Brevet FR2559651A1 — publié le 19850823

Filtre à cigarette amélioré La présente invention concerne des filtres à ciga- rettes. Sous un aspect, elle concerne un filtre disposé en retrait et comportant des moyens de ventilation. Sous un autre aspect, l'invention concerne un filtre pour une ciga- rette, ayant des moyens pour diriger la fumée en combinaison avec des moyens d'air de ventilation. On sait dans la technique ajouter à des cigarettes des filtres pourvus de moyens de ventilation pour amener de l'air ambiant dans le filtre afin de diluer le courant de fumée. La dilution du courant de fumée réduit la quantité de particules de fumée ainsi que les composants de la phase gazeuse, qui sont amenés dans la bouche du fumeur. On a pro- posé et utilisé un certain nombre de moyens pour introduire de l'air de ventilation dans la cigarette. Par exemple, l'en- veloppe du tabac dans la cigarette peut être en un matériau poreux, qui permet l'introduction de l'air sur toute la lon- gueur de la cigarette, dans laquelle il se mélange avec le courant de fumée traversant le boudin de cigarette, diluant ainsi la fumée dans le courant. Par ailleurs, l'enveloppe de la cigarette peut être perforée à des endroits sélectionnés sur la longueur de la cigarette, ce qui procure des orifices à travers lesquels pénètre de l'air de ventilation. On sait par ailleurs perforer l'enveloppe du filtre pour diluer le courant de fumée. On a fait également un certain nombre de suggestions pour incorporer des rainures dans le boudin fil- trant de la cigarette afin de faciliter l'addition d'air de ventilation dans le courant de fumée. Par exemple, le brevet US 3.596.663 concerne un fil- tre de fumée de tabac comportant une enveloppe de tampon poreuse ondulée entourant un élément filtrant, elle-même entourée par une manchette en papier comportant des perfora- tions traversantes, d'o il résulte que de l'air de ventila- tion pénètre dans l'élément filtrant ou progresse le long des rainures jusqu'à la bouche du fumeur. Parmi les autres bre- vets concernant des filtres à cigarettes ayant des rainures entourant l'élément filtrant pour introduire de l'air de ventilation dans l'extrémité filtrante de la cigarette à filtre, on peut citer les brevets suivants: brevets US Nos 3.577.995, 3.572.347, 3.490.461, 1.718.122, 3. 788.330, 3.773.053, 3.752.165, 3.638.661 et 3.608.561, le brevet allemand N 2.302.677, les brevets britanniques Nos 1.414.745, 1.360.612 et 1.360. 611 et le brevet US N 3.910.288, les brevets britanniques précités concernant des filtres en ace- tate non enveloppés. En outre, il existe un certain nombre de brevets concernant l'incorporation de tubes disposés au cen- tre dans un filtre à cigarette. Parmi ces brevets, on peut citer, par exemple, les brevets US Nos 3.860.011, 4.037.524, 4.086.846, 4.022.221, 3.045.680, 3.621.851, 3.674.036, 4.109.666 et 4.256.122. En outre, le brevet US N 4.380.241 concerne un embout de cigarette non filtrant comportant un tube central de circulation de fumée. La présente invention procure avantageusement un agen- cement simple d'un filtre à cigarette, qui, sous une forme, procure une perte de charge normale avec des filtres à rende- ment faible à élevé. La présente invention procure en outre un filtre à cigarette pour abaisser la teneur en goudron par ventilation et filtration. La présente invention procure éga- lement un système de ventilation d'un filtre pour une ciga- rette, utilisant des rainures dans le tampon filtrant s'éten- dant depuis des perforations dans la manchette jusqu'à l'extrémité côté bouche du filtre. La présente invention pro- cure également un filtre rainuré avec une enveloppe de tampon non poreuse. La présente invention procure enfin des moyens pour diriger un courant de fumée non filtré et non dilué à travers un filtre jusqu'au centre de celui-ci et elle procure simultanément des moyens pour diriger de l'air de ventilation le long de la surface extérieure du filtre. Diverses autres caractéristiques de la présente inven- tion apparaitront à l'homme de l'art à la lecture de la des- cription ci-après. De façon plus particulière, la présente invention pro- cure un filtre à cigarette comprenant un tampon filtrant poreux de forme cylindrique, ayant un passage capillaire de circulation de la fumée concentrique à l'axe longitudinal du tampon filtrant et s'étendant au travers dans le sens de la longueur de celui-ci; une enveloppe imperméable s'étendant sur la longueur du tampon filtrant et entourant les extré- mités opposées de ce tampon à travers lesquelles passe le courant quittant le tampon; cette enveloppe ayant au moins une rainure longitudinale incrustée dans le tampon filtrant et cette portion de l'enveloppe définissant la rainure res- tant imperméable, cette rainure ayant une extrémité ouverte sur l'extrémité c6té bouche du tampon et s'étendant depuis cette extrémité sur une distance inférieure à la longueur du filtre; et une manchette s'étendant sur la