MX2012006586A - Materiales laminados para filtro con aditivos. - Google Patents

Materiales laminados para filtro con aditivos.

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Abstract

Inclusión de aditivos en un elemento de filtro que comprende un material de laminado no tejido o papel como el material de filtro a fin de aumentar la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles y mejorar las características de sabor del humo aspirado a través del elemento de filtro. Mediante el polietilenglicol se provee el aumento de la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles del humo que se aspira a través del elemento de filtro. Se encontró que el TEC y/o la triacetina son aditivos que mejoran las características de sabor del humo aspirado a través del elemento de filtro.

Description

MATERIALES LAMINADOS PARA FILTRO CON ADITIVOS DESCRIPCIÓN La presente invención se relaciona con un elemento de filtro para el humo de tabaco, un filtro que comprende al mismo y artículos para fumar que comprenden un filtro y/o un elemento de filtro. Más específicamente, la invención se relaciona con elementos de filtro y/o con filtros que comprenden un material de laminado no tejido o papel como el material de filtro y que incluyen aditivos para mejorar tanto las características de filtración del filtro como las características de sabor del humo. Los materiales de filtro apropiados para usar en la invención incluyen, por ejemplo, papel, alcohol polivinílico (PVOH) o ácido poliláctico (PLA) .
Como se usa en la presente, el término "artículo para fumar" incluye a los productos para fumar tales como cigarrillos, cigarros y cigarritos tanto si son a base de tabaco, derivados de tabaco, tabaco expandido, tabaco reconstituido o sustitutos de tabaco y también productos que se calientan pero no se queman.
Se han sugerido una amplia variedad de materiales fibrosos como filtros para el humo de cigarrillo. Un haz de fibras de acetato de celulosa es el material de filtro más comúnmente usado. Sin embargo, una desventaja asociada con este material de filtro es que el mismo es lento para degradarse. Mientras que la mayoría de los componentes de un artículo para fumar usado se disocian en sus partes constituyentes individuales y se degradan dentro de un período de tiempo relativamente corto cuando se los expone a la humedad y/o a la abrasión mecánica, el material de filtro de acetato de celulosa es lento para degradarse porque las fibras de acetato de celulosa en sí mismas son efectivamente no solubles en agua y por lo tanto son pobremente biodegradables.
También se pueden usar los materiales de laminado no tejido y papel como materiales de filtro en los artículos para fumar. Por ejemplo, también se usa como material de filtro el papel crespado (que también se referencia como papel rizado o fruncido) .
Los materiales de laminado no tejido y el papel son más fácilmente biodegradables que el acetato de celulosa. Sin embargo, actualmente los mismos tienen desventajas cuando se usan como materiales de filtro. Con el fin de lograr la rigidez estructural deseada cuando se construye un elemento de filtro a partir de los materiales de laminado no tejido y el papel, el material de filtro tiene que ser empaquetado muy densamente y esto significa que estos elementos de filtro tienen propiedades bastante diferentes que los que se fabrican de acetato de celulosa. Los mismos exhiben una gran resistencia al flujo de humo, lo que resulta en una caída de la presión que es mayor que la de un filtro de acetato de celulosa convencional, por lo tanto esto requiere que el usuario tenga que aspirar más fuertemente en el artículo para fumar. Posiblemente, lo más significativo es que se encontró que el humo aspirado a través de tal material de filtro tiene características de sabor diferentes si se compara con el humo aspirado a través del material de filtro de acetato de celulosa convencional. Es más, se mostró que los elementos de filtro que comprenden materiales de laminado no tejido o papel como material de filtro exhiben una eliminación selectiva significativamente menor de los compuestos semi-volátiles que los materiales de filtro de haz de fibras de acetato de celulosa convencionales.
A la luz de lo anterior, al menos una realización de la presente invención provee un elemento de filtro que es más fácilmente degradable que los elementos de filtro que comprenden un material de filtro de acetato de celulosa convencional que exhibe una buena eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles y que provee humo que tiene características de sabor similares a las que proveen los filtros de acetato de celulosa convencionales.
Es conocido el uso de aditivos tales como la triacetina (triacetato de glicerilo) , el TEC (citrato de trietilo) y el PEG 400 (polietilenglicol de bajo peso molecular) en los filtros de acetato de celulosa (CA) convencionales. Estos aditivos son plastificantes y se usan en los filtros de CA para unir las fibras adyacentes a fin de dar a las varillas de filtro la dureza suficiente para la fabricación y el uso del cigarrillo. También se sabe que el haz de fibras de acetato de celulosa plastificado mejora la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles que se encuentran en el humo (por ejemplo, fenol, o-cresol, p-cresol y m-cresol) . Parece ser necesario que el plastificante esté presente en la superficie de las fibras de CA debido a este efecto.
Substancialmente se describen filtros de CA que incluyen menos de 10% de plastificante como consecuencia del efecto de unión de las fibras que realizan los plastificantes . Se encontró que la inclusión de más plastificante tiene un efecto perjudicial en el haz de fibras de acetato de celulosa ya que provoca la conformación de orificios.
Mientras que la inclusión de plastificantes tales como triacetina, TEC o PEG 400 en los filtros de CA es relativamente común, su inclusión en los materiales de filtro de papel o de laminado no tejido es menos atractiva. En primer lugar, los plastificantes que se usan en los filtros de CA para unir las fibras y el plastificante claramente no tendrían este efecto ventajoso cuando se los agrega a un material de laminado no tejido o a un papel, (porque las fibras ya están unidas dentro de la estructura de lámina) . En segundo lugar, se ha sugerido que la triacetina y el TEC no mejoran particularmente la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles cuando se usan en los materiales de filtro de papel. En tercer lugar, estos plastificantes comúnmente usados son líquidos y su aplicación a los materiales de filtro de papel y de laminado no tejido está limitada a raíz de que hacen que estos materiales queden empapados y pierdan su integridad estructural.
SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se provee un elemento de filtro que comprende un material de filtro que es un material de papel o de laminado no tejido, y: (i) polietilenglicol en úna cantidad suficiente como para aumentar la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles del humo que se aspira a través del elemento de filtre (n) TEC en una cantidad suficiente como para mejorar las características de sabor del humo que se aspira a través del elemento de filtro; y/o (iii) triacetina en una cantidad suficiente como para mejorar las características de sabor del humo que se aspira a través del elemento de filtro.
En un segundo aspecto de la presente invención, se provee un filtro que comprende uno o más elementos de filtro de acuerdo con el primer aspecto.
En un tercer aspecto de la presente invención, se provee un artículo para fumar que comprende un elemento de filtro de acuerdo con el primer aspecto y/o un filtro de acuerdo con el segundo aspecto que está unido a una varilla de un material para fumar. El artículo para fumar puede ser un cigarrillo.
En un cuarto aspecto de la presente invención, se provee el uso de polietilenglicol, TEC y/o triacetina para mejorar la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles por medio de un elemento de filtro que comprende un material de filtro de papel o de laminado no tejido y para mejorar las características de sabor del humo aspirado a través de dicho elemento de filtro.
DESCRIPCIÓN DETALLADA La presente invención se relaciona con la inclusión de aditivos en un elemento de filtro que comprende un material de filtro de papel o de laminado no tejido a fin de aumentar la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles del humo que se aspira a través del elemento de filtro y para mejorar las características de sabor del humo aspirado a través del elemento de filtro.
El agregado de polietilenglicol provee la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles. Se encontró que el TEC y/o la triacetina son aditivos que mejoran las características de sabor del humo aspirado a través del elemento de filtro.
Estos aditivos permiten que se ajuste precisamente el uso del material de filtro de papel o de laminado no tejido de modo que el rendimiento del elemento de filtro puede asemejarse más estrechamente al de un elemento de filtro de acetato de celulosa. Estos aditivos también brindan una flexibilidad mucho mayor al uso de estos materiales de filtro alternativos ampliando el rango de su aplicabilidad mientras que retienen las propiedades beneficiosas de biodegradabilidad.
Sorprendentemente se encontró además que la inclusión de los aditivos en el papel o en el material de laminado no tejido tiene la ventaja adicional de aumentar la biodegradacion del elemento de filtro. Los elementos de filtro, de acuerdo con la presente invención, que incluyen a uno de los tres aditivos, PEG, TEC o triacetina, cuando están expuestos a las condiciones ambientales muestran una biodegradacion significativamente más rápida que un elemento de filtro equivalente sin un aditivo.
El material de filtro de papel comprende papel fruncido, plisado, rizado, crespado o aún triturado. Los materiales de filtro de papel tienden a tener una permeabilidad baja al aire, exhibir un pH básico y se pueden juntar o conformar fácilmente para conformar el elemento de filtro.
Un material de filtro preferido para los elementos de filtro de la presente invención es un papel fruncido o plisado. Los ejemplos de papeles apropiados son Puracel™ y yria™ (Filtrona PLC, Reino Unido) .
Se pueden usar otros materiales de laminado no tejido como materiales de filtro. Los materiales no tejidos se definen ampliamente como estructuras de lámina o de red unidas por fibras o filamentos enmarañados por métodos mecánicos, térmicos o químicos o por la combinación de dos o más de estos métodos. Los mismos tienden a ser láminas porosas planas que se fabrican directamente a partir de fibras separadas. Los materiales no se fabrican tejiendo o tricotando y no requieren la conversión de las fibras en hilado. Los materiales de laminado no tejido que se usan en la presente invención son preferentemente unos que se biodegradan fácilmente. Los ejemplos de los materiales incluyen alcohol polivinilico (PVOH), ácido poliláctico o poliláctido (PLA), poli ( e-caprolactona) (PCL), poli (1-4 butanodiol succinato) (PBS) y poli (butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) . Otros materiales de filtro apropiados incluyen las fibras de almidón y el alginato de calcio.
En una realización preferida, el material de filtro de la presente invención incluye PEG y triacetina o incluye PEG y TEC . Más preferentemente, el material de filtro incluye PEG, triacetina y TEC.
En una realización preferida de la invención, el polietilenglicol es un polietilenglicol de elevado peso molecular, preferentemente uno que es sólido a temperatura ambiente. Tales poliet ilenglicoles incluyen al PEG 600 y más elevados y preferentemente al PEG 1000 y más elevados. Estos polietilenglicoles particulares son los preferidos porque son sólidos (o semi-sólidos ) a temperatura ambiente y entonces su agregado no compromete la integridad estructural del material de filtro de papel o de laminado no tejido. Los aditivos que son líquidos a temperatura ambiente pueden afectar desfavorablemente la integridad estructural y la resistencia de un elemento de filtro cuando el material de filtro es papel o un material de laminado no tejido y por esta razón hay un limite a la cantidad de aditivos tales que se pueden incluir al mismo tiempo que se mantiene todavía la rigidez y la resistencia requerida del elemento de filtro.
De hecho, más que debilitar el material de filtro de papel o de laminado no tejido, el uso de un polietilenglicol de peso molecular elevado tiene la ventaja adicional de que el mismo puede realmente aumentar la integridad y la rigidez estructural del material de filtro, de modo de que es posible usar menos material de filtro en el elemento de filtro. Esto provee una flexibilidad adicional cuando se conforma el elemento de filtro en relación a la cantidad de material de filtro requerido para lograr la dureza y la rigidez deseadas. Esto a su vez permite que el fabricante ajuste la caída de presión del elemento de filtro. Esto permite que se diseñe un elemento de filtro de acuerdo con la presente invención que tiene propiedades que se asemejan estrechamente a las de los elementos de filtro de CA convencionales.
