Brevet FR2566239A1 — publié le 19851227

Filtre à cigarette amélioré La présente invention concerne des filtres à ciga- rettes. Sous un aspect, elle concerne un filtre ayant un boudin filtrant et un embout coaxiaux avec des moyens de ventilation dans le boudin filtrant. Sous un autre aspect, l'invention concerne un filtre ayant un boudin filtrant et un embout coaxiaux pour une cigarette, avec des moyens pour diriger la fumée à l'intérieur en combinaison avec des moyens d'air de ventilation. On sait dans la technique ajouter des filtres à des cigarettes, ces filtres comportant des moyens de ventila- tion pour amener de l'air ambiant dans le filtre afin d'y diluer le courant de fumée. La dilution de courant de fumée réduit la quantité de particules de fumée ainsi que les composants de la phase gazeuse qui sont amenés dans la bou- che du fumeur. On a proposé et utilisé un certain nombre de moyens pour introduire de l'air de ventilation dans la ci- garette. Par exemple, l'enveloppe du tabac dans une ciga- rette peut être en un matériau poreux qui permet d'intro- duire de l'air sur toute la longueur de la cigarette, dans laquelle il se mélange avec le courant de fumée la traver- sant, diluant ainsi la fumée dans le courant. Par ailleurs, l'enveloppe de la cigarette peut être perforée à des empla- cements sélectionnés le long de la longueur de la cigarette, ce qui procure des orifices à travers lesquels l'air de ventilation pénètre dans la cigarette. Par ailleurs, on sait perforer l'enveloppe du filtre pour diluer le courant de fumée. On a également proposé un certain nombre de mo- yens pour incorporer des rainures à l'intérieur du tampon filtrant de la cigarette afin de faciliter l'introduction d'air de ventilation dans le courant de fumée. Par exemple, le brevet US N 3.596.663 concerne un filtre de fumée de tabac, dans lequel une enveloppe de tam- pon poreux ondulée entoure un élément filtrant et est à son tour entourée par un papier de manchette perforé, grace à quoi l'air de ventilation pénètre directement dans l'élé- ment filtrant ou progresse le long des rainures jusqu'à la bouche du fumeur. Parmi d'autres brevets qui concernent des filtres à cigarettes ayant des rainures entourant l'élément filtrant pour introduire de l'air de ventilation dans l'ex- trémité filtrante de la cigarette à filtre, on doit citer les brevets suivants: brevets US N 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 N 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 d'acétate non enveloppés. En outre, il y a un certain nombre de brevets concernant l'incorpora- tion de tubes disposés au centre dans un filtre à cigarette, parmi lesquels par exemple les brevets US N 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 à fumée disposé au centre. La présente invention procure avantageusement une réalisation simple d'un filtre à cigarette, qui, sous une forme, procure à la cigarette une perte de charge normale avec des filtres à rendement faible à élevé. En outre, la présente invention procure un filtre à cigarette pour abais- ser la teneur en goudrons par ventilation ainsi que par filtration. En outre, la présente invention procure un sys- tème de ventilation d'un filtre à cigarette utilisant des rainures dans le tampon filtrant s'étendant depuis des perforations dans le papier de manchette jusqu'à l'extrémi- té côté bouche du filtre. La présente invention procure également un filtre rainuré avec une enveloppe de tampon non poreuse. Enfin la présente invention procure des moyens pour diriger un courant de fumée non filtrée et non diluée à travers un filtre jusqu'au centre de celui-ci et simul- tanément des moyens pour diriger de l'air de ventilation le long de la surface extérieure du filtre. Diverses autres caractéristiques de la présente invention deviendront évi- dentes à l'homme de l'art à la lecture de la description suivante. De façon plus particulière, la présente invention procure un filtre à cigarette comprenant: un boudin fil- trant poreux de forme cylindrique; des moyens définissant un passage capillaire de fumée formé concentriquement à l'axe longitudinal du tampon filtrant et s'étendant longi- tudinalement à travers celui-ci; une enveloppe entourant le boudin filtrant en laissant libres les extrémités oppo- sées du boudin filtrant, l'enveloppe comportant une multi- plicité de rainures longitudinales incrustées dans le bou- din filtrant, au moins cette