Brevet FR2528672A1 — publié le 19831223

Filtre de cigarette La présente invention concerne des filtres de ciga- rettes Sous un aspect, elle concerne un filtre avec un déflecteur de courant à l'extrémité de sortie en côté bouche du filtre Sous un autre aspect, l'invention concerne un fil- tre de cigarette ayant des moyens pour diriger le courant de fumée sortant du filtre dans une direction générale s'écartant vers l'extérieur de l'extrémité côté bouche du filtre Sous un troisième aspect, l'invention concerne un filtre de cigarette du type considéré dans lequel sont formées des rainures pour diriger de l'air de ventilation vers l'extrémité côté bouche du filtre. Dans la fabrication des filtres de cigarettes de la catégorie à faible et ultra-faible teneur en goudron ( 1 mg à 10 mg), la plupart des filtres utilisent un grand volume d'air de ventilation qui est introduit dans le filtre pour réduire par dilution les goudrons dans le courant de fumée Dans la plupart des filtres disponibles dans le commerce, la fumée est concentrée dans le centre du filtre et, lorsque le fumeur aspire la fumée, celle-ci pénètre dans sa bouche horizontale- ment ou longitudinalement, manquant ainsi de nombreuses "pa- piles gustatives" et ne présentant ainsi qu'un goûit très faible On a proposé des filtres de cigarettes spéciaux, pourvus de moyens pour modifier le débit du courant de fumée les tra- versant en vue d'améliorer l'efficacité du filtre Les brevets USA No 2 833 289 et 3 496 945 sont des exemples de filtres, qui restreignent le débit de fumée dans le filtre et dans les- quels la fumée est mélangée à de l'air de ventilation juste avant de sortir de l'extrémité côté bouche du filtre Le bre- vet USA N' 2 849 005 décrit une image visible d'un emblème formé sur l'extrémité exposée du filtre, qui est développée par la fumée la traversant en service On connaît dans la technique maints autres exemples de mélange de la fumée avec de l'air de ventilation, mais aucun n'enseigne le concept de la déviation de la fumée par rapport au centre lorsqu'elle sor du filtre Le brevet italien N O 655 251 divulgue un déflecteur sous la forme d'un disque à l'extrémité de sortie du filtre et le brevet USA No 4 256 122 divulgue le mélange d'air de venti- lation dans des conduits séparés sur la surface extérieure et le mélange avec la fumée sortante dans le centre du filtre dans la bouche du fumeur. La présente invention procure une disposition simple dans un filtre de cigarette qui, sous une forme, donne la même perte de charge qu'une cigarette normale avec un filtre à efficacité faible à moyenne La présente invention procure en outre un filtre de cigarette dirigeant le courant de fumée sortant du filtre dans une direction générale s'écartant en oblique vers l'extérieur de l'extrémité côté bouche du filtre. La présente invention procure également un filtre de cigarette utilisant un déflecteur sur l'extrémité côté bouche du filtre pour diriger le courant de fumée dans une direction générale s'écartant en oblique vers l'extérieur La présente invention procure aussi un filtre de cigarette ventilé utilisant des rainures dans le boudin du filtre et un déflecteur à l'extré- mité côté bouche du filtre. De façon plus particulière, la présente invention pro- cure un filtre de cigarette comportant: un tampon filtrant poreux de forme cylindrique avec des extrémités d'entrée et de sortie opposées; et des moyens d'orientation du courant, de forme générale cônique, à l'extrémité de sortie du tampon filtrant, divergeant dans le sens général de l'écoulement de la fumée de façon à diriger la fumée quittant l'extrémité côté bouche du filtre dans une direction générale s'écartant en oblique vers l'extérieur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée, donnée ci-après à titre d'exemples seule- ment, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint sur lequel: La figure 1 est une vue en perspective d'un filtre pré- féré de la présente invention fixé sur la cigarette avec l'en- veloppe du tampon et la manchette représentées non enroulées La figure 2 est une vue en coupe du filtre de la figure 1, prise selon les lignes 2-2; La figure 3 est une vue en perspective d'un autre filtre préféré de l'invention fixé sur une cigarette; La