Además, la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles que se proveen por el agregado de PEG al elemento de filtro es proporcional a la cantidad de PEG incluida. La flexibilidad para agregar grandes cantidades de PEG, especialmente PEG de peso molecular elevado, significa que la capacidad del elemento de filtro para eliminar selectivamente los compuestos semi-volátiles puede ajustarse fácilmente a un nivel deseable.
Como el PEG es soluble en agua su inclusión en los elementos de filtro no tiene que afectar negativamente la biodegradación del producto. Sorprendentemente, en efecto se encontró que el agregado de PEG a un elemento de filtro que comprende un material de laminado no tejido o papel como material de filtro mejora realmente la biodegradación. Este fenómeno se describe con gran detalle posteriormente .
En una realización de la presente invención, el PEG está incluido en o sobre el material de filtro del elemento de filtro en una cantidad de hasta 30%, preferentemente hasta 20% y más preferentemente entre 5 -10% en peso del elemento de filtro. Estas cifras se determinan por la comparación del peso en seco del elemento de filtro sin el PEG (que comprende el material de filtro y la envoltura de papel) con el peso del elemento de filtro incluyendo el aditivo de PEG.
El agregado de TEC y/o triacetina tiene un efecto diferente en el material de filtro de los elementos de filtro de la presente invención. Sorprendentemente se encontró que estos aditivos tienen un efecto beneficioso en el sabor y el olor del humo que es aspirado a través del elemento de filtro. Una critica habitual a los elementos de filtro de papel es que los mismos tienden a producir un pobre sabor de humo. La triacetina y el TEC tiene efectos diferentes en las características de sabor del humo y los dos aditivos se pueden agregar en cantidades diferentes a fin de producir un perfil de sabor de humo deseable.
En el material de filtro de acetato de celulosa convencional, la cantidad de triacetina o de TEC que se puede incluir está limitada por el efecto que estos aditivos tienen en la unión de las fibras del material fibroso donde si las cantidades de triacetina exceden aproximadamente el 7% provocan la conformación de orificios en el material de acetato de celulosa. En contraste, no está limitada la cantidad de TEC y triacetina que se puede incluir en o sobre el material de filtro de la presente invención. De hecho, cuando también se incluye PEG, que es sólido a temperatura ambiente, se minimiza el efecto donde estos aditivos líquidos hacen que el material de filtro quede empapado y se puede incluir hasta 30% en peso de TEC y/o triacetina, aunque se prefieren cantidades de hasta 20% o de hasta aproximadamente 12% en peso del elemento de filtro. Estas cifras se determinan por la comparación del peso en seco del elemento de filtro sin el aditivo (que comprende el material de filtro y la envoltura de papel) con el peso del elemento de filtro incluyendo el aditivo.
De acuerdo con una realización ventajosa de la presente invención, el elemento de filtro comprende una combinación de ambos, TEC y triacetina.
En una realización preferida, el material de filtro laminado no está recubierto con fibras de acetato de celulosa. Preferentemente, el material de filtro y/o el elemento de filtro no incluyen acetato de celulosa.
Si se desea, los aditivos adicionales se pueden incorporar en o sobre el material de filtro, que incluyen extractos de tabaco, glicerina, mentol, fibras de carbón, partículas de carbón y similares. Tales aditivos se pueden incorporar en el material laminado durante su fabricación o se aplican al material después de que se completó la fabricación .
Los materiales de filtro preferidos comprenden papel o materiales de laminado no tejido que tienen un grosor mayor que aproximadamente 0,05 mm, preferentemente entre aproximadamente 0,06 mm y aproximadamente 0,08 mm. Los materiales de filtro de papel pueden comprender papel que tiene un gramaje de entre aproximadamente 15 g/m2 y aproximadamente 40 g/m2, preferentemente entre aproximadamente 20 g/m2 y aproximadamente 35 g/m2.
En una realización de la presente invención, el elemento de filtro tiene un núcleo que se extiende longitudinalmente que comprende el material de filtro y una envoltura que rodea al núcleo. La envoltura del elemento de filtro es preferentemente una envoltura de papel. En una realización la envoltura es envoltura de tapón convencional .
La envoltura que se usa en el elemento de filtro de la presente invención puede ser porosa o no porosa. La envoltura que se usa en el elemento de filtro puede estar ventilada o no ventilada.
En una realización, la envoltura puede ser una envoltura de tapón convencional que cubre 360° del núcleo en cuyo caso la envoltura de tapón tiene una unión pegada y superpuesta que sujeta a la envoltura alrededor del núcleo. En el lugar en donde un adhesivo se usa para sujetar a la envoltura en su lugar, el adhesivo es preferentemente uno que es dispersable en agua.
En otra realización, la envoltura (en particular, una envoltura de tapón) preferentemente no se extiende 360° alrededor del núcleo. En otras palabras, en una realización la envoltura preferentemente es una envoltura separada. Una envoltura separada es una que se extiende circunferencialmente alrededor del núcleo pero se extiende menos que 360° alrededor de la circunferencia del núcleo. En una tal realización, no hay una unión pegada y superpuesta que sujeta a la envoltura alrededor del núcleo. En su lugar la envoltura separada se puede sujetar en su lugar por otros medios conocidos, tal como, por ejemplo, mediante la unión de la envoltura directamente con el núcleo .
