Brevet FR2493111A1 — publié le 19820507

& 2493111 La présente invention concerne des enveloppes pour des produits cylindriques à fumer, comme des cigarettes, ci- gares et cigarillos, comprenant une enveloppe tubulaire com- bustible, habituellement en papier ou en une matière à base de tabac, entourant un garnissage combustible formé de tabac et/ou d'un produit de substitution du tabac. Il est admis que la fumée produite par la combustion du tabac et des produits analogues contient un certain nombre de substances irritantes. De nombreuses,ruj,,.itions ont été faites pour réduire la quantité de telles substances inhalées par le fumeur. Ces propositions se répartissent en trois groupes. Dans le premier groupe, il y a celles tendant à dimi- nuer la quantité de matières irritantes produites au cours du processus de la combustion elle-même, par exemple en utilisant des types différents de tabac ou de mélanges de tabac, grâce à un traitement spécial ou une extraction, en remplaçant par- tiellement ou totalement le tabac par ce que l'on appelle les produits de remplacement du tabac, ou en faisant varier la temr pérature de la combustion. Le second groupe concerne la dilu- tion de la fumée avant qu'elle n'atteigne la bouche du fumeur, par exemple en utilisant un papier fortement perméable ou grâce à la perforation du papier ou du filtre. Le troisième groupe concerne la structure du filtre lui-même afin d'obtenir une grande efficacité de la filtration ou l'enlèvement sélec- tif de constituants particuliers de la fumée. Ces propositions peuvent conduire à une diminution importante de l'inhalation de constituants indésirables de la fumée mais cette diminution s'accompagne d'une diminution parallèle de la satisfaction goûtée par le fumeur. Il en est ainsi parce au'ilest difficile de réduire le taux de goudronsrésultant du produit ou le ca- ractère irritant de la fumée sans diminuer en même temps la quantité des constituants intéressants mis à la disposition du fumeur ou sans nuire au coût du produit. La présente invention concerne l'application des constituants de la nicotine, au produit cylindrique à fumer afin de procurer, ou de contribuer à procurer, davantage de satisfaction au fumeur. Cela est particulièrement utile dans le cas des produits à faible teneur en goudronset qui com- - portent du tabac ou un produit de remplacement du tabac. Il a été antérieurement proposé d'appliquer un tel additif à la matière de garnissage, et l'on sait bien que cer- taines matières sont déjà ajoutées en pratique à ce garnis- sage. Cependant, il est presque imposable d'obtenir tout au long du produit à fumer un profil de concentration des addi- tifs permettant de maîtriser le transfert, bouffée par bouf- fée, au fumeur, et des concentrations locales d'un additif comme la nicotine peuvent, bien entendu, ne pas être souhai- tables. Il a été proposé (dans le brevet britannique numéro l 342 931) d'injecter des additifs à travers l'enveloppe dans la matière de garnissage, mais cela n'est pas entièrement sa- tisfaisant en rai-son de la perforation du papier et de la dis- tribution discontinue de l'additif. Il a été également pro- posé (dans le brevet britannique numéro 1 111 007) d'imprégner l'enveloppe d'un constituant à base de nicotine, mais cela n'est pas satisfaisant car une distribution réglée de la nico- tine n'est pas certaine et les caractéristiques de combustion de l'enveloppe sont modifiées. Il a été proposé (dans le bre- vet britannique numéro 1 351 560) d'imprimer, à la façon de l'héliogravure, un agent d'accélération de la combustion en une série de petits carrés afin de maîtriser la vitesse à la- quelle l'enveloppe se consume, mais cela ne contribue pas à la solution du problème du transfert des additifs au courant prin- cipal de fumée pour amplifier la satisfaction du fumeur. Il a été proposé aussi (dans le brevet autrichien numéro 277 028) d'appliquer à l'enveloppe un revêtement sous forme d'une dis- persion liquide de micro-capsules d'une matière aromatique ou donnant du goût, mais cela implique de revêtir la totalité de la surface de l'enveloppe, ce qui risque d'exercer un effet inopportun sur ses propriétés de flexibilité, de ventilation et de combustion. L'addition,à un filtre du produit cylindrique à fumer d'un constituant à transférer à la fumée est déjà une pratique courante, mais qui se limite à des matières très vo- latiles, par exemple une essence aromatique comme le menthol. Selon la présente