ES2200198T3 - Dispositivo de control de la emision de humo lateral y la velocidad de combustion libre de un cigarrillo. - Google Patents
Dispositivo de control de la emision de humo lateral y la velocidad de combustion libre de un cigarrillo.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UN DISPOSITIVO PARA REDUCIR EL HUMO LATERAL DE LOS CIGARRILLOS Y DISMINUIR LA VELOCIDAD DE COMBUSTION LIBRE DE UN CIGARRILLO ENCENDIDO, EL CUAL COMPRENDE: I) UN ELEMENTO TUBULAR INCOMBUSTIBLE (12), QUE RODEA UNA LONGITUD EFECTIVA DE UNA CARGA DE TABACO (22) DE UN CIGARRILLO (14) SITUADO EN EL ELEMENTO TUBULAR, Y II) TENIENDO EL ELEMENTO TUBULAR UN MEDIO PARA REDUCIR TANTO LA EMISION DE HUMO LATERAL DE UNA CARGA DE TABACO ENCENDIDA Y DISMINUIR LA VELOCIDAD DE COMBUSTION LIBRE DE DICHA CARGA DE TABACO ENCENDIDA A FIN DE AUMENTAR EL NUMERO DE CHUPADAS QUE HAY QUE REALIZAR PARA QUEMAR LA CARGA DE TABACO EN COMBUSTION.
Description
Dispositivo de control de la emisión de humo
lateral y la velocidad de combustión libre de un cigarrillo.
La invención se refiere generalmente a un aparato
que debe utilizarse en combinación con un cigarrillo u otro
producto de tabaco para controlar la emisión de humo lateral y el
aumento del número de caladas disponibles para el fumador a partir
de una cantidad dada de tabaco. El aparato permitirá, por ejemplo,
utilizar solamente tanto tabaco como sea necesario para suministrar
en un cigarrillo mucho más fino o de diámetro menor, una
producción incrementada de la emisión de humo principal desde el
tabaco que se quema y sabor convencional, al mismo tiempo que se
reduce significativamente la emisión de humo lateral. A diferencia
de un cigarrillo convencional, que implica gasto de tabaco
considerable, puesto que el cigarrillo más grueso es quemado para
producir humo lateral, el uso del cigarrillo más fino con este
aparato convierte lo que sería tabaco normalmente gastado en humo
lateral en humo de corriente principal.
Indicado de un modo simple, el aparato incluye un
tubo que tiene una porosidad predeterminada en el que se inserta
un producto de tabaco, tal como un cigarrillo. Preferentemente,
existe un espacio entre el exterior del cigarrillo y el interior
del tubo. La porosidad del tubo es seleccionada de forma cuidadosa
para conseguir la reducción de emisión de humo lateral y la
reducción de la velocidad de libre de combustión entre las
caladas. Un cigarrillo muy fino puede ser insertado y fumado por el
mismo número de caladas que un cigarrillo convencional, con el
resultado de que se ahorra tabaco y otros materiales del cigarrillo
y una significativa reducción de la emisión de humo lateral. El
tubo puede incluir un material catalítico para tratar los
constituyentes de la emisión de humo lateral.
El aparato se describirá más detalladamente y
puede utilizarse de varias maneras diferentes, por ejemplo, en
lugar de un cigarrillo, una carga de tabaco que no puede fumarse de
forma separada, es insertada y, controlando los agujeros de la
porosidad del tubo, podría fumarse. Es evidente que todos los
requerimientos de calidad convencionales en la fabricación de un
cigarrillo, tal como la firmeza y el desmoronamiento del extremo
no son ya de prioridad con esta invención.
Aunque el aparato podría estar dimensionado para
uso con un cigarrillo convencional, una ventaja es que un
cigarrillo fino puede ser insertado y fumado con las mismas
características de fumar que si fuera un cigarrillo dimensionado
convencional.
Cuando se fuma de una manera convencional, se
entiende generalmente que existen tres tipos de humo de
cigarrillo, la emisión de humo principal, el humo exhalado y la
emisión de humo lateral. Ha existido un interés significativo en
reducir la cantidad de humo lateral emitido por la combustión de un
cigarro o cigarrillo puesto que equivale a la mayoría del humo
emitido durante el proceso de fumar. Se han realizado intentos por
controlar la emisión de humo lateral por una o más de las
siguientes técnicas.
- 1)
- alterar la composición del tabaco y las características de envasado de la barra de tabaco o carga en el cigarro o cigarrillo;
- 2)
- alterar la envoltura del cigarro o cigarrillo;
- 3)
- alterar el diámetro del cigarrillo así como su composición del tabaco y/o
- 4)
- proporcionar un dispositivo sobre el cigarrillo o cigarro para contener y/o controlar las emisiones de humo lateral.
Se han sugerido varias formulaciones para papel
de cigarrillo y tabaco de cigarrillo que de un modo u otro afectan
a la velocidad libre de combustión del cigarrillo o cigarro con
vistas a reducir la emisión de humo lateral y/o conseguir la
extinción del cigarrillo o cigarro encendido cuando se deja
inactivo durante un periodo de tiempo prolongado. Tales diseños
incluyen una selección juiciosa de las mezclas de tabaco, densidad
y capas múltiples de tabaco de cigarrillo en la carga del tabaco.
Diseños de este tipo pueden retrasar de forma apreciable la
velocidad de combustión libre del cigarrillo y, por tanto se
aumenta el número de caladas obtenidas por unidad de longitud del
cigarrillo. O bien la combinación con selección y/o construcción
del tabaco o independientemente de la formación del tabaco, varias
composiciones del papel del cigarrillo pueden afectar también a la
velocidad de combustión libre del cigarrillo. Tales composiciones
del papel incluyen el uso de productos químicos que retrasan la
velocidad de combustión libre, las envolturas múltiples de los
diferentes tipo de papel del cigarrillo de las mismas
características o diferentes y la reducción de la permeabilidad
del aire. Ver, por ejemplo, Patente Canadiense 1.259.008 y Patentes
de los Estados Unidos 4.878.507, y 4.915.117.
Se han proporcionado varios dispositivos que
contienen el cigarrillo, principalmente para los fines de
prevención de encendidos accidentales. Pueden o no incluir al mismo
tiempo varios tipos de filtros para filtrar y reducir así la
cantidad de humo lateral. Ejemplos de tales dispositivos se
muestran en las Patentes de los Estados Unidos 1.211.071; 3.827.444
y 4.685.477.
Adicionalmente, se han hecho disponibles varios
tipos de boquillas de cigarrillos que sirven para la
característica principal de reducir al mínimo las manchas de los
dedos del fumador. Tales dispositivos pueden estar conectados a la
punta del cigarrillo y/o montados sobre el cigarrillo, tal como se
muestra en la Patente de los Estados Unidos 1.862.679. Otros tipos
de cigarrillos que están encerrados en envolturas que están
perforadas de un modo u otro para proporcionar características de
seguridad y/o de control de la emisión de humo lateral se describen
en la Patente Canadiense 835.684 y Patentes de los Estados Unidos
3.220.418 y 5.271.419.
Los dispositivos que se pueden montar sobre el
cigarrillo y que pueden deslizarse a lo largo del cigarrillo para
controlar la combustión y por tanto, la velocidad de combustión
libre se describe en la patente del Reino Unido 928.089; y Patente
de los Estados Unidos 4.638.819 y la solicitud Internacional WO
96/22031. La patente del Reino Unido describe un dispositivo de
control de la combustión para cigarrillos limitando el flujo de
aire a la brasa de combustión del cigarrillo. Retrasando la
combustión del cigarrillo, se sugiere que solamente la mitad de la
cantidad convencional del tabaco necesario sea incorporada en el
cigarrillo y da lugar de este modo a un cigarrillo más corto. El
dispositivo de limitación del flujo de aire puede estar previsto
por una serie de aberturas en el dispositivo con abertura variable o
por las porciones plegadas en el dispositivo que proporcionan
aberturas longitudinales a lo largo de parte del cigarrillo. La
Patente de los Estados Unidos 4.638.819 describe un anillo que está
colocado sobre el cigarrillo y se desliza a lo largo durante el
proceso de fumar para controlar la velocidad de combustión libre del
cigarrillo y reducir el humo lateral. El anillo es de material
sólido, preferentemente metal que provoca manchas considerables y
debido a los diámetros variables del cigarrillo no puede
proporcionar de forma fiable el grado deseado de reducción de humo
lateral y de tiempos de extinción.
Un sistema de anillo alternativo se describe en
la solicitud PCT publicada por el solicitante WO 96/22031. El
dispositivo está provisto con un anillo interior que rodea y
contacta un perímetro de cigarrillo convencional donde el anillo
interior es de un material poroso. El anillo exterior encierra el
anillo interior para dirigir el flujo de aire a lo largo de la
dimensión longitudinal del anillo interior poroso. Las trayectorias
tortuosas en el material poroso del anillo interior controlan la
velocidad de difusión del aire al carbón del cigarrillo encendido
y controlan de este modo la velocidad de combustión libre del
cigarrillo. El material poroso mejora el control de la emisión de
humo lateral emitido por el cigarrillo encendido. El dispositivo
puede extenderse opcionalmente hasta la mitad de la longitud del
cigarrillo donde el aire tendría que fluir a lo largo del anillo
poroso interior hasta el carbón de combustión.
Otros sistemas que han sido diseños para
controlar la emisión de humo lateral se describen en la solicitud
PCT publicada WO 95/ 34226 y las patentes de los Estados Unidos
5.592.955 presentada el 14 de Enero de 1997 y la patente de los
Estados Unidos 5.105.838 presentada el 21 de Abril de 1992. Estas
referencias describen varias configuraciones tubulares en las que
se coloca un elemento de tabaco en un intento de reducir al mínimo
la emisión de humo lateral del cigarrillo.
Aunque estos métodos pueden haber cumplido con
varios grados de éxito, en el control de las emisiones de la
emisión de humo lateral, existen problemas con algunos de los
dispositivos que proporcionan sabor y aroma convencional,
facilidad de uso, facilidad de fabricación, apariencia
racionalizada y reducciones significativas en la cantidad de tabaco
utilizado. Las varias formas de realización de esta invención
proporcionan un dispositivo que soluciona un número de problemas
anteriores controlando tanto la emisión de humo lateral como la
velocidad de combustión libre consiguiendo sabor, aroma y
suministros de constituyentes comparables con los cigarrillos
convencionales. El dispositivo de esta invención permite que al
fumar un cigarrillo más fino que tiene solamente tanto tabaco como
es necesario para suministrar el sabor deseado al mismo tiempo que
se consigue el número convencional de caladas.
Con el fin de facilitar la descripción de la
invención, el término carga de tabaco deberá utilizarse haciendo
referencia a un cigarrillo, cigarro, puro, barra de tabaco en una
malla porosa, una pipa de tabaco o tabaco liado o similar. Se
entiende que donde se utilice el término cigarrillo, es
intercambiable con cigarro, puro y similar.
De acuerdo con un aspecto de la invención, un
dispositivo para reducir al mínimo la emisión de humo lateral de
cigarrillo y reducir la velocidad de combustión libre de un
cigarrillo en combustión, comprende:
- i)
- un elemento tubular poroso no combustible que encierra una longitud efectiva de una carga de tabaco de un cigarrillo colocado en dicho elemento tubular, teniendo dicho elemento tubular un extremo abierto adyacente a un extremo distante del cigarrillo para permitir el encendido del extremo distante del cigarrillo y permitir la entrada de aire; y
- ii)
- teniendo el elemento tubular medios tanto para reducir al mínimo la emisión de humo lateral desde una carga de tabaco de combustión como para reducir la velocidad de combustión libre de tal carga de tabaco de combustión, incrementando el número de caladas desde la carga de tabaco de combustión, comprendiendo los medios para reducir al mínimo la emisión de humo lateral y reducir la velocidad de combustión libre una porosidad predeterminada para el elemento tubular a lo largo de al menos su longitud que encierra una longitud efectiva de una carga de tabaco, donde la porosidad predeterminada para el elemento tubular:
- a)
- retiene al menos parte de los gases de combustión privados del oxígeno dentro del elemento tubular para reducir al mínimo la liberación de las partículas de humo a través de las aberturas; y
- b)
- limita el flujo interno del aire para reducir la velocidad de combustión libre de un cigarrillo.
