ES2643404T3

ES2643404T3 - Artículos para fumar mejorados para suministrar aditivos incorporados dentro de microfibras y nanofibras electrohiladas, y métodos relacionados

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Publication number: ES2643404T3
Application number: ES07825396.0T
Authority: ES
Inventors: Manuel Marquez; Samuel Isaac Ogle; Zhihao Shen
Original assignee: Philip Morris Products SA
Current assignee: Philip Morris Products SA
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: US20080149119A1; WO2008015573A8; NO341772B1; KR20090046845A; JP5240616B2; WO2008015573A3; EP2048977A2; AU2007280094B2; AU2007280094A1; JP2009545307A; BRPI0715069B1; PL2048977T3; BRPI0715069A2; WO2008015573A2; CN101500441A; EA014268B1; EP2048977B1; US20140060553A1; KR101391503B1; NO20090913L

Description

DESCRIPCIÓN

Artículos para fumar mejorados para suministrar aditivos incorporados dentro de microfibras y nanofibras electrohiladas, y métodos relacionados

5

Antecedentes

El sabor del humo de la corriente principal de los artículos para fumar que contienen tabaco puede mejorarse al incorporar varios agentes de mejoramiento del sabor ("saborizantes") como aditivos en los artículos para fumar. Por ejemplo, el humo de tabaco que pasa a través de un material sorbente de carbono puede perder atributos del sabor 10 favorables. Por tanto, es conveniente añadir varios saborizantes de vuelta en el humo de tabaco para reemplazar los saborizantes perdidos. Sin embargo, el mejoramiento en el sabor de los artículos para fumar mediante métodos conocidos no es duradero y puede resultar en productos que tienen un sabor inconsistente. Los sabores volátiles incorporados en los productos para fumar no se retienen de una manera estable. Los saborizantes emigran inadvertidamente a los sorbentes de los filtros para cigarrillos capaces de retirar los constituyentes de la fase 15 gaseosa. Los saborizantes aplicados superficialmente tanto a la porción que contiene tabaco como a la porción de empaque de los productos de cigarrillo se pierden irreversiblemente. Además, las moléculas del saborizante pueden modificarse químicamente a altas temperaturas internas generadas durante la acción de fumar, y pueden producir subproductos que exhiben uno o más sabores no deseados. Por tanto, existe un interés continuo en la producción de artículos para fumar que contienen tabaco que se modifican para proporcionar un suministro consistente y 20 controlado de una gran variedad de saborizantes a los fumadores durante el uso.

Resumen

En varias modalidades, se describen varios métodos para producir diferentes tipos de fibras por electrohilado. Las 25 fibras producidas por electrohilado incluyen microfibras en un intervalo a microescala, nanofibras en un intervalo a nanoescala, y mezclas de microfibras y nanofibras. Las fibras fabricadas pueden incorporarse en varios componentes de filtro para producir una gran variedad de artículos para fumar de sabor mejorado. En varias modalidades, un componente de filtro comprende un conjunto de fibras, en las cuales todas o una porción de las fibras pueden producirse por electrohilado, y las fibras se disponen para alinearse paralelas a la dirección entrada 30 del humo de la corriente principal.

En otra modalidad, una fibra producida por electrohilado se incorpora en un componente de filtro de un artículo para fumar, en el cual la fibra comprende al menos un material polimérico que encapsula o soporta la retención de al menos un tipo de saborizante. 35

En otra modalidad, una fibra tipo “núcleo-coraza” producida por electrohilado se incorpora en un componente de filtro de un artículo para fumar, en el cual la fibra tipo “núcleo-coraza” comprende al menos un tipo de saborizante aditivo como un núcleo interior, y al menos un material polimérico como una coraza externa que encapsula los contenidos del núcleo interior. 40

En otra modalidad, una fibra de matriz de “dos fases” producida por electrohilado se incorpora en un componente de filtro de un artículo para fumar, en el cual la fibra de matriz de “dos fases” comprende al menos un material polimérico en una fase continua y al menos un tipo de saborizante aditivo en una fase dispersada en la forma de una microemulsión. 45

En otra modalidad, una fibra de “núcleo hueco” producida por electrohilado se incorpora en un componente de filtro de un artículo para fumar, en el cual la fibra de “núcleo hueco” comprende un polímero sacrificial o un polímero no sacrificial como una coraza. La superficie interior de la coraza polimérica se une a al menos un tipo de saborizante aditivo que puede liberarse, parcial o completamente, mediante interacciones con los constituyentes en el humo de 50 la corriente principal.

En otra modalidad, una fibra de “núcleo residual” producida por electrohilado se incorpora en un componente de filtro de un artículo para fumar, en el cual la fibra de “núcleo residual” comprende un polímero sacrificial o un polímero no sacrificial como un núcleo. La superficie exterior del núcleo polimérico se une a al menos un tipo de aditivo 55 saborizante.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista esquemática de un aparato de electrohilado ilustrativo para producir fibras; 60

La Figura 2A es una vista esquemática de un aparato de electrohilado coaxial para producir fibras multicomponentes;

La Figura 2B es una vista esquemática de una fibra tipo "núcleo-coraza" producida por electrohilado coaxial' 65

La Figura 3A es una vista esquemática de una fibra tipo "núcleo-coraza" producida por electrohilado coaxial, en la cual la fibra puede modificarse para encapsular diferentes aditivos saborizantes;

La Figura 3B es una vista esquemática de una vista parcialmente despiezada del núcleo de la fibra tipo "núcleo-coraza" ilustrada en la Figura 3A, en la cual el núcleo contiene dos aditivos de saborizante diferentes; 5

La Figura 4A es una vista esquemática de un hilador que incluye un único capilar que puede extrudir una fibra de matriz de "dos fases" producida por electrohilado coaxial;

La Figura 4B es una vista esquemática de una vista parcialmente despiezada de la fibra de matriz de "dos fases" 10 ilustrada en la Figura 4A, en la cual la fibra de matriz de "dos fases" comprende una matriz polimérica como una primera fase y una gotita de aditivos saborizantes como una segunda fase;

La Figura 5A es una vista esquemática de un aparato de electrohilado coaxial para producir fibras de "núcleo hueco";

15

La Figura 5B es una vista esquemática de una fibra tipo "núcleo-coraza" producida por electrohilado coaxial que puede modificarse adicionalmente para producir una fibra de "núcleo hueco";

La Figura 5C es una vista esquemática de una fibra de "núcleo hueco" producida después de retirar la sección del núcleo de la fibra tipo "núcleo-coraza" ilustrada en la Figura 5B; 20

La Figura 6A es una vista esquemática de un aparato de electrohilado coaxial para producir fibras de "núcleo residual";

La Figura 6B es una vista esquemática de una fibra tipo "núcleo-coraza" producida por electrohilado coaxial que 25 puede modificarse adicionalmente para producir una fibra de "núcleo residual";

La Figura 6C es una vista esquemática de una fibra de "núcleo residual" producida después de retirar la sección de la coraza de la fibra tipo "núcleo-coraza" ilustrada en la Figura 6B;

30

La Figura 7A es una vista esquemática de un conjunto de fibras en alineación;

La Figura 7B es una vista esquemática de una vista en perspectiva parcialmente despiezada de un cigarrillo que muestra una disposición de un conjunto de fibras en alineación dentro de un filtro del cigarrillos;

35

La Figura 8 es una vista esquemática de una vista en perspectiva parcialmente despiezada de un cigarrillo que muestra varias subsecciones de un cigarrillo que puede modificarse para incorporar un conjunto de fibras producidas por electrohilado coaxial;

La Figura 9 es una vista en perspectiva parcialmente despiezada de un cigarrillo que muestra varias subsecciones 40 de un cigarrillo que pueden modificarse para incorporar un conjunto de fibras producidas por electrohilado coaxial.

