ES2645221T3 - Artículos de fumar en combustión al aire libre con características de tendencia reducida a la ignición - Google Patents
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Abstract
Un artículo de fumar que tiene características reducidas de tendencia a la ignición, que comprende: una columna (12) que comprende un tabaco fumable; y una envoltura (14) de papel que rodea la columna (12) del tabaco fumable, incluyendo la envoltura (14) de papel áreas (18) discretas tratadas con una composición formadora de película, estando separadas las áreas (18) tratadas por áreas (28) no tratadas, teniendo las áreas (18) tratadas una permeabilidad dentro de un intervalo suficiente para reducir la tendencia a la ignición, caracterizado porque la composición formadora de película aplicada a la envoltura (14) de papel comprende una mezcla que incluye un material formador de película y un primer agente promotor de la combustión, estando la mezcla libre de un retardante de la combustión, y en la que la envoltura (14) de papel se ha tratado con un segundo agente promotor de la combustión, en el que el segundo agente promotor de la combustión se aplica a la envoltura (14) de papel únicamente en las zonas (28) no tratadas.
Description
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DESCRIPCION
Artfculos de fumar en combustion al aire libre con caractensticas de tendencia reducida a la ignicion Antecedentes
Existe una preocupacion constante en la industria tabacalera para producir cigarrillos que tengan envolturas que reduzcan la tendencia a la ignicion del artfculo de fumar, o la tendencia del artfculo de fumar a encender superficies que entran en contacto con el artfculo de fumar encendido. Se han hecho informes de incendios atribuidos a la quema de cigarrillos que entran en contacto con materiales combustibles. Hay un interes justificable en la industria para reducir la tendencia de los cigarrillos u otros artfculos de fumar a encender superficies y materiales usados en muebles, ropa de cama y otros por el estilo al contacto. Existe un interes justificable en la industria para reducir la tendencia de los cigarrillos u otros artfculos de fumar a encender superficies y materiales usados en muebles, ropa de cama y similares al contacto.
Por lo tanto, una caractenstica deseable de los artfculos de fumar, en particular los cigarrillos, es que se autoextingan cuando caen o se dejen en un estado de combustion libre sobre materiales combustibles.
Durante mucho tiempo se ha reconocido en la industria tabacalera que la envoltura de los cigarrillos tiene una influencia significativa sobre las caractensticas de combustion del cigarrillo. A este respecto, se han hecho diversos intentos en la tecnica para alterar o modificar las envolturas de cigarrillos con el fin de conseguir la tendencia deseada del cigarrillo a autoextinguirse, o en otras palabras, para reducir las caractensticas de tendencia a la ignicion de los cigarrillos.
La tecnica anterior divulga la aplicacion de soluciones para la formacion de pelfcula para papel de cigarrillos para reducir la permeabilidad del papel y controlar la velocidad de combustion. Se ha demostrado que cuando estos materiales han sido aplicados en areas discretas a lo largo de la longitud del cigarrillo, los cigarrillos muestran una tendencia reducida a encender un sustrato, tienden a autoextinguirse y tiene un mayor numero de caladas.
La Patente U.S N° 5,878,753 de Peterson y la Patente U.S N° 5.820.998 de Hotaling, et al., por ejemplo, divulgan una envoltura de artfculos de fumar que se trata con una solucion acuosa formadora de pelfcula para reducir la permeabilidad. La Patente U.S N° 5,878,754 de Peterson divulga una envoltura de artfculos de fumar que se trata con una solucion no acuosa de un polfmero soluble en disolvente disuelto en una solucion no acuosa para reducir la permeabilidad. Del mismo modo, el documento US 2003/0136420 A1 ensena la aplicacion de una composicion formadora de pelfcula en areas discretas. Ademas, la envoltura de papel se trata con un aditivo de control de combustion, que puede servir como un acondicionador de cenizas.
Aunque se han hecho muchas mejoras en la tecnica, todavfa existe la necesidad de un metodo mejorado para producir una envoltura de cigarrillos con propiedades reducidas de tendencia a la ignicion. Por ejemplo, se han experimentado problemas en la produccion de un artfculo de fumar que se autoextinga cuando se quema en una superficie adyacente pero no se extingue automaticamente cuando se deja en un estado de combustion al aire libre, tal como cuando se sostiene un cigarrillo y no se fuma o cuando un cigarrillo esta puesto en un cenicero. Espedficamente, se han planteado problemas en el diseno de artfculos de fumar como se ha descrito anteriormente sobre una base repetitiva.
Otro problema que se ha experimentado en el diseno de artfculos de fumar con caractensticas reducidas de tendencia a la ignicion es que las areas tratadas sobre los artfculos de fumar tienen una tendencia a afectar negativamente al gusto y disfrute del artfculo. Por ejemplo, tfpicamente los artfculos de fumar incluyen una envoltura de papel que tiene areas tratadas separadas de areas no tratadas. Los componentes del humo y el sabor del artfculo tienen una tendencia a cambiar a medida que la brasa en combustion avanza a lo largo del artfculo desde un area no tratada hasta un area tratada.
Asimismo, tambien se han experimentado problemas para controlar las propiedades de la ceniza de los artfculos de fumar. En general, se desea una ceniza blanca y cohesiva. Las caractensticas de la ceniza, sin embargo, tienen una tendencia a cambiar mientras que la brasa en combustion avanza de un area no tratada a un area tratada. Actualmente existe una necesidad para una envoltura de papel que no solo reduzca las caractensticas de tendencia a la ignicion de un artfculo de fumar, sino que tambien lo haga sin afectar considerablemente las caractensticas de la ceniza del artfculo.
Resumen
El problema anterior se resuelve por las caractensticas de la reivindicacion independiente 1 dirigida a un artfculo de fumar y por la reivindicacion independiente 14 dirigida a una envoltura de papel para un artfculo de fumar.
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La presente divulgacion se refiere generalmente a envolturas de papel para artfculos de fumar con tendencia reducida a la ignicion y a un procedimiento para fabricar las envolturas. Por ejemplo, en una realizacion, la envoltura de papel puede estar hecha de una banda de papel. Por ejemplo, la envoltura de papel puede contener fibras de lino, fibras de madera blanda, fibras de madera dura y mezclas de las mismas. La envoltura de papel tambien puede incluir una carga, tal como carbonato de calcio o un oxido de magnesio, en una cantidad de aproximadamente 10% a aproximadamente 40% en peso.