Las aberturas en el elemento tubular en la
formación de la porosidad predeterminada puede tomar varias
configuraciones tales como ranuras estrechas, muescas o poros donde
las ranuras y/o muescas pueden estar cubiertas con una estera
porosa de fibra de carbono, fibra de vidrio, fibra de cerámica,
fibra de plástico a alta temperatura, fibra de metal y similares.
Los poros pueden estar fabricados en la pared tubular del
elemento, tal como punzando para formar proyecciones fibrosas dentro
del tubo donde tales proyecciones pueden estar basadas en el
centro de un cigarrillo en el elemento tubular. Alternativamente,
el elemento tubular puede comprender una porción de cuerpo de
materiales porosos que realiza las funciones de retener al menos
parte de los gases de combustión privados de oxígeno dentro del tubo
y limitar el flujo interno de aire para reducir la velocidad de
combustión libre del cigarrillo.
De acuerdo con otra alternativa, el elemento
tubular puede ser de un material precursor de cerámica tratada con
calor que se vuelve poroso por el tratamiento con calor. La
formación del material precursor cerámico y el tratamiento con
calor se llevan a cabo de una manera que proporcione la porosidad
predeterminada deseada.
En cualquiera de los dispositivos anteriores, se
entiende que el cigarrillo puede ser suficientemente fijo para
proporcionar una dimensión general para el dispositivo que es el de
un cigarrillo normal. El cigarrillo fino puede tener un diámetro
que oscila de aproximadamente 4 a 8 mm, y preferentemente, de
aproximadamente 4 a 6 mm, y de modo más deseable, de aproximadamente
4 mm. Un material catalítico puede estar incorporado en el
elemento tubular, particularmente cuando se forma a partir de
cerámica. El material catalítico puede o bien ser revestido sobre
el elemento tubular o puede estar activado en el elemento tubular
durante el tratamiento con calor del precursor de cerámica. El
catalizador puede estar seleccionado a partir de una variedad de
grupos bien conocidos que incluyen aquellos que están basados en
metales preciosos y en metales de tierras raras y en particular,
basado en platino o cerio.
Se muestran varios aspectos de la invención en
los dibujos, donde:
La figura 1 es una vista en perspectivo de la
forma de realización preferida de esta invención, que muestra el
dispositivo en el que se encierra una carga de tabaco de
cigarrillo.
La figura 2 es una sección a lo largo del
dispositivo de la figura 1.
La figura 3 es una sección a lo largo de las
líneas 3-3 de la figura 1.
La figura 4 es la vista ampliada de una vista
extrema del dispositivo.
La figura 5 es una vista en perspectiva de una
forma de realización alternativa de esta invención que muestra el
dispositivo que encierra una carga de tabaco de un cigarrillo.
La figura 6 es una sección a lo largo de un
dispositivo alternativo.
La figura 7 es una vista despiezada, ordenada, de
un dispositivo reutilizable.
La figura 8 es una vista en perspectiva del
dispositivo con una boquilla o punta.
La figura 9 es una vista despiezada, ordenada, de
un dispositivo alternativo.
La figura 10 es una sección de un extremo del
dispositivo.
La figura 11 es una vista extrema despiezada,
ordenada, del dispositivo de la figura 10.
La figura 12 es una sección longitudinal de una
estructura alternativa para el dispositivo de la
\hbox{figura
1.}
La figura 13 es una sección longitudinal de una
forma de realización alternativa para el dispositivo de la figura
12.
La figura 14 es una vista en perspectiva de una
construcción de envoltura en espiral para el miembro tubular.
La figura 15 es una sección longitudinal de la
construcción en espiral de la figura 14.
La figura 16 es una sección longitudinal de una
construcción alternativa para la configuración en espiral de la
figura 14.
La figura 17 es una vista en planta del
dispositivo con un indicador de temperatura.
La figura 18 es una vista despiezada, ordenada,
de una punta del cigarrillo adaptada para ajustarse a una boquilla
con retén.
La figura 19 es una sección transversal a través
de una forma de realización alternativa para el elemento
tubular.
La figura 20 es una vista en perspectiva de una
forma de realización alternativa para el elemento tubular.
La figura 21 es una sección de la figura 26.
La figura 22 es una vista en sección longitudinal
de una forma de realización alternativa para el elemento tubular
que tiene una envoltura porosa o lámina de cerámica.
La figura 23 es una vista despiezada, ordenada,
de una forma de realización alternativa para la punta del
filtro.
La figura 24 es una sección a través del
dispositivo montado de la figura 23; y
La figura 25 es una vista en perspectiva de un
componente moldeado por inyección del dispositivo de la figura
23.
El dispositivo de acuerdo con esta invención para
reducir al mínimo la emisión de humo lateral procedente de una
carga de tabaco tal como en un cigarrillo, al mismo tiempo que se
controla la velocidad de combustión libre, tiene muchas
características y ventajas. El dispositivo, que encerrando
esencialmente una carga de tabaco, es propenso a encendido bajo
para proporcionar características de seguridad significativas si
es ajustado accidentalmente con carga encendida o materiales
inflamables. El dispositivo reduce al mínimo la emisión de humo
lateral emitido desde la carga de tabaco debido en parte al aspecto
de control de la velocidad de combustión libre del dispositivo.
Este dispositivo tiene la ventaja sorprendente de proporcionar
control de humo lateral y control de velocidad de combustión libre,
al mismo tiempo que se encierra la carga de tabaco, todavía es
capaz de proporcionar al mismo tiempo todas las características
normales en el fumar un cigarrillo convencional, tal como
apariencia, tacto, sabor y aroma. Los materiales catalíticos
pueden estar incorporados en o revestidos sobre el dispositivo para
promover la combustión adicionalmente de varios gases para evitar
cualquier olor desde el dispositivo a medida que un cigarrillo se
está quemando dentro.
El dispositivo permite también el uso de un
cigarrillo fino no convencional que es considerablemente más fino
que un cigarrillo convencional y puede contener hasta 2/3 menos de
tabaco en la carga de tabaco de ahí, por tanto ahorros de coste del
material y de tabaco significativos en la fabricación de
cigarrillos que deben utilizarse con el dispositivo. Más
particularmente, puede utilizarse un cigarrillo fino o cigarrillo
delgado que no es convencional en el número de caladas reducido e
implicando significativamente 2/3 menos de tabaco. El dispositivo
con el cigarrillo fino no convencional proporciona al fumador
presiones de inhalación normales, cantidades normales de humo
inhalado, aroma normal y sabor y número de caladas normales. El
cigarrillo fino no convencional puede ofrecer todas estas
características juntas si se fuma sin el dispositivo.
Una ventaja esperada que fluya desde el uso de un
cigarrillo fino no convencional para uso en este dispositivo es
que el diámetro más pequeño del cigarrillo fino asegura la
combustión adecuada durante la fase inactiva para evitar la pérdida
de sabor. El dispositivo en el control de la velocidad de
combustión libre asegura que el cigarrillo encendido durante la
fase inactiva retrasa considerablemente la velocidad de avance del
carbón de combustión. En virtud del diámetro más pequeño para el
cigarrillo no convencional más fino, el carbón de combustión se
extiende a través de la cara o la sección transversal del
cigarrillo de diámetro más fino. Esto es bastante diferente de lo
que ocurre con un cigarrillo de tamaño convencional cuando se
controla la velocidad de combustión libre. En un cigarrillo
convencional, debido a la cantidad excesiva de tabaco en la
sección transversal más grande, el carbón se quema hacia dentro de
la porción central del cigarrillo durante la fase inactiva y
permite la condensación de productos para fumar en la porción
exterior del cigarrillo. Esto parecería ser un resultado particular
cuando se utilizan los tipos de la técnica anterior de dispositivos
de control de velocidad de combustión libre. A diferencia de esta
disposición, la disposición de acuerdo con una forma de
realización preferida de esta invención que implica el cigarrillo
fino no convencional, es que el carbón a medida que se extiende a
través de la cara, asegura la combustión adecuada incluso durante
la fase inactiva, de forma que los productos de combustión no se
condensan en la porción exterior del cigarrillo delgado. Cuando el
cigarrillo se coge de nuevo para la siguiente calada, la etapa de
inhalación provoca que el carbón eleve inmediatamente la
temperatura y avance rápidamente a lo largo del cigarrillo fino,
evitando de este modo cualquier pérdida de sabor debido a que el
carbón está inmediatamente por encima de la temperatura al fumar
normal. Existe una característica también de la invención donde el
cigarrillo no convencional fino puede ser más fino que el
cigarrillo delgado normal de aproximadamente 5,5 mm a 6 mm. El
cigarrillo no convencional es una nueva estructura en el mercado
cuando su diámetro es menor de 5,5 mm y particularmente cuando es
menor de 5,2 mm. El cigarrillo fino como se utiliza preferentemente
en el dispositivo es no convencional en términos de número de
caladas y tamaño. El tamaño no es solamente diferente con respecto
al diámetro sino posiblemente la longitudinal también. El
cigarrillo fino como con un cigarrillo convencional, tiene una
envoltura adecuada que es idealmente la forma normal del papel del
cigarrillo que tiene la composición y porosidad normal. El papel
puede incluir también modificadores de velocidad de combustión
comunes para retrasar adicionalmente la velocidad de combustión
libre del cigarrillo tal como los modificadores de velocidad de
combustión descritos en la patente de los Estados Unidos
4.679.575.
Una ventaja significativa adicional que fluye
desde el uso de un cigarrillo fino en el dispositivo es que el
tabaco excesivo en un cigarrillo de tamaño convencional se quema
como humo lateral. Con el control de la velocidad de combustión
libre de este dispositivo, existe un gasto mínimo de tabaco durante
la fase inactiva. En su lugar, lo que se ha gastado en proporcionar
humo lateral, durante la fase inactiva de un cigarrillo
convencional es la emisión de humo principal en la siguiente
bocanada, incrementando de este modo la producción por unidad de
tabaco.
Algunas o todas las características de esta
invención pueden alcanzarse por una o más de las siguientes formas
de realización de la invención, como se describe particularmente
con referencia a los dibujos. En la figura 1, el dispositivo 10
tiene un elemento tubular 12 para encerrar un cigarrillo 14. El
dispositivo 12 se extiende sobre la longitud efectiva de una carga
de tabaco para el cigarrillo. La porción efectiva de la carga de
tabaco del cigarrillo está destinada a incluir la longitud de un
cigarrillo que se fumaría normalmente con el fin de que el fumador
consiga el número normal de caladas (normalmente de ocho a diez)
como por un cigarrillo convencional. El dispositivo 12, de acuerdo
con esta forma de realización particular tiene varias aberturas 16
en su periferia, una de las cuales se muestra en la figura 1. La
abertura 16 es preferentemente una ranura que se extiende
longitudinalmente del dispositivo 10. La abertura de la ranura 16
suministra aire al cigarrillo de combustión para soportar la
combustión donde a lo largo de la longitud de la abertura, está
previsto un componente 18 para efectuar el control de velocidad
libre de combustión mientras se consigue en el mismo dispositivo,
es decir, reduciendo al mínimo simultáneamente la emisión de humo
lateral emitido desde el cigarrillo convencional. De acuerdo con un
cigarrillo convencional, el elemento tubular 12 se ha conectado a
esto o está formado integralmente con ello una porción de punta de
filtro 20 para los fines de filtración de la manera normal de la
emisión de humo principal inhalado desde el cigarrillo
convencional.
