal que corresponde substancialmente a la forma
de un orificio en los medios aplicadores a través de cual pasa el
aromatizante. Preferiblemente cada chorro de aromatizante está en
forma de filamento y tiene una sección transversal fundamentalmente
circular.
Si el aromatizante es sólido a la temperatura
ambiente, se calienta el aromatizante para mantener dicho
aromatizante en un estado líquido fundido. De manera ventajosa el
aromatizante se calienta a una temperatura de entre 40 a 55ºC. Es
preferible que el aromatizante sea calentado por los medios
aplicadores, en concreto por unos medios de suministro de los
medios aplicadores, siendo los medios de suministro operables para
proporcionar o suministrar aromatizante desde una fuente de
aromatizante hasta una cabeza del aplicador que es operable para
aplicar el aromatizante al material en banda.
De manera adecuada el material en banda es
alimentado desde unos primeros medios de almacenamiento del material
en banda hasta unos segundos medios de almacenamiento del material
en banda. Preferiblemente los primeros y/o segundos medios de
almacenamiento del material en banda comprenden un mandril.
Preferiblemente el material en banda es alimentado desde un mandril
de desenrollamiento hasta un mandril de rebobinado accionado.
Preferiblemente el material en banda es
alimentado a un rodillo guía a lo largo del camino de transporte,
siendo guiado el material en banda por el rodillo de guía a lo largo
del camino de transporte. Más preferiblemente el material en banda
es alimentando a una pluralidad de rodillos guía a lo largo del
camino de transporte.
Preferiblemente el material adsorbente es
carbono, e incluso se prefiere más aun carbono activado. De manera
ventajosa el adsorbente está en forma granular, polvo o
partículas.
Preferiblemente el aromatizante es un
aromatizante volátil o semivolátil. De manera adecuada el
aromatizante está en estado líquido o fundido. Preferiblemente el
aromatizante es uno o más de los tipos de compuestos siguientes:
compuesto hetero-cíclico, hidrocarburo de terpeno,
alcohol, ácido, éster, ketona, lactona, aceite esencial, aldehído,
o mentol. De manera ventajosa el aromatizante es mentol.
Preferiblemente el material en banda es un
material de hoja fibrosa. Más preferiblemente el material en banda
es un material de hoja celulósica o tabaco que contiene material de
hoja. De manera ventajosa el material en banda es papel. El papel
puede ser liso, crepé o de calendario.
El material en banda sufre una fase de
equilibrado después de la aplicación de aromatizante en el mismo,
dicha fase supone el permitir al aromatizante aplicado al material
en banda ser eficazmente adsorbido por el adsorbente dentro del
material en banda. Esta fase es conocida como fase de "dar
volumen" o "curado". Sorprendentemente se ha encontrado que
curando el material en banda durante sólo un periodo relativamente
corto de tiempo a una temperatura por encima de la temperatura
ambiente se produce una adsorción significativamente mejorada del
aromatizante por el adsorbente del material en banda. De manera
apropiada el material en banda se almacena durante un periodo
superior a 96 horas para permitir el equilibrado del aromatizante
dentro del material en banda a una temperatura operable para
promover el equilibrado del aromatizante en el material en banda.
Preferiblemente la temperatura durante la fase de curado es de 25 a
80ºC y una temperatura óptima es la comprendida entre 40ºC y 80ºC.
Es ventajoso que el aromatizante sea adsorbido lo más rápido posible
para minimizar la duración del almacenamiento a una temperatura
elevada. Sin embargo, debido a la naturaleza del material en banda
no es deseable someter el material en banda a altas temperaturas
que pueden carbonizar o descolorear el material en banda. No se
prefieren las temperaturas por encima de 100ºC. Una fase de
envejecimiento también puede ser incluida, en la que el material en
banda se almacena en condiciones ambientales durante un periodo de
tiempo especificado que puede ir desde los 2 días a varios meses.
Preferiblemente la fase de envejecimiento es entre 2 días y 6
semanas.
Alternativamente, en una realización aplicable a
todos los aspectos de la invención, el material adsorbente, como el
carbono activado, puede ser aromatizado previamente y posteriormente
puede constituirse en un material en banda.
Todas las características descritas
anteriormente son aplicables a todos los aspectos de la invención y,
en particular, se han de considerar para aplicar al producto, al
método de fabricación del producto y al aparato.
