Brevet FR2577113A1 — publié le 19860814

Filtre à cigarette La présente invention concerne des filtres à ciga- rettes. Sous un aspect, elle concerne un filtre pourvu de nouveaux moyens de ventilation. Sous un autre aspect, l'in- vention concerne un filtre à cigarette à l'intérieur duquel sont formées des rainures pour diriger l'air de ventilation en direction de l'extrémité côté bouche du filtre et pour amener simultanément de la fumée diluée à travers le filtre à l'extrémité côté bouche du filtre. On sait dans la technique ajouter à des cigarettes des filtres équipés de moyens de ventilation pour amener de l'air ambiant dans le filtre afin d'y diluer le courant de fumée qui le traverse. La dilution du courant de fumée réduit la quantité de particules de fumée ainsi que les composants de la phase gazeuse qui sont amenés à 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 du tabac dans une cigarette peut être en un matériau poreux qui permet l'introduction de l'air sur toute la longueur de la cigarette dans laquelle il se mé- lange au courant de fumée la traversant, diluant ainsi la fumée dans le courant. Par ailleurs, l'enveloppe de la ciga- rette peut être perforée à des endroits sélectionnés le long de la longueur de la cigarette, ce qui procure des orifices à travers lesquels l'air de ventilation pénètre dans la ci- garette. On sait d'autre part perforer l'enveloppe du fil- tre monté sur la cigarette pour permettre à l'air de venti- lation de pénétrer dans le filtre et d'y diluer le courant de fumée. Il existe également un certain nombre de sugges- tions pour incorporer des rainures à l'intérieur du filtre d'une cigarette à filtre afin de faciliter l'addition d'air de ventilation dans le courant de fumée. Par exemple, le brevet US N 3.596.663 décrit un filtre de fumée de tabac équipé d'une enveloppe de tampon poreuse ondulée entourant un élément filtrant, laquelle enveloppe est entourée par une manchette dans laquelle se trouvent des perforations. L'air de ventilation pénètre dans l'élément filtrant et dans les rainures à travers les perfo- rations dans la manchette et progresse en direction de la bouche du fumeur. Le brevet US N 4.256.122 décrit un fil- tre à cigarettes, qui comporte des rainures s'étendant lon- gitudinalement le long de la surface extérieure d'un tampon filtrant entouré par une enveloppe de tampon non poreuse, le tampon filtrant et l'enveloppe étant entourés par une manchette de sorte que, en fonctionnement, seul l'air de ventilation circule dans les rainures et seule la fumée cir- cule à travers le filtre. Par-ailleurs, on connaît un fil- tre avec des rainures dans la surface extérieure pour l'air de ventilation et également des moyens pour introduire de l'air de ventilation dans le corps du filtre. D'autres bre- vets concernant des filtres à cigarettes ayant des rainures entourant l'élément filtrant pour l'introduction d'air de ventilation dans le filtre à cigarette: parmi ces brevets, on peut citer les brevets US Nos 3. 577.995, 3.572.347, 3.490.461, 3.788.330, 3.773.053, 3.752.165, 3.638.661, 3.608.561, 4.256.122 et 3.910.288. La présente invention procure avantageusement un agencement simple d'un filtre à cigarette, qui procure un filtre à cigarette abaissant la teneur en goudron principa- lement par ventilation, tout en procurant égalementune fil- tration de la fumée de tabac. En outre, la présente inven- tion procure un système de ventilation du filtre à cigarette, utilisant des rainures dans le tampon filtrant, s'étendant depuis des perforations d'air de ventilation dans le papier de la manchette jusqu'à une extrémité, de préférence l'ex- trémité côté bouche du filtre. De façon plus particulière, la présente invention procure un filtre à cigarette comportant un tampon filtrant poreux de forme générale cylindrique, une enveloppe imper- meable à l'air s'étendant longitudinalement le long de ce tampon filtrant depuis l'une de ses extrémités jusqu'à l'au- tre et entourant ce tampon filtrant en laissant dégagées les extrémités opposées de ce tampon, l'enveloppe ayant au moins une rainure longitudinale empreinte dans le tampon filtrant, cette rainure étant ouverte au niveau d'une extrémité du tampon filtrant et s'en étendant longitudinalement