ES2608472T3 - Papel de fumar perforado - Google Patents

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ES2608472T3
ES2608472T3 ES11711482.7T ES11711482T ES2608472T3 ES 2608472 T3 ES2608472 T3 ES 2608472T3 ES 11711482 T ES11711482 T ES 11711482T ES 2608472 T3 ES2608472 T3 ES 2608472T3
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Abstract

Papel de fumar (1) que confiere a un cigarrillo fabricado con él propiedades autoextinguibles, presentando el papel de salida una difusividad de CO2 de menos de 0,35 cm/s y comprendiendo el papel de fumar al menos una primera área discreta (2), caracterizado porque esta área está perforada y presenta una permeabilidad al aire que es mayor que la permeabilidad al aire fuera del área perforada, y porque el papel de fumar comprende además un lado transversal A que es adecuado para estar orientado, en el cigarrillo fabricado, a un filtro (6) en el que la permeabilidad al aire media dentro de la mitad o del tercio contiguos al lado transversal A, con respecto a la longitud del papel de fumar, es mayor que la permeabilidad al aire media en la parte restante del papel de fumar.

Description

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DESCRIPCION
Papel de fumar perforado
La presente invencion se refiere a un papel de fumar que confiere a un cigarrillo fabricado con ello propiedades autoextinguibles y que presenta al menos un area perforada discreta.
Trasfondo de la invencion
Debido a las disposiciones legales para la autoextincion de cigarrillos, existe la necesidad en la industria tabacalera de poner a disposicion cigarrillos que garanticen esta autoextincion. Con ello debena evitarse que los cigarrillos encendidos olvidados prendan fuego, por ejemplo, a muebles, camas u otros tejidos para el hogar. Se intenta, asf, generar cigarrillos cuya tendencia a incendiar otros materiales este reducida si el cigarrillo encendido se pone en contacto con estos materiales.
Un ensayo para determinar la tendencia a la ignicion de los cigarrillos esta descrito en la norma ASTM E2187-04b. El ensayo consiste en colocar un cigarrillo encendido sobre una base que consta de 10 capas de un papel de filtro. El ensayo se considera satisfactorio si el cigarrillo se apaga sobre la base antes de que el cono de incandescencia alcance el principio del filtro de cigarrillos.
Un cigarrillo tfpico consta de tabaco, que se envuelve por el papel de fumar y en conjunto con este forma una columna de tabaco tipicamente cilmdrica. A la columna de tabaco se adhiere el filtro, que consta tfpicamente de fibras de acetato de celulosa. El filtro y la columna de tabaco se envuelven por el papel de recubrimiento de boquilla. El papel de recubrimiento de boquilla une el filtro a la columna de tabaco.
La autoextincion de un cigarrillo se consigue en la mayona de los casos por la configuracion correspondiente del papel de fumar, asf, el papel que envuelve el tabaco. A este respecto, el papel de fumar se configura de manera que, al menos en areas del papel de fumar, la constante de difusion es tan baja que ya no llega suficiente oxfgeno al cono de incandescencia para mantener en marcha el proceso de combustion lenta. Como consecuencia de esto, el cigarrillo encendido se apaga.
Los papeles de cigarrillo tfpicos constan de fibras de celulosa que se obtienen de madera, lino u otros materiales. Tambien se utilizan mezclas de fibras de celulosa de distinto origen. Los papeles de cigarrillo tienen un peso basico tfpico de 10 g/m2 a 60 g/m2, siendo preferente en general el intervalo de 20 g/m2 a 35 g/m2.
Los papeles de cigarrillo tambien constan a menudo de sustancias de relleno minerales inorganicas que se anaden al papel en un porcentaje de masa del 10% al 40%. Una sustancia de relleno frecuentemente utilizada es la cal (carbonato de calcio), pero tambien se utilizan otros oxidos y carbonatos, como oxido de magnesio e hidroxido de aluminio.
Ademas, el papel de fumar tambien puede equiparse con sales de combustion que aumentan o disminuyen la velocidad de combustion lenta del papel. Muy frecuentemente, se utilizan citrato de sodio y de tripotasio y mezclas de los mismos que se anaden al papel del 0 % al 5 % de la masa de papel. Sin embargo, el grupo de las sales de combustion de importancia tecnica comprende adicionalmente citratos, malatos, tartratos, acetatos, nitratos, succinatos, fumaratos, gluconatos, glicolatos, lactatos, oxalatos, salicilatos, a-hidroxicaprilatos y fosfatos.
Los papeles de cigarrillo se producen tfpicamente en rollos con, por ejemplo, entre 0,3 m y 5 m de anchura y se cortan en bobinas con una anchura derivada de la circunferencia del cigarrillo de tfpicamente 9 mm a 35 mm.
Un procedimiento posible para la obtencion de la autoextincion consiste en elegir un papel de fumar cuya constante de difusion sea tan baja ya por el proceso de produccion del papel que el cigarrillo se apague por sf mismo. Sin embargo, como consecuencia de esto, el flujo de aire en el cigarrillo, asf, la permeabilidad al aire, tambien esta muy reducido segun una diferencia de presion. Esto ha demostrado ser desventajoso, puesto que el humo en la columna de tabaco del cigarrillo solo puede diluirse muy poco por que por el aire que entra al fumar y los valores de humo para alquitran, nicotina y sobre todo monoxido de carbono estan aumentados considerablemente. Por ejemplo, la permeabilidad al aire de tales papeles asciende a menos de 10unidades CORESTA (1 unidad CORESTA = 1 CU = 1 cm3/(cm2 min kPa)), mientras que los papeles de cigarrillo tfpicos, en los que no se produce ninguna autoextincion, poseen una permeabilidad al aire entre 20 CU y 300 CU.
