Brevet FR2602958A1 — publié le 19880226

Filtre pour cigarettes La présente invention concerne un filtre pour cigarettes. Sous un aspect, elle concerne un filtre ayant des nouveaux moyens d'air de ventilation. Sous un autre aspect, l'invention concerne un filtre pour une 5 cigarette, à l'intérieur duquel sont formées des rainures de circulation pour diriger l'air de ventilation jusqu'à l'extrémité côté bouche du filtre dans certaines conditions de tirage pour amener de la fumée filtrée diluée par cet air à travers le filtre 10 Jusqu'à l'extrémité côté bouche du filtre et pour diriger, dans d'autres conditions de tirage, au moins un certain volume d'air de ventilation provenant des rainures de circulation et pénétrant dans le filtre pour se mélanger avec la fumée circulant dans le filtre 15 et la diluer avant qu'elle atteigne l'extrémité côté bouche du filtre. On sait dans la technique ajouter des filtres à des cigarettes, les filtres comportant des moyens d'air de ventilaiton pour amener de l'air ambiant dans le 20 filtre afin d'y diluer la fumée traversant le filtre. La dilution de la fumée réduit la quantité de particules de fumée, ainsi que les composants de la phase gazeuse amenés dans la bouche du fumeur. Un certain nombre de moyens ont été proposés et sont 25 utilisés pour introduire de l'air de ventilation dans la cigarette. Par exemple, l'enveloppe du tabac d'une cigarette peut être en une matière poreuse qui permet à l'air de s'introduire sur toute la longueur de la cigarette, o il se mélange avec le courant de fumée la 30 traversant, diluant ainsi la fumée dans le courant. Par ailleurs, l'enveloppe de la cigarette peut être perforée à des emplacements sélectionnés sur la longueur de la cigarette, ce qui procure dans la cigarette des orifices à travers lesquels pénètre l'air 35 de ventilation. On sait par ailleurs perforer l'enveloppe du filtre d'une cigarette à filtre pour permettre à de l'air de ventilation de pénétrer dans le filtre et de diluer le courant de fumée traversant le filtre. Il existe également un certain nombre de suggestions pour incorporer des rainures dans le filtre d'une cigarette à filtre pour faciliter l'addition d'air de ventilation dans le courant de fumée. Par exemple, le brevet US n 3 596 663 concerne un filtre pour la fumée de tabac, comportant une enveloppe de tampon ondulée poreuse entourant un élément filtrant, lequel est entouré par un papier de manchette ayant des perforations traversantes. L'air de ventilation pénètre dans l'élément filtrant et dans les rainures à travers les perforations dans le papier de manchette et progresse jusqu'à la bouche du fumeur. Le brevet US n 4 256 122 décrit un filtre pour une 15 cigarette qui comporte des rainures s'étendant longitudinalement le long de la surface extérieure d'un tampon filtrant entouré par une enveloppe de tampon non poreuse, et le tampon et l'enveloppe sont entourés par du papier de manchette de ventilation de sorte qu'en 20 utilisation, seul l'air de ventilation circule vers l'aval des rainures, et seule la fumée circule à travers le filtre. On peut citer d'autres brevets concernant des filtres pour cigarettes, ayant des rainures entourant l'élément filtrant pour l'introduction d'air de ventilation dans le filtre de cigarette, parmi lesquels les brevets US n' 3 577 995, 3 752 347, 3 490 461, 3 788 330, 3 773 053, 3 752 165, 3 638 661, 3 608 561, 3 910 288 et 4 256 122. La présente invention procure de façon 30 avantageuse une disposition simple pour un filtre de cigarette, qui permet d'obtenir une perte de charge normale avec des filtres faiblement à modérément efficaces. La présente invention procure en outre un filtre de cigarette pour abaisser la teneur en goudron 35 principalement par ventilation, tout en filtrant la fumée de cigarettes diluée par de l'air. En outre, la présente invention procure un filtre de cigarette rainuré avec des sorties d'air au niveau de l'extrémité côté bouche, dans lequel, dans certaines conditions, des moyens