Una composicion formadora de pelfcula se aplica a la envoltura de papel en lugares particulares. La composicion formadora de pelfcula forma areas discretas tratadas en la envoltura. Las areas discretas estan separadas por areas no tratadas. Las areas discretas tratadas estan configuradas para reducir la tendencia a la ignicion de un artfculo de fumar que incorpora la envoltura. Por ejemplo, las areas tratadas pueden reducir la tendencia a la ignicion reduciendo el oxfgeno a una brasa ardiendo del artfculo de fumar cuando la brasa se quema y avanza hacia las areas tratadas.
De acuerdo con la presente divulgacion, la composicion formadora de pelfcula contiene un material formador de pelfcula mezclado con un agente promotor de encendido pero que esta libre de un retardador de la combustion. El presente inventor ha encontrado diversas ventajas y beneficios para mezclar un agente promotor de encendido y un material formador de pelfcula en ausencia de un retardador de la combustion. Por ejemplo, tal combinacion permite un mejor control sobre las propiedades de combustion de un artfculo de fumar resultante. En particular, las areas tratadas en una envoltura de papel de acuerdo con la presente invencion pueden construirse de manera que el artfculo de fumar se autoextingue cuando se quema sobre una superficie adyacente, pero no se autoextinguira si se deja quemar en un estado al aire libre. Ademas de tener un mejor control sobre las propiedades de combustion, la combinacion de la composicion formadora de pelfcula y el agente promotor de encendido mejora el sabor y la uniformidad del artfculo de fumar, especialmente cuando se compara con otras formulaciones en las que esta presente un retardante de la combustion. Finalmente, la mezcla tambien puede mejorar las propiedades de ceniza del artfculo de fumar y reduce el manchado en las areas con bandas.
El material formador de pelfcula puede ser, por ejemplo, un alginato, tal como alginato sodico o potasico. Debe entenderse, sin embargo, que pueden usarse otros materiales formadores de pelfcula. Otros materiales formadores de pelfcula que se cree que son utiles en la presente invencion incluyen goma guar, pectina, alcohol polivimlico, acetato de polivinilo, derivados de celulosa tales como etilcelulosa, metilcelulosa, carboximetilcelulosa, almidon y derivados de almidon.
El agente promotor de encendido mezclado con el material formador de pelfcula puede ser, por ejemplo, una sal de metal alcalino o una sal de metal alcalinoterreo. En una realizacion particular, por ejemplo, se puede usar una sal de acido carboxflico. Ejemplos particulares de promotores de encendido que pueden usarse en diversas realizaciones incluyen una sal de acido acetico, una sal de acido cftrico, una sal de acido malico, una sal de acido lactico, una sal de acido tartarico, una sal de acido carbonico, una sal de acido formico, una sal de acido propionico, una sal de acido glicolico, una sal de acido fumarico, una sal de acido oxalico, una sal de acido malonico, una sal de acido succmico, una sal de acido mtrico, una sal de acido fosforico o mezclas de los mismos. El promotor de encendido puede estar presente en la composicion formadora de pelfcula en una cantidad de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 5% en peso, tal como de aproximadamente 1% a aproximadamente 3% en peso.
En una realizacion particular, la composicion formadora de pelfcula puede comprender una mezcla de un alginato con un citrato, un succinato o una mezcla de un citrato y un succinato.
La composicion formadora de pelfcula se puede aplicar a la envoltura de papel de acuerdo con diversos metodos. Por ejemplo, la composicion se puede imprimir sobre el papel usando, por ejemplo, flexograffa, impresion por huecograbado directo e impresion por offset.
En una realizacion, las areas discretas formadas por la composicion formadora de pelfcula tienen la forma de bandas circunferenciales dispuestas longitudinalmente a lo largo del artfculo de fumar. Las bandas pueden tener una anchura mayor de aproximadamente 3 mm, tal como de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 10 mm. Las bandas pueden estar espaciadas entre sf a una distancia de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 50 mm y en particular aproximadamente de 10 mm a aproximadamente 40 mm.
La cantidad de la composicion formadora de pelfcula que se aplica a la envoltura de papel depende de la aplicacion particular y de diversos factores. Por ejemplo, la composicion formadora de pelfcula se puede aplicar a la envoltura en una cantidad de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 30% en peso basado en el peso de la envoltura dentro de las areas tratadas y particularmente en una cantidad de aproximadamente 2% a aproximadamente el 20% en peso.
Una vez aplicadas a la envoltura de papel, las areas tratadas pueden tener una permeabilidad de menos de aproximadamente 40 unidades Coresta, particularmente menos de aproximadamente 30 unidades Coresta, y mas particularmente de aproximadamente 5 unidades Coresta a aproximadamente 25 unidades Coresta. La
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permeabilidad inicial de la envoltura de papel puede ser de aproximadamente 20 unidades Coresta a aproximadamente 110 unidades Coresta o superior. Por ejemplo, la permeabilidad inicial de la envoltura de papel puede ser mayor que aproximadamente 60 unidades Coresta, tal como mayor que aproximadamente 80 unidades Coresta.
Ademas de contener un material formador de pelfcula y un agente promotor de encendido, la composicion formadora de pelfcula puede incluir diversos otros ingredientes. Por ejemplo, en una realizacion, la composicion formadora de pelfcula puede contener un relleno inorganico en partfculas.
La composicion formadora de pelfcula cuando se aplica a la envoltura de papel puede estar contenida en una solucion acuosa o puede estar contenida en una solucion no acuosa. Cuando esta contenida en una solucion no acuosa, por ejemplo, puede estar presente un alcohol. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, se consiguen ventajas y beneficios particulares de la presente invencion cuando la composicion formadora de pelfcula no contiene un retardador de la combustion como se describe con mayor detalle a continuacion.
Una vez que la composicion formadora de pelfcula se aplica a la envoltura de papel, la envoltura de papel dentro de las areas discretas puede tener un fndice de Modo de Combustion dentro de un intervalo particular que indica caractensticas reducidas de tendencia a la ignicion. El fndice de Modo de Combustion (denominado BMI), por ejemplo, puede ser inferior a aproximadamente 5 cm-1, tal como menor de aproximadamente 3 cm-1.
