MX2007008005A

MX2007008005A - Carbono activado de superficie modificada en articulos para fumar.

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Publication number: MX2007008005A
Application number: MX2007008005A
Authority: MX
Inventors: Mohammad Hajaligol; Zhaohua Luan; Jay A Fournier; Peter J Lipowicz; Shuzhong Zhuang; John Bryant Paine Iii
Original assignee: Philip Morris Prod
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2007-08-22
Also published as: EA011784B1; WO2006070291A3; UA89069C2; ZA200703942B; AU2005321022A1; WO2006070291A2; EP1835820A2; CN101094598B; JP4916453B2; AU2005321022B2; KR20070095380A; BRPI0519453A2; EA200701415A1; JP2008526193A; CN101094598A; US20060144410A1

Abstract

Se proporciona un carbono activado de superficie modificada para reducir la cantidad de particulas de carbono finas entre el carbono activado. La modificar la superficie, el carbono activado con una capa, el carbono activado puede tener fuerza mecanica incrementada y las particulas de carbono finas entre el carbono activado puede sujetarse a la capa. Por lo tanto, la capa permite que se reduzca el nivel de particulas de carbono finas libres entre el carbono activado. El carbono activado de superficie modificada puede usarse en articulos para fumar con el fin de permitir la adsorcion por el carbono activado con particulas de carbono finas libres reducidas en el articulo para fumar y el humo producido.

Description

CARBONO ACTIVADO DE SUPERFICIE MODI FICADA EN ARTÍCULOS PARA FU MAR ANTECEDENTES La presente invención se refiere a carbono activado, el cual es tratado para reduci r la presencia de partículas finas en artículos para fumar.

BREVE DESCRI PCIÓN DE LA INVENCIÓN En una primera modalidad, el carbono activado es tratado para reducir la formación y presencia de partículas finas en artículos para fumar. La superficie del carbono activado es modificada para mejorar la integridad mecánica del carbono activado y así disminuir la propensión del carbono activado a formar partículas fi nas. La superficie del carbono activado también es modificada para unir o sujetar partículas finas existentes al carbono activado para reducir la presencia de partículas finas. La superficie del carbono activado puede ser modificada al formar una capa de compuesto de hidrocarburo, una capa de pol ímero o una capa de carbono sobre superficies externas e internas del carbono activado. En otra modalidad, un cigarrillo, comprende una barra de tabaco incluyendo tabaco y un filtro, en donde dicho filtro incluye un carbono activado que comprende carbono activado de superficie modificada; partículas de carbono en superficies del carbono activado; y una capa en una superficie interna y una superficie externa del carbono activado, en donde la capa comprende un compuesto de hidrocarburo, una capa adicional de carbono o un polímero sobre el carbono activado, en donde si la capa es un pol ímero, el pol í mero es aproximadamente 9-20% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada. En otra modalidad, un filtro de cigarrillo, comprende un filtro con una cavidad, en donde dicha cavidad i ncluye un carbono activado de superficie modificada en ella que comprende: carbono activado; partículas de carbono finas en superficies del carbono activado; y una capa en una superficie interna y una superficie externa del carbono activado, en donde la capa comprende un compuesto de hidrocarburo, una capa adicional de carbono o un polímero sobre el carbono activado, en donde si la capa es un polímero, el polímero es aproximadamente 9-20% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada. En otra modalidad, un método para fabricar un cigarrillo comprende formar un carbono activado de superficie modificada al proporcionar carbono activado teniendo partículas de carbono finas sobre superficies del mismo; y formar una capa en las superficies interna y externa del carbono activado, en donde la capa comprende compuesto de hidrocarburo, carbono o pol ímero en el carbono activado, en donde si la capa es pol ímero, el pol ímero es aproximadamente 9-20% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada; incorporar el carbono activado de superficie modificada en un filtro de cigarrillo; y unir el filtro de cigarrillo a una barra de tabaco para formar un cigarrillo.