Con el fin de que el objeto de la invención
pueda ser fácilmente comprendido y llevado a efecto, se hará
referencia ahora, a modo de ejemplo, a los dibujos esquemáticos que
se acompañan, en los cuales:
La figura 1 muestra una sección transversal
longitudinalmente a través de un artículo de fumar de acuerdo con
la invención;
La figura 2 muestra una sección transversal a
través del artículo de fumar de la figura 1, a lo largo de la línea
x-x;
La figura 3 muestra una sección transversal
longitudinalmente a través de un artículo de fumar de acuerdo con
una realización más de la invención;
La figura 4 muestra una sección transversal a
través del artículo de fumar de la figura 3, a lo largo de la línea
y-y;
La figura 5 muestra una sección transversal
longitudinalmente a través de un artículo de fumar de acuerdo con
una realización más de la invención;
La figura 6 muestra un sistema para la
aplicación de un aromatizante a un material en banda de acuerdo con
la invención;
La figura 7 muestra un aparato para aplicar
material en banda a una envuelta de acuerdo con la invención;
La figura 8 muestra una sección transversal a
través de una parte del aparato de la figura 7;
La figura 9 muestra un aparato para aplicar
material en banda a una envuelta de acuerdo con una realización más
de la invención;
La figura 10 muestra un aparato para aplicar
material en banda a una envuelta de acuerdo con una realización más
de la invención;
La figura 11 muestra el suministro de mentol
sobre una base de bocanada a bocanada para un producto de muestra;
y
La figura 12 muestra el perfil o curva de
liberación térmica para mentol adsorbido sobre carbón activado.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 muestra un artículo de fumar (1) de
acuerdo con la invención en sección longitudinal. El artículo de
fumar (1) comprende una barra de material fumable (2) rodeado por
una envuelta de cigarrillo (3). Un filtro (4) está situado el
extremo de boca del artículo de fumar (1). El filtro (4) está
rodeado por una envuelta de tapón (5) y está unido a la barra de
material fumable (2) por un papel de filtro (6), como es usual en
la técnica. El artículo de fumar (1) tiene papel de carbón mentolado
(7) situado en un extremo del mismo. El carbón contenido en el
papel de carbón mentolado (7) estabiliza y retiene el aromatizante
de mentol. El papel de carbón mentolado (7) rodea la circunferencia
completa del artículo de fumar (1). La envuelta de cigarrillo (3)
rodea la barra de material fumable (2) y el papel de carbón
mentolado (7). El extremo en el que está situado el papel de carbón
mentolado (7) corresponde a al extremo de boca del artículo de fumar
(1).
Al fumar, el artículo de fumar (1) es encendido
por un extremo, tal como, por ejemplo, el extremo más alejado del
papel de carbón mentolado (7) y el humo es aspirado a lo largo de la
barra de material fumable (2) hacia el consumidor. Inicialmente,
cuando el humo pasa a lo largo del artículo de fumar (1) no es
liberado aromatizante de mentol desde el papel de carbón mentolado
(7) como consecuencia de que la temperatura del humo es insuficiente
para hacer que sea liberado mentol desde el carbón. Cuando el
artículo de fumar (1) es fumado adicionalmente y la combustión del
carbón avanza a lo largo de la barra de material fumable (2) hacia
el extremo de boca del artículo de fumar (1), el papel de carbón
mentolado (7) es rápidamente calentado por el carbón y la
temperatura es suficientemente elevada para liberar aromatizante de
mentol desde el papel de carbón mentolado (7). En este punto el
consumidor recibe características sensoriales que incluyen el
aromatizante de mentol en ellas.
La figura 2 muestra una sección transversal a
través del artículo de fumar (1) de la figura 1 a lo largo de la
línea x-x, que muestra la envuelta (3) rodeando la
barra de material fumable (2) y el papel de carbón mentolado (7)
que se extiende alrededor de toda la circunferencia de la barra de
material fumable (2) interiormente a la envuelta (3).
La figura 3 muestra un artículo de fumar (1) en
sección transversal longitudinal, en el que una barra de material
fumable (2) está rodeada por una envuelta (3). Un filtro (4) rodeado
por una envuelta de tapón (5) está situado en el extremo de boca
del artículo de fumar (1) y está unido a la barra de material
fumable (2) por un papel de filtro (6). El artículo de fumar (1)
tiene un parche de papel de carbón mentolado (7) situado en un
extremo del mismo. El extremo en el que está situado el papel de
carbón mentolado (7) corresponde al extremo de boca del artículo de
fumar (1). El parche de papel de carbón mentolado (7) se extiende
sólo sobre parte de la circunferencia del artículo de fumar
(1).
La figura 4 muestra una sección transversal a
través del artículo de fumar (1) de la figura 3 a lo largo de la
línea y-y, que muestra la envuelta (3) rodeando la
barra de material fumable (2) y el papel de carbón mentolado (7)
extendiéndose sólo parcialmente alrededor de la circunferencia de la
barra de material fumable (2) interiormente a la envuelta (3).
La figura 5 muestra un artículo de fumar (1) en
sección longitudinal, en el que una barra de material fumable (2)
está rodeada por una envuelta (3). Un filtro (4) rodeado por una
envuelta de tapón (5) está situado en el extremo de boca del
artículo de fumar (1) y está unido a la barra de material fumable
(2) por medio de un papel de filtro (6). El artículo de fumar (1)
tiene un parche de papel de carbón mentolado (7) situado hacia un
extremo del mismo. El extremo hacia el que está situado el papel de
carbón mentolado (7) corresponde al extremo de boca del artículo de
fumar (1). El papel de carbón mentolado (7) está situado a una
distancia del extremo del artículo de fumar (1) correspondiente al
extremo de boca del mismo, de tal manera que el papel de carbón
mentolado (7) está cerca del extremo del artículo de fumar (1), pero
no en el mismo.
Un sistema para producir papel de carbón
aromatizado se muestra en la figura 6. Una bobina de papel de
carbón activado (10) es sostenida por un mandril (11). Un brazo de
freno (12) está adyacente al mandril (11) y permite que el mandril
(11) gire y alimente papel de carbón (13) cuando está bajo tensión.