La envoltura de papel puede tener cualquier peso de base adecuado dependiendo de una aplicacion particular. En una realizacion particular, por ejemplo, la envoltura de papel puede tener un peso base de aproximadamente 18 g/m2 a aproximadamente 60 g/m2 Ademas de contener un primer agente promotor de combustion dentro de las areas tratadas, la envoltura de papel tambien puede tratarse con un segundo agente promotor de combustion sobre considerablemente toda el area superficial de la envoltura de papel, lo cual, sin embargo, no se reivindica aqm. Por ejemplo, el segundo agente promotor de combustion se puede aplicar a la envoltura de papel antes a o despues de que se formen las areas tratadas. El segundo agente promotor de combustion se puede aplicar a la envoltura de papel en cantidades de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 3% en peso. El segundo agente promotor de combustion puede ser el mismo o diferente del primer agente promotor de combustion que se mezcla con el material formador de pelfcula.
Otras caractensticas y aspectos de la presente invencion se discuten en mayor detalle a continuacion.
Breve descripcion de los dibujos
Una descripcion completa y habilitadora de la presente invencion, incluyendo el mejor modo para un experto en la tecnica, se expone mas particularmente en el resto de la especificacion, con referencia a las figuras adjuntas en las que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un artfculo de fumar hecho de acuerdo con la presente invencion;
La figura 2 es una vista en despiece del artfculo de fumar ilustrado en la figura 1; y
La Figura 3 es un sistema para tratar una envoltura de papel de acuerdo con la presente invencion.
El uso repetido de los caracteres de referencia en la presente especificacion y en los dibujos esta destinado a representar caractensticas o elementos iguales o analogos de la presente invencion.
Descripcion detallada
A continuacion se hara referencia en detalle a las realizaciones de la invencion, uno o mas ejemplos de los cuales se exponen a continuacion. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicacion de la invencion, no limitacion de la invencion. De hecho, sera evidente para los expertos en la tecnica que pueden realizarse diversas modificaciones y variaciones en la presente invencion sin apartarse del alcance de la invencion como se reivindica. Por ejemplo, las caractensticas ilustradas o descritas como parte de una realizacion, pueden usarse en otra realizacion para producir una realizacion adicional. Por lo tanto, se pretende que la presente invencion cubra tales modificaciones y variaciones.
Con fines de explicacion de la invencion, se discutiran las realizaciones y principios de la invencion con respecto a un cigarrillo. Sin embargo, esto es solo con fines de explicacion de la invencion y no pretende limitar la invencion solo a los cigarrillos. Cualquier tipo de artfculo de fumar esta dentro del alcance de la invencion como se reivindica.
La presente divulgacion se refiere a un artfculo de fumar, y una envoltura para un artfculo de fumar, que tiene caractensticas de control de la tendencia de ignicion mejoradas. "Tendencia de ignicion" es una medida de la tendencia del artfculo de fumar o cigarrillo a encender un sustrato inflamable si el cigarrillo encendido se deja caer o,
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de otro modo, se deja en un sustrato inflamable. El NIST (National Institute of Standards and Technology) ha establecido una prueba para determinar la tendencia a la ignicion de un cigarrillo y se la conoce generalmente como "Prueba de imitacion de ignicion". La prueba consiste en colocar un cigarrillo encendido sobre una tela de prueba inflamable y registrar la tendencia del cigarrillo a encender la tela de prueba, quemar la tela de prueba mas alla de una lmea de brasa normal del cigarrillo, quemar toda su longitud sin encender la tela o autoextinguirse antes de encender el tejido de prueba o quemar toda su longitud.
Otra prueba para la tendencia a la ignicion se conoce como "Prueba de Extincion del Cigarrillo". La prueba de Extincion del Cigarrillo es la Prueba ASTM N° E2187-04. En la prueba de Extincion del Cigarrillo, se coloca un cigarrillo encendido en diez capas de papel de filtro. Si el cigarrillo se autoextingue, el cigarrillo pasa la prueba. Si el cigarrillo se quema todo hasta su final en el filtro, sin embargo, el cigarrillo falla. Los artfculos de fumar hechos de acuerdo con la presente invencion pueden disenarse para pasar una o ambas de estas pruebas.
Ademas de las pruebas anteriores, los artfculos de fumar que tienen cigarrillos con reducida tendencia a la ignicion tambien se prueban tfpicamente para la "autoextincion al aire libre" (FASE). Durante la prueba de extincion al aire libre, se permite que los artfculos de fumar se quemen al aire libre sin ser calados y sin ser colocados sobre una superficie adyacente. En la mayona de las aplicaciones, es deseable que un artfculo de fumar pase la prueba de ignicion simulada o la prueba de extincion del cigarrillo mientras que no se autoextinguira cuando se quema al aire libre. Por lo tanto, se prefieren las tasas de FASE inferiores. De una ventaja particular, los artfculos de fumar construidos de acuerdo con los principios de la presente invencion pueden configurarse para autoextinguirse cuando se colocan sobre una superficie adyacente, pero tienen tasas de FASE mas bajas en comparacion con productos previos que se pretende que tengan caractensticas de tendencia a la ignicion reducidas.
En general, los artfculos de fumar que tienen una tendencia reducida a la ignicion se fabrican de acuerdo con la presente invencion aplicando en areas discretas a un papel de envoltura una composicion formadora de pelfcula. La composicion formadora de pelfcula contiene un material formador de pelfcula mezclado con un agente promotor de encendido. Posteriormente, ademas de mezclar el agente promotor de encendido con el material formador de pelfcula antes de la aplicacion a la envoltura de papel, la composicion formadora de pelfcula esta tambien libre de cualquier retardador de la combustion. La presente invencion ha descubierto que se obtienen diversos beneficios y ventajas cuando se combina un agente promotor de combustion con un material formador de pelfcula en ausencia de un retardador de la combustion.