En otra modalidad, un método para tratar humo de tabaco de corriente principal al arrastrar el h umo de tabaco de corriente principal a través de un filtro que contiene carbono activado de superficie modificada que comprende: carbono activado; partículas de carbono finas en las superficies del carbono activado; y una capa en una superficie interna y una superficie externa del carbono activado, en donde la capa comprende un compuesto de hidrocarburo, una capa adicional de carbono o un pol ímero en el carbono activado, en donde si la capa es un pol ímero, el polímero es aproximadamente 9-20% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Un carbono activado es un término genérico usado para describir una familia de adsorbentes carbonáceos con una estructura de poro interna extensamente desarrllada . El carbono activado puede ser producido al activar un carbono amorfo (no grafitico), en donde el carbono amorfo (no grafitico) puede ser producido al carbonizar un precursor, tal como, madera, lignito, carbón , cascara de coco, turba , alquitrán, pol ímeros, fibras de celulosa o fibras de polímero, etc, para formar carbón de leña . De preferencia, la carbonización es realizada a altas temperaturas, es decir, 300-1 000°C, de preferencia arriba de 600°C en una atmósfera inerte. Después de la carbonización, la activación puede ser realizada al tratar con calor el carbono amorfo o carbón de leña con un agente oxidante, por ejemplo, dióxido de carbono o vapor. Durante la activación, algo del carbono del carbono amorfo o carbón de leña se hace reaccionar con el agente oxidante y poros de varios tamaños, por ejemplo, en el orden de angstroms a mieras, se forman en el carbono activado. El carbono activado podría estar en la forma de granulos, esferas, monolitos, perlas, polvos o fibras. En modalidades, el carbono activado puede tener un tamaño de partícul a promedio de aproximadamente malla 6 a malla 300. El carbono activado puede incluir una distribución de microporos, mesoporos y macroporos. El término "microporoso" generalmente se refiere a tales materiales que tienen tamaños de poro de aproximadamente 20 Á o menos, mientras que el término "mesoporoso" se refiere de manera general a tales materiales con tamaños de poro de aproximadamente 20 hasta 500 Á. El término "macroporoso" se refiere a tamaños de poro por arriba de 500 Á. Las cantidades relativas de microporos, mesoporos y macroporos pueden ser pre-seleccionadas en relación a los componentes seleccionados de humo de tabaco de corriente principal que van a ser enfocados y removidos. De esta manera , los tamaños de poro y distribución de poro pueden ajustarse de acuerdo con esto según sea necesario para una cierta aplicación. El carbono activado puede ser incorporado en una o más ubicaciones del artículo para fumar. El carbono activado es colocado de preferencia en filtros para reducir su interacción con tabaco, tal como tabaco en la barra de tabaco. Por ejemplo, el carbono activado puede colocarse en el paso de un filtro tubular de flujo libre, en el filtro de flujo libre, entremezclado con material fibroso, y/o en un espacio hueco.

El carbono altamente activado es polvoso por naturaleza debido a la estructura porosa intrínseca que resulta de la dura carbonización y tratamiento de activación. Las partículas finas o "polvo" de carbono con tamaños de partícula menores que 10 mieras son creadas frecuentemente durante cualquiera o ambos de los procesos de carbonización y activación debido a la dureza de los procesos sobre la integridad mecánica del carbono activado. Más aún, durante la fabricación de cigarrillo, en donde las partículas de carbono son adicionadas a una cavidad de un filtro de cigarrillo, el manejo mecánico de las partículas de carbono puede conducir a la generación de partículas finas adicionales. Durante el fumado, sería deseable evitar que tales partículas finas sean atrapadas en el torrente de humo arrastrado a través del cigarrillo.

