Brevet FR2521405A1 — publié le 19830819

Filtre à cigarette. La présente invention concerne un filtre pour cigarettes. Selon l'un de ses aspects, elle concerne un filtre comprenant des moyens de ventilation nouveaux Selon un autre aspect, l'invention concerne un filtre pour une cigarette comportant des gorges directrices de courant formées à l'intérieur et destinées à diriger l'air de ventilation vers l'extrémité du filtre qui est tournée vers la bouche et à fournir concurrem- ment de la fumée diluée par le filtre à l'extrémité du filtre qui est tournée vers la bouche. Il est bien connu dans ce domaine de la technique d'ajou- ter des filtres aux cigarettes, les filtres étant pourvus de moyens de ventilation pour amener de l'air ambiant dans le filtre de façon qu'il dilue le courant de fumée qui le traver- se La dilution du courant de fumée réduit la quantité de particules de fumée de même que les composants en phase gazeuse qui sont envoyés dans la bouche du fumeur On a proposé et utilisé un certain nombre de moyens pour introduire de l'air de ventilation dans la cigarette Par exemple, l'enveloppe destinée au tabac d'une cigarette peut être réalisée en un matériau poreux qui permet l'introduction de l'air sur toute la longueur de la cigarette, o il se mélange avec le courant de fumée qui le traverse et o il dilue de ce fait la fumée dans le courant De même, l'enveloppe de la cigarette peut être perforée en des emplacements choisis sur la longueur de la cigarette, déterminant des ouvertures dans la cigarette par lesquelles l'air de ventilation pénètre Il est connu également de perforer l'enveloppe du filtre monté sur la cigarette pour permettre à l'air de ventilation de pénétrer dans le filtre et de diluer le courant de fumée Il existe également un certain nombre de suggestions pour incor- porer des gorges à l'intérieur du filtre d'une cigarette à filtre et faciliter l'apport d'air de ventilation dans le courant de la fumée. Par exemple, le brevet US N O 3 596 663 concerne un filtre à fumée de tabac comprenant une enveloppe formant bouchon poreux et ondulée qui entoure un élément de filtre et qui est elle-même entourée par un papier d'extrémité comportant des perforations traversantes L'air de ventilation pénètre dans l'élément de filtre et dans les gorges en passant par les perforations pratiquées dans le papier d'extrémité et progres- se vers la bouche du fumeur Le brevet US no 4 256 122 décrit également un filtre pour une cigarette qui comprend des gorges s'étendant longitudinalement le long de la surface externe d'un bâton filtrant entouré par une enveloppe formant bouchon et non poreuse, le bâton et l'enveloppe étant entou- rés par du papier d'extrémité de ventilation de manière qu'en utilisation seul l'air de ventilation circule le long des gorges et que seule la fumée circule par le filtre D'autres brevets qui concernent des filtres pour cigarettes comportant des gorges entourant l'élément du filtre et destinées à l'introduction d'air de ventilation dans le filtre à cigarette sont les suivants: brevet US N O 3 577 995, brevet US N O 3.752 347, brevet US N O 3 490 461, brevet US N O 3 788 330, brevet US N O 3 773 053, brevet US N O 3 752 165, brevet US N O 3 638 661, brevet US N O 3 608 561, brevet US N O 3 910 288, brevet US N O 4 256 122 et brevet US N O 3 910 288. La présente invention propose une disposition simple et avantageuse pour un filtre de cigarette qui, selon une forme de réalisation, détermine une chute de pression sensiblement normale dans la cigarette au moyen de filtres dont le rende- ment est faible à modéré La présente invention propose en outre un filtre à cigarette permettant d'abaisser le taux de goudron de façon prédominante par ventilation tout en assu- rant également le filtrage de la fumée du tabac La présente invention propose également un système de ventilation de filtre pour cigarette utilisant des gorges pratiquées dans le bâton filtrant et s'étendant depuis les perforations pratiquées dans le papier d'extrémité pour l'air de ventilation jusqu'à une extrémité et de préférence l'extrémité du filtre qui est tournée vers la bouche De plus, la présente invention propo- se un filtre à cigarette muni de gorges, les