PT88334A - Artigo para fumadores com bocal aperfeicoado - Google Patents

Description

R.J. REYNOLDS TOBACCO COMPANY " ARTIGO PARA FUMADORES COM BOCAL APERFEIÇOADO"

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a um produto para fumar que possui um elemento combustível, um meio gerador de aerossol separado fisicamente e uma peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada, que compreende um segmento de fibras ou filamentos termoplásticos não tecidos para fornecer o aerossol produzido pa ra o utilizador e que, nas formas de realização preferidas, inclui um elemento espaçador que separa o segmento de material te_r moplástico do meio gerador de aerossol. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a uma fita de tecido não urdido de fibras de material termoplástico obtidas por sopragem do material em fusão, usada pelo menos como uma porção da peça da extremidade do lado da boca dos referidos produtos. Os produtos para fumar que utilizam a peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada ajudam a reduzir a temperatura do aerossol sentida pelo utilizji dor sem interferir com o fornecimento do aerossol. Tais produtos produzem também um aerossol que se assemelha ao fumo do tabaco mas que não contém mais do que uma quantidade mínima de produtos

de combustão incompleta ou de pirólise.

Desde há muitos anos que têm sido propostos produtos para fumar semelhantes aos cigarros. Veja-se, por exemplo, a patente de invenção norte-americana NS. 4 079 742 de Rainer et al., a pa tente de invenção norte-americana NQ. 4 284 089 de Ray, a patente de invenção norte-americana NQ 2 907 686 de Siegel, as patentes de invenção norte-americanas NQs 3 258 015 e 3 356 094 de Ellis et al., a patente de invenção norte-americana N2. 3 516 417 de Moses, as patentes de invenção norte-americanas NQs. 3 943 941 e 4 044 777 de Boyd et al., a patente de invenção norte-americana NQ. 4 326 544 de Hardwick et al., a patente de invenção norte-ame ricana NQ. 4 340 072 de Bolt et al., a patente de invenção norte--americana NQ. 4 391 285 de Burnett, a patente de invenção norte--americana NQ. 4 474 191 de Steiner e o pedido de patente de inven ção europeia NQ. 117 355 (Hearn).

Tanto quanto é do conhecimento dos inventores, nenhum dos produtos para fumar anteriores teve nunca qualquer êxito comercial, nem nenhum foi comercializado em larga escala. A ausência de tais produtos para fumar no mercado crê-se ser devida a várias razões, incluindo a produção insuficiente de aerossol, quer inicialmente, quer durante o tempo de vida do produto, um sabor fraco, sabores desagradáveis devidos à degradação térmica do formador do fumo e/ou dos agentes aromatizantes, a presença de quantidades substan ciais de produtos da pirólise e de fumo de correntes laterais e um aspecto pouco atraente.

Assim, a despeito de décadas de interesse e de esforço, não há ainda qualquer produto para fumar no mercado que proporcio ne os benefícios e as vantagens associadas com o acto de fumar um cigarro convencional, sem fornecer quantidades consideráveis de produtos de combustão imcompleta e de pirólise.

Nos finais de 1985 foram concedidas várias patentes de in venção que apresentam novos produtos para fumar capazes de propor^ cionar os benefícios e as vantagens associados com o acto de fumar um cigarro convencional, sem fornecer quantidades apreciáveis de produtos de combustão incompleta ou de pirólise. A primeira. dessas patentes de invenção foi a patente liberiana NQ. 13 985/3 890, pu blicada em 13 de Setembro de 1985. Esta patente de invenção corresponde a um pedido de patente de invenção europeia posterior NQ. 174 645, publicado em 19 de Março de 1986 .

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um produto para fumar que possui um elemento combustível, um meio gerador de aerossol fisi_ camente separado e uma peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada para fornecer o aerossol produzido ao utilizador. A peça da extremidade do lado da boca compreende uma tira não tecida de fibras ou filamentos termoplásticos sob a forma de uma massa de baixo rendimento de- dispersão do calor sob a forma de um tampão

de filtro. A peça da extremidade do lado da boca pode também in cluir um elemento espaçador colocado entre a massa de material termoplástico e os meios geradores de aerossol. Verificou-se que, ao contrário do que sucede com as peças da extremidade do lado da boca convencionais, tais como as de estopa de acetato de celu lose, a utilização da peça da extremidade do lado da boca segundo a presente invenção reduz a temperatura do aerossol sentida pelo utilizador sem interferir no fornecimento das quantidades deseja das do aerossol.

De preferência, os produtos para fumar que utilizam a peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada são do tipo dos cigar ros, que utilizam um elemento combustível de preferência carbonoso curto, isto é, com um comprimento inferior a cerca de 30 mm.

De preferência, os meios geradores de aerossol estão numa rela/· ção de transmissão de calor por condução com o elemento combustí_ vel. A peça da extremidade do lado da boca segundo a presente in venção é constituída de preferência por um segmento cilíndrico de um tecido não urdido de fibras termoplásticas obtidas por s£ pragem de um material em fusão, que é aglomerado ou dobrado na forma de um tampão de filtro convencional com um comprimento de aproximadamente 10 a 40 mm, de preferência de 15 a 35 mm, junta, mente com um elemento espaçador de papel de tabaco dobrado ou aglomerado com um comprimento de aproximadamente 5 a 30 mm, de preferência de 5 a 15 mm, colocado entre o segmento de tecido não urdido e os meios geradores de aerossol. -5-

As peças da extremidade do lado da boca para cigarros con vencionais são normalmente feitas de materiais de filtro de rendimento moderado ou elevado, tais como estopa de acetato de celu lose. Esses materiais têm geralmente fibras orientadas principajL mente na direcção do fumo, o que pode ter como consequência cana lizar o ar através de uma fracção relativamente pequena do filtro. Nota-se, por exemplo quando se fumam cigarros com filtro, que ape nas uma parte do filtro aparece descorado, evidenciando a canali, zação do fumo por essa porção do filtro. Esta canalização é muitas vezes sentida pelo utilizador como "mancha quente" nos hábi-; tos ou na língua.

Verificou-se que a peça da extremidade do lado da boca aper feiçoada segundo a presente invenção e, em particular, o componen te de tecido de fibras de material termoplástico não urdido, actua como um colector de calor e ajuda a reduzir as machas quentes pela distribuição do aerossol gerado durante o acto de fumar por uma área grande, de preferência por substancialmente toda a área do componente ou dos componentes da peça da extremidade do lado da boca. Crê-se que a distribuição do aerossol por uma grande superfície contribui para uma redução sensível da temperatura pelo aumento do tempo de permanência do aerossol na peçâ da extremidade do lado da boca e, em particular, no segmento de material termoplástico não urdido. Além disso, ao contrário do que sucede nas peças da extremidade do lado da boca convencionais que são geraJL mente usadas para filtrar quantidades substanciais de vários com ponentes indesejáveis do fumo do tabaco, os produtos para fumar -6-

que utilizam o material termoplástico não urdido como peça da ex tremidade do lado da boca segundo a presente invenção proporcionam tais reduções da temperatura sentida sem redução substancial do fornecimento dos componentes do aerossol, por exemplo gliceri^ na, componentes aromatizantes e similares. Por outras palavras, o rendimento da filtração de tais materiais é substancialmente menor do que o do material dos filtros dos cigarros convencionais, tais como a estopa de acetato de celulose, o que é importante pa_ ra manter o fornecimento desejado do aerossol gerado pelos produ tos para fumar segundo a presente invenção e permitindo a util_i zação de secções mais compridas de material para proporcionar um tempo de permanência maior e um maior arrefecimento do aerossol. 0 elemento espaçador preferido, tal como o segmento de ma terial termoplástico não urdido, é de preferência um material com baixo rendimento de filtração e actua também como colector de ca lor, que não só auxilia a reduzir a temperatura do aerossol senti_ da pelo utilizador como também ajuda a impedir a degradação ind£ sejável ou a fusão do material termoplástico não tecido.

Os produtos para fumar preferidos que utilizam a peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada segundo a presente inven ção são capazes de fornecer pelo menos 0,6 mg de aerossol, medidos como matéria em partículas húmida total (WTPM) nas três primeiras fumadas, quando fumado nas condições FTC de fumar, que consistem em fumadas de 35 ml com a duração de 2 segundos, sep^ radas por intervalos de 58 segundos em combustão lenta. Mais pre

ferentemente, as formas de realização segundo a presente invenção são capazes de fornecer 1,5 mg ou mais de aerossol nas 3 primeiras fumadas. Mais preferentemente, as formas de realização segundo a presente invenção são capazes de fornecer 3 mg ou mais de aerossol nas 3 primeiras fumadas quando se fumam nas condições FTC de fumar Além disso, as formas preferidas da presente invenção fornecem uma média de pelo menos cerca de 0,8 mg de WTPM por fumada durante pe lo menos 6 fumadas, de preferência pelo menos em cerca de 10 fuma. das nas condições de fumar FTC.