Como se muestra en la figura 2, el dispositivo
tubular 12 encierra el cigarrillo 14 que tiene una porción de
barra de tabaco liada 22 y de acuerdo con esta forma de realización
particular, una porción de punta de filtro 24. El dispositivo 12 se
extiende preferentemente desde el extremo distante 26 de la barra
de tabaco 22 al menos hasta la línea de la punta del filtro 28. La
ranura 16 se extiende al menos hasta la porción trasera de la
longitud efectiva de la barra de tabaco 22 para asegurar que el
cigarrillo continúa para quemar al menos el número de caladas
asociadas con un cigarrillo convencional. El cigarrillo puede ser
extinguido después fumando la barra de tabaco próximo a la línea de
punta del filtro 28 o en virtud de la ranura que se termina hacia
delante de la línea del tabaco 28, de forma que aire insuficiente
alcanza la porción extrema de combustión del cigarrillo y se
extiende antes de alcanzar la línea de punta del filtro 28. La
porción de punta del filtro 20 tiene un taladro 30 previsto dentro
para recibir de forma ajustada la punta del filtro 24 del
cigarrillo y soportar así el cigarrillo a medida que se extiende
hacia fuera desde la punta 20. Se aprecia que el cigarrillo 14
puede tener solamente una barra de tabaco envuelta 22 y ningún
filtro. En esta disposición, el extremo de la barra de tabaco sería
insertado dentro y soportado por la punta del filtro 20. El taladro
30 de la punta 20, define un taladro ciego, de manera que el
taladro no se extiende a través de la punta 20. La punta 20 tiene
una porción de cuello reducida 32 para definir una zona lisa 34
sobre la que se desliza el elemento tubular 12 para proporcionar la
unidad montada de la figura 2. El panel de la punta 35 perfecciona
el conjunto donde la porción lisa 34 puede estar sellada para
prevenir que entre el aire en la punta 20 desde el intersticio
entre el cigarrillo y el tubo. Con el borde interior 36 del
elemento tubular 12 que está en contacto con el tope 38 de la punta
20, la unidad montada aparece sin costura y por tanto, se vuelve a
montar un cigarrillo de apariencia convencional de la manera
mostrada en la figura 1.
En virtud de la punta 20 que soporta el
cigarrillo, la porción de barra de tabaco 22 está colocada
substancialmente concéntrica dentro del elemento tubular 12. De
acuerdo con esta forma de realización particular, el elemento
tubular 12, como se muestra en la figura 3 tiene un diámetro
interior definido por la superficie interior 40 que está espaciado
desde la superficie exterior 42 de la periferia del papel del
cigarrillo. Un espacio de este tipo define un anillo o intersticio
44 que se extiende a lo largo de la longitud del dispositivo 10
hasta la conexión del elemento tubular 12 con la punta del
dispositivo 20. El anillo 44 en unión con el componente 18 en la
abertura 16, realiza en combinación los aspectos de control
requeridos para reducir al mínimo la emisión de humo lateral y la
reducción de la velocidad de combustión libre del cigarrillo.
El elemento tubular 12 está formado de un
material impermeable al humo de cigarrillo. Con el fin de mantener
la integridad estructural del elemento tubular 12 durante el proceso
de fumar, el material es no combustible y es capaz de resistir las
temperaturas de un carbón de combustión que retrocede hacia dentro
de lo largo del elemento tubular durante el proceso de fumar. De
manera similar, el componente 18 en las aberturas 16 es no
combustible para asegurar que todos los aspectos del control de la
emisión de humo lateral y el control de la velocidad de combustión
libre se alcanzan mientras se fuma el cigarrillo. El aspecto no
combustible del elemento tubular 12 permite también la reutilización
del dispositivo para fumar un envase de cigarrillos, retirando
solamente el elemento tubular 12 desde la punta 20 y retirando el
cigarrillo 14 desde la punta 20. El dispositivo está preparado
entonces para la reutilización insertando un cigarrillo nuevo 14 en
la punta 20 y remontando el elemento tubular 12 sobre la punta 20.
Se entiende, por supuesto, que todos los cigarrillos en el envase
pueden estar equipados con el dispositivo 10 y descartar solamente
la unidad cuando se haya fumado el cigarrillo.
Como se muestra en la vista ampliada de la figura
3, la ranura 16 define una abertura 46 que tiene el componente 18
previsto dentro para realizar el control de la velocidad de
combustión libre del cigarrillo y reducir al mínimo la emisión de
humo lateral. Dependiendo de la configuración y el tamaño de las
ranuras 16, está previsto un número suficiente a lo largo del
elemento tubular 12 para asegurar con los componentes 18 colocados
que el suficiente aire alcanza la porción efectiva de una barra de
tabaco para mantener la velocidad de combustión libre deseada
proporcionando el número normal de caladas equivalentes a un
cigarrillo convencional. El componente 18 es preferentemente de un
material poroso que es no combustible. El material poroso puede
formarse a partir de fibra de carbono, preferentemente fibra de
carbono activada, fibra de cerámica, fibra de vidrio, fibra de
plástico de alta temperatura, fibra de metal, materiales derivados
de madera sintética de una naturaleza porosa (madera briar) y
similar. Las fibras pueden estar en forma de hebra larga o pueden
esta unidas también o en cierto modo formadas en una estera o
lámina y se vuelven porosas por la realización física de poros
diminutos en el material (es decir, por perforación láser,
lixiviado químico de partículas diminutas solubles desde la estera
o calcinación moderada para eliminar los combustibles del
material).
El material poroso puede estar en forma de una
estera o lámina o puede ser tejido para proporcionar un grado de
porosidad que para el número y tamaño de las ranuras seleccionadas
16, proporcione el control necesario para conseguir la velocidad de
combustión libre deseada del cigarrillo. La colocación del
componente 18 que puede ser el material tejido o no tejido poroso,
estera o lámina de material no combustible puede estar justo en la
ranura 16 como se muestra. Esto puede realizarse por inmersión del
miembro tubular 12 en una suspensión del material fibroso, que es
utilizado para formar la estera. Preferentemente, el material
fibroso es fibra de carbono activada en una suspensión acuosa
opcionalmente en combinación con un aglutinante adecuado y
posiblemente materiales catalíticos. Una vez que se ha secado la
suspensión y se llenan de este modo las ranuras 16, cualquier exceso
es eliminado de la superficie interior 40 del miembro tubular
12.
El material poroso para las ranuras puede ser
hebras largas colocadas dentro de las ranuras en lugar de estar
unidas o tejidas en una lámina. Esta forma de realización
alternativa puesto que se aplicaría a las ranuras que se extienden
longitudinalmente en el miembro tubular se muestra en la figura 4.
El elemento tubular 12 tiene las ranuras que se extienden
longitudinalmente 16 llenadas con un material poroso 18 como en la
forma de realización descrita anteriormente de la figura 1. No
obstante, la diferencia es la composición para el material fibroso
18 como se muestra más detalladamente en la figura 4. En lugar de
una unión, como se describe con respecto a la figura 3, el material
fibroso está en forma de hebras que se extienden longitudinalmente
126 que se extienden a lo largo de la longitud de la ranura 16. Las
hebras de material pueden ser de vidrio, plástico, metal o fibra de
carbono y similares. Preferentemente, las hebras 126 son de una
fibra de carbono activa. Un número suficiente de hebras está situado
dentro de la ranura 16 para definir los espacios o en esencia los
poroso muy largos y estrechos 128 entre las hebras que realizan la
función doble necesaria del control de emisión lateral de humo y
control de la velocidad de combustión libre. Preferentemente, las
hebras son de diámetro similar a un pelo con el fin de incrementar
el número que puede ser proporcionado en las ranuras y al mismo
tiempo incrementar significativamente el área superficial para el
material fibroso para trabajar sobre el control de la emisión de
humo lateral mientras se proporciona una caída de presión
aceptable para simular las presiones de inhalación normales en el
cigarrillo. Las hebras están colocadas a lo largo de la ranura y
pueden estar fijadas en varios intervalos a lo largo de la ranura
para asegurar que las hebras no se desmoronan de la ranura durante
el envasado o uso.
Lo adecuado convencionalmente con respecto al
control de la velocidad de combustión libre es limitar el flujo de
aire al carbón de combustión de un cigarrillo encendido. Limitando
el flujo de aire, se reduce la velocidad de combustión libre del
cigarrillo debido a la que se retrasa la velocidad de combustión.
Aunque este método haya tenido éxito en el control de la velocidad
de combustión, tales dispositivos pueden limitar el flujo de aire
cuando el fumador aspira sobre el cigarrillo.
No obstante, el dispositivo de acuerdo con esta
invención parecería funcionar de una manera convencional para
controlar la velocidad de combustión libre. Aunque la dimensión del
material poroso 18 y/o las ranuras 16 pueda limitar el flujo de
aire, la porosidad y el tamaño del poro puede seleccionarse de
manera que al menos parte de los gases de combustión privados de
oxígeno son retenidos por el elemento tubular 12 en la región del
anillo 44 de la brasa de combustión. Como se muestra en la figura
2, el cigarrillo de combustión tiene una brasa o carbón 21 que
retrocede en el tubo 12 hasta la posición mostrada en puntos. El
cono de ceniza normal 27 está detrás de la brasa de avance 21. Los
gases de aire caliente están situados en el anillo o intersticio
44 creado por la brasa de combustión tal como se indica en 23 y 25
anteriormente, por debajo y alrededor del cigarrillo. Se cree que
al menos parte, si no substancialmente todos o la mayoría de los
gases calientes retenidos en las regiones 23 y 25 alrededor de la
brasa de combustión 21, debido a la porosidad seleccionada de las
aberturas 16 y/o al material poroso 18. En el control de la emisión
de humo lateral, la porosidad y la dimensión del poro se selecciona
para retener preferentemente una porción principal, si no
substancialmente todos los gases calientes y crear, así, en la
región de la brasa 21 un gas desprovisto de oxígeno. La porosidad
del elemento tubular 12 no solamente limita el flujo de aire, sino
que además se cree que contiene gases de combustión privados de
oxígeno caliente e impide así la brasa de combustión y reduce la
velocidad de combustión y por tanto, retrasa la velocidad de
combustión libre del cigarrillo. La porosidad del material se
selecciona para asegurar que el flujo de aire dentro del tubo
durante la fase inactiva del cigarrillo es mínima. Esta acción
mantiene el nivel de gases privados de oxígeno en la región del
carbón de combustión y mantiene así la velocidad de combustión
libre del cigarrillo a la velocidad de combustión mínima deseada.
Cuando un fumador aspira sobre el dispositivo, el aire es aspirado
a través de las aberturas y/o material poroso en el elemento
tubular así como a través del extremo de abertura para suministrar
el aire necesario para mantener la combustión durante la fase de
calada. Una vez que el fumador interrumpe la aspiración sobre el
cigarrillo, los gases de combustión privados de oxígeno contenido
en la región de la brasa de combustión retrasan inmediatamente la
velocidad de combustión y, por tanto, reducen la velocidad de
combustión libre. Con esta directriz, se aprecia que la dimensión
del poro en el tubo puede variar dependiendo del número de
factores que incluyen el tipo de propiedades físicas del material
del tubo, composición y tipo de aberturas del poro. Se ha
demostrado sobre una base repetida que cierto ensayo puede ser
necesario en la selección de las varias dimensiones del poro que
proporcionan la porosidad del tubo necesaria para controlar la
velocidad de combustión libre y la emisión de humo
\hbox{lateral.}
Este método para controlar la velocidad de
combustión libre es bastante diferente de muchos de los
dispositivos de la técnica anterior que están enfocados
principalmente en el control del flujo de aire respecto a la brasa
de combustión. El dispositivo, de acuerdo con esta invención retiene
los gases calientes creados en la región de la brasa de combustión
proporcionando una región ampliada en el anillo para contener el
volumen más grande de los gases calientes comparado con el volumen
más pequeño del aire nuevo necesario para soportar la combustión.
Proporcionando un anillo de espacio abierto o lleno con material
poroso, como se describirá con respecto a la figura 5, están
previstos volúmenes mínimos pero suficientes de aire para soportar
y mantener la combustión mínima durante la combustión libre y el
inicio de la calada sobre el cigarrillo. Puesto que la calada
sobre el cigarrillo continúa, se aspira aire adicional a través de
las aberturas del elemento tubular y también a través del extremo
abierto del elemento tubular.
El material poroso tiene capacidad también para
adsorber y absorber los varios componentes en partículas y aerosol
de la emisión de humo lateral y capturar dicho material de manera
que en el caso de que el dispositivo sea reutilizado, las
partículas de humo capturadas no son liberadas para afectar al
aroma y sabor de un nuevo cigarrillo sustituido que debe fumarse.
