Brevet FR2682263A1 — publié le 19930416

i Filtre de fumée de tabac La présente invention concerne des filtres et des éléments fil- trants de fumée de tabac qui contiennent des additifs en particules modifiant la fumée. Des additifs en particules appropriés sont, par exemple, des sorbants (sélectionnés par exemple parmi le charbon actif, le gel de silice, la sépiolite, l'alumine, un matériau échangeur d'ions, etc), des modificateurs de p H (par exemple des matériaux alcalins tels que le Na 2 CO 3, ou des matériaux acides), des substances aromatiques, ainsi que d'autres additifs solides et des mélanges de tels additifs. La présente invention fournit un filtre ou élément filtrant de fumée de tabac possédant une âme s'étendant longitudinalement et une enveloppe s'engageant autour de l'âme, un additif en particules étant collé sur une ou plusieurs parties de la face radialement intérieure de l'enveloppe, l'enveloppe étant dépourvue d'additif sur sa circonfé- rence à une extrémité ou aux deux extrémités de l'âme. De préférence, l'additif en particules ne s'étend que sur une partie de la circonférence intérieure de l'enveloppe: l'enveloppe présente par exemple un bord longitudinal de recouvrement qui est dé- pourvu d'additif et fournit un joint par recouvrement et collage qui maintient l'enveloppe autour de l'âme L'additif en particules peut couvrir une seule région de la surface intérieure de l'enveloppe, ré- gion qui s'étend sur une partie de l'âme depuis une extrémité vers l'autre; elle peut couvrir une seule région qui est espacée des deux extrémités de l'âme, ou elle peut être disposée sur des régions sépa- rées, longitudinalement et/ou circonférentiellement espacées. L'additif en particules utilisé peut être une seule substance ou un mélange de substances, et il peut se trouver mélangé avec d'autres matériaux. L'enveloppe est de préférence préalablement enduite de l'additif en particules modifiant la fumée L'âme peut être préformée avant d'appliquer l'enveloppe enduite, mais la formation de l'âme et l'application de l'enveloppe enduite peuvent aussi être effectuées sensiblement en même temps. L'additif en particules est opportunément collé sur l'enveloppe au moyen d'une colle thermofusible, de polyéthylène-glycol à haut point de fusion ou d'une colle en émulsion telle que de l'alcool poly- vinylique Diverses colles polyestériques constituent des colles thermofusibles utilisables dans le cadre de l'invention. Dans le filtre ou élément filtrant selon l'invention, l'âme peut être constituée d'un matériau conventionnel filtrant la fumée (par exemple de la filasse filiforme, des fibres discontinues ou du papier crêpé), d'un tube aux extrémités ouvertes ou d'un élément imperméable ou à faible perméabilité qui contribue à la chute de pression du filtre composite, mais possède peu ou prou d'action filtrante; l'âme peut être un corps unitaire ou un élément composite, par exemple in- corporant sa propre gaine et/ou possédant des parties longitudinale- ment (et/ou radialement) voisines Dans un mode de réalisation, l'enveloppe de l'âme est elle-même entourée d'un corps annulaire exté- rieur qui, comme l'âme, peut être par exemple constitué d'un matériau conventionnel filtrant la fumée ou d'un élément imperméable ou à faible perméabilité possédant peu ou prou d'action filtrante L'âme peut être un élément composite constitué d'un tube central et d'une gaine L'âme, avec ou sans une telle gaine, peut posséder des rainures externes s'étendant longitudinalement sur une partie de sa longueur, et l'additif en particules présent sur la face radialement intérieure de l'enveloppe peut être en correspondance avec ces rainures et s'étendre dans ces dernières Les rainures peuvent s'étendre sur une partie de l'âme depuis une ou chaque extrémité vers l'autre, ou s'arrêter peu avant les deux extrémités Dans une âme composite constituée d'un tube et d'une gaine rainurée, la surface du tube peut se conformer aux rainures de la gaine. Les filtres et éléments filtrants selon l'invention peuvent pos- séder une gaine réceptrice extérieure, par exemple une gaine extrudée ou une enveloppe de cigarette avec un joint par recouvrement et col- lage; une telle enveloppe de cigarette peut être en matériau per- méable ou imperméable à l'air et, dans les deux cas, elle peut être perforée Quant à l'enveloppe