Descripción detallada

Los artículos para fumar que contienen tabaco, tales como los cigarrillos, pueden fabricarse para contener varios 45 aditivos, que incluyen saborizantes, que pueden añadirse directamente a una mezcla de tabaco durante el procesamiento. Se proporciona un método mejorado para estabilizar la incorporación de aditivos saborizantes a tales artículos para fumar encapsulando las moléculas de aditivos en formas estables de la fibra, e incorporando un gran número de tales fibras estables en varias subsecciones de los artículos para fumar. Los métodos descritos pueden producir artículos para fumar que contienen aditivos que exhiben una vida útil aumentada de manera que tales 50 productos para fumar puedan suministrar más sabor a los usuarios en comparación con los productos para fumar fabricados por otros métodos conocidos.

Varias modalidades de la presente invención proporcionan métodos para introducir aditivos de interés en un componente de filtro de un artículo para fumar incorporando fibras que encapsulan una gran variedad de aditivos 55 dentro de los subcompartimientos o subestructuras de las fibras fabricadas. Además, las fibras fabricadas pueden disponerse electrostáticamente dentro de un componente de filtro de un artículo para fumar durante el proceso de fabricación. Modificando los diversos parámetros que controlan el proceso de electrohilado, puede fabricarse un conjunto diverso de fibras que varían en cuanto a su composición, su organización subestructural, y su dimensión. Los aditivos adecuados para la incorporación en varios componentes de filtros de artículos para fumar incluyen 60 agentes de mejoramiento del sabor ("saborizantes").

En la presente descripción, los términos "fibra" o "fibras" se refieren a un material, o a la forma de un material, que puede producirse mediante procesos de electrohilado. El material comprende al menos un material polimérico que encapsula o soporta la retención de al menos un tipo de saborizante dentro de la fibra. El material polimérico 65 proporciona una estructura de soporte para encapsular al menos un tipo de aditivo saborizante. Las fibras que

pueden producirse por varios procesos de electrohilado descritos a continuación incluyen "microfibras" en un rango a microescala (medido en unidades de micrómetros o µm), "nanofibras" en un rango a nanoescala (medido en unidades de nanómetros o nm), y varias mezclas de microfibras y nanofibras. Las microfibras en el rango a microescala incluyen fibras que tienen un diámetro exterior de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 50 µm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 40 µm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 30 µm, 5 de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 20 µm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 10 µm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 5 µm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 4 µm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 3 µm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 2 µm, de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 1 µm. Las nanofibras en el rango a nanoescala incluyen fibras que tienen un diámetro exterior de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 100 nm, de aproximadamente 1 nm a 10 aproximadamente 95 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 90 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 85 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 80 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 75 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 70 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 65 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 60 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 55 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 50 nm, de aproximadamente 1 nm a 15 aproximadamente 45 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 40 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 35 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 30 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 25 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 20 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 15 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 10 nm, de aproximadamente 1 nm a aproximadamente 5 nm. En una modalidad preferida, las fibras tienen un diámetro exterior en un intervalo de 20 aproximadamente 20 nm a aproximadamente 10 µm. En otra modalidad preferida, las fibras tienen un diámetro exterior en un intervalo de aproximadamente 20 nm a aproximadamente 3 µm.

La Figura 1 es una vista esquemática de un aparato de electrohilado ilustrativo para producir fibras. En la Figura 1, el aparato ilustrativo incluye una fuente para proporcionar un suministro continuo de material que puede fluir que debe 25 pasar a través de una bomba de jeringuilla 11 y una aguja de jeringuilla 12. Se genera un campo electrostático por una fuente de energía de CD de alta tensión 13 aplicada a la aguja de la jeringuilla 12. A partir del campo electrostático, el material que puede fluir que emerge es un chorro inestable, continuo de material en la forma de una fibra 14 que puede acoplarse a un colector objetivo cilíndrico, en tierra 15. El colector objetivo en tierra 15 es capaz de girar y trasladarse a lo largo de su eje. 30

La Figura 2A es una vista esquemática de un aparato de electrohilado coaxial para producir fibras multicomponentes. En la Figura 2A, se muestra un hilador 200 que comprende dos capilares coaxiales, en el cual un capilar interior 201 a lo largo del eje central se carga con un primer material 203 que forma un núcleo de una fibra, y un capilar exterior 202 que rodea de manera concéntrica el capilar interior 201 se carga con un segundo material 204 35 que forma la coraza exterior de una fibra. Dentro del hilador 200, los materiales que pueden fluir 203 y 204 están bajo fuerzas capilares. Los materiales que pueden fluir 203 y 204 en ambos capilares pueden mantenerse a un alto potencial con relación a un objetivo en tierra 206 tal como una placa de colección, por ejemplo. El primer material que puede fluir 203 del capilar interior 201 y el segundo material que puede fluir 204 del capilar exterior 202 pueden salir del borde del terminal 207 de ambos capilares, o una tobera, y puede extrudirse como una fibra única 208. El 40 borde del terminal 207 de ambos capilares puede posicionarse de manera cercana, nominal, y concéntrica a una distancia igual del objetivo en tierra 206. El primer material 203 y el segundo material 204 dentro de los capilares pueden mantenerse a un potencial deseado al aplicar el potencial un hilador conductor, en el cual cada capilar es conductor pero se aísla eléctricamente del otro capilar. Alternativamente, el primer y segundo materiales, 203 y 204 respectivamente, dentro de los capilares pueden mantenerse a un potencial deseado al aplicar el potencial a los 45 electrodos conductores 205 que pueden insertarse directamente en el material contenido dentro de cada capilar. Cuando los electrodos son conductores, los capilares pueden ser conductores o no conductores.

En la Figura 2A, el aparato de electrohilado coaxial incluye un hilador que incluye un capilar o un conjunto de capilares coaxiales, en los cuales cada subconjunto de capilares puede diseñarse para extrudir diferentes materiales 50 que pueden fluir. Durante el proceso de electrohilado, una corriente de material se aspira fuera de uno o más materiales que pueden fluir al aplicar un campo eléctrico fuerte a las gotitas de material que puede fluir formado en la abertura de un hilador. Una carga se induce en el material tanto a través del contacto con un electrodo de alta tensión dentro del capilar, o con el propio capilar. La aplicación de una alta tensión imparte una carga superficial en las gotitas y alarga las gotitas a la forma de la fibra. A una tensión suficientemente alta, puede formarse un Cono de 55 Taylor en el cual un chorro continuo de material se expulsa desde la punta del cono. Dentro del Cono de Taylor, las fibras que tienen diámetros estrechos pueden producirse estirando y alargando simultáneamente la corriente de material expulsado por un hilador. Las fibras producidas por electrohilado pueden depositarse sobre un colector objetivo en tierra. Después de la deposición, tales fibras pueden alinearse con las técnicas de alineación apropiadas conocidas por los expertos en la técnica de la preparación de fibras. 60

En general, los aditivos seleccionados para la incorporación de fibras incluyen cualquier material que puede extrudirse a través de un hilador. En una modalidad, los aditivos adecuados para la extrusión incluyen formas no viscosas de polímeros, geles, líquidos, o fusiones. En otra modalidad, los aditivos adecuados para la extrusión incluyen formas viscosas de polímeros, geles, líquidos, o fusiones que pueden combinarse con solventes, 65 emulsionantes, o polimerizadores para lograr una viscosidad deseada. Los solventes capaces de disolver un aditivo

de interés y capaces de producir un material que puede fluir son adecuados para los procesos de electrohilado. Por ejemplo, los solventes adecuados incluyen N,N-Dimetilformamida (DMF), tetrahidrofurano (THF), cloruro de metileno, dioxano, etanol, cloroformo, agua, solventes equivalentes, y varias de sus combinaciones. Para obtener una tensión superficial deseada de un fluido electrohilado, varios surfactantes, sales, y sus mezclas pueden añadirse al fluido electrohilado exhibiendo una conductividad eléctrica al menor intervalo. Por ejemplo, el cloruro de litio es 5 adecuado como una sal inorgánica que puede añadirse al fluido electrohilado para aumentar la conductividad eléctrica del fluido y se retira por evaporación durante el proceso de electrohilado. Si se incluye mentol como un aditivo de interés, el mentol se combina preferentemente con un solvente líquido, tal como un aceite o un emulsionante, para lograr la viscosidad deseada antes de la etapa de extrusión. Alternativamente, los materiales pueden calentarse previamente o calentarse durante el proceso de electrohilado para lograr la viscosidad deseada. 10 En otra modalidad, los aditivos adecuados para la extrusión incluyen materiales en una forma sólida. Por ejemplo, el mentol está fácilmente disponible como un sólido, y puede emplearse en una forma sólida como un aditivo en la fabricación de las fibras para la incorporación en los artículos para fumar de manera que una cantidad deseada de mentol pueda liberarse a través del humo de la corriente principal durante la acción de fumar.