De manera convencional , estas partículas finas han sido removidas al lavar el carbono activado con agua bajo agitación. Sin embargo, partículas finas adicionales pueden formarse después del lavado debido a la naturaleza un tanto frágil del carbono activado. La cantidad de partículas fi nas y la fuerza mecánica del carbono activado varía dependiendo del origen del precursor y el tratamiento de activación. Por ejemplo, el carbono activado formado a partir de precursores de densidad menor, tales como, cascaras de coco, tienden a tener una menor densidad y una menor fuerza mecánica que el carbono activado formado a partir de precursores de densidad mayor, tal como, alquitrán . Sin embargo, procesar alquitrán tiende a ser más costoso y puede no estar disponible en varias formas, tales como, partículas, por ejemplo. De esta manera, el ca rbono activado menos costoso puede tener menor fuerza mecánica y de esta manera también puede conducir a cantidades incrementadas de partículas finas. De manera adicional, después del proceso de activación, las partículas finas también pueden ser generadas debido a la naturaleza un tanto frágil de carbono activado como se menciona antes. Por ejemplo, cuando el carbono activado es provisto en artículos para fumar, las partículas finas pueden formarse en los artículos para fumar medíante frotación, abrasión entre partículas de carbono activado y compactación de los carbonos activados durante el empaque, transporte y/u otro proceso de los carbonos activados. Por lo tanto, las modalidades provistas en la presente aumentan la fuerza mecánica de carbono activado y a su vez disminuyen la cantidad de partículas finas presentes. Como se usa en la presente, "carbono activado de superficie modificada" incluye carbono activado mecánicamente fortalecido con una capa sobre el moísmo o carbono activado que ha experimentado modificación de superficie al formar una capa sobre el mismo, entonces tratar la capa para convertir la capa en una modificación de superficie de mayor fuerza. Una modalidad preferida incluye u n método para reducir partículas finas al formar un carbono activado de superficie modificada para reducir la presencia y producción de partículas finas en artículos para fumar. Al formar un carbono activado de superficie modificada, el carbono activado puede tener fuerza mecánica incrementada contra ruptura y formación reducida de partículas finas. De manera adicional, al usar el carbono activado de superficie modificada, cualquier partícula fína presente puede sujetarse sobre una superficie del carbono activado de superficie modificada, reduciendo así la contaminación por las partículas finas en artículos para fumar. Como se usa en la presente, el término "compuesto de hidrocarburo" pretende incluir hid rocarburos de menor peso molecular, mientras que el término "pol ímero" pretende incluir hidrocarburos de mayor peso molecular, así como otras composiciones poliméricas. Por ejemplo, compuestos de hidrocarburo ejemplares incluyen ceras, parafinas, etc. , mientras que pol ímeros ejemplares incluyen polipropileno, pectina, etc. Como se proporciona , el carbono activado puede ser de superficie modificada al formar una capa de compuesto de hidrocarburo, tal como una cera, sobre el carbono activado, en donde el compuesto de hidrocarburo puede adherirse a superficies externas e i nternas de carbono activado. Mediante esta adherencia, el compuesto de hidrocarburo puede fortalecer el carbono activado al incrementar la integridad mecánica del carbono activado, así como sujetar partículas finas al recubrir las partículas finas en la capa . De manera alternativa, el carbono activado puede ser de superficie modificada al formar una capa de pol ímero, tal como un polipropileno o pecti na , sobre el carbono activado, en donde el pol ímero, similar a la cera, puede adherirse a superficies externas e internas de carbono activado. Nuevamente, mediante esta adherencia, el pol ímero puede fortalecer el carbono activado al incrementar la integridad mecánica del carbono activado, así como, sujetar partículas finas al recubrir las partículas finas en la capa. O, todavía como otra alternativa, un carbono activado de superficie modificada puede formarse al proporcionar un compuesto aromático, tal como, alquitrán , sobre superficies externas e internas de carbono activado antes de tratar con calor el compuesto aromático y el carbono activado para formar una capa de carbono sobre el carbono activado. Al formar esta capa de carbono sobre el marco poroso del carbono activado, algunos de los poros pueden llenarse, cambiando así la distribución de poros del carbono activado. Además, la adición de la capa de carbono permite que la densidad del carbono activado aumente, lo cual a su vez puede provocar que se incremente la fuerza del carbono activado. Además, la adición de la capa de carbono permite que partículas finas sean sujetadas mediante la capa de carbono. Finalmente, la capa de carbono puede formarse usando un material precursor con una mayor densidad que el material precursor usado para formar el carbono activado. Al proporcionar, por ejemplo, un precursor de alquitrán para formar la capa de carbono mientras que se proporciona precursor de cascara de coco para el carbono activado, un carbono activado cubierto de carbono puede formarse con la fuerza mecánica incrementada a partir de la capa de carbono de precursor de alquitrán con costo disminuido al proporcionar una base de carbono activado de precursor de cascara de coco menos costoso. Como se menciona antes, el carbono activado de superficie modificada mejora la fuerza mecánica y reduce la cantidad de partículas finas del carbono activado. De manera deseable, la modificación de superficie puede usarse para reducir la ruptura del carbono activado y para reduci r la cantidad de porciones partidas del carbono activado que puede soltarse en un artículo para fumar durante el almacenamiento del artículo para fumar. Si se usa un compuesto hidrocarburo para modificar la superficie del carbono activado, el compuesto de hidrocarburo puede formarse en superficies internas y externas del carbono activado. Esto se hace primero al formar una solución l íquida , de preferencia una solución líquida homogénea, al fundir o disolver el compuesto de hidrocarburo en un solvente o mezcla de solventes. A continuación , el carbono activado puede suspenderse en la solución líquida para impregnar el compuesto de hidrocarburo en el carbono activado, cubriendo así las superficies internas y externas del carbono activado con el compuesto de hidrocarburo. A continuación, el solvente puede ser removido al evaporar o extraer el solvente del carbono activado para formar una capa de compuesto de hidrocarburo, de preferencia una capa de espesor uniforme, delgada, sobre las superficies internas y externas del carbono activado. Al formar la capa de compuesto de hidrocarburo sobre el carbono activado, las partículas finas que existen sobre las superficies internas o externas del carbono activado pueden atraparse dentro de la capa de compuesto de hidrocarburo o pueden cubrirse o sujetarse sobre las superficies internas o externas del carbono activado por la capa, reduciendo así el número de partículas finas libres. De manera adicional, la capa de compuesto de hidrocarburo sobre el carbono activado puede aumentar la integridad mecánica del carbono activado, de manera que si el carbono activado en capa es sometido a vibración u otra alteración mecánica, se forman y/o descargan menos partículas finas, lo cual a su vez puede reducir los niveles de las partículas finas. En otras palabras, por ejemplo, una capa de cera viscosa puede formarse sobre carbono activado, en donde la capa de cera viscosa se pega tanto al carbono activado como a las partículas finas, y la capa de cera viscosa también aumenta la fuerza mecánica del carbono activado debido a su viscosidad. De preferencia, el compuesto de hidrocarburo es ya sea no polar o débilmente polar para minimizar la tensión de superficie entre la capa de compuesto de hidrocarburo y el carbono activado, que con frecuencia es débilmente polar. Al usar compuestos de hidrocarburo no polares o débilmente polares, una uniformidad mejorada de la capa puede ser realizada con base en la polaridad . De manera adicional, la no polaridad o polaridad débil de los compuestos de hidrocarburo pueden cambiar la selectividad del carbono activado para constituyentes de humo no polares o débilmente polares enfocados. El compuesto de hidrocarburo es de preferencia un material de baja volatilidad con un pu nto de ebullición sobre aproximadamente 1 50°C a aproximadamente una atmósfera con una presión de vapor baja a condiciones ambiente para asegurar la estabilidad del compuesto de hidrocarburo sobre el carbono activado. De esta manera, el compuesto de hidrocarburo puede ser provisto para no vaporizar durante el fumado del cigarrillo con carbono activado recubierto con compuesto de hidrocarburo en el mismo. Ejemplos de compuestos de hidrocarburo que pueden ser usados para recubrir el carbono activado incluyen , pero no están limitados a: ceras, parafina en cadena o ramificada, o hidrocarburos poliméricos, en donde los compuestos de hidrocarburo pueden ser provistos en forma sólida o líquida. De preferencia, sin embargo, tales compuestos hidrocarburo tienen u na alta viscosidad sobre el carbono activado para prevenir la migración. Solventes ejemplares incluyen, pero no están limitado a: solventes orgánicos, tales como éteres, acetona, MEK (metil etil cetona), hexano, tolueno y xileno.