Além dos benefícios atrás mencionados, os produtos para fu mar preferidos segundo a presente invenção são capazes de proporcionar um aerossol que é quimicamente simples, constituído essencialmente por ar, óxidos de carbono, água, o formador de aerossol, quaisquer materiais desejados de aroma ou outros materiais volá^ teis desejados, e quantidades vestigiais de outros materiais. O aerossol de preferência não têm também qualquer actividade mutagé nica, medida pelo ensaio de Ames. Além disso, os produtos preferi^ dos podem ser fabricados substancialmente sem cinza, de modo qúe o utilizador não necessita de deitar fora a cinza enquanto fuma o cigarro.

Tal como aqui é usado, e apenas para os fins do presente pedido de patente de invenção, o termo "aerossol" é definido como incluindo vapores, gases partículas e similares, visíveis ou invisíveis e, especialmente, os componentes sentidos pelo utilizador como sendo "semelhantes ao fumo", gerados pela acção do ca

lor proveniente do elemento combustível nas substâncias contidas no interior dos meios geradores do aerossol ou em outro ponto quaJ. quer do produto. Tal como aqui se define, o termo "aerossol" inclui também agentes aromatizantes voláteis e/ou agentes farmacolo gicamente ou fisiologicamente activos, independentemente de produ zirem um aerossol visível.

Tal como aqui é usada, a frase "relação de permuta de calor por condução" é definida como uma disposição física dos meios geradores do aerossol e do elemento combustível pela qual o calor é transferido por condução do elemento combustível em combustão pa ra os meios geradores de aerossol substancialmente durante todo o período de queima do elemento combustível. A relação de permuta de calor por condução pode obter-se colocando os meios geradores de aerossol em contacto com o elemen to combustível e, portanto, na proximidade imediata da porção do elemento combustível que está a arder, e/ou utilizando um elemen to condutor para transferir calor do elemento combustível para oà meios geradores de aerossol. De preferencia utilizam-se ambos os processos de proporcionar a transferência do calor.

Tal como é aqui usado, o termo "carbonoso" significa principalmente que contém de carvão.

Tal como é usado aqui, a expressão "elemento isolante" aplica-se a todos os materiais que actuam principalmente como isolantes. De preferência, estes materiais não ardem durante a -9-

utilização, mas podem incluir carvões e materiais análogos de combustão lenta, bem como materiais que fundem durante a utiliza ção, tais como fibras de vidro de tipos para baixas temperaturas. Os isolantes apropriados têm uma condutividade térmica, expressa em g-cal(s)(cm^)(°C/cm), inferior a cerca de 0,05, de preferência inferior a cerca de 0,02, mais preferentemente de cerca de 0,005. Ver "Hackh's Chemical Dictionary 672 (4§ edição, 1969) e Lange's "Handbook of Chemistry" 10, 272-274 (llâ edição,1973).

Produtos para fumar que utilizam o material de filtro aper feiçoado segundo a presente invenção estão ilustrados com mais por menor nos desenhos anexos e na descrição de pormenor da presente invenção que se segue.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A fig.l é uma vista com corte longitudinal de um produto para fumar preferido que utiliza o material de filtro aperfeiçoa do segundo a presente invenção. A fig.lA ilustra, visto do lado da extremidade de acendimento, uma configuração preferida das passagens no elemento combustível . A fig.2 ilustra uma peça da extremidade do lado da boca de um produto para fumar de controlo. As fig. 2A-2D ilustram várias

peças da extremidade do lado da boca construídas segundo a presen te invenção. A fig. 3 ilustra as temperaturas dos gases na saída dos produtos para fumar que utilizam as peças da extremidade do lado da boca da fig. 2. A fig. 4 ilustra um processo preferido para a formação da tira termoplástica de material soprado em fusão, não urdido, que pode ser usada na formação da peça da extremidade do lado da boca segundo a presente invenção. A fig. 5 ilustra esquematicamente um processo para a forma ção da tira de material termoplástico soprado em fusão com a configuração de um segmento cilíndrico com a forma de um tampão de filtro. A fig. 5A ilustra um sistema de cone duplo usado para jun tar ou dobrar material com a forma de um tampão de filtro. A fig 6 ilustra a temperatura nos lábios na peça da extre midade do lado da boca construída segundo a presente invenção.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

Segundo a presente invenção, proporciona-se uma peça da eic tremidade do lado da boca aperfeiçoada para usar em produtos para fumar. A peça da extremidade do lado da boca é particularmente

apropriada para produtos para fumar que têm um elemento combustí vel e meios para a geração de aerossol, fisicamente separados, tais como os descritos nas publicações EPO N2 174 645 e EPO NS 212 234 atrás referidas.

Em geral, a peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoa da compreende um segmento formado a partir de uma tira não urdido de fibras ou filamentos- termoplásticos e pode também incluir um elemento espaçador situado entre o segmento de fibras termoplástjl cas e os meios geradores de aerossol.

Os meios preferidos para fabricar tais tiras de termoplástico consistem na sopragem do material no estado de fusão, como o que se descreve na patente de invenção norte-americana NQ. 3 849 de Buntin et al., publicada em 19 de Novembro de 1974, cuja descrição se incorpora aqui por referência. A fig. 4 ilustra o processo de sopragem do material em fu são convencional. 0 aparelho de extrusão (41), accionado pelo mo tor (42), recebe bolinhas de termoplástico (44) da tremonha (43). 0 aparelho de extrusão é aquecido na medida do necessário para con ferir ao polímero a viscosidade desejada à medida que entra na matriz (45). Ã medida que o polímero extrudido sai da matriz (45), normalmente de uma maneira vertical de cima para baixo, é contacta do de lados opostos por ar quente proveniente de condutas (46).

Se necessário, a matriz (45) pode ser aquecida electricamente ou por outros meios usando as condutas (47). As fibras (48) são -12- transportadas pela corrente de ar para sobre a superfície de reco lha (49), formando a esteira (50). A superfície de recolha (49) pode ser constituída por um tambor rotativo (51) accionado em tojr no do eixo (52), como está representado, ou pode ser uma correia, uma grelha ou outro dispositivo de recolha, como será evidente pa. ra os entendidos na matéria. A tira de termoplástico pode ser modelada com uma forma cilíndrica ou outra forma apropriada por meio de técnicas conven cionais de fabrico de tampões de filtro, tais como os dispositivos correntes de fabrico de tampões usados para a produção da es^ topa de acetato de celulose. A fig. 5 ilustra um dispositivo para a modelação das tiras em tampões de filtro. Como se mostra esquematicamente na fig. 5, um rolo (53) de tira (50) de fibras termoplásticas é desenrolado e levado a um cone de pré-modelação (54), de secção decrescente, que "amontoa" ou "dobra" a tira plana (50) para lhe dar uma forma cilíndrica apropriada para a sua passagem para o interior do for_ mador de tampões. Este cilindro modelado (55) recebe um invólucro de uma tira de papel (56) (o chamado invólucro do tampão) e a com binação é cortada nos comprimentos desejados (57) usaddo a lâmina (58). Antes de entrar na guarnição, aplica-se uma pérola contínua de adesivo num dos bordos do invólucro do tampão por meio de um aplicador. Quando estes componentes passam através da guarnição, a tira modelada é mais comprimida formando uma barra cilíndrica de secção transversal circular enquanto ao mesmo tempo é envolvi^ da pelo invólucro do tampão (56). Quando a pérola de adesivo con -13- tacta com a secção sobreposta da barra embrulhada, é selada por meio de uma barra de vedação. Esta barra de filtro sem fim é depois cortada em comprimento (57) por meio da faca (58).

Embora isso não seja essencial para a fabrico de tampões de filtro aceitáveis, as tiras de termoplástico prestam-se a um pré-tratamento antes de serem modeladas em forma de barra. Dois desses tratamentos, ilustrados na fig. 5, podem incluir um par de cilindros ranhurados (59) usados para enrugamento e um aplica dor de líquido (60) usado para um tratamento da superfície do ma terial, por exemplo com glicerina ou outros agentes molhantes.

Alternativamente, prefere-se usar o sistema de cone duplo ilustrado na fig. 5A, em vez do cone simples (54). Este sistema compreende um cone dentro de outro cone, usados como aparelhos de pré-modelação. 0 material da tira de termoplástico é fornecida para o interior do espaço anular entre os cones num estado substancialmente isento de tensões, de modo que, no ponto de entrada, a tira se enrola em torno da porção radial do cone interior. Os cones podem ser movidos um em relação ao outro a fim de se conse guir a uniformidade e a firmeza desejadas do tampão de filtro.