longueur de l'enveloppe et l'entourant, cette manchette s'étendant sur une distance prédéterminée au delà de l'extrémité côté bou- che du tampon filtrant, définissant ainsi une cavité au niveau de l'extrémité côté bouche du filtre, cette manchette compor- tant des moyens pour introduire de l'air de ventilation dans la rainure, cet air de ventilation étant le seul fluide cir- culant à travers cette rainure lorsque le filtre est utilisé en combinaison avec une cigarette, lorsqu'on aspire normale- ment la fumée. Il est bien entendu que la description des exemples de la présente invention donnés ci-après ne sont en aucun cas limitatifs et que diverses modifications restant dans le domaine de la présente invention apparaitront à l'homme de l'art à la lecture de la description ci-après. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemples seu- lement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: La Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un élé- ment filtrant préféré de la présente invention; La Fig. 2 est une vue en perspective, avec certaines portions arrachées, de l'élément filtrant de la Fig. 1 fixé sur une cigarette; La Fig. 3 est une vue en perspective, avec certaines portions arrachées, d'un autre élément filtrant préféré de la présente invention; La Fig. 4 est une vue en perspective, avec certaines portions arrachées, de l'élément filtrant de la Fig. 3 fixé sur une cigarette; La Fig. 5 est une vue en bout de l'élément filtrant de la Fig. 3, vu dans la direction des flèches 5-5 de la Fig. 3; La Fig. 6 est une vue en coupe transversale d'un autre élément filtrant préféré de la présente invention; et La Fig. 7 est une vue en perspective, avec certaines portions arrachées, de l'élément filtrant de la Fig. 6 fixé sur une cigarette. Les Fig. 1 et 2 montrent un tampon filtrant 2 de la présente invention. Ce tampon filtrant 2 comporte un élément filtrant en acétate de cellulose 10 ou tout autre filtre en matière fibreuse ou en mousse pour filtrer la fumée de tabac, qui peut être connu dans la technique, entouré par une enve- loppe non poreuse 12. On notera que le terme "enveloppe non poreuse" désigne aussi bien les surfaces extérieures non poreuses du matériau en mousse qui font partie intégrante de l'élément filtrant, que l'enveloppe non poreuse qui ne fait pas partie intégrante de l'élément filtrant. Un passage capil- laire de circulation de fumée 13 est formé concentriquement à l'axe longitudinal de l'élément filtrant 10 et s'étend longi- tudinalement depuis une extrémité (extrémité côté tabac) jus- qu'à l'autre extrémité (extrémité côté bouche) de l'élément filtrant 10. Le capillaire de fumée 13 peut, par exemple, être extrudé. La paroi du capillaire 13 peut être, soit perméable, soit imperméable. En outre, le tampon filtrant 2 est pourvu d'une multiplicité de rainures 14, s'étendant sur sa longueur depuis l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 10 sur une distance prédéterminée inférieure à la longueur totale de -l'élément filtrant 10. Les tampons filtrants 2 sont générale- ment préparés en partant d'un boudin filtrant standard d'acé- tate de cellulose ou lfanalogue, en entourant le boudin avec un matériau d'enveloppe non poreux, puis en soumettant le tam- pon filtrant enveloppé à un moule ou à d'autres moyens de traitement conçus pour y imprimer les rainures appropriées. Un tel procédé est connu sous le nom de technique de moulage à chaud, bien connu dans la technique. Sur la Fig. 2, le tampon filtrant 2 est fixé sur un boudin de tabac ou cigarette 3 et est disposé pour être enveloppé par un papier de manchette 16, qui comporte une multiplicité de perforations 18 entourant circonférentielle- ment le tampon filtrant 2 et disposées pour être alignées avec les rainures 14; l'air de ventilation pénètre radialement dans les rainures 14 à travers les perforations 18. On notera que le terme "papier de manchette" désigne un papier de man- chette disponible dans le commerce en combinaison avec une enveloppe perméable à l'air, qui est utilisée dans le montage du filtre avant sa fixation sur un boudin de tabac. Comme on le voit sur les Fig. 1 et 2 de l'air de ventilation pénètre à travers les perforations 18 de la manchette et se déplace le long des rainures 14 en direction de la bouche du fumeur. Le capillaire de fumée 13 est disposé pour concentrer la fumée dans la portion centrale du tampon filtrant 2 afin de diriger un courant de fumée non filtrée et non diluée vers la bouche du fumeur. En continuant à se reporter aux Fig. 1 et 2, le tampon filtrant 2 comporte en outre un collier 20 défini par une mince paroi pratiquement cylindrique 22. Le collier 20 est disposé au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément fil- trant 10, coaxialement à ce dernier, et il procure ainsi une cavité 24 au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 10. Le diamètre extérieur de la paroi 22 du collier cylindrique est généralement égal au diamètre