Como una alternativa a compuestos de hidrocarburo, como se menciona antes, los pol ímeros también pueden ser usados para recubrir el carbono activado . Si un polímero es usado para modificar la superficie del carbono activado, el polímero puede formarse sobre superficies internas y externas del carbono activado. Esto se hace de preferencia primero al formar una solución l íquida , de preferencia una solución líquida homogénea, al fundir o disolver el pol imero en un solvente o una mezcla de solventes. A continuación , el pol ímero puede ser cargado en el carbono activado, impregnando así el polímero hacia el carbono activado. El pol ímero impregnado puede formar entonces una capa de pol ímero, de preferencia una capa de espesor uniforme, delgada, sobre su perficies internas y externas del carbono activado. Por ejemplo, el carbono activado puede estar en capas mediante impregnación incipiente-humedad mediante la solución líquida, al hacer fluir la solución líquida a través de un lecho de carbono activado , o al remojar el carbono en la solución líquida y entonces remover el exceso de solución. A continuación, un tratamiento térmico en pasos puede ser realizado para li berar solvente y abrir la estructura porosa del carbono activado sin impactar adversamente la estructura porosa interna del carbono activado. Por ejemplo, un tratamiento térmico en forma de pasos en un rango de temperatura de 100 hasta 300°C puede usarse para liberar un solvente, tal como, hexano. De preferencia, la cantidad de pol ímero recubierta en el carbono activado es aproximadamente 9 hasta 20% en peso del peso de carbono actiado recubierto con polímero total, con el fin de proporcionar fuerza mecánica, mientras que todavía proporciona accesibilidad a los poros y de esta manera las propiedades de adsorción de h umo de carbono activado. De manera alternativa, el polímero de preferencia es provisto en aproximadamente 1 0-1 8% , 1 1 -1 7% en peso, 1 2-1 6% en peso, 10-1 2% en peso, 1 2-14% en peso, 14-16% en peso, 16-18% en pso o 18-20% en peso para balancear la fuerza mecánica del carbono activado con las propiedades de adsorción del carbono activado. Además de los beneficios mencionados antes, otro beneficio para usar una capa de polímero es que la capa de polímero puede poseer cargas eléctricas capaces de atrapar partículas finas con fuerzas eléctricas, tales como, mediante fuerza de electricidad estática. De manera adicional , la permeabilidad de una capa de pol ímero puede ser sintonizable, permitiendo así la selectividad de adsorción de constituyentes enfocados por el carbono activado en capas. Por ejemplo, un carbono activado en capas de polímero en un filtro de cigarrillo puede incluir un polímero seleccionado específicamente para permitir que el carbono activado adsorba selectivamente el monóxido de carbono u otros constituyentes gaseosos específicos del humo de cigarrillo cuando se fuma el cigarrillo. Pol ímeros ejemplares son no tóxicos y son de preferencia biodegradables y/o permeables a humo, de manera que el humo de cigarrillo puede permear el polímero para accesar el carbono activado. De manera adicional , los polímeros ejemplares de preferencia han sido aprobados por la Food and Durg Administration (FDA) y tienen una vida de anaquel prol ongada. Ejemplos de tales pol ímeros incluyen, pero no están limitados a: polímeros sintéticos, tales como polipropileno, polietileno, pol ímero de silicón, óxido de (poli)etileno, poli(etilenglicol) , ácido (poli)acrílico, acetato de (poli)vinilo, alcohol (poli)vinílico, varios copolímeros de bloque de óxido de (poli)etileno-óxido de (poli)propileno, otros copolímeros u otros copolímeros de bloque o sus derivados y/o polímeros naturales, tales como, pectina, alginato o almidón. Solventes o co-solventes ejemplares de preferencia tienen puntos de ebullición relativamente bajos, y pueden solvatar los polímeros ejemplares listados antes, por ejemplo, solventes ejemplares incluyen, pero no están li mitados a: agua, alcohol , tales como, metanol o etanol , o hexano. Si una capa de carbono a partir de un compuesto aromático es usada para modificar la superficie, el carbono activado en lugar de compuestos de hid rocarburo o pol ímeros, el com puesto aromático puede formarse en superficies internas y externas del carbono activado. Esto se hace primero al formar una solución líquida, de preferencia una solución líquida homogénea , al fundir o disolver el compuesto aromático en un solvente o mezcla de solventes. A continuación, el carbono activado puede ser suspendido en la solución l íquida para permitir que los compuestos aromáticos impregnen el carbono activado, cubriendo así las superficies del carbono activado. A continuación , el solvente puede ser removido al filtrar, entonces evaporar o extraer el solvente restante. Después de que se removió el solvente, el carbono activado en capas puede ser estabilizado mediante calentamiento de acuerdo con un programa de calentamiento predeterminado, de manera que los compuestos aromáticos puedan convertirse en una forma infundible, estabilizada, antes de la carbonización. A continuación, los compuestos aromáticos de forma infundible, estabilizada pueden carbonizarse al tratar con calor los compuestos aromáticos de forma infundible, estabilizada, sobre el carbono activado en un ambiente inerte. Al carbonizar los compuestos aromáticos de forma infundible, estabilizada, una nueva capa de carbono puede formarse por ello en las superficies del carbono activado. De preferencia, la capa de carbono en el carbono activado no es activada por sí misma , ya que la activación de la capa de carbono puede provocar pérdida de al menos parte de la capa de carbono y una disminución de su fuerza mecánica. De esta manera , aunque la activación de la capa de carbono puede hacerse, tal activación no es preferida debido a las cuestiones de pérdidas posibles. Ejemplos de compuestos aromáticos que pueden usarse incluyen, pero no están limitados a: alquitranes de petróleo, alquitranes de brea de carbón y alquitranes de brea de pino, otros compuestos aromáticos naturales o sintéticos y mezclas de los mismos. Estos compuestos aromáticos son preferidos debido a su alta densidad , que a su vez después de la carbonización , conduce a mayor carbono de fuerza mecánica que puede lograrse al carbonizar precursores carbonáceos de menor densidad . De esta manera , al recubrir y carbonizar un precursor de alquitrán en un carbono activado de precursor de menor densidad la mayor fuerza mecánica de un alq uitrán carbonizado puede ser provista en un carbono activado de precursor de menor densidad , de menor costo. Ejemplos de solventes que pueden ser usados para fundir o disolver los compuestos aromáticos pueden incluir, pero no están limitados a: N-metil-2-pirrolidinona (NMP) , quinolina, triclorobenceno, tolueno, xileno, otros solventes usados para disolver compuestos aromáticos y mezclas de los mismos.