El material de carbono preferido para el material poroso es
vendido comúnmente en forma de una estera o lámina que puede ser
enmarañado o tejido y facilitar así su aplicación a las ranuras 16
en el dispositivo 12. El material de la fibra de carbono puede
cubrir la totalidad del interior del tubo o cubrir solo las
ranuras. Alternativamente, las hebras largadas de fibras de carbono
pueden estar colocadas en y a lo largo de las ranuras 16 de una
manera que se describe con respecto a la figura 4.
Se aprecia que las aberturas formadas en el
elemento tubular de la forma de realización de la figura 1 puede
formarse dentro por corte con láser, corte con sierra de alta
velocidad, estampación, punción, penetración y similar. El
componente poroso 18 puede aplicarse a las aberturas por la
inmersión del elemento tubular en una suspensión de material
fibroso para formar una estera fibrosa porosa en las aberturas.
Cuando la suspensión se seca dentro del elemento tubular, puede
eliminarse el material fibroso en exceso dentro del elemento
tubular. Hay que entender también que el material fibroso puede ser
colocado de forma exacta en la ranura 16 y calentarse con un haz
láser bastante similar a la forma en la que se alcanza impresión
con láser sobre el papel.
El elemento tubular 12 está formado de un
material no combustible que puede ser preferentemente una
cerámica, un plástico a alta temperatura, papel tratado o papel de
porcelana, materiales derivados de madera porosa sintética o lámina
enrollada y fijada para formar el tamaño deseado para el elemento
tubular. El interior puede estar revestido con partículas
catalíticas o catalizar la oxidación de gases que contienen
carbono y nitrógeno eliminados de la combustión primaria del tabaco.
Preferentemente, el exterior del elemento tubular 12 es blanco
para que se parezca al papel del cigarrillo o cuando se utiliza
sobre un cigarro, es un color tostado para que se parezca a la
envoltura del cigarro. Alternativamente, el miembro tubular podría
estar liado en un papel de cigarrillo de porosidad suficiente. La
punta 20 puede ser un elemento de filtro construido normalmente de
un cigarrillo convencional con suficiente integridad estructural
para mantener el taladro 30 aquí para recibir la porción de punta
24 del cigarrillo 14. La porción de punta 20 puede estar liada en
un papel adecuado o material similar de manera que la unidad
montada de la figura 1 se parece a un cigarrillo convencional. Se
apreciará que la porción en punta 20, cuando se utiliza con un
cigarro, puede formarse para que se parezca a la punta convencional
de un cigarro o a la boquilla convencional utilizada normalmente
con cigarros.
La forma de realización adicional de la
invención, como se muestra en la figura 5 demuestra una
disposición alternativa del elemento tubular 48 del dispositivo 10.
El elemento tubular 48 encierra un cigarrillo 50 y tiene una punta
adecuada 52. El elemento tubular 48 está formado a partir de un
espesor substancial de material flexible poroso no combustible. El
espesor del material poroso es considerablemente más grueso que el
espesor del material poroso utilizado en el componente 18 de la
forma de realización de la figura 1. El material poroso puede ser
de la misma formación que el material del componente 18. Puede ser
una lámina o una estera, con poros formados dentro o una fibra de
carbono configurada en forma de estera o tejida, preferentemente,
fibra de carbono activa, fibra de vidrio, fibra de cerámica, fibra
de plástico de alta temperatura, fibra de metal y similar y puede
incluir opcionalmente partículas catalíticas para mejorar la
combustión continuada de gas a partir del tabaco en combustión. El
componente tubular tiene el material poroso 54 que se extienden la
longitud del elemento tubular 48 hasta la línea 56 de la punta del
filtro de la punta 52. El material poroso, como con la forma de
realización de la figura 1, se extiende a lo largo del elemento
tubular para la longitud efectiva de la barra de tabaco sea fumada
para simular las mismas condiciones que cuando se fuma un
cigarrillo convencional. La punta 52 está construida de una manera
similar a la punta 20 de la figura 1. La punta 52 tiene una porción
reducida 58 que define una parte lisa 60 con un tope u obturador
62. El elemento tubular 48 tiene una porción extrema 64 y está
dimensionado para hacer tope con la parte lisa 60. El papel de la
punta 65 es utilizado de una manera convencional para completar el
montaje del elemento tubular 48 a la a punta 52. El cigarrillo 50
se ajusta dentro del taladro 66 de una manera descrita con respecto
a la figura 2. El cigarrillo 50 está soportado entonces por la
punta 52, donde un soporte de este tipo se mejora por el elemento
tubular 48 que contacta o se acopla con la periferia del
cigarrillo. Este aspecto permite también la fabricación de un
cigarrillo que no tiene todas las características de un cigarrillo
convencional, tales como firmeza, resistencia, desmoronamiento en
el extremo y similar. Lo mismo se aplica al dispositivo de la
figura 2, puesto que el cigarrillo está alojado en el elemento
tubular y está protegido de este modo y no está sujeto a aspiración
constante para eliminar la ceniza como sería el caso si el
cigarrillo fuera fumado separado del dispositivo. Se entiende
también que el elemento tubular de la figura 2 puede tener
nervaduras internas para soportar el cigarrillo de forma
concéntrica en el tubo. El dispositivo de esta invención permite el
uso de un cigarrillo que puede formarse de una manera bastante no
convencional. Pueden evitarse un número de procesos de producción
estándar, tales como el uso de tabaco expandido, de tallo
desmenuzado o mejorado y similar que fueron necesarios para
proporcionar la firmeza y la apariencia del cigarrillo deseadas.
Adicionalmente, puede formarse un cigarrillo fino con menos tabaco
en total y se requiere de este modo tabaco de calidad
considerablemente menor.
Como se muestra en la figura 5, el elemento
tubular 48 tiene un diámetro interno definido por la superficie
inferior 68 que es esencialmente la misma que el diámetro externo de
la periferia 70 del cigarrillo 50. El elemento tubular 48 está
deslizado entonces sobre el cigarrillo 50 cuando la periferia del
cigarrillo está esencialmente en contacto con la superficie
interior del elemento tubular 48. El elemento tubular 48, que está
fabricado de material no combustible, retiene su integridad
estructural a medida que se fuma el cigarrillo y retrocede dentro
del elemento tubular. El elemento tubular 48 reduce al mínimo
simultáneamente la emisión de humo lateral desde el cigarrillo en
combustión así como controla la velocidad de combustión libre del
cigarrillo. Tal retención de la emisión de humo lateral en el tubo
se consigue por el material poroso que absorbe y captura las
partículas de humo y los aerosoles de la emisión de humo lateral.
Adicionalmente, si se incrustan las partículas catalíticas en el
material tubular poroso, los constituyentes que provocan el olor
de los aerosoles pueden ser oxidados en constituyente sin olor o
constituyentes de olor agradable.
El material poroso es de una estructura en forma
de una estera o lámina o similar que es capaz de captura tales
partículas y el aerosol y retenerlas de manera que no sean
liberadas mientras se fuma un nuevo cigarrillo en el dispositivo en
el caso de que el dispositivo sea reutilizable. Adicionalmente, la
porosidad del material poroso es seleccionada para controlar el
flujo de aire y retener los gases de combustión en caliente en la
región de la brasa del cigarrillo en combustión para conseguir la
reducción deseada a la velocidad de combustión libre, de forma que
el humo del cigarrillo simula el número de caladas asociado con el
humo de un cigarrillo convencional.
El elemento tubular 48 puede estar formado a
partir de una sola lámina o estera. Alternativamente, el elemento
tubular 48 puede estar formado por la formación en capas de varias
láminas o esteras finas del material poroso para formar el espesor
deseado para el elemento tubular. El elemento tubular puede incluir
un revestimiento exterior o envuelta de forma que el exterior del
elemento tubular se parezca en color a un cigarrillo o cigarro. Se
aprecia que tal revestimiento o envoltura debe ser porosa hasta el
punto de que no interfiera de forma apreciable con el control que
proporciona esta porosidad del elemento tubular 48, alcanzando la
velocidad de combustión libre deseada y el control de la emisión de
humo lateral. Otros tipos de cubiertas exteriores se describen con
respecto a las figuras 12 y 13.
El elemento tubular 12 de la forma de realización
de la figura 6 tiene aberturas para controlar la velocidad de
combustión libre y la reducción de humo lateral. Mediante la
selección de un tamaño de abertura adecuado, tal como anchura de la
ranura 16 y proporcionando un anillo de tamaño adecuado 44, puede
conseguirse el grado aceptable del control de la emisión de humo
lateral y el control de la velocidad de combustión libre. El grado
de la reducción de la emisión de humo lateral no es completo en
comparación con el dispositivo con el componente 18 en o las
ranuras 16. El tamaño de la ranura es más pequeño que la ranura 16
de la figura 1 para controlar la velocidad del flujo de aire en el
anillo 44. Se apreciará que las aberturas previstas en el tubo
pueden ser también poros que son preferentemente circulares. Las
aberturas están formadas preferentemente en el tubo para
proporcionar el tamaño de abertura necesario reducido para
conseguir el control de la velocidad de combustión libre. Las
aberturas pueden estar formadas en el tubo por perforación con
láser o similar, donde se entiende que el tamaño de la abertura
puede permitir que pase cierta emisión de humo lateral, pero las
aberturas proporcionarán todavía una reducción muy substancial en
la emisión de humo lateral liberado. La figura 6 demuestra también
la fijación permanente de la punta 20 al dispositivo tubular 12.
La punta 20 puede incluir un componente similar a un filtro anular
72 que tiene un taladro 74 dentro para recibir la porción de filtro
76 del cigarrillo 78. El componente anular 72 está fijado entonces
al miembro tubular 12 por una envoltura de la punta adecuada 80 que
ofrece así la apariencia de un cigarrillo acabado y conecta
permanentemente la punta 20 al miembro tubular 12.
La figura 7 muestra una vista despiezada,
ordenada, del dispositivo de la figura 1 donde la punta 20 puede
ser retirada del miembro tubular 12 para exponer el cigarrillo 14 y
permitir la retirada de su porción de filtro desde la punta 20. Un
nuevo cigarrillo tiene su porción de filtro 24 o solo su porción de
barra de tabaco insertada después en la punta 20 y la unidad así
montada de nuevo deslizando el miembro tubular 12 sobre la porción
de la parte lisa 32.
La figura 8 muestra una disposición alternativa
para el dispositivo 10 donde fijado al miembro tubular 12 está una
boquilla 82. La boquilla 82 puede recibir en la porción del cuerpo
84, la punta de la carga de tabaco y presentar también una porción
lisa sobre la que se desliza el miembro tubular 12. La punta 82
tiene la porción estrechada convencional 86 para producir una
sensación agradable en la boca del fumador.
La punta 20 puede parecerse a un filtro de
cigarrillo del tipo de acetato de celulosa normal que tiene un
tapón de filtro 72 como se muestra en la figura 9. La porción lisa
34 puede tener su extremo anular 86 insertado en el tubo 12 para
prevenir la aspiración dentro de la punta 20 del aire desde el
anillo definido entre la periferia del cigarrillo 14 y el interior
40 del tubo 12. Se entiende también que puede ser deseable aspirar
una cantidad de aire controlada dentro de la punta 20 que puede
alcanzarse con agujeros de ventilación convencionales o técnicas
de ventilación utilizadas en l apunta del filtro 20. La punta 20
tiene un receso o taladro 73 en el saliente 34 definido por el
extremo 86. El extremo de la barra de tabaco 75 está insertado
dentro del taladro 73 para fijar la barra de tabaco 22 en la punta
del espiral 20 para formar un componente de cigarrillo. El tubo 12
está montado entonces sobre la parte lisa 34 para completar el
dispositivo para fumar 10. El dispositivo puede ser desmontado de
forma correspondiente para permitir la inserción de una nueva
barra 22 para fumar.