Cuando el papel de carbón (13) no está bajo tensión, el brazo de
freno (12) actúa contra el tambor del mandril (11). El mandril (11)
es conocido como mandril de "desenrollamiento". El papel de
carbón (13) es alimentado alrededor de cierto número de rodillos de
guía (14) para asegurar que el papel de carbón (13) sea dirigido a
lo largo de la trayectoria correcta. El brazo de freno está
conectado a dos de los rodillos de guía (14a, 14b), cuyos rodillos
de guía permanecen en una posición bajada cuando el papel de
carbón (13) es aflojado y sirven para mantener el brazo de freno
(12) en contacto con el tambor del mandril de desenrollamiento (11).
Cuando el brazo de freno (12) se pone en contacto con el tambor,
impide que gire el mandril de desenrollamiento y alimente papel de
carbón (13) desde el mismo. Esta acción asegura que el papel de
carbón (13) sea mantenido en un estado pretensado y sirve para
evitar que la inercia de la bobina alimente en exceso el papel de
carbón (13). Cuando el papel de carbón (13) está en un estado
pretensado, los dos rodillos de guía (14a, 14b) son elevados por el
papel tensado y sirven para elevar el brazo de freno (12) a
contacto con el mismo, haciendo que el brazo de freno (12) sea
hecho pivotar hacia fuera del tambor del mandril de desenrollamiento
(11) y permitiendo que el papel de carbón (13) sea alimentado desde
el mandril. Se utilizan dos rodillos de guía (14a, 14b) en el
conjunto de brazo de freno para dividir a la mitad la fuerza sobre
el papel en cada punto, reduciendo así el riesgo de rotura
del
papel.
papel.
Un codificador (15) está situado junto al
material en banda. El codificador (15) es un codificador rotativo
por incrementos y contacta el material en banda de tal manera que
el papel de carbón (13) hace que gire una rueda (no mostrada) del
codificador (15). El número de vueltas de la rueda del codificador
(15) permite medir la velocidad de alimentación de papel desde la
bobina y enviar señales desde el codificador (15) hacia un aparato
(16) aplicador de aromatizante. Las señales enviadas desde el
codificador (15) al aparato (16) aplicador de aromatizante hacen
que el aparato (16) aplicador de aromatizante ajuste la aplicación
de aromatizante al papel de carbón (13) de acuerdo con la velocidad
de alimentación del papel de carbón (13).
El aparato (16) aplicador de aromatizante
comprende una cabeza (17) aplicadora de aromatizante, una tubería
(18) de suministro de aromatizante, una bomba (20) de aromatizante y
una fuente (19) de aromatizante situadas en la trayectoria de
transporte del papel de carbón (13). Un aparato apropiado aplicador
de aromatizante es, por ejemplo, el Sistema de Aplicación de Aroma
a Cigarrillos CFA 1000, de C. B. Kaymich & Co. Ltd. El papel de
carbón (13) pasa por debajo de la cabeza (17) aplicadora de
aromatizante, que está conectada mediante la tubería de suministro
(18) a la fuente de aromatizante (19). El aromatizante, tal como,
por ejemplo, mentol, es bombeado por la bomba de aromatizante (20)
desde la fuente de aromatizante (19) en un estado fundido a lo
largo de la tubería de suministro calentada (18) a la cabeza
aplicadora (17). La cabeza aplicadora (17) tiene 8 orificios en el
lado inferior de la misma, a través de los cuales pasa el
aromatizante a encima de una superficie del papel de carbón (13).
La cabeza aplicadora tiene una placa intercambiable que tiene
orificios en ella, siendo posible sustituir la placa por otra placa
que tenga en ella un diferente número/tamaño/diseño de orificios.
El aromatizante es adsorbido en los gránulos de carbón activado del
papel de carbón (13). El papel de carbón aromatizado (21) es
alimentado sobre un rodillo de guía (14) sobre un mandril (22), cuyo
mandril (22) gira para arrollar el papel de carbón aromatizado (21)
alrededor del mandril (22). El mandril (22) es conocido como
"mandril de reenrollamiento". El mandril (22) es accionado por
un motor (23). La velocidad del motor es controlada para mantener
una velocidad constante de material en banda. Cuando a todo el papel
de carbón (13) procedente de la bobina (10) le ha sido aplicado
aromatizante y a sido completamente reenrollado sobre el mandril
(22), al papel de carbón aromatizado le es permitido equilibrarse
para asegurar que el aromatizante esté uniformemente distribuido en
el material en banda, tanto como sea posible. Este procedimiento de
equilibrado es conocido como la etapa de "aumento de volumen"
o "curación". El papel está entonces listo para ser incorporado
a artículos de fumar de acuerdo con la presente invención.
La figura 7 muestra un sistema para aplicar
parches de papel de carbón sobre una envuelta de cigarrillo. El
papel de carbón aromatizado (30) es suministrado desde una bobina
(31) sobre rodillos de guía (32). Un brazo (33) de freno mecánico
de bobina, situado entre la bobina (31) y un rodillo de guía, actúa
para mantener el papel de carbón (30) en un estado pretensado y
sirve para evitar que la inercia de la bobina giratoria (31)
alimente en exceso el papel de carbón (30). El papel de carbón (30)
pasa a lo largo de una trayectoria de alimentación sobre una serie
de rodillos, que incluye un rodillo de dosificación (34) que
controla la velocidad a la que se desplaza el papel de carbón (30).