C. Artículos para fumar Los carbonos activados de superficie modificada son usados de preferencia en artículos para fumar, específicamente porciones de filtro de artículos para fumar. Los artículos para fumar abarcados aquí incluyen cigarrillos, tales como, cigarrillos tradicionales y no tradicionales, puros y otros dispositivos para fumar. Los cigarrillos no tradicionales incluyen , por ejemplo, cigarrillos para sistemas eléctricos para fumar como se describe en las patentes estadounidenses comúnmente asignadas nos. 6,026,820; 5, 988, 1 76; 5, 91 5, 387; 5,692, 526; 5, 692, 525; 5 ,666,976; y 5,499,636, cuyas descripciones son incorporadas por referencia en la presente en su totalidad . Un cigarrillo normalmente contiene dos secciones, una porción conteniendo tabaco frecuentemente referida como la barra de tabaco o cigarrillo, y una porción de filtro, la cual uede ser referida como una punta de filtro. El papel de punta traslapa una porción final de la barra de tabaco para sostener el filtro y la barra de tabaco juntos. La barra de tabaco, o elemento conteniendo tabaco del cigarrillo, normalmente incluye un papel de envolutra de cigarrillo en el cual tiras de tabaco se envuelven con un adhesivo sosteniendo las costuras del papel juntas. Cuando la barra de tabaco es encendida o calentada para fumar, el humo de tabaco de corriente principal es arrastrado desde el extremo prendido o calentado corriente abajo al extremo de filtro de la barra de tabaco y adícionalmente corriente abajo a través del filtro. El término "h umo de corriente principal" incluye la mezcla de gases y/o aerosoles que pasan debajo de un artículo para fumar, tal como una barra de tabaco, y emitir desde un extremo, tal como a través del extremo de filtro, es decir, la cantidad de humo emitida o arrastrada desde el extremo de boca de un cigarrillo durante el fumado del cigarrillo. El humo de corriente principal contiene aire que es arrastrada a través de la región calentada del cigarrilo y a través de la envoltura de papel. "El fumado" de un cigarrillo (o artículo para fumar) generalmente involucra encender un extremo del cigarrillo y arrastrar el humo corriente abajo a través del extremo de boca del cigarrillo, mientras que el tabaco contenido en el mismo experimenta una reacción de combustión o calentamiento. Sin embargo, el cigarrillo también puede fumarse por otros medios. Por ejemplo, el cigarrillo puede fumarse al calentar el cigarrillo usando un calentador eléctrico, como se describe, por ejemplo, en las patentes estadounidenses comúnmente asignadas nos. 6,053, 176; 5,934,289; 5, 591 , 368 o 5, 322 , 075, cada una de las cuales es incorporada en la presente por referencia en su totalidad . Ejemplos de tipos adecuados de materiales de tabaco que pueden usarse incluyen , pero no están limitados a , tabaco curado con humero, tabaco de Burley, tabaco de Maryland, tabaco oriental, tabaco raro, tabaco de especialidad , tabaco reconstituido, mezclas de los mismos y similares. El material de tabaco puede ser provisto en cualquier forma adecuada , incluyendo pero no limitando a, lámina de tabaco, materiales de tabaco procesado, tales como, tabaco inflado o expandido en volumen , tallos de tabaco procesados, tales como tallos enrollados por corte o inflados por corte, materiales de tabaco reconstituidos, mezclas de los mismos y similares. También pueden usarse substitutos de tabaco. En la fabricación de cigarrrillos, el tabaco es usado normalmente en la forma de relleno de corte, es decir, en la forma de tiras o filamentos cortados en anchos que varían desde aproximadamente 0.254 cm (1 /1 0 in) hasta aproximadamente 0J 27 cm (1 /20 in) o incluso aproximadamente 0.0635 cm (1 /40 in). Las longitudes de los filamentos varían desde entre aproximadamente 0.635 cm (0.25 in) hasta aproximadamente 7.62 cm (3 in) . Los cigarrillos pueden comprender además uno o más sabores, como se describe antes, u otros aditivos (por ejemplo, aditivos de quemadura , agentes modificadores de combustión , agentes colorantes, ligantes, etc. ). El material de filtro del filtropuede ser cualquiera de la variedad de materiales fibrosos para usarse en elementos de filtro de humo de tabaco. Materiales normales incluyen acetato de celulosa, polipropileno o papel. De preferencia, el material de filtro será acetato de celulosa. Pueden usarse varias construcciones de filtro de cigarrillo, donde estructruras de filtro ejemplares que pueden usarse incluyen, pero no están limitadas a, un mono filtro, un filtro dual , un filtro triple, un filtro de una o múltiples cavidades, un filtro ahuecado, un filtro de flujo libre, combinaciones de los mismos y similares. Los mono filtros normalmente contienen estopa de acetato de celulosa o maeriales de papel de celulosa. Los mono filtros de celulosa puros o filtros de papel ofrecen buena retención de brea y nicotina, y son altamente degradables. Los filtros duales normalmente comprenden un extremo de boca de acetato de celulosa y un segmento de acetato de celulosa o celulosa pura . La longitud y caída de presión de los segmentos en un filtro dual pueden ajustarse para proporcionar sorción óptima, al tiempo que mantienen resistencia de arrastre aceptable. Los filtros triples pueden incluir de boca y material para fumar o segmentos laterales de tabaco, y un segmento medio comprendiendo papel. Los filtros de cavidad incluyen dos seg mentos, por ejemplo, acetato-acetato, acetato-papel o papel-papel , separados por al menos una cavidad. Los filtros ahuecados incluyen una cavidad abierta en el lado de la boca. De preferencia, el carbono activado de superficie modificada es provisto en filtros de los artículospara fumar, como se menciona antes. Los filtros también pueden ser ventilados y/o pueden incluir además del carbono activado de superficie modificada, otros sorbentes, catalizadores u otros aditivos adecuados para usarse en filtros de artículos para fumar. Variaciones y modificaciones de lo anterior serán evidentes para aquéllos expertos en la técnica. Tales variaciones y modificaciones serán considerados dentro del panorama y alcance de las reivindicaciones anexas a la presente.

