Brevet FR3092969A1 — publié le 20200828

Description Titre de l'invention : Filtre en carton pour cigarettes, cigarette et son procédé de fabrication [0001] La présente invention concerne le domaine des articles pour fumeurs et particu- lièrement des cigarettes. [0002] Plus précisément, la présente invention concerne le domaine des filtres pour ci- garettes, notamment des filtres pour cigarettes à rouler. [0003] On connait de nombreux types de filtres à cigarettes ou tubes manufacturés asy- métriques (cônes) ou non, destinés aux fumeurs. [0004] Un premier type dc filtre est composés de blocs cylindriques de mousse ou cellulose. Ces filtres pour cigarettes permettent de filtrer certaines substances contenues dans le tabac, et ainsi réduire l'impact du goudron et de la nicotine, ainsi que d'adoucir la fumée. [0005] On connaît aussi un deuxième type de filtres plus grossiers pour cigarettes, réalisés par enroulement d'une bande de carton, qui sont ceux décrits ci-dessous et ceux concernés par l'invention. [0006] Ces filtres sont généralement dénommés « toncar » qui correspond à l'inverse en verlan dc carton, ou « tips ». [0007] 11 existe de nombreux types de ces filtres en carton fournis sous forme dc carnet ou rouleau, imprimés ou non, livrés à plat, ou non, et que l'utilisateur enroule au moment de la formation d'une cigarette. [0008] 11 existe également des filtres pré-roulés prêt à l'usage, comme il existe des tubes pré- fabriqués, asymétriques ou non, comportant cc même type de filtres pré-roulés. [0009] L'utilisation de filtres en carton permet à l'utilisateur de papier à rouler, de po- sitionner un filtre en bout de cigarette dans le but d'éviter au tabac de sortir de la cigarette et d'aller dans la bouche. Il permet également de fumer la totalité du tabac dc la cigarette sans se brûler. [0010] Un exemple de ces filtres en carton est connu par le document FR-A-3 057 441. [0011] Un des inconvénients de ces filtres connus est la faible rigidité du filtre. [0012] Un autre inconvénient de ces filtres connus est la forme irrégulière des canaux de passage de gaz présents entre les plis de la bande de carton dans le filtre, particulièrement lorsque le filtre est roulé par le fumeur. [0013] Un autre inconvénient est que les filtres de l'état de la technique laissent souvent de trop grands canaux de passage de gaz entre les plis de la bande de carton dans le filtre, augmentant le risque de traversée de tabac. [0014] L'invention vise à obtenir un filtre etiou une cigarette munie de ce filtre, qui pallient 2 les inconvénients des filtres de l'état de la technique. [0015] A cet effet, un premier objet de l'invention est un filtre en carton pour cigarettes, formé par pliage, enroulement et collage d'une bande de carton, caractérisé en ce que la bande de carton est pliée pour former une partie centrale ayant une série de lobes équirépartis angulairernent autour d'un axe central du filtre et une partie périphérique entourant la partie centrale, les lobes et la partie périphérique délimitant des canaux de passage de gaz autour de l'axe central. [0016] Grâce à l'invention, le filtre possède une meilleure capacité de filtrage grâce à la ré- gularité des sections des canaux de passage de gaz entre les plis de la bande de carton dans le filtre. Cette régularité des canaux permet d'avoir des canaux de sections plus petites et plus nombreux. Les lobes formés par des plis forment de nombreux points d'appui intérieurs, répartis régulièrement autour de l'axe, pour la partie périphérique, ce qui améliore la rigidité. La géométrie du filtre est plus régulière et améliore la filtration, la rigidité du filtre et son esthétique. Le pliage, l'enroulement et le collage de la bande de carton pour fabriquer le filtre sont réalisés par un procédé de fabrication d'une manière automatisée par une machine. Le grand nombre de tronçons pliés de la bande de carton dans la partie centrale et leur longueur participent à une meilleure retenue des brins de tabac et des ingrédients à fumer. [0017] Suivant un mode de réalisation de l'invention, les canaux de passage de gaz sont équirépartis angulairernent autour de l'axe central du filtre. [0018] Suivant un mode de réalisation de