portion de l'enveloppe délimi- tant chaque rainure étant imperméable, les rainures étant ouvertes au niveau de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant et s'étendant depuis cette extrémité côté bouche sur une distance inférieure à la longueur du boudin fil- trant; un embout creux de forme générale cylindrique dis- posé coaxialement au boudin filtrant-au niveau de l'extré- mité côté bouche du boudin filtrant, l'intérieur creux de l'embout étant ouvert aux deux extrémités de l'embout, la paroi circonférentielle de l'embout comportant une multi- plicité de conduits de circulation d'air s'étendant de façon générale sur la longueur de l'embout depuis une extré- mité de celui-ci jusqu'à l'autre extrémité, les conduits de circulation d'air communiquant avec les extrémités ouvertes des rainures au niveau de l'extrémité côté bouche du bou- din filtrant, la paroi circonférentielle de l'embout com- portant une multiplicité de conduits de fumée filtrée s'étendant de façon générale sur la longueur de l'embout depuis une extrémité de celui-ci jusqu'à l'autre extrémité, les conduits de fumée filtrée communiquant avec cette zone de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant comprise entre les rainures adjacentes du boudin filtrant, et l'in- térieur creux de l'embout communiquant avec le capillaire de circulation de fumée; et une manchette s'étendant lon- gitudinalement en entourant le boudin filtrant et l'embout, la manchette comportant des moyens pour introduire de l'air de ventilation dans les rainures du boudin filtrant, l'air de ventilation étant le seul fluide circulant à travers les 4 - rainures et à travers les conduits de circulation d'air dans l'embout lorsqu'on fume une cigarette équipée de ce filtre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations préférées en liaison avec le dessin joint sur lequel: - La Fig. 1 est une vue en perspective explosée d'un filtre préféré de la présente invention; La Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale du fil- tre de la Fig. 1, vu dans la direction des flèches 2-2 sur la Fig. 1; La Fig. 3 est une vue en bout du filtre des Fig. 1 et 2, vu dans la direction des flèches 3-3 sur la Fig. 1; La Fig. 4 est une vue en perspective explosée d'un autre filtre préféré de la présente invention; La Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale du fil- tre de la Fig. 4, vu dans la direction des flèches 5-5 sur la Fig. 4; La Fig. 6 est une vue en bout du filtre des Fig. 4 et 5, vu dans la direction des flèches 6-6 de la Fig. 5; et La Fig. 7 est une vue en coupe latérale du filtre des Fig. 1 à 6 fixé sur une cigarette. Les Fig. 1 et 2 montrent un filtre 10 selon la pré- sente invention. Le filtre 10 comprend un boudin filtrant 12 en acetate de cellulose, fabriqué à partir de matériaux fibreux ou en mousse pour la fumée de tabac, qui sont con- nus dans la technique, entouré par une enveloppe non poreuse 14. Il faut noter que, lorsqu'on utilise le terme "enveloppe non poreuse", ceci désigne aussi bien la surface extérieure non poreuse du matériau en mousse qui est d'une seule pièce avec l'élément filtrant que le matériau d'enveloppe non po- reux qui n'est pas d'une seule pièce avec l'élément filtrant. Un passage capillaire de fumée 16 est formé concentriquement à l'axe longitudinal du boudin filtrant 10 et il s'étend longitudinalement depuis une extrémité (extrémité côté tabac) jusqu'à l'autre extrémité (extrémité côté bouche) du boudin filtrant 12. Le passage capillaire de fumée 16 peut être, par exemple, réalisé par extrusion. La paroi du passage capillaire 16 peut être, soit perméable, soit imperméable. En outre, le boudin filtrant 12 comporte une multiplicité de rainures longitudinales 18 s'étendant depuis l'extrémi- té côté bouche du boudin filtrant 12 sur une distance pré- déterminée inférieure à la longueur totale de celui-ci. Les boudins filtrants 12 sont généralement preparés en prenant un boudin filtrant standard d'acétate de cellulose ou d'un matériau analogue, en entourant le boudin avec un matériau d'enveloppe non poreux et en soumettant ensuite le boudin filtrant enveloppé à une opération de moulage ou à tout autre traitement conçu pour y former des rainures appro- priées. Un tel procédé est connu sous le nom de technique de moulage à chaud qui est bien connu dans la technique. En continuant à se reporter aux Fig. 1, 2 et 3, le filtre 10 comporte également un embout