Esta desventaja se remedia al perforar el papel de fumar por toda su superficie. A este respecto, se producen grandes agujeros en el papel, en comparacion con la estructura de poros natural, que aumentan, en efecto, la permeabilidad al aire pero modifican poco la constante de difusion del papel. Con ello se posibilita una corriente de aire de dilucion en el cigarrillo al fumar y descienden los valores de humo sin que la autoextincion de los cigarrillos fabricados a partir de este papel se vea afectada en el ensayo anteriormente mencionado.
Esta perforacion puede realizarse por distintos procedimientos. Por ejemplo, si se utiliza la perforacion electrostatica, en la que el papel se transporta a traves de uno o varios espinterometros, los agujeros se queman en el papel. Estos agujeros poseen tfpicamente un diametro entre 5 pm y 100 pm. Ademas, puede utilizarse la perforacion laser, que
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genera agujeros un poco mas grandes con diametros tfpicos entre 50 pm y 500 pm. Como ejemplo adicional, tambien puede servir la perforacion mecanica, en la que se generan agujeros en el papel a traves de agujas o herramientas similares. Estos agujeros tienen un diametro tfpico entre 100 pm y 2000 pm.
La permeabilidad al aire alcanzada con los procedimientos de perforacion puede ser muy alta, por ejemplo, hasta 6000 CU; no obstante, la mayona de las veces los papeles de cigarrillo se perforan de manera que la permeabilidad al aire tras la perforacion ascienda entre 50 CU y 500 CU.
El proceso de perforacion puede llevarse a cabo tras la produccion del papel en maquinas de perforacion individuales previstas para ello en anchuras de rollo o de bobina. Evidentemente, tambien es posible una perforacion en la maquina para fabricar cigarrillos, asf, antes, durante o tras la produccion de cigarrillos o artfculos de tabaco similares a partir del papel de fumar en la maquina para fabricar cigarrillos segun cualquier procedimiento de perforacion.
No obstante, la perforacion por toda la superficie de un papel de fumar con una baja permeabilidad al aire de salida trae consigo una desventaja fundamental en la aceptacion por parte del fumador de un cigarrillo fabricado a partir de este papel. A traves de la alta permeabilidad al aire, fluye mucho aire de dilucion en el cigarrillo al fumar. Cuando se fuma, se consumen la columna de tabaco y con ello tambien el papel de fumar perforado. Con ello, la superficie a traves de la que puede fluir el aire de dilucion al cigarrillo se reduce con cada calada del fumador al cigarrillo encendido asf como tambien durante el encendido. Esto provoca que, con la columna de tabaco que se vuelve correspondientemente mas corta, el fumador absorba calada a calada cantidades crecientes de alquitran, nicotina y monoxido de carbono. Asf, se tiene la impresion de que el cigarrillo se vuelve "mas fuerte" calada a calada. Esta impresion es no es deseable.
Una posibilidad de compensar este efecto consiste en no seleccionar constante la permeabilidad al aire por la longitud de la columna de tabaco, sino otorgar a traves de la perforacion del papel de fumar a la permeabilidad al aire a lo largo del eje del cigarrillo un tal perfil continuo que al fumar se reduzca lo maximo posible el aumento de los valores de humo calada a calada. Asf, sobre la banda de papel tiene que generarse por perforacion un perfil de permeabilidad al aire continuo que se repite.
A este respecto, durante este procedimiento es teoricamente concebible que surjan problemas tecnicos considerables. Por un lado, la regulacion del dispositivo de perforacion para la produccion de un tal perfil continuo es muy exigente y la medicion en curso de la permeabilidad al aire para la regulacion solo es posible de manera imprecisa y no a gran velocidad. Por eso, la velocidad a la que las maquinas de perforacion pueden generar tales perfiles, en caso de existir, tambien es correspondientemente baja.
Por otro lado, la columna de tabaco infinita formada a partir del papel de fumar en la maquina para fabricar cigarrillos debe cortarse precisamente al principio y al final de un tal perfil de permeabilidad al aire continuo para que el perfil de permeabilidad al aire se encuentre en el lugar adecuado en el cigarrillo terminado. Sin embargo, la deteccion del principio del perfil solo es posible entonces de manera muy imprecisa, en todo caso, a causa del transcurso continuo de la permeabilidad al aire.
Por este motivo, la presente invencion se basa en el objetivo de superar las desventajas del estado de la tecnica.
El documento CN 2013 60534 revela un papel de fumar que consta de un papel de salida y de un revestimiento en el que puede tratarse, por ejemplo, de una lamina de metal. El papel de salida no es adecuado para otorgar propiedades de autoextincion a un cigarrillo fabricado a partir del mismo. El revestimiento adicional esta dispuesto en el area de la boquilla y sirve para disminuir el riesgo de incendio que se produce por que se desechan descuidadamente cigarrillos terminados de fumar. El revestimiento disminuye la tendencia a seguir ardiendo de colillas de cigarrillos desechadas. Para configurar de manera uniforme la transicion en la permeabilidad al aire entre el area revestida y no revestida, el revestimiento esta provisto de una perforacion que disminuye en direccion a la boquilla.