l'invention, les lobes ont au moins une partie ex- térieure se trouvant en contact contre la partie périphérique. [0019] Suivant un mode de réalisation de l'invention, au moins un des lobes comporte : [0020] - au moins un tronçon extérieur, qui est situé en face de la partie périphérique, [0021] - un premier tronçon intérieur, qui s'étend entre un premier pli extérieur d'extrémité du tronçon extérieur et une zone centrale du filtre comprenant l'axe central, [0022] - un deuxième tronçon intérieur, qui s'étend entre un deuxième pli extérieur d'extrémité du tronçon extérieur et la zone centrale du filtre. [0023] Suivant un mode de réalisation de l'invention, le filtre comporte au moins un premier lobe et un deuxième lobe, qui est voisin du premier lobe, [0024] le deuxième tronçon intérieur du premier lobe étant relié au premier tronçon intérieur du deuxième lobe par un pli intérieur d'extrémité de ceux-ci. [0025] Suivant un mode de réalisation de l'invention, un des lobes comporte : [0026] - au moins un tronçon extérieur situé en face de la partie périphérique, [0027] - un premier tronçon intérieur non plié par rapport au tronçon extérieur, [0028] - un deuxième tronçon intérieur qui s'étend entre un deuxième pli extérieur d'extrémité du tronçon extérieur et la zone centrale du filtre, [0029] une autre zone de la partie périphérique, située en face du tronçon extérieur, étant 3 raccordée par un premier pli extérieur au premier tronçon intérieur. [0030] Suivant un mode de réalisation de l'invention, la partie périphérique est de forme tronconique autour de l'axe central. [0031] Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, la partie périphérique est de forme cylindrique circulaire autour de l'axe central. [0032] Suivant un mode de réalisation de l'invention, les lobes délimitent entre eux un espace central contenant l'axe central. [0033] Suivant un mode de réalisation de l'invention, au moins trois lobes sont prévus. [0034] Suivant un mode de réalisation de l'invention, cinq lobes sont prévus. [0035] Suivant un mode de réalisation de l'invention, une feuille délimitant un tube axial destiné à contenir du tabac est collée sur une extrémité axiale de la partie périphérique dans le prolongement de la partie périphérique. [0036] Un deuxième objet de l'invention est une cigarette caractérisée en ce qu'elle comporte un filtre en carton tel que décrit ci-dessus. [0037] Un troisième objet de l'invention est un procédé de fabrication du filtre tel que décrit ci-dessus, filtre dans lequel les lobes délimitent entre eux un espace central contenant l'axe central, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape d'immobilisation du filtre, dans laquelle le filtre est enfilé par une machine par son espace central autour d'une broche pour tenir le filtre, puis une étape de fixation d'une feuille délimitant un tube axial destiné à contenir du tabac, dans laquelle la feuille est collée par la machine dans le prolongement de la partie périphérique sur une extrémité axiale de la partie périphérique du filtre tenu sur la broche, puis une étape de séparation du filtre par rapport à la broche. [0038] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux figures des dessins annexés, sur lesquelles : [0039] [fig.1] représente schématiquement une vue en perspective depuis l'avant du filtre suivant un premier mode de réalisation suivant l'invention, [0040] [fig.2] représente schématiquement une vue en perspective depuis l'arrière du filtre suivant le premier mode de réalisation suivant l'invention, [0041] [fig.3] représente schématiquement une vue en perspective de côté du filtre suivant le premier mode de réalisation suivant l'invention, [0042] [fig.4] représente schématiquement une vue de côté du filtre suivant le premier mode de réalisation suivant l'invention, [0043] [fig.5] représente schématiquement une vue en perspective de côté du filtre équipé d'un tube devant contenir du tabac suivant le premier mode de réalisation suivant l'invention, [0044] [fig.6] représente schématiquement une vue en perspective de côté du filtre équipé d'un tube devant contenir du tabac suivant le premier mode de réalisation suivant l'invention. [0045] [fig.7] représente schématiquement