Brevet FR2841748A1 — publié le 20040109

La présente invention est relative à un papier à cigarettes ventilé comprenant un certain nombre de trous artificiels destinés à admettre de l'air frais dans la cigarette lorsque celle ci est fumée. Le rôle de cet air frais est de diluer la fumée inhalée par le fumeur, la quantité de goudrons et de nicotine délivrée par la cigarette s'en trouvant diminuée. Plus précisément, l'invention concerne un papier à cigarettes ventilé dont les perforations sont situées de telle façon qu'elles gardent leur efficacité dans le cas de cigarettes roulées à la main ou à l'aide de machines à rouler. Le got du consommateur et la législation concourent depuis plusieurs années à l'allégement de la fumée de la cigarette. Ainsi, les taux de goudrons et nicotine des cigarettes classiques sont régulièrement revus à la baisse. Si la situation est simple sur les cigarettes classiques, elle l'est moins sur les cigarettes roulées à la main ou à l'aide de machines à rouler. L'évolution vers des rendements de plus en plus faibles rend nécessaire la mise au point de papier ventilés. On connaît depuis longtemps l'efficacité de la perforation du papier pour diminuer les goudrons délivrés par la fumée de la cigarette. L'homme de l'art sait que la porosité naturelle du papier à cigarettes (ordre de grandeur du trou 10 microns), la perforation électrostatique du papier à cigarettes (ordre de grandeur du trou 100 microns) et la ventilation des papiers à cigarettes (ordre de grandeur du trou 300 microns) contribuent à des degrés divers à la réduction des taux de goudrons et nicotine. Sur les cigarettes manufacturées par exemple, la ventilation est réalisée à l'aide de lasers qui perforent d'une ou de plusieurs rangées de trous un constituant de l'extrémité de la cigarette destinée à être mise à la bouche, les rangées de perforation formant un cercle autour du tube de la cigarette. L'application de la même technique au papier destiné à la cigarette roulée pose deux problèmes. D' une part, et contrairement à ce qui se passe dans les cigarettes manufacturées, le papier à rouler est généralement d'une largeur excédent de 50 à 100% le périmètre de la cigarette roulée, ce qui rend inefficace les perforations car elles se trouvent recouvertes par une deuxième couche de papier lors de la confection de la cigarette, deuxième couche constituée par la marge supplémentaire qui vient se coller sur le bord opposé. A titre d'exemple, on comparera les quantités de goudrons obtenues avec une feuille de papier à cigarettes non ventilée de laize 26 mm, une feuille ventilée et de laize 26 mm, et enfin une feuille ventilée et de laize 38 mm. Dans la suite, les références à des taux de goudrons et à leur diminution, sont basées sur des mesures réalisées selon la norme ISO/DIS 15592. Une cigarette fabriquée a un diamètre classique de 7.2 mm et son périmètre est de 22.6 mm. Lorsque le papier choisi n'est pas ventilé, la cigarette délivre 2.87 mg de goudrons par bouffée. Deux rangées circulaires de treize trous sont pratiquées sur une extrémité de la feuille. Quand la laize est de 26 mm, la double épaisseur de feuille ne représente que 3.4 mm de la périphérie et 12 trous par rangée sont non recouverts. Avec 24 trous disponibles, la cigarette ne délivre plus que 1.62 mg de goudrons par bouffée. Quand la laize est de 38 mm, ce qui est une laize classique sur le marché, la double épaisseur de feuille représente presque 70% de la périphérie et seulement 3 trous par rangée sont non recouverts. Avec 6 trous disponibles, la cigarette délivre 2.58 mg de goudrons par bouffée. On voit clairement sur cet exemple que l'efficacité de la ventilation telle qu'elle est décrite et pratiquée aujourd'hui par l'homme de l'art peut être réduite voire annulée dans le cas de cigarettes roulées à la main ou à l'aide de machines à rouler, pour cause de recouvrement des bords opposés. D'autre part, le papier étant généralement vierge de toute impression, la cigarette roulée sera portée à la bouche indifféremment par l'une ou l'autre des deux extrémités, ce qui rend inefficace la rangée de perforation dans le cas o elle serait à l'opposé de la bouche, cette rangée étant brlée dans