El rodillo de dosificación (34) está adyacente a un rodillo de
presión (35) que está cargado hacia el rodillo de dosificación (34)
de manera que el rodillo de presión (35) aprieta eficazmente el
papel de carbón (30) y el rodillo de dosificación (34) alimenta el
papel de carbón (30). Un rodillo de guía (seguimiento de papel)
(36) está situado a continuación del rodillo de dosificación (34) y
sirve para asegurar que el material en banda sea alineado
correctamente antes de alcanzar un aplicador de adhesivo (37).
El aplicador de adhesivo (37) es un encolador en
huecograbado que comprende dos rodillos aplicadores (37a, 37b). El
rodillo aplicador inferior (37a) está en contacto con un pocillo de
adhesivo y cuando es hecho girar es revestido de adhesivo
procedente del pocillo de adhesivo. El rodillo aplicador superior
(37b) está en contacto con el rodillo aplicador inferior (37a) y,
por medio de la rotación de los rodillos aplicadores superior e
inferior, es transferido adhesivo desde el rodillo aplicador
inferior (37a) al rodillo aplicador superior (37b). El rodillo
aplicador superior (37b) está también en contacto con el papel de
carbón (30) y permite que el adhesivo sea transferido desde la
superficie del rodillo aplicador superior (37b) a una superficie
del papel de carbón (30). La velocidad de rotación de los rodillos
aplicadores superior e inferior del encolador en huecograbado (37)
están sincronizados, en relación con la propia velocidad del papel
de carbón (30), para asegurar que el adhesivo sea aplicado de
manera exacta al papel de carbón (30). El adhesivo puede ser
aplicado intermitentemente al papel de carbón (30) o puede ser
aplicado de manera continua. Se consiguen modelos variados de
aplicación de adhesivo al papel de carbón (30) alterando la
superficie del rodillo aplicador inferior (37a). Se puede aplicar
adhesivo, por ejemplo, a través de toda la superficie del papel de
carbón (30) o en dos líneas, cada una de 2 mm de anchura, en los
bordes del papel de carbón (30), o separadas aproximadamente 2 mm de
los bordes del papel de carbón (30).
Un segundo rodillo de guía (seguimiento de
papel) (38) está situado delante de un conjunto de cuchillas
rotativo (39) y asegura que el material en banda sea correctamente
alineado con las estaciones de succión en el conjunto de tambor
(40) antes de ser cortado en secciones.
El conjunto de cuchillas rotativo (39) está
situado adyacente a un conjunto de tambor (40) que comprende un
tambor de vacío. El tambor de vacío es rotativo y tiene una fuerza
de succión hacia el interior del mismo y tiene cierto número de
orificios en su superficie para permitir que la fuerza de succión
sea conducida hacia objetos situados en la superficie del tambor de
vacío. El conjunto de cuchillas rotativo (39) comprende seis
cuchillas que giran y cortan a través de la anchura del papel de
carbón (30) contra el conjunto de tambor único (40). El conjunto de
cuchillas rotativo (39) es accionado por ruedas dentadas desde el
conjunto de tambor (40) de tal manera que las cuchillas
corresponden a una de seis posiciones en el conjunto de tambor (40).
Cada una de las seis posiciones en el conjunto de tambor (40)
corresponde a una estación de parche sobre la superficie del tambor
de vacío. La figura 8 muestra un paso circunferencial (42) del
conjunto de tambor (40) y el sentido de desplazamiento del conjunto
de tambor (40) y del conjunto de cuchillas rotativo (39), que tiene
cuchillas en el mismo. Las secciones de papel de carbón (30)
producidas por los cortes coinciden con las seis posiciones en el
conjunto de tambor (40). La velocidad superficial de cada cuchilla
corresponde esencialmente a la velocidad superficial del tambor de
vacío del conjunto de tambor (40). La longitud de los parches de
material en banda es controlada por la velocidad del material en
banda y la velocidad superficial del tambor de vacío, junto con el
paso de estaciones de parches en el tambor de vacío. La siguiente
fórmula se usa para calcular la longitud de parche:
Longitud de
parche = P x
V_{1}/V_{2},
en la
que:
P = paso de estaciones en el tambor de vacío
(mm)
V_{1}= velocidad del material en banda
(m/min)
V_{2}= velocidad superficial del tambor de
vacío (m/min).
\vskip1.000000\baselineskip
Por ejemplo, a una velocidad de 3.000
cigarrillos por minuto, un paso de estación de 114 mm, una velocidad
de material en banda de 90 m/min, y para una longitud de barra de
tabaco de 57 mm,
V_{2} es 3000
x 57/1000 = 171
m/min
Por lo tanto; la longitud del parche es 114 x
90/171 = 60 mm
Después de ser cortado en parches el papel de
carbón (30) es mantenido sobre el tambor de vacío rotativo del
conjunto de tambor (40). El tambor de vacío, que tiene las secciones
de papel de carbón (30) retenidas sobre la superficie exterior del
mismo, gira para permitir la transferencia del papel de carbón (30)
a un papel de cigarrillo (43). El tambor de vacío gira a una
velocidad sincronizada con la velocidad de una cuchilla de la
máquina de fabricación de cigarrillos. Una revolución de la cuchilla
de la máquina de fabricación de cigarrillos da lugar a una envuelta
que se iguala a un cigarrillo único, mientras que una revolución del
tambor de vacío da lugar a una longitud de envuelta equivalente a
doce cigarrillos. Por lo tanto, la velocidad de rotación del tambor
de vacío es un doceavo de la velocidad de la cuchilla de la máquina
de fabricación de cigarrillos, y es igual aproximadamente a la
velocidad de alimentación del papel de cigarrillos.