invention, un procédé pour produire une enveloppe pour un produit cylindrique à fumer selon lequel on dépose divers additifs par impression d'un motif sur ladite enveloppe consiste à imprimer un motif à la surface de l'enveloppe avec une encre contenant un véhi- cule hydrophile, un agent d'épaississement, et un sel de nicotine stable qui, lorsque l'extrémité chaude et incandes- cente du produit cylindrique à fumer se rapproche, est transféré au courant principal de fumée aspirée en traver- sant ce produit cylindrique afin de donner encore plus satisfaction au fumeur. La Demanderesse a trouvé que ce procédé donne naissance à des avantages appréciables. Ainsi, on peut préci- sément régler la quantité et l'emplacement de l'additif déposé à la surface de l'enveloppe, qui peut ainsi être transféré de façon réglée au courant principal de fumée. Le papier ou une autre enveloppe conserve plus ou moins inaltérées ses caractéristiques de flexibilité et de combus- tibilité. L'encre contenant le sel de nicotine peut être imprimée sur la surface de l'enveloppe qui deviendra la surface interne et/ou la surface externe de cette enveloppe lors- de son utilisation mais, de préférence, l'impression s'effectue sur la surface interne de l'enveloppe qui risque moins de subir d'altération lors de la manipulation du produit cylindrique à fumer. Le sel stable de nicotine peut être l'ascorbate de nicotine, le citrate de nicotine, le lactate de nicotine, le succinate de nicotine, le phosphate de nicotine, le tartrate de nicotine ou l'hydrogéno-tartrate de nicotine. On pourrait utiliser du tartrate de dinicotine, mais il convient moins bien car il tend à être instable. Le composé de nicotine que l'on préfère est le tartrate de nicotine ou l'hydrogéno-tartrate de nicotine. Deux ou plusieurs additifs, s'ils sont mutuellement compatibles, peuvent être incorporés dans la même encre en vue d'un dép6t simultané. Cependant, il existe une limite pratique pour la quantité d'additif que l'on peut déposer de cette fa- çon, si l'on tient compte du volume maximal de chaque point imprimé et de la quantité maximale de l'additif pouvant être introduite dans l'encre, et en tenant compte des autres cons- tituants qu'il est nécessaire d'incorporer à l'encre pour lui -conférer les propriétés Théologiques nécessaires. Si deux ad- ditif s à déposer sont mutuellement incompatibles ou s'il faut charger l'enveloppe à l'aide d'additifsen excès par rapport à ce qui peut être déposé dans une seule série de points, on peut incorporer des additifs différents à des encres différen- tes et les imprimer en des séries différentes de points. Si les encres sont mutuellement incompatibles, il faut prendre soin de s'assurer que les points des différentes séries ne se chevauchent pas. La Demanderesse a trouvé de façon très surprenante que la présence de certains constituants dans le dépôt imprimé sur l'enveloppe peut nettement augmenter le transfert d'un ad- ditif présent dans le dépôt et qui passe dans le courant prin- cipal de fumée. Dans ce contexte, le transfert de l'additif concerne la quantité d'additif qui est entraîné par le courant principal de fumée de façon à circuler dans le produit cylin- drique à fumer pour parvenir à l'extrémité de ce produit cor- respondant à la bouche du fumeur et pour être ainsi disponible pour le fumeur. La mécanique du transfert de ces additifs n'est pas entièrement connue et elle subit l'influence de nombreuses variables comme l'effet de filtration exercé par le garnissage du produit cylindrique à fumer, le degré auquel l'additif vola- til se condense sur ce garnissage à mesure que cet additif se rapproche de l'extrémité plus froide (côté bouche) du produit cylindrique à fumer, du degré auquel l'additif se vaporise ou se sublime dans le courant principal de fumée lorsqu'on aspire une bouffée au lieu d'être perdu dans la fumée latérale qui s'échappe entre les bouffées, et de la température de l'extré- mité du produit cylindrique à fumer et qui est en train de se consumer. Cependant, on pense qu'un facteur important est la dimension des particules de l'aérosol formé par la vaporisation ou la sublimation de l'additif, le transfert étant d'autant plus grand que la dimension des particules est plus faible. On pense donc que la proximité étroite de certains constituants diminue la dimension des particules de l'aérosol de l'additif et favorise donc le transfert de l'additif dans le courant principal de fumée. Les