IT8224837A1 - Filtro per il fumo di tabacco, di tipo non omogeneo - Google Patents

Description

D E SCR IZ ION E

dell'invenzione industriale dal titolo:

"Filtro per il fumo di tabacco, di tipo non omogeneo",

RIASSUNTO

Filtro per il fumo di tabacco il quale riduce il cedimento di catrame principalmente tramite diluizione con aria invece che tramite filtrazione meccanica, mantenendo nel contempo una caduta di pressione attraverso al filtro relativamente elevata, in cui il materiale filtrante forma uno strato attraverso un nucleo fibroso o filamentare di ostruzione del flusso, ed ? esso stesso circondato da un involucro permeabile all'aria. Il materiale filtrante ? opportunamente costituito da filamenti di acetato di cellulosa erettati e legati, e il nucleo ostruente il flusso ? vantaggiosamente una barretta stirata di permeabilit? zero o bassa permeabilit?, di filamenti legati sostanzialmente non erettati, ad esempio di acetato di cellulosa. Il filtro ? in, eluso in una sigaretta con filtro mediante un sovrarivestimento esterno di ventilazione (cio? forellato) il quale pu? costituire detto involucro. E' pure prevista una barretta di filtro per il fumo di tabacco comprendente uno strato di materiale filtrante il fumo, attorno a un nucleo stirato ostruente il flusso pi? denso di filamenti legati.

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda filtri per il fumo di tabacco.

Essa fornisce una barretta di filtro per il fumo di tabacco non omogenea, nuova , ed un filtro per il fumo di tabacco ventilato, il quale include . una barretta del medesimo tipo generale e che riduce il cedimento o liberazione di catrame principalmente tramite'diluizione con aria invece che mediante filtrazione meccanica, mantenendo al tempo stesso una caduta di pressione relativamente alta (PD) attraverso il filtro rispetto a quella di un filtro convenzionale con la medesima ritenzione del catrame e la medesima diluizione dell'aria; tale filtro convenzionale pu?, ad esempio, essere costruito inmodo omogeneo da filamenti di acetato di cellulosa da 12 o 15 dpf (denari per filamenti) fornendo cos? bassa efficienza di filtrazione - quando tali filtri sono impiegati congiuntamente a elevati livelli di diluizione con aria, essendo tuttavia ottenute cadute di pressione o PD attraverso il filtro e la sigaretta con filtro eccessivamente basse?

La presente invenzione impiega una barretta di filtro in cui il materiale filtrante forma uno strato attorno ad un nucleo fibroso o filamentare ostruente il flusso pi? denso; quest'ultimo pu? essere impermeabile o avere una permeabilit? estremamente bassa per il fumo?

Secondo un suo aspetto, la presente invenzione fornisce una barretta di filtro per il fumo di tabacco comprendente uno strato di materiale filtrante il fumo di tabacco attorno a un nucleo "stirate?" o "trafilato" di filamenti legati.

Secondo un altro aspetto esso fornisce un filtro per il fumo di tabacco ventilato il quale riduce il cedimento di catrame soprattutto tramite diluizione con aria invece che mediante filtrazione meccanica, in cui materiale filtrante il fumo forma uno strato attorno ad un nucleo fibroso o filamentare ostruente il flusso pi? denso ed ? esso stesso circondato da un involucro permeabile all'aria; in una sigaretta con filtro impiegante tale filtro ventilato, la percentuale di diluizione con aria attraverso il filtro ? preferibilmente maggiore della percentuale di ritenzione "non ventilata" di catrame del filtro, ossia quella misurata per un filtro equivalente ed una sigaretta con impedita la diluizione dell'aria attraverso il filtro.

Il filtro secondo la presente invenzione avr? naturalmente un involucro o rivestimento esterno permeabile all'aria, fatto ad esempio di una carta sostanzialmente permeabile avente fori attraverso di essa; nell'uso vi ? preferibilmente una diluizione d'aria di almeno il 50% del fumo. Sigarette dotate di questi filtri secondo l'invenzione possono fornire un rapporto CO/catrame pi? basso di quello di sigarette con filtri fortemente ventilati convenzionali (per i quali detto rapporto ? generalmente di circa uno) ma una resistenza alla aspirazione simile a quella di sigarette dotate di filtri non ventilati o leggermente ventilati convenzionali.