les premiers instants de la combustion. C'est le but de l'invention que de résoudre les deux problèmes liés à la généralisation de la ventilation aux papiers à cigarettes à rouler. La présente invention doit permettre de s'affranchir du problème du recouvrement, l'efficacité de la ventilation restant la même quand le recouvrement consécutif au roulage de la cigarette varie dans les limites généralement constatées sur le marché. La présente invention vise aussi à permettre au fumeur, soit de s'affranchir du choix de l'extrémité par laquelle il va prendre sa cigarette en bouche, l'efficacité de la ventilation restant la même quelle que soit l'extrémité choisie, soit de connaître simplement l'extrémité qu'il doit porter à la bouche. Le but est atteint selon l'invention grâce à une feuille de papier à cigarettes équipée d'une zone de perforations, caractérisée en ce que cette zone de perforations forme une bande parallèle à l'axe long de la cigarette, cette bande ayant un axe central placé suffisamment proche du centre de la largeur de la feuille pour se trouver en dehors de la zone de recouvrement du papier après roulage de la cigarette. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 représente une feuille selon l'invention; - la figure 2 représente une autre feuille selon une variante de l'invention; Dans le cas o le sens de prise de la cigarette a une importance, et o cette bande ne s'étend pas sur toute la longueur de la cigarette, le but est atteint selon l'invention en ajoutant un signe distinctif à l'extrémité de la feuille devant être prise en bouche.Ce signe distinctif est un des éléments permettant la réalisation industrielle de la feuille de papier à cigarettes selon l'invention. L'invention concerne une feuille de papier à cigarette fournie sous forme de planche grand format, sous forme de feuilles individuelles empilées, enchevêtrées ou reliées, sous forme de rouleaux à dévider, sous forme de tubes préformés. On comprendra mieux dans les descriptions qui suivent l'avantage de la perforation parallèle au grand coté de la feuille plutôt qu'au petit coté comme c'est généralement le cas sur les cigarettes non roulées. On comprendra également l'intérêt de la position centrale de la bande de ventilation par rapport à la largeur de la feuille de papier à cigarettes. Deux formes de réalisation préférées sont décrites de façon détaillée en référence aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 représente une feuille de papier à cigarettes ventilée selon l'invention, la bande de ventilation étant perforée sur toute la longueur de la feuille de papier à cigarettes. - la figure 2 représente une feuille de papier à cigarette ventilée selon l'invention, la bande de ventilation n'étant que partiellement perforée. La figure 1 représente une feuille individuelle de papier à cigarette , dotée d'une bande de gomme adhésive 110, d'une bande formée par des perforations s'étendant sur toute la longueur de la feuille de papier à cigarettes 120, parallèle au grand coté de la feuille, centrée sur l'axe 130 parallèle au grand coté de la feuille et passant par le milieu du petit coté de la feuille. Dans la suite, nous appellerons " bande réservée à la ventilation ", la bande qui reste découverte par non recouvrement du papier après le roulage de la cigarette. La ventilation est, dans ce mode de réalisation, symétrique et ne dépend pas de l'extrémité mise en bouche. D'autre part, quel que soit le pourcentage de recouvrement, c'est le milieu de la feuille initiale qui est atteint en dernier par la double épaisseur. En particulier, sur la cigarette de diamètre 7.2 mm roulée avec une feuille de largeur 38 mm, une bande de 7.2 mm de large est libre de recouvrement et les perforations qui s'y trouvent sont disponibles pour la ventilation. Si les perforations étaient réalisées classiquement sur des cercles perpendiculaires à l'axe de la cigarette, une faible partie d'entre elles seulement serait disponible pour la ventilation, en raison de l'obstruction des trous par le deuxième tour de papier. La figure 2 représente une feuille individuelle de papier à cigarette , dotée d'une bande de gomme adhésive 210, d'un liseré imprimé 220 déterminant le