par rapport au tampon filtrant sur une distance inférieure à la longueur du filtre, une perforation au moins étant for- mée dans l'enveloppe dans la portion empreinte de celle-ci qui définit la rainure, une multiplicité de perforations étant formées à travers l'enveloppe dans une région située à l'extérieur de cette rainure, une manchette impermeable à l'air s'étendant longitudinalement par rapport au boudin filtrant enveloppé et l'entourant, et une multiplicité de perforations étant formées dans la manchette, l'une au moins de ces perforations communiquant avec la rainure, les autres perforations dans la manchette communiquant avec les perforations dans l'enveloppe dans la région de celle-ci située à l'extérieur de la rainure. La présente invention procure en outre un procédé pour fabriquer un filtre à cigarette, procédé dans lequel on forme un tampon filtrant généralement cylindrique d'un matériau poreux entouré d'une enveloppe imperméable à l'air, on empreint au moins une rainure dans l'enveloppe et dans le tampon filtrant, avec une extrémité de la rainure s'ou- vrant sur une extrémité du tampon filtrant et s'en étendant de façon générale longitudinalement par rapport au tampon filtrant sur une distance inférieure à la longueur de celui- ci, on entoure le tampon filtrant d'une manchette, on forme des perforations à travers la manchette et à travers l'en- veloppe dans une région située à l'extérieur de la rainure, et on forme simultanément au moins une perforation dans la rainure et au moins une perforation dans la manchette à l'endroit o elle recouvre la rainure. 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 des repères identiques dé- signent des parties identiques sur toutes les figures et sur lequel: La figure 1 est une vue en perspectiye d'une ciga- rette équipée du filtre de la présente invention, la man- chette étant partiellement déroulée; La figure 2 est une vue latérale longitudinale, en coupe partielle, du filtre de la figure 1; La figure 3 est une vue en perspective d'un boudin filtrant à partir duquel est fabriqué le filtre de la pré- sente invention; et La figure 4 est une vue en perspective d'un segment de boudin filtrant dont est fait le filtre de la présente invention. Les figures 1 et 2 montrent un filtre à cigarette, repéré dans son ensemble en 10, dans lequel sont incorporées les caractéristiques de la présente invention. Le filtre à cigarette 10 comporte un tampon filtrant de forme générale cylindrique 12 et une enveloppe imperméable à l'air 14 qui l'entoure. L'enveloppe imperméable à l'air 14 s'étend dans le sens de la longueur du tampon filtrant 12, depuis l'ex- trémité 16 de celui-ci jusqu'à l'autre extrémité 18, de sorte qu'une circulation de fluide peut s'établir entre les extrémités 16 et 18 du tampon filtrant. Le tampon filtrant 12 est fabriqué dans un matériau poreux, par exemple de l'acétate de cellulose fibreux ou cellulaire, ou tout matériau approprié pour filtrer la fu- mée de cigarette. Le filtre à cigarette 10 comporte également une mul- tiplicité de rainures 20 formées dans l'enveloppe 14 et em- preintes dans le tampon filtrant 12. Chacune de ces rainures est ouverte à l'une de ses extrémités 22 au niveau de l'extrémité côté bouche 16 du tampon filtrant 12, et elle s'en étend dans le sens général de la longueur du tampon filtrant 12 sur une distance inférieure à la longueur de celui-ci. Les figures 1 et 2 représentent quatre rainures 20 également espacées l'une de l'autre autour de la circonfé- rence du tampon filtrant 12. Dans la fabrication du filtre 10, l'enveloppe 14 peut être formée d'une seule pièce avec le tampon filtrant, ou elle peut être un composant séparé. Le tampon filtrant enveloppé est placé dans un moule ou tout autre dispositif de traitement, pour enfoncer l'enveloppe 14 en des endroits sélectionnés et empreindre ainsi l'enveloppe dans le tampon filtrant pour former les rainures 20. Un tel procédé est communément appelé dans la technique de fabrication des cigarettes "technique de moulage à chaud". Les portions empreintes de l'enveloppe 14 définis- sant les parois de la rainure 20 sont imperméables à l'air comme le sont les autres zones de l'enveloppe 14 à l'exté- rieur des rainures 20. Dans ce but, l'enveloppe 