La caduta di pressione (PD) del filtro completo ? mantenuta ad un livello ragionevolmente elevato a causa dell'area di sezione trasversale ristretta del materiale filtrante. L'efficienza meccanica del filtro ? bassa a causa di questa area di sezione trasversale ristretta, come pure a causa della bassa efficienza di detto materiale filtrante stesso.

La percentuale di diluizione con aria citata nel contesto ? la percentuale in volume dell'aria di ventilazione aggiunta attraverso il filtro nella miscela totale fornita dal filtro; perci? una ventilazione o diluizione con aria del 50$ significa che per ciascuna aspirata vi ? un rapporto in volume di 50/50 di aria aggiunta rispetto al fumo originale, e una diluizione con aria del 40$ indica un rapporto di 40/60, e cos? via.

Preferibilmente, il filtro chiuso (ossia in cui la diluizione dell'aria ? impedita) avr? una PD di almeno 90 mm d'aqua al manometro (pressione d'acqua manometrica), e una ritenzione meccanica di catrame di Amassimo il 45$.

Il materiale filtrante pu? essere costituito da un materiale convenzionale avente bassa efficienza di filtrazione, ad esempio acetato di cellulosa o altre fibre, di 8 dpf p pi? (sotto forma di tow filamentare o fibre a fiocco) o materiale in nastro ondulato a fibre riunite.

Il nucleo fibroso o filamentare di ostruzione del flusso, pi? denso, pu? essere impermeabile oppure essere costituito da un materiale di bassa permeabilit?, ad esempio materiale fibroso o filamentare di bassa permeabilit? come ad esempio il materiale cosiddetto "Transorb" (marchio di fabbrica depositato), una barretta trafilata densa di filamenti di acetato di cellulosa legati. Le caratteristiche delle barrette di "Transorb" e procedimenti per la loro produzione (che possono rimuovere la erettatura iniziale dei filamenti) sono descritti nel brevetto del Regno Unito N? 970.817, a cui viene rimandata l'attenzione per ulteriori particolari.

Nel caso di un nucleo di bassa permeabilit?, il flusso radiale del fumo o dell'aria fra il nucleo ostruente il flusso e il materiale filtrante pu? essere impedito tramite un rivestimento o manicotto (ad esempio di carta non porosa) o pellicola impermeabile^ o pellicola integrale attorno al nucleo.

Il nucleo ostruente il flusso circondato dal materiale filtrante pu? estendersi completamente oppure parzialmente lungo la lunghezza del filtro. In quei casi in cui il nucleo ostruente il flusso non si estende da una estremit? del filtro all'altro, esso pu? estendersi da una estremit? opposta, o essere distanziato da entrambe le estremit?. Il nucleo ostruente sar? normalmente parallelo all'asse del filtro e sar? preferibilmente coassiale con il filtro, ma ci? non ? assolutamente essenziale. Il filtro secondo l'invenzione pu? naturalmente avere due o pi? nuclei ostruenti, come ? stato descritto precedentemente. Filtri secondo la presente invenzione vengono facilmente realizzati facendo avanzare longitudinalmente in modo continuo un nastro o banda del materiale filtrante il fumo, alimentando in maniera continua su di esso un nucleo ostruente continuo oppure depositando su di esso a intervalli distanziati longitudinalmente tratti del nucleo Ostruente, condensando in modo continuo il compasso in una forma a barretta, con il materiale del filtro circondante il nucleo ostruente, avvolgendo in maniera continua detta forma a barretta nell'involucro permeabile all'aria, e tagliando in modo continuo il prodotto ottenuto in modo continuo cos??da ottenere lunghezze o spezzoni individuali.

Quando ? previsto un sovrarivestimento esterno forellato e :.un nucleo a lunghezza parziale, quest'ultimo pu? vantaggiosamente essere disposto a valle o a monte dei fori del rivestimento esterno o involucro, cio? rispettivamente in corrispondenza della estremit? verso la bocca del filtro o lontano da essa.

I filtri secondo l'invenzione poesono essere impiegati da soli, oppure come un componente di un filtro multiplo, assieme ad almeno uno spezzoncino addizionale a bassa caduta di pressione e ridotta ritenzione del catrame.

Le cadute di pressione ei valori,di ritenzione e diluizione dell'aria qui indicati sono misurati tramite procedure accettate raccomandate da CORESTA (Centre de Cooperaiion pour les Recherehes Scientifiques Relatives au Tabac). .

