MXPA02009991A - Filtro de alta eficiencia para cigarrillo que tiene fibras con microcavidades formadas impregnadas con materiales adsorbentes o absorbentes. - Google Patents

Abstract

La presente invencion es un filtro altamente eficiente que contiene fibras (22) que contienen adsorbentes/absorbentes de tamano de particula pequeno (23) tales como carbon y/o silice para reducir de manera selectiva los componentes programados en el humo de la fuente de la corriente principal del cigarrillo. La invencion se refiere a una clase nueva de filtros para fumar cigarrillos altamente eficiente, hechos de particulas finas mucho mas pequenas (de preferencia de 1 a 50 micrometros de diametro), impregnadas en fibras formadas (22) que poseen micro cavidades abiertas o semiabiertas. La invencion tambien se refiere a un cigarrillo (10) que tiene una configuracion de tapon/espacio/tapon (12,14,16) o de tapon/espacio (12,14) y que tiene los filtros impregnados que residen en el espacio de una manera no tejida enlazada, o no tejida libre para permitir la administracion controlada de TPM.

Description

y FILTRO DE ALTA EFICIENC A PARA CIGARRILLO QUE TIENE FIBRAS CON MICROCAVIDAD ES FORMADAS IMPREGNADAS CON MATERIALES ADSO RBENTES O ABSORBENTES Solicitudes Relacionadas La presente solicitud reclama el beneficio de la solicitud provisional número 60/1 98,628 presentada el 20 de Abril del 2000, la cual está incorporada en su totalidad como referencia para todos los propósitos necesarios. 10 Campo de la I nvención Esta invención tiene lá intención de reducir de manera selectiva ciertos componentes en el humo de la corriente principal del cigarrillo, a través del uso de un filtro eficiente que incorpora adsorbentes y/o absorbentes c e tamaño de partícula más pequeño 15 que aquellos generalmente uti tizados para la fabricación de filtros para cigarrillos. La invención se refiere a una clase novedosa de filtros para fumar cigarrillos q 'ue contienen partículas finas sólidas (de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 micrómetros de diámetro) y adsorbentes/ absorbentes cargados en las 20 microcavidades de fibra forme das con secciones transversales. La presente invención se refiere además a un cigarrillo que tiene configuraciones de filtros de componentes múltiples y un filtro para cigarrillos que utiliza las fibras que se describieron anteriormente.

Antecedentes de la Invención En los elementos de filtro 5 para fumar tabaco se han empleado una amplia variedad de mate riales fibrosos. Por mucho tiempo el Acetato de Celulosa ("CA") a sido considerado el material de elección para esta aplicación . Sin embargo, la elección de los materiales ha estado limitada, debido a la necesidad de equilibrar varios requerimientos comercia es. Una propiedad muy importante es la eficiencia de la filtración , es decir, la capacidad para remover o reducir selectivamente los com Donentes no deseados de la corriente principal del humo del cigarrillo Para lograr la eficienc a de filtración apropiada, se han incorporado materiales tales co mo carbón dentro de los filtros de los cigarrillos. Un método actual para la incorporación de materiales adsorbentes en los filtros de cigarrillos consiste en atrapar físicamente las partículas ads orbentes entre las fibras de CA. El tamaño de partículas de los materiales utilizados en dichos filtros de la técnica anterior, generalmen te están limitados en el rango de 500 a aproximadamente 1 500 miera s de diámetro. Con el objeto de lograr una integridad de producto razonable y una caída de presión, podrían no ser utilizadas part culas más pequeñas en este diseño, Además, se descubrió que los adsorbentes pierden actividad a partir de la exposición a la triace ina, un plastificador utilizado como enlazador para las fibras de CA. U n diseño mejorado y mas costoso en poner ciertos materiales en la cavidad entre los tapones de CA en una configuración del filtro de Tapón/Espacio/Tapón (P/S P) para limitar la exposición del adsorbente al enlazador. Con el objeto de mantener dentro de los límites aceptables la caída de presión a través del filtro, generalmente se han estado utilizando materiales gruesos granulados con un tamaño de malla de 1 0 a aproximadamente 60. Se logró una vida en el anaquel más larga del adsorbente, pero la eficiencia de los filtros fue li mitada por el tamaño relativamente grande de la partícula utilizada. Las partículas adsorbentes de tamaño más fino con trayector as de difusión internas más cortas y áreas de superficie efectivas más altas no pueden ser utilizadas directamente en esta configuración debido a la caída de presión excesiva. Los materiales adsorbentes/absorbentes de tamaño de partícula más pequeña, genera límente han mejorado las cinéticas de reacción con componentes de ase de gas debido a sus trayectorias de difusión más cortas al áiea de superficie interior de dichos materiales porosos y el cu jerpo interior de dichas partículas absorbentes. Era sabido que utilizar partículas absorbentes más pequeñas con trayectorias de difusión más cortas, podría formar filtros con cinéticas y capacidad mejoradas para aplicaciones de filtración de fase de gas. Se ha descubierto q ue es deseable una fibra con microcavidades abiertas o sem i-abiertas para mantener en su lugar el material adsorbente/absorbente. El término "cavidades semi-abiertas" como se usa en la presente descripción, significa cavidades que poseen aberturas de dimensión más pequeñas que el volumen interno de la fibra en el cual son formadas, y que poseen la capacidad para atrapar partículas sólidas finas en su volumen interno. El término "cavidades abiertas" significa que la abertura es de la misma dimensión o una dimensión más grande que el volumen interno de la fibra en la cual están formadas. La Patente Norteamericana No. 5, 509,430 la cual está incorporada en su totalidad a la presente descripción como referencia para todos los pro >pósitos útiles, incluyendo todos los dibujos relacionados con las fibras bicomponentes poliméricas y con la producción de filtros para fumar tabaco a partir de fibras bicomponentes que compren den un núcleo de un polímero termoplástico de bajo costo y a ta resistencia, y un forro adherible de un material. Existe la necesidad de desarrollar un filtro mejorado que tenga una eficiencia mejor para remover o reducir de manera selectiva los componentes no ?leseados de la corriente de humo del cigarrillo. La Patente Norteamericana No. 5 , 1 91 , 905 emitida a Tsukamoto, la cual está incorp jrada en su totalidad como referencia para todos los propósitos útiles incluyendo todos los dibujos, incluye un filtro para cigarrillo. El filtro para cigarrillo tiene un filtro unido integralmente a la sección del cigarrillo. El filtro es formado combinando en un haz, por lo menos una fibra sintética absorbente seleccionada del grupo consistente de ( 1 ) fibras de injerto de pol ímero producidas a partir de polipropileno irradiado que se hace reaccionar en una fase de vapor de estireno y que contiene grupos funcionales adsorbentes, (2) f bras de carbón activado, (3) fibras cargadas de electreto y (4) fibras magnéticas de plástico que luego son cortadas a una longitud previamente determinada para formar fibras combinadas. Sin embargo, Tsukamoto no enseña que las fibras (1 ) tengan microcavidades y (2) que el carbón sea cargado en las microcavidades. La Patente Norteamericana No. 5,057,368 ("patente '368"), la cual está incorporada en su totalidad como referencia a la presente descripción para todos los propósitos útiles, incluyendo todos los dibujos, describe fibras de microcavidad formada que son multilobulares tales como t ¡lobulares o tetralobulares. Otras Patentes Norteamericanas que describen fibras, las cuales están incorporadas en su totalidad co mo referencia incluyendo sus dibujos, son: las patentes 5,902,384; 5,744,236; 5,704 ,966 y 5,71 3,971 . Además, las Patentes Norteam ericanas Nos. 5,244,614 y 4,858,629 describen también fibras multi obulares y están incorporadas en su totalidad como referencia a la presente descripción para todos los propósitos útiles. Sin embarg o, en estas patentes no existe una descripción mencionando que sstas fibras puedan ser utilizadas en filtros para cigarrillos. Las Patentes Norteamericanas Nos. 5,356,704 y 5,275,859; todas asignadas a las Patentes de Eastman Chemical Company ("Eastman") describen filtros para humo. Todas estas patentes están incorporadas e n su totalidad como referencia a la presente descripción para todos los propósitos útiles.