parois des qorges étant imperméables à l'air et le reste de la surface périphérique du filtre étant perméable à l'air. Plus particulièrement, la présente invention propose un filtre pour une cigarette comprenant un bâton filtrant poreux de forme généralement cylindrique, une enveloppe perméable à l'air s'étendant longitudinalement le long du bâton filtrant à partir de l'une de ses extrémités et jusqu'à l'autre extré- mité et entourant le bâton filtrant en laissant libres pour le passage du courant les extrémités opposées du bâton filtrant, l'enveloppe comprenant au moins une gorge enfoncée dans le bâton filtrant, cette gorge ou ces gorges étant ouvertes à une extrémité du bâton filtrant et s'étendant à partir de celle-ci dans une direction généralement longitudi- nale par rapport au bâton filtrant sur une distance inférieure à la longueur du bâton filtrant, des moyens rendant seulement imperméable à l'air et à la fumée la paroi enfoncée de ladite ou desdites gorges définies par le matériau de l'enveloppe alors que l'autre zone de l'enveloppe située à l'extérieur de ladite ou desdites gorges reste perméable à l'air; et un matériau d'extrémité s'étendant longitudinalement par rapport au bâton filtrant muni de son enveloppe et l'entourant, ce matériau d'extrémité étant perméable à l'air mais permettant au courant d'air de ventilation qui le traverse de pénétrer dans ladite ou lesdites gorges de manière que l'air de venti- lation constitue l'unique substance circulant dans ladite ou lesdites gorges, ainsi que dans le bâton filtrant en passant par ladite zone perméable de l'enveloppe pour se mélanger et se diluer dans la fumée qui parcourt le bâton filtrant depuis une extrémité jusqu'à l'autre extrémité de ce bâton filtrant. Ces caractéristiques de la présente invention, et d'au- tres encore, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit avec référence aux dessins ci-annexés o les mêmes références désignent les mêmes parties et dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un filtre à cigarette selon la présente invention, le matériau d'extrémi- té étant retiré pour montrer plus clairement les divers détails, la figure 2 est une vue en bout à plus grande échelle en direction des flèches 2-2 de la figure 1, la figure 3 est une vue en perspective d'une cigarette comportant le filtre de la figure 1, le matériau d'extrémité étant partiellement déroulé. la figure 4 est une vue en perspective d'une cigarette comprenant un autre filtre avantageux mettant en oeuvre les caractéristiques de la présente invention. Les figures 1 et 2 représentent un filtre à cigarette, désigné dans son ensemble par la référence 10, comportant les caractéristiques de la présente invention Le filtre à ciga- rette 10 est constitué sous la forme d'un bâton filtrant 12 de forme générale cylindrique et d'une enveloppe 14 qui l'entoure L'enveloppe 14 s'étend longitudinalement le long du bâton filtrant 12, depuis une extrémité 16 du bâton filtrant jusqu'à l'autre extrémité 18 de ce bâton de manière que les extrémités 16 et 18 du bâton filtrant soient en liaison mutuelle et laissent passer le courant. Le bâton filtrant 12 est réalisé en un matériau poreux tel que de l'acétate de cellulose fibreux ou mousse, ou tout autre matériau convenant au filtrage de la fumée de cigarettes. Le filtre à cigarette 10 comprend en outre une série de gorges 20 formées dans l'enveloppe 14 et s'enfonçant à l'in- térieur du bâton filtrant 12 Chacune des gorges 20 est ouverte à l'une de ses extrémités 22 située à l'extrémité 16 du bâton filtrant 12 tournée vers la bouche, et elle s'étend de cet endroit dans une direction généralement longitudinale par rapport au bâton filtrant 12 sur une distance inférieure à la longueur de ce bâton Les figures 1, 2 et 3 représentent quatre gorges 20 espacées régulièrement les unes des autres autour de la circonférence du bâton filtrant 12. Lors de la fabrication du filtre 10, l'enveloppe 14 peut être constituée en une seule pièce avec le bâton filtrant 12, ou bien sous forme d'un composant séparé Le bâton filtrant 12 muni de son enveloppe est placé dans un moule ou dans tout autre moyen de traitement en vue d'exercer une pression sur l'enveloppe 14 