Quando il complesso costituito dal nucleo ostruente e dal materiale di filtro circostante, come prodotto^? autosupportantesi, l'involucro permeabile all'aria pu? essere applicato dopo che il complesso prodotto in modo continuo ? stato tagliato in lunghezze addizionali - ed esso pu? ad esempio costituire il sovrarivestimento esterno unente il.filtro ad una barretta di tabacco avvolta in una sigaretta con filtro.

Viceversa, un involucro permeabile all'aria pu? essere applicato quando il complesso viene prodotto in maniera continua; in tal caso il filtro pu? essere incluso in una sigaretta tramite un involucro anulare, oppure la diluizione con aria, nell'uso, pu? avvenire sia attraverso tale involucro che un sovrarivestimento esterno.

Come ? stato indicato precedentemente, il nucleo di ostruzione del flusso pu? essere completamente e intrinsecamente impermeabile?al fumo, oppure esso pu? avere struttura e composizioni tali da risultare di per s? stesso avente una permeabilit? al fumo misurabile o apprezzabile, contribuendo tuttavia in piccola misura o per nulla affatto alla permeabilit? del fumo del filtro nel suo complesso. Il o ciascun nucleo di ostruzione del flusso potrebbe ad esempio essere costituito da un corpo filamentare o fibroso legato avente una certa permeabilit? la quale ? peraltro notevolmente inferiore, nell?uso del filtro, a quella di detto materiale filtrante il fumo circostante. Quando il nucleo di ostruzione del flusso o ciascun nucleo ha una certa permeabilit? al fumo intrinseca, esso pu? avere un involucro impermeabile al fumo, o pelliccila, separante detto nucleo dal materiale filtrante il fumo circostante.

In un tipo di forma di realizzazione preferito dell'invenzione, il nucleo di ostruzione del flusso, o ciascun nucleo, ? costituito da una barretta di "Transorb" di acetato di cellulosa filamentare legato, ed ? circondato da materiale filtrante il fumo convenzionale, se desiderato con ?? involucro impermeabile fra i due.

In un insieme di queste forme di realizzazione, la barretta di nucleo di ostruzione del flusso ? costituita da una barretta di "Transorb" non avvolta di filamenti di acetato di cellulosa legati sostanzialmente decrettati, realizzati come ? descritto nel brevetto britannico N? 970817? ed il materiale di filtro attorno ad essi ? fatto di filamenti di acetato di cellulosa erettati legati. Il nucleo e la barretta di filtro circostante si estendono ciascuno per tutta la lunghezza del filtro, che ha un rivestimento d'estremit? estremamente permeabile (150 K). Perle prove di.prestazioni di sigarette con filtro in seguito riportate, questi filtri con involucro sono fissati alle barrette di tabacco in cartina convenzionali (con caduta di pressione di 45 mm d'acqua al manometro) tramite un sovrarivestimento esterno convenzionale fatto di.un materiale impermeabile ma con fori per fornire il richiesto grado di diluizione con aria nella porzione d'estremit? durante il fumo normale. Nella Tabella 1 sono forniti particolari di.tre esempi specifici:

TABELLA 1

Nella Tabella 1 "tow 8/54" significa un tow di 8 denari per'filamento e c?n Un denaro totale di 54 x 10<3 >, "tow 1,6/70" ha un significato corrispondente e l'espressione "caduta di pressione dell'estremit? racchiusa" indica quella della sola estremit? del filtro misurata in mm d'acqua (al manometro) con entrata laterale dell'aria impedita. La "ritenzione di catrame in condizione non ventilata" e quella che si ha nel fumare la sigaretta con filtro come ? stata descritta precedentemente in condizioni standard su una macchina per fumare tipo Filtrona 300, con i fori del rivestimento esterno chiusi.

La Tabella 2 confronta le caratteristiche della caduta di pressione del solo filtro e della sigaretta con filtro ventilata dell'Esempio 1con quelle di filtri e sigarette con filtro in cui il filtro ? costituito da un cilindretto uniforme di filamenti di acetato di cellulosa erettati legati con misura grossolana o convenzionale. I dati di comparazione, relativi all'Esempio i, si riferiscono ad una lunghezza dell'estremit? del filtro di 25 mm, con ritenzione di catrame in stato non ventilato del 42% ed una caduta di pressione attraverso la barretta di tabacco di 45 mm d'acqua al manometro.