Los términos "adsorbente o "absorbente" como se usan en la presente descripción, se definen como que sign ifican un material con capacidad para asimilar o empaparse de componentes de gas en las superficies del mismo, o para asimilar dichos componentes dentro del cuerpo del mismo. Sumario de la Invención Es un objeto de la pre senté invención proporcionar filtros altamente eficientes para reducir de manera selectiva de los humos ciertas fases constituyentes de I gas, tales como aldehidos, dienos, benceno, tolueno, y cianuro de hidrógeno, con una i nteracción mínima con la administración de fase particulada mientras mantienen una caída de presión deseada. La presente ¡nvención se refiere además a un filtro utilizado en cigarrillos, el cual comprende fibras que tienen microcavidades abiertas o semi-abiertas impreg nadas con una variedad de partículas pequeñas de materiales adsorbentes y/o absorbentes. Breve Descripción de los Dibujos Se podrá obtener una mejor comprensión de la presente invención , y también se podrán apreciar otros objetos, características y ventajas de la misma, al tomar en consideración la descripción detallada de la presente invención , en relación con los dibujos que la acompañan . La figura 1 , es una vista lateral transversal en elevación que muestra un filtro de tapón espacio tapón (P/S/P) adjunto a un cigarrillo que sirve como ejemplo de uno de los diseños de filtro de cigarrillo de acuerdo con la presente invención ; La figura 2, es una vista lateral transversal en elevación que muestra un filtro de tapón espacio (P/S) para un cigarrillo que sirve como ejemplo de uno de los diseños de filtro de cigarrillo de acuerdo con la presente invención ; La figura 3, es una vista en elevación amplificada de una fibra trilobal que sirve como ejemplo de las fibras que poseen microcavidades semi-abiertas que pueden ser utilizadas en la presente invención; La figura 4, es una vista en elevación amplificada de una fibra tetralobal que sirve como ejemplo de las fibras que poseen microcavidades simi-abiertas que pueden ser utilizadas para la presente invención; La figura 5, es una vista amplificada de la figura 1 de acuerdo con la presente invención ; La figura 6, es una gráfióa que muestra el funcionamiento del filtro de polvos sólidos empaca dos de manera estrecha en los filtros para cigarrillo de tapón/espa ;io/tapón, sin ser retenidos por las fibras de microcavidad ; La figura 7 , es una gráfi ca que muestra el funcionamiento de filtración relativo de un filtro de cigarrillo de acuerdo con la presente invención ; La figura 8, es una vista en elevación amplificada de una fibra trilobal que sirve como ej 3mplo de las fibras que poseen microcavidades abiertas que pueden ser utilizadas en la presente invención ; La figura 9, es una vista 3n elevación amplificada de una fibra tetralobal que sirve como un ejemplo de las fibras que poseen microcavidades abiertas que pueden ser utilizadas para la presente invención ; :ibra que tiene cavidades abiertas de acuerdo con la presente invención; La figura 1 1 , ilustra los efectos de APS en un Filtro CA sobre la Administración de HCN Fumadarpor-Fumada; La figura 1 2, ilustra los efectos de APS en un filtro CA en una Administración AA Fumada-por Fumada; La figura 1 3 , ilustra una comparación Fumada-por-Fumada en un funcionamiento de un filtro P P 4DG en una Administración AA; La figura 14, ilustra una comparación Fumada-por-Fumada en el funcionamiento del filtro PP A- DG en la Ad ministración de HCN ; La figura 1 5, ilustra una comparación Fumada-por-Fumada del funcionamiento de un filtro PP DG en la Administración de Isopreno; La figura 1 6, ilustra una comparación de Fumada-por-Fumada en el funcionamiento de un fi tro PP 4DG en la Administración de MeOH ; y La figura 17, ilustra el efecto de la composición de partículas en el factor de carga en la fibra PP-4DG .

Descripción Detallada de la Invención Con referencia a las figuras 1 y 2 , se ilustran dos ejemplos de filtros para cigarrillos de alta e ficiencia de acuerdo con la presente invención . Se comprenderá fáciilmente que el alcance de la presente invención no está limitado a estas dos configuraciones de los diseños del filtro. En vez de ello, el alcance de la presente ¡nvención incluye configuraciones de ciga rrillos alternativas que incorporan las fibras adsorbentes/absorbente s impregnadas aquí descritas, en cualquier parte del cigarrillo, que puedan interactuar con la corriente de humo. La figura 1 , es una vista lateral transversal en elevación que muestra un filtro de tapón/espacio/tapón (P/S/P) adjunto a un cigarrillo 10. El cigarrillo 10 tiene una configuración de tapón descendente 1 2 , un espacio 14, y un tapón ascendente 1 6, estando conectados el tapón descend ente 1 2 , el espacio 14 y el tapón ascendente 1 6. De manera deseable, el tapón descendente 1 2 está hecho de CA o cualquier otro fnaterial adecuado para esta posición en un filtro de cigarrillo. El tapón ascendente 1 6 puede ser el mismo o diferente al tapón descendente 1 2. Una barra de tabaco 1 8 está conectada al tapón ascendente 16 utilizando un papel para formar boquillas como es bien conocid o en la técnica. Una cantidad de fibra de microcavidad 22 i mpregnada con un material adsorbente/adsorbente 23 es nsertada en el espacio 14. En este ejemplo no limitativo, las fibras 22 contienen microcavidades abiertas o semi-abiertas que incluyen , pero no están limitadas a, fibras con forma multilobal , tal y como se describen en la patente '368 y la patente Norteamericana No. 5 , 509,430. En las figuras 3 y 4 se ilustran dos ejemplos de las fibras 22 adecuadas. Un ejemplo no limitativo de dichas fibras, son las fibras TRIAD™ de Honeywell que tienen un volumen fraccional de hueco interno de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 0.6. Estas fibras tienen la capacidad de atrapar mecánicamente o elec trostáticamente las partículas dentro de los canales de microcavida d de la fibra. Las fibras con forma multilobal contenidas en I DS tapones del extremo serían consideradas fibras con cavidades semi-abiertas (ver figuras 3 y 4). Las fibras multilobulares sin tapas del extremo podrían ser consideradas fibras con cavida des abiertas (ver figuras 8, 9 y 1 0). Las fibras pueden ser construidas a partir de cualquier material adecuado para el uso en cigarrillos. En una modalidad preferida, las fibras son construidas a partir de polipropileno ("pp"). También se pueden utilizar otras fibras de microcavidad que tengan las mismas características de funcionamiento en la práctica de la presente invención . U n ejemplo de otras fibras, son aquellas que se describen , por ejemplo, en las fibras de Eastman Chemical Company. Las partículas finas adsorbentes/absorbentes 23adecuadas para usarse en la presente invención incluyen partículas que tienen la capacidad de reaccionar con o retener componentes seleccionados del humo de la corriente principal del cigarrillo. Dichos materiales adsorbentes incluyen , pero no están limitados a, carbones, alúminas, silicatos, colados moleculares, zeolitas, y partículas de metal . Los polvos de carbón utilizados pu edén ser, pero no están limitados a, basados en madera, basados en carbón , o una carcasa de coco basada o derivada de cualquier otro material carbonáceo.

