Cigarrillo de baja emisión de humo de corriente secundaria que comprende una barra de tabaco convencional,

y un papel de tratamiento que es combustible, se quema y forma cenizas, teniendo dicho papel de tratamiento una composición de tratamiento de humo de corriente secundaria, comprendiendo dicha composición de tratamiento en combinación, un catalizador de óxido metálico de donación de y almacenamiento de oxigeno y un adyuvante particulado poroso finamente dividido esencialmente no-combustible para dicho catalizador

Cigarrillo de baja emisión de humo de corriente secundaria con papel combustible.

Campo de la invención

La invención se refiere a la reducción de humo de corriente secundaria en la combustión de cigarrillos y similares. Más particularmente, la invención se refiere a una composición para su uso con papel de cigarrillo envoltura de cigarrillo o para un cigarro para tratar y reducir considerablemente el humo de corriente secundaria.

Antecedentes de la invención

Se han hecho diversos intentos para reducir o eliminar el humo de corriente secundaria que emana de un cigarrillo encendido. El solicitante ha desarrollado diversos enfoques de sistemas de control de la corriente secundaria de los cigarrillos como los descritos en sus patentes canadienses 2.054.735 y 2.057.96; Patentes de los Estados Unidos 5.462.073. y 5.709.228 y las solicitudes de PCT publicadas WO 96/22031, WO 98/16125 y WO 99/53778.

Se han desarrollado otros sistemas de control de humo de corriente secundaria que utilizan material de filtro o material adsortivo en el tabaco, filtro o envoltura de papel. Ejemplo de estos sistemas se describen en las patentes de los Estados Unidos 2.755.207 y 4.225.636; la solicitud de patente EP 0740907 y WO 99/53778. la patente de los Estado Unido 2.755.207 describe un papel de cigarrillo de baja emisión de humo de corriente secundaria. El papel de cigarrillo encendido produce un humo sustancialmente libre de componentes nocivos. El papel de cigarrillo es material celulósico de forma libre. Tiene íntimamente asociado al mismo un material catalizador de silicio de tipo mineral finamente dividido: El papel de cigarrillo q es esencialmente no-combustible y refractario sigue esencialmente sin cambios durante la combustión del papel de cigarrillo y funciona como un catalizador modificando la combustión del papel. Los catalizadores de silicio incluyen arcillas tratadas con ácido, montmorinolita tratada con calor y silicatos naturales y sintéticos que contienen algunos átomos de hidrógeno que son relativamente móviles. Los óxidos de sílice mezclados apropiados incluyen óxido de sílice con óxido de alunima circona titania cromo y magnesio. Otras sílices incluyen los óxidos de silicio y aluminio en una relación de peso de 9:1 de sílice: Alumina.

La patente de los Estados Unidos 4.225.636 describe el uso de carbono en el papel de cigarrillo para reducir los componentes orgánicos en fase de vapor y material particulado encontrado en el humo de corriente secundaria. Además el carbono da como resultado una reducción sustancial de la emisión de humo de corriente secundaria visible de un cigarrillo encendido. Se prefiere el carbono activado como fuente de carbono. El uso de carbono activado da como resultado una ligera caída en la emisión de humos de corriente secundaria visible. Hasta el 50% del papel de cigarrillo puede ser carbono finamente dividido. Los papeles revestidos de carbono se pueden usar como envoltura interna para la barra de tabaco en combinación con un cigarrillo convencional.

La solicitud de patente Europea 0740907 publicada el 6 de noviembre de 1996 describe el uso de zeolitas en el tabaco de los cigarrillos para alterar las características de humo de corriente secundaria y en particular eliminar diversos componentes del humo de corriente secundaria tale como algunos de los alquitranes. La zeolita proporcionada en el tabaco, también cambia aparentemente las características del humo secundario. Las zeolitas usadas tenían una dimensión de partícula de entre 0,5 mm y 1.2 mm.

La solicitud de patente PCT publicada WO 99/53778 describe una hoja no-combustible de material de tratamiento para reducir las emisiones de humo secundario. La hoja se usa como envoltura y se aplica sobre el papel de cigarrillo convencional de un cigarrillo convencional. La envoltura tiene una porosidad muy elevada para permitir que el cigarrillo se queme a o muy cerca de velocidades de combustión libres convencionales reduciendo al mismo tiempo las emisiones humo de corriente secundaria. La envoltura no-combustible incluye fibras cerámicas no-combustible, fibras de carbono activado no-combustible así como otro materiales estándar usados en la fabricación de la envoltura. La envoltura también incluye zeolitas u otros materiales absortivos similares y un catalizador de oxidación de óxido de metal de donación de oxígeno/almacenamiento de oxígeno. La envoltura no-combustible proporciona un grado de control de humo secundario, sin embargo debido ala naturaleza no-combustible de la envoltura permanece un tubo carbonizado.