creux 20 de forme générale cylindrique, disposé coaxialement au boudin fil- trant 12 au niveau de l'extrémité côté bouche de celui-ci. L'embout est formé par une paroi circonférentielle 22 qui délimite l'intérieur généralement creux 24. L'intérieur creux 24 s'ouvre aux deux extrémités de l'embout 20 et a un rayon plus petit que la distance radiale du capillaire de fumée 16 aux rainures 18 au niveau de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant. La paroi 22 de l'embout est de préférence en un matériau imperméable, par exemple une matière plastique, et elle peut être fabriquée par extru- sion. La paroi circonférentielle 22 comporte une multipli- cité de conduits d'air 26 circonférentiellement espacés, s'étendant généralement longitudinalement par rapport à l'embout et ouverts aux deux extrémités de celui-ci. Comme on le voit, les conduits d'air 26 sont formés dans le corps - de la paroi circonférentielle 22. Les conduits d'air 26 sont disposés pour communiquer avec les rainures 18 du bou- din filtrant 12. Comme on le voit, le nombre de conduits d'air 26 est égal au nombre de rainures 18, chaque conduit d'air 26 communiquant avec une rainure différente 18. Tou- tefois, on envisage que le nombre des conduits d'air 26 soit supérieur au nombre des rainures 18 et qu'en consé- quence il y ait plus d'un conduit d'air 26 pour communiquer avec chaque rainure 18. En outre la paroi circonférentielle de l'embout comporte une multiplicité de conduits de fumée filtrée 28 circonférentiellement espacés, s'étendant de façon générale longitudinalement par rapport à l'embout 20 et ouverts aux deux extrémités de celui-ci. Comme on le voit, les conduits de fumée filtrée 28 sont formés dans le corps de la paroi circonférentielle 22. Les conduits de fumée filtrée 28 sont disposés pour communiquer avec cette zone de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant située entre des rainures adjacentes 18 du boudin filtrant 12. Comme on le voit, chaque conduit d'air 26 a pratiquement la même surface en section transversale que chacun des conduits de fumée 28. En outre, les conduits d'air 26 et les conduits de fumée 28 sont radialement à la même distance de l'axe longitudinal du filtre 10. L'intérieur creux 24 de l'embout communique avec le passage capillaire de fumée 16 et avec cette portion du filtre 12 se trouvant radialement à l'intérieur de la portion du boudin filtrant 12 communiquant avec les conduits de fumée 28 au niveau de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant. Vers cette extrémité, la paroi circonférentielle 22 de l'embout est plus épaisse que la profondeur de l'extrémité côté sortie des rainures 18 au niveau de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant. En se reportant aux Fig. 4 à 6, on voit une autre réalisation avantageuse de l'embout creux de forme générale cylindrique de la présente invention, repéré dans son ensem- ble en 120. L'embout 120 est formé par une paroi circonfé- rentielle 122 qui définit l'intérieur creux de forme géné- rale cylindrique 124. La paroi circonférentielle 122 com- porte une multiplicité de conduits de circulation d'air 126 circonférentiellement espacés, s'étendant longitudinalement par rapport à l'embout et ouverts aux deux extrémités de celui-ci. Comme on le voit sur les Fig. 4 à 6, les conduits d'air 126 sont définis par des ondulations formées dans la surface périphérique extérieure de la paroi circonféren- tielle 122. Cette paroi circonférentielle 122 comporte également une multiplicité de conduits de circulation de fumée filtrée 128, circonférentiellement espacés, s'éten- dant de façon générale longitudinalement par rapport à l'embout 120 et ouverts aux deux extrémités de l'embout. Comme on le voit, les conduits de fumée filtrée 128 sont définis par des ondulations formées dans la surface péri- phérique extérieure de la paroi circonférentielle 122. Les conduits d'air 126 communiquent avec les rainures 18 du boudin filtrant, et les conduits de fumée filtrée 128 sont disposés pour communiquer avec cette zone de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant comprise entre des rainures adjacentes 18 du boudin filtrant 12. Les Fig. 4 à 6 mon- trent les ondulations définissant les conduits d'air 126 et les ondulations définissant les conduits de fumée 128 comme étant pratiquement identiques en dimension et en forme et uniformément répartis circonférentiellement autour de la