De manera similar, el documento EP 1 234 514 revela una perforacion dentro de una banda aplicada adicionalmente sobre un papel de salida, la cual se ha aplicado para la finalidad de la autoextincion.
El documento US 4.924.888 muestra un papel de fumar cuya permeabilidad al aire esta aumentada artificialmente a traves de perforacion. La muestra de perforacion puede estar dispuesta de manera uniforme o aleatoria.
Resumen de la invencion
El objetivo de la invencion se resuelve por un papel de fumar que otorga propiedades autoextinguibles a un cigarrillo fabricado a partir del mismo, preferentemente un cigarrillo con filtro, comprendiendo el papel de fumar al menos una primera area discreta que esta perforada y presenta una permeabilidad al aire que es mayor que la permeabilidad al aire fuera de la primera area perforada.
En una realizacion del papel de fumar, la permeabilidad al aire dentro de la primera area perforada es constante por toda el area perforada.
En una realizacion del papel de fumar, la permeabilidad al aire dentro de la primera area perforada asciende de 50 CU a 2000 CU, preferentemente de 100 CU a 1000 CU.
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En una realizacion del papel de fumar, la anchura de la primera area perforada asciende entre 2 mm y 25 mm, preferentemente entre 4 mm y 12 mm, mas preferentemente entre 5 mm y 9 mm.
En una realizacion, el papel de fumar comprende ademas un lado transversal A que esta previsto para estar orientado a un filtro en el cigarrillo fabricado, encontrandose la primera area perforada dentro del tercio contiguo al lado transversal A, preferentemente dentro del cuarto contiguo al lado transversal A, mas preferentemente dentro del quinto contiguo al lado transversal A, con respecto a la longitud del papel de fumar.
En una realizacion, el papel de fumar comprende al menos una segunda area discreta que esta perforada y que esta separada de la primera area perforada por un area que no esta perforada.
En una realizacion del papel de fumar, la segunda area perforada se encuentra mas alejada del primer lado transversal que la primera area perforada.
En una realizacion del papel de fumar, la permeabilidad al aire dentro de la segunda area perforada es menor que la permeabilidad al aire dentro de la primera area perforada.
En una realizacion, el papel de fumar comprende al menos un area discreta adicional que esta perforada y que esta separada de la primera area perforada y de la segunda area perforada por al menos un area que no esta perforada.
En una realizacion del papel de fumar, el area discreta adicional se encuentra mas alejada del lado transversal A que la primera area perforada y la segunda area perforada.
En una realizacion del papel de fumar, la permeabilidad al aire dentro del area discreta adicional es menor que la permeabilidad al aire dentro de la primera area perforada y de la segunda area perforada.
En una realizacion del papel de fumar, la permeabilidad al aire dentro de la segunda area perforada y/o del area perforada adicional es constante por toda el area perforada respectiva.
En una realizacion del papel de fumar, la permeabilidad al aire dentro de la segunda area perforada y/o del area perforada adicional asciende de 50 CU a 2000 CU, preferentemente de 100 CU a 1000 CU.
En una realizacion del papel de fumar, la anchura de la segunda area perforada y/o del area perforada adicional asciende entre 2 mm y 25 mm, preferentemente entre 4 mm y 12 mm, mas preferentemente entre 5 mm y 9 mm.
En una realizacion del papel de fumar, la permeabilidad al aire fuera del area perforada asciende a menos de 15 CU, preferentemente a menos de 10 CU.
En una realizacion del papel de fumar, la difusividad (fuera y dentro de un area perforada) asciende a menos de 0,35 cm/s, preferentemente a menos de 0,25 cm/s, mas preferentemente a menos de 0,20 cm/s.
En una realizacion, el papel de fumar comprende una o varias sustancias de relleno minerales, seleccionadas del grupo que consta de carbonatos y oxidos, preferentemente del grupo que consta de carbonato de calcio, hidroxido de aluminio y oxido de magnesio, mas preferentemente el porcentaje en peso de la una o varias sustancias de relleno minerales asciende del 10 % al 40 %.
En una realizacion, el papel de fumar comprende una o varias sales de combustion, seleccionadas del grupo que consta de citratos, malatos, tartratos, acetatos, nitratos, succinatos, fumaratos, gluconatos, glicolatos, lactatos, oxalatos, salicilatos, a-hidroxicaprilatos y fosfatos, preferentemente seleccionadas del grupo que consta de citrato de sodio y citrato de tripotasio, mas preferentemente el contenido de la una o las varias sales de combustion asciende hasta el 5 % en peso.
En una realizacion, el papel de fumar presenta un peso basico de 10 g/m2 a 60 g/m2, preferentemente de 20 g/m2 a 35 g/m2.
El objetivo de la presente invencion se resuelve ademas por un cigarrillo con filtro que comprende un papel de fumar de acuerdo con la presente invencion, y que comprende ademas un filtro y un papel de recubrimiento de boquilla, ascendiendo la separacion entre el papel de recubrimiento de boquilla y la primera area perforada a menos de 10 mm, preferentemente a menos de 5 mm.