El papel de cigarrillos (43) es mantenido en una
bobina (44) de papel de cigarrillos, desde cuya bobina (44) el
papel de cigarrillos (43) es suministrado sobre rodillos de guía
(45). Un brazo de freno (46) de bobina actúa para mantener la
tensión del papel de cigarrillos (43), de la misma manera que se ha
descrito anteriormente para el papel de carbón. El papel de
cigarrillos (43) es alimentado a lo largo de una trayectoria de
alimentación de papel que comprende cierto número de rodillos de
guía (45) que sirven para controlar el sentido de alimentación del
papel de cigarrillos (43). Unos medios (47) de seguimiento de papel
se sitúan a lo largo de la trayectoria de alimentación de papel
entre rodillos de guía (45) y permite el control de seguimiento
preciso del suministro del papel de cigarrillos (43). Los medios
(47) de guía de seguimiento de papel pueden ser ajustados para
cambiar la trayectoria del papel de cigarrillos (43), permitiendo
que el papel de cigarrillos (43) sea alineado con las secciones de
papel de carbón transferidas desde el tambor rotativo del conjunto
de tambor (40). Opcionalmente, un precalentador (54) se sitúa para
precalentar el papel de cigarrillos (43) antes de que el papel de
cigarrillos (43) se ponga en contacto con el tambor de vacío
(40).
Cuando el papel de cigarrillos (43) pasa sobre
el conjunto de tambor (40), secciones de papel de carbón mantenidas
sobre la superficie del tambor rotativo son transferidas a la
superficie del papel de cigarrillos (43) que contacta las secciones
de papel de carbón. Las secciones de papel de carbón son
transferidas y retenidas sobre el papel de cigarrillos (43) como
consecuencia del adhesivo de la superficie de las secciones de papel
de carbón. El papel de cigarrillos (43) se pone en contacto con el
conjunto de tambor (40) según un ángulo para permitir que el papel
de cigarrillos (43) esté en contacto con el conjunto de tambor (40)
durante un tiempo largo. El contacto entre el papel de cigarrillos
(43) y el conjunto de tambor (40) es afectado por sus respectivas
posiciones y la tensión del papel de cigarrillos (43), que permite
algún grado de deslizamiento del papel de cigarrillos (43) con
relación al conjunto de tambor (40). Este deslizamiento permite que
sea corregida la posición del parche con relación a la cortada del
artículo de fumar en una máquina de fabricación de cigarrillos. A
continuación de la transferencia de las secciones de papel de carbón
al papel de cigarrillos (43), el papel de cigarrillos (43) pasa
entre un rodillo de alimentación (48) y un rodillo de apriete (49).
El rodillo de alimentación (48) alimenta el papel de cigarrillos
(43) en respuesta a la demanda de la máquina de fabricación de
cigarrillos y es accionado independientemente del conjunto de tambor
y del sistema de alimentación de parches. La presión ejercida sobre
el papel de cigarrillos (43) por el rodillo de alimentación (48) y
el rodillo de apriete (49) ayuda en la adherencia de los parches al
papel de cigarrillos (43). Un elemento amortiguador (50) permite
que ocurran cambios de velocidad entre el rodillo de alimentación
(48) y la máquina de fabricación de cigarrillos. La velocidad del
rodillo de alimentación (48) es regulada para controlar el paso de
parches en el papel de cigarrillos e impide el
"desplazamiento" del parche a lo largo del tiempo, siendo este
el régimen de cambio de la posición relativa del parche a lo largo
del tiempo.
Un sensor (51) está montado inmediatamente antes
de la guarnición (52) de la máquina de fabricación de cigarrillos y
sirve para detectar la posición del parche sobre el papel de
cigarrillo (43) en relación con la cuchilla de corte de la máquina
de fabricación de cigarrillos. La velocidad del conjunto de tambor
(40) puede ser momentáneamente alterada en relación con la
velocidad del papel de cigarrillos (43) para asegurar que el parche
esté en la posición correcta sobre el papel de cigarrillo (43), en
relación con la máquina de fabricación de cigarrillos y por tanto
será correctamente situado en el artículo de fumar acabado. Este
sistema de control acelera automática y momentáneamente el tambor
(40) para efectuar un cambio de posición del parche sobre el papel
de cigarrillos. Un sensor adicional está opcionalmente situado
inmediatamente después del rodillo de alimentación (48) para medir
la posición del parche y realimentarlo hacia el sistema de control
de máquina.
Opcionalmente, un calentador (53) está situado
en la trayectoria de alimentación del papel de cigarrillos (43) y
calienta el papel de cigarrillos (43) particularmente, pero no
exclusivamente, en la región del papel de carbón (30) para unir de
manera segura el papel de carbón al papel de cigarrillos (43). Si se
usa adhesivo activable por calor, el calor procedente del
calentador (53) activa el adhesivo para asegurar una unión
efectiva.
El papel de cigarrillos que tiene papel de
carbón unido al mismo prosigue hacia una guarnición convencional de
formación de barra, cuya guarnición de formación de barra puede ser,
por ejemplo, una máquina de fabricación de cigarrillos.