Opcionalmente, el polvo sólido puede ser tratado con los reactivos qu ímicos deseados, con el objeto de modificar las superficies de la partícula para incluir un grupo funcional particular o una estructura funcional. El polvo de carbón con ce parazón de coco disponible en Pica y un Gel de Sílice pulverizado Amino Propil Sililo (APS), son ejemplos de las partículas 23 utilizada 3 para la preparación de las fibras impregnadas de acuerdo con la presente invención . U n modo de preparación de las fibras imp egnadas es utilizando una cantidad excedente de las partículas adsorbentes/absorbentes 23. Las partículas absorbentes 23 son mezcladas primero mecánicamente con una fibra 22 en un volumen cerrado. El excedente de las partículas 23 es removido pe r cualquier medio convencional , tal como, pero sin limitarse a, soplado con una corriente de aire o separación con un colador, tal como un colador de malla # 70. Por lo tanto, las fibras impregnadas resultantes tienen un Factor de Carga (LF) cuyo término se define corno la proporción del peso del material de las microcavidades de la f ra dividido entre el peso de la fibra misma. El Factor de Carga puede ser expresado como un porcentaje o como un número decimal. En la práctica de la presente invención , el Factor de Carga puede variar ampliamente, teniendo un valor de longitud . Los cigarrillos fueron fumados bajo condiciones FTC, y se utilizó un sistema de detecci 5n I R desarrollado localmente para medir su administración de m etano. El carbón utilizado para los experimentos fue una muestra #99-2-3 basada en coco Pica con un diámetro promedio de partícula de aproximadamente 1 0 micrómetros, y el gel de sílice APS utilizado fue un gel de sílice de tierra con un tratamiento de superficie específico con un diámetro promedio de partícula de aproximadamente 5 micrómetros. El área de superficie del gel de sílice APS fue de aproximadamente 300 m2/g , y el área de superficie del carbón activado fue de aproximadamente 2000 m2/g . Por los resultados mostra dos en la figura 6 , se puede apreciar que cuando la carga de partícu as es de 40 mg o menor, la corriente de humo pasada a través del espacio entre los tapones, pasó a través del espacio entre los t pones sin una interacción suficiente entre los materiales absorbente/ad sorbente y el humo de la corriente principal . Con el objeto de lo rar una interacción mejor, se cargó más polvo dentro del espacio. Tanto el polvo de carbón Pica, como las muestras de tierra de gel de sílice APS mostraron una reducción de metano con sus niveles de carga, cuando sus niveles de carga fueron mayores de 50 mg. Nuevamente, en estos experimentos, los adsorbentes/absorbentes pulverizados, yacían en el fondo del espacio entre los tapones, de modo que se creó un hueco arriba del polvo. Dicho hueco permitiría que pasara el humo de la corriente principal por el mismo con u na eficiencia de filtración resultante menor que la deseada.

AA Acetaldehído HCN Cianuro de H idrógeno Las fibras de microcavidad impregnadas pueden llegar selectivamente a diferentes componentes de humo de la corriente principal , a través de la selección de los materiales absorbentes/absorbentes utilizé dos. U no de los ejemplos preferidos de estos materiales es el polvo de carbón, el cual puede cubrir un amplio rango de componentes del humo del cigarrillo, tal y como se ilustra en la Tabla 3 siguiente. Tabla 3 En la Tabla 3 se utilizaron las s iguientes abreviaturas: P/F /P: configuración de tapón/fibra de microcavidad/sin impregnar/tapón P/F (C)/P: configuración de tapón/fibra de microcavidad impregnada con carbón/tapón En el Ejemplo 1 1 de la Tabla 3, se impregnaron 35 mg de polvo de carbón basado en coco en 42 mg de material fibroso no tejido de punto enlazado de 3 denier por filamento (dpf) fibra de microcavidad Triad i TM . Esta muestra entonces fue insertada en un espacio creado en los filtros para cigarrillo de referencia #1 R4F, removiendo 43 mg de la barra de CA en la seccic n del filtro. Se obtuvo una reducción importante en una amplia variedad de los componentes de la fase de gas de acetaldehído a sulfuro de hidrógeno. El ejemplo 10 es un ejemplo comparativo que mi estra un efecto de reducción de componentes mucho menor, que fue obtenido utilizando una fibra no impregnada para todos los co impuestos mostrados en la tabla . En estos experimentos se creó el espacio, de modo que la longitud de P3 es de aproximadamente 4 m ím , la de P4 es de 1 8 mm y el espacio entre ellas es de aproximadame inte 4.5 mm . La eficiencia de filtr?ición y selectividad pueden ser aumentadas adicionalmente para un amplio rango de componentes y los reactivos qu ímicos también son impregnados con polvos finos sólidos, tal y como lo describen Xue et al. , en la publicación "Filtros de Fibra Formados Altamente Eficientes que Remueven Ácido-Gas", Fundamental and Applied Aspects of Chemicallv Modified Surfaces: The Royal Society of Chem istry, 1 999, cuyo contenido está incorporado en su totalidad como referencia en la presente descripción . La - superficie i el polvo fino sólido impregnado adsorbente/absorbente puede ser modificado qu ímica y/o físicamente para que posea grupos funcionales específicos y estructuras para llegar a ciertos componentes. Se proporcionó un gel de sílice APS con su superficie modificada para poseer un grupo amina primario activo -NH2 que puede reaccionar selectivamente con los componentes de humo de la corriente principal, tales cono el cianuro de hidrógeno y el acetaldehído. Los ejemplos mo strados en la Tabla 4, fueron creados utilizando cigarrillos de referencia #2280 modificados para tener una configuración de filtro P/S. Drimero, más de 20 cigarrillos de referencia #2280 en blanco, "el control", fueron fumados bajo condiciones FTC a través de una almohadilla Cambridge y se midieron las administraciones del componente de la fase de gas de metano, acetaldehído, cianuro de hidrógeno, metanol e isopreno. El material particulado total ("TPM ) fue derivado de algún peso ganado por la almohadilla de Cambridge como resultado de la acción de fumar. Los promedios, la desvi ación estándar ("SD") y la desviación estándar relativa ("RSD") de los números de administración de TPM y metano de la fase de gas de estos experimentos en blanco, están registrados en la porción inferior de la Tabla 4, y la porción superior de la Tabla 6. El cambio en le s datos de la administración para el acetaldeh ído, cianuro de hidrógeno, metanol e isopreno registrados en las Tablas 4, 6 y 7 fueron números calibrados utilizando el número de administración de m etano. También se muestran las SD y RSD de estos números de administración relativa.