En una realización, el elemento de filtro de acuerdo con la presente invención comprende además material particulado. Preferentemente, el material particulado incluye sorbentes (por ejemplo, se seleccionan a partir de carbón activado, carbón, gel de sílice, sepiolita, alúmina, material de intercambio iónico, etcétera) , modificadores de pH (por ejemplo, materiales alcalinos tal como Na2C03, materiales ácidos), saborizantes , otros aditivos sólidos y mezclas de los mismos.
Ventajosamente, el material particulado se selecciona a partir de un grupo de materiales de área de superficie relativamente grande con la capacidad de adsorber los constituyentes del humo sin un grado de especificidad elevado. Los adsorbentes generales apropiados se pueden seleccionar del grupo que consiste en carbón, carbón activado, carbono activado, carbón de coco activado, carbón o carbono a base de carbón mineral activado, zeolita, gel de sílice, espuma de mar, óxido de aluminio (activado o no) , resina carbonácea o combinaciones de los mismos .
En una realización, el material particulado que se usa en la presente es carbón, por ejemplo, carbón activado o carbón u otro material absorbente. En una realización, el carbón activado es preferentemente carbón de coco activado.
Cualquier material particulado que se usa puede ser una sustancia única o una mezcla y/o puede estar en una mezcla con otro material.
El material particulado se puede intercalar en todo el núcleo del material de filtro. Como alternativa, el material particulado puede estar intercalado en algunas partes (pero no en todas) del núcleo. Las partes pueden estar distribuidas uniformemente o irregularmente.
El material particulado se puede extender sobre toda la extensión longitudinal del núcleo. Como alternativa, el material particulado se puede extender desde un extremo del núcleo a una sección que está cerca del otro extremo. Como alternativa, el material particulado puede estar presente en áreas discretas que no necesitan extenderse desde - o estar presentes en - cualquier extremo del núcleo. Las diferentes áreas pueden tener cargas diferentes de material particulado y/o diferentes tipos de material particulado.
Otra opción para incluir material particulado en un elemento de filtro es adherir las partículas a una envoltura que rodea el elemento de filtro. En GB 2260477 y GB 2261152 se describen varias configuraciones de adhesión de aditivo. En una realización de la presente invención, la envoltura del elemento de filtro comprende un material particulado adherido a una o más porciones de dicha envoltura. Preferentemente, el material particulado está adherido a dos o más porciones de la envoltura, donde dichas porciones están separadas circunferencialmente una de la otra y al menos una de dichas dos o más porciones se extiende sobre toda la extensión longitudinal de dicha envoltura .
En algunas realizaciones, además de tener el material particulado adsorbente adherido a la envoltura, el núcleo puede comprender además un material particulado que está intercalado en el material de filtro de papel. El material particulado del núcleo puede ser el mismo que el material particulado que está adherido a la envoltura. Como alternativa, el material particulado del núcleo puede ser diferente del material particulado que está adherido a la envoltura .
El material particulado en el núcleo puede ser homogéneo - en el sentido de que se elabora de substancialmente el mismo componente (para algunas realizaciones, preferentemente todas de lo mismo) . Como alternativa, el material particulado en el núcleo puede ser heterogéneo - en el sentido de que se elabora de dos o más componentes diferentes.
El material particulado se puede adherir a la envoltura y/o al material de filtro de papel por medio de un adhesivo de fusión en caliente (por ejemplo, varios adhesivos de poliéster) , polietilenglicol de punto de fusión elevado o un adhesivo de tipo emulsión, tal como PVA.
El material particulado se puede adherir directa o indirectamente a la envoltura y/o al material de filtro laminado. Un ejemplo de adherencia directa es aquel en donde el material particulado se fija en el material de filtro laminado y/o en la envoltura (tal como en la superficie interna de la misma) por medio de un adhesivo apropiado. Un ejemplo de adherencia indirecta es aquel en donde el material particulado se fija en una capa intermedia (que se puede fabricar de papel o de otra matriz de soporte apropiada - tal como un material textil - o combinaciones de los mismos) por medio de un adhesivo apropiado y en donde la capa intermedia se fija en el material de filtro y/o en la envoltura (tal como en la superficie interna de la misma) por medio de un adhesivo apropiado .
De acuerdo con la invención, algunos elementos de filtro pueden exhibir una caída de presión mayor que aproximadamente 40 mm de agua a una velocidad de flujo de aire de 17,5 cm3/s por 0,1 g de material de filtro.
Preferentemente, también exhiben una eficiencia de filtración del material particulado del humo de tabaco de corriente principal que es menor que aproximadamente 15% por 0,1 g de material de filtro.
Los filtros, de acuerdo con la presente invención, comprenden uno o más de los elementos de filtro de acuerdo con el primer aspecto de la invención.
En una realización, el elemento de filtro puede ser el único elemento de filtro en el filtro cuando se conforma en una varilla de articulo para fumar.
En otra realización, el elemento de filtro puede ser parte de un filtro más grande. En otras palabras, el elemento de filtro puede ser parte de un filtro compuesto o multi-componente . De manera apropiada, los elementos de filtro del filtro compuesto están dispuestos longitudinalmente uno en relación con el otro con el extremo de cada elemento de filtro colindante con el siguiente. Adecuadamente, el filtro compuesto puede tener 2, 3, 4 o más secciones distintas o discretas. Sin embargo, de acuerdo con la presente invención, los filtros pueden ser de una construcción integral pero tienen la apariencia general de un filtro compuesto. En una realización el filtro es un filtro triple con tres secciones. En otra realización el filtro es un filtro dual con dos secciones.
En el filtro compuesto puede haber de forma apropiada uno o más elementos de filtro, de acuerdo con la presente invención. En el caso donde en el filtro compuesto hay más de un elemento de filtro, de acuerdo con la presente invención, los elementos de filtro se pueden colocar apropiadamente de manera longitudinal uno cerca del otro o estar separados por otro elemento de filtro.
