ITBO20120536A1 - Elemento filtrante additivato per articoli da fumo e metodo per la sua realizzazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Elemento filtrante additivato per articoli da fumo, e metodo per la sua realizzazione.”

La presente invenzione è relativa ad un elemento filtrante additivato per articoli da fumo, e ad un metodo per la realizzazione di tale elemento filtrante.

Sebbene in quanto precede si faccia riferimento a generici articoli da fumo, la descrizione che segue farà riferimento, a titolo di esempio e senza perdere, per questo, in generalità, ad un solo particolare articolo da fumo costituito da una sigaretta.

Le sigarette comprendono generalmente un baco di tabacco, normalmente tabacco trinciato, racchiuso in un involucro tubolare di carta; ed un filtro cilindrico coassiale al baco di tabacco e collegato ad una estremità dello stesso. Tipicamente, il filtro comprende acetato di cellulosa impregnato con triacetina ed attaccato al baco di tabacco con carta-bocchino.

DEFINIZIONI

Qui e nel seguito:

Il termine “elemento filtrante” (uno dei soggetti della presente invenzione) identifica un elemento di filtro, che può essere esteso a tutto il filtro citato al paragrafo precedente oppure, nel caso di filtri compositi o segmentati, ad una sola porzione assiale del filtro stesso.

Il termine di “additivo” identifica un materiale parti colato (schegge e/o granuli di granulometria predefinita e controllata, capsule, micro-capsule, ecc., e/o miscele delle stesse) quale:

- Un qualsiasi materiale assorbente quale, per esempio, carbone attivo, zeolite, resina a scambio ionico, sepiolite, gel di silice, allumina, setacci molecolari, resine polimeriche carboniose e farine fossili;

- Un qualsiasi materiale aromatizzante capace di modificare l’aroma del fumo, come, per esempio, mentolo, chiodi di garofano (kretek), cioccolato, vaniglia, ecc.;

- Una qualsiasi miscela di due o più dei sopra elencati, quale sepiolite aromatizzata, per esempio, con mentolo.

Fra i materiali assorbenti, particolare importanza assume, normalmente, il carbonio attivo, la cui presenza tende a determinare una riduzione dei livelli di alcuni componenti in fase gassosa presenti nel fumo tradizionale, con conseguente variazione delle proprietà organolettiche e tossicologiche del filmo tradizionale stesso.

In uso, il fumo che si sviluppa a seguito della combustione del tabacco e che viene aspirato lungo il baco di tabacco raggiunge la bocca dell’utente attraversando il filtro, la cui efficienza di filtrazione, ossia la cui capacità separare le parti sia solida, sia liquida della combustione pur conservando e/o conferendo al fumo un corretto e/o voluto aroma, dipende dalla struttura del filtro e dai materiali utilizzati per la sua realizzazione.

Per ottenere un’adeguata efficienza di filtrazione, è noto di “drogare” i filtri con particelle di un additivo.

In generale, le metodologie a tutt’oggi seguite per “drogare” un filtro con un additivo sono due:

- Secondo una prima metodologia nota, un filtro drogato, normalmente indicato con il termine di Dalmatian Filter, viene ottenuto realizzando un elemento filtrante, esteso a tutto il filtro, in cui la struttura del filtro viene realizzata avvolgendo a spirale una banda di acetato di cellulosa attorno ad un asse, ed in cui una quantità determinata di particelle di additivo viene intrappolata tra le spire della banda di acetato di cellulosa.

- Secondo una seconda metodologia nota, un filtro drogato, normalmente indicato con il termine full cavity filter o tripple solid filter viene ottenuto realizzando un filtro segmentato comprendente una sequenza di tre elementi filtranti, di cui due sono elementi filtranti di acetato, che sono separati uno dall’altro da un elemento filtrante intermedio costituito da un segmento cavo riempito, fra l’altro, di particelle di additivo.