El objetivo de la presente invencion se resuelve ademas por un procedimiento para la produccion de un papel de fumar de acuerdo con la presente invencion, que comprende una etapa de perforacion para la generacion de al menos un area perforada por perforacion electrostatica, perforacion por laser y/o perforacion mecanica.
En una realizacion del procedimiento, la etapa de perforacion se lleva a cabo en una maquina para fabricar cigarrillos o, como alternativa, en un dispositivo separado de la maquina para fabricar cigarrillos.
El objetivo de la presente invencion se resuelve ademas por un uso de un papel (papel de salida) para la produccion de un papel de fumar de acuerdo con la presente invencion, preferentemente segun un procedimiento de acuerdo con la
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presente invencion, estando presente el papel como banda de papel con una anchura de 0,3 m a 5 m o, como alternativa, de 9 mm a 35 mm.
En una realizacion del uso, la permeabilidad al aire del papel de salida asciende a menos de 15 CU, preferentemente a menos de 10 CU.
En una realizacion del uso, el papel de salida presenta una difusividad de menos de 0,35 cm/s, preferentemente de menos de 0,25 cm/s, mas preferentemente de menos de 0,20 cm/s.
En una realizacion del uso, el papel de salida comprende una sustancia de relleno mineral, seleccionada del grupo que consta de carbonatos y oxidos, preferentemente del grupo que consta de carbonato de calcio, hidroxido de aluminio y oxido de magnesio, mas preferentemente el porcentaje en peso de la una o varias sustancias de relleno minerales asciende del 10 % al 40 %.
En una realizacion del uso, el papel de salida comprende una o varias sales de combustion, seleccionadas del grupo que consta de citratos, malatos, tartratos, acetatos, nitratos, succinatos, fumaratos, gluconatos, glicolatos, lactatos, oxalatos, salicilatos, a-hidroxicaprilatos y fosfatos, preferentemente seleccionadas del grupo que consta de citrato de sodio y citrato de tripotasio, mas preferentemente el contenido de la una o las varias sales de combustion asciende hasta el 5 % en peso.
En una realizacion del uso, el papel de salida presenta un peso basico de 10 g/m2 a 60 g/m2, preferentemente de 20 g/m2 a 35 g/m2.
El objetivo de la presente invencion se resuelve ademas por un uso de un papel de fumar de acuerdo con la presente invencion para la produccion de un cigarrillo de acuerdo con la presente invencion.
La presente invencion se basa en que, sorprendentemente, se ha comprobado que de ninguna manera es necesario generar un perfil de permeabilidad al aire continuo, sino que ya es suficiente perforar con una permeabilidad al aire constante un area discreta situada cerca del filtro en el papel de fumar para lograr un efecto comparativamente bueno.
Si no es suficiente con un area perforada discreta cerca del filtro, puesto que los valores de humo son aun demasiado altos, evidentemente pueden generarse por perforacion areas discretas adicionales con otra permeabilidad al aire que se encuentran entonces correspondientemente mas cerca del extremo que va a encenderse del cigarrillo. Frecuentemente, son suficientes dos tales areas perforadas discretas.
Aunque el origen de este efecto no se conoce por completo, el siguiente motivo puede aportar indicios de como se lleva a cabo. Al fumar, se produce una presion negativa en comparacion con el entorno en el extremo de la boquilla del cigarrillo para generar una corriente de aire a traves del cigarrillo y transportar el humo a traves del filtro hacia el fumador. Esta presion negativa se reduce a lo largo del cigarrillo, de manera que aproximadamente ya no existe ninguna diferencia de presion entre el punto directamente delante del cono de incandescencia y el entorno.
Un area perforada discreta que se encuentra cerca del filtro de cigarrillo se encuentra ahora en una region de la columna de tabaco en la que la diferencia de presion entre el entorno y el interior de la columna de tabaco es alta al fumar, asf, puede entrar relativamente mucho aire en la columna de tabaco. Esta diferencia de presion es menor en areas que se encuentran mas cerca del cono de incandescencia y mas alejadas del extremo de la boquilla. Por lo tanto, estas areas contribuyen menos a la cantidad de aire que fluye al cigarrillo y afectan poco a los valores de humo en una calada si estas areas no estan perforadas, asf, presentan una baja permeabilidad al aire.
Dado que las areas perforadas ahora son de naturaleza discreta y estan distanciadas claramente de areas no perforadas, pueden reconocerse claramente mediante sensores opticos y no resulta diffcil sincronizar los procesos de corte en la maquina para fabricar cigarrillos con el recorrido del papel de manera que las areas discretas se encuentren en cada cigarrillo en la posicion deseada cerca del filtro.
Adicionalmente, la permeabilidad al aire es constante en cada una de las areas perforadas. Por eso, el dispositivo de perforacion solo necesita conectarse y desconectarse con una sincronizacion correspondiente a la velocidad de la banda de papel. Esto resulta mucho mas sencillo que seguir como un perfil de permeabilidad al aire continuo. Sin embargo, perforar tambien areas discretas con distinta permeabilidad al aire constante dentro del area no causa ninguna dificultad, puesto que la potencia de perforacion puede ajustarse de manera sencilla en cada conexion y desconexion del dispositivo de perforacion.