du tampon fil- trant, et le diamètre intérieur de la paroi 22 du collier est suffisamment grand pour laisser au moins une portion des extrémités ouvertes des rainures 14 au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 10 en communication avec la cavité 24. Autrement dit, l'épaisseur de la paroi cylindrique 22 est inférieure à la profondeur des rainures 14. Le collier est fixé sur l'élément filtrant 10 par le papier de man- chette 16 qui s'étend au delà de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant 2 en recouvrant circonférentiellement la surface extérieure de la paroi 22 du collier. De préférence, cette paroi cylindrique est en un matériau imperméable tel qu'une matière plastique. Lorsqu'on fume la cigarette 3, de la fumée non filtrée et non diluée circule à travers le capillaire 13 sous la forme d'un courant concentré qui tra- verse la cavité 24. En même temps, de la fumée passe à tra- vers le corps de l'élément filtrant 10 dans lequel elle est filtrée pour passer ensuite dans la cavité 24. En même temps, de l'air de ventilation en provenance des rainures 14 passe également à travers la cavité 24. Les Fig. 3 à 5 illustrent un tampon filtrant 102 qui a de nombreuses caractéristiques en commun avec le tampon filtrant 2 des Fig. 1 et 2. Les caractéristiques communes sont indiquées par des repères identiques sur les Fig. 1 à 5, et, pour des raisons de simplicité, elles ne seront pas décrites à nouveau. En se reportant aux Fig. 3 à 5, le tampon filtrant 102 comporte un collier 120 défini par une mince paroi pratiquement cylindrique 122 et une structure ajourée, repérée dans son ensemble en 123, disposée à l'intérieur de la paroi cylindrique 122. Le collier 120 est situé au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 10 et est coaxial à cet élément, procurant ainsi une cavité 124 au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 10. Le diamètre extérieur de la paroi 122 du collier est générale- ment égal au diamètre de l'élément filtrant 10, et le diamètre intérieur de la paroi 122 du collier est suffisamment grande pour laisser au moins une portion des extrémités ouvertes des rainures 14 au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 10 en communication avec la cavité 124. Autrement dit, l'épaisseur de la paroi cylindrique 122 est inférieure à la profondeur des rainures 14. La structure ajourée 124 comporte un noyau central creux 126 à paroi mince, disposé concentrique- ment à l'intérieur de la paroi 122 du collier et des nervures 128 s'étendant entre le noyau creux 126 et la paroi 122 du collier cylindrique et les reliant. La paroi mince du noyau creux 126 est représentée comme définissant un pentagone en vue de bout (voir Fig. 5) avec les nervures 128 partant des sommets du pentagone jusqu'à la surface intérieure de la paroi du collier cylindrique 122. Le noyau creux 126 est générale- ment coaxial au passage capillaire de circulation de fumée 13 au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 10, et chaque nervure 128 s'étend radialement entre les extrémités ouvertes adjacentes des rainures 14 au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 10. De préférence, le col- lier 120 est en un matériau imperméable, par exemple en matière plastique. Lorsqu'on fume la cigarette 3, de la fumée non fil- trée et non diluée circule à travers le passage capillaire 13 en un courant concentré qui passe à travers la portion de la cavité 124 définie par le noyau creux 126 du collier 120. En même temps, de la fumée passe à travers le corps de l'élément filtrant 10 dans lequel elle est filtrée. Une portion de cette fumée filtrée passe à travers la portion de la cavité 124 définie par le noyau creux 126 du collier 120 et une autre portion de cette fumée filtrée passe à travers l'autre portion de la cavité 124 définie entre le noyau 126 et la paroi du collier 122. En même temps, de l'air de ventilation provenant des rainures 14 passe également à travers l'autre portion de la cavité 124 définie entre le noyau 126 et la paroi du col- lier 122. Les Fig. 6 et 7 montrent un autre tampon filtrant de la présente invention, repéré en 202. Ce tampon filtrant 202 comporte un élément filtrant en acétate de cellulose 210 ou tout autre élément filtrant en matière fibreuse ou en mousse pour filtrer de la fumée de tabac, et il est entouré par une enveloppe non poreuse 212. Un passage capillaire de circula- tion de fumée 213 est fotrmé concentriquement à l'axe longitu- dinal de l'élément filtrant 210 et s'étend longitudinalement depuis une extrémité (extrémité côté tabac) jusqu'à l'autre extrémité (extrémité côté bouche) de l'élément filtrant 210. En outre, le tampon filtrant 202 est pourvu d'une multiplicité de rainures 214 s'étendant sur sa longueur depuis l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 210 sur une distance pré- déterminée inférieure à la longueur totale de l'élément fil- trant 210. Sur la Fig. 7, le tampon filtrant 202 est fixé