expériences ont montré qu'il ne suffit pas que le constituant soit tout simplement présent dans le garnissaae mais qu'il doit également être présent sur l'enve- loppe et jouer ainsi un rôle actif dans la formation initiale de l'aérosol de l'additif. On pense que l'effet dépend de l'in- teraction mutuelle du constituant et de l'additif, pour for- mer une plus grande proportion d'aérosol ou un aérosol plus stable. Des exemples de composés pouvant servir avec des com- posés de la nicotine sont des constituants comme le docosêne, l'acide stéarique, l'acide oléique, qui ont une affinité pour la nicotine base libre. Dans le présent contexte, un tel cons- tituant sera déposé en même temps que l'additif en étant in- corporé avec l'additif dans la même série de points imprimés ou en étant déposé dans une série séparée de points pouvant se situer par-dessus ceux de la première série. Le constituant qui favorise le transfert de l'additif n'est pas nécessaire- ment un additif différent contribuant au plaisir et à la satis- faction du fumeur. Cependant, il vaut nettement mieux que le constituant soit un autre additif contribuant au plaisir du fumeur, et l'on a trouvé qu'un agent de production de germes cristallins pour la fumée ou un agent producteur de fumée peut efficacement augmenter de cette façon le transfert d'un addi- tif, comme la nicotine, au courant principal de fumée. Lorsque le co.nstituant actif est l'un des autres additifs, il est sou- haitable que les deux additifs favorisent mutuellement le transfert de l'un et de l'autre pour passer dans le courant principal de fumée. Dans une expérience typique, on a imprimé par séri- graphie sur une enveloppe une série de points d'une encre con- tenant de l'hydrogéno-tartrate de nicotine de façon à avoir une charge d'environ 3,5 milligrammes de cet hydrogéno-tartrate de nicotine par cigarette et une série séparée de points con- tenant une charge semblable de 1-docosène. On a obtenu un transfert cumulatif total d'environ 24 pour cent de nicotine lorsqu'une cigarette comportant un produit de remplacement du tabac comme garnissage et que l'enveloppe en cause a été fu- mée, ce qui est à comparer avec 15 pour cent dans le cas d'une 6 2493111 cigarette témoin dont l'enveloppe n'avait pas une impression de points comportant le 1-docosène. Une expérience semblable au cours de laquelle on a incorporé l'hydrogéno-tartrate de nicotine et le 1-docosène à une série commune de points, a con- duit à un transfert cumulatif de nicotine légèrement inférieur mais encore supérieur de 50 pour cent environ à celui remar- qué dans le cas de la cigarette témoin. Les encres utilisées dans la présente invention dif- fèrent des encres classiques d'impression surtout par le fait que le constituant coloré (pigment qu colorant) est remplacé par un ou plusieursdes additifs précités et par le fait que les autres constituants de l'encre sont choisis de façon à être acceptables pour un produit à fumer. L'encre comprend un véhicule qui est de préférence sous forme d'un liquide hydrophile volatil, par exemple l'eau, ou un solvant organique qui sèche par évaporation. Des exem- ples de ces derniers sont l'alcool éthylique, l'alcool isopro- pylique ou un de leurs mélanges. On donne également à l'encre une épaisseur et une viscosité convenables grace à l'addition d'un agent d'épaissis- sement, en particulier un polymère cellulosique comme de la carboxyméthylcellulose, de la polyméthyl-hydroxy-cellulose, de la polyéthyl-hydroxy-cellulose ou de l'hydroxy-propyl-cellu- lcse. L'encre peut également contenir des résines hydro- phobes jouant le roie de barrières empêchant la diffusion des additifs hors des points pendant le stockage. Enfin, pour donner à l'encre un certain "corps" et en améliorer les caractéristiques d'impression, on peut lui incorporer une charge comme du carbonate de calcium, du bioxy- de de titane, du bioxyde de silicium ou un silicate comme de la bentonite. Des additifs non dissous peuvent également cons- tituer une charge. Si le sel de nicotine est appliqué en distribution uniforme le long de l'enveloppe et donc le long du produit cylindrique à fumer, cette distribution uniforme des additifs ne conduit pas à un transfert unifcrme de l'additif pour passer dans le courant principal de fumée clrculant dans ce produit a fumer. 