15

Para las modalidades dirigidas a varias fibras descritas en la presente descripción, las fibras comprenden "polímero sacrificiales" y/o "polímeros no sacrificiales." Los polímeros sacrificiales pueden modificarse al menos de dos maneras, por transición térmica que resulta en un cambio reversible en el estado físico del polímero debido a un aumento en la temperatura del componente de filtro de un artículo para fumar (es decir, fundir el polímero desde un estado sólido a un estado líquido), y mediante la descomposición química que resulta en un cambio químico 20 irreversible del polímero debido a las interacciones con los constituyentes del humo de la corriente principal de un artículo para fumar a las temperaturas elevadas alcanzadas durante la acción de fumar. Los polímeros no sacrificiales se someten además a la descomposición química después de las interacciones con los constituyentes del humo de la corriente principal de un artículo para fumar a las temperaturas elevadas alcanzadas durante la acción de fumar. Controlando la composición de la fibra, una combinación adecuada de los polímeros sacrificiales y 25 de los polímeros no sacrificiales puede emplearse para producir una fibra que libera selectivamente varios aditivos de la retención o la encapsulación dentro de un componente de filtro, mediado por los polímeros sacrificiales y no sacrificiales.

Los polímeros sacrificiales incorporados en las fibras pueden someterse a una transición térmica que reduce la 30 integridad estructural de un polímero sacrificial cuando la temperatura del componente de filtro excede la temperatura de transición del vidrio o la temperatura de fusión del polímero sacrificial. El polímero sacrificial que puede someterse a la transición térmica, mediante el calentamiento por ejemplo durante el proceso de fabricación, se selecciona del grupo que consiste en: polietercetona, polioxitrimetileno, polipropileno atáctico, polietileno de baja densidad, poli (alquil siloxano), poli (adipato de butileno), poliacrilato, polimetacrilato, y poliitaconato. Los polímeros 35 adecuados incluyen polímeros solubles en agua, o polímeros hidrolizables, tales como poli (óxido de etileno) (PEO), polilactida (PLA), poliglicolida (PGA), policaprolactona (PCL), polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHBV), alcohol polivinílico (PVA), y varios polianhidridos. Otros homopolímeros conocidos por las personas expertas en la técnica pueden emplearse como polímeros sacrificiales. En una modalidad, la integridad estructural del polímero sacrificial sometido a la transición térmica se reduce al menos 1% del estado no fumado inicial del componente de 40 filtro. En una modalidad preferida, la integridad estructural del polímero sacrificial sometido a la transición térmica se reduce al menos 5 %, al menos 10 %, al menos 15 %, al menos 20 %, al menos 25 %, al menos 30 %, al menos 35 %, al menos 40 %, al menos 45 %, y al menos 50 % a partir del estado no fumado del componente de filtro.

Los polímeros sacrificiales incorporados en las fibras pueden someterse a una descomposición química que reduce 45 la integridad estructural de un polímero sacrificial cuando la temperatura del componente de filtro alcanza una temperatura suficiente para romper los enlaces químicos del polímero sacrificial. Por ejemplo, la descomposición química puede resultar en la descomposición de los polímeros en monómeros y en la escisión de grupos funcionales de monómeros. Los polímero sacrificiales adecuados que pueden someterse a una descomposición química incluyen polímeros que pueden someterse a la descomposición térmica a una temperatura suficientemente alta tal 50 como los diversos polímeros térmicamente degradables y las resinas epóxicas térmicamente degradables, incluyendo los polímeros térmicamente degradables basados en almidón. Ejemplos de polímeros adecuados incluyen polímeros lineales, polímeros estrella, y polímeros reticulados. El polímero adecuado para su uso como un polímero sacrificial incluye cualquier tipo de polímero que puede someterse a la descomposición química bajo las altas temperaturas alcanzadas dentro del componente de filtro para fumar durante la acción de fumar y/o puede 55 interactuar con los constituyentes del humo de la corriente principal durante la acción de fumar. En una modalidad, la integridad estructural del polímero sacrificial sometido a la descomposición química se reduce al menos 1 % a partir del estado no fumado inicial del componente de filtro. En una modalidad preferida, la integridad estructural del polímero sacrificial sometido a la descomposición química se reduce al menos 5 %, al menos 10 %, al menos 15 %, al menos 20 %, al menos 25 %, al menos 30 %, al menos 35 %, al menos 40 %, al menos 45 %, y al menos 50 % a 60 partir del estado inicial no fumado del componente de filtro.

Los copolímeros conocidos por los expertos en la técnica pueden emplearse como polímeros sacrificiales. Los copolímeros adecuados para producir un polímero sacrificial incluyen los copolímeros compuestos por monómeros de homopolímeros descritos anteriormente y los copolímeros que comprenden tanto los monómeros de 65 homopolímeros descritos anteriormente como los monómeros de otros tipos de polímeros conocidos por los expertos

en la técnica. Los ejemplos de copolímeros adecuados incluyen copolímeros aleatorios, copolímeros de injerto, y copolímeros de bloque.

Controlando los parámetros que regulan un proceso de electrohilado, puede producirse una gran variedad de fibras que exhiben las características especializadas. Una tensión del colector del hilador objetivo, Vsc, puede ajustarse en 5 el intervalo de 2kV a 20kV, y se ajusta preferentemente en el intervalo de 5kV a 15kV. La distancia entre la punta cargada de los capilares y el objetivo en tierra puede ajustarse de aproximadamente 3 cm a 25 cm, y se ajusta preferentemente de aproximadamente 5 cm a 20 cm. Una velocidad del suministro para una solución polimérica puede ajustarse de aproximadamente 0,02 ml/hr a 2,0 ml/hr, y una velocidad del suministro preferida se ajusta de aproximadamente 0,05 ml/hr a 1,0 ml/hr. La velocidad del suministro de un aditivo en una solución puede ajustarse 10 de aproximadamente 0,02 ml/hora a 2 ml/hora, y una velocidad del suministro preferida se ajusta de aproximadamente 0,05 ml/hora a 1 ml/hora. La concentración de un polímero en la solución puede ajustarse en un intervalo de aproximadamente 0,5 por ciento en peso a 40 por ciento en peso, y se ajusta preferentemente a un intervalo de aproximadamente 1 por ciento en peso a 10 por ciento en peso. La concentración de un aditivo puede ajustarse en un intervalo de aproximadamente 1 por ciento en peso a 100 por ciento en peso, y se ajusta 15 preferentemente en un intervalo de aproximadamente 10 por ciento en peso a 50 por ciento en peso. El diámetro exterior del capilar exterior puede ajustarse de aproximadamente 0,1 mm a 5 mm, y se ajusta preferentemente de aproximadamente 0,2 mm a 1 mm, mientras que el diámetro del capilar interior puede ajustarse de aproximadamente 0,05 a 2 mm, y se ajusta preferentemente de aproximadamente 0,07mm a 0,7mm. Los capilares pueden componerse de acero inoxidable, vidrio, o polímeros. Cuando se emplea el acero inoxidable u otro capilar 20 conductor, la tensión del colector del hilador objetivo puede aplicarse entre el colector y los capilares. Si se emplean capilares no conductores, los electrodos conductores pueden insertarse en los líquidos para promover el contacto eléctrico. El electrohilado realizado de conformidad con estos parámetros con una velocidad del suministro del líquido de 0,5 ml/hora puede resultar en una velocidad de producción de 20 mg/hora a 500 mg/hora de la fibra.