Descripcion precisa de la invencion
A continuacion, deberan demostrarse ahora algunos ejemplos del efecto deseado de acuerdo con la invencion.
La Figura 1 es una representacion esquematica de un cigarrillo con una realizacion a modo de ejemplo del papel de fumar 1 de acuerdo con la invencion, que comprende una primera area perforada 2, una segunda area perforada 3 y areas perforadas adicionales 4. En la representacion, el papel de fumar 1 esta desenrollado parcialmente de la columna de tabaco 7 del cigarrillo. Ademas, esta representado un filtro 6 y un papel de recubrimiento de boquilla 5 que rodea a este parcialmente asf como un lado
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transversal A.
La Figura 2 muestra la muestra de perforacion espedfica del papel de fumar para lograr el efecto deseado. Esta muestra se produce a partir del proceso de produccion tipico de cigarrillos elaborados a maquina. A este respecto, las areas perforadas de la tira de papel denominadas con numeros en la Fig. 2 corresponden a aquellas de la Fig. 1. Durante la produccion de cigarrillos, se moldea al principio una columna de tabaco infinita que entonces se divide por cortes a lo largo de las lmeas B en partes con el doble de longitud de la columna de tabaco de un cigarrillo. En una etapa posterior de la produccion de cigarrillos, se divide esta parte con el doble de longitud de la columna de tabaco en dos partes a lo largo de la lmea C y se separa en direccion axial, de manera que puede introducirse un tapon de filtro el doble de largo. Todo el filtro el doble de largo y el area parcial de las columnas de tabaco posteriores al filtro se pegan y envuelven con un papel de recubrimiento de boquilla el doble de ancho. Despues, este cigarrillo doble unido mediante el filtro el doble de largo se divide en dos cigarrillos a traves de un ultimo corte a traves de la mitad del filtro. La muestra que va a producirse a traves de la perforacion en el papel de fumar tambien puede adaptarse a otros procedimientos de la produccion de cigarrillos.
Ejemplo 1
El punto de partida de los ejemplos es un papel de fumar con los siguientes datos:
Peso basico
Porcentaje de sustancia de relleno Sustancia de relleno Porcentaje de sal de combustion Sal de combustion Permeabilidad al aire Difusividad
28 g/m2
21 % de la pasta de papel Cal 1 %
Citrato de potasio 6 CU
0,2 cm/s (para CO2)
La difusividad es la constante de difusion del papel [cm2/s] dividida por el grosor del papel [cm]. Es un coeficiente de transferencia y describe, por lo tanto, la corriente de gas que entra al papel a una diferencia de concentracion dada independientemente del grosor del papel. La difusividad puede medirse, por ejemplo, con un medidor de difusividad de CO2 de la empresa Sodim.
Evidentemente, tambien pueden lograrse resultados igualmente buenos con otros papeles de fumar, por ejemplo, con otro peso basico, otras sustancias de relleno y porcentaje de sustancia de relleno, otras sales de combustion y porcentaje de sal de combustion, siempre y cuando su permeabilidad al aire antes de la perforacion sea correspondientemente baja, asf, tfpicamente menos de aproximadamente 15 CU o su constante de difusion sea menor de aproximadamente 0,35 cm/s para garantizar la autoextincion de los cigarrillos fabricados a partir de los mismos.
Este papel de fumar se ha perforado ahora electrostaticamente por toda su superficie, de manera que se ha alcanzado una permeabilidad al aire de 50 CU, 100 CU, 150 CU y 200 CU.
Del mismo papel de fumar se han producido muestras de papel adicionales en las que estan perforadas areas discretas en lugar de toda la superficie. Estas areas se han realizado como bandas, de manera que el area perforada posee una anchura determinada pero rodea completamente el cigarrillo en direccion circunferencial. Los papeles se han equipado con una o dos bandas, no habiendo ningun inconveniente en prever tambien mas bandas. Las especificaciones de estos papeles estan indicadas en la Tabla 1.
Tabla 1: especificaciones de las muestras de papel.
Muestra
Area 1 Area 2 Permeabilidad al aire comparable** [CU]
Separacion* [mm]
Anchura [mm] Permeabilidad al aire [CU] Separacion* [mm] Anchura [mm] Permeabilidad al aire [mm]
A
1 6 160 50
B
1 6 650 200
C
1 6 120 30 6 120 50
D
1 6 240 30 6 240 100
E
1 6 370 30 6 370 150
F
1 6 500 30 6 500 200
G
3 6 160 50
H
5 6 160 50
J
1 7 140 50
5
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(continuacion)
Muestra
Area 1 Area 2 Permeabilidad al aire comparable** [CU!
Separacion* [mml
Anchura [mml Permeabilidad al aire [CU] Separacion* [mml Anchura [mml Permeabilidad al aire [mml
K
1 9 110 50
L
1 6 130 30 6 90 50
M
1 6 410 30 6 270 150
N
1 20 90 50
* La separacion es la distancia desde el borde delantero del papel de recubrimiento de boquilla hasta el principio del area perforada discreta.