7 2493111 La raison en est que l'additif se vaporise ou se sublime pour passer dans le courant principal de fumée au voisinage de l'extrémité chaude, en train de brûler, du produit cylindri- - que, mais se recondense partiellement et est filtré à mesure du passage le long de la partie plus froide du produit cylin- drique vers l'extrémité côté bouche. Lors de l'approche sub- séquente de l'extrémité en train de brûler, l'additif est de nouveau transféré dans le courant principal de fumée avec l'additif présent à l'origine dans une partie du produit cy- lindrique. Il s'ensuit q4e le transfert relatif de l'additif dans le courant principal de fumée augmente progressivement à mesure que le produit est fumé. Afin de compenser cet effet, la quantité de l'additif est de préférence diminuée vers l'ex- trémité côté bouche. Cela contribue à compenser le transfert inégal des additif dans le courant principal de la fumée. Grâce à un choix approprié du gradient de concentra- tion de l'additif le long du produit cylindrique, il est pos- sible de se rapprocher d'un transfert sensiblement régulier de l'additif dans le courant principal de fumée d'une bouffée à l'autre. On peut régler avec précision le gradient de concen- tration de l'additif le long de l'enveloppe lorsque l'additif est appliqué grâce au procédé de la présente invention et l'on peut faire varier ce gradient entre des limites appréciables en modifiant la concentration de l'encre, sa dimension ou la hauteur des points ou en faisant varier la densité d'impres- sion ou bien en choisissant la surface de l'enveloppe sur la- quelle on imprime les points. Les exemples non limitatifs suivants illustrent la présente invention Exemple l On prépare une composition ayant des propriétés rhéologiques convenables pour des essais discontinus d'impres- sion par sérigraphie en ajoutant 0,66 gramme de bioxyde de silicium ("Aerosil 200", provenant de Degussa AG, Zurich) et 2,56 grammes de carboxy-méthyl-cellulose à faible viscosité ("CMC 7L F' de Hercules), à 30 millilitres d'une solution 1 OM d'hydrogéno-tartrate de nicotine. En utilisant une toile de nickel dont les mailles ont environ 0,3 millimètre d'ouverture, 8 2493111 on applique ce mélange sur une surface d'un papier à cigaret- tes classique de 27,5 millimètres de largeur sur 66 millimètres de longueur. L'impression occupe une surface d'environ 24 x 51 millimètres et prend la forme de points distincts et bien sé- parés ayant un diamètre d'environ 250 microns et une hauteur d'environ 50 microns. On dépose ainsi environ 7 milligrammes d'hydrogéno- tartrate de nicotine sur le papier, à raison de 0,7 milligram- me par centimètre carré. Lorsqu'on utilise ce papier avec conme garnissage un produit de remplacement du tabac, du type décrit dans le brevet britannique numéro 1 431 045, on trouve que le transfert cumulatif total de nicotine est de 21 pour cent de la quantité de nicotine présente sur l'enveloppe imprimée. En outre, le nombre de bouffées de la cigarette n'est pas changé par l'addition de l'impression sur le papier. La figure 1 d'accompagnement montre l'enveloppe 4 présentant une surface 5 entourant le garnissage et qui est imprimée d'une série de points, et une portion d'extrémité 6 qui, lors de l'utilisation, entoure un tampon de filtre. La figure eA est un histogramme montrant le transfert total de nicotine au cours de la fumée du premier tiers, du second tiers et du troisième tiers de la longueur de la cigarette. On voit que le transfert augmente nettement du début à la fin de la fumée de la cigarette. Exemple 2 On applique l'encre d'impression décrite dans l'exem- ple précédent sur la surface d'un papier à cigarette classi- que selon le modèle présenté en 5A sur la figure 2 annexée. Avec la même matière de garnissage, le transfert cumulatif to- tal de nicotine est de 18 pour cent, et la figure 2A est un histogramme correspondant à la figure 1 A mais qui se rapporte à l'exemple de la figure 2 et montre comment le transfert est considérablement aplati quoique s'augmentant très légèrement à la fin. Exemple 3 On répète l'expérience en opérant comme dans l'exem- ple 2 mais avec une impression selon le modèle représenté en B sur la figure 3 d'accompagnement. Le transfert total de 9 2493111 nicotine est à nouveau de 18 pour cent, et la figure 3 A est un histogramme qui correspond à la figure IA mais dans le cas de l'exemple de la figure 3. Il montre à nouveau un trans- - fert légèrement inégal mais qui est bien plus régulier que dans le premier exemple. Ces exemples montrent nettement que l'on peut plus ou moins modifier à volonté le profil d'une bouffée