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Un cigarrillo, que comprende: una barra de tabaco que i ncl uye tabaco y un filtro, en donde dicho filtro incluye un carbono activado modificado con superficie, que comprende: carbono activado; partículas de carbono finas en una superficie del carbono activado; y una capa en una superficie del carbono activado, en donde la capa comprende un compuesto de h idrocarburo, una capa adicional de carbono o un pol ímero en el carbono activado, en donde si la capa es un polímero, el polímero es aproximadamente 9-20% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada .

2. El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde el compuesto de hidrocarburo comprende un compuesto de h idrocarburo no polar, débilmente polar, cera , parafina encadenada o ramificada o un hidrocarburo pol imérico, en donde la capa adicional de carbono comprende un carbono no activado, el cual al menos llena parcialmente poros en el carbono activado de superficie modificada , o en donde el pol ímero está presente en una cantidad de 1 0-1 8% en peso u 1 1 -1 7% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada.

3. El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde la capa comprende una capa adicional de carbono, en donde la capa de carbono tiene una diferente densidad del carbono activado y modifica la distribución de tamaño de poro del carbono activado.

4. El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde la capa comprende una capa de carbono adicional, en donde la capa de carbono adicional tiene una mayor densidad que el carbono activado.

5. El cigarrillo de la reivi ndicación 1 , en donde la capa comprende un polímero, en donde el pol ímero comprende un pol ímero no tóxico, biodegradable y/o permeable.

6. El cigarri llo de la reivindicación 1 , en donde la capa comprende un polímero, en donde el polímero comprende polipropileno, polietileno, polímero de sil icón , óxido de (poli)etileno, poli(etílenglícol) , ácido (polí)acrílico, acetato de poli(vi nilo) , alcohol (polí)vinílico, pectina, alginato, almidón o copol ímeros de bloque de óxido de (poli)etileno -óxido de (poli)propíleno o sus derivados.

7. El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde el carbono activado comprende granulos, esferas, monolitos, perlas, polvos o fibras de carbono activado.

8. E l cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde la capa atrapa las partículas de carbono finas dentro del volumen de la capa , sujeta las partículas de carbono finas a las superficie de la capa o el carbono activado, o aumenta la fuerza mecánica del carbono activado de superficie modificada a la fuerza mecánica mayor que el carbono activado sin la capa .