14 de la présente invention peut être fabriquée en un matériau po- reux perméable à l'air, par exemple de l'acétate de cellu- lose fibreux ou cellulaire, et traité pour être rendu im- permeable. Un tel traitement consiste, par exemple, à chauffer le matériau de l'enveloppe pour sceller thermique- ment le matériau poreux. Un autre traitement efficace est de revêtir l'enveloppe 14 d'un agent chimique, tel qu'une solution ou un matériau, par exemple de l'éthylcellulose, insoluble dans l'eau, ou tel qu'un matériau soluble dans l'eau, par exemple le carboxyméthylcellulose sodium ou le méthylcellulose sodium qui obture les pores. De préférence, l'enveloppe 14 est en un matériau imperméable à l'air, tel que par exemple de l'acétate de cellulose à cellules fermées. L'enveloppe 14 est perforée d'une multiplicité de petites perforations 22 dans une zone située à l'extérieur des rainures 20, et d'au moins une perforation 23 formée dans chacune des portions empreintes de l'enveloppe définis- sant les rainures 20. Comme on le voit, les perforations 22 et les perforations 23 sont situées sur une rangée circon- férentielle commune autour de la circonférence de l'enve- loppe 14 et du tampon filtrant 12. En outre, chacune des perforations 23 est située à proximité de l'extrémité fermée de sa rainure respective 20, c'est-à-dire à l'extrémité de la rainure qui est opposée à celle qui est ouverte au niveau de l'extrémité côté bouche 16 du tampon filtrant. Le tampon filtrant enveloppé 12 est fixé sur un boudin de tabac 24 par une manchette 26 qui entoure le boudin filtrant revêtu 12 pour former une cigarette à fil- tre. La manchette imperméable 26 est rendue perméable à l'air en des endroits sélectionnés de façon que de l'air de ventilation puisse passer à travers elle et dans les rainures 20, et de là également dans le tampon filtrant 12 à travers l'enveloppe imperméable à l'air 14 à l'extérieur des rainures 20 à travers les perforations 22. En outre, une partie de l'air de ventilation dans les rainures 20 passe également dans le tampon filtrant 12 à travers les perforations 23. Ainsi, de l'air de ventilation pénètre dans le tampon filtrant 12 pratiquement tout autour de sa circonférence, diluant ainsi de façon uniforme la fumée circulant à travers le tampon filtrant 12 d'une extrémité à l'autre. Dans ce but, la manchette 26 représentée pré- sente des perforations traversantes d'air de ventilation et 32 disposées en une rangée circonférentielle commune. Comme on le voit, les perforations 30 communiquent avec les perforations 22 formées dans l'enveloppe 14 à l'extérieur des rainures 20 et les perforations 32 sont situées au dessus des rainures 20 à proximité de l'extrémité fermée de celles-ci. Comme on le voit, les perforations 30 à travers la manchette 26 sont pratiquement axialement alignées, en les recouvrant, avec les perforations 22 à travers l'enve- loppe 14 à l'extérieur des rainures 20 pour permettre à un courant d'air de les traverser pour pénétrer dans le tampon filtrant 12. Les perforations 32 sont représentées comme étant chacune formée à travers la manchette 26 en étant pra- tiquement axialement alignée avec une perforation 23 diffé- rente à travers l'enveloppe 14 dans une rainure différente à proximité de l'extrémité fermée de celle-ci pour per- mettre à l'air de ventilation de pénétrer dans les rainures 20. En se reportant à la figure 3, la première opération dans la fabrication du filtre 10 consiste à former un boudin filtrant allongé généralement cylindrique 34 en un matériau poreux, par exemple en acétate de cellulose fibreux ou cellulaire. La longueur du boudin 34 est un multiple de la longueur d'un tampon filtrant 12. De façon avantageuse, l'enveloppe 14 est enroulée autour de la circonférence du boudin filtrant 34 en même temps que celui-ci est formé. Ceci peut être réalisé de diverses manières connues. Un procédé jusqu'ici connu consiste à faire passer une nappe de matériau poreux, qui formera le boudin 34, en même temps qu'une autre nappe, qui recouvre la première, d'un matériau non poreux, qui formera l'enveloppe 14, à travers l'enton- noir d'une machine à faire les filtres. Après formation du boudin enveloppé 34, celui-ci est coupé transversalement à son axe