** La permeabilidad al aire comparable es la permeabilidad al aire del papel de fumar perforado por toda su superficie que consigue los mismos valores de humo en el cigarrillo de ensayo que el papel de fumar perforado en areas discretas.
De todos los papeles se han elaborado cigarrillos con las siguientes especificaciones:
Longitud del cigarrillo Longitud del filtro
Longitud del papel de recubrimiento de boquilla
Longitud de la columna de tabaco
Longitud de la columna de tabaco visible
Diametro
Peso del tabaco
Mezcla de tabaco
Grado de ventilacion del filtro
84 mm 20 mm 24 mm 64 mm 60 mm 7,8 mm 650 mg
American Blend 15 %
Estas especificaciones se entienden solo como ejemplo; evidentemente, la invencion puede aplicarse a cualquier otro diseno de cigarrillo con un exito comparable.
En todas las muestras de cigarrillos se ha determinado al principio la tendencia a la ignicion segun la norma ASTM E2187-04b. De acuerdo con la norma ASTM E2187-04b, se han probado 40 cigarrillos por papel de fumar y en todas las pruebas se han apagado el 90 % o mas de los cigarrillos probados, no pudiendo comprobarse ninguna diferencia estadfsticamente significativa entre las pruebas.
Los cigarrillos se han fumado ademas segun el procedimiento representado en la norma DIN ISO 4387. Con este procedimiento, se aspira una vez por minuto un volumen de 35 cm3 en 2 segundos en el extremo de la boquilla del cigarrillo encendido. Esta aspiracion de 35 cm3 se denomina calada. A este respecto, el procedimiento se repite hasta que el cigarrillo se ha fumado en la medida en que queda por debajo una longitud minima predeterminada por la norma. El humo se aspira a traves de un filtro de fibra de vidrio que se analiza qmmicamente mas adelante. De ello se determina el condensado seco sin nicotina ("alquitran") y la nicotina y, habitualmente, se indican en la unidad mg por cigarrillo.
El fumar mecanico se ha realizado en una maquina de fumar de la marca Borgwaldt RM20 que, sin embargo, se ha modificado de manera que cada calada al cigarrillo se ha conducido a traves de otro filtro de fibra de vidrio, de manera que han podido determinarse los valores de humo de cada calada tras el analisis. Para cada muestra de papel se han fumado mecanicamente 20 cigarrillos de esta manera.
Puesto que el cigarrillo se enciende con la primera calada, la primera calada representa una peculiaridad en cuanto a sus valores de humo y se descarta de las consideraciones. Del mismo modo, en el fumar mecanico estandarizado es posible que la ultima calada ya no pueda realizarse por completo, porque el cigarrillo queda por debajo de la longitud minima prescrita durante la calada. Una tal calada ("calada fraccional") se registra como fraccion de una calada entera. Por este motivo, para simplificar la representacion, la ultima calada tambien se descarta de las consideraciones.
En general, calada a calada se produce un incremento monotono de los valores de humo. Para describir la irregularidad de los valores de humo calada a calada, se forma la relacion del condensado seco sin nicotina ("alquitran") entre la penultima calada y la segunda calada del cigarrillo. Esta relacion esta citada ahora en la Tabla 2. Asf, cuanto mayor es esta relacion, mas aumentan los valores de humo calada a calada y mas irregular es el perfil de calada.
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Tabla 2: irregularidad de los valores de humo
Muestra
Relacion de alquitran penultima:segunda calada Valor comparativo*** Reduccion [%]
A
1,23 1,42 -13,4
B
1,65 2,08 -20,7
C
1,25 1,42 -12,0
D
1,36 1,55 -12,2
E
1,53 1,73 -11,6
F
1,72 2,08 -17,3
G
1,30 1,42 -8,4
H
1,35 1,42 -4,9
J
1,22 1,42 -14,1
K
1,25 1,42 -12,0
L
1,23 1,42 -13,4
M
1,47 1,73 -15,0
N
1,31 1,42 -7,7
*** El valor comparativo es la relacion de alquitran entre la penultima y la segunda calada para un cigarrillo con un papel de fumar perforado por toda su superficie con la permeabilidad al aire indicada en la Tabla 1.
En todas las muestras se muestra una mejora en la uniformidad del perfil de calada, alcanzandose tipicamente una reduccion de la relacion observada de los valores de alquitran de aproximadamente el 5 % al 20 %.
Ejemplo 2: Muestras A y B
Al principio, se muestra que la concentracion de la perforacion en areas discretas cerca del filtro permite una reduccion de la permeabilidad al aire, puesto que las areas perforadas se encuentran ahora en una region en la que la diferencia entre la presion del aire del entorno y la presion en el interior de la columna de tabaco al fumar es mayor que en regiones situadas mas cerca en el cono de incandescencia. El papel perforado por toda su superficie presenta una permeabilidad al aire de 50 CU en una longitud de 60 mm, mientras que la Muestra A solo esta perforada en un decimo de esta longitud, a saber, 6 mm. Sena de esperar, que para generar la misma corriente de aire en el cigarrillo, se necesite 10 veces la permeabilidad al aire, asf, 500 CU. Sin embargo, sorprendentemente, se muestra que 160 CU ya son suficientes para lograr los mismos valores de humo. En cuanto a la uniformidad del perfil de calada, se produce una mejora en la relacion de alquitran de aproximadamente el 13 % de 1,42 a 1,23.