En el pasado, el cesionario de la presente solicitud ha obtenido varias patentes dirigidas a artfculos de fumar con caractensticas reducidas de tendencia a la ignicion. Por ejemplo, las envolturas de papel tratadas con una composicion formadora de pelfcula que forma areas discretas tratadas en la envoltura se divulgan en las Patentes de U.S Nos. 6,779,530 y 6,725,867. La patente '530, por ejemplo, tambien divulgo que el papel de envoltura se puede tratar con un aditivo de control de la combustion tal como una sal de metal alcalino, una sal de acetato o fosfato. El aditivo de control de la combustion, sin embargo, se aplico basicamente sobre todo el area superficial de la envoltura de papel y no se incorporo mtimamente en la composicion formadora de pelfcula antes de la aplicacion al papel.
Ademas, la Patente US No.6,837,248 divulga un artfculo de fumar con tendencia a la ignicion reducida que divulga una envoltura que incluye al menos un area discreta tratada con una composicion para reducir la permeabilidad de la base. La composicion del area tratada incluye una sustancia reductora de la permeabilidad, una sustancia aceleradora de la velocidad de combustion y una sustancia retardadora de la velocidad de combustion. La sustancia retardadora de la velocidad de combustion es una sustancia que reduce la tasa de combustion de materiales tales como papel, tela y plastico y que aumenta la resistencia de los materiales a la combustion en llamas. Ejemplos de sustancias retardadoras de la velocidad de combustion descritas en la patente '248 incluyen fosfatos de amonio, tales como fosfato de diamonio, que tambien se conoce como DAP.
Sin embargo, el presente inventor ha descubierto inesperadamente, en vista de las ensenanzas de la patente '248, que se consiguen diversas ventajas y beneficios cuando no existe un retardador de la combustion en una composicion formadora de pelfcula que comprende un material formador de pelfcula mezclado con un agente promotor de encendido. Por ejemplo, el presente inventor ha encontrado que al incluir solamente un material formador de pelfcula mezclado con un agente promotor de combustion, resulta un mejor control sobre las propiedades de quemado de un artfculo de fumar incorpora una envoltura tratada. En particular, aunque tienen caractensticas reducidas de tendencia a la combustion, tales artfculos de fumar tienen una tendencia reducida a autoextinguirse al aire libre cuando no se calan.
Ademas, un retardante de la combustion puede afectar negativamente el sabor del artfculo de fumar. Se ha encontrado que la mezcla de un agente promotor de combustion con un material formador de pelfcula produce artfculos de fumar que, cuando son calados a traves de las areas tratadas, tienen un sabor mas agradable o neutro. Ademas, el sabor es mas uniforme cuando el artfculo de fumar se cala en un area no tratada o en un area tratada.
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Las ventajas anteriores se intensifican especialmente cuando el agente promotor de combustion se mezcla mtimamente con el material formador de pekcula antes de la aplicacion a la envoltura de papel en oposicion a la aplicacion de los materiales en etapas separadas.
Ademas de lo anterior, tambien se han encontrado artfculos de fumar hechos de acuerdo con la presente invencion, en algunas aplicaciones, que tienen cenizas con propiedades mejoradas. Por ejemplo, una ceniza producida por un artfculo de fumar hecho de acuerdo con la presente invencion puede tener un color relativamente blanco, es cohesiva y es menos probable que cambie de color o de consistencia cuando la brasa encendida quema a traves de las areas tratadas y las areas no tratadas de la envoltura.
De forma similar, la mezcla combinada de un material formador de pelfcula y un agente promotor de combustion sin la presencia de un retardante de la combustion se ha encontrado que reduce el manchado en las areas tratadas cuando la brasa en combustion se aproxima a las areas tratadas.
Se cree que los principios generales de la presente invencion se pueden usar junto con cualquier material formador de pelfcuia adecuado para producir una composicion formadora de pelfcula. Por ejemplo, los materiales formadores de pelfcula que pueden usarse de acuerdo con la presente invencion incluyen alginatos, goma guar, pectina, alcohol polivimlico, acetato de polivinilo, derivados de celulosa tales como etilcelulosa, metilcelulosa y carboximetilcelulosa, almidon, derivados de almidon, y similares.
En una realizacion particular, el material formador de pelfcula puede comprender un alginato. En general, un alginato es un derivado de un polisacarido o goma acida que se presenta como la sal insoluble mezclada de calcio, sodio, potasio y magnesio en las algas marrones de Phaeophyceae. En terminos generales, estos derivados son sales de calcio, sodio, potasio y/o magnesio de polisacaridos de alto peso molecular compuestos de proporciones variables de acido D-manuronico y acido L-guluronico. Ejemplos de sales o derivados de acido algmico incluyen alginato de amonio, alginato de potasio, alginato de sodio, alginato de propilenglicol y/o mezclas de los mismos.
En una realizacion, se puede usar un alginato de peso molecular relativamente bajo. Por ejemplo, los alginatos pueden tener una viscosidad de menos de aproximadamente 500 cP cuando estan contenidos en una solucion acuosa al 3% en peso a 25°C. Mas particularmente, los alginatos pueden tener una viscosidad de menos de 250 cP en las condiciones anteriores, particularmente menor que 100 cP, y en una realizacion a una viscosidad de aproximadamente 20-60 cP. Como se usa aqrn, la viscosidad se determina mediante un Viscosfmetro Brookfield LVF. Los alginatos comercialmente disponibles que se pueden usar incluyen KELGIN RL, MANUCOL LD Y MANUCOL LB, que estan todos comercialmente disponibles en ISP Corporation.
En los niveles de viscosidad mas bajos anteriores, las composiciones de alginato pueden formarse en un contenido de solidos mas alto, pero aun a una viscosidad de solucion suficientemente baja para permitir la aplicacion de la composicion a una envoltura de papel usando tecnicas convencionales. Por ejemplo, el contenido de solidos de una solucion de alginato preparada de acuerdo con la presente invencion puede ser superior a aproximadamente 6%, sobre todo superior a aproximadamente 10%, y mas particularmente de aproximadamente 10% a aproximadamente 20% en peso.
A los niveles de solidos anteriores, las composiciones de alginato usadas de acuerdo con la presente invencion pueden tener una viscosidad en solucion de mas de aproximadamente 250 cP, particularmente mayor de aproximadamente 500 cP, mas particularmente mayor que aproximadamente 800 cP, y en una realizacion a una viscosidad mayor que aproximadamente 1.000 cP a 25° C. En general, la viscosidad en solucion de la composicion formadora de pelfcula de alginato puede ajustarse dependiendo de la manera en la que la composicion se esta aplicando al papel. Por ejemplo, la viscosidad de la solucion de la composicion se puede ajustar dependiendo de si la composicion se esta rociando sobre el papel o se esta imprimiendo sobre el papel.
