Brevet FR2650735A1 — publié le 19910215

I L'invention concerne un procédé pour réduire, voire supprimer, la formation de taches sur l'enveloppe externe d'une cigarette. Elle concerne également un papier pour la mise en oeuvre du procédé et les cigarettes obtenues. Les cigarettes sont en général enveloppées dans un papier blanc. Le degré de blancheur d'une cigarette est considéré comme un signe de qualité. A l'inverse, le jaunissement ou la présence de taches de couleur brunes sur le papier à cigarette est considéré par le consommateur comme un signe de qualité médiocre ou de stockage trop prolongé de la cigarette. Les experts savent qu'il n'est pas besoin d'une durée très longue de stockage pour que ce jaunissement ou ces taches apparaissent. En fait, lorsque des cigarettes sont stockées dans des conditions d'humidité élevée, les taches apparaissent sous quelques semaines ou même sous quelques jours. La formation des taches est expliquée par le transfert, au point de contact entre les brins de tabac contenus dans les cigarettes et le papier à cigarette, de composants colorés du tabac dans le papier. Le papier à cigarette est un matériau hautement hydrophile du fait de la nature chimique de la cellulose, présentant de nombreux groupements hydroxyles, de la structure physique des fibres qui présentent une microcapillarité et de la structure poreuse de la feuille (voir N. Baskevitch, Annales du tabac (Paris), vol. 14, 33-43 (1976)). Sous l'influence d'une humidité atmosphérique élevée, les composants du tabac transférés sur la face intérieure du papier à cigarette migrent au travers du papier pour former des taches visibles sur l'extérieur de la cigarette. Il n'existe actuellement aucune technique permettant de résoudre le problème des taches sur le papier de cigarettes stockées dans des conditions climatiques extrêmes. L'invention a pour objet de proposer une technique permettant de résoudre ce problème. On y parvient selon l'invention en munissant la cigarette d'une enveloppe interne disposée entre le tabac et l'enveloppe externe, cette enveloppe interne étant un papier de fibres cellulosiques de grammage au plus égal à 30 g/m2 présentant des pores venus de fabrication avec le papier, ou des perforations réalisées après fabrication du papier, en sorte que l'enveloppe interne ait une perméabilité à l'air d'au moins 500 unités coresta. L'unité coresta telle que définie par le Centre de Coopération pour les recherches scientifiques relatives au tabac est le débit d'air (en cm3/minute) traversant une surface de papier à cigarettes de I cm2 avec une dépression de 10 cm de colonne d'eau. Les résultats sont exprimés en cm;/crn2/min ou cm/min. Une cigarette conforme à l'invention est donc caractérisée en ce qu'elle comporte, entre l'enveloppe externe et le tabac, une enveloppe interne en papier de fibres cellulosiques de grammage au plus égal à g/m2 présentant des pores venus de fabrication avec le papier ou des perforations réalisées après fabrication du papier en sorte que l'enveloppe interne ait une perméabilité à l'air au moins égale à 500 unités coresta. De préférence, on règle la perméabilité, par le jeu des perforations ou des macropores en sorte qu'elle soit supérieure à 1000, de préférence supérieure à 1500, encore mieux supérieure à 3000 unités coresta. En réalisant des macropores dont la majorité à une grosseur comprise dans une gamme 3-15 microns, on peut avantageusement conférer au papier interne une perméabilité à l'air dans la gamme 30.000 à 40.000 unités coresta. Les experts disposent d'une méthode permettant d'évaluer la structure des papiers poreux et de distinguer entre une structure - comportant principalement des micropores ou des macropores. Cette méthode est basée sur les lois physiques d'écoulement de l'air au travers de solides poreux. Selon la loi de Poiseuille, le flux d'air (F) au travers de capillaires microporeux est une fonction directe de la différence de pression (Lp) entre les deux faces. Le flux d'air est laminaire F = Z xA P alors que d'après le théorème de Bernouilli, le flux d'air au travers d'orifices macroporeux est fonction de la racine carrée de la différence de pression entre les deux faces. Le flux d'air est turbulent F = Z xyY. Dans la pratique, on évalue la nature de la structure poreuse d'un papier en mesurant sa perméabilité à l'air sous 2 différences de pression: 0,5 et 2 cbar, et en calculant l'indice R = F2 cbar 4 x 0,5 cbar Un indice égal à I caractérise un papier dont la structure poreuse est exclusivement formée de micropores. Les papiers à cigarettes classiques ont un indice compris entre 0,9 et 1,0. Un indice inférieur à 0,85 correspond à une structure poreuse comportant de nombreux macropores et d'orifices traversant le papier. Le papier utilisé comme enveloppe interne dans l'invention a généralement un indice R compris entre 0,6 et 0,8. Il est avantageux d'utiliser comme enveloppe interne un papier de grammage le plus faible possible de façon à influencer au minimum les caractéristiques gustatives des cigarettes et leurs rendements en goudrons et oxyde de carbone dans la fumée. Selon I'invention, il est préférable d'utiliser comme enveloppe interne un papier de grammage inférieur à 20 g/m2, et encore mieux inférieur à 16 g/mz. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, l'application d'un traitement d'hydrofugation à l'enveloppe intérieure permet l'élimination totale des taches en tant que de besoin. La fabrication des cigarettes avec une double enveloppe sur des confectionneuses de cigarettes classiques ne doit poser aucun problème particulier aux hommes de l'art. Il est recommandé que l'enveloppe intérieure ait une laize correspondant exactement à la circonférence de la cigarette, de façon à ce que les bords de l'enveloppe soient jointifs sans recouvrement. La laize de l'enveloppe extérieure sera de préférence telle qu'elle permette un collage le long d'une couture de 2 à 2,5 mm de large. EXEMPLES Un test de laboratoire a été développé, permettant la simulation en accéléré du phénomène de formation des taches sur le papier à cigarettes. Ce test consiste à placer les cigarettes d'essai, préalablement extraites des paquets, dans une armoire climatique (modèle HO - Flam & Cie, Neuillysur-Marne) maintenue à 80 % d'humidité relative et à une température de 20 C pendant 72 heures. De nombreuses autres conditions expérimentales ont été essayées. Les conditions ci-dessus ont. été préférées parce qu'elles- permettent de simuler le phénomène de formation de taches de façon rapide, reproductible et discriminatoire. Le résultat du test est exprimé en nombre de taches par cigarette, avec indication du diamètre moyen correspondant. Dans ces conditions, toutes les cigarettes commerciales essayées sont uniformément mouchetées de taches de couleur brune de diamètre supérieur à 3 mm. Dans les mêmes conditions, les cigarettes équipées des papiers objet de l'invention ne montraient aucune tache visible à la fin du test de 72 H. Exemple I (Témoin) Des cigarettes sans filtre contenant 850 mg de tabac - diamètre 8 mm, contenant un mélange de tabac Virginie "flue cured", habillée d'un papier à cigarette Vergé 30C (perméabilité à l'air 30 unités coresta, d'indice R 0.99, sel de combustion citrate de sodium et potassium 0,8 %) sont soumises au test: après 72 heures, on observe de très nombreuses taches (plus de 250 par cigarette) de dimension supérieure à 3 mm. Exemple 2 Des cigarettes de caractéristiques identiques au témoin ont été confectionnées en enveloppant 2 fois le boudin de tabac dans le même papier à cigarette "Vergé 30C". La laize de l'enveloppe interne est de 25 mm. La laize de l'enveloppe extérieure est de 27,5 mm. Après 72 heures de test, on observe environ 100 taches par cigarette d'un diamètre moyen de 3 mm. Exemple 3 Des cigarettes de caractéristiques identiques au témoin ont été confectionnées avec une double enveloppe. L'enveloppe interne est un papier "65-18" de perméabilité à l'air 6500 unités coresta, d'indice R 0. 62, et de grammage 18 g/m2. L'enveloppe extérieure est un papier à cigarette Vergé 30 C. La laize de l'enveloppe interne est de 25 mm. La laize de l'enveloppe extérieure est de 27,5 mm. Après 72 heures de test, on observe environ 50 taches par cigarette de diamètre moyen I mm. Exemple 4 Des cigarettes de caractéristiques identiques au témoin ont été confectionnées avec une double enveloppe. L'enveloppe interne est un papier "13 TUC" de perméabilité à l'air 35000 unités coresta, d'indice R 0.60, et de grammage 13 g/m2. L'enveloppe extérieure est un papier à cigarette Vergé 30 C. La laize de l'enveloppe interne est de 25 mm. La laize de l'enveloppe extérieure est de 27,5 mm. Après 72 heures de test, on observe environ 50 taches par cigarette de diamètre moyen I mm. Exemple 5 Des cigarettes de caractéristiques identiques au témoin ont été confectionnées avec une double enveloppe. L'enveloppe interne est un papier "15 TUC" de perméabilité à l'air 8000 unités coresta, d'indice R 0. 