coté de la cigarette devant être pris en bouche, d'une bande réservée à la ventilation 240, parallèle au grand coté de la feuille, centrée sur l'axe 230 parallèle au grand coté de la feuille, passant par le milieu du petit coté de la feuille et dont seule une zone a été perforée. La zone perforée 250 forme à cet endroit une zone de perforations, que l'on appellera ici zone de perforations 250. Dans cet exemple, et comparativement à l'exemple lié à la figure 1, une plus grande densité de trous est installée coté fumeur. Le pavé de trous se situe au delà de la zone de tenue de la cigarette par les lèvres, et en deçà de la longueur du mégot, préférentiellement entre 13 et 27 mm. Ces trous sont donc disponibles durant toute la durée de fumage de la cigarette. On peut, à partir d'une diminution de goudrons souhaitée, définir un nombre de trous pondéré par l'efficacité de chaque trou et définir en conséquence une largeur de la bande perforations. La largeur de la feuille de papier à cigarettes pourra alors être ajustée en connaissance de la largeur nécessaire de la bande de perforations et en connaissance des pratiques de roulage du consommateur. L'intérêt de la feuille de papier à cigarettes selon l'invention est que le consommateur dans sa pratique ne s'oppose plus à l'efficacité de la ventilation qui a été prévue par le fabricant de la feuille de papier à cigarettes. On comprendra mieux la portée de l'invention sur les deux exemples qui suivent. Exemple 1:: Des trous circulaires de 300 microns sont pratiqués sur le pourtour d'une cigarette, à 20 mm environ de l'extrémité portée à la bouche. La réduction de goudrons obtenue lorsque ces trous ne sont pas recouverts par un deuxième tour de papier permet de déterminer l'efficacité d'un trou de cette taille et dans cette zone. Sur l'exemple choisi, chaque trou contribue pour 1.3 % à la diminution globale des goudrons par bouffée. On souhaite que les goudrons délivrés par la cigarette soient réduits de moitié. Il faut donc gagner 50% de goudron par bouffée, ce qui sera obtenu par la présence de 39 trous. La largeur de la feuille de papier à cigarette est de 35 mm. La distance standard entre deux trous est 2.5 mm. Si on laisse 2.5 mm entre le bord de la feuille et le premier trou, on peut placer trois anneaux de 13 trous à 17.5 mm, 20 mm, et 22.5 mm de l'extrémité de la feuille portée à la bouche Cependant et comme cela a été expliqué dans les avantages de l'invention, lorsque la cigarette aura été roulée à un diamètre de 7 mm, seuls trois trous par rangée ne seront pas obstrués. Par conséquent, avec seulement 9 trous disponibles au lieu de 39, la feuille de cigarette proposée est incapable de conduire à la réduction de 50 % de goudrons souhaitée. Par ailleurs, si le fumeur porte la cigarette à la bouche par l'extrémité non perforée, l'efficacité sera encore plus faible dans la mesure o les perforations auront disparu dès la troisième bouffée. La feuille de cigarette proposée selon l'invention pour atteindre le but recherché qui est une diminution de 50 % des goudrons par bouffée, a une largeur identique de 35 mm, une bande réservée à la ventilation centrée sur le milieu de la feuille et de largeur 9 mm, des perforations circulaires identiques de diamètre 300 microns situées dans la bande réservée à la ventilation, sur une largeur de 7.5 mm et sur toute la longueur de la feuille, soit 70 mm. Les trous circulaires étant distants de 2.5 mm, 3 colonnes (sens parallèle à l'axe de la cigarette) par 22 rangées (sens perpendiculaire à l'axe de la feuille) de trous sont disponibles pour la ventilation. En effet, la cigarette roulée à un diamètre de 7 mm dans une feuille de 35 mm présente un recouvrement de 13 mm et laisse donc une bande non recouverte de 9 mm que nous appelons bande réservée à la ventilation. On ne prend pas en compte les trous qui sont couverts par les lèvres du fumeur soit les treize premiers millimètres de la longueur de la feuille de papier à cigarette. On considère également que les trous au delà de 13 mm et en deçà de 27 mm qui est la longueur normalisée du mégot, sont des trous qui seront présents pendant toute l'opération de fumage avec leur efficacité de 1.3 % Il y a 5 rangées de