longitudinal, comme il est indiqué par les lignes en traits mixtes "A" sur la figure 3, en segments de boudin 34A d'une longueur prédéterminée, par exemple égale au dou- ble de la longueur d'un tampon filtrant 12. Ensuite, en se reportant à la figure 4, on empreint dans les segments de boudin 34A des rainures longitudinales 20A correspondant au double de la longueur des rainures 20 du tampon filtrant 12. De préférence, les rainures de longueur double sont dispo- sées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du segment de boudin 34A. Les rainures de longueur double 20A peuvent être formées dans les segments de boudin 34A par divers dispositifs et procédés connus, par exemple par des lames chauffées qui sont appliquées de force contre la pé- riphérie du segment de boudin 34 pour incruster l'enveloppe dans le matériau du boudin. Chaque segment de boudin 34A est ensuite coupé perpendiculairement à son axe longitudinal au niveau de son plan central "B", ce qui permet d'obtenir deux tampons filtrants 12. Chaque tampon filtrant 12 est ensuite aligné longi- tudinalement avec le boudin de tabac 24, avec son extrémité 18 venant pratiquement en butée avec une extrémité du bou- din de tabac 24. Le tampon filtrant 12 est ensuite fixé sur le boudin de tabac en entourant le boudin filtrant 12 et une portion du boudin de tabac 24 adjacente à l'extrémité 18 du tampon filtrant par la manchette imperméable 26, d'une manière connue dans la technique de fabrication des ciga- rettes, pour former une cigarette à filtre. Après assemblage de la cigarette à filtre, on forme les perforations 30 et 32 à travers la manchette 26 et les perforations 22 et 23 à travers l'enveloppe 14, simultané- ment et en une seule opération. Ceci est réalisé en utili- sant un faisceau de grande énergie, par exemple un faisceau laser, dirigé contre le filtre 10 à un endroit prédéterminé pour braler simultanément rapidement une perforation 30 à travers la manchette 26 et une perforation alignée 22 à travers l'enveloppe 14 dans une région située à l'extérieur des rainures 24, et une perforation 32 à travers la man- chette 26 et une perforation alignée 23 à travers l'envelop- pe 14 dans les rainures 20. Lorsqu'un fumeur tire sur l'extrémité c6té bouche 16 du filtre 10 tandis qu'il fume la cigarette, de l'air de ven- tilation est simultanément aspiré à travers les perforations 32 de la manchette 26 dans les rainures 20 et à travers les perforations 30 de la manchette 26 et les perforations 22 de l'enveloppe 14 directement dans le tampon filtrant 12 dans les régions de celui-ci entre des rainures adjacentes 20. Une portion de l'air de ventilation pénétrant dans les rai- nures 20 va directement à l'extrémité ouverte 22 de la rai- nure au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant sans se mélanger avec la fumée circulant à travers De tampon filtrant du fait que les parois des rainures sont imperméa- bles; une autre portion de l'air dans les rainures 20 passe à travers les perforations 23 de l'enveloppe 14 dans le tam- pon filtrant 12. L'air de ventilation pénétrant dans le tam- pon filtrant à travers les perforations 22 et 23 de l'enve- loppe 14 se mélange avec la fumée et la dilue uniformément en un volume annulaire dans le tampon filtrant 12. L'air de ventilation sortant des rainures 20 au niveau de l'extrémité côté bouche 16 du filtre provoque une turbulence dans le cou- rant de fumée diluée quittant le boudin filtrant au niveau de cette extrémité 16, diluant davantage la fumée déjà diluée dans la bouche de la personne qui fume la cigarette à filtre. Les détails précédents de la présente invention sont donnés principalement pour la clarté de la compréhension et ils ne sont en aucun cas limitatifs; des modifications appa- raitront à l'évidence à l'homme de l'art lors de la lecture de cette description et pourront être réalisées sans s'é- carter de l'esprit de l'invention et de la portée des re- vendications jointes. REVENDICATIONS 1. Filtre (10) à cigarette, caractérisé en ce qu'il comprend: - un tampon filtrant poreux (12) de forme générale cylindri- que; - une enveloppe imperméable à l'air (14) s'étendant dans le sens de la longueur du tampon filtrant d'une extrémité de celui-ci à l'autre extrémité et