Ambedue le metodologie note sopra descritte comportano alcuni inconvenienti, che si traducono, per i filtri drogati ottenuti, in problemi economici produttivi e/o deficienze strutturali.

In particolare:

Nei Dalmatian Filters, non solo l’additivo intrappolato fra le spire della banda di acetato di cellulosa viene contaminato dalla triacetina (l’additivo viene alimentato sulla banda impregnata durante la formazione del filtro, ossia prima che la triacetina sia fatta reagire) con conseguente riduzione della sua efficienza, ma la quantità di additivo che viene intrappolata è difficilmente controllabile. Risulta, infatti, relativamente difficile non solo aumentare oltre un certo limite la quantità dell’ additivo intrappolato, ma anche stabilire con precisione quanto additivo resta intrappolato perché una parte dell’additivo tende a cadere dalla banda di acetato durante il processo di formazione del filtro.

Nei Dalmatian Filters, risulta, infine, relativamente difficile controllare la distribuzione dell’additivo lungo la banda di acetato con la conseguenza che, se particelle di additivo vanno a distribuirsi sulla estremità libera della banda stessa, questa estremità libera trova difficoltà ad incollarsi sulla superficie laterale del rullo formato dalla banda avvolta ed il rullo, ossia il filtro, può aprirsi.

Nei full cavity filters, non si ha contaminazione dell’additivo con la triacetina, ma il riempimento, oltre Γ 80-85%, del segmento cavo risulta, dal punto di vista industriale, relativamente problematico e costoso anche qualora vengano utilizzati, oltre all’ additivo e per massimizzare il riempimento, dei materiali aggiuntivi inerti.

Scopo della presente invenzione è di realizzare un elemento filtrante additivato per articoli da fumo, il quale elemento filtrante sia privo degli inconvenienti sopra descritti.

In particolare, scopo della presente invenzione è di:

- realizzare elementi filtranti drogati con una quantità di additivo non solo prossima ad un massimo ammissibile, ma anche facilmente misurabile con precisione;

- realizzare elementi filtranti drogati con un additivo, in cui la contaminazione da triacetina dell’ additivo sia ridotta ad un minimo; e

- realizzare elementi filtranti drogati con un additivo, per i quali i costi industriali di produzione siano ridotti a livelli industrialmente accettabili.

Secondo la presente invenzione viene fornito un elemento filtrante additivato per articoli da fumo secondo quanto licitato nella rivendicazione 1 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.

Secondo la presente invenzione viene, inoltre, fornito un metodo per la realizzazione di un elemento filtrante additivato per articoli da fumo secondo quanto licitato nella rivendicazione 12 e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni successive dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 12.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano degli esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 illustra schematicamente ed in vista prospettica un particolare di una macchina confezionatrice di filtri generica attuante il metodo della presente invenzione per la realizzazione di elementi filtranti secondo la presente invenzione;

- le figure 2 e 3 illustrano, in sezione assiale, bachi di filtro alternativi realizzati con la macchina confezionatrice della figura 1 in funzione della natura della macchina confezionatrice stessa;

- la figura 4 è una sezione trasversale del baco di filtro della figura 2;

- la figura 5 è una sezione trasversale del baco di filtro della figura 3; e

- le figure 6, 7 e 8 illustrano, a titolo di esempio, rispettivi articoli da fumo inglobanti rispettivi elementi filtranti ottenuti tagliando trasversalmente i bachi di filtro delle figure 2 e 3.

Nella figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un dispositivo di alimentazione di materiale filtrante, normalmente acetato di cellulosa. Il dispositivo di alimentazione 1, di tipo noto, è interposto fra ima bocca 2 di uscita di una unità di ingresso 3 ed una stazione di ingresso 4 di una macchina confezionatrice 5 di bachi 6, 7 continui (figure 2 e 3) di filtro.