Las mejoras adicionales a la estructura incluyen
proporcionar en el extremo abierto 85 del miembro tubular 12, un
anillo 88, como se muestra en las figuras 10 y 11. El anillo puede
tener una abertura 90 que es aproximadamente del mismo tamaño que
un diámetro del extremo distante del cigarrillo 26. El anillo 88,
de acuerdo con una forma de realización de la invención, es útil en
la retención de cenizas en el tubo 12 a medida que se fuma el
cigarrillo. El extremo del cigarrillo 87 puede estar localizado
ligeramente hacia dentro del anillo 88 para facilitar el encendido
del cigarrillo en el dispositivo montado.
Otras variaciones con respecto al dispositivo de
control de velocidad de combustión libre en combinación con una
carcasa exterior se muestran en las figuras 12 y 13. En la figura
12, el miembro tubular 12 tiene una carcasa exterior 92. La carcasa
92 tiene una pluralidad de aberturas 94 previstas dentro. Estas
aberturas están en número y tamaño suficiente para permitir el flujo
libre de aire a través de las mismas para suministrar una cantidad
de aire normalmente en exceso de lo que es requerido para el
cigarrillo de combustión. Con el fin de controlar este flujo de
aire y conseguir la reducción al mínimo de la emisión de humo
lateral simultánea y el control de la velocidad e combustión libre,
está prevista una capa tubular final 96 de material poroso. La
capa puede estar colocada sobre la superficie interior del tubo
poroso 92 y opcionalmente fijarse a ella. La capa 96 de material
poroso tiene una porosidad que consigue el control de flujo del
aire deseado y la retención del gas de combustión caliente.
Adicionalmente, el material poroso es capaz de absorber y capturar
el humo. Como con las otras formas de realización, cuando el
dispositivo 10 está diseñado para ser reutilizado, el material
poroso 96 retiene el humo capturado y no lo libera hasta después
del encendido y de fumar un nuevo cigarrillo. Alternativamente, el
material poroso 96 puede estar en forma de un tubo sustituible que
es insertado en el elemento tubular 12.
Con la forma de realización de la figura 13, está
prevista una capa interior considerablemente más gruesa 98 del
material poroso. El espesor de esta capa puede corresponder con el
espesor del miembro tubular 48 de la figura 5. La carcasa exterior
100 puede ser un revestimiento exterior muy poroso de papel de alta
porosidad, fibra de cerámica, plástico de alta temperatura y
similar. Como se demuestra, la envoltura exterior 100 tiene una
porosidad como se indica por las aberturas 102 que son en número y
tamaño suficientes para no interferir con el funcionamiento del
miembro poroso tubular 98. El miembro tubular interior 98 se pone
en contacto con la periferia exterior del cigarrillo 14 de la misma
manera que la descrita con respecto a la forma de realización de
la figura 5. Esto contrasta con la forma de realización de la
figura 12, donde el miembro tubular poroso 96 está espaciado de la
periferia del cigarrillo 14 para definir un anillo 104 que es
similar al a forma de realización descrita con respecto de la figura
2. La función del miembro tubular 98 es igual a la descrita con
respecto a la forma de realización de la figura 2. El carbón de
combustión con porción de ceniza avanza hacia dentro del tubo. El
material poroso 98 controla el flujo de aire y contiene también la
porción principal preferida de gases de combustión privados de
oxígeno caliente en la región del carbón de combustión para
conseguir el control deseado de la velocidad de combustión
libre.
Con la forma de realización de la figura 12, 13 y
15, el cigarrillo 14 tiene su punta del filtro 24 que se extiende
a través de la punta 20. La punta 20 puede tener una punta del
filtro 24 que recibe la porción 95 que es opcionalmente porosa
puesto que no es necesario realizar una función de filtración. La
porción de recepción 95 está fijada al tubo 12 por el papel de
punta 97.
Como se muestra en la figura 14, está prevista
una forma de realización alternativa para el miembro tubular 12.
El miembro tubular 12 está formado a partir de una envoltura en
espiral 106 de material no combustible. El material intermedio está
previsto sobre el interior de 108 de la envoltura en espiral para
llenar el espacio en espiral 110 con un componente par control la
velocidad de combustión libre. En una forma de realización, como
se muestra en la figura 15, la envoltura en espiral 106 puede
haberse fijado sobre su interior a un miembro tubular 112 de
material poroso. El miembro tubular 112 puede funcionar de la misma
manera que los dispositivos descritos con respecto a las figuras 12
y 13, donde está previsto un intersticio anular 114 entre el
miembro tubular 112 y la periferia del cigarrillo 14.
Alternativamente, como se muestra en la figura 16, la envoltura 106
puede haberse fijado a su superficie interior 108 una envoltura 116
de material poroso y que funciona de la misma manera que el
material poroso para el miembro tubular 112. La envoltura 106
puede estar formada de cualquier material no combustible,
preferentemente fibra de cerámica. El miembro tubular 108 o la
envoltura interior 116 es también de un material no combustible que
es poroso y está formado preferentemente de fibra de carbono
activa.
La forma de realización de la figura 17 puede
tener un elemento tubular 12 de cualquiera de las construcciones
identificadas anteriormente y sobre su superficie, puede estar
previsto un indicador de temperatura 118. El indicador de
temperatura puede constar de células individuales 120 que cambian
de color, dependiendo de su temperatura. A medida que se quema el
carbón de combustión del cigarrillo hacia dentro del elemento
tubular 12, la temperatura en esta región cambia el color de las
células individuales 120, por tanto, el fumador puede seguir
visualmente el movimiento del carbón hacia dentro del elemento 12 y
el dispositivo 10 deja de aspirar humo cuando la última célula 120A
indica que el carbón de combustión está casi en el filtro. El
indicador de temperatura facilita en gran medida el uso del
dispositivo 10 y evita al fumador realizar una calada en un
cigarrillo que ha extinguido en el elemento tubular 12, en virtud
de haber encontrado su porción de filtro. Se entiende también que
sobre un dispositivo de uso individual, el elemento tubular 12
puede estar envuelto en papel de cigarrillo poroso. A medida que se
quema el carbón del cigarrillo hacia dentro del elemento tubular
12, el papel del cigarrillo se volverá ligeramente incoloro,
indicando así la posición del carbón de combustión dentro del
elemento tubular 12. Alternativamente, el elemento tubular 12
puede ser de un material no combustible que cambia el color a medida
que el carbón de combustión se mueve hacia dentro. Se entiende que
el adhesivo utilizado en la terminación de la costura para la
cobertura del dispositivo 10 puede ser de material sensible al
calor. El material cambia entonces el color a medida que el carbón
de combustión se mueve hacia dentro del elemento tubular 12. La
envoltura puede formarse de un material resistente al calor no
combustible, tal como fibra de cerámica, de forma el dispositivo
puede ser reutilizado. El material para el encolado del mismo puede
ser de una composición que es capaz de cambiar repetidamente de
color a medida que el carbón de combustión se mueve hacia dentro
del elemento tubular 12.
Con el fin de alcanzar un encaje único de la
punta del cigarrillo con la boquilla, puede proporcionarse una
configuración de punta de cigarrillo coincidente y el interior de
la boquilla, como se muestra en la figura 18. Un cigarrillo 14
tiene su porción de punta 24 formada con un receso que se extiende
longitudinalmente 122. La porción de la punta de la boquilla 20
tiene un retén 124 que se extiende longitudinalmente hacia dentro
del taladro 30. La configuración del receso 122 es tal para formar
un ajuste coincidente con el retén 124, y asegurar así que
solamente los cigarrillos diseñados para uso con su boquilla 20
pueden utilizarse en el dispositivo. Un diseño de este tipo puede
estar basado para asegurar, por ejemplo, que se utiliza la
longitud correcta del cigarrillo con el tamaño de filtro correcto
en la punta 20 o que se utiliza la marca de cigarrillo correcta en
el dispositivo.
Otra forma de realización alternativa para el
miembro tubular 12 se muestra en la figura 19 donde se muestra una
trayectoria tortuosa para el flujo de aire en el miembro tubular y
para la emisión de humo lateral hacia el exterior del miembro
tubular. Un cigarrillo 14 está rodeado por tres tubos concéntricos.
Los primeros dos tubos interiores 130 y 132 tienen ranuras
longitudinales definidas dentro similares a la del miembro tubular
12 que es el tubo exterior. El tubo interior 130 tiene sus ranuras
134 desviadas de las ranuras 136 del miembro tubular adyacente 132.
Está previsto un espacio anular 138 entre la periferia del
cigarrillo en el interior del miembro tubular 130. Un espacio fino
140 está previsto entre los miembros tubulares 130 y 132 y también
está previsto un espacio fino 142 entre el miembro tubular 132 y el
miembro tubular 12. Tal espacio estrecho entre los miembros
tubulares proporciona un grado de comunicación controlado entre
las aberturas en los tubos respectivos en la formación de las
trayectorias de flujo tortuosas. El miembro tubular 12 se ha
colocado dentro de la configuración en forma de estera normal, la
fibra tejida o la fibra trenzada para proporcionar el control de la
velocidad de combustión libre y el control de la emisión de humo
lateral. La emisión de humo lateral a medida que emana desde el
cigarrillo en combustión 14 se desplaza hacia fuera a través de las
ranuras 134 y después sigue una trayectoria tortuosa entre los
miembros tubulares 130 y 132 para desplazarse fuera a través de las
aberturas 136 que no coinciden con las aberturas 134 y de nuevo a
través del espacio entre los miembros tubulares 132 y 12 para
encontrar el material poroso 18 en la ranura exterior 16 del
miembro tubular 12. Proporcionando esta trayectoria tortuosa fina
de flujo para la emisión de humo lateral, tiene lugar un efecto de
filtración mejorado junto con la refrigeración adicional, de
manera que el exterior del miembro tubular 12 es cómodo para el
tacto y al mismo tiempo reduce el olor en la periferia del
cigarrillo.
Una forma de realización alternativa para las
aberturas del miembro tubular 12 se muestra en las figuras 20 y
21. El miembro tubular 12 tiene las aberturas 143 formadas dentro
de una manera especial para mejorar el control de la emisión de
humo lateral mientras se proporciona todavía el control de la
velocidad de combustión libre necesario. Esto se consigue, como se
muestra en la sección de la figura 21, donde las aberturas 143
están fabricadas en la pared tubular por ejemplo, por la punción o
penetración del miembro tubular 12 para proporcionar rebabas o
proyecciones 144 de material fibroso que se proyectan hacia dentro
del diámetro interior 146 del dispositivo tubular 12. El miembro
tubular 12 es normalmente de un tipo de material fibroso, de
manera que las rebabas 144 proyectan las fibras 145 hacia dentro
del tubo para mejorar adicionalmente la filtración y el tratamiento
de la emisión de humo lateral que intenta fluir hacia fuera a
través de las aberturas 143.
Como se muestra en la figura 21, las rebabas 144
realizan una característica de localización en la colocación del
cigarrillo 14 en el centro dentro del miembro tubular 12 para
definir el intersticio 44. Tal colocación del cigarrillo dentro del
miembro tubular por las rebabas 144 mejora adicionalmente la
característica de tratamiento de la emisión de humo lateral de las
rebabas, puesto que el humo necesita fluir a través de las fibras
145 de las rebabas antes de que cualquiera de los productos
vaporosos puedan ser emitidos a través de las aberturas 143. Se ha
encontrado, de una manera sorprendente, que mediante el uso de
este tipo de formación de abertura en el miembro tubular 12, la
sensación de humo del elemento no solamente está muy parecido a
éste o igual a medida que se fuma un cigarrillo normal, sino que el
olor alrededor de la periferia del cigarrillo es normal y no emite
un olor desagradable.