61, et de grammage 15 g/m2. L'enveloppe extérieure est un papier à cigarette Vergé 30 C. La laize de l'enveloppe interne est de 25 mm. La laize de l'enveloppe extérieure est de 27,5 mm. Après 72 heures de test, on observe environ 50 taches par cigarette de diamètre moyen 1 mm. Exemple 6 Des cigarettes de caractéristiques identiques au témoin ont été confectionnées avec une double enveloppe. L'enveloppe intérieure est un papier "65-18 aqua" de perméabilité à l'air 6500 unités coresta ayant reçu un traitement d'hydrofugation par addition de 0,5 % de dimère d'alcoylcétène ("Aquapel" de Hercules Corp.). Son indice R est de 0,62 et son grammage 18 g/m2. L'enveloppe extérieure est un Vergé 30 C. La laize de l'enveloppe interne est de 25 mm. La laize de l'enveloppe extérieure est de 27,5 mm. Après 72 heures de test, on n'observe aucune trace de taches. Exemple 7 La nature du mélange de tabac a en général peu d'influence - sur la formation de taches sur le papier de cigarettes stockées à une humidité relative élevée. La plupart des tabacs présentent une propension équivalente à la formation de taches sur le papier d'une cigarette ayant une seule enveloppe. Les mélanges mentholés sont cependant considérés comme plus facilement susceptibles de générer des taches sur le papier à cigarette. -Les papiers à cigarettes, quelles que soient leurs caractéris- tiques physiques (grammage, épaisseur) ou chimiques (composition fibreuse, taux de charge minérale) montrent en général la même propension à la formation de taches lorsque les conditions climatiques deviennent extrêmes. La présence de sel de combustion, tel que le citrate de sodium ou de potassium, introduit à un taux important dans le papier, est un facteur aggravant pour la formation des taches. Pour tester l'invention dans les conditions les plus difficiles, une expérience a été réalisée dans laquelle on a combiné un mélange mentholé avec un papier à cigarette contenant une quantité importante de citrate de potassium. Témoin Des cigarettes témoin sans filtre ont été confectionnées (850 mg de tabac, diamètre 8 mm) avec un mélange "American blend" mentholé enveloppé dans une seule enveloppe de papier à cigarette "80 C7", de perméabilité à l'air 80 unités coresta, d'indice R 0.98, sel de combustion: citrate de potassium: 7 %. Après 72 heures de test, la cigarette est totalement tachée. Essai Des cigarettes de mêmes caractéristiques ont été confec- tionnées à partir du mélange de tabac mentholé à l'aide d'une double enveloppe. L'enveloppe interne est un papier "65-18 Aqua" de perméabilité à l'air 6500 unités coresta et un indice R de 0,62. Ce papier a reçu un traitement d'hydrofugation par addition de 0,5 % de dimère d'alcoylcétène. L'enveloppe extérieure est un papier à cigarette "80 C7" (perméabilité 80 unités coresta, sel de combustion citrate de potassium à 7 %). Après 72 heures dans l'armoire climatique (80 % HR, 20 C) aucune tache n'est visible sur le papier à cigarette. Remarque Dans les exemples, les appellations Vergé 30 C, 65-18, 13 TUC, 15 TUC, 65-18 Aqua, 80 C7 sont des codes de qualité de papiers fabriqués par les Papeteries de Mauduit (France). L'invention s'applique à toutes les cigarettes et articles à fumer susceptibles de donner lieu à un problème similaire. Le mot cigarette utilisé dans les revendications couvre également ces articles à fumer. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réduire, voire supprimer, la formation de taches sur l'enveloppe externe d'une cigarette, notamment d'une cigarette stockée dans des conditions d'humidité élevée, dans lequel on munit la cigarette d'une enveloppe interne disposée entre le tabac et l'enveloppe externe, cette enveloppe interne étant un papier de fibres cellulosiques de grammage au plus égal à 30 g/m2 présentant des pores venus de fabrication avec le papier ou des perforations réalisées après fabrication du papier en sorte que l'enveloppe interne ait une perméabilité à l'air d'au moins 500 unités coresta. 2. Cigarette comportant une enveloppe externe autour du tabac, caractérisée en ce qu'elle comporte, entre l'enveloppe externe et le tabac, une enveloppe interne en papier de fibres cellulosiques de grammage au plus égal à 30 g/m2 présentant des pores venus de fabrication avec le papier ou des perforations réaiisées après fabrication du papier en sorte que l'enveloppe interne ait une perméabilité à l'air au moins égale à 500 unités coresta. - 3. Cigarette selon la revendication 2, caractérisée en ce que la perméabilité à l'air de l'enveloppe interne est supérieure à 1000, de préférence supérieure à 1500, encore mieux supérieure à 3000 unités coresta. 4. Cigarette selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la perméabilité à l'air de l'enveloppe interne est essentiellement due à des pores dont la majorité à une grosseur comprise dans une gamme 3-15 microns. 5. Cigarette selon la revendication 4, caractérisée en ce que la perméabilité à l'air de l'enveloppe interne est située dans la gamme 30. 000 à 40.000 unités coresta. 6. Cigarette selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'enveloppe interne a un grammage inférieur à 20 ou encore mieux à 16 g/m2. 7. Cigarette selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que l'enveloppe interne a subi un traitement d'hydrofugation. 8. Cigarette selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'enveloppe interne a reçu l'application de dimère d'alcoyl cétène. 9. Papier de fibres de cellulose tel que défini comme enveloppe interne d'une cigarette selon l'une des revendications 2 à 8.