entourant le tampon en lais- sant dégagées les extrémités opposées (16,18) de ce tampon filtrant (12); - cette enveloppe comportant au moins une rainure (20) em- preinte dans le tampon filtrant, cette rainure étant ouverte à une extrémité (16) du tampon filtrant et s'en étendant dans le sens général de la longueur de ce tampon filtrant sur une distance inférieure à la longueur de ce dernier; - au moins une perforation (23) formée à travers l'enveloppe dans les portions empreintes de celle-ci définissant la rai- nure; - une multiplicité de perforations (22) formées à travers l'enveloppe dans les régions à l'extérieur de cette rainure; - une manchette imperméable à l'air (26) s'étendant dans le sens de la longueur du boudin filtrant enveloppé et entourant celui-ci; et - une multiplicité de perforations (30) formées à travers la manchette, au moins une perforation (32) communiquant avec la rainure, chacune des autres perforations (30) communiquant avec une perforation différente (22) à travers l'enveloppe dans la région de l'enveloppe à l'extérieur de la rainure. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les perforations (30) à travers la manchette et les per- forations (22) à travers l'enveloppe à l'extérieur des rainu- res coincident pratiquement l'une avec l'autre. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la perforation (23) formée à travers l'enveloppe dans la rainure est située à proximité de l'extrémité fermée de cette rainure. 4. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que la perforation (32) à travers la manchette communi- quant avec la rainure est pratiquement alignée avec la per- foration (23) à travers l'enveloppe dans cette rainure. 5. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les perforations formées à travers la manchette for- ment une rangée circonférentielle autour de la circonférence du filtre. 6. Procédé pour fabriquer un filtre à cigarette, caractérisé en ce qu'il comporte les stades suivants: - former un boudin filtrant généralement cylindrique (34) en un matériau poreux entouré par une enveloppe imperméable à l'air; - empreindre au moins une rainure dans l'enveloppe et dans le boudin filtrant avec une extrémité de cette rainure ouverte sur une extrémité du boudin filtrant et s'en étendant dans le sens général de la longueur de ce boudin filtrant sur une dis- tance inférieure à la longueur de ce dernier; - entourer le filtre d'une manchette; - former simultanément des perforations à travers la manchette et à travers l'enveloppe dans une région à l'extérieur de cette rainure; et - former simultanément au moins une perforation dans la rai- nure et au moins une perforation dans la manchette recouvrant cette rainure. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le stade de la formation des perforations à travers la manchette et à travers l'enveloppe dans une région à l'ex- térieur de la rainure consiste à former des perforations en une rangée circonférentielle entourant la circonférence du filtre. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les stades de formation des perforations à travers la manchette et à travers l'enveloppe dans la région à l'exté- rieur de la rainure et de la formation d'au moins une perfo- ration dans la manchette au dessus de la rainure consiste à former toutes les perforations à travers la manchette en une rangée circonférentielle commune et à former toutes les perforations à travers l'enveloppe en une rangée circonfé- rentielle commune. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le stade de formation des perforations à travers la manchette et à travers l'enveloppe dans la région-située à l'extérieur de la rainure consiste à former ces perforations de façon qu'elles coïncident pratiquement. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le stade de formation d'au moins une perforation dans la rainure et d'au moins une perforation dans la manchette au dessus de cette rainureconsiste à former ces perforations de façon qu'elles soient pratiquement alignées l'une avec l'autre. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les stades de formation des perforations à travers la manchette et à travers l'enveloppe consistent à former ces perforations avec un laser.