Embora a maior parte dos polímeros termoplásticos possa ser usada na preparação do material da tira utilizada para fazer o segmento de fibras termoplásticas, os polímeros termoplásticos preferidos são as poliolefinas tais como o polipropileno isotácti co e os poliésteres tais como poli(terftalato de butileno). Devido à natureza do processo de termomoldação por sopragem do material em fusão, podem incorporar-se internamente vários aditivos

(por exemplo carbonato de cálcio) no polímero, fundidos ou sopra, dos para sobre a superfície do polímero fundido enquanto este é e> trudido, a fim de modificar a estrutura da tira moldada por sopra gem do material em fusão e, por conseguinte, o comportamento de um elemento de filtro. As tiras obtidas por sopragem do material em fusão são também facilmente submetidas a tratamento posteriores conhecidos, com agentes auxiliares sob a forma seca ou húmida para proporcionar certos atributos organolépticos e/ou medicinais. A gramagem destas tiras pode variar em função de um certo número de factores, incluindo o processo usado para formar o material da tira, bem como o polímero termoplástico particular usa do. Para os materiais de polipropileno soprado em fusão preferia dos, a gramagem preferida está compreendida entre cerca de 17 g/m e cerca de 34 g/m^ (0,5 a 1,0 oz/yd^). A resistência aos esforços de tracção aplicados bruscamente das referidas tiras pode também variar, mas geralmente está compreendida entre cerca de 45 g e cerca de 1,36 kg (0,1 a 3,0 libras) na direcção transversal da máquina (CD) e pelo menos 45 g (0,4 libra) na direcção da máquina (MD). As gamas de valores preferidos vão de cerca de 0,32 a cerca de 1,08 kg (cerca de 0,7 a cerca de 2,4 libras) na direcção da máquina e de cerca de 0,226 a cerca de 1,04 kg (cerca de 0,5 a cerca de 2,3 libras) na direc ção transversal. As tiras preferidas terão também uma resistência aos esforços de tracção aplicados bruscamente que proporciona uma -15- relação entre MD e CD situada na gama de 1:1 a 4:1 e, de preferên cia, na gama de 1:1 a 2:1. Δ resistência à tracção aplicada bruscamente destes materiais é determinada geralmente de acordo com o Method 5100-Federal Test Methods Standard NQ 191A, utilizando um Instron Model 1122 Testing Instrument, que pode obter-se na Instron Corporation. Estas resistências dependem em geral de um certo número de factores incluindo a orientação das fibras nas di_ recções da máquina e transversal à máquina, do grau de fusão de fibra para fibra e da distribuição das larguras das fibras. A porosidade Frazier destas tiras pode geralmente ir de 3 2 cerca de 30 480 a cerca de 30 5 800 m /m /fninuto (cerca de 100 a cei ca de 1 000 pés cúbicos/pé quadrado/minuto) e, de preferência, de 3 2 cerca de 45 720 a cerca de 30 5 800 m /m /minuto (cerca de 150 a cerca de 1 000 pés cúbicos/pé quadrado/minuto) (para uma amostra com 5 camadas). A porosidade de Frazier é ensaiada usando um en-saiador de porosidade Frazier da permeabilidade ao ar que pode obter-se na Frazier Precision Instrument Company. Estas medições da porosidade reflectem a permeabilidade da tira ao ar. 0 procedi^ mento obedece ao Method 5450, Federeal Test Methods Standard N°. 191A, excepto que as dimensões do espécime usado são de 20,3x20,; cm (8M x 8") e uma amostra de 5 camadas é medida com um injector de ar de 20 mm. As unidades Frazier são expressas em pés cúbicos de ar por pé quadrado do espécime por minuto. -16-

A percentagem de área aberta dessas tiras vai geralmente de cerca de 10% a cerca de 60%, sendo 14% a 52% a gama preferida. A percentagem de área aberta é uma medida da abertura da tira e pode obter-se usando um analisador de imagens Quantimet Model 970 da Cambridge Instruments. Esta propriedade é importante para determinar as características de filtração dos cilindros feitos a partir das tiras segundo a presente invenção.

Um material particularmente preferido das tiras, utiliza vel para a formação do tampão de filtro aperfeiçoado segundo a presente invenção, é um material experimental de polipropileno obtido por sopragem do material em fusão obtido na Kimberly-Clark Corporation, designado por PP-100-F. Este material particular tem uma permeabilidade Frazier de cerca de 600, uma resistência à tracção aplicada bruscamente de cerca de 0,59 Kg (1,3 libras) (MD) e 0,32 kg (0,7 libras) (CD) e uma gramagem de cerca de 25, 46 g/m (0,75oz/yd ). Este material tem também nele incorpo rada glicerina, numa guantidade de cerca de 2%, em peso, para facilitar a formação do material com a configuração de um cilindro. A quantidade de glicerina, ou de outro agente molhante, varia entre cerca de 0,5 e 8%, de preferência entre cerca de 1 e 4% e, mais preferivelmente, entre cerca de 1,5 e 2,5%. Tais materiais estão descritos com mais pormenor no pedido de patente de invenção norte-americana NQ. 003 980, depositado em 16 de Janeiro de 1987, cuja descrição se incorpora aqui por referência.

Do ponto de vista da eficácia e/ou da estética, a firmeza do filtro dos segmentos de termoplástico usados segundo a presen te invenção podem variar amplamente sem interferir substancialmen te no fornecimento de aerossol ao utilizador. Porém, é desejável ter um segmento que seja sentido como um cigarro que utiliza fil tros convencionais de acetato de celulose e tenha a sua firmeza. Embora haja várias maneiras de avaliar a firmeza de um material de filtro, os resultados da firmeza para segmentos de fibras de termoplástico preparadas a partir do PP-100-F da Kimberly-Clark Corporation foram obtidos colocando um tampão de filtro sob uma placa de 19 mm de diâmetro. Colocou-se a placa em contacto com o filtro e fez-se a leitura de um diâmetro inicial sem compressão Nestas condições, aplicou-se uma força real de cerca de 27 g sobre o filtro. Carregou-se depois a placa com um peso adicional de 100 g. Decorridos cerca de 10 s sob esta carga, fez-se uma segun da leitura. Exprimiu-se a firmeza como uma percentagem, multipljL cando por 100 a relação entre a segunda e a primeira leitura®.

Em geral, a gama de valores da firmeza do filtro irá de cerca de 94% a cerca de 99%, sendo a gama de valores preferdda de cerca de 96 a cerca de 98% . A queda total de pressão dos produtos que utilizam a peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada segundo a presente invenção é de preferência semelhante ou menor do que a doa cigarros convencionais. A queda de pressão da peça da extremidade do lado da boca propriamente dita variará segundo a queda de pressão da peça da extremidade da frente do produto para fumar.

Para os produtos para fumar preferidos, tais como os descritos no Exemplo I dado mais adiante, a queda de pressão será geralmente menor do que a das peças da extremidade do lado da boca convencionais, normalmente na gama de cerca de 0,1 a 6,0 cm de água/cm de comprimento do filtro, de preferência na gama de cer ca de 0,5 a cerca de 4,5 cm de água/cm de comprimento do filtro e com maior vantagem na gama de cerca de 0,7 a cerca de 1,5 cm de água/cm de comprimento do filtro. A queda de pressão no fil_ tro é a queda de pressão em centímetros de água quando passam 1050 cm /m de ar através de um tampão de filtro. Estas quedas de pressão podem ser normalizadas por a unidade de comprimento do tampão de filtro, dividindo pelo comprimento real do filtro. O rendimento do filtro por unidade de comprimento do seg mento de fibras de termoplástico não urdidas segundo a presente invenção será em geral substancialmente menor do que o de um fil tro de acetato de celulose convencional. De preferência, o rendimento do filtro de tais materiais será menor do que o dos fi_l tros de baixo rendimento de fibras de estopa de acetato de celu lose feitos de um material 8,0/40K obtido na Celanese Corporation Como atrás se notou, a peça da extremidade do lado da boca segura do a presente invenção ajuda a reduzir a temperatura do aerossol sentida pelo utilizador, por exemplo pela distribuição do aerossol gerado durante o acto de fumar por uma superfície de meior área. A utilização de materiais de baixo rendimento segundo a pre sente invenção permite no entanto também usar segmentos mais com pridos das fibras de termoplástico não urdidas sem interferir'.no

fornecimento desejado de aerossol. Isso aumenta o tempo de per manência do aerossol na peça da extremidade do lado da boca, o que também ajuda a reduzir a temperatura do aerossol sentida pe lo utilizador.

I 0 comprimento do segmento de fibras de termoplástico não urdidas usado na peça da extremidade do lado da boca pode variar amplamente em função de um certo número de factores, incluindo a redução de temperatura desejada do aerossol sentida pelo utiliza^ dor. Para os produtos para fumar preferidos que utilizam a peça da extremidade do lado da boca segundo a presente invenção, o segmento de termoplástico terá geralmente comprimentos compreen didos entre cerca de 10 mm e 40 mm, de preferência entre cerca de 15 mm e 35 mm e, com maior vantagem cerca de 30 mm.