TABELLA 2

La Tabella 3 fornisce dati sulle prestazioni

degli Esempi da 1 a 3 ; le prove di fumo sono state condotte in condizioni standard su una macchina Filtrona 300 con i fori dell ' involucro . esterno dell ' estremit? del filtro aperti. L 'Esempio i della Tabella 3 differisce da quello riportato in Tabell a 2 solo per il fatto che nell 'ultima prova l a diluizione con aria (ventilazione) ? era limitata al 50% , ? in ciascun esempio la sigaretta non filtrata aveva una caduta di pressione o PD di 45 mm d' acqua, un . cedimento di catrame di 29 mg in condizione priva di acqua e nicotina (VJNF) , e una liberazione di

CO di 15 ,7 mg. La sigaretta con filtro ventilata

dell 'Esempio 1 aveva una PD di 95 mm d' acqua.

TABELLA 3

TPM (V7NF) indica il materiale in particelle totale (seri acquae nicotina).

Nella Tabella 4 seguente, una sigaretta con filtro commerciale e il suo filtro ventilato convenzionale (tow di acetato di cellulosa legato omogeneo) sono confrontati con un filtr? (avente le medesime dimensioni) ed una sigaretta con filtro (Esempio 4) secondo 1'invenzione; le barrette di tabacco dell'E-sempio 4 e il suo confronto commerciale convenzionale sono naturalmente identici.

TABELLA 4

In tale caso, una permeabilit? d' aria di nK

significa una permeabilit? d' aria di n x 1000 mi/

/minuto/iO cm /100 mm d' acqua di pressione - come determinata misurando la pressione "p" in mm d' acqua

( al manometro) generata tramite un flusso di 1050

2

mi d? aria al minuto attraverso 10 cm di carta, e

calcolando con l ' equazione:

permeabilit? al ,l ,' aria =

L'invenzione fornisce pure una barretta di

filtro per il fumo di tabacoo comprendente uno strato di materiale filtrante il fumo di tabacco attorno

a un nucleo trafilato .ostruente il flusso pi? denso

di filamenti legati, questa essendo-una forma preferita della barretta di filtro di per s? per l'impiego secondo l'invenzione con un rivestimento esterno d'estremit??a ventilazione in una sigaretta con filtro. I filamenti del nucleo, ad esempio di acetato di cellulosa, sono preferibilmente sostanzialmente non erettati, ossia sono stati decretati tramite stiratura o trafilatura del materiale del nucleo durante la formazione del nucleo stesso. Il materiale del filtro ? vantaggiosamente costituito da filamenti erettati legati, ad esempio di acetato di cellulosa. La barretta composita pu? avere attorno di essa un involucro di elevata permeabilit? all'aria (ad esempio 150 K). Se la barretta ? di per s? non avvolta in involucro, allora essa sar? inclusa in una sigaretta con filtro tramite un rivestimento esterno a ventilazione; se la barretta include di per s? un involucro fortemente permeabile allora essa pu? essere inclusa in una sigaretta con filtro tramite rivestimento d'estremit? anulare o sovrarivestimento d'estremit? a ventilazione, pi? frequentemente mediante quest'ultimo mezzo.

Filtri secondo l'invenzione possono essere progettati, tramite la scelta della lunghezza, del nucleo e dei materiali di filtro circostanti, della struttura della densit? di stipamento e aree di sezione trasversale, relative, ecc., diluizione d'aria percentuale in modo da fornire con qualsiasi data barretta di tabacco qualsiasi caduta di pressione attraverso la sigaretta con filtro ventilata complessiva predeterminata accettabile, ad esempio da 80 a 120 mm d'acqua, correntemente preferibilmente circa 80 o circa 90 o circa 100 mm di acqua. Tuttavia, possono essere fornite PD attraverso la sigaretta con filtro ventilata molto pi? alte o molto pi? basse (ad esempio 70, 60, 50, 40, 30 o anche 25 mm di acqua) a seconda di quanto imposto dalle necessit? correnti',?e in ciascun caso pi? soddisfacentemente di quanto sia possibile ottenere con le strutture di filtro convenzionali.

