Brevet FR2599225A1 — publié le 19871204

La présente invention concerne une nouvelle enveloppe pour article à fumer et les articles à fumer comportant une telle enveloppe. Elle s'applique en particulier aux papiers à cigarette ainsi qu'aux sous-capes ou aux capes des cigares. Un but de l'invention est de fournir une enveloppe telle qu'elle permette de fabriquer des articles à fumer à rendement en fumée (goudrons, oxyde de carbone, etc) réduit, sans dénaturation du goût et présentant un taux de dilution quasiment indépendant de la longueur fumée. Un moyen connu pour diminuer les rendements en fumée des cigarettes est d'augmenter la perméabilité à l'air du papier à cigarette, soit en augmentant la porosité inhérente à la structure du papier, soit en perforant uniformément le papier sur toute la longueur de la cigarette, par exemple au moyen de décharges électriques. Le principal defaut de cette technique est que le degré de dilution de la fumée à travers le papier qui entoure le tabac de la cigarette diminue au fur et à mesure que la cigarette brûle et devient plus courte. Une autre technique pour réduire les rendements en fumée a été d'introduire des filtres permettant la rétention de certains composants de la fumée. Les filtres les plus répandus utilisent comme matériau filtrant soit du papier, soit de l'acétate de cellulose. Ces filtres offrent un pouyoir de rétention différent pour les différents composants chimiques de la fumée. En conséquence, la composition chimique et les caractéristiques organoleptiques de la fumée sont donc affectées par la présence de filtres. Par ailleurs, aucun filtre existant ne permet la rétention de gaz tels que l'oxyde de carbone. -- Il existe également des filtres ventilés permettant une admission d'air secondaire au niveau du filtre par utilisation, à titre d'exemple, d'un papier de gainage très perméable à l'air et d'une manchette perforée. Actuellement, le rendement en fumée réduit d'une cigarette est souvent obtenu par la combinaison d'un filtre ventilé ou non avec l'utilisation d'un papier à cigarette poreux. Cette technique a comme désavantage le défaut précédemment signalé que le degré de dilution à travers le papier à cigarette diminue au fur et à mesure que la cigarette brûle et devient plus courte. D'autre part, le papier à cigarette, de par sa structure perméable, non seulement apporte de la dilution quand on augmente sa perméabilité à l'air,mais encore permet la diffusion de l'oxyde de carbone au travers de l'enveloppe vers l'extérieur de la cigarette, réduisant ainsi sa teneur dans la fumée principale. Cette diffusion étant proportionnelle à la surface de papier, il est clair qu'elle diminue également au fur et à mesure que la cigarette brûle et devient plus courte. Il test donc pas étonnant qu'une cigarette filtre offrant à la diffusion une surface très réduite de papier à cigarette, lors des dernières bouffées, conduise à des rendements en CO supérieurs à ceux d'une cigarette sans filtre enveloppée du même papier. En conséquence, la technique de réduction des rendements en fumée la plus utilisée actuellement, et qui combine un filtre ventilé ou non et un papier à cigarette poreux, offre le désavantage d'un rapport CO/goudrons élevé et toujours supérieur à celui obtenu sur une cigarette sans filtre. Par contre, les cigarettes sans filtre actuelles ont comme désavantage des rendements en goudrons élevés. Lorsquson essaye de réduire ces goudrons en augmentant la perméabilité à l'air sur toute la longueur du papier pour accroître la dilution, on obtient un degré de dilution décroissant de la première à la dernière bouffée et, en conséquence, une modification du goût inacceptable pour le consommateur. On a pensé à uniformiser la ventilation de la cigarette pendant le fumage en appliquant au papier une couche imperméable à l'air d'une matière thermosensible (brevet canadien 990 604) ou en appliquant sur une certaine longueur de la cigarette, à partir de son extrémité d'allumage, une couche d'une matière imperméable à l'air (brevet EUA 3 911 932). Mais ces procédés pressentent euxmêmes des inconvénients et ne dispensent pas d'avoir recours à un filtre. Par ailleurs, ils ne permettent pas de réduction de l'oxyde de carbone. La présente invention s'écarte radicalement de ces solutions connues. Selon l'invention, on assure la ventilation de la cigarette ou autre article à fumer en réalisant des perforations sur l'enveloppe qui entoure le tabac de sorte que la densité de perforations soit maximale au voisinage de l'extrémité proche de la bouche, de préférence dans une zone de la longueur comprise entre 5 et 30 mm, et préféra- blement entre 9 et 23 mm à compter de cette extrémité, et suffisante dans cette zone pour assurer un profil