Cuando se usa el elemento de filtro en un filtro compuesto, la una o más de otras secciones del filtro compuesto pueden comprender de forma apropiada un material de filtro biodegradable, tal como material de papel crespado, rizado o fruncido. La una o más de otras secciones pueden opcionalmente comprender uno o más aditivos, tales como materiales saborizantes o adsorbentes.
En una otra alternativa, el filtro Compuesto puede comprender una sección que conforma una cavidad que contiene material granular.
De manera apropiada, también se pueden utilizar los elementos de filtro que tienen características de caída de presión particulares, tal como el filtro que vende Filtrona y que se conoce como "The Ratio Filter".
Además, se puede seleccionar la caída de presión y/o la eficiencia de filtración mecánica de las secciones de tapón de filtro a fin de lograr el mecanismo de fumar y las características de filtración deseadas tal como pueden ser requeridas con el diseño del producto especifico deseado .
En una configuración de filtro compuesto, la caída de presión de los tapones/secciones de material de filtración se puede variar.
Una porción del elemento de filtro y/o el filtro compuesto que comprende dicho elemento de filtro puede comprender un catalizador. Ventajosamente, el catalizador facilita la conversión del monóxido de carbono (CO) a dióxido de carbono (CO2) en la fase de vapor del humo. Es sobre todo por preferencia que el catalizador es altamente selectivo para el monóxido de carbono. Preferentemente, el catalizador puede ser uno del grupo que consiste en óxidos de metales de transición, sílice, alúmina, zeolitas, carbón impregnado, por ejemplo, carbón impregnado con metales.
En algunas realizaciones de la invención, la porción de extremo de la varilla de tabaco del filtro compuesto puede ser una cavidad que contiene un adsorbente y/o un catalizador o, como alternativa, puede comprender un material de filtración de humo que tiene un adsorbente y/o un catalizador que está dispersado en el mismo. Venta osamente, el adsorbente tiene la capacidad de retener al menos una porción de la fase de vapor de humo.
Los artículos para fumar de la presente invención comprenden un elemento de filtro de acuerdo con el primer aspecto y/o un filtro de acuerdo con el segundo aspecto que está unido a una varilla que comprende un material de relleno para fumar (por ejemplo, tabaco) . El articulo para fumar puede ser un cigarrillo.
El elemento de filtro y/o el filtro que comprende dicho elemento de filtro puede estar unido a una varilla de material de relleno para fumar envuelta (es decir, por ejemplo, una varilla de tabaco envuelta) por una envoltura de boquilla convencional para conformar un articulo para fumar. La envoltura de boquilla puede ser una envoltura ventilada o no ventilada.
De manera apropiada, el material de relleno para fumar puede ser un material de tabaco o un material sustituto de tabaco. Preferentemente el material para fumar es un material de tabaco. Apropiadamente, el material de tabaco comprende uno o más de tallo, lámina y tabaco en polvo. Se prefiere que el material de tabaco comprenda uno o más de los siguientes tipos: tabaco Virginia o tabaco curado en atmósfera artificial, tabaco Burley, tabaco Oriental, tabaco reconstituido. Es sobre todo por preferencia que el material para fumar comprende una mezcla de material de tabaco. Ventajosamente, el material para fumar comprende 10 - 80% de tabaco Virginia, 10 - 60% de tabaco Burley, 0 - 20% de tabaco Oriental, 0 - 120% de tabaco reconstituido y 0 - 30% de tabaco expandido.
El material para fumar de los artículos para fumar comprende un elemento de filtro de acuerdo con la presente invención y/o el filtro comprende un elemento de filtro de acuerdo con la presente invención que preferentemente comprende o consiste en tabaco cortado, una proporción del cual puede ser tabaco expandido. El material para fumar puede comprender tabaco reconstituido o material de sustituto de tabaco.
El material de relleno para fumar también puede comprender uno o más de los siguientes: modificador de combustibilidad, mejorador de ceniza, material de relleno inorgánico, relleno orgánico, medio de generación de aerosol, aglutinante, agentes saborizante y/o colorante. EJEMPLO 1 El objetivo de este experimento es determinar si hay diferencias sensoriales entre el filtro de control de acetato de celulosa y cuatro muestras de prueba.
Control Filtro de acetato de celulosa Ensayo 1 Puracel™ sin aditivo Ensayo 2 Puracel™ con 5% de PEG 400 Ensayo 3 Puracel™ con 6% de Triacetina Ensayo 4 Puracel™ con 6% de TEC Metodología Los productos usados en este ensayo se fumaron entre el 28 y el 29 de septiembre de 2009. Se llevaron a cabo dos Ensayos Descriptivos de Comparación por Pares con 15-16 panelistas para cada muestra. Se usaron cigarrillos codificados y la significancia de cualquier diferencia se evaluó usando la prueba binomial.
Los atributos que se consideraron durante este ensayo fueron: 1) Esfuerzo de Aspiración, 2) Bocanada de Humo, 3) Irritación, 4) Impacto, 5) Sequedad de la Boca e 6) Intensidad de sabor.
Resultados (Control) de CA vs Puracel™ sin aditivo (Ensayo 1) - véase la Figura 1A.
Se encontró que los atributos Impacto e Intensidad de Sabor tienen una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo (en un nivel de significancia del 5%) . Se considera que la muestra del Ensayo 1 se comportó peor que el control en conexión con estos dos atributos.
(Control) de CA vs Puracel™ con 5% de PEG 400 (Ensayo 2) - véase la Figura IB.
Se encontró que los atributos Impacto, Sequedad de la Boca e Intensidad de Sabor tienen una diferencia estadísticamente significativa en un nivel de significancia del 5% entre el control y la muestra del Ensayo 2. Se considera que la muestra del Ensayo 2 se comportó peor que el control en conexión con estos tres atributos.