La figura 22 muestra todavía otra forma de
realización alternativa para el miembro tubular 12, donde el
miembro tubular puede ser más fino o aproximadamente del mismo
espesor que los otros miembros tubulares de la figura 20. El
espesor es indicado por el extremo 148 del miembro tubular. El
miembro tubular 12 está espaciado desde el cigarrillo 14 por el
intersticio anular 150. El miembro tubular fino está formado de
láminas solapadas de material fibroso de cerámica que ha sido
acondicionado o calcinado moderadamente en un horno para eliminar
por combustión la mayoría del material aglutinante de las fibras de
cerámica. La lámina es entonces porosa debido a la eliminación por
combustión del aglutinante desde la lámina, está prevista una masa
de huecos de intercomunicación para formar la lámina porosa. La
lámina muy porosa estar formada en un tubo envolviendo la lámina
varias veces sobre sí misma. El resultado final es un miembro
tubular de poros muy pequeños que pueden permitir el escape de
volátiles no visibles pero al mismo tiempo realiza el control de
la emisión de humo lateral y el control de la velocidad de
combustión libre para el cigarrillo de combustión 14. Por la
selección de una relación adecuada para las fibras de cerámica
respecto a aglutinantes utilizados en la fabricación de la lámina
de base, el calentamiento de este material puede producir la
porosidad deseada por la calcinación controlada del tubo formado que
elimina una cantidad deseada de los aglutinantes orgánicos tales
como celulosa. La lámina es envuelta sobre sí misma para formar el
miembro tubular 12 que es calcinado entonces para formar matrices de
poros en comunicación en el miembro tubular proporcionando la
porosidad y dimensión del poro requerida para controlar la emisión
de humo lateral y la velocidad de combustión libre.
La figura 22 muestra también una disposición
especial para el cigarrillo 14 en el tubo 12. El extremo 26 del
cigarrillo puede estar espaciado hacia dentro del extremo 148 del
tubo. Se ha encontrado que el cigarrillo 14 puede encenderse
aspirando los gases calientes de la llama 151 del encendedor 153
dentro del tubo donde el extremo del cigarrillo 26 está colocado
bien dentro del tubo 12. Por ejemplo, el extremo 26 puede estar
colocado por encima de la mitad de la longitud del cigarrillo fuera
del extremo del tubo 148. El posicionamiento ranurado del extremo
del cigarrillo reduce la cantidad de emisión de humo lateral que
podría liberarse después de encender el cigarrillo en el
dispositivo 10.
Se han descrito varias estructuras para la
porción de punta del filtro o la porción de boquilla del
dispositivo 10. Una construcción alternativa para la punta del
filtro se muestra en las figuras 23 y 24, donde la punta del
filtro 20 comprende un manguito 160 que puede ser cilíndrico para
proporcionar un saliente cilíndrico 162. El elemento tubular
cilíndrico 12 es ajustado por fricción sobre el saliente del
manguito 162 en virtud de su superficie interior 164 que es
aproximadamente del mismo diámetro que el saliente 162. El
manguito tiene una pestaña anular 166 que define un tope contra el
cual hace tope el extremo 168 del tubo. El papel de la punta del
filtro 170 rodea un inserto fino 172 rodea el inserto 172 que
resiste el aplastamiento de esta área del filtro para asegurar que
este espacio 190 se mantiene. El panel de la punta 170 y el
manguito 172 pueden adherirse al elemento tubular para completar el
montaje de la punta del filtro sobre el tubo. Alternativamente, el
elemento tubular puede separarse del filtro para facilitar la
inserción de un nuevo cigarrillo. Cuando se desee proporcionar un
grado de ventilación en la emisión de humo principal del
cigarrillo, los agujeros de ventilación pueden estar previstos en el
inserto 172 de una manera normal.
El manguito 160 tiene un taladro 174 formado
dentro que recibe de forma encajada elásticamente sobre una base
de ajuste de fricción, una porción extrema 176 de la carga del
tabaco 22. El ajuste por fricción de la carga de tabaco tubular en
el manguito 160 soporta la carga de tabaco y lo coloca dentro del
elemento tubular 12. El manguito 160 puede haberse formado
integralmente con ello o conectarse a esto, cuya estructura de
soporte porosa tubular 178 puede ser engranada con alambre. La
estructura tubular porosa 178 soporta el material de microfibra
180. El material de microfibra puede estar formado de acuerdo con
el proceso descrito en la patente Canadiense del solicitante
1.057.924; patente de los Estados Unidos 3.882.877 y la solicitud
internacional publicada WO 90/09741. Estas referencias describen el
uso de tal material de microfibras en los filtros de cigarrillos.
El material de microfibras es muy eficiente en la filtración del
humo del tabaco al mismo tiempo que proporciona una caída de
presión muy baja a medida que fluye el humo a través del filtro.
El humo entra en el filtro tubular 20 a través de la abertura
central 182 en la dirección de la flecha 184. El humo se desplaza
radialmente a través del primer filtro tubular 180, como se indica
por las flechas 186. Se aprecia que a medida que el filtro elimina
las partículas del humo del cigarrillo, el humo se desplaza
radialmente hacia abajo del filtro tubular 186, de manera que la
eficiencia el material de filtración no se ve comprometida.
Opcionalmente, rodeando el material de microfibras 180 está un
segundo filtro tubular 188 que es de un segundo material de
filtración. Preferentemente, el segundo tubo 188 es concéntrico
con y solapa el primer filtro tubular 180. Preferentemente, el
segundo filtro tubular está fabricado de carbono y especialmente
de carbono activado para eliminar las partículas de la emisión de
humo así como para modificar el aroma del humo del cigarrillo. El
segundo filtro tubular 188 está colocado en el espacio anular
definido entre el primer filtro 180 y el inserto de plástico 172.
Con el segundo filtro tubular colocado, se define un espacio
anular 190 entre el segundo filtro y el papel de punta. El humo
fluye en la dirección continuada de la flecha 186 a lo largo del
anillo 190 y alrededor de un tope 192 que tiene una serie anular
de aberturas 194 que permite que el humo fluya dentro de una cámara
196. La cámara distribuye el humo a través de la cara interior 198
del tapón del filtro 200 para distribuir el humo para fluir en una
dirección de las flechas 202 a través del tapón del filtro 200. El
tope 192 en esta forma de realización cierra la porción extrema
204 del primer tubo del filtro 180 para asegurar que el humo es
forzado a fluir a través del material del filtro de microfibras
cuando alguien aspira en el dispositivo del cigarrillo. Esta
construcción para la punta del filtro es particularmente
beneficiosa para dirigir el flujo de emisión de humo principal
desde el cigarrillo fino 14 a través de la disposición de múltiples
filtros de componentes para asegurar la filtración adecuada y
proporcionar una emisión de humo principal en la punta del filtro
que es agradable para el fumador y proporciona el aroma, sabor y
caída de presión normales esperados.
Con referencia a la figura 25, se muestra una
forma de realización preferida en la construcción de la punta del
filtro de la figura 23. En la figura 25, el dispositivo para
soportar el primer material del filtro tubular que puede ser un
material de microfibras es un elemento moldeado por inyección 206.
El elemento tiene el manguito 160 con el saliente exterior definido
162, el tope 166 y el taladro interior 174. El soporte 178 para el
primer material del filtro tiene una pluralidad de muescas 208 que
se extienden a lo largo de su longitud para permitir que el humo
del cigarrillo que pasa a través de la abertura 182 en el soporte
tubular para pase radialmente a través de las muescas 208. Como se
indica, el tope 192 incluye una porción plana 210 que bloquea la
región extrema del soporte tubular 178 por el primer material de
filtro. Adicionalmente, el tope 192 incluye botones 214 que
proporcionan un espaciador para colocar el tapón del filtro 200 de
la figura 24 desde la cara interior 216 del tope para proporcionar
la cámara 196, como se describe con respecto a la figura 24. Como
se muestra en la figura 25, los botones 214 están situados
alrededor de la periferia del tope 192. Adicionalmente, se muestra
el espacio de la abertura 194 entre los soportes del botón 212 a
través del cual fluye el humo del tabaco en la cámara de llenado
196.
Como se indica previamente, la carga del tabaco
puede adoptar la forma de una barra de tabaco formada en una malla
porosa y vendida bajo la marca "Custom Cut", por Rothmans,
Benson & Hedges Inc. Una barra de tabaco de este tipo, si se
funda sobre sí misma, sería muy porosa para permitir el poder
fumar. Se entiende que el miembro tubular 12 puede estar adaptado
para reducir la porosidad de la malla que sujeta la barra de
tabaco para hacer que pueda fumarse. Esto puede alcanzarse
proporcionando dentro del miembro tubular 12, una funda interior en
la que se desliza la barra de tabaco o para adaptar la forma de
realización de la figura 5 o 13, para encerrar y poner en contacto
la periferia de la barra de tabaco para proporcionar la reducción
necesaria en la porosidad, de manera que pueda fumarse la barra de
tabaco. Otras variaciones para un producto que no se puede fumar
normalmente, incluyen modificar el filtro del cigarrillo 24 de la
figura 2, de tal manera que el papel de la envoltura del filtro o
exterior es demasiado poroso para realizar cualquier absorción
sobre la carga de tabaco encendido. No obstante, cuando se inserta
la punta del filtro poroso 24 del cigarrillo 14 en la punta 20, el
interior del taladro en la punta 20, por ejemplo, de la figura 12,
sella el exterior del filtro poroso, de manera que el cigarrillo se
puede fumar. Otra alternativa es colocar una barra de tabaco
liada, no filtrada, fuerte que es demasiado fuerte para fumar
normalmente, en la punta 20 para proporcionar el aroma y el sabor
del humo filtrado deseado.
El dispositivo que rodea el cigarrillo o cigarro,
proporciona una característica de seguridad significativa si el
dispositivo se colocara hacia abajo accidentalmente sobre un
material inflamable. El miembro tubular no combustible contiene el
carbón de combustión del cigarrillo y previene el contacto directo
del carbón de combustión con el material potencialmente inflamable.
Esta disposición reduce en gran medida los casos de incendios
accidentales provocados por un cigarrillo en combustión.
Adicionalmente, el elemento tubular, o bien en virtud del anillo o
su espesor, proporciona un perímetro que aunque calienta para
tocar, no está a una temperatura que quemaría a un fumador. Aunque
el elemento tubular puede estar caliente durante el proceso de
fumar, no estaría tan caliente como para quemar al usuario. El
elemento tubular termina preferentemente con el extremo de la barra
de tabaco y puede estar incluso a su nivel. Puesto que el elemento
tubular no es combustible, puede aplicarse al extremo del
dispositivo una llama para encender el extremo distante del
cigarro o cigarrillo, de manera que puede iniciarse la acción de
fumar.
Como se indica previamente, una ventaja adicional
para proporcionar varias formas de realización de esta invención
es incluir material catalítico o partículas que funcionan para
convertir los gases que provocan el olor en substituyentes que
tienen menos olor o ninguno. Dependiendo del aspecto de la
eficiencia del control de la emisión de humo lateral del
dispositivo, se ha observado que solamente los constituyentes que
se escapan a través del elemento tubular son gases invisibles sin
olor. Por tanto, es importante reducir este olor o bien
permitiendo que algunos de los constituyentes del humo emanen como
vapores invisibles para proteger el olor o realicen etapas para
reducir el olor de forma que no sea apreciable durante el proceso
de fumar. Como se entiende, las cantidades considerables de gases
que provocan olor son emitidas desde un cigarrillo en combustión
durante el proceso normal de fumar, no obstante, los olores fuertes
procedentes de los gases que provocan tal olor son protegidos por
todos los demás constituyentes del humo, que son emitidos con la
emisión de humo lateral. No obstante, se ha encontrado que pueden
utilizarse los catalizadores adecuados que pueden ser de metales
preciosos, metales de tierras raras y similares, y sus mezclas o
bien como catalizadores o metales en el catalizador. Los metales
preferidos incluyen platino o cerio que pueden utilizarse para
oxidar los gases que provocan el olor para hacerlos inodoros. Las
partículas del catalizador pueden estar incluidas en varios
aspectos del miembro tubular. Pueden colocarse en el material
poroso, colocarse en varios tipos de aberturas en el miembro
tubular y, por ejemplo, cuando se produce el material configurado
en forma de estera 18, las partículas catalíticas pueden estar
incluidas en la configuración en forma de estera. Los materiales
catalíticos pueden aplicarse al interior o exterior del miembro
tubular o pueden adherirse a las hebras fibrosas que están
colocadas en las ranuras del miembro tubular. Se aprecia también
que el material catalítico puede aplicarse como una película fina al
interior del miembro tubular o en las aberturas 104 de la forma de
realización de las figuras 12 y 13. El material catalítico puede
estar incluido como un material tratado con calor en las aberturas
104 para proporcionar control de la velocidad de combustión libre
y de emisión de humo lateral adicional mientras que el catalizador
esté colocado en un área donde se active la oxidación deseada de
los materiales vaporosos en los aerosoles que permean el miembro
tubular.