de dilution correct au cours du fumage. On entend par profil de dilution correct en cours de fumage, une variation de dilution en fonction du numéro de la bouffée, telle que la différence entre les valeurs extrêmes de dilution soit inférieure à 30% et, de préférence, aussi faible que possible. Cette densité maximale des perforations au voisinage de l'extrémité proche de la bouche du fumeur permet, sur des cigarettes sans filtre, de réduire les goudrons de façon importante, tout en réduisant les taux d'oxyde de carbone de façon maximale et ceci en maintenant une dilution constante de la première à la dernière bouffée et sans dénaturer le goût des cigarettes, ce qui n'a jamais été obtenu jusqu'à présent. On décrira ci-aorès des exemples de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel - la figure 1 est une vue longitudinale d'une certaine longueur-d'une bande d'enveloppes pour articles à fumer conforme à l'invention t - la figure 2 est une vue longitudinale d'une cigarette comportant une enveloppe provenant de la bande de la figure 1 - les figures 3 à 5 sont des vues longitudinales de variantes de bande d'enveloppes pour article à fumer conformes à l'invention, - la figure 6, en deux parties 6A et 6B, est le schéma d'un dispositif connu utilisé pour mesurer le taux de dilution de la fumée d'une cigarette, respectivement avant l'allumage de la cigarette (figure 6A), en cours de fumage et en fin de fumage (figure 6B), et - la figure 7 est un graphique montrant le profil de dilution de la fumée de diverses cigarettes. Les enveloppes (E) pour article à fumer sont normalement découpées dans des bandes de très grande longueur et la figure 1 représente une fraction longitudinale d'une telle bande (B). Conformément à la présente invention, la bande est perforée dans des zones {Z) réparties en sorte qu'après découpage de la bande en enveloppes individuelles (E), chaque enveloppe présente une telle zone (Z) de perforations dans une région proche d'une extrémité de l'enveloppe, de préférence une région comprise entre 5 et 30 mm, préférablement 9 et 23 mm à compter d'une extrémité de l'enveloppe (figure 2) : c'est évidemment cette extrémité qui sera introduite dans la bouche pour le fumage. Les perforations sont de préférence des microperforations (invisibles à l'oeil mais visibles à la loupe). Il est inutile de décrire en détails les perforations qui sont en soi bien connues dans le cas des papiers manchettes des filtres. La répartition des perforations dans la zone perforée peut varier à volonté selon les cas. Pour réaliser les perforations, on peut utiliser l'une des différentes techniques connues, notamment la perforation laser. La perméabilité à l'air de la zone Z est entre 50 et 3000,ou mieux entre 100 et 1000. Dans les réalisations des figures 3 à 5, la densité des perforations dans la zone Z est plus grande, soit respectivement deux, trois et quatre fois plus grande que la densité de l'exemple 1. A titre d'exemple, si le papier de la figure 1 correspond à des cigarettes ayant dans la zone perforée une perméabilité à l'air de 100 cm/min (unités Coresta), la figure 3 donne une perméabilité à l'air de 200 cm/min, la figure 4 donne 300 cm/min et la figure 5 donne 400 cm/min. En dehors de la zone perforée, il est inutile aux fins de l'invention que le papier présente des perforations en sus de sa porosité naturelle, mais ces perforations peuvent cependant être prévues, si on le désire. EXEMPLE 1 Le premier exemple montre la différence entre les rendements obtenus sur des cigarettes filtre et sans filtre équipées du même papier à cigarette, porosité 60 Coresta, ayant la même longueur de fumage et, en conséquence, la même quantité de tabac brûlé. Deux types de cigarettes filtre et sans filtre ont été confectionnés . Les deux types de cigarettes avaient les caractéristiques suivantes : - Porosité du papier à cigarettes : 60 cm/min - Densité du boudin de tabac : 278 g/dm3 - Diamètre : 8 mm Cigarette~sans~filOtre - Longueur : 70 mm - Longueur du mégot : 23 mm - Longueur de fumage : 47 mm Çqarette filtre - Longueur : 74 mm - Longueur- du filtre : 20 mm - Longueur du papier manchette : 24 mm - Longueur du mégot : 27 mm (papier manchette + 3 mm) Les deux cigarettes ont été fumées avec une insertion de 9 mm dans le porte-cigarette de la machine à fumer, et selon les méthodes standard Coresta n 5, n 6 et n 10. Cig. sans filtre Cig. filtre Nombre de bouffées 9,1 9,1 Goudrons (mg/cig) 21,0 15,5 CO (Eg/cig) 18,7 20,5 CO/Goudrons 0,89 1,32 CORESTA est l'abréviation de Centre de Coopération pour les Recherches Scientifiques Relatives au Tabac dont le Secrétariat Général a son siège au 53, quai d'Orsay, 75340 PARIS. EXEMPLE 2 Le deuxième exemple : 4 papiers expérimentaux ont été produits