L’unità di ingresso 3 è di tipo noto ed è atta a svolgere, da una balla (non illustrata) di materiale filtrante compresso, uno stoppino continuo (non illustrato) normalmente indicato con il termine di “tow” e costituito da un fascio di fibre arricciate di materiale filtrante, normalmente acetato di cellulosa; e di espandere lo stoppino (non illustrato) fino a fargli assumere la forma di una fascia 8 piana, che viene alimentata al dispositivo di alimentazione 1 attraverso la bocca 2. Durante il suo attraversamento del dispositivo di alimentazione 1 , la fascia 8 piana viene avanzata attraverso un dispositivo di taglio 9, che taglia longitudinalmente la fascia 8 stessa in modo da ottenere, da essa, due strisce 10, che vengono alimentate all’ ingresso di rispettivi dispositivi pneumatici 11, i quali trasformano le rispettive strisce 10 in rispettivi cordoni 12 ed alimentano i cordoni 12 stessi all’interno di un imbuto 13 di ingresso di un trave di formatura 14 della macchina confezionatrice 5.

Una porzione centrale di un condotto passante dell’ imbuto 13 e una porzione centrale di parte della lunghezza di un condotto passante (non illustrato) del trave di formatura 14 sono impegnati da una porzione terminale di una sonda tubolare 15, ed i due cordoni 12 vengono alimentati aH’intemo dell’imbuto 13 in modo da disporsi in posizioni simmetriche rispetto alla sonda tubolare 15, e da occupare tutto lo spazio lasciato libero dalla sonda tubolare 15 all’ interno del condotto passante (non illustrato) del trave di formatura 14 per dare origine ad un baco continuo 6, 7 (figura 2, 3) tubolare presentante un foro assiale 16 perfettamente centrato, la forma della cui sezione dipende dalla forma esterna della sezione della sonda tubolare 15.

A proposito di quanto sopra esposto è opportuno tenere in considerazione il fatto che, quando il baco continuo 6, 7 abbandona la sonda tubolare 15 all’ interno del trave di formatura 14, la triacetina, di cui la fascia 8 prodotta dall’unità di ingresso 3 è stata impregnata all’intemo dell’unità di ingresso 3 stessa, è già stata fatta reagire dall’azione del trave di formatura 14, e che, pertanto, a valle dell’estremità libera della sonda tubolare 15, solo quantità irrilevanti di triacetina libera sono presenti nel baco continuo 6, 7.

Con riferimento alle figure 2 e 3, nel caso in cui la macchina confezionatrice 5 sia una macchina confezionatrice di filtri incartati, il baco prodotto è il baco continuo 6 (figura 2), il quale comprende un corpo tubolare 16 di materiale filtrante, provvisto di un condotto assiale 17 e rivestito da un involucro tubolare 18 di carta. Nel caso in cui la macchina confezionatrice 5 sia una macchina confezionatrice di filtri senza carta, il baco prodotto è il baco continuo 7 (figura3), il quale comprende un corpo tubolare 16 di materiale filtrante sostanzialmente rigido e provvisto del condotto assiale 17.

Secondo quanto illustrato nella figura 1, a monte dell’imbuto 13, la sonda tubolare 15 è associata ad un dispositivo di alimentazione 19 atto a prelevare un additivo 20 particolato, come definito nel preambolo, da un serbatoi 21 e ad alimentare un flusso continuo, controllato in velocità e portata, di tale additivo 20 all’ interno del condotto assiale 17 in modo da riempirlo completamente e formare, aH’intemo del rispettivo corpo tubolare 16, un’anima 22 continua, la quale completa il rispettivo baco continuo 6, 7, riempie completamente il rispettivo condotto assiale 17 e presenta caratteristiche fisiche (in particolare permeabilità) assolutamente costanti lungo la sua lunghezza.

Per quanto riguarda il dispositivo di alimentazione 19, esso può essere uno qualsiasi dei numerosi dispositivi meccanici o pneumatici conosciuti capaci di raggiungere un simile risultato; nell’esempio illustrato, il dispositivo di alimentazione 19 comprende un condotto 23 di collegamento del serbatoio 21 ad un punto intermedio della sonda tubolare 15, ed un dispositivo meccanico o pneumatico di spinta 24 collegato alla estremità della sonda tubolare 15 disposta all’esterno del trave di formatura 14.