(Control) de CA vs Puracel con 6% de Triacetina (Ensayo 3) - véase la Figura 1C.
Se encontró que los atributos Impacto e Intensidad de Sabor tienen una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo (en un nivel de significancia del 5%) . Se considera que la muestra del Ensayo 3 se comportó peor que el control en conexión con estos dos atributos.
(Control) de CA vs Puracel™ con 6% de TEC (Ensayo 4) - véase la Figura ID.
Los resultados muestran que no hay una diferencia estadísticamente significativa en un nivel de significancia del 5% en cualquiera de los atributos ensayados.
Conclusión Los resultados muestran que hay diferencias estadísticamente significativas entre el filtro de control de CA y tres de los cuatro filtros a base de papel Puracel™ ensayados .
Las muestras de ensayo que incluyen a Puracel™ sin aditivo y a Puracel™ con 6% de triacetina exhiben diferencias muy similares con el control de CA. Ambas muestras de ensayo se calificaron como significativamente menores en Impacto e Intensidad de Sabor. La muestra de ensayo que incluye a Puracel™ con 5% de PEG 400 tuvo una diferencia similar, donde Impacto e Intensidad de Sabor fueron significativamente inferiores que el control pero también sufrieron una Sequedad de la Boca significativamente mayor que el control.
El Puracel™ con 6% de TEC parece ser la muestra que tiene las características sensoriales más similares al filtro de control de CA.
EJEMPLO 2 El objetivo de este conjunto de experimentos es determinar si hay diferencias sensoriales entre el así llamado filtro de control de acetato de celulosa "Parisienne" y 7 muestras de prueba adicionales.
Control Control de CA Ensayo 1 Puracel™ con 0% de Plastificante Ensayo 2 Puracel™ con 9% de TEC Ensayo 3 Puracel1" con 9% de TA Ensayo 4 Puracel1" con 4,5% de TEC, 4,5% de PEG Ensayo 5 Puracel™ con 4,5% de TEC, 4,5% de TA Ensayo 6 Puracel™ con 4,5% de TA, 4,5% de PEG 400 Ensayo 7 Puracel1" con 3% de TEC, 3% de PEG 400, 3% de TA Metodología Los productos usados en este ensayo se fumaron entre el 29 de junio y el 1 de julio y el 6 de julio de 2010. Se llevó a cabo un Ensayo Descriptivo de Comparación por Pares con 20 panelistas para cada muestra. Se usaron cigarrillos codificados y la significancia de cualquier diferencia se evaluó usando la prueba binomial.
Los atributos que se usaron durante este ensayo fueron: 1) Esfuerzo de Aspiración, 2) Bocanada de Humo, 3) Impacto, 4) Irritación, 5) Sequedad de la Boca e 6) Intensidad de sabor.
Resultados Control de CA (Control 1) vs Puracel™ con 0% de Plastificante (Ensayo 1) - véase la Figura 2A.
Se encontró que no hay suficiente evidencia que muestre una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo (en un nivel de significancia del 5%) en conexión con cualquiera de los 6 atributos .
Control de CA (Control 1) vs Puracel™ con 9% de TEC (Ensayo 2) - véase la Figura 2B.
No hay suficiente evidencia para mostrar una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo en términos del Esfuerzo de Aspiración (en un nivel de significancia del 5%) aunque existe alguna evidencia en un nivel de significancia del 10%.
Control de CA (Control 1) vs Puracel con 9% de TA (Ensayo 3) - véase la Figura 2C.
Hay una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo en términos de Bocanada de Humo, Impacto e Intensidad de Sabor (en un nivel de significancia del 5%) .
Control de CA (Control 1) vs Puracel™ con 4,5% de TEC, 4,5% de PEG (Ensayo 4) - véase la Figura 2D.
Hay una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo en términos de Esfuerzo de Aspiración, Bocanada de Humo, Impacto, Irritación e Intensidad de Sabor (en un nivel de significancia del 5%).
Control de CA (Control 1) vs Puracel™ con 4,5% de TEC, 4,5% de TA (Ensayo 5) - véase la Figura 2E.
No hay suficiente evidencia para mostrar una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo en términos del Esfuerzo de Aspiración en un nivel de significancia del 5%, aunque existe alguna evidencia en un nivel de significancia del 10%.
Control de CA (Control 1) vs Puracel™ con 4,5% de TA, 4,5% de PEG 400 (Ensayo 6) - véase la Figura 2F.
No hay suficiente evidencia para mostrar una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo en un nivel de significancia del 5%.
Control de CA (Control 1) vs Puracel™ con 3% de TEC, 3% de PEG 400, 3% de TA (Ensayo 7) - véase la Figura 2G.
No hay suficiente evidencia para mostrar una diferencia estadísticamente significativa entre el control y la muestra de ensayo en un nivel de significancia del 5%.
Conclusiones Tomando como base el objetivo no hay diferencias significativas entre el control de CA y tres de las siete muestras de ensayo, a saber, el Ensayo 1, el Ensayo 6 y el Ensayo 7.
Dos de las muestras mostraron que hay tendencias direccionales sin ser diferencias significativas con el control de CA, a saber, el Ensayo 2 y el Ensayo 5, donde ambos mostraron que el Esfuerzo de Aspiración es direccionalmente mayor que el control.
El Ensayo 3 muestra diferencias significativas en comparación con el control de CA donde el mecanismo con la Bocanada de Humo es menor que el control, lo que da como resultado un mayor Esfuerzo de Aspiración y también son inferiores que el control el atributo de fuerza Impacto y el atributo de sabor Intensidad de Sabor.