figure 4 est une vue en coupe du filtre de la figure 3, prise selon les lignes 4-4; La figure 5 est une vue en perspective d'un autre fil- tre préféré de l'invention fixé sur une cigarette; et La figure 6 est une vue en coupe du filtre de la figure , prise selon les lignes 6-6. Sur les figures 1 et 2, on voit le filtre 10 fixé sur un boudin de cigarette 12 par une manchette en papier 14 Le filtre 10 comporte un tampon filtrant 16 en acétate de cellu- lose, ou tout autre filtre en matière fibreuse ou cellulaire bien connu dans la technique pour filtrer la fumée de tabac, entouré par une enveloppe 18, couramment appelée enveloppe de tampon Le tampon filtrant 16 a une forme générale cylindrique avec des extrémités d'entrée et de sortie opposées L'enveloppe de tampon 18 peut être poreuse ou non poreuse; elle peut com- porter des surfaces extérieures en matière cellulaire d'une seule pièce avec l'élément filtrant ainsi qu'avec la matière enveloppante qui n'est pas d'une seule pièce avec le tampon filtrant En outre, avec certains produits filtrants, il peut n'être même pas nécessaire d'utiliser une enveloppe de tampon. Dans la plupart des cigarettes classiques à teneur en goudron faible et ultra-faible, l'enveloppe de tampon 18 est poreuse et la manchette 14 comporte de nombreux orifices d'air de vents lation 17 pour permettre à de l'air de ventilation de pénétrer dans l'élément filtrant 16 pour diluer le courant de fumée tra- versant ce dernier. Sur l'extrémité côté bouche ou l'extrémité de sortie de la fumée du filtre 10 se trouve un obstacle ou déflecteur 19, qui est généralement disposé au centre et noyé dans le tampon filtrant 16 Comme on le voit, le déflecteur 16 a une forme générale cônique et est disposé avec sa paroi cônique 20 diver geant dans le sens général de l'écoulement de la fuméeà traver: le tampon filtrant afin de diriger la fumée quittant le filtre dans une direction générale s'écartant en oblique vers l'exté- rieur de l'extrémité côté bouche du filtre Dans la plupart de cigarettes, et notamment dans celles appelées à faible et ultr faible teneur en goudron, presque toute la fumée sortant du fi tre sort dans un courant longitudinal au centre, très peu sor- tant par la périphérie Afin de créer une restriction de débit à l'extrémité côté bouche du filtré de cigarette de façon que la fumée soit déviée, non pas longitudinalement, mais générale- ment en oblique vers l'extérieur de la périphérie du filtre, on prévoit un obstacle ou déflecteur 19 Dans la réalisation des figures 1 et 2, le déflecteur est fabriqué en une matière pra- tiquement imperméable à la fumée et est disposé dans la zone centrale de l'extrémité côté bouche ou extrémité de sortie du tampon filtrant de façon à rendre cette zone centrale pratique- ment imperméable à la fumée La base 21 du déflecteur 19 recou- vre pratiquement de 10 à 80 % de la surface en coupe transver- sale du filtre On a trouvé que, plus grand est le volume d'air de ventilation ajouté au courant de fumée dans le filtre, di- luant ainsi considérablement la fumée, plus grande doit être la base du déflecteur pour obtenir ce mouvement latéral ou tur- bulent du courant de fumée quittant le filtre. Les figures 3 et 4 montrent un déflecteur massif 29 en matière plastique Le déflecteur 29 comporte un élément 30 de forme générale cônique, disposé au centre, noyé dans le tampon filtrant 16 et positionné avec sa paroi cônique divergeant dans le sens général de l'écoulement de la fumée traversant l'élément filtrant 16 Le déflecteur 29 comporte une collerette circonfé- rencielle 31 s'étendant en oblique vers l'extérieur de la base 32 de l'élément cônique 30 La base 32 et la collerette 31 re- couvrent pratiquement toute l'extrémité de sortie ou côté bou- che de l'élément filtrant 16 et y sont noyées Plusieurs orifi- ces 33 sont répartis sur une circonférence autour de la péri- phérie de l'élément cônique 30 du déflecteur 29 à travers la collerette 31 pour laisser sortir la fumée De préférence l'axe longitudinal de chaque orifice 33 fait un angle par rapport à l'axe longitudinal de l'élément filtrant 16 et s'en écarte en oblique dans le sens général de l'écoulement de la fumée traver- sant l'élément filtrant Comme on le voit, l'angle d'inclinaison