sur un boudin de tabac ou une cigarette 13 et il est circonférentiel- lement entouré par du papier de manchette 216, qui comporte une multiplicité de perforations 218 entourant circonféren- tiellement le tampon filtrant 202 et disposées pour être alignées avec les rainures 214. Comme on le voit sur les Fig. 6 et 7, de l'air de ventilation pénètre à travers les perforations 218 de la manchette et circule le long des rainures 214 en direction de la bouche du fumeur. Le passage capillaire de fumée 213 est disposé pour concentrer la fumée dans la partie centrale du tampon filtrant 202 pour diriger un courant de fumée non filtrée et non diluée vers la bouche du fumeur. En continuant à se reporter aux Fig. 6 et 7, le tam- pon filtrant 202 comporte en outre une bande cylindrique coaxiale 219 de matériau filtrant au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 210. La surface intérieure de la bande cylindrique 219 définit une cavité 224 au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant. La bande 219 peut être en un matériau fibreux ou en mousse connu dans la technique, par exemple de l'acétate de cellulose. Le diamè- tre extérieur de la bande filtrante cylindrique 219 est géné- ralement égal au diamètre de l'élément filtrant 210 et le dia- mètre intérieur de la bande filtrante cylindrique 219 est suffisamment petit pour que les extrémités ouvertes des rai- nures 214 au niveau de l'extrémité côté bouche de l'élément filtrant 210 soient recouvertes par la bande filtrante 219. Autrement dit, la paroi de la bande cylindrique 219 est au moins aussi épaisse que la profondeur des rainures 214. En outre, un collier 220 défini par une mince paroi pratiquement cylindrique 222 est disposé concentriquement à l'intérieur de la bande filtrante 219. Le diamètre extérieur de la paroi 222 du collier est pratiquement égal au diamètre intérieur de la bande filtrante 219. De préférence, le collier 220 est en un matériau imperméable, tel qu'une matière plastique, et la bande filtrante 219 est maintenue en place par le collier 220. La bande filtrante 219 de matériau filtrant est fixée sur l'élément filtrant 210 par le papier de manchette 216 qui s'étend au delà de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant 202 en recouvrant circonférentiellement la surface extérieure de la bande filtrante 219. S59651 Lorsqu'on fume la cigarette 3, de la fumée non fil- trée et non diluée circule à travers le passage capillaire 213 en un courant concentré qui passe à travers la cavité 224 jusque dans la bouche du fumeur. En même temps, la majorité de la fumée traversant la cavité 224 pour arriver dans la bouche du fumeur et la fumée se déplaçant à travers l'élément filtrant 210 dans les zones de celui-ci comprises entre des rainures adjacentes 214 traverse la bande filtrante cylindri- que 219. L'air de ventilation circule dans les rainures 214 et dans la bande filtrante cylindrique 219, à l'intérieur de laquelle il se mélange au moins partiellement avec la fumée se déplaçant également à travers la bande filtrante cylindri- que 219, et le mélange passe de la bande filtrante 219 dans la bouche du fumeur. On notera que diverses modifications peuvent être apportées aux réalisations spécifiques représentées et décrites sans s'écarter des principes de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Filtre à cigarette, caractérisé en ce qu'il com- prend: - un tampon filtrant poreux (10) de forme cylindrique, ayant un passage capillaire de circulation de fumée (13) formé concentriquement à l'axe longitudinal du tampon filtrant et s'étendant au travers dans le sens de la longueur de celui-ci; - une enveloppe impermeable (12) s'étendant sur la longueur du tampon et entourant les extrémités opposées de ce tampon à travers lesquelles passe le courant quittant le tampon, cette enveloppe ayant au moins une rainure longitudinale (14) incrustée dans le tampon filtrant et cette portion de l'en- veloppe définissant la rainure restant imperméable, cette rainure ayant une extrémité ouverte au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon et s'en étendant sur une distance inférieure à la longueur du tampon filtrant; et - une manchette (16) s'étendant sur la longueur de l'enveloppe et l'entourant, cette manchette s'étendant sur une distance prédéterminée au delà de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant définissant ainsi une cavité (24) au niveau de l'extrémité côté bouche du filtre, cette manchette compor- tant des moyens pour introduire de l'air de ventilation dans la rainure, cet air de ventilation étant le seul fluide cir- culant à travers la rainure lorsque le filtre est utilisé en combinaison avec une cigarette lorsqu'on aspire normalement la fumée. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de la manchette est perméable à l'air. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la manchette est imperméable à l'air et qu'il y est prati- qué des perforations sélectives (18) communiquant avec les rainures (14). 4. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un collier (20) est disposé coaxialement dans la cavité (24). 5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que ce collier est adjacent à la surface intérieure de la man- chette (16). il 6. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi (22) du collier est imperméable. 7. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que le collier (120) comporte en outre: - un noyau central creux (126) concentrique à la paroi cylin- drique (122), le noyau communiquant avec le passage capillaire de circulation de fumée (13) au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant (10); et - la zone définie entre le noyau (126) et la paroi (122) du collier cylindrique communiquant avec les rainures (14) au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant. 8. Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une portion de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant communique avec le noyau creux (126) et en ce qu'une autre por- tion de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant communique avec la zone définie entre le noyau (126) et la paroi (122) du collier cylindrique (120). 9. Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que le collier (120) comporte en outre des nervures (128) s'étendant entre le noyau et la paroi du collier cylindrique. 10. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que le collier (220) est espacé radialement vers l'intérieur de la manchette (216) par un matériau filtrant (219) disposé dans l'espace entre la manchette et le collier. 11. Filtre selon la revendication 10, caractérisé en ce que le matériau filtrant dans l'espace entre la manchette et le collier recouvre l'extrémité ouverte des rainures (214) au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant (210). 12. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bande généralement cylindrique de matériau filtrant (219) disposée coaxialement dans cette cavité (224)e la bande de matériau filtrant recouvrant l'extrémité ouverte de la, ou des rainures au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant. 13. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe non poreuse fait partie intégrante du tampon filtrant poreux. 14. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi du passage capillaire de circulation de fumée (13, 213) est imperméable. 15. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi du passage capillaire de circulation de fumée (13, 213) est perméable. 16. Filtre à cigarette, caractérisé en ce qu'il com- prend: - un tampon filtrant poreux (210) de forme cylindrique ayant un passage capillaire de circulation de fumée (213) formé concentriquement à l'axe longitudinal du tampon filtrant et s'étendant longitudinalement d'une extrémité à l'autre extré- mité du tampon filtrant; - une enveloppe imperméable (212) s'étendant sur la longueur du tampon filtrant et entourant les extrémités opposées de ce tampon à travers lesquelles passe le courant quittant le tam- pon, cette enveloppe ayant au moins une rainure longitudinale (214) incrustée dans le tampon filtrant et cette portion de l'enveloppe définissant la rainure restant imperméable, cette rainure ayant une extrémité ouverte au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon et s'en étendant sur une distance infé- rieure à la longueur du tampon filtrant; - une bande généralement cylindrique de matériau filtrant (219) disposée coaxialement au niveau de l'extrémité côté bou- che du tampon filtrant, la surface de paroi intérieure de la bande filtrante cylindrique définissant une cavité (224) au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant, et la bande filtrante recouvrant l'extrémité ouverte de la, ou des rainures (214) au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant; et - une manchette (216) s'étendant sur la longueur de l'enve- loppe et l'entourant et entourant la bande filtrante cylindri- que, cette manchette étant perméable à l'air et permettant à de l'air de ventilation de pénétrer dans la rainure, cet air de ventilation étant le seul fluide circulant à travers cette rainure lorsque le filtre est utilisé en combinaison avec une cigarette, lors de l'aspiration normale. 17. Filtre selon la revendication 16, caractérisé en ce que la paroi de la bande filtrante (219) est au moins aussi épaisse que la profondeur de la rainure (214) au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant. 18. Filtre selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un collier (220) disposé concentri- quement à l'intérieur de la bande filtrante cylindrique, le diamètre extérieur du collier étant pratiquement égal au dia- mètre intérieur de la bande filtrante. 19. Filtre selon la revendication 18, caractérisé en ce que la bande filtrante est fixée sur le collier. 20. Filtre selon la revendication 18, caractérisé en ce que la paroi du collier est imperméable.