25

La Figura 2B es una vista esquemática de una fibra tipo "núcleo-coraza" producida por electrohilado coaxial, como otra modalidad. En la Figura 2B, una fibra tipo "núcleo-coraza" 208 que representa una fibra de dos componentes ilustrada en la Figura 2A se corta a una longitud deseada para producir una subsección de la fibra tipo "núcleo-coraza" 209. En la Figura 2A, cuando el capilar interior 203 se carga para contener un saborizante aditivo a medida que se carga el primer material que fluye y el capilar exterior 204 se carga para contener un polímero como el 30 segundo material que fluye, el proceso de electrohilado produce una fibra que comprende un saborizante aditivo dentro de un núcleo interior 210, y un polímero como una coraza exterior 211. Las fibras producidas tienen forma cilíndrica y tienen diámetros constantes en toda la longitud de las fibras. En una modalidad preferida, las fibras tipo "núcleo-coraza" tienen un diámetro exterior en un intervalo de 20 nm a 10 µm. En otra modalidad preferida, las fibras tipo "núcleo-coraza" tienen un grosor de la coraza exterior en un intervalo de 20 nm a 3 µm. 35

Varias combinaciones de saborizantes pueden cargarse dentro del capilar interior 201 de un hilador como se muestra en la Figura 2A, y pueden encapsularse dentro del núcleo interior 210 de una fibra como se muestra en la Figura 2B. Por ejemplo, los saborizantes adecuados incluyen mentol, eugenol, hierbabuena, menta, cacao, vainilla, canela, regaliz, cítrico u otros sabores de frutas, y sus combinaciones. En una modalidad preferida, el mentol se 40 incorpora en las fibras de los artículos para fumar como un agente de enfriamiento y un saborizante.

La Figura 3A es una vista esquemática de una fibra tipo "núcleo-coraza" producida por electrohilado coaxial, en la cual la fibra puede modificarse para encapsular diferentes saborizantes, como otra modalidad. En la Figura 3A, se muestra una fibra tipo "núcleo-coraza" ilustrativa que incluye una coraza 30 y un núcleo 32. El núcleo 32 de la fibra 45 tipo "núcleo-coraza" puede diseñarse para encapsular uno o más saborizantes en subcompartimientos distintos de manera que los contenidos de los subcompartimientos permanecen separados siempre y cuando la integridad de la fibra tipo "núcleo-coraza" no está comprometida. El núcleo 32 de la fibra tipo "núcleo-coraza" puede diseñarse de manera que múltiples saborizantes se disponen alternativamente como se ilustra y se describe en la Figura 3B a continuación. 50

La Figura 3B es una vista esquemática de una vista parcialmente despiezada del núcleo de la fibra tipo "núcleo-coraza" ilustrado en la Figura 3A, en la cual el núcleo contiene dos saborizantes diferentes, como otra modalidad. En la Figura 3B, dos aditivos diferentes, "A" y "B," en una cantidad deseada pueden cargarse consecutivamente dentro de un único capilar interior para producir una fibra que comprende al menos dos aditivos diferentes, "A" 33 y "B" 34, 55 dispuestos alternativamente dentro del núcleo interior de la fibra. En una modalidad, una fibra comprende saborizantes "A" y "B" dispuestos alternativamente dentro del núcleo interior de una fibra a lo largo de la longitud de la fibra. Como una modalidad preferida, el capilar interior se carga con mentol como un aditivo y el capilar exterior se carga con un polímero sacrificial para producir una fibra que encapsula metanol en el núcleo de la fibra polimérica.

60

Los saborizantes encapsulados en las fibras pueden disponerse a lo largo de la longitud de la fibra para liberar un saborizante en una cantidad suficiente para producir el efecto deseado en cada calada de un artículo para fumar. Por ejemplo, si dos aditivos diferentes se disponen alternativamente como se ilustra en la Figura 3B, entonces el saborizante "A" puede liberarse durante la primera calada, el saborizante "B" puede liberarse durante la segunda calada, y el saborizante "A" puede liberarse durante la tercera calada, y así hasta que el artículo para fumar se haya 65 agotado completamente. En una modalidad preferida, una fibra tipo "núcleo-coraza" puede diseñarse para

encapsular una cantidad predeterminada de cada aditivo dentro de un subcompartimiento del núcleo que se correlaciona con una cantidad promedio del aditivo que se pretende liberar de la encapsulación por una única calada de un artículo para fumar. Los aditivos "A" y "B" pueden disponerse como un conjunto de manera que el número de conjuntos de aditivos "A" y "B" pueden ser iguales al número máximo de caladas que pueden obtenerse en un artículo para fumar de manera que ambos saborizantes "A" y "B" pueden disfrutarse juntos en una única calada. Por 5 ejemplo, si pueden obtenerse ocho caladas para una longitud promedio del cigarrillo, entonces una fibra tipo "núcleo-coraza" de una longitud dada que contiene repeticiones de ocho conjuntos "AB" o puede diseñarse un conjunto de "AB-AB-AB-AB-AB-AB-AB-AB". Alternativamente, una fibra tipo "núcleo-coraza" puede diseñarse para contener múltiples repeticiones del conjunto "AB" en el cual el número de conjuntos "AB" repetido a lo largo de la longitud de la fibra es menor que el número máximo de caladas que pueden obtenerse para una longitud del cigarrillo dada. Por 10 ejemplo, también se contempla una fibra que comprende dos saborizantes "AB," en la cual una primera porción de una fibra de una longitud dada comprende el saborizante "A" y una segunda porción de la misma fibra comprende el saborizante "B". En otra modalidad, los aditivos "A," "B," "C," y "D" pueden disponerse como un conjunto de manera que el número de conjuntos de aditivos "AB" y "CD" puede ser igual al número máximo de caladas que pueden obtenerse en un artículo para fumar de manera que los saborizantes "A," "B," "C," y "D" puedan disfrutarse juntos en 15 una única calada. Por ejemplo, si pueden obtenerse ocho caladas para una longitud del cigarrillo promedio, entonces puede diseñarse una fibra tipo "núcleo-coraza" de una longitud dada que contiene repeticiones de ocho conjuntos alternativos de "AB" y "CD" o un conjunto de "AB-CD-AB-CD-AB-CD-AB-CD-AB-CD-AB-CD-AB-CD-AB-CD".

La Figura 4A es una vista esquemática de un hilador que incluye un único capilar que puede extrudir la fibra de 20 matriz de "dos fases" producida por electrohilado coaxial, como otra modalidad. En la Figura 4A, un primer material que comprende un polímero sacrificial 402 y un segundo material 403 que comprende un saborizante pueden cargarse en un hilador de un único capilar 400 que incluye un único capilar 401. Dentro del capilar 401, el primer material que comprende el polímero sacrificial 402 se forma en una fase continua, y el segundo material que comprende un saborizante 403 se forma en una fase dispersada. El primer y segundo materiales, 402 y 403 25 respectivamente, se combinan como una microemulsión, y la mezcla se mantiene a un potencial deseado aplicando un potencial al electrodo conductor 404 insertado directamente en la mezcla de materiales contenidos dentro del capilar. El potencial del electrodo conductor es relativo al potencial de una placa de colección que sirve como un objetivo en tierra 405. El material de la matriz de "dos fases" que representa una mezcla de los dos materiales sale de la tobera 406. La fibra de matriz de "dos fases" 407 producida por el proceso de electrohilado puede recogerse en 30 el objetivo en tierra.