9. El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde la capa tiene un espesor suficiente para cubrir al menos parcialmente el carbono activado y las partículas de carbono finas. 1 0. El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde la capa es efectiva para adsorber un constituyente de fase de gas enfocado cuando el cigarrillo es fumado. 1 1 . El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde la capa es cargada eléctricamente para unir las partículas de carbono finas sobre una superficie de la capa con una fuerza mayor que una fuerza de una corriente de humo formada cuando el cigarrillo es fumado. 1 2. El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde el carbono activado de superficie modificada está u bicado en una cavidad del filtro. 1 3. El cigarrillo de la reivindicación 1 , en donde las partículas de carbono finas son menos de 10 mieras de diámetro. 14. Un filtro de cigarrillo, que comprende: un filtro con una cavidad , en donde dicha cavidad incluye un carbono activado de superficie modificada en la misma que comprende: carbono activado; partículas de carbono finas en una superficie del carbono activado; una capa en una superficie del carbono activado, en donde la capa comprende un compuesto de hidrocarburo, una capa adicional de carbono o un polímero, en donde si la capa es un polímero, el pol ímero es aproximadamente 9-20% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada . 1 5. El filtro de cigarrillo de la reivindicación 14, en donde el compuesto de hidrocarburo comprende un compuesto de hidrocarburo no polar o polar débil , cera, parafina encadenada o ramificada, o un hidrocarburo polimérico, en do nde la capa adicional de carbono comprende un carbono no activado, el cual al menos llena parcialmente poros en el carbono activado de superficie modificada, o en donde el polímero está presente en una cantidad de 1 0-1 8% u 1 1 -17% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada. 1 6. El filtro de cigarrillo de la reivindicación 14, en donde la capa comprende una capa adicional de carbono, en donde la capa adicional de carbono tiene una mayor densidad que el carbono activado y modifica la distribución de tamaño de poro del carbono activado. 1 7. El filtro de cigarrillo de la reivindicación 14, en donde la capa comprende un pol ímero, en donde el pol ímero comprende un polímero no tóxico, biodegradable y/o permeable. 1 8. El filtro de cigarrillo de la reivindicación 14, en donde la capa comprende un polímero, en donde el pol ímero comprende en donde el pol ímero comprende polipropi leno, polietileno, pol ímero de silicón, óxido de (poli)etileno, poli(etilenglicol), ácido (poli)acrílico, acetato de poli(vinilo) , alcohol (poli) vinílico, pectina, alginato, almidón o copol ímeros de bloque de óxido de (poli)etíleno - óxido de (poli)propileno o sus derivados. 1 9. El cigarrillo de la reivindicación 14, en donde el carbono activado comprende granulos, esferas, monolitos, perlas, polvos o fibras de carbono activado. 20. El cigarril lo de la reivindicación 14, en donde la capa atrapa las partículas de carbono finas dentro del volumen de la capa, sujeta las partículas de carbono finas a la superficie de la capa o el carbono activado, o aumenta la fuerza mecánica del carbono activado de superficie modificada a la fuerza mecánica mayor que el carbono activado sin la capa . 21 . El filtro de cigarrillo de la reivindicación 14, en donde la capa tiene un espesor suficiente para al menos cubrir parcialmente el carbono activado y las partícu las de carbono finas. 22. Un método para fabricar un cigarrillo, que comprende: formar carbono activado de superficie modificada al: proporcionar carbono activado teniendo partículas de carbono fi nas en superficies de las mismas; y formar una capa sobre superficies del carbono activado, en donde la capa comprende compuesto de hidrocarburo, carbono o pol ímero sobre el carbono activado, en donde si la capa es pol ímero, el pol ímero es aproximadamente 9-20% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada; incorporar el carbono activado de superficie modificada en un filtro de cigarrillo; y unir el filtro de cigarrillo a una barra de tabaco para formar un cigarrillo. 23. El método de la reivindicación 22 , en donde la formación de una capa sobre su perficies del carbono activado comprende: fundir o disolver un compuesto de capa en un solvente o mezcla de solventes para formar una solución líquida; suspender el carbono activado en la solución líquida para impregnar el compuesto de capa en el carbono activado; y remover el solvente o mezcla de solventes. 24. El método de la reivindicación 23, en donde fundir o disolver el compuesto de capa en un solvente o mezcla de solventes comprende: mezclar o disolver alquitrán de petróleo, alquitrán de brea de carbón , alquitrán de brea de pino o un polímero aromático sintético en un solvente o mezcla de solventes. 