I 0 elemento espaçador usado de preferência na realização prática da presente invenção pode ser preparado a partir de um certo número de materiais, incluindo materiais de filtro para cigarros convencionais, tais como estopa de acetato de celulose, e materiais tais como tabaco, papel contendo tabaco e um segmento de materiais de filtro convencional envolvendo um tubo. O material preferido usado para construir o elemento espa çador é papel contendo tabaco. O papel contendo tabaco preferido compreende uma tira de material de tabaco reconstituído obtido na Kimberly Clark Corporation com a designação P144-185-GAPF Reconstituted Tobacco Sheet. O material inclui cerca de 60% de tabaco, principalmente sob a forma de caules de tabaco curado pel -20- fumo/tabaco burley e 35% de pasta de papel de fibras de madeira branda (com base no peso do material seco). O teor de humidade do material em folha está Compreendido de preferência entre cer ca de 11% e 14%. O material tem uma resistência à tracção em seco de cerca de 630 g/cm a cerca de 1 299 g/cm (1 600 a 3 300 g/pol£ 2 gada) e uma gramagem de cerca de 38 a cerca de 44 g/m . O material é fabricado usando um processo convencional de fabrico de papel incluindo a adição de cerca de 2% de glicerina ou outro agente molhante, cerca de 1,8% de carbonato de potássio, cerca de 0,1% de aromatizantes e cerca de 1% de agente de colagem co_ mercial. O agente de colagem pode obter-se comercialmente com?a designação Aquapel 360XC Reactive Size na Hercules Corp., Wilminc ton, Delaware. O papel de tabaco pode ser modelado em forma de um tampão utilizando as técnicas convencionais de fabrico de tampões. No entanto, para os produtos para fumar que utilizam a peça da extremidade do lado da boca segundo a presente invenção, ele é de preferência formado pelo sistema do cone duplo, usado para forma] o segmento de fibras de termoplástico não urdidas. 0 comprimento do elemento espaçador variará, em geral, de maneira inversamente proporcional ao comprimento do segmento das fibras de termoplástico não urdidas. Para os produtos para fumar preferidos que empregam a peça da extremidade do lado da boca se gundo a presente invenção, está geralmente compreendido entre cerca de 5 e 30 mm, de preferência entre cerca de 5 e 15 mm e, .» mais preferivelmente, tem cerca de 10 mm.

Produtos para fumar do género dos cigarros preferidos que utilizam a peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada segun do a presente invenção estão descritos nos seguintes pedidos de patente de invenção:

Requerentes Sensabaugh et al. Shannon et al. Farrier et al. Banerjee et al. Sensabaugt et al. EPO

NQ 650 60 4 684 537 769 532 939 20 3 85 111 467.8

Banerjee et al. EPO 86 109 589.1

Depositados em 14 de Setembro de 1? 21 de Dezembro de 1? 26 de Agosto de 198£ 8 de Dezembro de lí 11 de Setembro de 1! (publicado em 19 de Março de 1986) 14 de Setembro de 1: (publicado em 4 de Março de 1987) sendo as respectivas descrições aqui incluídas por referência.

Um desses produtos para fumar do género dos cigarros prefe ridos está representado na fig. 1 da presente invenção. Com referência à fig. 1, nela está ilustrado um produto para fumar do gé nero de um cigarro que possui um elemento combustível (10) carbonoso, pequeno, com um certo número de passagens (11) através do

mesmo, de preferência cerca de 13, dispostas como se representa na fig. IA. Este elemento combustível é formado a partir de uma mistu ra extrudida de carvão (de preferência a partir de papel carboniza_ do), um ligante de carboxilmetil-celulose sódica (SCMC), e água, como se descreve nos pedidos de patente de invenção atrás referenciados. A periferia (8) do elemento combustível (10) é envolvida por uma camisa elástica de fibras isolantes (16), por exemplo fibras de vidro.

Uma cápsula metálica (12) envolve uma porção da extremidade do lado da boca do elemento combustível (10) e envolve os meios ge radores de aerossol fisicamente separados, que contêm um material de substrato (14) que serve de suporte a um ou mais materiais de formação de aerossol. 0 substrato pode encontrar-se sob a forma de partículas, sob a forma de uma barra ou sob outras formas, como se pormenoriza nos pedidos de patente de invenção atrás referencia dos. A cápsula (12) é envolvida por uma camisa de tabaco (18). Proporcionam-se duas passagens (20) em forma de fendas na extremjL dade do lado da boca da cápsula no centro do tubo deformada por aperto.

Na extremidade do lado da boca da camisa de tabaco (18) há uma peça da extremidade do lado da boca (22), que de preferência compreende um segmento cilíndico de um elemento espaçador (24)

e um segmento de fibras de termoplástico não tecidas (26), atra. vés do qual o aerossol passa para o utilizador. 0 produto, ou porções do mesmo, é envolvido com uma ou mais camadas de papéis para cigarro (30) a (36).

Após o acendimento da forma de realização atrás referida, o elemento combustível arde, produzindo calor, usado para vola-tizar o material de aromas de tabaco e qualquer substância ou quai; quer substâncias formadoras de aerossol adicionais existentes nos meios geradores de aerossol. Devido ao facto de o elemento combus; tível preferido ser relativamente curto, o cone de fogo quente, em combustão, está sempre próximo dos meios geradores de aerossol, o que maximiza a transferência de calor para o aerossol e a resultan te produção de aerossol, especialmente quando se utiliza o elemen to condutor de calor preferido.

Devido às pequenas dimensões e às características de combu£ tão do elemento combustível, este começa normalmente a arder substancialmente ao longo de todo o seu comprimento exposto, dentro de algumas fumadas. Assim, a porção do elemento combustível adjacente ao gerador de aerossol torna-se rapidamente quente, o que aumenta significativamente a transferência de calor para o gerador de aero sol, especialmente durante as primeiras fumadas e as fumadas inter médias. Devido ao facto de o elemento combustível preferido ser curto, não há nunca uma secção longa de combustível que não está em combustão, para funcionar como colector de calor, como era comum nos produtos geradores de aerossol térmicos anteriores. -24-

Devido ao facto de as substâncias de formação do aerossol estarem fisicamente separadas do elemento combustível, elas ficam expostas a temperaturas substancialmente mais baixas do que as ge radas pelo combustível em combustão, minimizando assim a possibilidade de degradação térmica.

Nas formas de realização preferidas, o elemento combustível carbonoso curto, o elemento condutor do calor e os meios íscj lantes cooperam com o gerador de aerossol para proporcionar um sis^ tema que é capaz de produzir quantidades substanciais de aerossol substancialmente em todas as fumadas. A proximidade estreita do co ne de fogo do gerador de aerossol depois de algumas fumadas, junta^ mente com os meios isolantes, conduz a uma elevada distribuição de calor, quer durante as fumadas, quer durante os períodos relativa mente longos de combustão lenta entre fumadas.

Em geral, os elementos combustíveis que podem ser usados nas formas de realização preferidas têm um diâmetro não maior do que o de um cigarro convencional (isto é menor do que ou igual a cerca de 8 mm), tendo em geral um comprimento menor do que cerca de 30 mm. Vantajosamente, o elemento combustível tem um comprimen to de cerca de 15 mm ou menos, de preferência cerca de 10 mm ou menos. Vantajosamente, o diâmetro do elemento combustível está com preendido entre cerca de 2 e 8 mm, de preferência entre cerca de 4 e 6 mm. A densidade dos elementos combustíveis aqui usados pode 3 3 ir em geral de cerca de 0,7 g/cm a cerca de 1,5 g/cm . De prefe- 3 rência a densidade é maior do que cerca de 0 ,85 g/cm . » -25- O material preferido usado para a formação dos elementos combustíveis é o carvão. De preferência, o teor de carvão destes elementos combustíveis é pelo menos de 60 a 70%, o mais preferi, velmente de cerca de 80% ou mais, em peso. Preferem-se os elemen tos combustíveis de elevado teor de carvão porque produzem quanti. dades mínimas de produtos de pirólise e de combustão incompleta, pouco ou nenhum fumo lateral visível e quantidades mínimas de cin za, bem como possuem elevada capacidade calorífica. No entanto, podem usar-se elementos combustível-com baixo teor de carvão noinea damente cerca de 50 a 60% em peso, em especial quando se usa uma quantidade reduzida de tabaco, de extracto de tabaco ou de um ma terial de enchimento inerte que não arde. Os elementos combustíveis preferidos estão descritos com mais pormenor nos pedidoêde patente de invenção atrás referidos.

Os meios geradores de aerossol usados na prática da presen te invenção estão fisicamente separados do elemento combustível. Por fisicamente separados pretende-se significar que o substrato, o recipiente ou a câmara que contêm os materiais de formação do aerossol não está misturado com nem faz parte do elemento combus^ tível. Esta disposição ajuda a reduzir ou eliminar a degradação térmica da substância de formação do aerossol e a presença de fumos de correntes laterais. Embora não fazendo parte do elemento combustível, o meio gerador de aerossol de preferência está enco£ tado ou está ligado, ou é de outro modo adjacente, ao elemento combustível, de modo que os meios geradores de aerossol e o ele- -26-

mento combustível estão numa relação de transferência de calor por condução. De preferência, a relação de transferência de calor por condução consegue-se proporcionando um elemento condutor do calor, por exemplo uma folha metálica, recuada em relação à extremidade de acendimento do elemento combustível, que conduz ou transfere de maneira eficiente calor do elemento combustível em combustão para os meios geradores de aerossol.