une vue de dessus du filtre à l'état déplié suivant le premier mode de réalisation suivant l'invention, [0046] [fig.8] représente schématiquement une vue en perspective de côté du filtre suivant un deuxième mode de réalisation suivant l'invention, [0047] [fig.9] représente schématiquement une vue en perspective de côté du filtre équipé d'un tube devant contenir du tabac suivant le deuxième mode de réalisation suivant l' invention, [0048] [fig.10] représente schématiquement une vue en perspective de côté du filtre équipé d'un tube devant contenir du tabac suivant le deuxième mode de réalisation suivant l' invention, [0049] [fig.1 1] représente schématiquement une vue en perspective depuis l'arrière du filtre suivant le premier mode de réalisation suivant l'invention, enfilé sur une broche. [0050] Aux figures 1 à 11, le filtre 1 comporte une bande 2 de carton, telle que par exemple celle représentée à la figure 7, qui a été pliée, puis enroulée, puis collée au cours d'un procédé de fabrication automatisé sur une machine de fabrication en série, pour obtenir la forme tridimensionnelle du filtre 1, telle que par exemple celle représentée aux figures 1 à 6 et 8 à 11. Ce filtre 1 est donc en carton et est destiné à formé un filtre 1 ou embout buccal 1 pour des cigarettes, c'est-à-dire la partie d'extrémité de la cigarette, devant être placée à la bouche du fumeur. [0051] Le filtre 1 comporte, à l'état plié de la bande 2 de carton, une partie centrale 21 ayant des lobes équirépartis angulairement autour d'un axe central 22 du filtre 2. Il peut être prévu trois lobes ou plus de trois lobes. Par exemple, dans le mode de rélaisation représenté aux figures, il est prévu cinq lobes 3, 4, 5, 6, 7. On désigne d'une manière générale ci-dessous les lobes par les signes de référence 3, 4, 5, 6, 7, mais bien entendu il peut être prévu un nombre de lobes différent de cinq. Les lobes 3, 4, 5, 6, 7 sont par exemple en forme de fleur centrée sur l'axe 22 et entourée par la partie périphérique, les pétales de la fleur étant formés par les lobes. Chaque lobe peut être formé d'un nombre variable de tronçons pliés entre eux Fun à la suite de l'autre et/ou superposés, par exemple de 3 à 10 tronçons. Chaque tronçon peut être plan, comme par exemple dans les modes de réalisation représentés aux figures. Les lobes peuvent avoir la même forme et/ou des tronçons identiques, comme par exemple pour les lobes 3, 4, 5, 6 dans les modes de réalisation représentés aux figures. On décrit ci-dessous plus en détail un mode de réalisation où chaque lobe 3, 4, 5, 6, 7 est de forme générale triangulaire et où chaque lobe 3, 4, 5, 6 est formé de trois tronçons pliés entre eux. L'intérêt de cette forme est aussi d'ordre industriel. Cette conception permet de fabriquer le filtre carton en une seule opération à partir d'une bobine de carton, déroulée et découpée, par exemple selon la figure 7. L'intérêt de cette opération de déroulement et de coupe est d'automatiser la fabrication des filtres sur une machine. [0052] Le filtre 1 comporte, à l'état plié et enroulé de la bande 2 de carton, une partie péri- phérique 23 entourant la partie centrale 21 et entourant donc les lobes. Les lobes et la partie périphérique 23 sont donc formés par une unique bande 2 de carton continue. [0053] La partie centrale 21 comporte des canaux 24 de passage de gaz. Ces canaux 24 de passage de gaz sont délimités par les lobes 3, 4, 5, 6, 7 et par la partie périphérique 23 et sont donc situés autour de l'axe central 22. [0054] Ainsi, du fait de la structure régulière des lobes 3, 4, 5, 6, 7 de la partie centrale 21, les canaux 24 de passage de gaz sont répartis régulièrement autour de l'axe central 22 du filtre 2. Les canaux 24 de passage de gaz situés dans les lobes 3, 4, 5, 6, 7 sont ainsi sensiblement identiques et ont une section sensiblement identique. Ces canaux 24 de passage de gaz situés dans les lobes 3, 4, 5, 6, 7 sont ceux de section la plus large par rapport aux canaux 24 de passage de gaz situés à l'extérieur des lobes 3, 4, 5, 6, 7 entre ceux-ci et la partie périphérique 23. Le nombre de canaux 24 est deux fois supérieur au pliage en M connu par le document FR-A-3 057 441. Les canaux 24 de passage