Las patentes de los Estados Unidos 4.433.697 y 4.915.117 describen la incorporación de fibras cerámicas en la fabricación de papel de cigarrillo. La patente de los Estados Unidos 4.433.697 describe al menos el 1% en peso de algunas fibras cerámicas en el papel proporcionado en combinación con cargas de óxido de magnesio y/o hidróxido de magnesio para reducir humo de corriente secundaria visible que emana del cigarrillo encendido. El suministro de pulpa de fibra, fibras cerámicas y cargas se usan para fabricar una hoja de papel en maquinas convencional de fabricación de papel. Las fibras cerámicas se pueden seleccionar en el grupo de alumina policristalina, aluminio-silicato y alumina amorfa. Se una carga de hidróxido de magnesio u óxido de magnesio y se reviste sobre o se aplica las fibras de la hoja.

La patente de los Estados Unidos 4.915.117, de ITO, describe una hoja no-combustible para contener el tabaco. La hoja fina se forma con materiales cerámicos que al quemarse no producen humo. La hoja cerámica comprende una tela tejida o no-tejida de fibra cerámica o una mezcla de papel y cerámica térmicamente descompuestos a alta temperatura. La fibra cerámica se puede seleccionar partir de fibras inorgánicas tales como fibras de sílice, fibras de sílice-alunima, alumina, fibra de alumina, fibra de circona, fibra de aluminio boro silicato y vidrio. La hoja cerámica se forma uniendo estos materiales por aglomerantes inorgánicos tales como gel de sílice o gel de alumina. Las fibras son de preferiblemente de un diámetro de 1 a 10 micrómetros. Se han aplicado geles de sol a papel de cigarrillo convencional para reducir el humo secundario, particularmente geles de sol hechos de un óxido de aluminato de magnesio, aluminato de calcio, titania, circona y aluminio como se describe en la patente canadiense 1.180.968 y la solicitud de patente Canadiense 2.010.575. La patente Canadiense 1.180.968 describe la aplicación de hidróxido de magnesio den forma de un gel amorfo como componente de carga de papel de cigarrillo para mejorar el aspecto de la ceniza y la reducción de humo secundario. El gel de hidróxido de magnesio se reviste sobre o se aplica a las fibras de la hoja del papel de cigarrillo. La solicitud de patente Canadiense 2.010.575 describe el uso de geles producidos por un proceso de gelación de solución o sol-gel para control la combustión de envolturas para artículos de fumador. Los geles se pueden aplicar como revestimientos a fibras de papel antes de que el papel se forme como envolturas. Las envolturas son útiles para reducir humo de corriente secundaria visible. Los óxidos de metal para los geles de sol pueden ser aluminio, titanio zirconio, sodio, potasio o calcio.

También aplicado directamente catalizadores al papel de cigarrillo como se ha descrito en la patente Canadiense 604.895 y la patente de los Estados Unidos 5.386.838. La patente Canadiense 604.895 describe el uso de platino, osmio, iridio, paladio, rodio, y rutenio, en el papel de cigarrillo. Estos metales funcionan como catalizadores de oxidación para tratar vapores que surgen de la combustión de la envoltura de papel. El efecto catalítico optimo ha sido proporcionado por el paladio metálico las partículas metálicas en un medio apropiado se dispersan sobre la cara de una envoltura de papel antes de aplicarla al cigarrillo.

La patente de los Estados Unidos 5.386.838 describe el uso de una solución sol que comprende una mezcla de hierro y magnesio como composición supresiva de humo: la composición supresiva de humo se realiza coprecipitando hierro y magnesio a partir de una solución acuosa en presencia de una base. La composición de magnesio de hierro de muestra un área de superficie elevada de aproximadamente 100 m²/g a aproximadamente 225 m²/g cuando se calienta a una temperatura 100ºC y aproximadamente 500ºC. LA composición de magnesio de hierro se puede añadir a la pulpa de papel que se usa para hacer un papel de cigarrillo supresivo de humo. La composición de magnesio de hierro funciona aparentemente como un catalizador de oxidación y reduce la cantidad de humo producida...

1. Cigarrillo de baja emisión de humo de corriente secundaria que comprende una barra de tabaco convencional, y un papel de tratamiento que es combustible, se quema y forma cenizas, teniendo dicho papel de tratamiento una composición de tratamiento de humo de corriente secundaria, comprendiendo dicha composición de tratamiento en combinación, un catalizador de óxido metálico de donación de y almacenamiento de oxigeno y un adyuvante particulado poroso finamente dividido esencialmente no-combustible para dicho catalizador.

