Composición plastificante para estopa de filtro de poliéster degradable.

Una estopa fibrosa adaptada para usar en un artículo de fumar,

que comprende una pluralidad de filamentos de un poliéster degradable y una composición plastificante aplicada sobre la misma, teniendo la composición plastificante y el poliéster degradable una diferencia de energía relativa calculada usando los parámetros de solubilidad de Hansen inferior a 0,8; y

en donde, la composición plastificante comprende una mezcla de al menos 0,10 fracciones en volumen de triacetina y al menos un disolvente seleccionado del grupo que consiste en dimetilisosorbida, carbonato de propileno, alcohol metilbencílico, acetato carbonato de glicerol, etil éter carbonato de glicerol, y mezclas de los mismos.

Composición plastificante para estopa de filtro de poliéster degradable Campo de la Invención La presente invención se refiere a productos fabricados o derivados del tabaco, o que de alguna forma incorporan tabaco, y que se pretende que sean para el consumo humano. En particular, la invención se refiere a composiciones de filtro degradables, que incluyen composiciones biodegradables, para artículos de fumar tales como cigarrillos.

Antecedentes de la invención Los artículos populares para fumar, tales como cigarrillos, tienen una estructura en forma de barra sustancialmente cilíndrica e incluyen una carga, rollo o columna de material fumable, tal como tabaco picado (por ejemplo, en forma de relleno de picadura) , rodeado por una envoltura de papel, formando así la denominada "barra fumable" o "barra de tabaco". Normalmente, un cigarrillo tiene un elemento de filtro cilíndrico alineado en una relación de extremo a extremo con la barra de tabaco. Típicamente, el elemento de filtro comprende estopa de acetato de celulosa plastificada circunscrita por un material de papel conocido como "envoltura de tapón". Ciertos elementos de filtro pueden incorporar alcoholes polihídricos. Típicamente, el elemento de filtro se une a un extremo de la barra de tabaco usando un material de envoltura que lo circunscribe conocido como "papel de emboquillado". También se ha hecho deseable perforar el material de emboquillado y la envoltura de tapón, con el fin de proporcionar la dilución de la corriente principal de humo succionada con el aire ambiente. Descripciones de los cigarrillos y de los diversos componentes de los mismos se exponen en Tobacco Production, Chemistr y and Technology, Davis et al. (Eds.) (1999) . El cigarrillo resultante es empleado por un fumador encendiendo un extremo del mismo y quemando la barra de tabaco. El fumador recibe luego la corriente principal de humo en su boca succionando por el extremo opuesto (por ejemplo, el extremo del filtro) del cigarrillo.

La porción descartada de la barra de cigarrillo está compuesta principalmente por el elemento de filtro, que consta típicamente de fibras de acetato de celulosa estrechamente compactadas y altamente rizadas unidas en sus puntos de contacto y rodeadas por la envoltura de tapón y el papel de emboquillado. La presencia de materiales de envoltura, la unión fibra con fibra y la naturaleza compactada de elementos de filtro convencionales tienen un efecto perjudicial sobre la tasa de degradación de filtros de cigarrillo en el ambiente. A menos que se desenvuelva el elemento de filtro y se separen las fibras para aumentar la exposición, la biodegradación del filtro puede llevar varios años.

Se han utilizado una pluralidad de enfoques en la técnica para promover una tasa incrementada de degradación de elementos de filtro. Un enfoque implica la incorporación de aditivos (por ejemplo, materiales de celulosa solubles en agua, agentes de pegado de fibra solubles en agua, pigmentos fotoactivos, partículas de almidón degradables, o ácido fosfórico) en el material de acetato de celulosa con el fin de acelerar la descomposición del polímero. Véanse las patentes de EE.UU. n.os 5.913.311 de Ito et al.; 5.947.126 de Wilson et al.; 5.970, 988 de Buchanan et al.; y 6.571.802 de Yamashita, y la solicitud de patente de EE.UU. publicada n.º 2011/0036366 de Sebastian. Se ha propuesto la incorporación de hendiduras en un elemento de filtro para mejorar la biodegradabilidad, tal como se describe en las patentes de EE.UU. n.os 5.947.126 de Wilson et al., y 7.435.208 de Garthaffner. La patente de EE.UU. n.º 5.453.144 de Kauffman et al., describe el uso de un adhesivo termofusible sensible al agua para adherir la envoltura de boquilla con el fin de mejorar la biodegradabilidad del elemento de filtro tras la exposición al agua. La patente de EE.UU. n.º 6.344.349 de Asai et al., propone sustituir los elementos de filtro de acetato de celulosa convencionales por un elemento de filtro, que comprende un núcleo de un material de celulosa fibrosa o en partículas revestido con un éster de celulosa para mejorar la biodegradabilidad.