En otras realizaciones, tambien debe entenderse que dependiendo de la aplicacion se puede usar un alginato de peso molecular relativamente alto. Por ejemplo, el alginato puede tener una viscosidad mayor que aproximadamente 500 cP cuando esta contenido en una solucion acuosa al 3% en peso a 25oC.
El agente promotor de combustion que se combina y se mezcla con el material formador de pelfcula antes de la aplicacion a la envoltura puede comprender cualquier sustancia adecuada que mejore la velocidad de combustion. Ejemplos de agentes promotores de la combustion incluyen sales de metales alcalinos, sales de metales alcalinoterreos y mezclas de los mismos. En una realizacion, el agente promotor de combustion puede comprender una sal de un acido carboxflico. En los ejemplos particulares, por ejemplo, el agente promotor de combustion puede comprender una sal de acido acetico, una sal de acido cttrico, una sal de acido malico, una sal de acido lactico, una sal de acido tartarico, una sal de acido carbonico, una sal de acido formico, una sal de acido propionico una sal de acido glicolico, una sal de acido fumarico, una sal de acido oxalico, una sal de acido malonico, una sal de acido succmico, una sal de acido mtrico, una sal de acido fosforico y mezclas de los mismos. En una aplicacion particular, por ejemplo, el agente promotor de combustion puede comprender citrato de potasio, citrato de sodio, succinato de potasio, succinato sodico o mezclas de los mismos.
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Ademas del material formador de peKcula y el agente promotor de combustion, la composicion formadora de pelfcula aplicada a la envoltura de papel puede contener diversos ingredientes, siempre que la composicion no contenga un retardante de la combustion.
Por ejemplo, en una realizacion, un relleno puede estar contenido dentro de la composicion. El relleno puede ser, por ejemplo, carbonato de calcio, cloruro de calcio, lactato de calcio, gluconato de calcio y similares. Ademas de compuestos de calcio, tambien se pueden incluir otros compuestos metalicos, incluyendo compuestos similares de magnesio.
La composicion formadora de la pelfcula, en una realizacion, puede estar basada en agua. En particular, la composicion formadora de la pelfcula puede comprender una dispersion acuosa o una solucion acuosa. Alternativamente, la composicion formadora de la pelfcula antes de ser aplicada a la envoltura de papel puede comprender una solucion o dispersion no acuosa. En esta realizacion, por ejemplo, puede estar presente un alcohol para aplicar la composicion a la envoltura.
Una vez formulada la composicion formadora de la pelfcula, la composicion se aplica a una envoltura de papel en areas discretas. La manera en que la composicion se aplica a la envoltura de papel puede variar. Por ejemplo, la composicion puede pulverizarse, pintarse o imprimirse sobre la envoltura. Para formar un area tratada, la composicion puede aplicarse en un solo pase o en una operacion de multiples pases. Por ejemplo, la composicion se puede aplicar al papel de envoltura en pasos sucesivos para formar areas en el papel que tienen una tendencia a la ignicion reducida. En general, durante un proceso de multiples pases, las areas tratadas pueden formarse aplicando la composicion durante aproximadamente 2 a aproximadamente 8 pases.
Con el fin de ayudar a describir y explicar la presente invencion, se ilustra una realizacion de la invencion en general en las Figs. 1 y 2. Un artfculo, generalmente 10 para fumar (cigarrillo), que tiene caractensticas de tendencia de ignicion mejoradas, incluye una columna 12 de tabaco dentro de una envoltura 14. El artfculo 10 puede incluir un filtro 26. La envoltura 14 puede incluir cualquier tipo de envoltura de cigarrillo comercialmente disponible.
Generalmente, el papel de envoltura puede estar hecho de fibras celulosicas obtenidas, por ejemplo, de lino, madera blanda o madera dura. Con el fin de variar las propiedades del papel segun se desee, pueden usarse diversas mezclas de fibras celulosicas. Tambien se puede variar el grado de refinacion de las fibras.
Para la mayona de las aplicaciones, la envoltura de papel contendra un relleno. El relleno puede ser, por ejemplo, carbonato de calcio, oxido de magnesio, o cualquier otro material adecuado. La carga total anadida a la envoltura de papel puede estar entre aproximadamente 10% a aproximadamente 40% en peso.
La permeabilidad de una envoltura de papel para artfculos de fumar hechos de acuerdo con la presente invencion puede ser generalmente de aproximadamente 10 unidades Coresta a aproximadamente 200 unidades Coresta. En algunas aplicaciones, la permeabilidad puede estar entre aproximadamente 15 unidades Coresta a aproximadamente 55 unidades Coresta. Sin embargo, en una realizacion de la presente invencion, la permeabilidad inicial de la envoltura de papel es relativamente alta. Por ejemplo, en una realizacion, la permeabilidad de la envoltura de papel puede ser de aproximadamente 60 unidades Coresta a aproximadamente 110 unidades Coresta. En diversas realizaciones, por ejemplo, la permeabilidad inicial de la envoltura de papel puede ser superior a aproximadamente 70 unidades Coresta, mayor que aproximadamente 80 unidades Coresta, superior a aproximadamente 90 unidades Coresta o mayor de aproximadamente 100 unidades Coresta.
El peso base del papel para envolver cigarrillos esta comprendido generalmente entre aproximadamente 18 g/m2 a aproximadamente 60 g/irP y mas particularmente entre aproximadamente 15 a aproximadamente 40 g/irP. Los papeles para envolver de acuerdo con la presente invencion se pueden hacer dentro de cualquiera de estos intervalos.
Ademas de tener el primer agente promotor de combustion contenido dentro de la composicion formadora de pelfcula, de acuerdo con la invencion, la envoltura de papel se trata con un segundo agente promotor de combustion. El segundo agente promotor de combustion puede comprender el mismo material que el primer agente promotor de combustion. Por ejemplo, el segundo agente promotor de combustion puede ser, por ejemplo, una sal de metal alcalino, tal como un acetato, un citrato o un succinato. El segundo agente promotor de combustion se puede aplicar a la envoltura antes o despues de que las areas tratadas se formen en la envoltura usando la composicion formadora de pelfcula.