et ont permis d'obtenir les résultats rapportés dans le tableau ci-dessous. Les cigarettes réalisées pour cet exemple sont des cigarettes sans filtre contenant du tabac brun Les cigarettes ont les caractéristiques communes suivantes - Densité du boudin de tabac : 260 g/dm3 - Longueur des cigarettes : 70 mm - Diamètre : 8 mm - Les zones de perforations, s'il y a lieu, sont placées entre 13 et 18 mm du côté bouche de la cigarette. - Les cigarettes ont été fumées jusqu'à une longueur de mégot de 23 mm, et avec une insertion de 9 mm dans le porte-cigarette de la machine à fumer. Les fumages ont été réalisés selon les méthodes standard du CORESTA nO 5, nO 6 et nO 10. - Les dilutions ont été mesurées sur la totalité de la cigarette, moins 9 mm d'insertion et 2 mm de l'extrémité distale afin de pouvoir fermer la chambre de mesure de dilution. Perméabilité Dilution Goudrons CO CO/ à l'air de la de la I mg/cig -mg/cig Goudron zone perforée cigarette (cm/min) (%) Témoin O Papier 1 100 14 19,3 13,3 0,69 Papier 2 200 19 18,3 12 0,66 Papier 3 300 23 17,7 11,3 0,64 Papier 4 400 27 16,2 10 0,62 Ces divers exemples montrent que, contrairement à ce qui se passe quand on utilise des filtres pour diminuer les rendements en goudrons, l'utilisation de ces nouveaux papiers permet, en plus de la réduction des goudrons, une réduction supérieure du CO avec, comme conséquence, une réduction des ratios CO/goudrons. PROFILS DE DILUTION La figure 7 présente des profils de dilution obtenus au courus du fumage avec l'appareillage de la figure 6. Les courbes représentent la dilution en pourcentage en fonction du numéro de la bouffée. Ces courbes ont été réalisées, d'une part avec les papiers 2 et 3 de l'exemple 2 et, d'autre part, sur une cigarette équipée d'un papier ayant une perméabilité de 60 Coresta, ce papier permettant une dilution de la première bouffée similaire à celle obtenue avec les papiers 2 et 3. L'avantage des papiers 2.et 3 est clairement visible. On obtient, grâce à ces papiers un profil quasiment plat, c'est-à-dire où la différence entre la dilution maximum et la dilution minimum est inférieure à 30%. Dans le cas du papier uniformément perméable, la dilution entre les valeurs extrêmes est de 70%. REVENDICATIONS 1. Bande d'enveloppes pour envelopper le tabac d'articles à fumer, cette bande comportant des perforations, caractérisée en ce que ces perforations sont groupées dans des zones (Z) qui sont régulièrement réparties dans la longueur de la bande en sorte que chaque enveloppe individuelle (E) obtenue après découpage de la bande (B) présente une zone (Z) de perforations dans une région proche d'une extrémité de l'enveloppe et en sorte que chaque zone (Z) perforée présente une perméabilité à l'air apte à assurer un profil de dilution correct au cours du fumage. 2. Bande d'enveloppes selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites zones sont réparties le long de la bande en sorte que dans l'enveloppe individuelle ladite zone (Z) soit située dans une région comprise entre 6 et 30 mm préférablement 9 à 23 mm à compter d'une extrémité de l'enveloppe. 3. Bande d'enveloppes selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite bande (B) n'est pas perforée en dehors desdites zones (Z). 4. Bande d'enveloppes selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdites perforations d'une zone (Z) sont invisibles à l'oeil nu. 5. Article à fumer comportant autour du tabac une enveloppe (E) qui présente des perforations, caractérisé en ce que la densité des perforations est maximale dans une zone (Z) située à proximité d'une extrémité de l'enveloppe et en ce que cette zone perforée est suffisante pour assurer un profil de dilution correct de la fumée au cours du fumage-. 6. Article à fumer selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite zone (Z) est comprise entre 6 et 30 mm préférablement, à compter de cette extrémité. 7. Article à fumer selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite zone perforée- (Z) a une perméabilité à l'air comprise dans la gamme : 50 à 3000, préférablement 100 à 1000 Coresta. 8. Article à fumer selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'enveloppe (E) de l'article à fumer ne présente pas de perforations en dehors de ladite zone. 9. Article à fumer selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une cigarette. -10. Article à fumer selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cigarette ne comporte pas de filtre. 11. Article à fumer selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il s'agit d > un cigare. 12. Article à fumer selon les revendications 8 à 11, caractérisé en ce que l'enveloppe a été obtenue par découpe dans une bande d'enveloppes réalisée selon l'une des revendications 1 à 4.