25. El método de la reivindicación 23, en donde fundir o disolver el compuesto de capa en un solvente o mezcla de solventes comprende: mezclar o disolver un compuesto aromático en 1 -metil-2-pirrolidinona (NMP), quinolina, triclorobenceno, tolueno, xileno o una mezcla de los mismos. 26. El método de la reivindicación 23, en donde fundir o disolver un compuesto de capa en un solvente o mezcla de solventes comprende: mezclar o disolver un compuesto orgánico no polar o polar débil, de baja volatilidad o mecía de compuestos orgánicos con un punto de ebullición por arriba de aproximadamente 1 50°C hasta aproximadamente una atmósfera con baja presión de vapor a condiciones ambiente en un solvente o mezcla de solventes. 27. El método de la reivindicación 23, en donde fundir o disolver el compuesto de capa en un solvente o mezcla de solventes comprende: mezclar o disolver cera, parafina encadenada o ramificada, un hidrocarburo polimérico, o una mezcla de los mismos en un solvente o mezcla de solventes. 28. El método de la reivindicación 23, en donde fundir o disolver un compuesto de capa en un solvente o mezcla de solventes comprende: mezclar o disolver un pol í mero no tóxico y biodegradable y/o permeable en un solvente o mezcla de solventes. 29. El método de la reivindicación 23, en donde fundir o disolver un compuesto de capa en un solvente o mezcla de solventes comprende: mezclar o disolver polipropi leno, polietileno, pol ímero de silicón, óxido de (poli)etileno, poli(etilenglicol) , ácido (poli)acrílico, acetato de poli(vinilo) , alcohol (poli)vin ílico, pectina, alginato, almidón o copol ímeros de bloque de óxido de (poli)etíleno - óxido de (poli)propileno o sus derivados en un solvente o una mezcla de solventes. 30. El método de la reivindicación 23, en donde fundir o disolver un compuesto de capa en un solvente o mezcla de solventes comprende: mezclar o disolver un compuesto de pol ímero en agua , alcohol, hexano o una mezcla de los mismos. 31 . El método de la reivindicación 23, en donde el carbono activado en suspensión en la solución l íquida para impregnar el compuesto de capa en el carbono activado comprende: suspender granulos, esferas, monol itos, perlas, polvos o fibras de carbono activado en la solución l íquida para impregnar el compuesto de capa en los granulos, esferas, monolitos, perlas, polvos o fibras de carbono activado. 32. El método de la reivindicación 23, en donde el carbono activado en suspensión en la solución l íquida para impregnar el compuesto de capa en el carbono activado, en donde el compuesto de capa atrapa las partículas de carbono finas dentro del compuesto de capa. 33. El método de la reivindicación 23, en donde el carbono activado en suspensión en la solución l íq uida para impregnar el compuesto de capa en el carbono activado, comprende suspender carbono activado y partículas de carbono finas con u n diámetro de menos de 1 0 mieras en la solución l íquida para impregna r el compuesto de capa en el carbono activado y sujetar las partículas de carbono finas sobre superficies del carbono activado. 34. El método de la reivindicación 23, en donde la formación del paso de capa adicional comprende: carbonizar el compuesto de capa al calentar el compuesto de capa después de remover el solvente o mezcla de solventes, en donde el carbonizado del compuesto de capa forma una capa de carbono con una densidad diferente del carbono activado. 35. El método de la reivindicación 34, en donde el carbonizado del compuesto de capa al calentar el compuesto de capa comprende calentar el compuesto de capa en un ambiente con una temperatura entre aproximadamente 300°C y 1 000°C. 36. El método de la reivi ndicación 23, en donde suspender carbono activado en la solución l íquida para impregnar el compuesto de capa en el carbono activado comprende i mpregnación i ncipiente-humedad del compuesto de capa en el carbono activado, enjuagar el compuesto de capa a través de un lecho de carbono activado , o remojar el carbono activado en el compuesto de capa. 37. U n método para tratar humo de tabaco de corriente principal, que comprende: arrastrar el humo del artículo para fumar, en donde el humo pasa a través de un filtro que contiene carbono activado de superficie modificada, que comprende: carbono activado; y una capa en una superficie interna y una superficie externa del carbono activado, en donde la capa comprende un compuesto de hidrocarburo, una capa adicional de carbono o un pol ímero en el carbono activado, en donde si la capa es un polímero, el polímero es aproximadamente 9-20% en peso del peso total de carbono activado de superficie modificada. 38. El método de la reivindicación 37 , en donde la capa es adaptada para reducir partículas de carbono finas libres en el artículo para fumar que son arrastradas cuando el humo pasa a través del filtro conteniendo carbono activado de superficie modificada.