de gaz intérieurs aux lobes 3, 4, 5, 6, 7 peuvent ainsi avoir une section proche de la moitié de celle des canaux du filtre en M connu par le document FR-A-3 057 441. [0055] Le filtre 1 assure ainsi une répartition uniforme des contraintes de chaque pli de la bande de carton. Cette homogénéité et le grand nombre de plis permettent un roulage régulier de la zone périphérique et donnet une grande rigidité au filtre tridimensionnel et un épanouissement régulier de chaque lobe contre la zone périphérique 23. Les lobes assurent un appui renforcé à la partie périphérique 23. [0056] Le fumeur dispose ainsi d'un filtre 1 tridimensionnel préfabriqué. Le fumeur peut coller lui-même une feuille 8 délimitant un tube axial 81 destiné à contenir du tabac sur une extrémité axiale 231 de la partie périphérique 23 dans le prolongement de la partie périphérique 23, ainsi que cela est représenté aux figures 5, 6, 9 et 10. L'invention prévoit également un ensemble préfabriqué, constitué du filtre 1 et de la feuille 8 collée dessus, ainsi que cela sera décrit ci-dessous. [0057] Suivant un mode de réalisation représenté aux figures, la bande 2 de carton possède au moins une zone 9 de collage sur elle-même. Par exemple, la zone 9 de collage est située sur la partie périphérique 23. Par exemple, la zone 232 extérieure d'extrémité de la bande 2 de carton située dans la partie périphérique 23 est collée sur une autre zone 233 sous-jacente de cette partie périphérique 23. Cette zone 9 de collage s'étend par exemple selon une ligne 91 le long de l'axe 22, cette ligne 91 étant par exemple rectiligne. [0058] Suivant un mode de réalisation représenté aux figures, chaque lobe 3, 4, 5, 6, 7 comporte au moins une partie extérieure ou au moins un tronçon extérieur 31, 41, Si, 6 61, 71 ayant un ou plusieurs points ou arêtes de contact contre la partie périphérique 23. Chaque partie extérieure ou tronçon extérieur 31, 41, 51, 61, 71 peut être formé d'un tronçon ou de plusieurs tronçons pliés entre eux. Par exemple, aux figures, chaque lobe 3, 4, 5, 6, 7 est en contact avec la partie périphérique 23 par les premiers plis extérieurs 320, 420, 520, 620, 720 d'extrémité du tronçon extérieur 31, 41, 51, 61,71 et par les deuxièmes plis extérieurs 330, 430, 530, 630, 730 d'extrémité du tronçon extérieur 31, 41, 51, 61, 71. Le tronçon extérieur 31, 41, 51, 61, 71 sert ainsi d'appui à la la partie périphérique 23. [0059] Suivant un mode de réalisation représenté aux figures, chaque lobe 3, 4, 5, 6 comporte respectivement : [0060] - un tronçon extérieur 31, 41, 51, 61, qui est situé en face de la partie périphérique 23, [0061] - un premier tronçon intérieur 32, 42, 52, 62, qui comporte un premier pli extérieur 320, 420, 520, 620 d'extrémité le raccordant au tronçon extérieur 31, 41, 51, 61 et qui s'étend entre ce premier pli extérieur 320, 420, 520, 620 d'extrémité et une zone centrale 220 du filtre 2 comprenant l'axe central 22, [0062] - un deuxième tronçon intérieur 33, 43, 53, 63, qui comporte un deuxième pli extérieur 330, 430, 530, 630 d'extrémité le raccordant au tronçon extérieur 31, 41, 51, 61 et qui s'étend entre et qui s'étend entre ce deuxième pli extérieur 330, 430, 530, 630 d'extrémité et la zone centrale 220 du filtre 2. [0063] Suivant un mode de réalisation représenté aux figures, un des lobes, tel que par exemple le lobe 7 aux figures, comporte : [0064] - un tronçon extérieur 71 situé en face de la partie périphérique 23, [0065] - un premier tronçon intérieur 72 non plié par rapport au tronçon extérieur 71, [0066] - un deuxième tronçon intérieur 73, qui s'étend entre un deuxième pli extérieur 730 d'extrémité du tronçon extérieur 71 et la zone centrale 220 du filtre 2. Une autre zone 234 de la partie périphérique 23, située en face du tronçon extérieur 71, est raccordée par un premier pli extérieur 720 au premier tronçon intérieur 72. On reboucle ainsi les lobes sur eux-mêmes, pour former à partir du premier pli extérieur 720 du lobe 7 la partie périphérique 23. La zone 9 de collage peut être située au-dessus du premier tronçon intérieur 72, c'est à-dire que la zone 233 sous-jacente de collage peut être l'autre zone 234. Par exemple, le deuxième tronçon intérieur 73 peut être à l'extrémité intérieure de la bande 2 de carton. Bien entendu, il pourrait être prévu deux tronçons intérieurs se recouvrant, en plus du tronçon extérieur 71. Les tronçons intérieurs 32, 42, 52, 62, 72, 33, 43 53 63, 73 s'étendent de la zone centrale 200 vers la partie périphérique 23 ou globalement radialement pat- rapport à l'axe central 22. [0067] Suivant un mode de réalisation représenté aux figures, pour au moins un premier lobe 3. 