El segundo agente promotor de combustion se puede aplicar a la envoltura por diversas razones. Por ejemplo, se puede aplicar el segundo agente promotor de combustion para controlar adicionalmente las propiedades de combustion de la envoltura, especialmente en las areas no tratadas de la envoltura. El segundo agente promotor de combustion tambien puede servir como acondicionador de cenizas.
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De acuerdo con la presente invencion, el segundo agente promotor de combustion se aplica a la envoltura de papel unicamente en las areas no tratadas. En esta realizacion, el segundo agente promotor puede aplicarse en las cantidades especificadas anteriormente dentro de las areas no tratadas.
La banda 14 de papel define una superficie 16 circunferencial exterior cuando esta envuelta alrededor de la columna 12 de tabaco. Las areas 18 discretas de la superficie 16 circunferencial exterior se tratan con una composicion formadora de pelmula fabricada de acuerdo con la presente invencion, tal como una composicion de alginato mezclada con un agente promotor de encendido. Debe tambien entenderse que las areas 18 tratadas podnan estar tambien dispuestas en la superficie interna de la envoltura 14. En otras palabras, la envoltura 14 podna enrollarse alrededor de la columna 12 de tabaco de manera que las areas 18 tratadas estuvieran adyacentes al tabaco.
En la realizacion ilustrada en las Figs. 1 y 2, las areas 18 tratadas se definen como bandas 24 transversales circunferenciales. Las bandas 24 estan separadas una de otra longitudinalmente a lo largo de la longitud del cigarrillo 10. Las bandas 24 estan indicadas en trazos en la Fig. 2. Sin embargo, debe entenderse que las areas tratadas son esencialmente invisibles en el cigarrillo formado como se muestra en la FIG. 1. En otras palabras, un fumador no puede discernir desde ningun signo exterior que la envoltura 14 ha sido tratada en areas 18 discretas. A este respecto, las areas 18 tratadas tienen una textura lisa y plana esencialmente igual que las areas 28 no tratadas.
La anchura y la separacion de las bandas 24 dependen de un numero de variables, tales como la permeabilidad inicial de la envoltura 14, la densidad de la columna 12 de tabaco, etc. Las bandas 24 tienen preferiblemente una anchura de modo que el oxigeno se limita a la brasa en combustion durante una longitud o periodo de tiempo suficiente para extinguir la brasa. En otras palabras, si la banda 24 fuera demasiado estrecha, la brasa en combustion se quemana a traves de la banda 24 antes de autoextinguirse. Para la mayona de las aplicaciones, se desea una anchura de banda minima de 3 mm. Por ejemplo, la anchura de banda puede ser de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 10 mm.
La separacion entre las bandas 24 es tambien un factor de un numero de variables. La separacion no debe ser tan grande como para que el cigarrillo se queme durante un tiempo suficiente para encender un sustrato antes de que la brasa se queme alguna vez en un area 18 tratada. La separacion entre las bandas 24 tambien afecta a la inercia termica de la brasa en combustion o la capacidad de la brasa para quemarse a traves de las bandas 24 tratadas sin autoextinguirse. En los cigarrillos probados, los solicitantes han encontrado que un espaciamiento de banda de entre 5 y 50 mm es apropiado y particularmente entre aproximadamente 10 mm y 40 mm. Sin embargo, debe entenderse que la separacion entre bandas puede ser cualquier anchura adecuada determinada por cualquier numero de variables. Para la mayona de las aplicaciones, el artfculo de fumar puede contener de 1 a aproximadamente 3 bandas usando el espaciamiento anterior.
Las areas 18 tratadas tienen una permeabilidad dentro de un intervalo que se sabe que proporciona caractensticas mejoradas de tendencia a la ignicion para la composicion del cigarrillo 10. A medida que la brasa del cigarrillo 10 se quema en las areas 18 tratadas, el oxfgeno disponible para la brasa en combustion se reduce considerablemente debido a la permeabilidad disminuida de la envoltura 14 en las areas tratadas. La reduccion de oxfgeno hace que el cigarrillo se extinga automaticamente en las areas 18 tratadas cuando esta en contacto con un sustrato. La permeabilidad, por ejemplo, puede ser inferior a 40 ml/min/cm2 (CORESTA), particularmente menor que 30 ml/min/cm2 y generalmente dentro de un rango de 5 a 25 ml/min/cm2.
Ademas de la permeabilidad, otra medida que se puede usar para indicar las propiedades de tendencia a la ignicion reducidas es el fndice de Modo de Combustion. De hecho, el fndice de Modo de Combustion de una envoltura de papel puede ser mas preciso al indicar las caractensticas de combustion de un papel en oposicion a simplemente medir la permeabilidad del papel. La prueba para determinar el mdice de modo de combustion se explica en la Patente de U.S N° 4,739,775 de Hampl.
Con el fin de exhibir propiedades reducidas de tendencia a la combustion, el fndice de Modo de Combustion ("BMI") de las areas 18 tratadas puede ser generalmente menor de aproximadamente 8 cm-1 y particularmente menor de aproximadamente 5 cm-1. Por ejemplo, en una realizacion, el mdice de modo de combustion del area 18 tratada puede ser de aproximadamente 1 cm-1 a aproximadamente 3 cm-1.
La cantidad de composicion que se anade al papel dependera de diversos factores, incluyendo el tipo de composicion que se usa y el resultado deseado. Para la mayona de las aplicaciones, la composicion formadora de pelmula puede anadirse al papel en una cantidad de aproximadamente 1% a aproximadamente el 30% en peso del papel dentro de la region con bandas, y particularmente de aproximadamente 2% a aproximadamente el 20% en peso del papel dentro de la region de banda despues de que las bandas se han formado y secado. Aunque no siempre es el caso, generalmente la cantidad de la composicion aplicada al papel aumentara generalmente a medida que aumenta la permeabilidad del papel. Por ejemplo, para papeles de envoltura que tienen una permeabilidad de menos de aproximadamente 30 unidades Coresta, la composicion puede aplicarse a un papel en una cantidad de aproximadamente 1% a aproximadamente 15% en peso. Por otro lado, para papeles de envoltura
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que tienen una permeabilidad superior a aproximadamente 60 unidades Coresta, la composicion puede aplicarse al papel en una cantidad de aproximadamente 8% a aproximadamente el 30% en peso.