2. Cigarrillo según la reivindicación 1, en el cual dicho adyuvante tiene una dimensión de partícula media inferior a aproximadamente 30 µm.

3. Cigarrillo según la reivindicación 1 o 2, en el cual dicho adyuvante es un material poroso de área superficial elevada con un área superficial que sobrepasa aproximadamente 20 m₂/g y una dimensión media de partícula superior a aproximadamente 1 µm.

4. Cigarrillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual dicho adyuvante se elige en el grupo que comprende arcillas, fibras trituradas esencialmente no-combustibles, materiales a base de mineral monolítico, carbono activado esencialmente no-combustible, zeolitas y sus mezclas.

5. Cigarrillo según la reivindicación 4, en el cual dichas fibras trituradas no-combustibles se eligen en el grupo que comprende fibras de zirconio, fibras de cerámica, fibras de carbono y sus mezclas en el cual dichos materiales a base de mineral monolítico se eligen en el grupo que comprende óxidos de zirconio, óxidos de titanio, óxidos de cerio, y sus mezclas, y en el que dicha zeolita se selecciona en el grupo que comprende zeolitas de silicato, faujasitas, y zeolitas X, Y y L, zeolitas beta, zeolitas Mordenitas y zeolitas ZSM y sus mezclas.

6. Cigarrillo según la reivindicación 4 o 5, en el cual dicho adyuvante es dicha zeolita.

7. Cigarrillo según la reivindicación 4, en el cual dichas zeolitas se representan por la siguiente fórmula:

M_m, M'_MM''_P[aAlO₂•bSiO₂•cTO₂]

en la cual

M es un catión monovalente,

M' es un catión divalente,

M'' es un catión trivalente,

a, b, c, n, m y p son números que reflejan las proporciones estequiométricas,

c, m, n, o p también pueden ser cero,

Al y Si son átomos Al y Si coordinados tetrahédricamente, y

Te es un átomo de metal tetrahédricamente coordinado capaz de reemplazar Al o Si,

en la que la relación de b/a de la zeolita o el material de zeolita, tiene un valor de aproximadamente 5 a 300 y la dimensión de microporo está comprendida dentro del intervalo de aproximadamente 0,5 a 1,3 (5 a 13 Å).

8. Cigarrillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual dicho catalizador se elige en el grupo que comprende un óxido metálico de transición seleccionado en el grupo constituido por óxidos del grupo de metales de los grupos VB, VIB, VIIB, VIII e IB y sus mezclas, un óxido de tierra rara y sus mezclas; y una mezcla de dicho óxido metálico de transición y dicho óxido metálico de tierra rara.

9. Cigarrillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual dicho catalizador es una mezcla de un óxido de metal de tierra rara y un óxido metálico de transición, eligiéndose dicho óxido de metal de transición en el grupo que comprende óxido de metal de grupo IVB, VB, VIB, VIIB, VIII e IB y sus mezclas.

10. Cigarrillo según la reivindicación 8 o 9, en el cual dicho óxido de metal de tierra rara se elige en el grupo que comprende óxidos de escandio, itrio, lantano, metales de lantánido y sus mezclas.

11. Cigarrillo según la reivindicación 10, en el cual dicho catalizador es dicho óxido de metal de tierra rara.

12. Cigarrillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el cual dicho catalizador es un precursor de dicho catalizador.

13. Cigarrillo según la reivindicación 11, en el cual dicho óxido metálico de tierra rara es un óxido de cerio, que se añade a la zeolita como adyuvante.

14. Cigarrillo según la reivindicación 13, en el cual dicho óxido de cerio se dispone en forma de una capa adyacente a una capa de zeolita, o partículas de óxido de cerio fijadas a las superficies de las partículas de zeolita.

15. Cigarrillo según la reivindicación 13 o 14, en la cual un catalizador de oxidación de metal o de óxido de metal se utiliza condicho óxido de cerio, seleccionándose dicho catalizador de oxidación de metal o de óxido de metal en el grupo que comprende óxidos de metales preciosos, metales de transición, metales de tierra rara, metales de los grupos IIA e IVA y las mezclas de los mismos.

16. Cigarrillo según la reivindicación 15, en el cual dicho catalizador de oxidación de metal o de óxido de metal se selecciona en el grupo que comprende platino, paladio, óxido de cobre, óxido de hierro, óxido de magnesio, óxido de plata y sus mezclas.

17. Cigarrillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el cual dicho adyuvante poroso tiene poroso para constituir dichas superficies activas que sobrepasan 20 m²/g, teniendo dichos poros un diámetro medio inferior a aproximadamente 20 nm, dicho adyuvante poroso tiene una dimensión media de partícula de aproximadamente 1 µm a aproximadamente 5 µm.

18. Cigarrillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el cual dicho catalizador es un particulado finamente dividido con una dimensión media de partícula inferior a aproximadamente 30 µm.

19. Cigarrillo según la reivindicación 18, en el cual dicho catalizador tiene una dimensión media de partícula inferior a aproximadamente 1 µm cuando dichas partículas de catalizador se fijan a superficies de dicho adyuvante.

20. Cigarrillo según la reivindicación 19, en el cual las cantidades de dicho catalizador fijado a dicho adyuvante varían entre aproximadamente el 1 y el 75% en peso y más preferiblemente, entre aproximadamente el 20 y el 70% en peso sobre la base del contenido total equivalente de catalizador y adyuvante.

21. Cigarrillo según la reivindicación 11, en la cual una primera cantidad de óxido de cerio en dicha composición de tratamiento es dicho adyuvante particulado y una segunda cantidad de dicho óxido de cerio en dicha composición de tratamiento es dicho catalizador donante de oxígeno.

22. Cigarrillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en el cual al menos uno de dicha composición de tratamiento es una capa sobre dicho papel de cigarrillo, dicha composición de tratamiento se impregna en dicho papel de cigarrillo, y dicha composición de tratamiento se incorpora a dicho papel de cigarrillo durante la fabricación del papel de cigarrillo.

23. Cigarrillo según la reivindicación 22, en el cual dicho papel de cigarrillo va revestido, además, de un catalizador de oxidación.

24. Cigarrillo según la reivindicación 22 o 23, en el cual dicho papel de cigarrillo se envuelve por duplicado en dicha barra de tabaco.

25. Cigarrillo según la reivindicación 1, en el cual dicha composición de tratamiento se incorpora a dicho papel combustible de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 500% en peso.

26. Cigarrillo según la reivindicación 22, en el cual dicha composición de tratamiento se incorpora a dicho papel de tratamiento con una proporción de carga de aproximadamente 2,5 g/m² a aproximadamente 125 g/m² y preferiblemente, inferior a aproximadamente 100 g/m².

27. Cigarrillo según la reivindicación 22, en el cual dicha composición de tratamiento se aplica a la forma de un revestimiento a dicho papel de tratamiento usando una boquilla de revestimiento, una cabeza de revestimiento, una boquilla ancha de revestimiento o una recubridora de rodillo o dicha composición de tratamiento se impregna en dicho papel de tratamiento usando una máquina de revestimiento por rodillo a presión.

28. Uso de una composición de fabricación durante la fabricación de un papel de cigarrillo para reducir un humo de corriente secundaria emitida por un cigarrillo encendido, comprendiendo dicha composición de fabricación dicha composición de tratamiento según la reivindicación 1.

29. Uso de una composición de suspensión durante la fabricación de un papel de tratamiento de cigarrillo para reducir un humo de corriente secundaria emitido por un cigarrillo encendido, comprendiendo dicha composición de suspensión dicha composición de tratamiento según la reivindicación 1.

30. Papel combustible de tratamiento de cigarrillo para un uso sobre una barra de tabaco fumable de un cigarrillo para reducir un humo de corriente secundaria emitido por un cigarrillo encendido, dicho papel de tratamiento de cigarrillo que es combustible, se quema y produce cenizas, comprendiendo dicho papel de tratamiento una composición de tratamiento de humo de corriente secundaria según la reivindicación 1.

31. Invención según la reivindicación 28, 29 o 30, en la cual dicho catalizador es dicho adyuvante tiene una dimensión media de partícula inferior a 30 µm.

32. Invención según la reivindicación 28, 29 o 30, en la cual dicho catalizador es óxido de cerio y dicho adyuvante es una zeolita.

33. Invención según la reivindicación 1, 28, 29 o 30, que comprende, además, un adyuvante de proceso seleccionado en el grupo que comprende fibras de zirconio y fibras de zirconio/cerio.

34. Procedimiento de reducción de humo de corriente secundaria emitido por un cigarrillo encendido, que comprende el tratamiento de humo de corriente secundario con la ayuda de una composición de tratamiento transportada por un papel combustible de tratamiento de cigarrillo, comprendiendo dicha composición de tratamiento, en combinación, un catalizador de oxidación de óxido de metal de almacenamiento y donante de oxígeno y un adyuvante particulado poroso finamente dividido esencialmente no combustible para dicho catalizador.