Os meios geradores de aerossol de preferência estão afasta, dos não mais de 15 mm da extremidade de acendimento do elemento combustível. 0 comprimento dos meios geradores de aerossol pode variar de cerca de 2 mm a cerca de 60 mm, de preferência de cer_ ca de 5 mm a cerca de 40 mm e o mais preferivelmente de cerca 20 mm a cerca de 35 mm. 0 diâmetro dos meios geradores de aerossol pode variar de cerca de 2 mm a cerca de 8 mm e, de preferência, de cerca de 3 mm a 6 mm.

De preferência, os meios geradores de aerossol incluem um ou mais materiais termicamente estáveis que servem de suporte a uma ou mais substâncias de formação do aerossol. Tal como é aqui usada a expressão, um material 11 termicamente estável" é um material capaz de resistir a temperaturas elevadas, embora controladas, por exemplo de cerca de 400°C a cerca de 600°C, que podem eventualmente existir junto do combustível, sem uma decomposição significativa ou combustão. 0 uso de tais materiais julga-se que ajuda a manter a química simples do "fumo" do aerossol, tal como é evidenciada pela actividade no ensaio de Ames nas formas prefe

ridas de realização. Embora isso não seja preferido, conáideram-£ dentro do âmbito da presente invenção outros meios geradores de aerossol, tais como microcápsulas susceptíveis de se romper por acçao do calor, ou substâncias formadoras de aerossol sólidas, desde que sejam capazes de libertar quantidades suficientes de vapores formadores de aerossol.

Materiais termicamente estáveis que podem ser usados como suporte ou substrato da substância de formação do aerossol são bem conhecidos dos entendidos na matéria. Os suportes utilizáve: devem ser porosos e tem de ser capazes de reter um composto de fc mação do aerossol e libertar um vapor potencial de formação de aerossol por aquecimento pelo combustível. Os materiais termicamente estáveis utilizáveis incluem os carvões adsorventes, tais como os carvões de qualidade porosa, grafite, carvões activados ou não activados e outros análogos, tais como PC-25 e PG-60 fornj eidos pela Union Carbide Corp., bem como carvão SGL, fornecido pj la Calgon, Corp. Outros materiais apropriados incluem sólidos inorgânicos, tais como cerâmicas, vidro, alumina, vermiculite, a: gilas tais como bentonite, ou suas misturas. Preferem-se substra· tos de carvão ou de alumina.

Um substrato de alumina particularmente utiliáável é uma 2 alumina de elevada área de superfície (cerca de 280 m /g), tal o mo o tipo fornecido pela Davison Chemical Division de W.R. Grace & Co., com a designação SMR-14-1896. Esta alumina (-14 a + 20 U.S. mesh) é de preferência sinterizada durante cerca de 1 hora a uma temperatura elevada, por exemplo superior a 1 000°C, de preferência de cerca de 1 400°C a 1 500°C, seguida de uma lavagem e secagem -28- apropriadas, antes da utilização. A substância ou substâncias de formação do aerossol usadas no produto segundo a presente invenção têm de ser capazes de formar um aerossol às temperaturas presentes nos meios geradores de aerossol por aquecimento pelo elemento combustível em combustão. Tais substâncias são de preferência substâncias sem tabaco e não aquosas formadoras de aerossol e são constituídas por carbono, hd. drogénio e oxigénio, mas podendo incluir outros materiais. Tais substâncias podem estar nas formas sólida, semi-sólida ou líquida. 0 ponto de ebulição ou de sublimação da substância e/ou da mistura de substâncias pode ir até cerca de 500°C. As substâncias com estas características incluem: álcoois polifuncionais, tais como a glicerina, o trietilenoglicol e o propilenoglicol, bem como éste res alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais co mo o estearato de metilo, o dodecanodioato de dimetilo, o tetra-dodecanodioato de dimetilo, e outros.

As substâncias de formação de aerossol preferidas são os álcoois polifuncionais ou as misturas de álcoois polifuncionais.

Os formadores de aerossol mais vantajosos são escolhidos no gru po formado pela glicerina, o trietilenoglicol e o propilenoglicol .

Quando se usa um material de substrato como suporte, a subs_ tância de formação do aerossol pode ser dispersa por qualquer téc nica conhecida sobre ou no interior do substrato com uma concentração suficiente para atravessar os poros ou revestir o material. » -29-

Por exemplo, a substância de formação de aerossol pode ser aplica da com uma forte concentração ou numa solução diluída por meio de imersão, aspersão, deposição de vapor ou outras técnicas semelhan tes. os componentes de formação de aerossol sólidos podem ser mis^ turados com o material do substrato e distribuídos uniformemente por todo ele antes da formação do substrato final.

Enquanto a carga da substância de formação de aerossol va ria de suporte para suporte e de substância para substância de formação do aerossol, a quantidade de substâncias de formação de aerossol líquidas pode em geral variar de cerca de 20 mg a cerca de 140 mg e, de preferência, de cerca de 40 mg a cerca de 110 mg. A maior quantidade possível do formador de aerossol suportado no substrato deve ser fornecida ao utilizador sob a forma de WTPM.

De preferência, fornece-se ao utilizador como WTPM mais de cerca de 2 %, em peso, com maior vantagem mais de cerca de 15%, em peso, e o mais preferivelmente mais de cerca de 20%, em peso do formador de aerossol no substrato.

Os meios geradores de aerossol podem também incluir um ou mais agentes de aroma voláteis, tais como mentol, vanilina, café artifical, extractos de tabaco, nicotina, cafeína, licores e outros agentes que comuniquem um.aroma ao aerossol. Podem também incluir qualquer outro material sólido ou líquido, volátil, dese jável. Em alternativa, estes agentes optativos podem ser colocados na peça da extremidade do lado da boca, ou na carga optativa de tabaco. -30-

Um dispositivo gerador de aerossol particularmente preferi do compreende o referido substrato de alumina contendo extracto de tabaco obtido por secagem de uma pulverização, ácido levulíni-co ou pentaacetato de glucose, um ou mais agentes aromatizantes e um formador de aerossol tal como glicerina.

Pode utilizar-se uma carga de tabaco a jusante do elemento combustível. Nesses casos, fazem-se passar vapores quentes através do tabaco para extrair e destilar os componentes voláteis do tabaco, sem combustão,ou pirólise substancial. Assim, o utilizador recebe um aerossol que contém os sabores e os aromas do tabaco na tural, sem os numerosos produtos da combustão produzidos por um cigarro convencional.

Os produtos do tipo aqui apresentado podem ser usados ou modificados para serem usados como produtos de fornecimento de me dicamentos, para o fornecimento de materiais voláteis farmacológica ou fisiologicamente activos, tais como efedrina, metaprotere^ nol, terbutalina, ou outros análogos. O material condutor do calor utilizado como recipiente dos meios geradores de aerossol é tipicamente uma folha metálica, tal como folha de alumínio, com uma espessura menor do que cerca de 0,01 a cerca de 0 ,1 mm, ou mais. A espessura e/ou o tipo de matei? rial condutor pode variar (por exemplo Grafoil, da Union Carbide), para se conseguir o grau de transferência de calor desejado. -31-

Como se mostra na forma de realização ilustrada na fig. 1, o elemento condutor do calor de preferência está em contacto com ou sobrepõe-se à porção traseira do elemento combustível e pode formar o recipiente ou cápsula que envolve o substrato de produção de aerossol segundo a presente invenção. De preferência, o elemento condutor do calor estende-se por não mais de cerca de me: tade do comprimento do elemento combustível. Mais preferivelmente, o elemento condutor do calor sobrepõe-se a ou contacta de outro mc> do com não mais de cerca dos 5 mm traseiros, de preferência 2 a 3 mm, do elemento combustível. Os elementos recuados preferidos des^ te tipo não interferem com as características de acendimento ou de queima do elemento combustível. Tais elementos ajudam a extinguir o elemento combustível quando ele tiver sido consumido até ao pon to de contacto com o elemento condutor, actuando como um colector de calor. Estes elementos também não ficam salientes da extremida de de acendimento do produto, mesmo depois de o elemento combustjí vel ter sido consumido.

Os elementos isolantes usados nos produtos para fumar preferidos são formados com vantagem como uma camisa elástica a partir de uma ou mais camadas de um material isolante. Vantajosamente, esta camisa tem uma espessura de pelo menos cerca de 0,5 mm, de preferência pelo menos cerca de 1 mm. De preferência, a camisa estende-se por mais de cerca de metade, senão por todo o comprimento do elemento combustível. Mais preferivelmente, estende-se também substancialmente por toda a periferia exterior do elemento -32- combustível e da cápsula dos meios geradores de aerossol. Como se mostra na forma de realização da fig. 1, podem usar-se diferentes materiais para isolar estes dois componentes do produto.