en des emplacements choisis et d'enfoncer ainsi l'enveloppe dans le bâton filtrant et de former les gorges 20 Dans l'industrie de la fabrication de cigarettes, l'un de ces procédés généralement utilisés est celui de la technique de moulage à chaud. Les parties enfoncées de l'enveloppe 14 qui définissent les parois de la gorge 20 sont imperméables à l'air, alors qu'au moins une partie des autres zones ou zones périphériques de l'enveloppe 14, à l'extérieur des gorges 20, est perméable à l'air A cette fin, l'enveloppe 14 de la présente invention peut être fabriquée en un matériau poreux et perméable à l'air tel que l'acétate de cellulose fibreux ou mousse Les parties enfoncées de l'enveloppe 14 définissant les parois des gorges 20 sont traitées de manière à rendre étanches les pores de façon que les parois des gorges soient imperméables à l'air L'un de ces traitements consiste par exemple à appliquer de la chaleur au matériau de l'enveloppe pour sceller à chaud le matériaux poreux Un autre traitement efficace consiste à revêtir les parties enfoncées de l'envelop- pe 14 définissant les parois 20 d'un produit chimique tel qu'une solution ou une substance insoluble dans l'eau, comme par exemple de l'éthylcellulose, ou une substance soluble dans l'eau telle que du sodium CMC ou de la méthylcellulose qui rend les pores étanches En variante, l'enveloppe 14 peut être fabriquée en un matériau imperméable à l'air tel que de l'acétate de cellulose à cellules fermées, et les zones de l'enveloppe 14 qui sont situées à l'extérieur des gorges 20 peuvent être rendues perméables à l'air en poinçonnant ou en formant de toute autre manière des petites perforations traversant l'enveloppe. Le bâton filtrant 12 muni de son enveloppe est fixé à une colonne de tabac 24 et comporte un matériau d'extrémité 26 qui entoure le bâton filtrant 12 recouvert de son enveloppe de façon à former une cigarette à filtre 28 Le matériau d'extrémité 26 est perméable à l'air de sorte que l'air de ventilation peut le traverser et passer dans les gorges 20 et également dans le bâton filtrant 12 en passant par les zones de l'enveloppe 14 qui sont situées à l'extérieur des gorges et qui sont perméables à l'air A cette fin, le matériau d'extrémité 26 comprend des perforations 30 et 32 destinées au passage de l'air de ventilation Comme illustré, les perforations 30 communiquent avec les gorges 20 formées dans le bâton filtrant 12 de manière à déterminer un passage du courant d'air de ventilation dans les qorges 20, et les Z 1 perforations 32 recouvrent les zones de l'enveloppe 14 située en dehors des gorges 20 et qui sont perméables à l'air de manière à déterminer un parcours pour l'air de ventilation dans le bâton filtrant 12. Comme représenté, les perforations 30 sont constituées dans le matériau d'extrémité 26 selon une disposition circon- férentielie autour du bâton filtrant muni de son enveloppe et elles communiquent avec les gorges 20 à proximité de leurs extrémités fermées, c'est-à-dire l'extrémité de chaque gorge qui est à l'opposé de l'extrémité ouverte ou de l'extrémité située du côté de la bouche 22 Les perforations 32 sont constituées dans le matériau d'extrémité 26 selon une seconde disposition circonférentielle autour du bâton filtrant muni de son enveloppe et recouvrant la zone périphérique et permé- able à l'air de l'enveloppe 14, à l'amont des extrémités fermées des gorges 20, par rapport au courant de fumée qui passe par le filtre 10 Chacune des perforations 30 définit une section de passage pour l'air de ventilation qui est de préférence égale ou plus importante que celle qui est définie par chacune des perforations 32. Pour faciliter la fabrication lorsque l'on constitue le filtre 10, on peut envisager que certaines des perforations de la première série circonférentielle recouvrent le bâton filtrant muni de son enveloppe dans les zones situées entre gorges adjacentes 20, auquel cas ces perforations permettent également à l'air de ventilation de passer dans le bâton filtrant 12. La figure 4 représente un autre type de filtre 110, mettant également en oeuvre les caractéristiques de la présen- te invention Le filtre à cigarette 110 est constitué par un bâton filtrant 112 