Tagliando trasversalmente (figura 2), in modo noto, il baco continuo 6 è possibile ottenere una sequenza di elementi filtranti 25 incartati di lunghezza tale da permettere di realizzare, con ciascun elemento filtrante 25, un corrispondente filtro 26 completo, che viene successivamente collegato direttamente ad uno spezzone 27 di un baco continuo di tabacco per ottenere una rispettiva sigaretta 28.

Tagliando, invece, in modo noto, il baco continuo 7 (figura 3), è possibile ottenere diverse sequenze di elementi filtranti senza carta, per esempio gli elementi filtranti 29 della figura 7 e gli elementi filtranti della 30 della figura 8, che differiscono fra loro principalmente per la loro lunghezza.

Nella figura 7, ciascun elemento filtrante 28 viene usato come elemento filtrante interno di un filtro segmentato 31 doppio, in cui l’elemento filtrante 29 è interposto fra lo spezzone 27 di un baco continuo di tabacco di una rispettiva sigaretta 32 ed un elemento filtrante 33 senza carta, per esempio di acetato di cellulosa, ed ambedue gli elementi filtranti 29 e 33, disposti in serie, sono collegati allo spezzone 27 con un involucro 34 di carta-bocchino.

Nella figura 8, ciascun elemento filtrante 30 viene usato come elemento filtrante intermedio di un filtro segmentato 35 triplo strutturalmente differente da un tripple solid filter ed in cui l’elemento filtrante 30 è interposto, all’intemo di un involucro 34 di carta-bocchino collegato allo spezzone 27 di un baco continuo di tabacco per ottenere una rispettiva sigaretta 36, fra due elementi filtranti 33, per esempio di acetato di cellulosa, senza carta.

Da quanto sopra esposto discende chiaramente che:

- Il riempimento completo, tramite un additivo 20, del condotto assiale 17 del corpo tubolare 17 del baco 6, 7 per la preparazione di un’anima 22 compatta con caratteristiche fìsiche e chimiche predefinite e costanti per tutta la sua lunghezza non presenta, al costruttore, alcun problema di carattere tecnico e/o economico; - L’anima 22 viene formata a valle della zona di reazione della triacetina, la cui influenza sull’additivo 20 è praticamente nulla;