Os materiais isolantes correntemente preferidos, particular mente para o elemento combustível, são fibras de cerâmica, tais C£ mo fibras de vidro. As fibras de vidro preferidas são materiais ejc perimentais produzidos pela Owens-Corning de Toledo, Ohio, com as designações 6432 e 6437, que têm pontos de amolecimento de cerca de 650°C. Outros materiais isolante apropriados, de preferência materiais inorgânicos não combustíveis, podem também ser usados.

Para maximizar o fornecimento de aerossol, que de outro mo do poderia ser diluído por infiltração radial (isto é, exterior) de ar através do produto, pode usar-se papel não poroso desde os meios geradores de aerossol até à extremidade do lado da boca. São conhecidos papéis deste género nas técnicas do fabrico de cigarros e/ou de papel, podendo utilizar-se misturas desses pa péis para vários efeitos funcionais. Os papéis preferidos usados nos produtos segundo a presente invenção incluem o papel RJR Archer's 8-0560-36 Tipping With Lip Release, Ecusta's 646 Plug Wrap e ECUSTA 30637-801-12001 fabricado pela Ecusta de Pisgah Forest, NC, e os papeis da Kimberly-Clark Corporations P850-186-2, P148 7-184-2 e P850-1487-125 . O aerossol produzido pelos produtos preferidos segundo a presente invenção é quimicamente simples, sendo essencialmente

constituído por ar, óxidos de carbono, formador de aerossol incluindo quaisquer aromas ou outros materiais voláteis desejados, água e quantidades vestigiais de outros materiais. A WTPM produ zida pelos produtos preferidos segundo a presente invenção não tem actividade mutagénica, tal como é medida pelo ensaio de Ames, isto é, não há qualquer relação significativa entre a dose e a resposta entre a WTPM produzida pelos produtos preferidos segundo a presente invenção e o número de revertentes verificado em micrc) organismos no ensaio nomalizado expostos a esses produtos. Segundo os proponentes do ensaio de Ames, uma resposta significativa em função da dose indica a presença de materiais mutagénicos no produto ensaiado. Ver Ames et al., "Mut. Res.," 31:347-364 (1975); Nagao et al., "Mut. Res.", 42:335 (1977).

Um outro benefício das formas de realização preferidas se gundo a presente invenção é a relativa ausência de cinza produzida durante o uso, em comparação com a cinza proveniente de um cigarro convencional. Enquanto o elemento combustível de carvão é queimado é essencialmente convertido em óxidos de carbono, com produção de uma quantidade relativamente pequena de cinza, não havendo assim necessidade de deitar fora a cinza enquanto se utiliza o produto. A utilização da peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada segundo a presente invenção nos produtos para fumar tipo cigarro será ilustrada com mais pormenor a seguir, com referência a exemplos que ajudarão a compreender a presente invenção, mas que não devem ser considerados como limitativos da mesma. Todas as pe£ centagens aqui indicadas, a menos que se especifique o contrário, são percentagens em peso. Todas as temperaturas são expressas em graus Celsius e não são corrigidas.

EXEMPLO I

Fez-se um produto para fumar do tipo ilustrado na fig. 1 da seguinte maneira: A. Preparação da fonte de combustível

Preparou-se o elemento combustível (10 mm de comprimento e 4,5 mm de diâmetro exterior) com uma densidade aparente (densjl 3 dade a granel) de cerca de 0,86 g/cm , a partir de carvão (90%, em peso), ligante SCMC (10%, em peso) e K2C03 (1%, em peso). O carvão foi preparado por carbonização de papel kraft de madeiras rijas da Grand Prairie Canadian, do tipo sem talco, sob um manto de azoto, a uma temperatura crescente, por saltos, à ra. zão de cerca de 10°C por hora até uma temperatura final de carbo nização de 750°C.

Depois do arrefecimento em atmosfera de azoto até menos de cerca de 35°C, moeu-se o carvão até uma dimensão das partículas de -200 mesh. Agueceu-se depois o carvão em pó até uma temperatura -35- superior a cerca de 850°C para eliminar as substâncias voláteis.

Depois de um novo arrefecimento em atmosfera de azoto até menos de cerca de 35°C, moeu-se o carvão para se obter um pó fino, isto é, um pó com uma dimensão média das partículas compreen dida entre cerca de 0,1 e 50 micrómetros.

Misturou-se este pó fino com ligante Hercules 7HF SCMC (9 partes de carvão: 1 parte de ligante), 1%, em peso, de K2C03 e água suficiente para formar uma pasta espessa semelhante à massa de farinha.

Extrudiram-se elementos combustíveis a partir desta pasta, com 7 furos centrais, cada um com cerca de 0,53 mm (0,021") de diâ metro e 6 furos periféricos de cerca de 0,25 m (0,01") de diâmetro A espessura da nervura ou espaçamento entre os furos centrais era de cerca de 0,2 mm (0,008") e a espessura média da nervura exterio (o espaçamento entre a periferia e os furos periféricos) era igual a cerca de 0,48 mm (0,019"), como se mostra na fig. IA.

Cozeram-se depois estes elementos combustíveis sob atmosfe ra de azoto, a 900°C, durante 3 horas, após a formação. B, Extracto pulverizado e seco

Moeu-se uma mistura de tabacos curados pelo fumo até se obter um pó médio e fez a extracção com água num depósito de aço inoxidável a uma concentração de cerca de 119,84 a 179,76 g/1

(1 a 1,5 libras por galão) de água. Conduziu-se a extracção à tem peratura ambiente usando agitação mecânica durante cerca 1 a cerca de 3 horas. Centrifugou-se a mistura para remover sólidos em suspensão e secou-se a pulverização da solução aquosa, bombeando continuamente a solução aquosa para um secador de pulverização convencional, tal como um Anhydro Size NQ. 1, e a uma temperatura de entrada de cerca de 215° a 230°C e recolhendo-se o material em pó seco na saída do secador. A temperatura de saída variava entre cerca de 82° e 90°C. C. Preparação de alumina sinterizada

Sinterizou-se alumina de elevada área de superfície (de cer ca de 280 m /g) da W.R. Grace & Co.; com dimensões das partículas de -14 a +20 (U.S. mesh), a uma temperatura de saturação de cerca de 1 400°C a 1 550°C durante cerca de 1 hora, lavou-se com água e secou-se. Combinou-se esta alumina sinterizada, num processo em duas fases, com os ingredientes indicados no Quadro I, nas propor ções indicadas:

QUADRO I

Alumina 68,0%

Glicerina 19,0%

Extracto pulverizado seco 7,0%

Embalagem de aromatizante 6,0%

Total: 100 ,0%

A embalagem de aromatizante é uma mistura de compostos aro-matizantes que simula o sabor do fumo de um cigarro. Um tal matéria que foi usado aqui foi obtido na Firmenich de Genebra, Suiça, com a designação T69-22.

Na primeira fase, o extracto de tabaco obtido por secagem de uma pulverização foi misturado com água suficiente para formar uma pasta. Aplicou-se depois esta pasta ao suporte de alumina atrás descrito misturando até a pasta ser absorvida uniformemente pela alumina. Secou-se depois a alumina tratada para reduzir o teor de humidade a cerca de 1%, em peso. Na segunda fase, misturou-se esta alumina com uma combinação dos outros ingredientes da lista, até que o líquido foi substancialmente absorvido no interior do suporte de alumina. D.

Montagem A cápsula usada para o fabrico do produto para fumar da fig. 1 foi preparada por estampagem profunda de alumínio. A cápsula tinha a espessura média da parede de cerca de 0,01 mm (0,004") e o comprimento de cerca de 30 mm e um diâmetro exterior de cerca de 4,5 mm. Vedou-se a parte traseira do recipiente com excepção de duas aberturas em forma de fenda (cada uma com 0,65 x 3,45 mm, afas tadas de cerca de 1,14 mm) para permitir a passagem do formador de aerossol para o utilizador. Utilizaram-se para carregar a cápsula

cerca de 325 mg do substrato produtor de aerossol atrás'. descrito. Introduziu-se um elemento combustível preparado como atrás se indicou, na extremidade aberta da cápsula cheia até uma prefundidade de cerca de 3 mm. E. Camisa isolante

Embrulhou-se a combinação do elemento combustível-cápsula na extremidade do elemento combustível com uma camisa de fibras de vidro de 10 mm de comprimento de Owens-Corning 6437 (com um ponto de amolecimento de cerca de 650°C), com 3%, em peso, de ligante de pectina, até um diâmetro de cerca de 7,5 mm. Embrulhou-se depois a camisa de fibras de vidro com um material de invólucro interior, um papel experimental da Kimberly Clark, designado por P780-63-5. F. Camisa de tabaco

Modificou-se uma barra de tabaco com 7,5 mm de diâmetro (28 mm de comprimento), com um invólucro de papel da Kimberly Clark P1487-125, por inserção de uma sonda para se obter na mesma uma passagem longitudinal com cerca de 4,5 mm de diâmetro.

G.