La Figura 4B es una vista esquemática de una vista parcialmente despiezada de la fibra de matriz de "dos fases" ilustrada en la Figura 4A, en la cual la fibra de matriz de "dos fases" comprende una matriz polimérica como una primera fase y una gotita de saborizantes como una segunda fase, como otra modalidad. En la Figura 4B, una fibra 35 de matriz de "dos fases" ilustrativa 407 ilustrada en la Figura 4A se corta a una longitud deseada para producir una subsección de la fibra de matriz de "dos fases" 408. Como un resultado del proceso de electrohilado, el primer material que comprende el polímero sacrificial 402 ilustrado en la Figura 4A, y el segundo material que comprende al menos un tipo de un saborizante 403 ilustrado en la Figura 4A se combinan para producir una fibra de matriz de "dos fases" que comprende una matriz de polímero sacrificial formada como una fase continua 409, y una gotita de 40 saborizantes formada como una fase dispersada 410. Cuando las cápsulas de la matriz de "dos fases" dentro de un componente de filtro de un artículo para fumar se expone al humo de la corriente principal que contiene partículas, que incluyen vapor de agua, los saborizantes dispersados en toda la estructura de la matriz que comprende un polímero sacrificial se liberan gradualmente debido a los procesos de transición térmica y/o descomposición química del polímero sacrificial durante la acción de fumar. 45

La Figura 5A es una vista esquemática de un aparato de electrohilado coaxial para producir fibras de "núcleo hueco". En la Figura 5A, un capilar interior se carga con una mezcla de una única fase 51 de saborizantes combinados con un polímero sacrificial. El polímero sacrificial puede emplearse en la forma de un gel, un líquido, o una fusión. Un capilar exterior se carga con una solución polimérica 52 que comprende un polímero no sacrificial. 50

La Figura 5B es una vista esquemática de una fibra tipo "núcleo-coraza" producida por electrohilado coaxial que puede modificarse adicionalmente para producir una fibra de "núcleo hueco", como otra modalidad. En la Figura 5B, el material polimérico no sacrificial 52 cargado en el capilar exterior ilustrado en la Figura 5A forma la coraza polimérica 54 de la fibra, y la mezcla de una única fase 51 ilustrada en la Figura 5A forma el núcleo sacrificial 53 de 55 la fibra. Durante el proceso de electrohilado o durante las etapas posteriores tales como el recocido, las moléculas de aditivo dentro del núcleo 53 de la fibra pueden interactuar con la coraza polimérica 54, tanto química como físicamente, de manera que las moléculas de aditivo se adhieren a la superficie de la coraza polimérica expuesta al aditivo. La interacción entre el aditivo y la coraza polimérica es lo suficientemente fuerte de manera que las moléculas de aditivo unidas permanecen acopladas a la superficie de la coraza polimérica cuando el núcleo se retira 60 posteriormente. En la Figura 5B, el núcleo 53 de la fibra tipo "núcleo-coraza" puede retirarse por una reacción de degradación para producir una fibra de "núcleo hueco" que comprende un polímero formado como una coraza cilíndrica, en la cual la superficie interna de la coraza cilíndrica se une a las moléculas de saborizantes 55. El núcleo 53 puede retirarse por descomposición química y/o transición térmica. El núcleo 53 de la fibra tipo "núcleo-coraza" puede retirarse mediante el tratamiento térmico durante el proceso de electrohilado elevando la temperatura de la 65 fibra antes que la fibra alcance el colector objetivo. Si el núcleo 53 contiene un solvente, el contenido del núcleo 53

puede retirarse mediante la evaporación del solvente a temperaturas elevadas. Alternativamente, el núcleo 53 puede retirarse por descomposición química y/o transición térmica después del proceso de electrohilado, incluso antes o después que las fibras se han cortado a la longitud preferida.

La Figura 5C es una vista esquemática de una fibra de "núcleo hueco" producida después de retirar la sección del 5 núcleo de la fibra tipo "núcleo-coraza" ilustrada en la Figura 5B, como otra modalidad. En la Figura 5C, la fibra de "núcleo hueco" comprende saborizantes acoplados a la superficie interior 56 de la coraza polimérica 55. Durante la acción de fumar, los saborizantes pueden liberarse de la fibra de "núcleo hueco" mediante los constituyentes del humo de la corriente principal que interfieren con la unión entre la superficie interior 56 y los saborizantes. Como una modalidad, una fibra de "núcleo hueco, de coraza no sacrificial" se produce mediante un proceso de electrohilado 10 coaxial, en el cual la fibra de "núcleo hueco, de coraza no sacrificial" comprende un polímero no sacrificial formado como una coraza y al menos un tipo de un saborizante unido a una superficie interior de la coraza.

Como otra modalidad, una fibra sacrificial de "núcleo hueco, de coraza sacrificial" se produce mediante un proceso de electrohilado coaxial, en el cual la fibra de "núcleo hueco, de coraza sacrificial" comprende un polímero sacrificial 15 formado como una coraza y al menos un tipo de saborizante unido a una superficie interior de la coraza, en la cual los saborizantes se liberan de la fibra de "núcleo hueco, de coraza sacrificial" cuando se exponen al humo de la corriente principal. Un capilar interior puede cargarse con una mezcla de saborizantes de una única fase de aditivos combinados con un polímero sacrificial. El polímero sacrificial puede emplearse en la forma de un gel, un líquido, o una fusión. Además, un capilar exterior puede cargarse con una solución polimérica que comprende un polímero 20 sacrificial. El material polimérico sacrificial cargado en el capilar exterior forma una coraza polimérica sacrificial de la fibra, y la mezcla de una única fase forma el núcleo sacrificial de la fibra de "núcleo hueco, de coraza sacrificial". La degradación de la coraza polimérica sacrificial puede realizarse de una manera diferente a partir de la degradación del núcleo polimérico sacrificial. Por ejemplo, si el polímero seleccionado para formar el núcleo de la fibra de "núcleo hueco, de coraza sacrificial" tiene una temperatura de fusión relativamente menor que el polímero sacrificial 25 seleccionado para formar la coraza de la fibra de "núcleo hueco, de coraza sacrificial", el núcleo polimérico sacrificial puede retirarse por transición térmica a una temperatura elevada durante el proceso de fabricación, y la coraza polimérica sacrificial puede descomponerse químicamente durante su uso posterior por los fumadores. El núcleo polimérico sacrificial puede retirarse térmicamente durante el proceso de fabricación a una temperatura moderadamente alta que funde selectivamente el polímero del núcleo y que no funde el polímero de la coraza para 30 mantener la integridad estructural de la coraza. La coraza polimérica sacrificial puede descomponerse químicamente durante la acción de fumar, en la cual los constituyentes del humo de la corriente principal descomponen químicamente la coraza, provocando la liberación de los saborizantes desde la superficie interior de la coraza.

La Figura 6A es una vista esquemática de un aparato de electrohilado coaxial para producir fibras de "núcleo 35 residual". En la Figura 6A, un capilar interior se carga con una solución polimérica 62 que comprende un polímero sacrificial o un polímero no sacrificial. Un capilar exterior se carga con una mezcla de saborizantes de una única fase 61 combinados con un polímero sacrificial. El polímero sacrificial puede emplearse en la forma de un gel, un líquido, o una fusión.