La figura 9 muestra un sistema adicional para
alimentar papel de carbón sobre una envuelta. El papel de carbón
aromatizado (30) es alimentado desde una bobina (31) a lo largo de
una trayectoria de alimentación. El papel de carbón (30) es
alimentado pasando por un rodillo de dosificación (32) que sirve
para controlar la velocidad de suministro del papel de carbón (30)
de la misma manera que se ha descrito anteriormente en relación con
la figura 7. Un conjunto de cuchilla rotativo (39) que tiene una
cuchilla en el mismo corta el papel de carbón (30) en tramos o
longitudes. Los tramos de papel de carbón son retenidos sobre la
superficie del conjunto de tambor de vacío (40) por fuerzas de
succión dentro del tambor. El tambor de vacío gira para transferir
los tramos de papel de carbón desde el conjunto de tambor de vacío
(40) a un papel de cigarrillos (43) y deposita los tramos de papel
de carbón sobre una superficie del papel de cigarrillos (43).
El papel de cigarrillos o de envuelta (43) es
mantenido sobre la bobina (44) y es suministrado desde la misma a
lo largo de una trayectoria de alimentación de papel. El papel de
cigarrillos (43) es alimentado sobre varios rodillos de guía (45)
antes de pasar a un rodillo de arrastre (55) que sirve para mantener
la tensión del papel de cigarrillos (43). El papel de cigarrillos
(43) pasa por el conjunto de tambor (40) y contacta los tramos de
papel de carbón retenidos en la superficie del mismo. Una supresión
de la succión desde el tambor de vacío hace que el borde delantero
del tramo de papel de carbón abandone el tambor de vacío. El papel
de cigarrillos (43) y el borde delantero del tramo de papel de
carbón entran entre un par de correas de apriete (56, 56'), una en
cada lado de la trayectoria de alimentación de papel de cigarrillos.
Las correas de apriete (56, 56') aplastan el papel de cigarrillos
(43) y los tramos de papel de carbón entre ellas y sirven para
presionar los tramos de papel de carbón sobre el papel de
cigarrillos (43). A medida que el papel de cigarrillos (43) y el
tramo de papel de carbón avanzan a través de las correas de apriete
(56, 56'), el borde trasero del tramo de papel de carbón es
liberado del tambor de succión y es también presionado sobre el
papel de cigarrillos (43). Cada correa de apriete (56, 56')
comprende una correa que discurre alrededor de dos rodillos de guía,
cada uno situado en un extremo opuesto de la correa de apriete (56,
56'). Otros rodillos operan para accionar las correas de apriete
(56, 56') y para mantener en ellas la tensión.
El papel de cigarrillos que tiene papel de
carbón sobre el mismo es entonces alimentado a una guarnición (57)
de formación de barra. La guarnición (57) de formación de barra es,
por ejemplo, una máquina de fabricación de cigarrillos.
La figura 10 muestra un sistema adicional de
acuerdo con la invención, en el que un papel de carbón aromatizado
(30) que tiene una anchura de, por ejemplo, 48 mm, es suministrado
desde una bobina (31) y es alimentado a lo largo de una trayectoria
de alimentación de material en banda hacia una unidad de hendido
(58) que divide el papel de carbón aromatizado (30) en dos tiras
(30', 30'') de papel de carbón que tienen la anchura deseada,
siendo, por ejemplo, cada una de las tiras de una anchura de 24 mm.
Cada una de las tiras de papel de carbón aromatizado (30', 30'') es
alimentada a un rodillo (34, 34') y un rodillo de apriete (35, 35').
Cada tira de papel de carbón aromatizado (30', 30'') es entonces
alimentada a un aplicador de adhesivo (37, 37') operable para
aplicar adhesivo a una superficie del papel de carbón aromatizado
(30', 30'') antes de que cada una de las tiras de papel de carbón
aromatizado (30', 30'') sea aplicada a un tambor de vacío (40, 40')
y a un conjunto de cuchillas (39, 39'). Cada conjunto de cuchillas
(39, 39') es operable para cortar las tiras de papel de carbón
aromatizado (30', 30'') en secciones, cuyas secciones son
transferidas desde el respectivo tambor de vacío (40, 40'), sobre
la superficie de cuyo tambor son retenidas las secciones, a encima
de una envuelta de cigarrillo (43). Las secciones de papel de
carbón son transferidas de tal manera que la superficie que tiene
el adhesivo en ella es contactada por el papel de cigarrillos,
asegurando que cada sección sea retenida de manera segura sobre el
papel de cigarrillos. La envuelta de cigarrillos (43) es
suministrada desde la bobina (44) de papel de cigarrillos a lo
largo de una trayectoria de alimentación de papel de cigarrillos
hasta cada tambor de vacío (40, 40') para permitir que cada tambor
de vacío (40, 40') transfiera los tramos de papel de carbón
aromatizado (30, 30', 30'') desde el mismo a encima del papel de
cigarrillos (43). Como se muestra, el papel de cigarrillos (43) es
alimentado al tambor de vacío (40), en el cual las secciones de
papel de carbón son transferidas desde el tambor sobre el papel de
cigarrillos (43). El papel de cigarrillos (43) es a continuación
alimentado a un rodillo de alimentación (48) y a un rodillo de
apriete (49), cuyos rodillos forman un ángulo con relación al
tambor de vacío (40) de tal manera que el papel de cigarrillos (43)
es contactado por el tambor (40) sobre una superficie mayor,
permitiendo más tiempo de contacto entre parches y el papel de
cigarrillos antes de abandonar el tambor (40). El papel de
cigarrillos (43) se alimenta entonces al siguiente tambor de vacío
(40'), en el cual son transferidas más secciones de papel de carbón
sobre el papel de cigarrillos (43). Después de haber sido aplicadas
a ella las secciones de papel de carbón, la envuelta de cigarrillo
(43) es alimentada entre un rodillo adicional de accionamiento (48)
y un rodillo de apriete (49) y sobre una máquina de fabricación de
cigarrillos (no mostrada).