permettant à l'air de' pénétrer dans le filtre sont prévus dans les parois des rainures et dans des zones sélectionnées de la surface périphérique du filtre à l'extérieur des rainures. De façon plus particulière, la présente invention procure un filtre pour une cigarette comportant: - un tampon filtrant poreux de forme générale cylindrique; - une enveloppe imperméable à l'air s'étendant longitudinalement d'une extrémité du tampon filtrant à l'autre extrémité et entourant de tampon en laissant dégagées ses extrémités opposées; cette enveloppe comportant une multiplicité de 15 rainures incrustées dans le tampon filtrant, chacune de ces rainures s'ouvrant au niveau d'une première extrémité du tampon filtrant et s'en étendant dans une direction généralement longitudinale du tampon filtrant sur une distance inférieure à la longueur de celui-ci; 20 - une manchette s'étendant le long du tampon filtrant enveloppé et l'entourant; - des premières perforations traversantes formées à travers la manchette, ces premières perforations débouchant dans ces rainures et 25 communiquant avec elles, permettant ainsi à l'air de pénétrer dans ces rainures, ces premières perforations étant dimensionnées de façon que l'air les traversant et pénétrant dans les rainures subisse une première perte de charge prédéterminée; - des deuxièmes perforations formées à travers la manchette et l'enveloppe dans une zone présélectionnée à l'extérieur des rainures, permettant à l'air de pénétrer dans le corps du tampon filtrant poreux, ces deuxièmes perforations étant dimensionnées 35 pour que l'air les traversant subisse une deuxième perte de charge prédéterminée supérieure à la première perte de charge prédéterminée; et - des troisièmes perforations formées à travers l'enveloppe dans chacune des rainures, permettant à l'air de passer des rainures dans le corps du tampon filtrant poreux, ces troisièmes perforations étant dimensionnées pour que l'air les traverse en subissant une troisième perte de charge présélectionnée 5 supérieure à la deuxième perte de charge présélectionnée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en 10 liaison avec le dessin sur lequel des repères identiques désignent des parties identiques dans toutes les figures, et sur lequel: La figure 1 est une vue en perspective d'une réalisation avantageuse d'un filtre de cigarette selon 15 la présente invention; La figure 2 est une vue en perspective du filtre de la figure 1 fixé sur un boudin de tabac, nais montrant la manchette partiellement déroulée pour montrer plus clairement certains détails; et La figure 3 est une vue en coupe transversale du filtre, prise dans la direction des flèches 3-3 sur la figure 1. Les figures 1, 2 et 3 illustrent un filtre de cigarette, repéré dans son ensemble en 10, dans lequel 25 sont incorporées les caractéristiques de la présente invention. Le filtre de cigarette 10 comporte un tampon filtrant 12 de forme générale cylindrique et une enveloppe 14 imperméable à l'air et l'entourant. L'enveloppe 14 s'étend longitudinalement le long du 30 tampon filtrant 12 depuis une extrémité 16 de celui-ci jusqu'à l'autre extrémité 18, de sorte qu'un même courant de fluide peut traverser les deux extrémités 16 et 18. Le tampon filtrant 12 est en un matériau poreux, 35 par exemple en acétate de cellulose fibreux ou cellulaire, ou en tout autre matériau approprié pour filtrer la fumée de cigarette. Le filtre de cigarette 10 comporte en outre une multiplicité de rainures 20 formées dans l'enveloppe 14 et incrustées dans le tampon filtrant 12. Chaque rainure 20 est ouverte en 22 au niveau de l'extrémité côté bouche du tampon filtrant 12, et s'en étend dans une direction généralement longitudinale du tampon 5 filtrant 12 sur une distance inférieure à la longueur de celui-ci. Les figures 1, 2 et 3 montrent quatre telles rainures 20 également espacées l'une de l'autre autour de la circonférence du tampon filtrant 12. Dans la fabrication de la cigarette 10, 10 l'enveloppe 14 peut