40

La Figura 6B es una vista esquemática de una fibra tipo "núcleo-coraza" producida por electrohilado coaxial que puede modificarse adicionalmente para producir una fibra de "núcleo residual", como otra modalidad. En la Figura 6B, la mezcla de una única fase 61 cargada en el capilar exterior ilustrado en la Figura 6A forma la coraza sacrificial 64 de la fibra de " núcleo residual, no sacrificial", y el material polimérico no sacrificial 62 ilustrado en la Figura 6A forma el núcleo residual 63 de la fibra de "núcleo residual, no sacrificial". Durante el proceso de electrohilado o 45 durante las etapas posteriores tales como el recocido, las moléculas de aditivo dentro de la coraza 64 de la fibra de núcleo residual pueden interactuar con el núcleo residual 63 expuesto a las moléculas de aditivo, tanto químicamente como físicamente, de manera que las moléculas de aditivo puedan adherirse a la superficie del núcleo residual 63 expuesto al aditivo. La interacción entre el aditivo y el núcleo residual 63 es lo suficientemente fuerte de manera que las moléculas de aditivo unidas permanecen acopladas a la superficie del núcleo residual 63 cuando la 50 coraza 64 se retira posteriormente. En la Figura 6B, la coraza 64 de la fibra tipo "núcleo-coraza" producida en una etapa inicial puede retirarse para producir una fibra de "núcleo residual" 65 que comprende un polímero formado como un núcleo, en el cual la superficie exterior del núcleo se une con moléculas de saborizantes. La coraza 64 puede retirarse por descomposición química y/o transición térmica. La coraza 64 de la fibra tipo "núcleo-coraza" puede retirarse mediante un tratamiento térmico, tal como el calentamiento, durante el proceso de electrohilado 55 elevando la temperatura de la fibra antes que la fibra alcance el colector objetivo. Si la coraza 64 contiene un solvente, el contenido de la coraza 64 puede retirarse mediante la evaporación del solvente a temperaturas elevadas. Alternativamente, la coraza 64 puede retirarse mediante una reacción que provoca la descomposición química y/o la transición térmica después del proceso de electrohilado.

60

La Figura 6C es una vista esquemática de una fibra de "núcleo residual" producida después de retirar la coraza de la fibra tipo "núcleo-coraza" ilustrada en la Figura 6B, como otra modalidad. En la Figura 6C, la fibra de "núcleo residual" comprende saborizantes acoplados a la superficie exterior del núcleo polimérico 65. Durante la acción de fumar, los saborizantes pueden liberarse de la fibra de "núcleo residual" mediante los constituyentes del humo de la corriente principal que interfieren con la unión entre la superficie exterior 65 y los saborizantes. Como una 65 modalidad, una fibra de "núcleo residual, no sacrificial" se produce por un proceso de electrohilado coaxial, en el cual

la fibra de "núcleo residual, no sacrificial" comprende un polímero no sacrificial formado como un núcleo y al menos un saborizante unido a una superficie externa del núcleo, en el cual el saborizante se soporta por una coraza polimérica exterior sacrificial. Como otra modalidad, una fibra de "núcleo residual, sacrificial" se produce mediante un proceso de electrohilado coaxial, en el cual la fibra de "núcleo residual, sacrificial" comprende un polímero sacrificial formado como un núcleo y al menos un saborizante unido a una superficie externa del núcleo, en el cual el 5 saborizante se soporta por una coraza polimérica exterior sacrificial.

Las etapas de procesamiento adicionales pueden realizarse después del proceso de electrohilado para preparar las fibras electrohiladas para su incorporación en los componentes de los artículos para fumar. Por ejemplo, las fibras tipo “núcleo-coraza”, las fibras de matriz de “dos fases”, y las fibras de “núcleo hueco” pueden cortarse para producir 10 fibras que tienen una longitud en el intervalo de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 20 mm. Las fibras para su incorporación en un tipo de filtro particular pueden cortarse a aproximadamente la misma longitud. Para incorporar las fibras en un filtro de un artículo para fumar, las fibras pueden reunirse en un grupo antes de su inserción en el artículo para fumar fabricado. Si las fibras se agrupan, las fibras pueden mantenerse juntas mediante el uso de un material permeable, semipermeable, o impermeable, o un recinto tal como un anillo, o un adhesivo tal 15 como triacetina, una resina epoxi, y caucho de silicona. En modalidades alternativas, las fibras se reúnen en un grupo antes de cortar las fibras una longitud deseada.

En otra modalidad, los saborizantes se incorporan en las fibras de "núcleo hueco" después que se emplea un proceso de electrohilado para producir una coraza polimérica. Por ejemplo, para producir alternativamente una fibra 20 de "núcleo hueco", el capilar interior puede cargarse con un polímero sacrificial en la forma de un gel, un líquido, o una fusión, pero no necesita cargarse adicionalmente con un saborizante. El polímero sacrificial del núcleo puede someterse a la transición térmica o descomposición química antes de una etapa posterior que remoja la fibra en una solución de un saborizante para adherir el saborizante a las superficies expuestas de las fibras de "núcleo hueco". Los aditivos acoplados a la superficie interior de la coraza pueden retenerse y los aditivos acoplados a la superficie 25 exterior de la coraza que forma una fibra de "núcleo hueco" pueden retirarse por evaporación o por otros medios. Los saborizantes unidos de manera estable a las fibras de "núcleo hueco" pueden liberarse cuando se exponen a los constituyentes del humo de la corriente principal durante su uso por los fumadores.

En otra modalidad, los saborizantes se incorporan en las fibras de "núcleo residual" después que se emplea un 30 proceso de electrohilado para producir un núcleo polimérico. Por ejemplo, para producir alternativamente una fibra de "núcleo residual", el capilar exterior puede cargarse con un polímero sacrificial en la forma de un gel, un líquido, o una fusión, pero no necesita cargarse adicionalmente con un saborizante. El polímero sacrificial de la coraza puede someterse a una descomposición química o transición térmica antes de una etapa posterior que remoja la fibra en una solución de un saborizante para adherirse a las superficies expuestas de las fibras de "núcleo residual". Los 35 saborizantes unidos de manera estable a las fibras pueden liberarse cuando se exponen a los constituyentes del humo de la corriente principal durante el uso por los fumadores.

La Figura 7A es una vista esquemática de un conjunto de fibras en alineación, como otra modalidad. La Figura 7B es una vista esquemática de una vista en perspectiva parcialmente despiezada de un cigarrillo que muestra una 40 disposición de un conjunto de fibras en alineación dentro de un filtro del cigarrillo. Las fibras producidas por electrohilado están predominantemente en alineación con el eje largo de un cigarrillo, y de este modo, están además en alineación con la entrada de humo de la corriente principal. Tal alineación de las fibras promueve una interacción máxima entre el humo de la corriente principal y el material del núcleo, y promueve la liberación controlada eficiente de aditivos. En varias modalidades, se proporciona un artículo para fumar que incluye un componente de filtro 45 compuesto por una fibra producida por electrohilado, en el cual la fibra comprende al menos un material polimérico que encapsula o soporta la retención de al menos un tipo de saborizante. En otra modalidad, se proporciona un artículo para fumar que incluye un componente de filtro compuesto por una fibra tipo “núcleo-coraza” producida por electrohilado, en el cual la fibra tipo “núcleo-coraza” comprende al menos un tipo de un saborizante como un núcleo interior, y al menos un material polimérico como una coraza exterior que encapsula los contenidos del núcleo interior. 50 En otra modalidad, se proporciona un artículo para fumar que incluye un componente de filtro compuesto por una fibra de matriz de “dos fases” producida por electrohilado, en la cual la fibra de matriz de “dos fases” comprende al menos un material polimérico en una fase continua y al menos un tipo de un saborizante en una fase dispersada en la forma de una microemulsión. En otra modalidad, se proporciona un artículo para fumar que incluye un componente de filtro compuesto por una fibra de “núcleo hueco” producida por electrohilado, en el cual la fibra de 55 “núcleo hueco” comprende un polímero sacrificial o un polímero no sacrificial como una coraza. En otra modalidad, se proporciona un artículo para fumar que incluye un componente de filtro compuesto por una fibra de “núcleo residual” producida por electrohilado, en el cual la fibra de “núcleo residual” comprende un polímero sacrificial o un polímero no sacrificial como un núcleo. Con respecto a varios tipos de fibras descritos en la presente descripción, los componentes de filtro y los artículos para fumar que incorporan tales tipos de fibras exhiben las propiedades 60 descritas para los diferentes tipos de fibra. Por ejemplo, el contenido del núcleo interior de una fibra tipo "núcleo-coraza" puede liberarse cuando se reduce o se elimina la integridad estructural del material polimérico que forma la coraza por descomposición química y/o transición térmica.