enduite de particules, elle peut être collée (par exemple avec un produit thermoadhésif) sur l'âme afin de fournir un produit lié qui soit dimensionnellement stable sans gaine réceptrice Dans un autre agencement, un bord longitudinal de l'enveloppe, ou les deux, peut être dépourvu d'enduction de particules et utilisé comme recouvrement adhésif pour maintenir l'enveloppe au- tour de l'âme Toutefois, même lorsqu'on lie l'enveloppe à elle-même et/ou à l'âme, on pourra préférer fournir une gaine réceptrice autour de l'enveloppe. L'enveloppe préformée, enduite d'additif en particules, est op- portunément appliquée autour d'une âme préformée, ou autour d'une âme tandis que l'âme est en train d'être formée, en utilisant un appareil conventionnel Dans un procédé selon l'invention, la fourniture de l'enveloppe portant l'additif en particules, l'application de cette enveloppe sur l'âme à la suite de ou pendant la formation de cette dernière (éventuellement avec application d'une gaine entourante), et le découpage en longueurs finies du produit allongé obtenu, peuvent être réalisés en continu à la chaîne en utilisant un appareillage conventionnel de fabrication de filtres Lorsque l'enveloppe doit être elle-même entourée d'un corps annulaire extérieur, ce dernier peut, d'une manière similaire, être alimenté en continu et formé autour de l'âme enveloppée qui avance; des procédures de production en continu à la chaîne et des appareils pour ces opérations sont connus dans le domaine des filtres de cigarettes Les longueurs finies initialement coupées à partir du produit obtenu en continu sont habituellement des multiples des filtres ou éléments filtrants finalement utilisés; dans ce cas, les longueurs finies initiales sont ensuite subdivisées en longueurs unitaires finales pendant la formation des filtres de ciga- rettes ou en vue d'une telle formation consécutive, et ces longueurs finales sont elles aussi conformes à l'invention L'enveloppe peut être enduite de colle sur les régions limitées o l'enduction d'additif en particules est nécessaire (par exemple au moyen d'une roue d'impression), puis de l'additif en particules (par exemple à partir d'un réservoir, d'un lit fluidisé, d'un flux circulant ou d'un autre moyen d'alimentation de l'additif tandis que la colle est ac- tive), dans le cadre du processus continu à la chaîne précité; on peut aussi fabriquer séparément une bande enduite de colle, ou se la procurer auprès d'un fournisseur extérieur, l'activation de la colle (ramollissement à chaud par exemple) et l'application de l'additif en particules étant effectuées en continu, à la chaîne avec la production du filtre Les filtres selon l'invention peuvent incorporer d'autres matériaux. Divers paramètres peuvent largement varier en fonction des exigences du produit, par exemple le rapport poids/unité de longueur de l'enveloppe utilisée pour porter l'additif en particules, la taille des particules de l'additif, etc Des tailles de particules appro- priées pour du charbon actif sont les tailles normalisées British Standard Mesh 12130 et 30/70. L'enveloppe utilisée pour l'invention peut être constituée de tout matériau non nocif Il s'agit habituellement d'une enveloppe de cigarette conventionnelle, et elle peut être perméable ou imperméable à la fumée ou à l'air, selon les exigences d'écoulement dans le pro- duit final Lorsqu'elle est destinée à un filtre ventilé, l'enveloppe est généralement très poreuse L'enveloppe peut posséder des rainures externes s'étendant longitudinalement sur une partie de sa longueur; dans ce cas, l'additif en particules présent sur sa face radialement intérieure se trouve de préférence dans une région non rainurée Les rainures peuvent s'étendre sur une partie de l'enveloppe, depuis une ou chaque extrémité vers l'autre, ou s'arrêter peu avant les deux ex- trémités La surface de l'âme peut se conformer aux rainures de l'enveloppe. Au moins certains des additifs en particules utilisés peuvent porter (ou être constitués) de substances aromatiques, ou bien on peut incorporer d'autres matériaux portant des substances aromatiques. L'invention permet de fournir, sans devoir produire des éléments séparés puis les aligner longitudinalement et les combiner, un élément filtrant unitaire qui porte d'une manière avantageuse un additif en particules tout en