Con mayores permeabilidades al aire, Muestra B, este efecto es aun mas pronunciado. Tambien en este caso basta una permeabilidad al aire de 650 CU en lugar de un valor nominal de 200 x 60/6 = 2000 CU.
Ejemplo 3: Muestras C-F
Si el papel de fumar se perfora en dos areas discretas en lugar de un area discreta, entonces pueden conseguirse valores de humo comparables a un cigarrillo con un papel de fumar perforado por toda su superficie con una permeabilidad al aire aun mas baja. Esto resulta obvio, puesto que la superficie perforada ahora es el doble de grande en comparacion con solo un area perforada. Teoricamente, podna seleccionarse asf en la Muestra C una permeabilidad al aire la mitad de grande, asf, 80 CU. Sin embargo, la segunda area perforada se encuentra mas alejada del extremo de la boquilla y, por lo tanto, en una region en la que la diferencia de presion ya no es tan grande. Ademas, se consume durante el proceso de fumar. Por eso, su contribucion es menor y, por este motivo, las dos areas en la Muestra C tendnan que perforarse con 120 CU para configurar de manera comparable los valores de humo de un cigarrillo con papel perforado en toda su superficie de 50 CU. En las mayores permeabilidades al aire de las Muestras D, E y F, estas consideraciones se aplican analogamente.
Con respecto a la relacion de los valores de alquitran, se observa una mejora considerable en comparacion con la perforacion de toda la superficie de aproximadamente del 10% al 20%; sin embargo, la mejora ya no es tan pronunciada como en el caso de solo un area perforada.
No obstante, a causa de la permeabilidad al aire mas baja, puede perforarse con menor potencia o mayor velocidad, de manera que esta ventaja tiene que ponderarse frente a la menor mejora en la uniformidad del perfil de calada.
Ejemplo 4: Muestras A, G y H
Las Muestras A, G y H se diferencian exclusivamente en la separacion del area perforada del borde delantero del papel de recubrimiento de boquilla. En la Muestra A, asciende a 1 mm, en la Muestra F asciende a 3 mm y, finalmente,
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en la Muestra H asciende a 5 mm. Se muestra que, en efecto, se produce una mejora en la uniformidad del perfil de calada en comparacion con el papel perforado por toda su superficie, pero la magnitud de esta mejora disminuye rapidamente si la primera area perforada se aleja demasiado del borde delantero del papel de recubrimiento de boquilla. Concretamente, la mejora disminuye del 13 % a aproximadamente el 8 % en 3 mm y a solo el 5 % en 5 mm de separacion. Asf, se aspira a mantener esta separacion como mmimo a menos de 10 mm y preferentemente a menos de 5 mm.
Ejemplo 5: Muestras A, J, K y N y B
Las Muestras A, J, K y N se diferencian al principio en la anchura del area perforada. Correspondientemente, la permeabilidad al aire tambien se ha adaptado para lograr valores de humos comparables. En la Muestra A, con una anchura de 6 mm, asciende a 160 CU; en la Muestra J, con una anchura de 7 mm, a aproximadamente 140 CU; en la Muestra K, con 9 mm de anchura, aun a 110 CU, y en la Muestra N, con una anchura de 20 mm, finalmente solo a 80 CU.
Podna conseguirse una mejora en la uniformidad del perfil de calada del 7 % al 14 %. Esto muestra que la influencia de la anchura es mas bien pequena. Puede suponerse que el area perforada tambien puede tener mas de 20 mm de ancho si debiera lograrse una mejora. Debido a estos datos, el area perforada se selecciona como maximo con aproximadamente 25 mm de ancho.
La anchura minima esta limitada por la permeabilidad al aire maxima que puede lograrse en una tal area estrecha a traves de equipos de perforacion sin que se vea muy afectada la resistencia a la extension del papel. Si se toma la Muestra B, con 650 CU a una anchura de 6 mm, como punto de referencia, entonces tiene que perforarse un area de 2 mm de anchura nominalmente con 1950 CU para lograr el mismo resultado. Esto ya es una permeabilidad al aire muy alta ya diffcil de lograr con equipos de perforacion en un area tan pequena, por lo cual la anchura del area perforada debena encontrarse entre 2 mm y 25 mm, preferentemente entre 4 mm y 12 mm y mas preferentemente entre 5 mm y 9 mm.
Ejemplo 6: Muestras A, E, L y M
Finalmente, las Muestras L y M muestran que la permeabilidad al aire de las dos areas perforadas no tiene que ser igual. Debido a los resultados anteriores, parece ser ventajoso perforar mas aquella area que se encuentre mas cerca del extremo de la boquilla. En las Muestras L y M, la permeabilidad al aire de la primera area asciende aproximadamente al 150 % de la permeabilidad al aire de la segunda area.
Con aproximadamente el 13 % (Muestra L), la mejora lograda en la relacion de los valores de alquitran es comparable a un papel con un area perforada de la Muestra A.
Sin embargo, con mayor permeabilidad al aire, como en las Muestras E y M, se muestra que una perforacion similar en las dos areas (Muestra E, 370 CU) con -11,6% proporciona un resultado peor que el papel perforado de manera desigual de la Muestra M (410 CU/270 CU) con -15 % de modificacion en la relacion de los valores de alquitran.