de chaque orifice 33 correspond à l'angle de conicité de l'élé- ment cônique 30. Les figures 5 et 6 montrent un filtre 110 fixé sur un boudin de cigarette 112 par une manchette en papier ou en pro- duit analogue 114 Le filtre 110 comporte un tampon filtrant 116 en acétate de cellulose ou tout autre filtre en matière fibreuse ou cellulaire connu dans la techniquepour filtrer la fumée de tabac, entouré par une enveloppe de tampon 118 Le tampon filtrant 116 a une forme générale cylindrique et a des extré- mités d'entrée et de sortie opposées L'enveloppe de tampon 118 est imperméable à l'air et la matière de la manchette 114 est perméable à l'air La manchette peut être poreuse ou, comme il est représenté, non poreuse et de nombreux orifices d'air de ventilation 117 y sont percés. Le filtre 110 comporte en outre une multiplicité de rainures 122 formées dans l'enveloppe de tampon imperméable à l'air 118 et incrustées dans le tampon filtrant 116 Chaque rainure 122 est ouverte à l'une de ses extrémités 124 vers l'extrémité côté bouche du tampon filtrant 116 du filtre 110 et s'en étend dans le sens longitudinal du tampon filtrant 116 sur une distance inférieure à la longueur de ce dernier Comme on le voit, sur la figure 5, quatre rainures 122 sont réparties également espacées l'une de l'autre, autour de la circonférence du tampon filtrant 116. Le tampon filtrant enveloppé 116 est fixé sur le boudin de cigarette 112 par la manchette 114 qui entoure le boudin filtrant 116 recouvert de son enveloppe pour former la cigarett Comme on l'a mentionné précédemment, la matière de la manchett *orifices d'air de ventilation 117 dans la manchette 114 commu- niquent avec les rainures 122 dans le tampon filtrant envelopp 116 pour permettre à de l'air de ventilation de pénétrer dans les rainures 122 L'air de ventilation ne pénètre pas dans le tampon filtrant 116 du fait que l'enveloppe de tampon 118 est imperméable à l'air; de même, la fumée ne passe pas du tampon filtrant 116 dans les rainures 122 En conséquence, seul de l'air de ventilation circule dans ces rainures. En continuant à se référer aux figures 5 et 6, un obsta dle ou déflecteur 119 est situé à l'extrémité côté bouche ou extrémité de sortie de la fumée du filtre 110 Le déflecteur 119 est disposé de façon générale au centre dans le tampon fil trant 116 Comme on le voit, le déflecteur 119 a une forme générale cônique et il est positionné avec sa paroi cônique divergéant dans le sens général de l'écoulement de la fume à travers le tampon filtrant 116 afin de diriger la fumée quittant le filtre dans une direction générale s'écartant vers l'extérieur de l'extrémité côté bouche du filtre La base du déflecteur cônique 119 recouvre habituellement de 10 à 30 % de la surface de la section transversale du filtre Il faut noter que la surface optimale de la base dépend de la dimension des rainures, de la vitesse du fluide circulant à travers les rainures et du nombre de celles-ci Comme ila été envisagé dans le cas des filtres des figures 1-2 et 3-4, le déflecteur 119 peut être en une matière pratiquement imperméa- ble à la fumée, comme une matière plastique Cependant, comme on le voit sur les figures 5 et 6, le déflecteur est constitué par une cavité formée dans la matière filtrante du tampon fil- trant 116, dont la paroi cônique 120 est rendue imperméable à la fumée, par exemple par traitement thermique ou traitement chimique, pour obturer les pores de la matière filtrante Comme exemples de produits chimiques convenant à ce but, on peut citer l'éthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, le sodium et la méthylcellulose. Lorsqu'un fumeur aspire par l'extrémité côté bouche du filtre en fumant la cigarette, de l'air de ventilation est aspiré par les orifices d'air de ventilation 117 de la manchette 114 dans les rainures 122 et circule dans celles-ci directement jusqu'à leurs extrémités ouvertes 124 dans l'extrémité côté bouche du tampon filtrant 116 Simultanément, la fumée est aspi- rée à travers le tampon filtrant 116 Le déflecteur 119 res- treint la circulation à l'extrémité côté bouche du filtre de sorte que la fumée est déviée de façon générale en oblique vers l'extérieur de la périphérie du filtre pour arriver sur le trajet de l'air