En algunos casos, se ha sustituido el acetato de celulosa convencional por otros materiales, tales como materiales laminares desintegrativos de la humedad, materiales de almidón extruidos o alcohol de polivinilo. Véanse las patentes de EE.UU. n.os 5.709.227 de Arzonico et al; 5.911.224 de Berger; 6.062.228 de Loercks et al.; y 6.595.217 de Case et al., la solicitud de patente de EE.UU. n.º 12/827.618, presentada a trámite el 30 de junio de 2010, sugiere el uso de ciertos polímeros biodegradables tales como ácido poliláctico, en un elemento de filtro para cigarrillo. La formación de un filtro de cigarrillo usando polímeros biodegradables puede ser un reto debido a que los plastificantes convencionales usados en combinación con las fibras de acetato de celulosa son con frecuencia inadecuados para plastificar otros tipos de polímeros.

CN 101023811 A describe una barra de filtro de cigarrillo con ácido poliláctico formada abriendo, uniendo, envolviendo, cortando y procesando posteriormente estopas de cigarrillo con ácido poliláctico.

CN 102080275 A describe una fibra biodegradaqble para un cigarrillo o un filtro de cigarrillo. Los componentes de la materia prima de la fibra biodegradable comprenden de 90% a 100% de ácdio poliláctico modificado con polimerización de monómero no lactona y de 0% a 10% de estabilizante.

CN 102080278 A proporciona un material de fibra biodegradable para un cigarrillo y una boquilla de filtro de cigarrillo. La composición de la materia prima del material de fibra biodegradable comprende de 1% a 99% de

polímero de poli (butilen succinato) de 1 a 99% de polímero de ácido poliláctico y de 0 a 3% en peso de estabilizante. El material de fibra se obtiene procesando las materias primas a través de hilado en fundido.

En consecuencia, sigue existiendo la necesidad en la técnica de un artículo de fumar con filtro que presente propiedades de degradación medioambiental mejoradas, particularmente en donde el filtro pueda fabricarse con solo realizar una modificación menor de un equipo de producción de barra de filtro convencional.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a un artículo de fumar y, en particular, un artículo de fumar con filtro en forma de barra (por ejemplo, un cigarrillo) . El artículo de fumar incluye un extremo de encendido (es decir, un extremo aguas arriba) y un extremo de la boca (es decir, un extremo aguas abajo) . Una pieza del extremo de la boca está localizada en el extremo de boca alejado del artículo de fumar, y la pieza del extremo de la boca permite que el artículo de fumar se coloque en la boca del fumador para que sea succionado. La pieza del extremo de la boca tiene la forma de un elemento de filtro, que comprende típicamente un material de filtro de estopa fibroso. El material de filtro de estopa fibroso incorpora filamentos de un material de poliéster degradable y una composición plastificante aplicada sobre el mismo. La composición plastificante y el poliéster degradable tienen una diferencia de energía relativa (RED, de inglés relative energy difference) calculada usando los parámetros de solubilidad de Hansen de 0, 8 o menos. A diferencia de los plastificantes convencionales usados en la industria del cigarrillo, ciertas realizaciones de las composiciones plastificantes tienen la capacidad de proporcionar el nivel de unión entre las fibras necesaria, para lograr cohesión y rigidez deseables en una barra de filtro de cigarrillo que contiene filamentos de poliéster degradable, tal como de ácido poliláctico.