Finalmente, el Ensayo 4 muestra estadísticamente las mayores diferencias sensoriales, donde el mecanismo con el Esfuerzo de Aspiración es mayor que el control, lo que da como resultado que la Bocanada de Humo es significativamente menor que el control. El Ensayo 4 también muestra los atributos de fuerza Impacto e Irritación y el atributo de sabor Intensidad de Sabor es menor que el control.
EJEMPLO 3 El objetivo de este experimento es determinar el efecto en la biodegradabilidad cuando se usa un material de filtro de papel en lugar del acetato de celulosa convencional. Para lograrlo, se evaluó la degradación bajo condiciones ambientales de un filtro de control de acetato de celulosa y de tres muestras de prueba.
Control Filtro de acetato de celulosa Ensayo 1 Puracel™ (7mg) sin aditivo Ensayo 2 Puracel™ con 7% de Triacetina Ensayo 3 Puracel™ con 7% de PEG 400 Metodología Se usó el siguiente protocolo para medir la desintegración de las colillas de los cigarrillos fumados en partes componentes no reconocibles que se dispersan fácilmente .
Los ensayos se realizaron en el pasto y las colillas se colocaron dentro de unas jaulas de acero inoxidable (45 cm x 30 cm) que tienen 6 sub-compartimientos por jaula. Cuando periódicamente se cortaba el pasto, se tenia cuidado de no afectar a las muestras.
El sitio de prueba se localizó en un área abierta con buen drenaje que está alejada de los edificios altos y de los árboles. La interferencia con la actividad humana y animal se mantuvo en un mínimo mediante una valla perimetral alrededor del área de prueba.
Para cada muestra se fumaron un total de 100 colillas de cigarrillos según el estándar ISO (un volumen de pitada de 35 mL de dos segundos de duración a intervalos de 60 segundos) . Después de ser fumados, cada colilla se retiró de la máquina y se quitó la sección de papel y tabaco restante recortándola del filtro mediante el uso de una hoja de afeitar. Esto dejó intacto al tapón, a la envoltura de tapón y a la envoltura de boquilla. Entonces, las colillas se acondicionaron durante 48 horas a 22 °C +/-1 °C y 60% +/- 2% de humedad relativa. Se pesaron 20 colillas para cada muestra y se calculó el peso medio.
Después de un período de 3 meses, las colillas de muestra se retiraron de cada sección de la jaula. Estas colillas se secaron en estufa, se reacondicionaron, se pesaron y se fotografiaron. Las colillas de cigarrillos se secaron en una estufa a 105 °C durante 3 horas. Las colillas secas se limpiaron cuidadosamente con un tejido suave para eliminar la tierra y la materia orgánica.
Entonces, las colillas limpias se acondicionaron durante 48 horas a 22 °C +/- 1 °C y 60% +/- 2% de humedad relativa. Se pesaron cinco colillas para cada réplica. Estos pesajes se compararon con el peso medio de las cinco colillas sin degradar, como se calcularon al inicio de este ensayo.
Peso remanente (%) = masa de 5 colillas después de exposición a la intemperie x 100 masa de 5 colillas antes de exposición a la intemperie Resultados Los resultados se muestran a continuación en la Tabla 1 y se ilustran en el gráfico de la Figura 3.
Tabla 1 Inesperadamente, cuando se evaluaron las colillas de muestra después de 3 meses, las colillas del Ensayo 2 y del Ensayo 3 se habían desintegrado. Por lo tanto su peso era de 0% en relación al peso medio de las colillas sin degradar. En contraste, el peso restante de las colillas del Ensayo 1 fue de un poco más que 35% y el peso restante de las colillas del control de acetato de celulosa fue de algo más que 70% del peso medio de inicio.
Conclusiones Los resultados muestran que el uso de un material de filtro de papel (Puracel™) en lugar del acetato de celulosa convencional tiene un efecto importante en la tasa de degradación bajo las condiciones de prueba, lo que era de esperar teniendo en cuenta el hecho de que el material de filtro de papel es más fácilmente biodegradable que el haz de fibras de acetato de celulosa plastificado.
Más sorprendentemente, los resultados también indican que el agregado de los aditivos de triacetina y PEG a un material de filtro de papel aumenta significativamente la tasa de biodegradacion de las colillas en una superficie de pasto. Se especula que esto puede ser debido a la presencia de microorganismos, insectos y similares que se alimentaron de las colillas y que la presencia de los aditivos en el Ensayo 2 y en el Ensayo 3 los hicieron más atractivos. Por ejemplo, el PEG es un material graso que se puede reconocer que provee a las colillas con un valor nutricional mejorado.
EJEMPLO 4 Cuatro muestras fumadas se sometieron a un ensayo de superficie al aire libre en tres sustratos: suelo, hormigón y pasto. Las identificaciones de las muestras son las siguientes: Puracel™ 7mg Puracel™ + 7% de triacetina 7mg Puracel™ + 7% de PEG 400 7mg Control de CA Este método es para medir la desintegración de los filtros de cigarrillos fumados bajo condiciones de prueba al aire libre "reales". Se requirieron por lo menos 100 filtros fumados por máquina por muestra para cada superficie de prueba. A cada filtro se le quitó el tabaco y se recortó el papel boquilla a la varilla de filtro. Los filtros se condicionaron al estándar ISO 3402 y se pesaron y se calculó la media de cinco filtros. Por lo menos veinte filtros se colocaron en cada sección de la jaula (5 réplicas x 20 filtros para cada muestra) . Se retiraron cinco filtros por réplica en lapsos de tiempo que se especificaron en la solicitud. Los filtros se secaron, se acondicionaron, se limpiaron, se pesaron y se fotografiaron en cada marco de tiempo. Luego se compararon los pesos de las muestras con los de las muestras originales antes de exponerlas a la intemperie.