- Partendo dall’assunto che l’anima 22, essendo realizzata di materiale particolato, presenta una permeabilità sempre superiore a quella dell’acetato di cellulosa o simile che costituisce il corpo tubolare 16, e che un flusso di fumo che attraversi l’elemento filtrante 25, 29, 30 passa sostanzialmente tutto attraverso l’anima 22, è possibile affermare che al costruttore è sempre possibile realizzare un elemento filtrante 25, 29, 30 con efficienza di filtrazione e caduta di pressione per lunghezza lineare unitaria assolutamente costanti e pari a quelle volute scegliendo, con un minimo di sperimentazione, il diametro della sonda tubolare 15 e, quindi, dell’anima 22, il tipo di additivo 20, la granulometria dell’additivo 20, e la forza di compattazione applicata all’additivo dal dispositivo di spinta 24.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento filtrante per articoli da fumo (28; 32; 36), l’elemento filtrante (25; 29; 30) comprendendo un corpo tubolare (16) costituito di un primo materiale filtrante e definente un condotto centrale (17) coassiale al corpo tubolare (16), ed un’anima (22) continua alloggiata all’intemo del condotto centrale (17) e costituita da un secondo materiale filtrante comprendente un additivo (20).
2. 2. Elemento filtrante secondo la rivendicazione 1, in cui ranima (22) occupa tutto il volume del condotto centrale (17).
3. 3. Elemento filtrante secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il primo materiale è acetato di cellulosa.
4. 4. Elemento filtrante secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui l’additivo (20) è un additivo particolato.
5. 5. Elemento filtrante secondo la rivendicazione 4, in cui l’additivo (20) comprende microcapsule.
6. 6. Elemento filtrante secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui l’additivo (20) comprende uno o più materiali scelti fra carbone attivo, zeolite, resina a scambio ionico, sepiolite, gel di silice, allumina, setacci molecolari, resine polimeriche carboniose e una terra di diatomee.
7. 7. Elemento filtrante secondo una delle precedenti rivendicazioni, in cui l’additivo (20) comprende almeno un materiale aromatizzante.
8. 8. Filtro di sigaretta comprendente un elemento filtrante (25; 29; 30) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni.
9. 9. Filtro di sigaretta secondo la rivendicazione 8, in cui l’elemento filtrante (25) è esteso a tutta la lunghezza del filtro stesso.
10. 10. Filtro di sigaretta secondo la rivendicazione 8, in cui il detto elemento filtrante (29; 30) è esteso a solo una porzione del filtro stesso.
11. 11. Sigaretta col filtro comprendente uno spezzone (27) di un baco (6; 7) di tabacco incartato ed un filtro (26; 31; 35) coassiale al baco (6; 7) di tabacco; il filtro (26; 31; 35) essendo un filtro come rivendicato in una delle rivendicazioni da 8 a 10.
12. 12. Metodo di produzione di un elemento filtrante (25; 29; 30) per articoli da fumo (28; 32; 36), l’elemento filtrante (25; 29; 30) essendo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, ed il metodo comprendendo le fasi di: - fornire una macchina confezionatrice (5) di bachi (6; 7) continui di filtro provvista di un trave (14) di formatura presentante un ingresso (13) impegnato con gioco laterale da una sonda (15) estendentesi per un tratto determinato lungo ed all’interno del trave (14) di formatura; - alimentare un primo materiale filtrante imbevuto di un materiale indurente al trave (14) di formatura ed attorno alla sonda (15) in modo da definire, all’ interno del trave (14) di formatura ed attorno alla sonda (15), un corpo tubolare (16) costituito del primo materiale filtrante e definente un condotto centrale (17) coassiale al corpo tubolare (16); - alimentare, all’interno del condotto centrale (17) un secondo materiale filtrante comprendente un additivo (20) per formare, all’ interno del condotto centrale (17), un’anima (22) continua occupante il condotto centrale (17) stesso, e formare un baco (6; 7) continuo di filtro, in cui il corpo tubolare (16) circonda la detta anima (22) continua per tutta la sua lunghezza; e - tagliare trasversalmente il baco (6; 7) continuo per ottenere una sequenza dei detti elementi filtranti (25; 29; 30).
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui il materiale indurente viene fatto reagire in maniera sostanzialmente completa durante l’avanzamento del corpo tubolare (16) lungo il detto tratto determinato della sonda (15).
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui la sonda (15) è una sonda tubolare, ed il secondo materiale viene alimentato all’interno del condotto centrale (17) attraverso la sonda (15) tubolare.
15. 15. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui la macchina confezionatrice (5) di bachi (6; 7) continui di filtro è una macchina per la produzione filtri con avvolgimento di carta.
16. 16. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui la macchina confezionatrice (5) di bachi (6; 7) continui di filtro è una macchina per la produzione filtri senza avvolgimento di carta.
17. 17. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 16, in cui il primo materiale è acetato di cellulosa.
18. 18. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 17, in cui l’additivo (20) è un additivo particolato comprendente o meno microcapsule.
19. 19. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 18, in cui l’additivo (20) comprende uno o più materiali scelti fra carbone attivo, zeolite, resina a scambio ionico, sepiolite, gel di silice, allumina, setacci molecolari, resine polimeriche carboniose e una terra di diatomee.
20. 20. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 19, in cui l’additivo (20) comprende almeno un materiale aromatizzante.