-La presente invenzione fornisce in tal modo un filtro parun fumo di tabacco avente strutture nuove non omogenee il quale riduce preferenzialmente la quantit? di CO rispetto al catrame. Ci? ? ottenuto tramite un filtro con un?efficienza meccanica relativamente bassa, congiuntamente ad una diluizione dell'aria relativamente elevata.

I filtri convenzionali, costruiti in modo omogeneo a partire, ad esempio, da acetato di cellulosa a 12 denari per filamento o 15 denari per filamento (DPF) i quali forniscono un?efficienza meccanica relativamente bassa, presentano 1'inconveniente costituito dal fatto che ^quando essi sono impiegati assie- -me a.elevati livelli di diluizione dell'aria, sono ottenute cadute di pressione o PD attraverso il filtro e la sigaretta con filtro innaccettabilmente basse.

Filtri realizzati secondo la presente invenzione forniscono basse ritenzioni meccaniche, mantenendo al tempo stesso una PD relativamente elevata, rispetto a quella di filtri convenzionali costruiti in modo omogeneo.

Secondo questo aspetto, la presente invenzione fornisce uh filtro per il fum? di tabacco ventilato il quale riduce preferenzialmente il contenuto di CO rispetto a quello di catrame, e in cui il materiale filtrante il fumo forma uno strato attorno a un nucleo fibroso o filamentare di ostruzione del flusso, pi? denso.

Le sigarette dotate di tali filtri secondo l'invenzione forniscono un rapporto CO/catrame pi? basso di quello di sigarette aventi la medesima liberazione di catrame impiegarti filtri ventilati convenzionali (per i quali detto rapporto ? generalmente di circa 1), aumentando il contributo della ventilazione e-riducendo il contributo della ritenzione meccanica relativamente alla riduzione di catrame,

Claims (11)

RIVENDICAZIONI

1. Filtro per il fumo di tabacco a ventilazione, riducente il cedimento o liberazione di catrame soprattutto tramite diluizione-con aria che non tramite filtrazione meccanica, in cui materiale filtrante il fumo forma uno strato attorno a un nucleo fibroso o filamentare ostruente.il flusso pi? denso ed ? esso stesso circondato da un involucro permeabile all'aria.

2. Filtro secondo la riv.1, in cui la diluizione con aria percentuale ? maggiore della sua ritenzione percentuale di catrame meccanica in condizione non ventilata, entrambi i valori essendo misurati con riferimento a barrette di tabacco equivalenti.

3. Filtro secondo la riv.i, avente una caduta di pressione in condizione non ventilata di almeno 90 mm d'acqua (Wg) e una ritenzione di catrame meccanica in condizione non ventilata di al massimo il 45%.

4. Filtro secondo la riv.-i oppure 2 avente un involucro o manicotto separante il nucleo dal materiale filtrante circostante.

5. Filtro secondo una qualsiasi delle riv. precedenti in cui il nucleo ? una barretta trafilata o stirata di filamenti di acetato di cellulosa sostanzialmente privati della crettatura, e in cui il materiale filtrante ? fa

sa erettati legati.

6. Filtro secondo una qualsiasi delle riv. precedenti, in cui l'involucro comprende un sovrarivestimento o sovrainvolucro d'estremit? includente il filtro in una sigaretta con filtro.

7. Barretta di filtro per il fumo di tabacco comprendente uno strato di materiale filtrante il fumo di tabacco attorno ad un nucleo trafilato o stirato di ostruzione di flusso pi? denso di filamenti legati.

8. Filtro secondo la riv.7 in cui i filamenti del nucleo sono sostanzialmente non erettati, il materiale filtrante essendo preferibilmente fatto di filamenti erettati legati.

9. Filtro secondo la riv.7 oppure 8 in cui i filamenti sono fatti di acetato di cellulosa. '

10. Filtro o barretta di filtro secondo una qualsiasi delle riv. da 1 a 5 e da 7 a 9, incluso in una sigaretta con filtro tramite un involucro esterno d'estremit? a ventilazione.

11. Filtro o barretta di filtro secondo una qualsiasi delle riv. precedenti, caratterizzato dal fatto che il materiale filtrante il fumo forma uno strato attorno a un nucleo fibro o filamentare di ostruzione del flusso pi? denso, il filtro essendo strutturato in modo tale da ridurre preferenzialmente CO rispetto al catrame.