Para examinar los efectos de las fibras de microcavidad impregnadas con absorbente/adsorbente, primero se mezclaron un excedente de polvos de carbór de coco o gel de sílice APS (de un diámetro promedio de aproximadamente 5 a 1 0 mieras) y fueron primero mezclados y agitados c on haces de fibra de microcavidad (3 dpf. , PP, previamente cortadas a una longitud de aproximadamente 1 pulgada) en una bolsa de plástico cerrada . La carga del polvo fue calculada por medio de la ga hancia de peso después de que se removió el excedente del polvo, colándolo a través de un colador #70. El Factor de Carga se mantuvo preferentemente en un rango de entre aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 0.8 para el polvo de carbón , y de entre aproximadamente 0.5 a aproximadamente 0.6 para el polvo APS. Las mu estras preparadas del filtro fueron insertadas después dentro del espacio de filtración en el filtro de cigarrillo #2280 después de remover los tapones P 1 y P2. Posteriormente, el tapón P2 se volvió a insertar dentro del filtro del cigarrillo para crear una configuración P2/F(x), tal y como se describió en las Tablas 4 y 6 El cigarrillo resultante entonces fue probado bajos los protocolos bien conocidos de prueba FTC. Su TPM , el porcentaje de desviación del número de metano, y el porcentaje de desviación d el número de admin istración de acetaldeh ído, cianuro de hi drógeno, metanol e isopreno, se calibraron utilizando metano como el estándar interno y fueron registrados en las Tablas 4 y 6. consideramos un número de porcentaje de desviación para los componentes de la fase de gas significativa solamente si los valores absolutos más grandes del componente fueron mayores de tres veces los números de Desviación Estándar Relativa correspondiente (RSD). Esto fue comparado con un filtro en blanco P 1 /S/P2. Ninguno de los cuatro ejemplos de la Tabla 4 mostró un aumento importante en el funcionamiento de obstrucción al flujo cuando el tapón P 1 (77 mg) fu e reemplazado por aproximadamente 1 00 mg de fibra de microcavidad cargada con 25 mg de polvo sólido fino en una configuración P2/F(x). Los cambios de número de administración de metano son bastante menores que la RSD. Los polvos fueron retenidos en su mayoría en el espacio interno de las microcavidades internas semi abiertas de las fibras, de modo que no restringieron el flujo del gas. El polvo de gel de sílice APS mostró selectivamente reducciones de alto porcentaje importantes para acetaldeh ído de (36 al 46%), y cianuro de hidrógeno (del 73 al 75%), pero números de reducción de porcentaje bajo, no importantes para el metanol (del 5 al 1 3%) y el sopreno ( del 23 al 32%). Los polvos de carbón mostraron redu cciones ligeramente inferiores e importantes de acetaldehído (d el 29 al 31 %), y cianuro de hidrógeno (del 58 al 69%), pero porcentajes de reducción más altos e importantes para metanol (del 43 al 46%), e isopreno (del 45 al 57%). La selectividad de los filtros para varios componentes puede ser controlada por el material adsorbente/absorbente utilizado. Los ejemplos adicionales que utilizan fibras de microcavidad impregnadas con carbón o gel de sílice APS en polvo muestran una reducción en las composiciones de la fase de gas del humo de acetaldehído, cianuro de hid rógeno, metanol , e isopreno y se encuentran en las Tablas 6 y 7. Un objetivo adicional de la presente invención , es desarrollar filtros para fumar cigarrillos que no solamente reduzcan selectivamente ciertos componentes de la fase de gas, sino también controlen la administración de TPM . Una ventaja particular de los filtros para cigarrillo novedosos de la presente invención , es que permiten que los materiales adsorbentes/absorbentes sean fijados en una configuración favorable para interactuar con la corriente de gas sin bloquear la administración de los componentes deseables en la fase particulada del humo. Las trayectorias de paso de la fase particulada de humo pueden ser controladas u optimizadas modificando la geometría de enpaque de la fibra y la densidad para la administración de TPM deseable en el mismo tipo de barras de cigarrillos. Esto puede ser ilus trado en los dos ejemplos mostrados en la Tabla 4, en donde las fibras impregnadas incluidas fueron cortadas adicionalmente a la longitud media, y empacadas más estrechas en el mismo espacio La administración de TPM del mismo tipo de cigarrillos podría ser reducida de manera importante de 9 mg a 5 mg, debido al espacio má s pequeño entre las fibras, mientras que la reducción de la cantida d de los componentes de la fase de gas, no muestran cambios obvie s. Por los resultados de la Tabla 5 , encontramos que disminuyendo la densidad de empaque de la fibra, se podría disminuir la reducción de TP M . Las configuraciones P2/F(x) con menos fibras de microcavidad impregnadas, permiten administraciones de fase particulada de humo más grandes. Se prepararon y probaron una serie de ejemplos de filtros P2/F(x) construidos utilizando los cigar rillos #2280 disminuyendo las cargas de fibra y polvo de carbón . Los datos de la administración TPM y de fase de gas fueron registrados en la Tabla 5. Como se esperaba , la administración de TPM aument 5 rápidamente conforme disminuyó la carga. Al mismo tiempo, la adm inistración del componente de fase de acetaldehído, cianuro de hidrógeno, metanol e isopreno, sino también mejoró la administra ción de TPM . En la configuración P2/F(x), el espacio ocupado por la fibra impregnada es de aproximadamente 7.5 mm DE X 1 8 mm (aproximadamente 800 mm3), de modo que la densidad d 3 carga preferida para la fibra de microcavidad 3-dpf es de aproximadamente 32.5 a 47.5 mg/cnrr Aunque se observó un funciona miento óptimo en la ventana de carga 72 , el alcance de la presente invención comprende el uso de otras cargas, dependiendo de función amiento de filtración deseado. Para explorar adicionalmente la ventana de carga preferida 72 anteriormente mencionada , se prepararon y probaron ejemplos adicionales de cigarrillos # 2280 con una configuración de filtro P2/F(x). Los resultados están incluidos en la Tabla 6. Los resultados de la Tabla 6 muestra que todos los ejemplos contenían 31 o más mg de fibra de microcavidad cargada con carbón y que tienen reducciones importantes en el componente de la fase de gas. Cuando los filtros conten ían de 40 o más mg de fibra, la reducción de TPM se volvió importante. Los ejemplos que utilizan fibras de microcavidad 3-dpf cargadas con gel de sílice APS ilustradas en la Tabla 7, mostraron las mismas tendencias. De un modo más interesante, la administración por TPM de ciertos componentes de la fase de gas (tales como acétale ehído, cian uro de hidrógeno, metanol e isopreno) de los cigarrillos de referencia #2280, tal y como se muestran en la Tabla 8, podrían haber disminuido de manera importante cuando se utilizaron fibras de microcavidad cargadas con polvo absorbente/adsorbente er una configuración P2/F(x). Tabla 6 La Red ucción de las Ca ntidades de los Com ponentes de la Fase de Gas del Humo a Parti r del Uso de Fibras de Microcavidad Im preg nadas con Polvo de Carbón Bajo una Configuración La Reducción de las Cantidades de Com ponentes de la Fase de Gas de H umo Provenientes del Uso de Fibras de Microcavidad Impregnadas con Polvo d Gel de Sílice APS Bajo una Configuración P2/F(x) en el C gárrulo de Referencia #2280.