à l'autre en donnant à la zone imprimée de l'enveloppe une forme corres- pondant à un profil approprié. Dans les exemples ci-dessus, on a déterminé de façon classique le transfert de nicotine en provoquant le dépôt de la nicotine dans un filtre Cambridge fixé à l'extrémité côté bouche de la cigarette pendant un essai de fumée. Les résul- tats concernant les trois exemples sont résumés dans le tableau suivant, o NBL représente la nicotine base libre. TABLEAU Profil Charge en ni- Transfert cumulatif sur un Pourcentage non cumiu- cotine (mg de filtre Cambridge (mg de latif de transfert sur NBL/cigarette) NBL/cigarette) le filtre Cambridge 1/3 2/3 3/3 1/3 2/3 3/3 1 2,6 0,08 0,24 0,54 3 6 12 2 1,6 0,07 0,14 0,25 5 5 7 3 1,9 0,11 0,26 0,33 6 8 4 Exemple 4 On prépare une composition supplémentaire ayant des propriétés rhéologiques convenables pour des essais disconti- nus d'impression par sérigraphie à partir de 20 grammes de 1-docosène, 60 millilitres d'eau, 4 grammes de carboxy-méthyl- cellulose ("CMC 7 LF" de Hercules), 0,5 gramme de bentonite, 1,4 gramme de monostéarate de sorbitanne (" Span 60") et 1,4 gramme de monostéarate de polyoxy-éthylène-sorbitanne ("Tween "). Les deux derniers de ces constituants sont des tensio- actifs. Sur l'enveloppe ayant déjà subi une impression à l'aide d'une encre contenant l'hydrogéno-tartrate de nicotine, comme décrit à l'exemple 1, on effectue une surimpression par sérigraphie de ce mélange pour obtenir une charge d'environ 3 milligrammes de 1-docosèiie sur le papier. On utilise le 2493111 papier dans une cigarette, comme décrit dans l'exemple 1, et l'on effectue des essais de fumée. Les résultats montrent une bonne production de fumée représentant un bon transfert du - 1-docosêne dans le courant principal de fumée et une améliora- tion de 50 pour cent environ du transfert cumulatif de nico- tine. L'aspect de l'échantillon d'enveloppe imprimée pro- duite selon l'exemple 4 apparaît sur la figure 4 d'accompagne- ment o les points contenant l'hydrogéno-tartrate de nicotine correspondent à une matrice carrée 7 et les points correspon- dant au 1-docosène à une matrice carrée 8. 249311 1 REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'une enveloppe pour un produit cylindrique à fumer, selon lequel on dépose divers additifs par impression d'un motif sur ladite enveloppe, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on imprime un motif sur la surface de l'enveloppe avec une encre contenant un véhicule hydrophile, un agent d'épaississement, et un sel de nicotine stable qui, à l'approche de l'extrémité chaude et incandescente de ce produit cylindrique à fumer, est transféré au courant principal de fumée aspiré à travers ce produit cylindrique pour contribuer à augmenter le plaisir du fumeur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel stable de nicotine est un tartrate de nicotine. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'encre contient un constituant dont la présence favorise le transfert du sel de nicotine dans le courant principal de fumée. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le constituant présente de l'affinité pour de la nicotine sous forme de base libre. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le constituant est du docosêne. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule hydrophile est de l'eau, de l'alcool éthylique,de l'alcool isopropylique ou un de leurs mélanges. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'encre contient une charge. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la charge est du carbonate de calcium, du bioxyde de titane, du bioxyde de silicium ou un silicate comme de la bentonite. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent d'épaississement est de la carboxy-méthyl-cellulose, de l'hydroxy-méthyl- cellulose, de l'hydroxy-éthyl-cellulose ou de l'hydroxy- propyl-cellulose. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sel de nicotine est concentré à l'extrémité de l'enveloppe destinée à se trouver à l'extrémité allumée du produit cylindrique à fumer. 11. Enveloppe caractérisée en ce qu'elle a été produite par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 12. Produit cylindrique à fumer, caractérisé en ce qu'il comporte une matière de garnissage et une enveloppe selon la revendication 11. 13. Produit cylindrique à fumer selon la revendication 12, caractérisé en ce que le motif est imprimé sur la surface interne de l'enveloppe.