En un aspecto, la invención proporciona una estopa fibrosa adaptada para usar en un artículo de fumar que comprende una pluralidad de filamentos de un poliéster degradable (por ejemplo, un poliéster alifático) y una composición plastificante aplicada sobre la misma, teniendo la composición plastificante y el poliéster degradable una diferencia de energía relativa calculada usando los parámetros de solubilidad de Hansen inferior a 0, 8 (por ejemplo, inferior a 0, 7) . Ejemplos de poliésteres degradables incluyen ácido poliglicólico (PGA) , ácido poliláctico (PLA) , polihidroxialquinoatos (por ejemplo, polihidroxibutirato (PHB) o polihidroxivalerato (PHV) ) , policaprolactona (PCL) , succinato adipato de polibutileno y copolímeros o mezclas de los mismos. En una realización ventajosa el poliéster degradable es ácido poliláctico o una mezcla o copolímero que comprende ácido poliláctico. También, se pueden usar mezclas del poliéster degradable con un segundo polímero biodegradable.

Ejemplos de disolventes para usar en la composición plastificante incluyen dimetilisosorbida, carbonato de propileno,... [Seguir leyendo]

1. Una estopa fibrosa adaptada para usar en un artículo de fumar, que comprende una pluralidad de filamentos de un poliéster degradable y una composición plastificante aplicada sobre la misma, teniendo la composición plastificante y el poliéster degradable una diferencia de energía relativa calculada usando los parámetros de solubilidad de Hansen inferior a 0, 8; y

en donde, la composición plastificante comprende una mezcla de al menos 0, 10 fracciones en volumen de triacetina y al menos un disolvente seleccionado del grupo que consiste en dimetilisosorbida, carbonato de propileno, alcohol metilbencílico, acetato carbonato de glicerol, etil éter carbonato de glicerol, y mezclas de los mismos.

2. La estopa fibrosa según la reivindicación 1, en donde el poliéster degradable se selecciona del grupo que consiste en ácido poliglicólico, ácido poliláctico, polihidroxialquinoatos, policaprolactona, succinato adipato de polibutileno y copolímeros o mezclas de los mismos.

3. La estopa fibrosa según la reivindicación 1, en donde el poliéster degradable es ácido poliláctico o una mezcla o copolímero que comprende ácido poliláctico.

4. La estopa fibrosa según la reivindicación 1, en donde el poliéster degradable es una mezcla del poliéster degradable y un segundo polímero biodegradable.

5. La estopa fibrosa según la reivindicación 1, en donde la composición plastificante comprende al menos 0, 5 fracciones en volumen de dimetilisosorbida, siendo el equilibrio la triacetina.

6. La estopa fibrosa según la reivindicación 1, en donde la composición plastificante comprende entre 0, 5 y 0, 85 fracciones en volumen de dimetilisosorbida, siendo el equilibrio la triacetina.

7. La estopa fibrosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la diferencia de energía relativa es inferior a 0, 7.

8. La estopa fibrosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la composición plastificante tiene un punto de ebullición superior a 200ºC, un punto de inflamabilidad superior a 100ºC, una puntuación de riesgo para la salud según la "National Fire Protection Agency" de 1 o inferior, y una puntuación de riesgo de incendio según la "National Fire Protection Agency" de 1 o inferior.

9. La estopa fibrosa según la reivindicación 1, en donde la composición plastificante comprende de 0, 10 a 0, 6 fracciones en volumen de triacetina.

10. La estopa fibrosa según la reivindicación 1, en donde la diferencia de energía relativa está en el intervalo de 0, 3 a 0, 8.

11. La estopa fibrosa según la reivindicación 1, en donde la diferencia de energía relativa está en el intervalo de 0, 4 a 0, 7.

12. Un cigarrillo que comprende una barra de tabaco que tiene un material de relleno fumable contenido dentro de un material de envoltura que lo circunscribe y un elemento de filtro conectado a la barra de tabaco a un extremo de la barra de tabaco, comprendiendo dicho elemento de filtro al menos un segmento de estopa fibrosa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.