La Figura 8 es una vista esquemática de una vista en perspectiva parcialmente despiezada de un cigarrillo que 65 muestra varias subsecciones de un cigarrillo que puede modificarse para incorporar un conjunto de fibras producidas

por electrohilado coaxial, como otra modalidad. Un filtro del cigarrillo que comprende tales fibras puede incorporarse en cualquier tipo de artículo para fumar, que incluye varios tipos de cigarrillos que contienen elementos similares a filtros. La cantidad deseada de saborizantes contenidos en una calada del humo de tabaco puede proporcionarse en el componente de filtro del cigarrillo ajustando el número de fibras empleadas en el filtro del cigarrillo. En la Figura 8, se ilustra un cigarrillo 81 que incluye una varilla de tabaco 82, un componente de filtro 83, y un tapón de filtro de 5 boquilla 84. El componente de filtro 83 puede además modificarse para crear un espacio vacío en el cual pueden insertarse las fibras de sabor mejorado. Las fibras de sabor mejorado pueden incorporarse en el tapón de filtro de boquilla 84 o insertarse en una cavidad hueca tal como el interior de un manguito de flujo libre 85 que forma parte del componente de filtro 83. En una modalidad, pueden insertarse un conjunto de fibras en una porción hueca del filtro del cigarrillo. En otra modalidad, pueden insertarse un conjunto de fibras dentro de una cavidad hueca entre dos 10 o más componentes de filtro de cigarrillo convencional tales como tapones de acetato de celulosa. La Figura 9 es una vista en perspectiva parcialmente despiezada de un cigarrillo que muestra varias subsecciones de un cigarrillo que puede modificarse para incorporar un conjunto de fibras producidas por electrohilado coaxial, como otra modalidad. En la Figura 9, se ilustra un cigarrillo 91 que incluye una varilla de tabaco 92 y un componente de filtro 93 en la forma de un filtro de tapón-espacio-tapón. El componente de filtro 93 incluye un filtro de boquilla 94, un espacio 15 96, y un tapón 95. El tapón puede tener forma de tubo y puede estar compuesto por una pieza de material sólida tal como polipropileno o fibras de acetato de celulosa. La varilla de tabaco 92 y el componente de filtro 93 se unen junto con el papel boquilla 97. El componente de filtro 93 puede incluir una sobreenvoltura de filtro 98. Las fibras de sabor mejorado pueden incorporarse en el filtro de boquilla 94, el tapón 95, y/o el espacio 96. Las fibras de sabor mejorado pueden incorporarse en cualquier elemento del componente de filtro de un cigarrillo de manera que las fibras son 20 sustantivamente paralelas al eje largo del artículo para fumar. En general, los saborizantes pueden liberarse de la superficie de una fibra hacia el humo de la corriente principal por medio de cualquier mecanismo conocido o no conocido. A pesar del mecanismo subyacente, las moléculas de acoplamiento de las uniones de un aditivo a una superficie polimérica de una estructura de soporte pueden romperse después de la exposición a los constituyentes del humo de la corriente principal, tal como el vapor de agua. Para todas las modalidades descritas, los saborizantes 25 se liberan preferentemente cuando los artículos para fumar compuestos de las fibras se calan durante el uso promedio por un fumador, en una cantidad suficiente para lograr el efecto de mejoramiento del sabor deseado. Si la coraza polimérica exterior de las fibras tipo "núcleo-coraza" y la matriz polimérica continua de las fibras de matriz de "dos fases" están compuestas por polímeros sacrificiales, los aditivos pueden liberarse cuando la integridad estructural del material polimérico del soporte se reduce o se elimina mediante un cambio físico en el material 30 polimérico que puede ocurrir cuando se excede la temperatura de transición del vidrio o la temperatura de fusión de la coraza dentro del filtro. Además, la integridad estructural puede comprometerse cuando la coraza se descompone químicamente por los constituyentes en el humo de la corriente principal provocando la descomposición parcial o completa de la coraza a temperaturas elevadas durante la acción de fumar.

35

La descomposición parcial de una coraza sacrificial o una matriz sacrificial puede mejorarse por la presencia de un gradiente químico o térmico en la dirección de entrada del humo de la corriente principal. Por ejemplo, si la temperatura del humo de la corriente principal en el extremo de la varilla de tabaco de un cigarrillo es relativamente más alta que la temperatura en el extremo de la boquilla, las fibras se descompondrán primero en el extremo distal (es decir, en el extremo de la varilla de tabaco) antes de consumir el extremo proximal (es decir, extremo de la 40 boquilla) durante la calada. Si la concentración del humo de la corriente principal en el extremo de la varilla de tabaco de un cigarrillo es relativamente más alta que la concentración en el extremo de la boquilla, las fibras se descompondrán en el primer extremo distal (es decir, el extremo de la varilla de tabaco) antes de consumir el extremo proximal (es decir, el extremo de la boquilla) durante la calada. Por cualquier medio, puede lograrse la descomposición parcial y progresiva de las fibras. 45

Las fibras son útiles para mantener varios saborizantes dentro de los subcompartimientos de las fibras, que incluyen el compartimiento del núcleo y el compartimiento de la coraza. La encapsulación parcial o completa proporcionada por las fibras minimiza o excluye la volatilización de los aditivos, y disminuye la cantidad de saborizantes empleados para fabricar un artículo para fumar. Los artículos para fumar que comprenden tales fibras pueden exhibir una 50 reducción de la "materia de partículas total suministrada" (TPM) cuando se compara con los cigarrillos estándares saborizados compuestos por tales fibras. Los artículos para fumar que comprenden tales fibras pueden exhibir una vida útil aumentada disminuyendo la velocidad de pérdida de las moléculas del aditivo. Cuando se emplea el mentol como un aditivo, la cantidad preferentemente liberada por calada está en un intervalo de aproximadamente 6,0 µg a aproximadamente 2,5 mg, o con mayor preferencia, de aproximadamente 25 µg a aproximadamente 125 µg. La 55 cantidad total de mentol en un filtro de un artículo de tabaco tal como un cigarrillo está preferentemente en un intervalo de aproximadamente 0,1 mg a aproximadamente 1000 mg, o con mayor preferencia en un intervalo de aproximadamente 0,5 mg a aproximadamente 5 mg.

Aunque se han descrito varias modalidades con referencia a modalidades específicas o preferidas, las variaciones y 60 modificaciones de estas modalidades serán evidentes para los expertos en la técnica. Tales variaciones y modificaciones deben considerarse dentro del ámbito y el alcance de las reivindicaciones presentadas. Los procedimientos experimentales, los materiales, y resultados esperados pueden necesitar un ajuste si los procedimientos se amplían o si necesitan tomarse en consideración los factores adicionales. El proceso de electrohilado coaxial se ha descrito para un nivel de producción a nivel de laboratorio. Se espera que con las 65 modificaciones adicionales se fabriquen fibras a un nivel de producción a escala industrial.

En una modalidad, un método para producir un componente de filtro de un artículo para fumar comprende proporcionar un material de soporte de filtro; que proporciona una fibra que comprende al menos un tipo de saborizante, y al menos un tipo de polímero; y ensamblar conjuntamente el material de soporte de filtro con una o más fibras para formar un componente de filtro, en donde el polímero estabiliza la retención de al menos un tipo de 5 saborizante dentro del componente de filtro en un estado no fumado inicial, y en donde al menos un tipo de polímero se modifica por transición térmica y/o descomposición química de manera que al menos un tipo de saborizante se libera en el humo de la corriente principal. Los materiales de soporte de filtro adecuados se conocen en la técnica, e incluyen acetato de celulosa y sus derivados. Varios métodos para producir fibras por electrohilado se proporcionan en la presente descripción. En otra modalidad, el método para producir un componente de filtro incluye además 10 cortar el conjunto de fibras una longitud sustancialmente uniforme; alinear las fibras del conjunto en una dirección uniforme; y ensamblar el conjunto de fibras alineadas con otros elementos del filtro del cigarrillo de manera que el conjunto de fibras alineadas sean sustancialmente paralelas en alineación con respecto a la dirección longitudinal del componente de filtro/artículo para fumar y la dirección de entrada del humo de la corriente principal. En otra modalidad, un componente de filtro comprende de aproximadamente 100 a aproximadamente 1 000 000 fibras por 15 artículo para fumar. En otra modalidad, un componente de filtro comprende de aproximadamente 200 a aproximadamente 10 000 fibras por artículo para fumar.