paroi de l'embout. Autrement dit, la surface périphérique extérieure de la paroi circonférentielle 122 de l'embout comporte des ondulations uniformes tout autour, qui s'éten- dent selon la longueur de cette surface. Comme dans le cas de l'embout 20 des Fig. 1 à 3, l'intérieur creux 124 de l'embout 120 communique avec le passage capillaire de fumée 16 et avec cette portion de l'extrémité côté bouche du bou- din filtrant qui se trouve radialement vers l'intérieur de la portion du boudin filtrant en communication avec les conduits de fumée 128 au niveau de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant. Ce résultat est obtenu par le fait que la paroi circonférentielle 122 de l'embout est plus épaisse que la profondeur des rainures 18 au niveau de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant. Les embouts 20 et 120 sont fixés sur le boudin fil- trant 12 par l'enveloppe non poreuse 14. Dans ce but, comme on peut le voit sur la Fig. 7, l'enveloppe 14 s'étend au delà de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant 12 et recouvre circonférentiellement l'embout. La Fig. 7 montre le filtre 10 fixé sur un boudin de tabac ou cigarette 30 et enveloppé par une manchette 32. La manchette 32 s'étend sur la longueur du filtre 10 en entourant l'enveloppe 14 qui maintient l'embout 20, 120 sur le boudin filtrant 12 et elle recouvre circonféren- tiellement une portion de l'extrémité du boudin de tabac 30, fixant ainsi le filtre 10 sur le boudin de tabac. La manchette 32 présente une multiplicité de perforations 34 entourant circonférentiellement le boudin filtrant 12 du filtre 10 et alignées avec les rainures 18, d'o il résul- te que l'air de ventilation peut pénétrer radialement dans les rainures 18 à travers les perforations 34. On doit no- ter que, lorsqu'on utilise le terme "manchette", ceci peut désigner le papier de manchette disponible dans le commerce combiné avec une enveloppe perméable à l'air qui est uti- lisée dans le montage du filtre avant fixation sur le bou- din de tabac. Comme on le voit sur la Fig. 7, de l'air de ventilation pénètre à travers les perforations 34 de la manchette et se déplace dans les rainures 18 en direction de la bouche du fumeur à travers les conduits d'air 26, 126 de l'embout 20, 120 respectivement. Le passage capillaire ?0 de fumée 16 est disposé pour concentrer la fumée dans la portion centrale du boudin filtrant 12 de façon à diriger un courant de fumée non filtrée et non diluée dans l'inté- rieur creux 24, 124 de l'embout 20, 120 respectivement, en direction de la bouche du fumeur. En même temps, une por- tion de fumée filtrée circule depuis la zone du boudin fil- trant 12 située entre des rainures adjacentes 18 pour péné- trer dans des conduits de fumée filtrée 28, 128 de l'embout , 120 respectivement en direction de la bouche du fumeur, tandis qu'une autre portion de fumée circule depuis cette zone de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant 12 entou- rant le passage capillaire 16 pour pénétrer dans l'intérieur creux 24, 124 de l'embout en entourant le courant de fumée non filtrée sortant du passage capillaire 16 en direction de la bouche du fumeur. La fumée filtrée pénétrant dans les conduits de fumée 28, 128 en provenance du boudin filtrant 12 est accélérée et pénètre dans la bouche du fumeur en courants adjacents aux courants d'air pénétrant dans la bouche du fumeur en provenance des conduits d'air 26, 126. La fumée filtrée pénétrant dans l'intérieur creux 24, 124 de l'embout en provenance du boudin filtrant 12 est, de façon générale, uniformément répartie autour du courant de fumée non filtrée pénétrant dans l'intérieur creux 24, 124 en provenance du capillaire de fumée 16 et se déplace à une vitesse inférieure au courant de fumée non filtrée en provenance du passage capillaire 16. La description détaillée précitée est donnée prin- cipalement pour la clarté de la compréhension et on ne doit en déduire aucune limitation inutile, car l'homme de l'art pourra, à la lecture de cette description, réaliser des modifications sans s'écarter de l'esprit de l'invention et de la portée des revendications jointes. REVENDICATIONS 1. Filtre à cigarette (10,110) caractérisé en ce qu'il comprend: - un boudin filtrant poreux (12) de forme générale cylin- drique; - des moyens définissant un passage capillaire de circula- tion de fumée (16) concentrique à l'axe longitudinal du boudin filtrant et