El uso de un sistema que tiene dos trayectorias
de alimentación de material en banda permite que la realización
mostrada en la figura 5 sea producida permitiendo que los parches
estén separados del filtro del cigarrillo. Este sistema también
permite aplicar un número de parches a la envuelta de cigarrillos
mayor que una trayectoria única de alimentación de material en
banda. Además, un sistema de tambor doble o un hendido de un
material en banda procedente de una bobina permiten utilizar una
bobina más ancha y requiere que la bobina sea cambiada menos
frecuentemente. Cada uno de los dos tambores de vacío transfiere
secciones de material en banda a posiciones sobre la envuelta de
cigarrillo entre posiciones sobre la envuelta de cigarrillo en las
que el otro tambor transfiere secciones de material en banda. Por
ejemplo, el segundo tambor de vacío (40') transfiere secciones de
material en banda a la envuelta de cigarrillos (43) de tal manera
que cada sección de material en banda es transferida a la envuelta
de cigarrillos (43) en una posición entre dos estaciones de material
en banda sobre la envuelta de cigarrillos (43) transferida por el
primer tambor de vacío (40).
Se fabricaron cigarrillos de muestra que tenían
un parche de papel de carbón mentolado de 30x24 mm, situado cerca
del extremo de los cigarrillos, que contenía 5 mg de mentol por
parche. Estas muestras fueron almacenadas a 22ºC y 60% de humedad
relativa (RH) en paquetes obturados durante 16 semanas. Los
cigarrillos tenían una barra de tabaco de 56 mm, un filtro de 27 mm
y un diámetro de 24,6 mm, con el parche de carbón mentolado unido a
la envuelta de papel y rodeando los 30 mm finales de la barra de
tabaco próximos al filtro. La mezcla usada en la barra de tabaco
era una clase de USB con burley envasado, Virginia y tabacos
reconstituidos. Los filtros eran de acetato de celulosa con una
caída de presión de 108 y la especificación de papel de cigarrillo
era 26,92 gsm, 75CU de permeabilidad, 1% de citrato mezclado como
un aditivo de combustión, y hecho de fibras mezcladas. Los
cigarrillos fueron evaluados por un panel sensorial en un
doble-triple ensayo. El doble-triple
ensayo es el ensayo de diferencias más comúnmente utilizado en la
evaluación sensorial de cigarrillos y es extremadamente útil para
detectar pequeñas diferencias potenciales resultantes de pequeños
cambios de producto o proceso. En un tal ensayo se presentaron
asesores con tres muestras, una de las cuales se identifica como el
testigo. De las otras dos muestras, una es idéntica a la testigo; la
otra no es la misma que la testigo(s). Se les requirió a los
asesores que identificaran cuál de las dos muestras restantes era la
misma que la muestra testigo. Se usó la Distribución Binomial para
determinar estadísticamente si una diferencia identificada era una
observación casual. Típicamente, se requieren datos de un mínimo de
20 determinaciones para el doble-triple ensayo, las
cuales pueden ser obtenidas mediante ensayos repetidos por 10
asesores. Usando el doble-triple régimen, no se
detectó mentol en la porción de la barra de tabaco de cigarrillos
sin el parche de carbón.
Los cigarrillos fueron también analizados para
migración de mentol dentro del cigarrillo después de almacenamiento
durante 18 semanas, cuyos resultados se muestran en la Tabla 1
siguiente:
Se fabricaron cigarrillos de muestra de acuerdo
con la siguiente especificación de formato: barra de tabaco de 56
mm, filtro de 27 mm y diámetro de cigarrillo de 24,6 mm con el
parche de papel de carbón mentolado unido a la envuelta de papel y
rodeando los últimos 30 mm de la barra de tabaco siguientes al
filtro. La mezcla usada era un completo USB que contenía tabacos
burley, oriental, Virginia y reconstituido. Los filtros eran de
acetato de celulosa con una caída de presión de 108 la
especificación de papel de cigarrillos era de 26,92 gsm, 50 CU de
permeabilidad, 2% de citrato mezclado como un aditivo de combustión,
y hecho de fibras. Los cigarrillos incluían un parche de carbón de
30x24 mm (40% PNC100) que contenía 5 mg de mentol. Las muestras
fueron subsiguientemente almacenadas a 22ºC y 60% RH en paquetes
obturados durante un periodo de tiempo de 5 meses antes del
análisis.