de forme générale cylindrique ainsi que d'une enveloppe 114 qui l'entoure L'enveloppe 114 s'étend longitudinalement le long du bâton filtrant 112, à partir d'une extrémité 116 de ce bâton filtrant 112 jusqu'à son autre extrémité 118, de manière que les extrémités 116 et 118 du bâton filtrant soient en liaison mutuelle permettant le passage du courant. Comme dans le cas du filtre à cigarette 10, le bâton filtrant 112 est réalisé en un matériau poreux, et une série de gorges 120 sont constituées dans l'enveloppe 114 et enfoncées dans le bâton filtrant 112 Chaque gorge 120 est ouverte à l'une de ses extrémités 122 en direction de l'extré- mité 116 du bâton filtrant 112 qui est tournée vers la bou- che, et elle s'étend de là dans une direction généralement longitudinale par rapport au bâton filtrant 112 sur une distance inférieure à la longueur du bâton filtrant. Dans le filtre ayant la constitution indiquée en 110, non seulement les parties enfoncées de l'enveloppe 114 qui définis- sent les parois des gorges 120 sont imperméables à l'air, mais les zones périphériques de l'enveloppe 114 situées entre les gorges 120 sont également imperméables à l'air Cependant, la partie 123 de l'enveloppe 114 qui est à l'amont des extré- mités fermées des gorges 120 par rapport à la direction du courant de fumée qui passe par le filtre depuis l'extrémité 116 de ce filtre jusqu'à l'extrémité 118, est perméable à l'air On peut réaliser ce type de construction en fabriquant par exemple l'enveloppe 114 en un matériau imperméable à l'air et en formant de petites ouvertures dans la zone de l'enveloppe située à l'amont des extrémités fermées des goryes 120 En variante et à titre d'exemple, l'enveloppe 114 peut être fabriquée entièrement en un matériau perméable à l'air, seules les parois des gorges et les zones périphériques de l'enveloppe 114 situées entre les gorges étant traitées ou revêtues comme décrit ci-dessus, pour les rendre imperméables à l'air, et en laissant non traitée la partie 123 qui est à l'amont des extrémités fermées des gorges, et de ce fait perméable à l'air. Comme le filtre 10, le filtre 110 est fixé à une colonne de tabac 24 et comprend le matériau d'extrémité 26, pour former la cigarette 28 Les perforations 30 constituées dans le matériau d'extrémité 26 communiquent avec les gorges 120 pour permettre le passage de l'air de ventilation dans les gorges; et les perforations 32 recouvrent la partie perméable à l'air 123 de l'enveloppe 114 pour autoriser le passage de l'air de ventilation dans le bâton filtrant 112. Lorsqu'un fumeur aspiré par l'extrémité 16 du filtre 10 qui est tournée vers sa bouche quand il fume la cigarette 28, l'air de ventilation est aspiré simultanément par les perfo- rations'30 dans les gorges 20 et par les perforations 32 dans le bâton filtrant 12, en passant par les zones de l'enveloppe 14 situées à l'extérieur des gorges adjacentes et qui sont perméables à l'air L'air de ventilation qui pénètre dans les gorges 20 se dirige directement vers l'extrémité ouverte 22 des gorges, à l'extrémité du bâton filtrant située du côté de la bouche, sans se mélanger à la fumée qui passe dans le bâton filtrant du fait de l'imperméabilité des parois des gorges L'air de ventilation qui pénètre dans le bâton fil- trant en passant par les perforations 32 se mélange et se dilue dans la fumée qui passe par le bâton filtrant et qui provient de la colonne de tabac 24 lorsqu'elle se dirige vers l'extrémité du bâton filtrant tournée vers la bouche. Les détails de la présente invention qui viennent d'être indiqués ne sont fournis en premier lieu qu'en vue d'une bonne clarté et d'une bonne compréhension, et ils ne doivent pas être interprétés comme constituant des limites inutiles, des modifications qui sont évidentes pour l'homme du métier pouvant-être apportées à l'invention après lecture de sa description sans s'écarter de son esprit ni du champ d'appli- cation des revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Filtre pour cigarette, caractérisé en ce qu'il comprend un bâton filtrant poreux ( 12) de forme généralement cylindri- que une enveloppe perméable à l'air ( 14) s'étendant longitudi- nalement le long du bâton filtrant à partir de