trois trous dans cette zone. Au delà de cette zone, il y a 51 trous à raison de 17 rangées de 3. Chaque rangée à une efficacité différente dans la mesure o elle disparaît plus ou moins tôt dans l'opération de fumage. Ainsi, nous avons vérifié que le même trou circulaire de 300 microns situé à 20 mm de l'extrémité opposée à la bouche avait une efficacité de seulement 0.6 %. En première approximation, on peut dire que l'efficacité des trous décroît linéairement entre la valeur de 1.3 % (situé avant la cote 27 mm) et 0% (situé à la cote 70 mm, extrémité de la cigarette). En intégrant ces résultats sur les 17 rangées, on obtient une efficacité de 11.4% par colonne de 17. Si on y ajoute les 5 rangées à 1.3 % situées dans le mégot mais au delà des lèvres, nous obtenons une efficacité de la colonne de 22 rangées, égale à 17.9%.Comme il y a trois colonnes disponibles dans la bande de ventilation, le but recherché est atteint. Exemple 2: Des trous circulaires de 300 microns sont pratiqués sur le pourtour d'une cigarette, à 20 mm environ de l'extrémité portée à la bouche. On place trois anneaux de 13 trous à 17.5 mm, 20 mm, et 22.5 mm de l'extrémité de la feuille portée à la bouche.Comme nous l'avons vu dans l'exemple 1, la cigarette étant roulée à un diamètre de 7 mm, la largeur de la feuille de papier à cigarettes étant 35 mm, seuls trois trous par rangée ne seront pas obstrués. Par conséquent, avec seulement 9 trous disponibles au lieu de 39, la feuille de cigarette proposée est incapable de conduire à une réduction de 50 % de goudrons souhaitée. La feuille de cigarette proposée selon l'invention pour atteindre le but recherché, a une largeur de 28 mm, une bande réservée à la ventilation centrée sur le milieu de la feuille et de largeur 16 mm, un pavé de perforations circulaires situé dans la bande réservée à la ventilation, d'une largeur de 15 mm et d'une longueur de 14 mm, entre la cote 13 et la cote 27 mm mesurées à partir de l'extrémité portée à la bouche, cette extrémité étant matérialisée par un trait imprimé sur la feuille de papier à cigarette. Ce trait fait partie de l'invention et concoure au but recherché par l'invention dans la mesure o c'est lui qui permet au perforateur de positionner le pavé sur la longueur de la feuille. En effet, la perforation et la découpe éventuelle de la feuille peuvent être synchronisées avec le défilement de la feuille d'origine, grâce à ce trait imprimé. Le pavé contient des trous circulaires distants de 2.5 mm, 7 colonnes (sens parallèle à l'axe de la cigarette) par 6 rangées (sens perpendiculaire à l'axe de la feuille). Lorsque la cigarette de diamètre 7 mm est roulée avec la feuille de papier à cigarette selon l'invention décrite dans l'exemple 2, 42 trous d'efficacité 1.3 % sont disponibles et le but recherché est atteint. Dans les deux exemples traités, le diamètre de la cigarette roulée est 7mm, ce qui est une valeur généralement constatée et proche de la valeur retenue 7.2 mm dans la future norme internationale. Cependant sur certains marchés, les consommateurs roulent leurs cigarette à des diamètres plus petits, par exemple 5.5 mm. Il est évident que la présente invention s'applique quelle que soit le diamètre constaté sur le marché, les laizes de la feuille de papier à cigarettes selon l'invention pouvant être ajustées pour libérer une bande réservée à la ventilation de largeur suffisante.11 est évident également que la taille des trous et la distance entre les trous peuvent être ajustés pour obtenir l'efficacité souhaitée. Suivant une forme de réalisation de l'invention, la bande réservée à la ventilation s'étend sur toute la longueur de la feuille et elle est centrée sur l'axe passant par le milieu du petit coté de la feuille et parallèle au grand coté de la feuille.Sa largeur est celle laissée libre de recouvrement dans une cigarette moyenne telle que constatée sur le marché visé. Suivant une forme de réalisation de l'invention, les perforations sont réalisées par des moyens électriques, thermiques, mécaniques, optiques ou chimiques. Suivant une forme de réalisation de l'invention, les trous ne sont pas circulaires, mais peuvent prendre une forme géométrique quelconque et présenter une