présentant, à l'extrémité côté bouche d'une ciga- rette à bout filtre, un aspect lisse satisfaisant, dépourvu d'additifs L'invention permet aussi d'incorporer du charbon actif ou d'autres additifs en particules dans des filtres de fumée de tabac en utilisant l'appareillage conventionnel, sans poser de problèmes de production ou d'appareillage, et notamment en obtenant rapidement un chargement uniforme d'additif et une variation simple et précise de ce chargement si nécessaire Les filtres selon l'invention permettent à l'additif en particules collé sur la face radialement intérieure de l'enveloppe d'exercer, sans entraves ou sensiblement sans entraves, son action filtrante ou autre sur le flux de fumée de tabac Les filtres selon l'invention contenant des sorbants en particules peuvent donc assurer une rétention satisfaisante des composants en phase va- peur de la fumée. Les produits selon l'invention conviennent généralement comme filtres de cigarettes ou dans de tels filtres Les filtres de ciga- rettes selon l'invention sont habituellement fixés à des tubes de ta- bac enveloppés par une enveloppe supplémentaire d'embout convention- nelle, qui peut être ventileuse ou non ventileuse; habituellement, comme on l'a indiqué plus haut, le filtre est orienté avec une partie exempte d'additif à l'extrémité côté bouche. Des modes de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins annexés, sur lesquels les pièces identiques sont indiquées par les mêmes références numériques. La FIGURE 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un filtre selon l'invention, présentant une âme filtrante 2 entourée d'une enveloppe de cigarette poreuse 4, sur la surface intérieure de laquelle un additif en particules 6 est collé de manière à s'étendre autour de l'enveloppe sur toute la circonférence de l'âme 2, cet ad- ditif ne s'étendant que sur une partie du filtre, depuis une extrémité vers l'autre; l'enveloppe 4 est fixée autour de l'âme 2 par un joint par recouvrement et collage (non représenté), qui est dépourvu d'additif en particules. La FIGURE 2 est une vue similaire d'un mode de réalisation iden- tique à la figure 1, si ce n'est que l'additif en particules 6 est ab- sent de l'enveloppe 4 autour des deux extrémités de l'âme 2. La FIGURE 3 est une vue longitudinale, partiellement en coupe et partiellement en écorché, d'un filtre selon l'invention possédant une âme filtrante 2 enveloppée dans une enveloppe poreuse 4, à travers la- quelle on peut voir des pastilles 8, longitudinalement et circonféren- tiellement espacées, d'additif en particules 6. La FIGURE 4 est une vue identique d'un mode de réalisation sen- siblement similaire, dans lequel les pastilles 8 sont de forme ovale. La FIGURE 5 est une vue longitudinale, partiellement en coupe et partiellement en écorché, d'une partie d'un tube de longueur multiple selon l'invention, qui peut être coupé en unités individuelles telles que celle représentée sur la figure 2, en coupant transversalement entre les pastilles longitudinalement espacées d'additif en par- ticules; le joint par recouvrement et collage, dépourvu d'additif en particules, est indiqué schématiquement en 10 Sur cette figure, l'additif 6 n'est pas visible à travers l'enveloppe 4. La FIGURE 6 est une vue, similaire à celle de la figure 1, sur laquelle l'enveloppe de la figure 1 est elle-même entourée d'un corps annulaire 12 de matériau filtrant, qui sera habituellement enveloppé dans une enveloppe extérieure 14; dans le mode de réalisation re- présenté, l'enveloppe 4 enduite d'additif est imperméable et, comme dans les autres modes de réalisation, le filtre sera fixé à un tube de cigarette avec l'extrémité exempte d'additif tournée vers la bouche du fumeur L'âme 2 de la figure 6 est plus mince que celle de la figure 1, de sorte que les circonférences totales des produits des figures 1 et 6 sont identiques, habituellement environ 25 mm. Sur les figures 1 à 6, on peut voir un étroit jeu entre l'âme 2 et la partie dépourvue d'additif de l'enveloppe 4; ce jeu est dû au caractère schématique des figures, mais il n'existe pas dans la pra- tique, et la partie de face intérieure non enduite de l'enveloppe 4 est en contact avec la périphérie de l'âme 2 et s'engage autour d'elle. La FIGURE 7 est une vue schématique en perspective, partiel- lement en écorché, d'un