Carrera [Tipo de Filtro! APS.(mg) F<p*9) TPM(mß) CH4 HCN/CH4 MOOWCH4 l?>p?TCH4 TP /CH4 Promedio P1/SP2 I 0 14.1 440.7 1.33 0.21 0.25 0.17 0.032 SD 1.1 28.8 I O.Oß 0.03 0.04 0.02 0.001 RSD 8% 7% 6% 14% 15% 9% 4% Ejemplo P/F(APS) 25 98 7.3 439 -45% -72% •1% -20% -48% 26 Ejemplo PF(APS) 25 96 9.0 438 -36% -74% -10% -29% -36% 27 Ejemplo PF(APS) 24 43 12.1 396 -37% -62% 29% 5% •5% 28 Ejemplo PF(APS) I 16 38 14.2 •21% -32% 42% 11% 1% 29 Tabla 8 Administración de Componentes de la Fase de Gas del Humo Por TPM del Cigarrillo de Referencia #2280 con Filtros P2/F(x) Las fibras de microcavidad abierta, pueden ser de cualquier forma siempre que cumplan oon la definición de la microcavidad abierta. Ú nicamente es importa nte que la fibra tenga microcavidades abiertas para permitir la impreg nación de la fibra con silicón , carbón o una mezcla de los mismos. Por ejemplo, las microcavidades abiertas pueden ser fibras de Acetato de Celulosa en forma de Y convencionales, tal y como se ilustran en la figura 8, o de forma tetralobular, tal y como se iilustra en la figura 9, o fibras de Polipropileno en forma 4-DG (P , p) de Filtration I nnovation Technology I nc. (FIT), o una de las formas descritas en una de las Patentes de Eastman Chemical anteriores (tales como la figura 1 0).

También hemos descubierto que cuando las partículas absorbentes utilizadas son lo suficientemente peq ueñas para poder ser impregnadas dentro de las microcavidades internas de las fibras, no obstruirán el flujo de gas entre las fibras. Controlando la densidad y la distribución de las fibras, se podría evitar un RTD alto en la formación de filtro de gas efectivo. Para ser impregnadas en las cavidades de la superficie de las fibras con forma de Y CA 3dpf convencionales, las partículas finas de carbón o gel de sílice adsorbentes utilizadas deben de un diámetro más pequeño que de 1 0 µm. Para fibras más grandes, l ales como las fibras de polipropileno ("pp") con forma 4DG dpf 1 5, e tamaño de partícula adecuado puede ser más grande, hasta de 20 µni de diámetro. Las partículas probadas en los ejemplos siguientes fueron polvos de carbón de coco Pica, y gel de sílice tratado con APS (3-ami nopropilsilanol) proveniente de Grace Davison . Las fibras formadas impregnadas con partículas, fueron preparadas mediante el siguiente procedimiento: Un determinado peso en gramos, W0, del filtro anterior es mezclado con un polvo sólido excedente en una bolsa de plástico sellada. Después de la agitación y mezclas completas, y en algunos caso JS , ser apretadas con las manos, la mezcla fue pasada a través de un colador # 20. El polvo excedente adicional de las fibras fue sacu idido en una campana. La muestra fue pesada entonces, y el peso cambió a Wi (en gramos) y la ganancia de porcentaje a través de 3ste proceso, fue registrada como retención de partículas. Los datos de retención de partícula de los ejemplos se encuentran en la Tabla 9. es claro que estas partículas son impregnadas en el espaoio interno entre los lóbulos de los filamentos, de modo que no están obstruyendo el flujo de gas entre las fibras Tabla 9 Capacidad de Retención de la Partícu la de Varias Muestras de Fibra Formadas * Se aplicó cierto apretón con las manos además de la agitación durante la impregnación del polvo. 1 ) La fibra PP/4DG es la muestra DPL-283, los filamentos 1 5 dpf apretados de 2 pulgadas de largo; y el PET/4DG es de la muestra DPL-672, un Estambre de 31 filamentos 6dpf, ambos de FIT. 2) CA/Y es una fibra tri-lo oular de Acetato de Celulosa utilizada actualmente en la fabricación de tapones de cigarrillo. 3) El polvo de carbón es caparazón de coco basada en polvo de carbón #99-2-3 (diámetro c e partículas en un rango de 1 a 1 0 micrómetros) proveniente de Pi Ca . 4) El polvo de gel de si Mee APS fue polvo de gel de sílice tratado con 3-aminopropilsilano proveniente de Grace Davison .

La retención de partículas de las fibras con microcavidades abiertas depende, no solamente de la coincidencia geométrica entre la partículas y las microcavidades de las fibras, sino también del procedimiento de impregnación. Tal y como se muestra en la Tabla 9, cierto nivel de apretado nanual mecánico, podría mejorar la retención de las partículas de una manera importante. La fibra CA formada 3dpf/Y podría retener del 9 al 22% del polvo de gel de sílice APS dependiendo de la fuerza aplicada en la impregnación , mientras su retención para el polvo d carbón de coco es solamente de alrededor del 1 0% debido a que tiene menos coincidencia geométrica. Casi todas las partj ículas de gel de sílice APS utilizadas tienen diámetros en un rango de 2 a 4 µm. Sin embargo, los polvos de carbón utilizados, tienen fo rmas irregulares, y algunos de ellos tienen una dimensión de una s Día dirección q ue excede de 5 µm , la profundidad de las cavidades de las fibras CA en forma de Y 3dpf.

Esto hace que el polvo de cart ón sea más difícil de empacar en un espacio plano pequeño entre os lóbulos de la fibra CA, aún con fuerza mecánica. Para los filtrols con microcavidades más profundas, tales como aquellos de las fi bras 4DG PP 1 5 dpf, ambos polvos usados aqu í, deberán tener la capacidad para empacarse dentro de las cavidades. Como se esperaba, se obtuvo un número de retención más alto en un rango de 30 al 0% . La fibra probada PET/4DG 6 dpf mostró una retención de partíc ; j|a inferior que las fibras PP/4DG 1 5 dpf para microcavidades más pl l anas. Para formar filtros con una filtración de fase de gas efectiva, se usaron algunos de los materiales fibrosos anteriormente preparados para reemplazar los tapones GA en las secciones del filtro de los cigarrillos 1 R4F. Después de que fueron razonables los resultados de las muestras de los cigarrillc s determinados en sus mediciones de RTD, y el índice de Dilución (D DI ), fueron fumados bajo un Protocolo de fumadas de 55 ml por 2 se undos en intervalos de 30 segundos entre las fumadas. El material particulado total (TPM) fue recolectado en una Almohadilla Cambridge mientras que los componentes de la fase de gas fueron medidos por un sistema FT-I R Láser calibrado. Los resultados se registraron en la Tabla 1 0 y en las figuras del 1 1 al 16 Tabla 1 0 Datos de Fumado de Cigarrillo 1 R4F con Filtros Reemplazados * Bajo Condiciones de Fumado pe 55ml/2s por fumada con intervalos de 30 segundos entre fumadas. ** Longitud de la fibra 22 mm con un tapón CA plastificado adicional de 5 mm .