s'étendant sur la longueur de celui-ci; - une enveloppe (14) entourant le boudin filtrant en lais- sant libres les extrémités opposées de celui-ci, l'enve- loppe ayant une multiplicité de rainures longitudinales (18) incrustées dans le boudin filtrant, au moins cette portion de l'enveloppe délimitant chaque rainure étant im- perméable, les rainures étant ouvertes au niveau de l'extré- mité côté bouche du boudin filtrant et s'étendant depuis l'extrémité côté bouche sur une distance inférieure à la longueur du boudin filtrant; - un embout creux généralement cylindrique (20,120) coaxial au boudin filtrant au niveau de l'extrémité côté bouche de celui-ci, l'intérieur creux (24, 124) de l'embout (20,120) étant ouvert aux deux extrémités de celui-ci, la paroi cir- conférentielle (22,122) de l'embout comportant une multi- plicité de conduits de circulation d'air (26,126) s'éten- dant généralement sur la longueur de l'embout depuis une extrémité.de celui-ci jusqu'à l'autre extrémité, les con- duits d'air communiquant avec les extrémités ouvertes des rainures (18) au niveau de l'extrémité côté bouche du bou- din filtrant, la paroi circonférentielle (22,122) de l'em- bout comportant une multiplicité de conduits de circulation de fumée filtrée (28,128) s'étendant de façon générale sur la longueur de l'embout d'une extrémité de celui-ci jusqu'à l'autre extrémité, les conduits de fumée filtrée communi- quant avec cette zone de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant disposée entre des rainures adjacentes (18) du bou- din filtrant, l'intérieur creux (24,124) de l'embout (20, ) communiquant avec le capillaire de fumée (16); et - une manchette (32) s'étendant longitudinalement et entou- rant le boudin filtrant et l'embout, la manchette comportant il des moyens (34) pour introduire de l'air de ventilation dans les rainures (18) du boudin filtrant, l'air de ven- tilation étant le seul fluide circulant dans les rainures et dans les conduits d'air de l'embout lorsqu'on fume une cigarette équipée de ce filtre. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intérieur creux de l'embout communique avec cette portion du boudin filtrant radialement à l'intérieur de la portion du boudin filtrant qui communique avec les passages de fumée au niveau de l'extrémité côté bouche du boudin filtrant. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'air (26,126) sont circonférentielle- ment espacés autour de la paroi circonférentielle de l'em- bout. 4. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits de circulation de la fumée filtrée (28, 128) sont circonférentiellement espacés autour de la paroi circonférentielle de l'embout. 5. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'air sont circonférentiellement espa- cés autour de la paroi circonférentielle, les conduits de fumée sont circonférentiellement espacés autour de la paroi circonférentielle et les conduits de fumée sont disposés dans les espaces entre des conduits d'air adjacents. 6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les conduits d'air sont formés à travers la paroi circonférentielle de l'embout. 7. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les conduits de fumée sont formés à travers la paroi circonférentielle de l'embout. 8. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les conduits d'air sont formés dans la surface péri- phérique extérieure de la paroi circonférentielle de l'em- bout. 9. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les conduits de fumée sont formés dans la surface périphérique extérieure de la paroi circonférentielle de l'embout. 10. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les conduits d'air et les conduits de fumée sont mutuellement uniformément répartis sur la circonférence de la paroi de l'embout. 11. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les conduits d'air et les conduits de fumée sont pra- tiquement identiques en dimension et en forme. 12. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi circonférentielle de l'embout est plus épaisse que la profondeur des rainures au niveau de l'extré- mité côté bouche du boudin filtrant. 13. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe s'étend au delà de l'extrémité côté bou- che du boudin filtrant et recouvre circonférentiellement l'embout cylindrique. 14. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embout est fabriqué en un matériau imperméable.