filtre selon l'invention dans lequel l'enveloppe 4 autour de l'âme filtrante 2 possède des rainures 16 s'étendant sur une partie de l'enveloppe depuis une face terminale 17 vers l'autre face terminale 19 L'additif en particules 6 est collé sur la face intérieure de la partie lisse, non rainurée 18 de l'enveloppe 4 L'âme 2 est opportunément une filasse d'acétate de cel- lulose et l'enveloppe 4 une enveloppe de cigarette en papier perméable à l'air Le filtre représenté est pourvu de sa propre enveloppe exté- rieure 21; elle est appliquée lors d'une étape finale du processus de production du tube en continu à la chaîne, avant que le produit formé en continu soit coupé en longueurs finies; l'enveloppe extérieure 21, qui peut être perméable ou imperméable, est ainsi solidaire du tube. Dans d'autres modes de réalisation, on peut omettre l'enveloppe exté- rieure 21 et fournir un produit initial avec les rainures 16 ap- parentes. Le filtre peut avoir son extrémité rainurée ou non rainurée fixée à une cigarette, habituellement par une enveloppe supplémentaire d'embout qui peut être non ventileuse ou assurer une ventilation, par exemple dans les rainures 16 Pour une utilisation avec une enveloppe supplémentaire d'embout ventileuse, le filtre est habituellement fourni sans enveloppe extérieure 21, de sorte que l'enveloppe sup- plémentaire d'embout s'engage directement autour de l'enveloppe 4. Dans le mode de réalisation représenté, la surface de l'âme en dessous des rainures 16 se conforme à la configuration rainurée, mais ce n'est pas essentiel, c'est-à-dire que la partie rainurée de l'enveloppe 4 peut définir des rainures internes entre elle-même et l'âme 2, comme les rainures externes 16 Dans le mode de réalisation représenté, l'additif en particules 6 s'étend circonférentiellement en continu autour de l'âme 2, la face intérieure de l'enveloppe 4 dans cette région étant dépourvue d'additif uniquement là o elle recouvre la face extérieure pour former un joint par recouvrement et collage (non représenté); toutefois, comme pour les modes de réalisation pré- cédents, cela n'est pas essentiel, et l'additif 6 peut n'être présent que sur une partie de la circonférence de l'âme, par exemple dans des régions séparées circonférentiellement espacées Dans le mode de réa- lisation représenté, l'additif en particules 6 s'étend sur toute la longueur de la partie non rainurée 18 de l'enveloppe 4 mais, à nou- veau, ce n'est pas essentiel; l'additif en particules, disposé cir- conférentiellement d'une quelconque des manières précitées, peut ne s'étendre que sur une partie de la longueur de la partie d'enveloppe non rainurée 18, en étant par exemple absent de l'enveloppe 4 sur la face terminale 19, et/ou disposé dans des régions séparées longitudi- nalement espacées. La FIGURE 8 est une vue en coupe longitudinale schématique du filtre de la figure 7. La FIGURE 9 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une partie d'un tube à longueur multiple selon l'invention, qui peut être coupé en unités individuelles telles que celle des figures 7 et 8. La FIGURE 10 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une variante du filtre de la figure 8, dans laquelle la partie non rainurée 18 de l'enveloppe 4, sur la surface intérieure de laquelle est collé l'additif en particules 6, est située intérieurement à deux régions possédant des rainures 16 qui s'étendent vers les faces termi- nales respectives 17 et 19 Ce mode de réalisation est représenté sans l'enveloppe extérieure des figures 7 à 9, mais on peut prévoir une telle enveloppe extérieure 21 Les variantes décrites plus haut en ré- férence aux figures 7 à 9, concernant la disposition de l'additif en particules sur la région non rainurée, la conformation de la surface de l'âme 2 avec les rainures 16, et la fixation du filtre à un tube de cigarette, s'appliquent également au mode de réalisation de la figure Le tube de la figure 10 peut être obtenu à partir d'un tube de longueur multiple correspondant approprié, de la manière indiquée en référence aux figures 7 à 9. La FIGURE 11 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un filtre selon l'invention dans lequel l'âme 2 est un élément composite constitué d'un tube central 3 et d'une gaine 5, la gaine 5 étant ici rainurée sur une partie de sa longueur à partir d'une face