être formée d'un seul tenant avec le tampon filtrant 12 ou peut être un composant séparé. Par exemple, le tampon filtrant enveloppé 12 peut être place dans un moule ou tout autre outil de traitement pour enfoncer l'enveloppe 14 en des emplacements 15 sélectionnés, l'incrustant ici dans le tampon filtrant 12 pour former des rainures 20. Un tel procédé est couramment appelé technique de moulage à chaud dans l'industrie de fabrication des cigarettes. Comme on peut mieux le voir sur la figure 2, le 20 tampon filtrant 12 est fixé sur un boudin de tabac 24 au moyen d'une manchette 26 qui entoure le tampon filtrant revêtu de l'enveloppe 12 pour former une cigarette à filtre 28. Des premiers moyens de circulation d'air, tels que des premières perforations 25 30, sont formés à travers la manchette 26 en une première rangée circonférentielle autour de la circonférence du tampon filtrant 12. Ces premières perforations 30 sont situées plus près des extrémités fermées des rainures 20 que des extrémités ouvertes de 30 ces rainures. De préférence, les premières perforations 30 sont disposées Juste en aval des extrémités fermées des rainures 20, c'est-à-dire de l'extrémité de chaque rainure opposée à son extrémité ouverte 22 au niveau de l'extrémité côté bouche 16 du 35 tampon filtrant 12. De préférence, ces premières petites perforations 30 pour air de ventilation débouchent dans les rainures 20, en communiquant avec elles, au voisinage de l'extrémité fermée des rainures, permettant à l'air de pénétrer dans celles-ci. Ces premières perforations sont dimensionnées pour que l'air les traverse en subissant une première perte de charge prédéterminée. L'enveloppe 14 comporte des deuxièmes moyens de 5 ventilation, tels que des deuxièmes perforations 32 traversant la manchette 26 et l'enveloppe 14 dans unepremière zone présélectionnée à l'extérieur des rainures, permettant ainsi à l'air de les traverser pour pénétrer dans le corps du tampon filtrant poreux 10 12. Ces deuxièmes perforations 32 sont représentées comme formant une rangée circonférentielle autour de la circonférence du tampon filtrant 12 en amont des extrémités fermées des rainures 20. Ces deuxièmes perforations 32 sont dimensionnées pour que l'air 15 puisse les traverser en subissant une deuxième perte de charge prédéterminée supérieure à la première perte de charge prédéterminée. L'enveloppe 14 comporte des troisièmes moyens perméables à l'air dans une zone présélectionnée dans 20 les rainures 20, constitués par exemple par de petites perforations 34 formées dans l'épaisseur de l'enveloppe 14 dans chacune des rainures 20, permettant à l'air de passer des rainures dans le corps du tampon filtrant poreux 12. Ces troisièmes perforations 34 sont situées 25 plus près des extrémités ouvertes des rainures 20 que des extrémités fermées de celles-ci. De préférence, les troisièmes perforations 34 sont disposées au voisinage de l'extrémité ouverte 22 des rainures 20. Ces troisièmes perforations 34 sont dimensionnées pour que 30 l'air puisse les traverser en subissant une troisième perte de charge prédéterminée supérieure à la deuxième perte de charge prédéterminée. Pour des filtres de cigarettes dimensionnés de façon classique, qui ont un diamètre d'environ 8 mm, on 35 a déterminé qu'une première perforation 30 ayant un diamètre d'environ 1/2 mm, une deuxième perforation 32 ayant un diamètre d'un 1/2 mm et une troisième perforation 34 ayant un diamètre de 3/8 mm permettent d'obtenir les valeurs nécessaires de perte de charge au passage respectif des premières, deuxièmes et troisièmes perforations 30, 32 et 34. On a en outre déterminé qu'il était avantageux que les premières perforations 30 soient disposées entre environ 2 à 5 environ 4 mm de l'extrémité fermée des rainures 20, et que les troisièmes perforations 34 soient disposées entre environ 2 et environ 4 mmn de l'extrémité ouverte 22 des rainures 20. En utilisation, comme on le voit mieux sur la 10 figure 3, dans certaines conditions de tirage