Montagem

Introduziu-se a combinação elemento combustível encamisado--cápsula na passagem da barra de tabaco até que a camisa de fibras de vidro se encostou ao tabaco. As secções de fibras de vidro e de tabaco uniram-se entre si por um material de invólucro que envol via quer a combinação do elemento combustível/camisa isolante/invó_ lucro interior, quer a barra de tabaco envolvida. O invólucro exte rior foi um papel Kimberly Clark designado por P1768-65-2.

Construiu-se uma peça da extremidade do lado da cabeça do tipo ilustrado na fig. 1 por combinação de duas secções: (1) um ele mento espaçador de 10 mm de comprimento e 7,5 mm de diâmetro adjacente à cápsula, preparado a partir de material de folha de tabaco obtida da Kimberly-Clark Corporation designado por P144-185-GAPF, embrulhado com papel Kimberly Clark P850-186-2 e (2) um segmento cilíndrico de 30 mm de comprimento e 7,5 mm de diâmetro de uma tira de polipropileno termoplástico obtido por sopragem em fusão, não urdida, obtida da Kimberly-Clark Corporation designada por PP-100-I embrulhada com papel P1487-184-2 da Kimberly-Clark Corporation. As duas secções da peça da extremidade do lado da boca foram preparadas fazendo o papel de tabaco e a tira de fibras termoplásticas através do sistema de cone duplo atrás descrito. Estas duas secçõeí foram combinadas com um invólucro de combinação de papel P850-186-; da Kimberly-Clark Corporation.

A secção da peça da extremidade do lado da boca combinada foi unida à secção do elemento combustível encamisado-cápsula por meio de um invólucro final de papel para ponta de cigarros Ecusta 30 637-801-12001.

Os produtos para fumar assim preparados produziram um aeros sol que se assemelha ao fumo do tabaco, sem qualquer sabor estranho indesejável devido à combustão ou degradação do material de formação de aerossol. Os produtos assim preparados foram fumados nas denominadas condições humanas, que consistem em fumadas de 50 ml com a duração de 2 segundos, separadas por 28 segundos de que_i ma lenta, durante pelo menos 6 fumadas. Como pode ver-se a partir da fig. 6, a temperatura nos lábios,medida por um termómetro de radiação portátil Cyclops, a cerca de 4 mm da extremidade da peça da extremidade do lado da boca, era menor ou igual à temperatura do corpo. Por outras palavras, tais produtos produziram aerossol sem as "manchas de calor" indesejáveis sentidas pelo utilizador de produtos semelhantes que não utilizam a peça da extremidade do lado da boca aperfeiçoada.

EXEMPLO II

Fabricaram-se produtos para fumar semelhantes aos descritos no Exemplo I, com as peças da extremidade do lado da boca ilustradas na fig. 2 e nas fig. 2A a 2D, da seguinte maneira. 0 produto

ilustrado no fig. 2 serviu como produto de controlo para os pr£ dutos das fig. 2Δ a 2D, que tinham peças da extremidade do lado da boca segundo a presente invenção. A. Preparação do elemento combustível

Cortou-se em pedaços papel Kraft da Grand Prairie Canadian (GPC) (tipo sem talco) feito de madeira rija e obtido na Buckeye Cellulose Corp., Memphis, TN, e colocou-se no interior de um forno de aço inoxidável com 22,86 cm (9") de diâmetro e 22,86 cm (9") de profundidade. Encheu-se a câmara do forno com azoto, elevou-se a temperatura do forno até 200°C e manteve-se a temperatura durante 2 horas. Aumentou-se depois a temperatura no forno à razão de 5°C por hora até 350°C, mantendo-se os 350°C durante 2 horas. Depois aumentou-se a temperatura do forno a razão de 5°C por hora até 750C para pirolisar ainda mais a celulose. Deixou-se novamente a temperatura do forno com o mesmo valor durante 2 horas, para garantir o aquecimento uniforme do carvão. Arrefeceu-se depois o forno até à temperatura ambiente e moeu-se o carvão para se obter um pó fino (dimensões correspondentes a um valor inferior a 400 mesh), usando um moinho "Trost". Este carvão em pó tinha uma densidade a saída do moinho de 0,6 g/cm e M° de hidrogénio mais oxigénio.

Misturaram-se nove partes deste pó de carvão com uma parte de pó de SCMC, adicionou-se K^CO^ na proporção de 1% em peso e adj. cionou-se água para se obter uma pasta fina, que foi então vazada

para formar uma folha e secou-se. A folha seca foi depois moída de novo, para se obter um pó fino, e adicionou-se água suficiente para preparar uma mistura plástica que era suficientemente espessa para manter a sua forma depois da extrusão; por exemplo, uma bola da mistura mostrou ter apenas uma ligeira tendência para fluir du rante o período de um dia. Carregou-se então esta mistura plástica numa máquina de extrusão de funcionamento descontínuo, à temperatu ra ambiente. A matriz de extrusão fêmea para modelar a substância extrudida tinha superfícies inclinadas para facilitar o fluxo suave da massa plástica. Aplicou-se uma pressão reduzida /“menor do que 7,03. 10 Kg/m (5 ton/polegada quadrada)J à massa plástica para for çar a mesma a passar através de uma matriz fêmea de 4,6 mm de diâmetro. Deixou-se depois secar a barra húmida à temperatura ambiente durante a noite. Para garantir que a barra ficou completamente seca, foi depois colocada num forno a 80°C durante 2 horas. Esta ba£ 3 ra seca tinha uma densidade de 0,85 g/cm , um diâmetro de 4,5 mm e uma excentricidade de aproximadamente 3 %.

Cortou-se a barra extrudida seca em pedaços de 10 mm de com primento e abriram-se 7 furos através do comprimento da barra.

Prepararam-se outros elementos combustíveis, da maneira ante rior, sem repetir a moagem nem secar a mistura da pasta de pó de carvão. Nesses produtos, os elementos combustíveis foram extrudidos directamente a partir da pasta espessa semelhante a massa de farinha, preparada a partir da mistura de pó de carvão.

B. Extracto obtido por secagem de uma pulverização

Moeu-se tabaco (Burley, curado pelo fumo, Turkish, etc.) pa ra se obter um pó médio e fez-se.uma extracção com água, num depóé sito de áço inoxidável, com uma concentração de cerca de 119,84 a 179,76 g/1 '(1 a 1,5 libras/galão) de água. A extracção foi condu zida à temperatura ambiente usarido agitação mecânica durante cerca de 1 a 3 horas. Centrifugou-se a mistura para remover sólidos em suspensão e o extracto aquoso foi pulverizado e a pulverização seca num secador de pulverização convencional, tal como um Anhydro Size NS1, a uma temperatura à entrada de cerca de 215°C a 230°C e recolhendo-se o material em pó seco na saída do secador. A temperatura na saída variava de cerca de 82°C a 90°C. C. Preparação do substrato

Sinterizou-se alumina de elevada área de superfície (280 m /g) da W.R. Grace & Co., com dimensões das partículas de -14 a +20 U.S. mesh, a uma temperatura de saturação de cerca de 1 400°e durante cerca de 1 h e arrefeceu-se. Lavou-se a alumina com água e secou-se. Tratou-se ulteriormente a alumina sinterizada (640 mg) com uma solução aquosa contendo 107 mg de extracto de tabaco curado pelo fumo, obtido por secagem de uma pulverização e secou-se

até um teor de humidade de cerca de 1%, em peso. Tratou-se depois este material com uma mistura de 233 mg de glicerina e 17 mg de um componente de aroma obtido na Pirmenich, Genebra, Suiça, com a designação T69-22. D. Montagem

Os recipientes metálicos para o substrato eram tubos de alu mínio enrolados em espiral, com 30 mm de comprimento, obtidos na Niemand, Inc., com um diâmetro de cerca de 4,5 mm. Em alternativa pode também usar-se uma cápsula obtida por estampagem profunda a partir de tubos de alumínio com a espessura de cerca de 0,1016 mm (0,00 4"), cerca de 32 mm de comprimento, com um diâmetro exterior de cerca de 4,5 mm. Amolgou-se uma extremidade de cada um destes tubos para vedar a extremidade do lado da boca da cápsula. A extremidade vedada da cápsula foi provida com duas aberturas em forme de fenda (cada uma com cerca de 0,65 x 3,45 mm, afastadas de cerca de 1,14 mm) para permitir a passagem do formador de aerossol para o utilizador. Aproximadamente 170 mg da alumina modificada foi usa da para encher cada um dos recipientes. Depois de encher os recipientes metálicos, uniu-se cada um deles a um elemento combustível por inserção de cerca de 2 mm do elemento combustível no interior da extremidade aberta do recipiente. Ε.