l'une de ses extrémités et jusqu'à l'autre extrémité et entourant ledit bâton filtrant en laissant libres pour le passage du courant les extrémités opposées du bâton filtrant, ladite enveloppe comprenant au moins une gorge ( 20) enfoncée dans le bâton filtrant, cette gorge ou ces gorges étant ouvertes à une extrémité du bâton filtrant et s'étendant à partir de celle-ci dans une direction généralement longitudi- nale par rapport audit bâton filtrant sur une distance inférieure à la longueur dudit bâton filtrant; des moyens pour rendre la paroi enfoncée de ladite ou desdites gorges définie par ledit matériau de l'enveloppe perméable à l'air et à la fumée, une partie au moins de ladite enveloppe située à l'extérieur de ladite ou desdites gorges ( 20) restant perméable à l'air, et un matériau d'extrémité ( 26) s'étendant longitudinalement par rapport audit bâton filtrant muni de son enveloppe et l'entourant, ce matériau d'extrémité étant perméable à l'air et per- mettant à l'air de ventilation de le traverser et de péné- trer dans ladite ou lesdites gorges, et permettant également à l'air de ventilation de le traverser pour parvenir dans ledit bâton filtrant en passant par la partie perméable de l'enveloppe de manière à se mélanger et à se diluer dans la fumée qui passe par ledit bâton filtrant à partir d'une extrémité dudit bâton filtrant jusqu'à son autre extrémité. 2 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites gorges sont constituées par une série de gores ( 20) espacées les unes des autres et circonférentiellement autour dudit bâton filtrant. 3 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau d'extrémité est perméable et permet à l'air de ventilation de s'écouler dans ladite gorge seulement à proximité de l'extrémité de ladite ou desdites gorges qui est opposée à son extrémité qui est ouverte du côté de l'extré- mité dudit bâton filtrant. 4 Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit matériau d'extrémité ( 26) est perméable à l'air et permet à à l'air de ventilation de passer dans ledit bâton filtrant à l'amont de l'extrémité de ladite ou desdites gorges et à l'opposé de leur extrémité qui est ouverte à l'extrémité dudit bâton filtrant, par rapport à la direction du courant de fumée qui passe par ledit bâton filtrant. 5 Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ou lesdites gorges ( 20) sont ouvertes à l'extrémité du bâton filtrant tournée vers la bouche pour diriger l'air de venti- lation vers la bouche du fumeur. 6 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que. ledit papier d'extrémité qui est perméable à l'air est rendu perméable au moyen de perforations ( 30, 32) constituées dans ledit matériau d'extrémité en des emplacements choisis. 7 Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites perforations ( 30) qui permettant à l'air de ventila- tion de traverser ledit matériau d'extrémité pour parvenir dans ladite ou lesdites gorges sont espacées les unes des autres et disposées selon un ensemble circulaire entourant la circonférence dudit bâton filtrant; et lesdites perforations ( 32) qui permettent à l'air de venti- lation de traverser ledit matériau d'extrémité pour parvenir dans le bâton filtrant sont espacées les unes des autres-et disposées selon un ensemble circulaire qui entoure la circon- férence dudit bâton filtrant. 8 Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacune des perforations ( 30) qui permettent à l'air de ven- tilation de parvenir dans ladite ou lesdites gorges ( 20) définit une section de passage de l'air de ventilation au moins aussi importante que la section de passage d'air de ventilation définie par chacune desdites perforations qui permettent au courant d'air de ventilation de passer dans ledit bâton filtrant. 9 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que il lesdits moyens pour rendre la paroi enfoncée de ladite ou desdites gorges ( 20) imperméable comprennent un traitement de scellement à chaud. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour rendre la paroi enfoncée de ladite ou desdites gorges ( 20) imperméable comprennent le traitement de la paroi enfoncée au moyen d'un produit chimique de scellement de substances poreuses.