4, 5, 6 et un deuxième lobe 4, 5, 6, 7, qui est respectivement voisin du premier lobe 7 3, 4, 5, 6, le deuxième tronçon intérieur 33, 43, 53, 63 du premier lobe 3, 4, 5, 6 est relié au premier tronçon intérieur 42, 52, 62, 72 du deuxième lobe 4, 5, 6, 7 par un pli intérieur 44, 54, 64, 74 d'extrémité de ceux-ci. Suivant un mode de réalisation représenté aux figures, le deuxième tronçon intérieur 73 du lobe 7 est relié au premier tronçon intérieur 32 du deuxième lobe 3 par un pli intérieur 34 d'extrémité de ceux-ci. [0068] Suivant un mode de réalisation, la partie périphérique 23 du filtre 1 peut être de forme sensiblement stronconique autour de l'axe central 22, ainsi que représenté par exemple aux figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 11. [0069] Suivant un autre mode de réalisation, la partie périphérique 23 peut être de forme sensiblement cylindrique, par exemple cylindrique sensiblement circulaire, autour de l'axe central 22, ainsi que représenté par exemple aux figures 8, 9 et 10. [0070] Suivant un mode de réalisation, une feuille 8 délimitant un tube axial 81 destiné à contenir du tabac est collée sur la surface extérieure de l'extrémité axiale 231 de la partie périphérique 23 dans le prolongement de la partie périphérique 23, ainsi que cela est représenté aux figures 5, 6,9 et 10. En outre, la feuille 8 est collée sur elle-même à ses extrémités longitudinales le long de l'axe 22. Ce collage est par exemple réalisé d'une manière automatisée sur une machine en série, par exemple en utilisant le procédé de fabrication décrit ci-dessous. Une cigarette peut ainsi comporter cette feuille 1 fixée au filtre 1. Le fumeur s'étant procuré l'ensemble préfabriqué constitué du filtre 1 et la feuille 8 collée au filtre 1 peut alors introduire du tabac dans le tube axial 81 par son ouverture 82 d'extrémité éloignée du filtre 1. Par exemple, aux figures 5 et 6, le filtre 1, la feuille 8 et le tube axial 81 sont sensiblement tronconiques autour de l'axe 22 (la feuille 8 étant collée à l'extrémité axiale 231 de la partie périphérique 23, qui celle la plus large par rapport à l'autre extrémité axiale 235 du filtre 1. Par exemple, aux figures 9 et 10, le filtre 1, la feuille 8 et le tube axial 81 sont sensiblement cylindriques, par exemple sensiblement cylindriques circulaires, autour de l'axe 22. [0071] Suivant un mode de réalisation, les lobes 3,4, 5, 6,7 délimitent entre eux un espace central 220 contenant l'axe central 22. Par exemple, cet espace central 220 (qui est également un canal de passage de gaz) est situé entre les plis intérieurs 34, 44, 54, 64, 74 des tronçons intérieurs 32, 42, 52, 62, 72, 33, 43, 53, 63, 73. Cet espace central 220 permet d'introduire une broche B de tenue du filtre pour fixer dessus la feuille 8 délimitant le tube axial 81 destiné à contenir du tabac, ainsi que cela est représenté aux figures 5, 6, 9, 10 et 11. [0072] Un procédé de fabrication automatisé de l'ensemble constitué du filtre 1 préfabriqué et de la feuille 8 collée au filtre 1 peut comporter les étapes décrites ci-dessous. Lors d'une étape d'immobilisation du filtre, le filtre 1 est enfilé par une machine par son espace central 220 autour d'une broche B pour tenir le filtre 1. Puis, lors d'une étape de 8 fixation de la feuille 8, la feuille 8 est collée par la machine dans le prolongement de la partie périphérique 23 sur l'extrémité axiale 231 de la partie périphérique 23 du filtre 1 tenu sur la broche B. Puis, lors d'une étape de séparation du filtre 1 par rapport à la broche B, la broche B est retirée du filtre 1. [0073] Bien entendu, les modes de réalisation, caractéristiques, possibilités et exemples ci- dessus peuvent être combinés l'un avec l'autre ou être sélectionnés indépendamment l'un de l'autre. 9