Camisa isolante

Embrulhou-se a combinação do elemento combustível-cápsula na extremidade do elemento combustível com uma camisa de fibras de vidro de 10 mm de comprimento da Owens-Corning 6437 (tendo um ponto de amolecimento de cerca de 650°C) com 4%, em peso, de li-gante de pectina, até um diâmetro de cerca de 7,5 mm e embrulhou -se com papel P878-63-5. F. Camisa de tabaco

Modificou-se uma barra de tabaco de 7,5 mm de diâmetro (28 mm de comprimento) com um invólucro de tampões 646 (por exempl de um cigarro sem filtro), com uma sonda para se obter uma passage longitudinal (cerca de 4,5 mm de diâmetro), no seu interior. G. Montagem

Introduziu-se a combinação do elemento combustível encami-sado-cápsula na passagem da barra de tabaco até a camisa de fibras de vidro se encostar ao tabaco. As secções de fibras de vidro e ta baco foram embrulhadas com P878-16-2 da Kimberly-Clark Corporation

Como se mostra na fig. 2 uniu-se um tubo oco de acetato de celulose (30 mm de comprimento) com invólucro de tampões 646, a um elemento de filtro de baixo rendimento 8,0/40k da Celanese Corp. (10 mm de comprimento), também embrulhado com invólucro de tampões 646, por papel de pontas de cigarro sem aderência aos lábios, da RJR Archer Inc., 8-0 560-36. A secção da peça da extremidade do lado da boca combinada foi unida à secção do elemento de combustível encamisado-cápsula por uma pequena secção de papel branco e cola.

Nas fig. 2A a 2D estão ilustrados produtos para fumar com peças da extremidade do lado da boca segundo a presente invenção. Estes produtos foram montados de uma maneira análoga à do denomi^ do produto de controlo da fig. 2. A peça da extremidade do lado da boca na fig. 2A tem uma secção de 10 mm de tabaco fumado e uma secção de 30 mm de uma tira não urdida de fibras de polipropileno obtidas por sopragem em fusão, semelhante ao material da Kimberly--Clark Corporation PP-100-F atrás descrito. A peça do lado da boca da fig. 2B tem uma secção de 10 mm de um tubo de acetato de ce lulose juntamente com uma secção de 30 mm do material de poliprc) pileno anterior. A fig. 2C é semelhante à fig. 2B, excepto que ambas as secções têm 20 mm de comprimento. A fig. 2D tem uma sec ção de 10 mm de tabaco fumado, uma secção de 10 mm de um tubo de acetato de celulose e uma secção de 20 mm do material de polipro pileno.

Estes produtos foram fumados em condições humanas, que con sistem em fumadas de 50 ml com a duração de 2 s, separadas por 28 -47-

s de combustão lenta. As temperaturas dos gases de saída de tais produtos estão ilustradas na fig. 3. Estas temperaturas foram me didas colocando um termopar a cerca de 1 mm da extremidade da pe ça do lado da boca. Como pode ver-se a partir da fig. 3, as temperaturas do gás de saída dos produtos para fumar que utilizam as peças da extremidade do lado da boca de acordo com a presente in venção foram substancialmente reduzidas em comparação com o prc) duto para fumar de controlo. Esta redução na temperatura do gás de saída corresponde á redução da "quentura" do aerossol sentida pelo utilizador.

Claims (39)

1. -48-

   Reivindicaçoe 1 1. - Artigo para fumadores do tipo de um cigarro, caracte-rizado por compreender: (a) um elemento combustível; (b) um elemento fisicamente separado para a produção de um nevoeiro incluindo pelo menos um material formador de nevoeiro; e (c) um elemento para fornecer ao utente o nevoeiro produzido pelo elemento produtor do nevoeiro, incluindo o elemento fornecedor um segmento formado a partir de fibras termo-plásticas não-tecidas.
2. 2. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir ainda um elemento espaçador colocado entre o elemento que produz o nevoeiro e o segmento não-tecido. -49-
3. 3.- Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ser formado a partir de materiais escolhidos entre poliolefinas e poliésteres.
4. 4. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas compreender polipropileno.
5. 5. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas compreender fibras sopradas em fusão.
6. 6. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ter um comprimento compreendido entre cerca de 10 mm e 40 mm.
7. 7. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ter um comprimento compreendido entre cerca de 15 mm e 35 mm.
8. 8. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 6 caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ter um comprimento de cerca de 30 mm. 9.- -50-
9. 9.- Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o elemento espaçador ser uma massa de material escolhido no grupo compreendendo tabaco, papel contendo tabaco, acetato de celulose e acetato de celulose envolvendo um tubo.
10. 10. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o elemento espaçador ter um comprimento compreendido entre cerca de 5 mm e 30 mm.
11. 11. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o elemento espaçador ter um comprimento compreendido entre cerca de 5 mm e 15 mm.
12. 12,- Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o elemento espaçador ter um comprimento de cerca de 10 mm.
13. 13.- Artigo para fumadores de acordo com uma das reivindicações 1, 2, 9, 10, 11 ou 12, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ser formado juntando ou dobrando um pano não-tecido de fibras numa forma cilíndrica.
14. 14.- Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação

    9, caracterizado por o elemento espaçador ser formado juntando--se ou dobrando-se a massa de material de modo a formá-la numa forma cilíndrica.
15. 15. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o elemento combustível e o elemento que produz o nevoeiro se encontrarem numa relação de permuta condutora de calor.
16. 16. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a relação de permuta condutora de calor ser proporcionada por um elemento termicamente condutor que está em contacto tanto com o elemento combustível como com o elemento que produz o nevoeiro.
17. 17. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o elemento termicamente condutor envolver pelo menos uma parte do elemento combustível.
18. 18. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o elemento termicamente condutor envolver pelo menos uma parte do material que produz o nevoeiro.
19. 19. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o elemento combustível compreender carvão. -52-
20. 20. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o elemento combustível ter um comprimento inferior a 30 mm e ter uma densidade de pelo menos cerca de 0,5 g/cc.
21. 21. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender ainda um elemento isolante que envolve pelo menos uma parte do elemento combustível.
22. 22. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o elemento isolante ser um elemento elástico e não-combustível com uma espessura de pelo menos 0,5 mm.
23. 23. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender ainda um elemento isolante e elástico que· envolve pelo menos uma parte do elemento que produz o nevoeiro.
24. 24. - Artigo para fumadores de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por o elemento isolante compreender um material contendo tabaco.
25. 25.- Artigo para fumadores do tipo de um cigarro, caracte rizado por compreender: (a) um elemento combustível carbonado; -53 (b) um elemento fisicamente separado para a produção de um nevoeiro incluindo pelo menos um material formador do nevoeiro; e (c) um bocal para fornecer ao utente o nevoeiro produ2ido pelo elemento gerador de nevoeiro, compreendendo um segmento com um comprimento compreendido entre 10 mm e 40 mm, formado a partir de um pano não-tecido de fibras termoplásticas sopradas em fusão e um elemento espaçador com um comprimento compreendido entre 5 mm e 30 mm, colocado entre o elemento que produz o nevoeiro e o segmento de pano não-tecido.
26. 26. - Bocal para um artigo para fumadores compreendendo um elemento combustível e um elemento fisicamente separado para a produção de um nevoeiro, compreendendo o referido bocal um segmento formado a partir de um pano não-tecido de fibras termoplásticas e um elemento espaçador colocado entre o elemento que produz o nevoeiro e o segmento de pano não-tecido.
27. 27. - Bocal de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ser formado a partir de materiais escolhidos entre poliolefinas e poliisteres.
28. 28. - Bocal de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas compreender polipro-pileno. 29.- -54-
29. 29. - Bocal de acordo com a reivindicação 27, caracteri-zado por o segmento de fibras termoplásticas compreender fibras sopradas em fusão.
30. 30. - Bocal de acordo com a reivindicação 26, caracteri-zado por o segmento conter um ou mais aditivos.
31. 31. - Bocal de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ter um comprimento compreendido entre cerca de 10 mm· e 40 mm.
32. 32. - Bocal de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ter um comprimento compreendido entre cerca de 15 mm e 35 mm.
33. 33. - Bocal de acordo com a reivindicação 32, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ter um comprimento de cerca de 30 mm.
34. 34. - Bocal de acordo com a reivindicação 26, caracteri-zado por o elemento espaçador ser uma massa de material escolhido no grupo compreendendo tabaco, papel contendo tabaco, acetato de celulose e acetato de celulose envolvendo um tubo.
35. 35.- Bocal de acordo com a reivindicação 26, caracteriza-

    do por o elemento espaçador ter um comprimento compreendido entre cerca de 5 mm e 30 mm.
36. 36. - Bocal de acordo com a reivindicação 35, caracterizado por o elemento espaçador ter um comprimento compreendido entre cerca de 5 mm e 15 mm.
37. 37. - Bocal de acordo com a reivindicação 35, caracterizado por o elemento espaçador ter um comprimento de cerca de 10 mm.
38. 38. - Bocal de acordo com uma qualquer das reivindicações 26 a 37 inclusive, caracterizado por o segmento de fibras termoplásticas ser formado unindo ou dobrando o material termoplástico auma forma cilíndrica.
39. 39. - Bocal de acordo com a reivindicação 38, caracterizado por o elemento espaçador ser formado mediante união ou dobra-gem da massa de material numa forma cilíndrica, Lisboa, 24 de Agosto de 1988 O Agente Oficiai da Propriedade Industrial