La cantidad del agente promotor de combustion contenida dentro de las areas tratadas tambien puede variar dependiendo de diversos factores incluyendo la aplicacion particular, la permeabilidad de base del papel, el material formador de pelfcula utilizado y el agente promotor de combustion que se selecciona. En general, por ejemplo, el agente promotor de combustion puede estar presente dentro de las areas tratadas en una cantidad de aproximadamente 0,1% a aproximadamente el 5% en peso, tal como de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 3% en peso de la composicion en solucion.
Como se ha descrito anteriormente, la composicion puede pulverizarse, pintarse o imprimirse sobre la envoltura. En general, se puede usar cualquier procedimiento de impresion adecuado en la presente invencion. Los solicitantes han encontrado que las tecnicas de impresion adecuadas incluyen impresion por huecograbado o impresion flexografica. En una realizacion, como se ilustra en la figura 3, una capa de papel 14 se desenrolla de un rodillo 40 de suministro y se desplaza en la direccion indicada por la flecha asociada con la misma. Alternativamente, la capa de papel 14 puede estar formada por uno o mas procesos de fabricacion de papel y pasar directamente al proceso 50 sin haber sido previamente almacenada en un rodillo 40 de suministro.
Como se muestra en la FIG. 3, la capa de papel 14 pasa a traves de la lmea de contacto de una disposicion 42 de rodillos en S en una trayectoria S inversa. Desde la disposicion 42 de rodillos en S, la capa de papel 14 pasa a una disposicion 44 de impresion en huecograbado. El proceso de impresion por huecograbado puede ser un proceso de impresion directo o un proceso de impresion indirecto, por ejemplo utilizando una impresora offset. La FIG. 3 representa un proceso de impresion indirecta.
La disposicion de impresion por huecograbado contiene un tanque 46 de composicion y una cuchilla 48 tangente que se utiliza para aplicar una composicion 52 a un rodillo 54 de huecograbado.
El rodillo 54 de huecograbado puede estar grabado con un patron de celdas continua convencional (por ejemplo, un patron de celdas cuadrangulares) dispuesto en bandas paralelas a traves del ancho del rollo con areas no grabadas entre cada banda. Cada celda de huecograbado contiene una pequena cantidad de la composicion que se libera en un patron sobre un rodillo 56 aplicador de caucho. La capa de papel 14 pasa a traves de un estrechamiento entre el rodillo 56 de aplicacion de caucho y un rodillo 58 de soporte cooperativo. La composicion se transfiere desde el rodillo 56 aplicador a la superficie de la capa de papel 14 formando asf un papel 60 revestido. Las velocidades del rodillo 54 de huecograbado y del rodillo 58 de aplicacion pueden controlarse de modo que sean iguales o asf difieran en una pequena cantidad para influir en la aplicacion de la composicion. Una vez que la composicion se aplica a la capa de papel 14, la capa de papel se puede secar si se desea.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 3, despues de dejar la disposicion 44 de impresion por huecograbado, la envoltura 14 pasa a traves de una operacion 62 de secado. Durante la operacion 62 de secado, el papel tratado se puede secar usando diversos dispositivos y metodos. Por ejemplo, en una realizacion, la operacion 62 de secado incluye un dispositivo de secado que pasa el gas caliente como aire sobre la banda de papel. La temperatura del aire puede oscilar entre aproximadamente 100°F a aproximadamente 600°F. En una realizacion alternativa, el dispositivo de secado puede ser una lata de vapor. Despues de ser tratada con una composicion por el dispositivo de impresion por huecograbado, la banda de papel se puede colocar en contacto con la lata de vapor para secar la composicion.
Ademas de secar el papel con una corriente de gas caliente o con una lata de vapor, en otra realizacion de la presente invencion el papel se puede secar poniendo en contacto el papel con rayos infrarrojos. Por ejemplo, en una realizacion, el papel se puede pasar bajo una lampara de calefaccion infrarroja.
En aun otra realizacion alternativa de la presente invencion, la envoltura 14 puede simplemente secarse al aire durante la operacion 62 de secado.
Debe entenderse que el proceso ilustrado en la FIG. 3 representa meramente una realizacion para aplicar una composicion a la envoltura de papel. Por ejemplo, se puede incluir una mayor cantidad de estaciones de impresion en cualquier lugar para aplicar la composicion en un procedimiento de multiples pases.
Ejemplo
El siguiente ejemplo demuestra algunas de las caractensticas y ventajas de la presente divulgacion.
Se formulo una solucion de recubrimiento que contema alginato y citrato de potasio. El citrato de potasio estaba presente en la solucion en una cantidad de 1% en peso. El alginato usado fue alginato KELGIN obtenido de ISP Corporation y se contema en la solucion al 12% de solidos.
La solucion de recubrimiento se imprimio sobre un papel de envoltura que tiene un peso base de 25 g/m2 y que tiene una permeabilidad de base de 50 Coresta. La solucion de recubrimiento se aplico a la envoltura en bandas. La envoltura se utilizo entonces para construir artfculos de fumar.
5 Tambien se produjeron artfculos de fumar de control como se ha descrito anteriormente, excepto que la solucion de recubrimiento aplicada al control no contema el citrato de potasio.
Los artfculos de fumar se probaron despues segun la prueba de Extincion de Cigarrillos (ASTM E2187-04) y de acuerdo con la prueba de extincion al aire libre (FASE).
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Los artfculos de fumar fabricados de acuerdo con la presente descripcion dieron un grado de aprobacion del 95% en la prueba de Extincion de Cigarrillos y dieron un resultado del 30% en la prueba de Extincion al aire libre. Por otro lado, los artfculos de fumar de control produjeron una calificacion de 87.5% en la prueba de Extincion de Cigarrillos y un resultado del 55% para la prueba de Extincion al aire libre.
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Ademas, la ceniza producida durante los ejemplos era mucho mas blanca y coherente para los artfculos de fumar hechos de acuerdo con la presente descripcion en comparacion con las muestras de control.