Los valores del rango 1 R4F que se encuentran en la Tabla 1 0 fueron derivados de más de 1 0 muestras duplicadas fumadas entre otras carreras de muestras, Sus filtros se hicieron utilizando plastificadores. Para aislar los efectos de los plastificadores, en los ejemplos del E 1 al E4, las mué stras del cigarrillo 1 R4F con filtro se hicieron a partir de fibras CA vi rgen, sin el uso de plastificadores. El procedimiento de preparación de estas muestras inició con el paso de extraer una cantidad de fibras de estopa a través de una envoltura de papel de filtro cil indrico previamente hecha con un gancho. Después de cortarlas, las partes homogéneas de las fibras envueltas fueron cortadas en secciones con una longitud de 27 mm e insertadas dentro de los cigarr Nos 1 R4F para reemplazar los filtros originales CA. Los valores de peso de la fibra CA que se encuentran en la lista, son el peso real de la fibra derivado a partir del peso de la fibra total , excluyendo el pe so de la envoltura de la boquilla de aproximadamente 37.5 mg. Debido a la carga de fibra CA más alta, los Ejemplos E3 y E4 tuvieron RTD más altos, y una administración TPM más baja que los ejempl bs E 1 y E2. Estas muestras pueden servir como un mejor control que los cigarrillos 1 R4F regulares para mostrar los efectos de los polvos incluidos en las siguientes muestras de cigarrillo preparadas bajo condiciones similares. En las muestras de cigar? ¡Nos E5 y E6, la fibra CA impregnada con polvo de gel de sílice APS del Ejemplo 2 (Tabla 10) fueron utilizadas en la preparación d 3 sus filtros de 27 mm de longitud , Dependiendo de la carga de la fibra, se incluyeron en los filtros de 23 a 39 mg de polvos de gel de sílice APS después del proceso . En el Ejemplo E7, se agregó un te pon CA reg ular de 5 mm de longitud como boquilla, de modo que le fibra CA de la lista y el polvo APS fueron comprimidos en una sección con una longitud de 22 mm . Estas compresiones dieron como resultado un RTD ligeramente más alto, y una administración T M más baja, pero ambos valores todavía son comparables con I os de los cigarrillos 1 R4F regulares, Los efectos del polvo APS incluido de esta manera para los componentes de la fase de gas pueden ser mostrados claramente por los datos de administración AA y HCN fumada-por-fumada de las figuras 1 1 y 12. Bajo un RTD ig |ual con APS en el filtro, el ejemplo E6 mostró una administración AA y HCN fumada-por-fumada reducida de una manera importante con respecto a ambos ejemplos E2 y los controles 1 R4F regulares. Se prepararon muestras de cigarrillos E8-1 1 a partir de fibras CA impregnadas con polvo de carbón del Ejemplo 4 y 5 (Tabla 1 0) utilizando el proceso descrito en los ejemplos del E 1 al E4 Debido a la retención de partículas bajas, solamente se incluyeron en las muestras de 1 3 a 1 8 mg de polvos de carbón . Las cargas de fibras más altas en los ejemplos E 1 0 y E 1 1 dieron como resultado cargas de carbón más altas, pero tanto su RTD como su TPM, ambos estuvieron fuer a del rango comparativo para los cigarrillos 1 R4F. Con una carge de fibra más baja , los ejemplos E8 y E9 tuvieron valores RTD y TPM comparables con los de las muestras 1 R4F. Las muestras duplicadas de los ejemplos E8 y E9, E8A y 9A * Cuarta fumada bajo condición FTC, detector GC/MS/estándar interno etano. ** Tapón con 37.5 mg de envoltura de papel de filtro.

Los Ejemplos del 1 2 al 14 de la Tabla 1 0, son muestras de control de cigarrillo preparado i nsertando dentro de las secciones del filtro del cigarrillo 1 R4F una muestra de fibra 4DG PP 1 5 dpf virgen apretada. Como se esperaba, las fibras más vírgenes cargadas, produjeron un RTD más alto. En los ejemplos del E 1 5 al E 1 8 de la Tabla 1 0, son muestras de cigarrillo preparadas a partir de fibras 4DG PP cargadas con polvo de carbón o polvo de APS obtenidos de los ejemplos 7, 8 y 1 1 de la Ta bla 1 0. Debido a la fibra grande y las cavidades profundas disponib es en estas fibras, se logró una retención buena de las partículas (hasta del 64%), tanto para el carbón como para la APS. Ba o una administración comparable de RTD y TPM , se podría cargar un alto volumen (hasta de 60 mg) de carbón o de polvo APS dentro de cada cigarrillo. Los efectos de las partículas absorbentes cargadas a los constituyentes de las fases de gas, pueden ser demostrados en los datos mostrados en las figuras del 1 3 al 1 6. Generalmente, el carbón mostró una actividad más ampl a para el rango de componentes más ancho por medio del proceso de absorción física , mientras que los polvos APS tratados en la superficie mostraron una actividad seleccionada para ciertos con stituyentes, tales como aldehidos y HCN por medio de los procesos de reacción química. En las figuras 1 5 y 1 6, es claro que el polvo db carbón tiene actividad para remover los compuestos tales como isop reno y metanol , mientras que el polvo APS no mostró una actividad importante bajo la misma condición de prueba en la remoción de os mismos compuestos, mostraron cinéticas de reacción y activid ad diferentes. Esta diferencia puede ser demostrada en los datos de administración fumada-por-fumada para el acetaldehído (AA) e n la fig ura 1 3. El carbón mostró características típicas de absor ción física, el cual absorbió la mayor parte del AA en la primera y segunda fumadas, y luego alcanzó gradualmente la saturación después de la sexta fumada. El gel de sílice APS tuvo una superfici e física mucho menor, la cual fue utilizada muy rápidamente en la primera fumada . Debido al índice lento de reacción química, la reacción entre el grupo amina del polvo APS y AA no funciona hasta la quinta fumada . La reducción máxima de la administración AA se aloanzó aproximadamente en la novena fumada. También se pudo describir una diferencia similar entre el carbón y el polvo APS en sus datos de administración de HCN fumada-por-fumada mostrados en la figura 14, en donde saturación de la superficie física, tanto para el carbón como para los polvos de APS fue más lenta de bido al nivel de desafío más bajo. Los ejemplos adicionales de los filtros de fibra formadas que contienen mezclas de los polvos, fueron preparados de la manera siguiente: Se prepararon 2.0 g de 5 composiciones diferentes de mezclas de polvo, mezclando y agitando 0, 0.5, 1 .0 , 1 .5 y 2.0g de polvo de gel de sílice APS (Grace Davison) con 2.0 , 1 .5, 1 .0 , 0.5 y 0 g de polvo de carbón de coco Pica #99-2-3 , respectivamente, en cinco bolsas de plástico zip lock de 3X5 comerciales. Las mezclas del polvo fueron mezcladas y agitac as en las . bolsas. Los polvos fueron impregnados dentro de las fibras, insertando 0.5 g de fibra 4DG PP ( 1 5 dpf apretada , longitud 2 pulgadas, #DPL 283 proveniente de FIT) dentro de cada una de las cinco bolsas que conten ían el polvo y estaban selladas. Después de agitar sin presión de las manos, las mezclas de fibra y polvo fueron vertidas en un colador No. 40. El polvo excedente fue removido por medio de agitación y sacudido. Esto se hizo hasta que no se observó polvo que cayera polvo sobre una pieza de papel blanco. La ganancia porcentual de peso de las muestras a través del proceso fue registrada como el Factor de Ca rga de la Fig ura 1 7. Los cigarrillos fueron alte ;rados primero, utilizando un torcedor para remover los tapones ele filtro CA de los cigarrillos de investigación #1 R4F, dejando u ?a sección hueca con una longitud de 27 mm . Posteriormente, se imp regnaron cierta cantidad de muestras de fibra, las cuales fueron in seriadas lentamente dentro de esta sección hueca para que sirvie ran como filtro. La resistencia a la conducción ("RTD"), y el índica de Dilución Directa ("DDI"), de las muestras resultantes fueron med idos utilizando un probador de Serie Champion™ ANALÓG I CO CFO , y registrados en la Tabla 1 2. Las muestras de cigarrillos prepara das aquí, tuvieron RTD comparables (de 127 a 1 52 mmH2O), y un índice de Dilución (de 24 a 31 %), con los del cigarrillo 1 R4F estándar , como se muestra en la Tabla 1 2. La Tabla 1 2 ilustra el efecto de carga de APS y polvo de carbón mezclados en la Administración total del 1 R4F bajo condiciones FTC.