La entrega de mentol en una base de bocanada a
bocanada se representa en la figura 11y destaca la ausencia de
entrega de mentol en las primeras bocanadas y una entrega
significativa de mentol en las pocas bocanadas finales. Las
muestras de cigarrillo fueron también analizadas para determinar la
migración de mentol dentro del cigarrillo después del
almacenamiento durante 5 meses, cuyos resultados se muestran en la
Tabla 2 siguiente.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se construyeron muestras de cigarrillos que
tenían filtros de carbón vegetal activado y parches de papel de
carbón activado de 30x24 mm de longitud situados en el extremo de
filtro de la barra de tabaco de os cigarrillos. Los parches
contenían mentol a un nivel equivalente a 6 mg por cigarrillo.
También se fabricó un cigarrillo de testigo en el que el filtro de
carbón vegetal activado fue sustituido por un filtro estándar de
acetato de celulosa. Ambos productos fueron igualados en diseño y
entregaban aproximadamente 6 mg en total de materia en partículas
(TPM).
Se realizaron análisis 3 meses después de la
fabricación para una gama de componentes de tabaco, incluyendo fase
de vapor, carbonilos y cianuro de hidrógeno (HCN). Los resultados se
dan, en cuanto a porcentaje de reducción, basados en \mug/mg TPM,
para muestra comparada con el testigo y se muestran en la Tabla
3.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se puede ver en la Tabla 3, se consiguieron
reducciones significativas en todos los componentes, demostrando
que el efecto de un filtro de carbón vegetal activado no es
comprometido por la inclusión de un parche de papel de carbón
mentolado, situado en el extremo de filtro del cigarrillo.
Se fabricaron muestras de cigarrillos que tenían
tres niveles de mentol diferentes dentro de productos que tenían
producciones diferentes de mezclas y alquitrán. Todas las muestras
tenían un filtro de carbón vegetal activado y un parche de papel de
carbón mentolado ya sea de 30x23 mm o de34x23 mm de longitud situado
cerca del filtro del cigarrillo. Se realizaron análisis dos meses
después de la fabricación para una gama de componentes del humo,
incluyendo fase de vapor, carbonilos y HCN. Los resultados se dan,
en cuanto a reducción porcentual, basados en \mug/mg TPM, para
cada muestra, en comparación con un testigo no mentolado que no
comprendía parche de papel de carbón, y se muestran en la Tabla 4
siguiente.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los valores negativos indican un aumento de los
componentes para el producto mentolado en comparación con el
producto de testigo (no especificado). Como se puede ver, los
cambios en todos los niveles de los componentes medidos están
próximos a cero para el producto de papel de carbón mentolado, en
comparación con el testigo no mentolado. Los resultados de la fase
de vapor tienden a mostrar una ligera reducción para productos
mentolados, pero es generalmente aceptado por los expertos en la
técnica que los resultados dentro de +/- 15% no son
significativamente diferentes. No es causado por el mentol cambio
significativo en la capacidad de filtros de carbón vegetal activado
para reducir componentes de humo volátiles seleccionados cuando se
incorpora papel de carbón mentolado en un cigarrillo y se sitúa
cerca del extremo de boca.
La Tabla 5 proporciona una lista de los
diferentes tipos de compuestos de aroma que han sido evaluados y se
encontró que eran compatibles con polvo de carbón activado (PNC60).
Se muestran también datos físicos y características de liberación
térmica de los compuestos de aroma. Los datos de liberación térmica
se obtienen usando una técnica analítica de Vaporización a
Temperatura Programable-Espectrometría de Masas
(PTV-MS), conocida por los expertos en la técnica,
con una gama de temperaturas comprendida entre 20ºC y 350ºC.
En la figura 12 se proporciona una curva típica
de liberación térmica, a partir de análisis de
PTV-MS, para mentol adsorbido en polvo de carbón
activado PNC60. La abundancia de mentol está representada en función
del tiempo. La temperatura en el tiempo cero es 20ºC, y aumenta a
un régimen de 30ºC por minuto. La liberación térmica de mentol
corresponde a una temperatura de unos 150ºC.
La Tabla 6 proporciona una lista de sabores
seleccionados que fueron aplicados a papel de carbón activado y
ensayado para liberación térmica. Los datos de liberación térmica se
obtienen usando una técnica analítica de Vaporización a Temperatura
Programada - Espectrometría de Masas (PTV-MS),
conocida por los expertos en la técnica, con una gama de
temperatura comprendida entre 20ºC y 350ºc.
Claims (8)
1. Un método para aromatizar un material en
banda que contiene adsorbentes que comprende el aplicar un
aromatizante a una superficie del material en banda y someter el
material a una temperatura mayor de 20ºC durante un periodo de al
menos 30 minutos para permitir la adsorción del aromatizante por
parte del adsorbente del material en banda.
2. 2. Un método de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el material se somete a una temperatura
de entre 40ºC a 80ºC.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1
ó 2, en el que dicho periodo es de 24 a 96 horas de duración.
4. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicho material es
posteriormente sometido a una fase de envejecimiento en la que
dicho material es almacenado en condiciones ambientales durante un
periodo de 2 días a 6 meses.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación
4, en el que dicha fase de envejecimiento es durante un periodo de
2 días a 6 semanas.
6. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que se aplica dicho aromatizante
a dicho material en banda por medio de una pluralidad de
chorros.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación
6, en el que dicho aromatizante es aplicado en forma de un
filamento con una sección transversal fundamentalmente circular.
8. Un método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicho aromatizante es
calentado antes de su aplicación a dicho material en banda para
mantener dicho aromatizante en un estado fundido.
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