de ventilation quittant les extrémités ouvertes 124 des rainures de ventilation 122 Les courants turbulents créés dans les courants d'air de ventilation quittant les extré- mités ouvertes 124 des rainures 122 dispersent la fumée dans la bouche du fumeur et augmentent ainsi la perception du goût de la cigarette. Il est bien entendu que, tandis que dans les exemples représentés, le déflecteur est un cône circulaire droit,ce peut être un tronc de cône ou une demi-sphère. REVENDICATIONS 1 Filtre de cigarette, caractérisé en ce qu'il com- porte un tampon filtrant poreux ( 16; 116) de forme cylin- drique avec des extrémités d'entrée et de sortie opposées; et des moyens d'orientation du courant ( 19; 29; 119), de forme générale cônique, à l'extrémité de sortie du tampon filtrant, divergeant dans le sens général de l'écoulement de la fumée à travers le tampon filtrant de façon à diriger la la fumée quittant l'extrémité côté bouche du filtre dans une direction générale s'écartant en oblique vers l'extérieur. 2 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'orientation du courant comportent des moyens définissant une cavité dans l'extrémité de sortie du tampon filtrant et des moyens rendant imperméable à la fumée la paroi de cette cavité. 3 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'orientation du courant sont un déflecteur imperméable à la fumée noyé dans l'extrémité côté bouche du tampon filtrant. 4 Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que la base ( 21) du déflecteur cônique recouvre de 10 à 80 % de la surface de la section transversale du tampon filtrant ( 16) Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'orientation du courant, de forme générale cônique, sont disposés au centre du tampon filtrant. 6 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'orientation du courant, de forme générale cônique, comportent un élément de forme cônique ( 30) et une collerette circonférencielle ( 31) s'étendant en oblique vers l'extérieur de la périphérie de la base ( 32) de l'élément cô- nique ( 30), la base ( 32) et la collerette ( 31) recouvrant pra- tiquement l'extrémité côté bouche du tampon filtrant poreux ( 16), plusieurs orifices ( 33) étant répartis sur une circonfé- rence autour de l'élément cônique à travers la collerette cir- conférencielle ( 31). 7 Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'axe longitudinal de chaque orifice ( 33) fait un angle avec l'axe longitudinal du tampon filtrant ( 16) et s'en écarte dans le sens général de l'écoulement de la fumée traversant le tampon filtrant. 8 Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison des orifices ( 33) par rapport à l'axe longitudinal du tampon filtrant ( 16) correspond à l'an- gle de cônicité de l'élément cônique ( 30). 9 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une enveloppe ( 18; 118) de tampon filtrant s'étend, en l'entourant, sur la longueur du tampon filtrant ( 16; 116) en laissant le courant de fumée libre de circuler à travers les extrémités opposées. Filtre selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enveloppe du tampon filtrant est imperméable à la fumée. 11 Filtre selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins une rainure ( 122) est formée dans cette enve- loppe ( 118) et est incrustée dans le tampon filtrant ( 116), cette (ces) rainure(s) s'ouvrant (en 124) sur l'extrémité de sortie du tampon filtrant et s'en étendant dans la direction longitudinale du tampon filtrant sur une distance inférieure à la longueur de ce dernier. 12 Filtre selon la revendication 11, caractérisé en ce que la base du déflecteur cônique ( 119) couvre de 10 à 30 % de la surface de la section transversale du filtre. 13 Filtre selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enveloppe du tampon filtrant est perméable à l'air. 14 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une rainure ( 122) est formée et incrustée dans le tampon filtrant ( 116), cette (ces) rainure(s) s'ouvrant (en 124) sur il'extrémité de sortie du tampon filtrant-et s'en éten- dant dans la direction longitudinale du tampon filtrant sur une distance inférieure à la longueur de ce dernier, la paroi in- crustée ( 118) de cette (ces) rainure(s) étant imperméable à la fumée.