dans lesquelles les rainures 20 ne sont pas obstruées, la plus grande partie de l'air de ventilation passe à travers les premières perforations 30 pour pénétrer dans les rainures 20, circule le long de ces rainures 15 20 et pénètre dans la bouche du fumeur depuis les extrémités ouvertes 22 des rainures. Il n'y a que très peu d'air de ventilation, voire même pas du tout, qui traverse les deuxièmes perforations 32 et les troisièmes perforations 34, car la perte de charge à la 20 traversée de ces perforations 32 et 34 est notablement supérieure à la perte de charge à travers les premières perforations 30 et le long des rainures 20 jusqu'aux extrémités ouvertes 22 de celles-ci. Lorsque les rainures 20 commencent à s'obstruer, par exemple au 25 niveau des extrémités ouvertes 22 des rainures 20 en créant une perte de charge croissante le long de ces rainures, ce sont des quantités croissantes d'air de ventilation qui pénètrent dans le corps du tampon filtrant 12 à travers les deuxièmes perforations 32, et 30 qui passent également des rainures 20 à travers les perforations 34 dans le corps du tampon filtrant 12. La description détaillée précédente est donnée principalement pour la clarté de la compréhension et n'implique pas de limitations inutiles en ce qui 35 concerne les modifications évidentes à l'homme de l'art à la lecture de cette description; ces modifications peuvent être apportées sans s'écarter de l'esprit de l'invention et de la portée des revendications jointes. Revendications 1. Filtre (10) pour une cigarette, comportant: - un tampon filtrant poreux (12) de forme générale cylindrique; - une enveloppe (14) imperméable à l'air, 5 s'étendant longitudinalement d'une extrémité (16) du tampon filtrant (12) à l'autre extrémité (18) et entourant ce tampon en laissant dégagées ses extrémités opposées; - cette enveloppe (14) comportant une 10 multiplicité de rainures (20) incrustées dans le tampon filtrant (12), chacune de ces rainures s'ouvrant au niveau d'une première extrémité (16) du tampon filtrant et s'en étendant dans une direction généralement longitudinale du tampon filtrant sur une distance 15 inférieure à la longueur de celui-ci; - une manchette (26) s'étendant le long du tampon filtrant enveloppé et l'entourant; caractérisé en ce qu'il comporte en outre: - des premières perforations traversantes (30) 20 formées à travers la manchette (26), ces premières perforations débouchant dans ces rainures (20) et communiquant avec elles, permettant ainsi à l'air de pénétrer dans ces rainures, ces premières perforations étant dimensionnées de façon que l'air les traversant 25 et pénétrant dans les rainures subisse une première perte de charge prédéterminée; - des deuxièmes perforations (32) formées à travers la manchette (26) et l'enveloppe (14) dans une zone présélectionnée à l'extérieur des rainures, 30 permettant à l'air de pénétrer dans le corps du tampon filtrant poreux (12), ces deuxièmes perforations étant dimensionnées pour que l'air les traversant subisse une deuxième perte de charge prédéterminée supérieure à la première perte de charge prédéterminée; et - des troisièmes perforations (34) formées à travers l'enveloppe (14) dans chacune des rainures (20), permettant à l'air de passer des rainures (20) g dans le corps du tampon filtrant poreux (12), ces troisièmes perforations étant dimensionnées pour que l'air les traverse en subissant une troisième perte de charge présèlectionnée supérieure à la deuxième perte de charge présélectionnée. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières perforations (30) sont situées plus près des extrémités fermées des rainures que des extrémités ouvertes de celles-ci. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les troisièmes perforations (34) sont situées plus près des extrémités ouvertes des rainures que des extrémités fermées de celles-ci. 4. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes extrémités (32) sont situées en amont des extrémités fermées des rainures.