El material catalítico incluido en el material
para formar el miembro tubular tal como la fabricación de la
estera 18, ha probado tener ventajas significativas en la conversión
de los gases invisibles que provocan olor en gases sin olor o
gases con un olor aceptable y al mismo tiempo, permitiendo que uno
ejerza el control adicional de proporcionar la porosidad requerida
predeterminada en el elemento tubular. Las ventajas son evidentes
particularmente cuando el catalizador es utilizado en la fabricación
de los miembros tubulares calcinados de la figura 22. El miembro
tubular puede estar formado envolviendo dos o más capas de la
lámina precursora de cerámica formada para proporcionar un miembro
configurado tubular. La lámina puede estar formar de la forma
normal realizando una suspensión del material precursor de cerámica
que incluye arcillas, aglutinante de sol alúmina, varios tipos de
aglutinantes orgánicos, óxido de aluminio y otros constituyentes
normales incluidos normalmente en un precursor de cerámica. Con el
fin de preparar la lámina, esta suspensión con un contenido de
sólidos alto es tendida de acuerdo con los procesos de fabricación
de papel normales, laminada y secada para formar una lámina de
material precursor de cerámica. La lámina es entonces envuelta,
como se indica previamente, sobre sí misma una o más veces
dependiendo del espesor de la lámina para proporcionar un miembro
tubular de un espesor deseado. En la fabricación de la lámina, los
materiales catalíticos y/o los materiales del precursor catalítico
pueden incorporarse en la suspensión y o bien solubilizarse o
dispersarse en la suspensión, por lo que el material catalítico, o
bien en forma de un catalizador o precursor está por consiguiente
en el material de lámina cuando se envuelve dentro del elemento
tubular y durante la calcinación moderada del elemento tubular. Se
ha encontrado que la presencia del material catalítico proporciona
un factor de control adicional alcanzando una porosidad deseada en
el miembro tubular y también, en virtud de su presencia in
situ en el miembro tabular, se proporciona oxidación moderada
de los gases que provocan el olor a medida que pasan a través del
elemento tubular. Tal oxidación mejorada se compara con el
revestimiento del elemento tubular sobre el interior con un
material catalítico.
Aunque se cree que pueda utilizarse una variedad
de materiales catalíticos, tales como los materiales catalíticos
mencionados previamente basados en metales preciosos, tierras raras
y similares, que incluyen platino y cerio, se ha encontrado que el
material catalítico precursor preferido para la incorporación en la
fabricación de tubos, es un precursor de catalizador de óxido de
cerio, a saber, óxido de cerio hidratado. Este material puede
obtenerse de Advanced Material Resources of Toronto, Ontario,
Canadá. La inclusión de una forma hidratada de óxido de cerio en la
suspensión de precursor cerámico da lugar a una estructura
cristalina que cambia durante el proceso de calcinación moderada.
El óxido de cerio es deshidratado para ser un óxido de cerio
cristalino alternativo en el material calcinado, normalmente en
forma de cristalitos. Durante la conversión del catalizador de
óxido de cerio hidratado en catalizador de óxido de cerio se piensa
el óxido de cerio en desarrollo cataliza la oxidación, es decir,
quema del material de aglutinante, particularmente cuando el
aglutinante es orgánico tal como material celulósico. Se piensa que
la oxidación catalizada del material aglutinante mejora el tamaño
de los poros que se forman en el elemento tubular a medida que se
calcina. En virtud de la presencia del óxido de cerio catalítico, la
extensión de oxidación del material celulósico puede controlarse
para proporcionar un tamaño de poro deseado en el material para
alcanzar la porosidad predeterminada deseada en el elemento
tubular.
Otra ventaja para la incorporación in situ
del catalizador de óxido de cerio en el elemento tubular es que se
consigue una oxidación mejorada de los volátiles que provocan el
olor invisible para reducir así cualquier olor desagradable que
emane de la construcción del cigarrillo. Se ha encontrado que los
componentes volátiles invisibles incluyen amoniaco y aldehídos. La
presencia in situ del óxido de cerio ha alcanzado, incluso
en la presencia de altos niveles de monóxido de carbono que
compiten por los sitios de oxidación sobre el catalizador, la
oxidación de los constituyentes de amoniaco y aldehído que los
convierten en constituyentes sin olor o al menos constituyentes que
tienen un olor más normal asociado con el humo del cigarrillo. Es
particularmente sorprendente en vista de todos los productos
químicos de combustión procedentes de un cigarrillo de combustión,
que el catalizador del óxido de cerio trabaje particularmente bien
en la neutralización del olor a amoniaco en los volátiles invisibles
que permean en el miembro tubular poroso.
Aunque la formación in situ del
catalizador de oxido de cerio en el elemento tubular es ventajosa
no solamente en la catalización de la oxidación de los volátiles,
sino además en proporcionar un control mejorado sobre la porosidad
del elemento, se aprecia que el catalizador de óxido de cerio puede
aplicarse en forma sinterizada como un polvo al interior de o
exterior del elemento tubular o dentro de las aberturas del
elemento tubular o sobre la configuración en forma de estera para
las aberturas en el elemento tubular, como se describe previamente
con respecto a otro tipo de catalizador.
Se ejemplifican a continuación varios aspectos de
algunas formas de realización donde los ejemplos específicos no
están destinados a limitar el alcance de las reivindicaciones.
El cigarrillo para el dispositivo puede oscilar
en tamaño desde aproximadamente 3,5 mm a 10 mm, y preferentemente
de aproximadamente 4 a 8 mm de diámetro. Una actuación muy
aceptable se ha alcanzado con cigarrillos que tienen diámetros de
aproximadamente 4 a 5 mm. Con el fin de proporcionar el aroma y
sabor deseado en la emisión de humo principal, particularmente con
cigarrillos más finos, se entiende que la mezcla del cigarrillo
puede modificarse de acuerdo con los procesos de mezcla descritos
en la patente de los Estados Unidos del solicitante 5.524.647. La
densidad del envase del cigarrillo, incluso con los cigarrillos
más finos no tiene que ser especial. Pueden emplearse densidades de
envasado normales tales como en el intervalo de 200 a 300
mg/cm^{3}. El dispositivo proporciona el número deseado de
caladas para el cigarrillo más fino, de forma que no existe
necesidad de utilizar densidades de envasado más grandes o más
pequeñas que las normales. El cigarrillo puede ser envuelto en
cualquier papel de cigarrillo normal de una porosidad que puede
ser mayor que la porosidad del tubo. La porosidad del papel debería
oscilar de 10 a 100 unidades Coresta y preferentemente de 40 a 60
unidades Coresta. Pueden incorporarse vanilina y otros aditivos del
aroma en el papel. La velocidad de combustión libre de los
cigarrillos finos en condiciones de humo normal, es decir, fuera
del tubo, es bastante alta. Por ejemplo, con un cigarrillo de 5 mm
de diámetro con mezcla, densidad del envase y papel del cigarrillo
normales, la velocidad de combustión libre es aproximadamente 5
mm/minuto. Con el cigarrillo de 4 mm, la velocidad de combustión
libre es significativamente mayor, a saber, de 8 a 10 mm/minuto.
Esto es muy alta considerando que un cigarrillo de 8 mm normal
tiene una velocidad de combustión libre de aproximadamente 3
mm/minuto. Considerando que el uso del dispositivo convierte un
cigarrillo fino de longitud normal en un cigarrillo de 8 a 10
caladas es bastante sorprendente al mismo tiempo que se mantiene el
sabor y ahora deseado por el fumador.
Los parámetros físicos del tubo que proporciona
estas características incluye un valor de porosidad para el tubo
en el intervalo de aproximadamente 20 unidades Coresta hasta
aproximadamente 60 unidades Coresta. Cuando el dispositivo está
montado, la caída de presión por la unidad puede oscilar de
aproximadamente 0,5 cm de columna de H_{2}O a 25 cm de columna de
H_{2}O y preferentemente, de 3 a 14 cm de columna de H_{2}O y
más preferentemente de 5 a 10 cm de columna de H_{2}O. El
diámetro interior del tubo es aproximadamente 7 a 10 mm con un
espesor de pared de tubo de aproximadamente 0,25 mm a
aproximadamente 0,5 mm. Los diámetros preferidos del cigarrillo son
aproximadamente 4 a 5 mm para proporcionar un espacio de
intersticio de aproximadamente 0,5 mm a 3 mm, preferentemente de
aproximadamente 1 a 2,5 mm y más preferentemente de aproximadamente
1,5 a 2,5 mm.
Durante el uso con este intervalo de espacio de
intersticio entre el cigarrillo y el tubo, el cigarrillo alcanza
una temperatura de aproximadamente 600 a 800ºC, durante la calada y
aproximadamente 400 a 600ºC durante el estado no activado. El tubo
está a una temperatura considerablemente inferior en el intervalo
de aproximadamente 120ºC a 200ºC. La temperatura externa del tubo es
envuelta preferentemente en papel de cigarrillo normal que tiene
una porosidad de 10 a 100 unidades Coresta y preferentemente de 40
a 80 unidades Coresta, donde la porosidad del papel debería ser
mayor que la del tubo para asegurar que el papel no interfiere en
con el factor de porosidad del tubo controlando la velocidad de
combustión libre. Se ha encontrado que si se aplica un material
catalítico, tal como, óxido de cerio al exterior del tubo, la
combustión el papel es catalizada de manera que existe una
decoloración mayor del papel en cada calada para indicar claramente
la colocación del carbón de combustión en el tubo. Con este
intervalo de porosidades para el tubo y el papel, donde la
porosidad es bastante uniforme a través del material, la emisión
de humo lateral no visible pasa a través del tubo solamente los
volátiles invisibles pasan que pueden tratarse en la presencia del
catalizador para convertir los gases en constituyentes sin
olor.
La construcción preferida del filtro del
cigarrillo de la figura 24 tiene una caída de presión muy baja,
normalmente la mitad de la caída de presión de un filtro normal, a
saber, en el intervalo de aproximadamente 1 a 3.
El material catalítico preferido es una forma
hidratada moderadamente calcinada de óxido de cerio
(Ce_{2}O_{3} x H_{2}O) que está disponible de AMR de Toronto
mencionado anteriormente. El catalizador puede ser incorporado en
la fabricación de lámina donde una composición de suspensión de
aproximadamente 90 a 95% en peso de agua incluye materiales
inorgánicos de fibras de vidrio y microfibras, arcilla, talcos, y
similares y aglutinantes orgánicos de acrilnitrilos y látex basado
en acrílico. Además, para la resistencia del papel de la boquilla
ante la calcinación, la suspensión puede incluir fibra celulósica.
En el papel secado acabado, los compuestos inorgánicos pueden
comprender hasta 90% en peso del papel. El papel tiene normalmente
un espesor de 5 a 10 mil y es envuelto sobre sí mismo de 2 a 3
veces en la fabricación del tubo. El tubo es calcinado
moderadamente por tratamiento térmico en una atmósfera de oxidación
en una temperatura de primera fase de aproximadamente 220 a 260ºC,
y una temperatura de segunda fase de 400ºC a 600ºC. Este
calentamiento escalonado asegura una liberación de los volátiles sin
la emisión del material. El catalizador puede estar incorporado
sobre una base de peso de lámina en seco de aproximadamente 0,5 a
10%. Preferentemente, el precursor del catalizador es incorporado a
aproximadamente 1 a 5% en peso y, más preferentemente, de 1 a 3% en
peso. Con las cargas orgánicas adecuadas, se consigue una porosidad
deseada en el tubo cuando el tamaño del poro es capaz de limitar el
flujo para controlar la velocidad de combustión libre y contener
los gases de combustión caliente en el tubo. Las densidades
preferidas del papel tienen una densidad de aproximadamente 0,70
gm/cm^{3} a 0,80 gm/cm^{3} que se consigue con una carga
orgánica superior en la suspensión.