Estas y otras modificaciones y variaciones de la presente invencion pueden ser practicadas por los expertos en la 20 tecnica, sin apartarse del alcance de la presente invencion como se reivindica. Ademas, debe entenderse que los aspectos de las diversas realizaciones pueden ser intercambiados tanto en su totalidad como en parte. Ademas, los expertos en la tecnica apreciaran que la descripcion anterior es solo a modo de ejemplo y no pretende limitar la invencion.
Claims (17)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un artfculo de fumar que tiene caractensticas reducidas de tendencia a la ignicion, que comprende: una columna (12) que comprende un tabaco fumable; yuna envoltura (14) de papel que rodea la columna (12) del tabaco fumable, incluyendo la envoltura (14) de papel areas (18) discretas tratadas con una composicion formadora de pelfcula, estando separadas las areas (18) tratadas por areas (28) no tratadas, teniendo las areas (18) tratadas una permeabilidad dentro de un intervalo suficiente para reducir la tendencia a la ignicion,caracterizado porque la composicion formadora de pelfcula aplicada a la envoltura (14) de papel comprende una mezcla que incluye un material formador de pelfcula y un primer agente promotor de la combustion, estando la mezcla libre de un retardante de la combustion, y en la que la envoltura (14) de papel se ha tratado con un segundo agente promotor de la combustion, en el que el segundo agente promotor de la combustion se aplica a la envoltura (14) de papel unicamente en las zonas (28) no tratadas.
- 2. Un artfculo de fumar como se define en la reivindicacion 1, en el que el material formador de pelfcula comprende un alginato.
- 3. Un artfculo de fumar como se define en la reivindicacion 2, en el que el alginato es alginato de sodio.
- 4. Un artfculo de fumar como se define en la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que el primer agente promotor de combustion y/o el segundo agente promotor de combustion comprenden un material seleccionado del grupo que consiste en una sal de metal alcalino, una sal de metal alcalinoterreo o mezclas de los mismos.
- 5. Un artfculo de fumar como se define en la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que el primer agente promotor de combustion comprende un citrato, un succinato o mezclas de los mismos
- 6. Un artfculo para fumar como se define en cualquier reivindicacion precedente, en el que las areas (18) tratadas estan construidas para hacer que el artfculo (10) para fumar se autoextinga cuando el artfculo (10) para fumar se encienda y se coloque contra una superfine adyacente, sin embargo, las areas (18) tratadas tambien estan construidas de manera que el artfculo (10) para fumar no se autoextinguira si se deja en un estado al aire libre.
- 7. Un artfculo de fumar de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el material formador de pelfcula comprende un material seleccionado del grupo que consiste en goma guar, pectina, alcohol polivimlico, acetato de polivinilo, un derivado de celulosa, almidon, un derivado de almidon o mezclas de los mismos.
- 8. Un artfculo de fumar como se define en cualquier reivindicacion precedente, en el que las areas (18) tratadas tienen un BMI inferior de aproximadamente 5 cm-1 y en el que las areas (18) tratadas de la envoltura (14) de papel tienen una permeabilidad de 5 unidades Coresta a 25 unidades Coresta.
- 9. Un artfculo de fumar como se define en cualquier reivindicacion precedente, en el que las areas (18) tratadas comprenden una pluralidad de bandas (24) circunferenciales discretas dispuestas longitudinalmente a lo largo del artfculo (10) de fumar y en el que las bandas (24) estan separadas una de otra a una distancia de aproximadamente 5 mm a aproximadamente 50 mm, teniendo las bandas una anchura mayor de aproximadamente 3 mm.
- 10. Un artfculo de fumar como se define en cualquier reivindicacion precedente, en el que la envoltura (14) de papel tiene un peso base de aproximadamente 18 g/m2 a aproximadamente 60 g/m2.
- 11. Un artfculo de fumar como se define en cualquier reivindicacion precedente, en el que la composicion formadora de pelfcula contiene ademas un relleno inorganico en partfculas.
- 12. Un artfculo de fumar como se define en cualquier reivindicacion precedente, en el que las areas (28) no tratadas de la envoltura (14) de papel tienen una permeabilidad de mas de aproximadamente 80 unidades Coresta.
- 13. Un artfculo de fumar como se define en cualquier reivindicacion precedente, en el que el primer agente promotor de combustion esta presente dentro de las areas (18) tratadas en una cantidad de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 5% en peso.
- 14. Una envoltura de papel para un artfculo de fumar que proporciona al artfculo (10) de fumar con caractensticas reducidas de tendencia a la ignicion que comprende:una banda (14) de papel disenada para rodear un relleno fumable, incluyendo la envoltura (14) de papel areas (18) discretas tratadas con una composicion formadora de pelfcula, estando las areas (18) tratadas separadas por areas(28) no tratadas (18) que tienen una permeabilidad de 5 unidades Coresta a 25 unidades Coresta y un BMI de menos de aproximadamente 5 cm-1, teniendo la banda (14) de papel un peso base de aproximadamente 18 g/m2 a aproximadamente 60 g/m2.5 caracterizado porque la composicion formadora de pelfcula aplicada a la envoltura (14) de papel comprende una mezcla que incluye un material formador de pelfcula y un primer agente promotor de combustion, estando la mezcla libre de un retardante de la combustion y en el que la envoltura (14) de papel ha sido tratada con un segundo agente promotor de combustion, en el que el segundo agente promotor de combustion se aplica a la envoltura (14) de papel unicamente en las areas (28) no tratadas.10
- 15. Una envoltura de papel como se define en la reivindicacion 14, en la que el material formador de pelfcula comprende un alginato y en el que el primer agente promotor de combustion y/o el segundo agente promotor de combustion comprenden un material seleccionado del grupo que consiste en una sal de metal alcalino, una sal de metal alcalinoterreo, y mezclas de los mismos.15
- 16. Una envoltura de papel como se define en la reivindicacion 14 o 15, en el que las areas (18) tratadas estan construidas para hacer que el artfculo (10) de fumar se extinga automaticamente cuando el artfculo (10) de fumar se enciende y se coloca en una superficie adyacente, sin embargo, las areas (18) tratadas tambien estan construidas de manera que el artfculo (10) de fumar no se autoextinguira si se deja en un estado al aire libre.20
- 17. Una envoltura de papel como se define en la reivindicacion 14, 15, o 16, en la que las areas (28) no tratadas de la envoltura (14) de papel tienen una permeabilidad mayor de aproximadamente 80 unidades Coresta.
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