orientation particulière par rapport aux axes de la cigarette. Suivant une forme de réalisation de l'invention, la taille des trous est comprise de façon non limitative entre 50 et 500 microns. La distance entre les trous peut être quelconque et n'est limitée que par des critères liés à la physique du papier ou à la physique de la perforation. Suivant une forme de réalisation, la feuille de papier à cigarettes est dotée d'un signe distinctif sur l'extrémité devant être mise en bouche. Ce signe distinctif peut être, mais non limitativement, une encoche, un fil, une impression, un poinçon. Suivant une forme de réalisation de l'invention, la zone de perforations peut être perforée pendant l'opération de gommage ou d'encollage des feuilles de papiers à cigarette. Suivant une autre forme de réalisation, les trous ne sont pas présents à la confection de la cigarette, mais apparaissent au fur et à mesure que la cigarette est fumée. Par exemple et de façon non limitative, un obstruant du trou peut fondre sous l'effet de la chaleur du cône de combustion ou un obstruant du trou peut s'ouvrir sous l'effet de l'aspiration du fumeur. Suivant une autre forme de réalisation, la largeur de la feuille de papier à cigarettes est volontairement réduite dans la limite de roulabilité, de manière à pouvoir élargir la bande réservée à la ventilation au point que tous les trous nécessaires pourront y être logés. REVENDICATIONS 1. Feuille de papier à cigarettes équipée d'une zone de perforations (120, 250), caractérisée en ce que cette zone de perforations forme une bande parallèle à l'axe long de la cigarette, cette bande ayant un axe central placé suffisamment proche du centre de la largeur de la feuille (200) pour se trouver en dehors de la zone de recouvrement du papier après roulage de la cigarette. 2. Feuille de papier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de perforations (120, 150) présente son centre à mi-longueur de la feuille. 3. Feuille de papier à cigarettes (100) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la bande de perforations (120, 150), est placée à mi-largeur de la feuille. 4. Feuille de papier à cigarettes (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone de perforations s'étend sur une partie seulement de la longueur de la feuille et en ce que le coté bouche du papier est matérialisé par une marque (220) sur la feuille elle même. 5. Feuille de papier à cigarettes selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la marque (220) est une encoche, un fil, une impression ou un poinçon. 6. Feuille de papier à cigarettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la largeur de la feuille (200) est suffisamment étroite pour obtenir après roulage, une largeur sans recouvrement qui est supérieure au quart du périmètre de la cigarette. 7. Feuille de papier à cigarettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les perforations sont recouvertes par un obstruant prévu pour fondre à la chaleur, de manière à se libérer à l'approche du point d'incandescence de la cigarette. il 8. Feuille de papiers à cigarettes selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les perforations ont été pratiquées lors de l'opération de gommage. 9. Feuille de papier à cigarettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les perforations (120, 250) ont une taille comprise entre 50 et 500 microns. 10. Feuille de papier à cigarettes selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les perforations ont une taille comprise entre 250 et 350 microns. 11. Planche de papiers à cigarettes, caractérisée en ce qu'elle inclut une ou plusieurs feuilles de papier à cigarettes selon les revendications précédentes. 12. Carnet de papiers à cigarettes empilés, caractérisé en ce qu'il inclut une ou plusieurs feuilles de papier à cigarettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 13. Rouleau de papier à cigarettes, caractérisé en ce qu'il inclut une ou plusieurs feuilles de papier à cigarettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 14. Tube préformé de papier à cigarettes, caractérisée en ce qu'il est formé par une feuille de papier à cigarettes selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.