Tabla 12. Efecto de Cargar APS y Polvo de Carbón Mezclados en la Administración Total de 1R4F Bajo la Condición FTC ao on cones k Configuración del filtro: Las muestras de cigarrillo fueron equilibradas en un cuarto de control bajo una temperatura c e 72°F, y una H umedad Relativa de 60% durante por lo menos 24 horas antes de ser fumados bajo condiciones FTC usando un encendedor eléctrico. El material particulado total ("TPM") de la fumada fue recolectado en y medido por almohadillas de peso Cambridge. La composición de la fase de gas del humo fue analizada cor un sistema infrarrojo láser calibrado, Los datos seleccionados de la prueba se muestran en la Tabla 1 2 y en las Tablas del 1 3 al 16 siguientes. Tabla 1 3 9563-80L 9563-80-B 9563-80-C 9563-8 300--FF 9563-80-H 9563-80-J AA(µg) Fumada IR4F APS100/C0 APS75/C25 APS50/ /CC5500 APS25/C75 APS0/C100 1 26.47 19.96 16.34 23.54 23.13 18.37 2 81.71 15.55 11.14 17.74 20.79 11.64 3 66.94 21.52 11.21 21.86 26.24 14.19 4 56.91 30.7 16.07 32.34 24.11 30.09 5 69.15 31.05 30.23 46.67 42.49 46.42 6 74.64 40.58 47.48 58.91 35.19 42.76 7 76.54 49.59 55.63 57.39 53.29 53.45 8 69.24 67.5 44.21 71.26 77.05 64.46 9 95.52 62.4 72.52 60.85 60.35 75.7 10 61.12 88.84 80.59 68.26 Tabla 14 9563-80L 9563-80-B 9563-80-C 9563-80-F 9563-80-H 9563-80-J HCN(µg) Fumada IR4F APS100/CO APS75/C25 APS50/C50 APS25/C75 APSO/C100 1 4.98 1.74 1.64 2.57 4.51 3.36 2 7.13 0.75 0.85 1.18 2.35 1.94 3 8.73 0.85 0.97 1.54 2.86 1.45 4 8.56 1.55 2.00 2.99 2.78 3.67 5 10.24 2.45 2.66 2.59 5.21 4.91 6 12.31 3.53 3.27 4.83 4.38 5.87 7 13.72 4.84 5.08 6.1 9.04 9.31 8 12.12 5.99 3.58 7.15 11.03 13 9 15.68 6.09 6.98 8.49 11.02 14.33 10 6.00 9.48 13.67 11.65 Tabla 15 9563-80L 9563-80-B 9563-80-C 9563-80-F 9563-80-H 9563-80-J ISOP Fumada IR4F APS100/C0 APS75/C25 APS50/C50 APS25/C75 APS0/C100 1 4.41 2.86 1.75 1.46 2.2 2.1 2 11.9 9.87 0.1 0.04 0.18 0 3 7.3 6.7 0.51 0.73 0.76 0 4 8.24 6.48 1.37 1.89 1.53 0 5 9.2 6.6 4.1 2.79 2.86 0.76 6 7 6.85 6.11 5.14 2.86 2.08 7 9.11 6.52 8.77 7.16 5.08 4.05 8 8.53 9.05 7.28 10.24 7.4 5.95 9 9.29 8.63 10.87 8.86 6.22 9.07 10 7.25 13.2 10.66 7.89 Tabla 1 6 9563-80L 9563-80-B 9563-80-C 9563-80-F 9563-80-H 9563-80-J MEOH Fumada IR4F APS100/C0 APS75/C25 APS50/C50 APS25/C75 APSO/C100 1 4.4 4.2 4.07 4.92 6.01 4.85 2 5.65 4.29 1.89 3.14 2.85 2.64 3 6 75 5.49 1.98 3.3 2.96 2.47 4 6.48 5.27 3.56 4.65 3.51 1.77 5 8.3 5 92 4.49 4.64 3 86 3.59 6 9.5 7 9 7.56 7.42 4 87 4.64 7 11.36 7.77 9.15 9.02 7 12 6.9 8 11.88 10.53 10.47 10 94 9.72 9.43 9 18 73 13.24 12.92 9.88 11.52 13.01 10 13.71 18.53 14.23 14.87 La figura 1 7 ¡lustra el efecto de la composición de partículas en el factor de carga en la fibr a PP-4DG . No hubo una diferencia importante en el factor de carga del 1 00% de partículas APS al 1 00% de carbón . La carga porcentual de todas las cinco composiciones fue en un rango estrecho de 25.6 a 27.5% . La Tabla 12 resume los atos de fumar bajo condiciones FTC las muestras preparadas de Cigarrillos anteriores. Utilizando una administración total de Metano (CH4) como estándar interno, el total de administración de AA, HCN MeOH e Isopreno de los cigarrillos fue comparado con los nú meros promedio correspondientes, provenientes de fumar 6 cigarri Nos 1 R4F de control en el tiempo de la muestra. La diferencia porcentual de la comparación anterior se considera importante, si sus valores absolutos fueron mayores de 3 polvo de carbón , especialmente en las últimas fumadas (Fumadas 7 a 9), mientras que todas las cc mposiciones de mezcla mostraron un nivel de actividad entre estas d os muestras puras. En las Tablas 1 5 y 1 6, en el gel de sílice APS no se mostró actividad importante, tanto para el isopreno como para el MeOH , mientras que el carbón mostró una buena reducción de estos dos componentes. Las composiciones de la mezcla mostraron diferentes niveles de actividad para el isopreno y el MeOH , y solamente entre el polvo de carbón y el polvo de gel de sílice APS. Es posible crear un portafolio de la composición de humo administrada variable utilizando mezclas de diferentes absorbentes, tales como polvo de gel de sílics APS y polvo de carbón de coco. Las mezclas de polvo de gel de sílice APS y el polvo de carbón mostraron niveles variados de e ctividad de filtración , en comparación con las formas puras del carbón o el gel de sílice APS . Utilizando mezclas de composiciones variadas de diferentes absorbentes en el filtro de fibra formado, se pueden llegar a producir sabores del humo diferentes a los que se obtienen utilizando solamente las formas puras. En conclusión , hemos demostrado que las fibras formadas con microcavidades abiertas o semi abiertas en la superficie podrían ser utilizadas para preparar filtros mejorados para las filtraciones de la fase de gas. Sus microcavidade s podrían ser usadas para retener las partículas absorbentes finas, tales como los polvos de carbón o gel de sílice APS o mezclas de los mismos, sin incurrir en un RTD alto .