terminale 17, la surface externe du tube 3 se conformant aux rainures 16 sur cette région Dans ce cas, l'enveloppe 4 présente une configuration lisse, non rainurée, et l'additif en particules 6 collé sur sa face intérieure s'étend dans les rainures 16 et les remplit sur une partie de leur longueur, s'arrêtant peu avant la face terminale 17 On peut envisager des variantes de l'agencement représenté, comme on l'avait indiqué pour le mode de réalisation de la figure 7 Ainsi, l'additif en particules 6 peut s'étendre circonférentiellement en continu autour de l'âme 2, la face intérieure de l'enveloppe 4 dans cette région étant dépourvue d'additif uniquement là o elle recouvre la face exté- rieure pour former un joint par recouvrement et collage (non re- présenté), ou bien l'additif peut être présent seulement sur une par- tie de la circonférence de l'âme, par exemple sur des régions séparées circonférentiellement espacées L'additif en particules 6 est re- présenté s'étendant en continu sur une partie de la longueur de la partie rainurée de l'âme, mais il peut aussi s'étendre en continu sur toute la longueur rainurée ou sur des régions séparées, longitudinale- ment espacées, de la longueur rainurée Le tube central 3 est opportu- nément une filasse d'acétate de cellulose et la gaine 5 une enveloppe de cigarette en acétate de cellulose ou poreuse L'enveloppe 4 peut être une enveloppe de cigarette en papier perméable à l'air Le filtre peut avoir son extrémité rainurée ou non rainurée fixée à une ciga- rette, habituellement par une enveloppe supplémentaire d'embout qui peut être non ventileuse ou assurer une ventilation Dans le mode de réalisation représenté, la surface du tube 3 se conforme aux rainures 16 de la gaine 5, mais la partie rainurée de la gaine 5 peut aussi dé- finir des rainures internes entre elle-même et le tube 3. La FIGURE 12 représente, dans une vue similaire à celle de la figure 9, un tube à longueur multiple à partir duquel des filtres se- lon la figure 11 peuvent être obtenus de la manière décrite plus haut. REVENDICATIONS 1 Filtre ou élément filtrant de fumée de tabac, caractérisé en ce qu'il possède une âme ( 2) s'étendant longitudinalement et une enve- loppe ( 4) s'engageant autour de l'âme ( 2), un additif en particules ( 6) étant collé sur une ou plusieurs parties de la face radialement intérieure de l'enveloppe ( 4), l'enveloppe ( 4) étant dépourvue d'additif ( 6) sur sa circonférence à une extrémité ou aux deux extré- mités de l'âme ( 2). 2 Filtre ou élément filtrant selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'âme possède des rainures s'étendant longitudinalement sur une partie de sa longueur, l'additif en particules collé sur la face radialement intérieure de l'enveloppe s'étendant dans les rai- nures. 3 Filtre ou élément filtrant selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'enveloppe ( 4) possède des rainures ( 16) s'étendant longitudinalement sur une partie de sa longueur, l'additif en par- ticules ( 6) étant collé sur la face radialement intérieure de l'enveloppe ( 4) dans une région non rainurée ( 18) de cette dernière. 4 Elêment filtrant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 4) est elle-même en- tourée d'un corps tubulaire extérieur ( 12). Filtre ou élément filtrant selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il possède une enveloppe extérieure supplémentaire ( 14). 6 Cigarette à bout filtre, caractérisée en ce qu'elle comprend un filtre ou élément filtrant selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes. 7 Tube de longueur multiple, caractérisé en ce qu'il possède une pluralité de filtres ou éléments filtrants selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, qui sont réunis solidairement bout à bout en symétrie spéculaire. 8 Procédé de fabrication d'un filtre ou élément filtrant de fu- mée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à faire avancer en continu une âme continue et une bande continue pourvue d'un additif en particules collé sur une face de cette bande sur des il régions longitudinalement espacées, à envelopper en continu la bande en mouvement sur l'âme en mouvement, éventuellement en même temps que la formation de l'âme, l'additif en particules étant tourné vers l'âme, et à couper en longueurs finies l'âme enveloppée ainsi produite5 en continu.