En la forma de realización preferida de la
invención, el elemento tubular puede tener una dimensión exterior
igual a la del cigarrillo convencional, de manera que la apariencia
total general del dispositivo con la punta colocada es la de un
cigarrillo convencional. En virtud del control de la velocidad de
combustión libre, el cigarrillo fino no convencional utilizado
dentro del dispositivo puede tener considerablemente menos tabaco,
quizás hasta tres cuartos menos de tabaco, y de acuerdo con una
forma de realización preferida de la invención, puede tener dos
tercios menos de tabaco. El control de la velocidad de combustión
libre asegura que el cigarrillo, durante su periodo de inactividad,
se quema substancialmente lento, de forma que se obtiene un número
normal de caladas del dispositivo de esta invención, correspondiente
a las obtenidas de un cigarrillo convencional. La reducción
significativa en la cantidad de tabaco utilizado que se gastaría
normalmente en un cigarrillo de tamaño convencional, proporciona
ahora un ahorro de coste significativo en la fabricación de
cigarrillos, al mismo tiempo que se alcanzan todas las demás
ventajas y características de un cigarrillo convencional.
Claims (40)
1. Un dispositivo (10) para reducir al mínimo la
emisión de humo lateral de cigarrillo y la reducción de la
velocidad de combustión libre de un cigarrillo de combustión (14),
comprendiendo dicho dispositivo (10):
i) un elemento tubular poroso no combustible (12)
que encierra una longitud efectiva de una carga de tabaco (22) de
un cigarrillo (14) colocado en dicho elemento tubular (12),
teniendo dicho elemento tubular (12) un extremo abierto adyacente a
un extremo distante del cigarrillo (26) para permitir el encendido
del extremo distante del cigarrillo (26) y permitir la entrada de
aire; y
ii) teniendo el elemento tubular (12) medios (16)
tanto para reducir al mínimo la emisión de humo lateral desde una
carga de tabaco de combustión como para reducir la velocidad de
combustión libre de tal carga de tabaco de combustión para
incrementar el número de caladas desde la carga de tabaco,
comprendiendo dichos medios para reducir al mínimo la emisión de
humo lateral y para reducir la velocidad de combustión libre una
porosidad predeterminada para el elemento tubular (12) a lo largo
de al menos su longitud que encierra una longitud efectiva de una
carga de tabaco (22), donde dicha porosidad predeterminada para
dicho elemento tubular;
a) retiene al menos parte de los gases de
combustión privados de oxígeno dentro del elemento tubular (12)
para reducir al mínimo la liberación de las partículas de humo a
través de las aberturas (16); y
b) limita el flujo interno del aire para reducir
la velocidad de combustión libre de un cigarrillo.
2. Un dispositivo según la reivindicación 1,
donde dicho elemento tubular (12) tiene un diámetro interior que
es mayor que un diámetro exterior de un cigarrillo (14) para
definir un anillo entre la superficie interior del tubo (40) y la
periferia del cigarrillo (42).
3. Un dispositivo según la reivindicación 2,
donde dichas aberturas (16) están en forma de ranuras
estrechas.
4. Un dispositivo según la reivindicación 2,
donde dichas aberturas (16) son ranuras cubiertas con una estera
porosa (18).
5. Un dispositivo según la reivindicación 2,
donde dichas aberturas (16) son ranuras cubiertas con hebras (126)
de fibra de carbono que se extienden a lo largo de cada muesca.
6. Un dispositivo según la reivindicación 2 donde
dichas aberturas (16) son poros (102, 143) que se extienden a
través de dicha pared tubular (12) y que tienen un tamaño de poro
que proporciona dicha porosidad predeterminada.
7. Un dispositivo según la reivindicación 6,
donde dichos poros (16) están fabricados en dicha pared tubular y
forman proyecciones fibrosas (144) dentro del tubo (12), centrando
dichas proyecciones un cigarrillo en dicho elemento tubular.
8. Un dispositivo según la reivindicación 7,
donde dicho elemento tubular (12) está fabricado de fibra de
cerámica.
9. Un dispositivo según la reivindicación 1,
donde:
dicho elemento tubular (12) comprende una porción
de cuerpo tubular (54) de material poroso que tiene dicha
porosidad predeterminada que encierra y está en contacto con un
cigarrillo (50).
10. Un dispositivo según la reivindicación 9,
donde dicha porción de cuerpo (54) tiene varias capas de material
fibroso.
11. Un dispositivo según la reivindicación 2,
donde dicho elemento tubular (12) está revestido con un material
fibroso poroso (98).
12. Un dispositivo según la reivindicación 4, 9 u
11, donde dicha estera porosa, dicho material poroso que es una
estera porosa de dicho material fibroso poroso es fibra de carbono,
fibra de vidrio, fibra de cerámica, fibra de plástico a alta
temperatura o fibra de metal.
13. Un dispositivo según la reivindicación 2,
donde dicho miembro tubular (12) tiene una pared (106) de material
no combustible envuelto en espiral con una muesca (110) definida a
lo largo de dicha envoltura en espiral,
estando cubierta dicha muesca (110) con una
estera porosa (112, 116) para proporcionar dichas aberturas
formadas a partir de fibra de carbono, fibra de vidrio, fibra de
cerámica, fibra de plástico a alta temperatura o fibra de
metal.
14. Un dispositivo según la reivindicación 12,
donde dicha estera o dicho material fibroso es de fibra de carbono
activo.
15. Un dispositivo según la reivindicación 2,
donde dichas aberturas (16) están formadas por tratamiento con
calor de un elemento tubular de material precursor de cerámica.
16. Un dispositivo según la reivindicación 15,
donde dicho elemento tubular (12) esta formado por la envoltura de
una lámina de material precursor de cerámica para formar dicho
elemento tubular (12) y tratar con calor dicho elemento para
proporcionar dichos poros dentro.
17. Un dispositivo según la reivindicación 16,
donde dicha lámina tiene aglutinantes combustibles que se evaporan
durante el tratamiento con calor para proporcionar dichos poros.
18. Un dispositivo según la reivindicación 9,
donde dicha porción de cuerpo del elemento tubular (12) comprende
una pluralidad de tubos concéntricos (12, 130, 132), teniendo cada
tubo una pluralidad de aberturas (134, 136), donde cada tubo cubre
un tubo adyacente interior, siendo desviadas las aberturas del
tubo para proporcionar trayectorias tortuosas a través de las
aberturas de dicho elemento tubular.
19. Un dispositivo según la reivindicación 18,
donde un tubo más exterior (12) de dichos tubos concéntricos (12,
130, 132) tiene sus aberturas (16) cubiertas con una estera
porosa.
20. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 19, donde dicho miembro tubular (12) incluye
un catalizador.
21. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 19, donde dicho elemento tubular (12) incluye
un catalizador seleccionado del grupo que consta de metales
preciosos y metales de tierras raras y sus mezclas.
22. Un dispositivo según la reivindicación 21,
donde el catalizador es material catalítico basado en platino y
cerio.
23. Un dispositivo según la reivindicación 22,
donde dicho catalizador es cerio.
24. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 20, 21, 22 ó 23, donde dicho catalizador está
formado colocado dentro de dicho elemento tubular o aplicado a la
superficie interior (40) de dicho elemento tubular.
25. Un dispositivo según la reivindicación 24,
donde dicho catalizador es óxido de cerio que está formado
colocado durante una calcinación moderada de dicho elemento tubular
(12) fabricado de una suspensión de una composición de precursor
de cerámica que incorpora un hidrato de dicho óxido de cerio,
calcinación de dicho precursor de cerámica, convertir dicha forma
hidratada de óxido de cerio en óxido de cerio simultáneamente con
la formación de los poros (16) en dicho elemento tubular (12).
26. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 25, donde dicho elemento tubular (12) es
envuelto en papel de cigarrillo poroso.
27. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 25, donde dicho elemento tubular (12) es
envuelto con una cobertura porosa que incluye una temperatura
sensible a la banda (118) para indicar visualmente la colocación
del carbón del cigarrillo de combustión (21) en dicho elemento
tubular (12).
28. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 27, donde dicho elemento tubular se adapta a
un cigarrillo (14) que tiene un diámetro en el intervalo de
aproximadamente 4 a 8 mm.
29. Un dispositivo según la reivindicación 28,
donde dicho cigarrillo (14) tiene un diámetro en el intervalo de
aproximadamente 4 a 6 mm.
30. Un dispositivo según la reivindicación 29,
donde dicho cigarrillo (14) tiene un diámetro de aproximadamente 4
mm.
31. Una construcción de cigarrillo que tiene un
dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, con un
cigarrillo (14) montado dentro, teniendo dicho cigarrillo (14) un
diámetro que oscila desde aproximadamente 4 a 8 mm.
32. Una construcción de cigarrillo según la
reivindicación 31, donde dicho cigarrillo (14) tiene un diámetro
que oscila desde aproximadamente 4 a 6 mm, proporcionando dichos
medios para reducir a mínimo la emisión de humo lateral y reducir
la velocidad de combustión libre un número normal de caladas desde
dicho cigarrillo fino (14) en el intervalo de aproximadamente 8 a 10
por cigarrillo (14).
33. Una construcción de cigarrillo según la
reivindicación 31, donde dicho cigarrillo (14) es insertado y
soportado por un elemento de filtro (20) conectado a un extremo
(168) de dicho elemento tubular (12), colocando dicho elemento de
filtro (20) dicho cigarrillo en el centro de dicho elemento tubular
(12).
34. Una construcción de cigarrillo según la
reivindicación 33, donde unas porción de dicho elemento de filtro
(20) es ajustada con fricción en dicho elemento tubular (12) y el
papel de la punta (80) fija dicho elemento de filtro (20) a dicho
elemento tubular (12).
35. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 30, donde dicho elemento tubular (12) está
adaptado para encerrar un cigarrillo fino (14) que tiene un
diámetro en el intervalo de aproximadamente 4 a 6 mm, teniendo una
punta de filtro (20) un extremo de entrada y un extremo de salida
(202), teniendo dicho extremo de entrada (174) un manguito anular
(160) con un taladro central (174) para recibir un extremo de
dicho cigarrillo (22), teniendo dicho manguito anular (160) un
saliente exterior (162) sobre el que dicho elemento tubular (12)
está ajustado con fricción, estando dicho taladro central (174) en
comunicación con un primer tubo interior (180) de un primer material
de filtro, teniendo dicho tubo (180) un extremo cerrado (192)
opuesto a su extremo en comunicación con dicho taladro central del
manguito (174), estando previsto dicho espacio anular (190) fuera
del primer tubo (180), un tapón del filtro (200) proporcionado
aguas debajo de dicho espacio anular (190) y llenado dicho extremo
de salida (202) de dicha punta del filtro, medios entre dicho tapón
del filtro (200) y dicho primer tubo (180) para definir un cámara
(196) para transferir el humo filtrado desde dicho espacio anular
(196) hasta dicho tapón del filtro (200).
36. Un dispositivo según la reivindicación 35,
donde un segundo tubo (188) de un segundo material de filtro está
localizado concéntricamente en dicho espacio anular alrededor de
dicho primer tubo (180).
37. Un dispositivo según la reivindicación 36,
donde dicho material de filtro de dicho primero (180) y segundo
(188) tubos se selecciona de un grupo de materiales que consta de
material celulósico, cerámica de vidrio, o material configurado en
forma de estera de fibra de carbono, material de carbono activo,
material de microfibra y cualquiera de dichos materiales que
incorpora un material catalítico.
38. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 37, que tiene un anillo entre la superficie
interior del tubo (40) y la periferia del cigarrillo (42),
definiendo dicho anillo (44) un espacio del intersticio de
aproximadamente 0,5 mm hasta aproximadamente 3 mm y preferentemente
de aproximadamente 1,5 a 2,5 mm.
39. Un dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 37, donde un cigarrillo (14) que está
insertado dentro de dicho tubo (12) es no se puede fumar de modo
inherente y puede llegar a fumarse cuando se inserta en dicho tubo
(12).
40. Un dispositivo de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 37, donde un cigarrillo (14) que está
insertado en dicho tubo (12) tiene un elemento de filtro (20) que es
suficientemente poroso para hacer que el cigarrillo no se pueda
fumar inherentemente y llegue a fumarse cuando se inserte en una
porción de punta de dicho tubo.
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