Los filtros para cigarrillos sin plastificador hechos a partir de estas fibras impregnadas, han mostrado una efectividad más alta para remover ciertos constituyentes del humo del cigarrillo que los filtros CA convencionales, en los c gárrulos 1 R4F. Dependiendo de la característica de la superficie c e los polvos sólidos impregnados, se pueden realizar la remoción de los componentes de la fase de gas por medio de, ya sea la ab sorción física o del mecanismo de reacción qu ímica. Seleccionando el mecanismo de reacción , se pueden remover selectivamente ciertos componentes del humo del cigarrillo. La presente invención proporciona filtros para cigarrillos altamente eficientes que t enen la capacidad de remover selectivamente ciertos compo nentes del humo de la corriente principal . Dependiendo de los componentes que se pretende reducir, el adsorbente/absorbente incluí do puede ser tratado químicamente o co-impregnado con ciertos reac ivos químicos, los cuales poseen una reactividad y selectividad altas para esos componentes. El tamaño de las partículas adsorbentes/absorbentes utilizadas puede ser diseñado para que sea mucho más pequeño que los conocidos en la técnica anterior, como para que posean cinéticas de reacción a la fase de gas mejoradas. El tamaño de partícu la preferido utilizado puede ser ajustado por el den ier, y la abertura y volumen de las cavidades de la fibra. Para una fibra de microcavidad de 3 dpf, el tamaño de la partícula atrapada puede encontrarse en el rango de 1 a 1 5 micrómetros. Una fibra de microcavidad de 6 dpf podría sostener partículas mayores de 1 a 1 5 micrómetros. De una manera importante, las partículas fuero n atrapadas en el volumen interno de la fibra, siendo incluidas dem: ro del volumen de dicha fibra. Las partículas finas incluidas no aumentan de manera importante la resistencia al flujo de gas exhib ida por los filtros mismos, cargados o no. La administración TPM de los cigarrillos puede ser controlada y optimizada controlando la densidad de empaque y la geometría de las fibras, y también dependerá en gran parte, de la cantidad hasta la cual dichas fibras son cargadas con materiales adsorbentes/absorbentes finamente divididos. Otros materiales poliméricos incluyendo, pero sin limitarse a, poliéster y polisulfonas pueden ser usados también para las fibras de microcavidad para el uso en esta invención . Se pueden utilizar otros materiales de fibras siempre que ellas sean compatibles con el uso del cigarrillo. Las microcavidades tal y como se describieron en este documento no tienen que ser continuas. Las fibras impregnadas pueden ser incluidas en cualquier parte del cigarrillo o un aparato accesorio para fumar, en cualq jier diseño de ingeniería posible que permita que ellas sean expuestas a la corriente de humo para alcanzar el efecto definido en esta patente. Todas las referencias mencionadas anteriormente están incorporadas en su totalidad a esta descripción para todos los propósitos útiles.

Aunque se han descrito y mostrado ciertas modalidades de estructuras específicas de la presente invención , será manifiesto que los expertos en la técnica , encontrarán que se les pueden hacer varias modificaciones y readap :aciones de las partes, sin salirse del espíritu y alcance del concepto inventivo subyacente y que los mismos no están limitados a las formas particulares aqu í mostradas y descritas.

Claims (1)

1. REIVINDICACION ES 1 .- U n filtro para cigarrillo que comprende una fibra que contiene microcavidades semi-abiertas siendo cargadas las cavidades con partículas o líquidos adsorbentes/absorbentes. 2.- Un filtro para cigarlllo que comprende una fibra que contiene microcavidades abiertas siendo cargadas las cavidades con partículas o líquidos adsorbente s/absorbentes. 3.- El filtro tal y como s describe en la reivindicación 1 , en donde la fibra es una fibra trilob ular. 4.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 , en donde la fibra es una fibra tetra obular. 5.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 3 , en donde la fibra es cargada con carbón. 6.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 4, en donde la fibra es cargada con carbón . 7.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 3, en donde la fibra es cargada con un gel de sílice amorfo. 8.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 4, en donde la fibra es cargada con un gel de sílice amorfo. 9.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 , en donde las partículas absorbentes/adsorbentes se encuentran en una proporción de partículas a fibra en una cantidad de aproximadamente el 1 % a aproximadamente 1 50% en peso. 1 0.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 8, en donde la proporción de carbón a fibra es de aproximadamente el 20 al 80% en peso. 1 1 .- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 5, en donde la fibra es impregnada con fibra de carbón de coco que tiene un factor de carga de aproximadamente el 50% . 1 2.- El filtro tal y como se descri be en la reivindicación 2 , en donde la fibra es una fibra trilobular. 1 3.- El filtro tal y como e e describe en la reivindicación 2 , en donde la fibra es una fibra tetra obular. 14.- El filtro tal y como sé describe en la reivindicación 12 , en donde la fibra es cargada con c arbón . 1 5.- El filtro tal y como se describe en la reivi ndicación 1 3, en donde la fibra es cargada con c arbón. 1 6.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 2, en donde la fibra es cargada con u i gel de sílice amorfo. 1 7.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 3, en donde la fibra es cargada con U T gel de sílice amorfo. 18.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 , en donde las partículas absorbentes/adsorbentes se encuentran en una proporción de partículas a fibra en una cantidad de aproximadamente 1 % a aproximadamente 1 50% en peso. 1 9.- El filtro tal y como s e describe en la reivindicación 8, en donde la proporción de carbón a fibra es de aproximadamente el 20 al 80% en peso. 20.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 , en donde la fibra tiene aproximada mente una microcavidad de 3 den iers por filamento, y las partículas atrapadas tienen un tamaño de aproximadamente 1 a 1 5 micrómetros. 21 .- El filtro tal y como s e describe en la reivindicación 1 , en donde el filtro no contiene enlazadores o plastificadores o substancialmente no contiene enlazadores o plastificadores. 22.- El filtro tal y como s e describe en la reivindicación 2 , en donde la fibra tiene una microcavidad de aproximadamente 3 deniers por filamento, y las partículas atrapadas tienen un tamaño de aproximadamente 1 a 1 5 micrómetros. 23.- El filtro tal y como e -¡e describe en la reivindicación 2, en donde el filtro no contiene enlazadores o plastificadores o substancialmente no contiene ehlazadores o plastificadores. 24.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 , en donde la fibra es cargada con un gel de sílice amorfo y con fibra de carbón de coco. 25.- El filtro tal y como s'e describe en la reivindicación 3, en donde la fibra es cargada con un gel de sílice amorfo y con fibra de carbón de coco. 26.- El filtro tal y como s'e describe en la reivindicación 4, en donde la fibra es cargada con u n gel de sílice amorfo y con una fibra de carbón de coco. 27.- El filtro tal y como se describe en la reivindicación 2, en donde la fibra es cargada con un gel de sílice amorfo y con fibra de carbón de coco. 28.- U n cigarrillo el cual comprende una configuración de tapón/espacio/tapón que tiene un tapón descendente, un espacio, un tapón ascendente y tabaco, en donde el filtro tal y como se descri be en la reivindicación 1 es cargado en el espacio y dicho tapón descendente y dicho filtro el cu al se encuentra en dicho espacio, y el tapón ascendente y el tabaco están alojados en una envoltura. 29.- Un cigarrillo el cu al comprende una config uración de tapón/espacio que tiene un espacio, un tapón ascendente y tabaco, en donde el filtro tal y como i.e describe en la reivindicación 1 es cargado en el espacio y dicho filtro el cual se encuentra en el espacio y el tapón ascendente y el tabaco se encuentran alojados en una envoltura. 30.- Un proceso para fabr car el filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual comprende la mezcla mecánica de partículas adsorbentes/absorbe ntes o líquidos con una fibra que contiene microcavidades semi- abiertas de modo que las partículas son atrapadas en las microcavidades. 31 .- El proceso para la fabricación del filtro tal y como se describe en la reivindicación 1 , el cual comprende la interacción electrostática de la fibra que contiene las microcavidades semiabiertas, con las partículas adsorbentes/absorbentes o líquidos de modo que las partículas son atrapadas en las microcavidades. 32.- Un proceso para fabricar el filtro tal y como se describe en la reivindicación 2, el cual comprende la mezcla mecánica de las partículas adsorbentes/absorbentes o líquidos con la fibra que contiene microcavidades abier as de modo que las partículas son atrapadas en las microcavidades. 33.- El proceso para la fabricación del filtro tal y como se describe en la reivindicación 2, el cual comprende la interacción electrostática de la fibra que contiene las microcavidades abiertas con las partículas adsorbentes /absorbentes o l íquidos de modo que las partículas son atrapadas en las micro cavidades.