Resultados Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 En el lugar donde figura 0% significa que no se pudo encontrar material de filtro reconocible en el sustrato. Cualquier aumento aparente de peso se puede atribuir a que partículas de tierra quedaron atrapadas en los filtros y ' que las mismas no se pudieron eliminar por medio de la limpieza.
EJEMPLO 5 De acuerdo con la presente invención se evaluaron varias características de los filtros de muestra y los datos se exponen a continuación en las Tablas 5 a 18. Las muestras de filtro son las mismas que las que se usaron en el Ejemplo 2, donde el Control es un filtro de CA convencional "Parisienne", el Ensayo 1 es un material de filtro que comprende Puracel™ con 0% de Plastificante , el Ensayo 2 es Puracel™ con 9% de TEC, el Ensayo 3 es Puracel™ con 9% de TA, el Ensayo 4 es Puracel™ con 4,5% de TEC, 4,5% de PEG, el Ensayo 5 es Puracel™ con 4,5% de TEC, 4,5% de TA, el Ensayo 6 es Puracel™ con 4,5% de TA, 4,5% de PEG 400 y el Ensayo 7 es Puracel™ con 3% de TEC, 3% de PEG 400, 3% de TA.
El humo de rutina y los datos físicos se exponen en las Tablas 5 a 8. Los datos de los analitos del humo para el material de filtro de prueba y el control se exponen en las Tablas 9 a 13. La desviación estándar para estos analitos medidos se expone en las tablas 14 a 18.
Los cigarrillos se fumaron de acuerdo con el régimen de fumadas del estándar ISO (un volumen de pitada de 35 mL de dos segundos de duración a intervalos de 60 segundos) .
O O Tabla 7 Tabla 8 Tabla 9 Tabla 10 Tabla 11 Tabla 12 Tabla 13 Tabla 14 Tabla 15 Tabla 16 Tabla 17 Tabla 18 Los ejemplos demuestran que al menos algunos de los filtros de prueba de acuerdo con la presente invención son más fácilmente degradables que los elementos de filtro que comprenden un material de filtro de acetato de celulosa convencional, los mismos exhiben una buena eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles y proveen un humo que tiene unas características de sabor similares a las que proveen los filtros de acetato de celulosa convencionales .
Todas las publicaciones mencionadas en la memoria descriptiva anterior se incorporan a la presente a modo de referencia. Varias modificaciones y variaciones del sistema y de los métodos descritos de la presente invención serán evidentes para los expertos en el arte sin apartarse del alcance de la presente invención. Aunque la presente invención se describe en conexión con las realizaciones preferidas específicas, se debe entender que la invención tal como se la reivindica no tiene que estar limitada indebidamente por tales realizaciones específicas. En realidad, se tiene la intención de que varias modificaciones de los modos descritos para llevar a cabo la invención, que son obvios para los expertos en el arte, se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones siguientes .

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un elemento de filtro para usar en un articulo para fumar, CARACTERIZADO PORQUE comprende un material de filtro que es un material de papel o de laminado no tejido, y: (i) polietilenglicol en una cantidad suficiente como para aumentar la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles del humo que se aspira a través del elemento de filtro; (ii) TEC en una cantidad suficiente como para mejorar las características de sabor del humo que se aspira a través del elemento de filtro; y/o (iii) triacetina en una cantidad suficiente como para mejorar las características de sabor del humo que se aspira a través del elemento de filtro.
2. Un elemento de filtro de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO PORQUE el material de filtro es un papel fruncido o plisado o un material de laminado no tejido que comprende PVOH, PLA, PCL, PBS, PBAT, fibras de almidón y alginato de calcio.
3. Un elemento de filtro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO PORQUE comprende: (i) PEG y triacetina; (ii) PEG y TEC; o (iii) PEG, triacetina y TEC.
4. Un elemento de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO PORQUE el polietilenglicol es un polietilenglicol de peso molecular elevado que es sólido a temperatura ambiente.
5. Un elemento de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO PORQUE el polietilenglicol es PEG 1000.
6. Un elemento de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO PORQUE el polietilenglicol está incluido en el elemento de filtro en una cantidad de hasta 30% en peso del elemento de filtro.
7. Un elemento de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO PORQUE la triacetina y/o el TEC está incluido en el elemento de filtro en una cantidad de hasta 30% en peso del elemento de filtro.
8. Un elemento de filtro de acuerdo con la reivindicación 7, CARACTERIZADO PORQUE la triacetina y/o el TEC está incluido en el elemento de filtro en una cantidad de hasta 20% en peso del elemento de filtro.
9. Un elemento de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO PORQUE además comprende por lo menos un material adsorbente.
10. Un elemento de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO PORQUE además comprende uno o más aditivos que incluyen extractos de tabaco, glicerina, saborizantes, partículas de carbón y fibras de carbón.
11. Un filtro CARACTERIZADO PORQUE comprende un elemento de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
12. Un articulo para fumar CARACTERIZADO PORQUE comprende un elemento de filtro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 10 y/o un filtro de acuerdo con la reivindicación 11 y una varilla de material de relleno para fumar.
13. Un artículo para fumar de acuerdo con la reivindicación 12, CARACTERIZADO PORQUE el material de relleno para fumar comprende tabaco.
14. Uso de polietilenglicol, TEC y/o triacetina CARACTERIZADO PORQUE mejora la eliminación selectiva de los compuestos semi-volátiles por medio de un elemento de filtro que comprende un material de filtro de papel o de laminado no tejido y mejora las características de sabor del humo aspirado a través de dicho elemento de filtro.
15. Un uso de acuerdo con la reivindicación CARACTERIZADO PORQUE la biodegradabilidad del elemento filtro también se mejora por la presencia de PEG, TEC triacetina .
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