En todo caso, de estos resultados puede deducirse que no resulta ventajoso perforar la segunda area mas que la primera area. Siempre que tecnicamente tenga sentido y sea compatible con los valores de humo, se intenta perforar menos la segunda area.
Analogamente, para varias areas perforadas se aplica que, visto desde el extremo de la boquilla al cono de incandescencia, cada area debena perforarse menos intensamente que su predecesora.
Tambien se habla de no haber ningun inconveniente en configurar de manera diferente la anchura de las areas. Del mismo modo, tambien puede variarse la posicion de las areas perforadas.
En conjunto, son concebibles aun muchas variantes adicionales de esta invencion; los ejemplos en este caso solo debenan aclarar el principio de la invencion y no entenderse como limitacion.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Papel de fumar (1) que confiere a un cigarrillo fabricado con el propiedades autoextinguibles, presentando el papel de salida una difusividad de CO2 de menos de 0,35 cm/s y comprendiendo el papel de fumar al menos una primera area discreta (2), caracterizado porque esta area esta perforada y presenta una permeabilidad al aire que es mayor que la permeabilidad al aire fuera del area perforada, y porque el papel de fumar comprende ademas un lado transversal A que es adecuado para estar orientado, en el cigarrillo fabricado, a un filtro (6) en el que la permeabilidad al aire media dentro de la mitad o del tercio contiguos al lado transversal A, con respecto a la longitud del papel de fumar, es mayor que la permeabilidad al aire media en la parte restante del papel de fumar.
  2. 2. Papel de fumar segun la reivindicacion 1, siendo constante la permeabilidad al aire dentro del area perforada (2) por toda el area perforada.
  3. 3. Papel de fumar segun las reivindicaciones 1 o 2, ascendiendo la permeabilidad al aire dentro del area perforada (2) de 50 CU a 2000 CU, preferentemente de 100 CU a 1000 CU y/o
    ascendiendo la anchura del area perforada (2) a entre 2 mm y 25 mm, preferentemente a entre 4 mm y 12 mm, mas preferentemente a entre 5 mm y 9 mm.
  4. 4. Papel de fumar segun una de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas un lado transversal A que esta previsto para estar orientado a un filtro (6) en el cigarrillo fabricado, encontrandose el area perforada (2) dentro del tercio contiguo al lado transversal A, preferentemente dentro del cuarto contiguo al lado transversal A, mas preferentemente dentro del quinto contiguo al lado transversal A, con respecto a la longitud del papel de fumar.
  5. 5. Papel de fumar segun una de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una segunda area discreta (3) que esta perforada y que esta separada de la primera area perforada (2) por un area que no esta perforada, encontrandose la segunda area perforada (3) preferentemente mas alejada del lado transversal A que la primera area perforada (2).
  6. 6. Papel de fumar segun la reivindicacion 5, siendo la permeabilidad al aire dentro de la segunda area perforada (3) menor que la permeabilidad al aire dentro de la primera area perforada (2), y/o
    comprendiendo el papel de fumar al menos un area discreta adicional (4) que esta perforada y que esta separada de la primera area perforada (2) y de la segunda area perforada (3) por al menos un area que no esta perforada.
  7. 7. Papel de fumar segun la reivindicacion 6, encontrandose el area perforada adicional (4) mas alejada del lado transversal A que la primera area perforada (2) y la segunda area perforada (3).
  8. 8. Papel de fumar segun las reivindicaciones 6 o 7, siendo la permeabilidad al aire dentro del area perforada adicional (4) menor que la permeabilidad al aire dentro de la primera area perforada (2) y de la segunda area perforada (3).
  9. 9. Papel de fumar segun una de las reivindicaciones anteriores, ascendiendo la permeabilidad al aire fuera del area perforada a menos de 15 CU, preferentemente a menos de 10 CU, y/o
    presentando el papel de fumar una difusividad de CO2 media de menos de 0,25 cm/s, preferentemente de menos de 0,20 cm/s.
  10. 10. Cigarrillo que comprende un papel de fumar (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 9, y que comprende ademas un filtro (6) y un papel de recubrimiento de boquilla (5), estando orientado al filtro el lado transversal A mencionado y ascendiendo la separacion entre el papel de recubrimiento de boquilla (5) y la primera area perforada (2) a menos de 10 mm, preferentemente a menos de 5 mm.
  11. 11. Procedimiento para la fabricacion de un papel de fumar segun una de las reivindicaciones 1 a 9 que comprende una etapa de perforacion para la generacion de al menos un area perforada por perforacion electrostatica, perforacion por laser y/o perforacion mecanica.
  12. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, llevandose a cabo la etapa de perforacion en una maquina para fabricar cigarrillos o en un dispositivo separado de la maquina para fabricar cigarrillos.
  13. 13. Uso de un papel para la fabricacion de un papel de fumar segun una de las reivindicaciones 1 a 9, preferentemente segun un procedimiento segun una de las reivindicaciones 10 y 11, estando presente el papel como banda de papel con una anchura de 0,3 m a 5 m o de 9 mm a 35 mm.
  14. 14. Uso de un papel de fumar segun una de las reivindicaciones 1 a 9 para la fabricacion de un cigarrillo segun la reivindicacion 10.
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