El siguiente ejemplo proporciona una descripción de un experimento de electrohilado de doble tobera.

20

Un experimento de electrohilado coaxial de doble tobera se realizó mediante en el empleo de un núcleo líquido dentro de un tubo de acero inoxidable de calibre 25 (OD: 0,5 mm; ID: 0,3 mm), que comprende una solución de mentol/cloruro de metileno (CH2Cl2) a una concentración de mentol de aproximadamente 10 por ciento en peso. El líquido de la coraza se suministró en un tubo de acero inoxidable de calibre 19 (OD: 1,07 mm; ID: 0,81 mm), y comprendió una solución de PEO/agua a ~1 por ciento en peso PEO con un peso molecular de 5 000 000 g/mol. La 25 distancia entre la punta de los capilares y el objetivo en tierra era de 6 cm, Vsc era nominalmente 5 kV, la velocidad de flujo de la solución del núcleo se ajustó a 0,05 ml/hora y la velocidad de flujo de la solución de la coraza se ajustó a 0,11 ml/hora. El objetivo en tierra se sirvió mediante un cilindro con un diámetro de 10 cm. El experimento se realizó a temperatura ambiente y a presión atmosférica.

30

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un componente de filtro para un artículo para fumar, el componente de filtro comprende:

una fibra electrohilada que comprende:

al menos un tipo de saborizante aditivo; y 5

al menos un tipo de polímero.
2. Un componente de filtro de conformidad con la reivindicación 1 que comprende una pluralidad de las fibras electrohiladas, en donde una porción sustancial de las fibras de electrohilado se dispone en alineación paralela con respecto a la dirección longitudinal del componente de filtro y en alineación paralela con respecto 10 a la dirección del humo de la corriente principal.
3. Un componente de filtro de conformidad con la reivindicación 1 en donde la fibra electrohilada tiene:

una forma en sección transversal cilíndrica;

un diámetro constante a lo largo de la longitud de la fibra electrohilada; 15

un diámetro exterior de 10 nanómetros (nm) a 50 micrómetros (µm); y

una longitud de 1 milímetro (mm) a 20 milímetros (mm).
4. Un componente de filtro de conformidad con la reivindicación 1 en donde el polímero es un polímero sacrificial seleccionado del grupo que consiste en: polietercetona, polioxitrimetileno, polipropileno atáctico, 20 polietileno de baja densidad, poli (alquil siloxano), poli (adipato de butileno), poliacrilato, polimetacrilato, y poliitaconato.
5. Un componente de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde la fibra electrohilada comprende un saborizante seleccionado del grupo que consiste en mentol, eugenol, 25 hierbabuena, menta, cacao, vainilla, canela, regaliz, sabor a cítrico, sabores de frutas, y una de sus combinaciones.
6. Un componente de filtro de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde la fibra electrohilada es una fibra electrohilada tipo núcleo-coraza que comprende: 30

al menos un tipo de saborizante que forma un núcleo interior de la fibra electrohilada; y

al menos un tipo de polímero que forma una coraza exterior de la fibra electrohilada que encapsula el saborizante.
7. Un componente de filtro de conformidad con la reivindicación 1 en donde la fibra electrohilada es una fibra 35 electrohilada de coraza sacrificial, de núcleo hueco que comprende:

al menos un tipo de saborizante combinado con un primer polímero sacrificial que forma un núcleo polimérico sacrificial de la fibra electrohilada; y

un segundo polímero sacrificial que forma una coraza polimérica sacrificial de la fibra electrohilada que encapsula el núcleo polimérico sacrificial que contiene el saborizante y el primer polímero sacrificial. 40
8. Un componente de filtro de conformidad con la reivindicación 1 en donde la fibra electrohilada es una fibra electrohilada de núcleo residual, no sacrificial, que comprende:

al menos un tipo de polímero no sacrificial que forma el núcleo de la fibra electrohilada; y

al menos un tipo de saborizante aditivo combinado con un polímero sacrificial que forma la coraza 45 exterior de la fibra electrohilada.
9. Un componente de filtro de conformidad con la reivindicación 1 en donde la fibra electrohilada es una fibra electrohilada de matriz de dos fases que comprende:

al menos un tipo de saborizante aditivo que forma una fase dispersada; y 50

al menos un tipo de polímero sacrificial que forma una fase continua.
10. Un artículo para fumar que comprende un componente de filtro de conformidad con la reivindicación 1.
11. Un método para fabricar un componente de filtro para un artículo para fumar, el método comprende 55 incorporar al menos una fibra electrohilada en un componente de filtro, en donde la fibra electrohilada se produce mediante el electrohilado de al menos un tipo de saborizante aditivo y al menos un tipo de polímero.
12. Un método de conformidad con la reivindicación 11 en donde la fibra electrohilada es una fibra electrohilada de coraza no sacrificial, de núcleo hueco, y se produce por electrohilado que comprende: 60

cargar un primer capilar de un hilador de un aparato de electrohilado coaxial con al menos un tipo de saborizante combinado con un polímero sacrificial; y

cargar un segundo capilar del hilador con al menos un tipo de polímero no sacrificial;

extrudir desde el hilador una fibra electrohilada que comprende al menos un tipo de saborizante que forma un núcleo interior de la fibra electrohilada, y al menos un tipo de polímero no sacrificial que 65 forma una coraza exterior de la fibra electrohilada que encapsula el saborizante; y

recoger la fibra electrohilada en un objetivo en tierra.
13. Un método de conformidad con la reivindicación 11 en donde la fibra electrohilada es una fibra electrohilada de coraza sacrificial, de núcleo hueco, y se produce por electrohilado que comprende:

cargar un primer capilar de un hilador de un aparato de electrohilado coaxial con al menos un tipo de saborizante aditivo, y un primer polímero sacrificial; 5

cargar un segundo capilar del hilador con un segundo polímero sacrificial;

extrudir desde el hilador una fibra electrohilada que comprende el saborizante aditivo que forma un núcleo interior de la fibra electrohilada, y un segundo polímero sacrificial que forma una coraza exterior de la fibra electrohilada que encapsula el saborizante; y

recoger la fibra electrohilada en un objetivo en tierra. 10
14. Un método de conformidad con la reivindicación 11 en donde la fibra electrohilada es una fibra electrohilada de núcleo residual, no sacrificial, y se produce por electrohilado que comprende:

cargar un primer capilar de un hilador de un aparato de electrohilado coaxial con al menos un tipo de polímero no sacrificial; 15

cargar un segundo capilar del hilador con al menos un tipo de saborizante combinado con un polímero sacrificial;

extrudir desde el hilador una fibra electrohilada que comprende al menos un tipo de polímero no sacrificial que forma un núcleo interior de la fibra electrohilada, y al menos un tipo de saborizante y un polímero sacrificial que forma una coraza exterior; y 20

recoger la fibra electrohilada en un objetivo en tierra.
15. Un método de conformidad con la reivindicación 11 en donde la fibra electrohilada es una fibra electrohilada de núcleo residual, sacrificial, y se produce por electrohilado que comprende:

cargar un primer capilar de un hilador de un aparato de electrohilado coaxial con un primer polímero 25 sacrificial;

cargar un segundo capilar de un hilador con al menos un tipo de saborizante combinado con un segundo polímero sacrificial;

extrudir desde el hilador una fibra electrohilada que comprende un primer polímero sacrificial que forma un núcleo interior de la fibra electrohilada, y al menos un tipo de saborizante y un segundo 30 polímero sacrificial que forma una coraza exterior; y

recoger la fibra electrohilada en un objetivo en tierra.