FR 2508774 A1 19830107 FR 8211828 A 19820706 -1- La présente invention concerne des filtres ventilés pour cigarettes, c'est-à-dire des filtres qui permettent en cours d'usage l'aspiration d'air extérieur pour diluer la fumée dans le filtre et/ou dans la bouche du fumeur, et elle a trait plus particulière- ment à un filtre qui établit initialement des voies ayant une perte de charge relativement faible ainsi que des voies à perte de charge relativement élevée pour le passage de la fumée, l'agencement étant tel que, en service, le passage préférentiel de fumée par l'inter- médiaire de la ou des voies à faible perte de charge provoque leur blocage, de sorte que le passage de fumée par la ou les voies à forte perte de charge et le degré de ventilation par air sont augmentées. Des filtres conformes à l'invention contribuent à unifor- miser la sensation d'odeur pendant que la cigarette est fumée La sensation d'odeur produite par une cigarette à filtre ventilé clas- sique augmente pendant que la cigarette est fumée depuis une faible valeur initiale, souvent insatisfaisante, jusqu'a une valeur élevée, souvent inacceptable; pour une sensation d'odeur globale donnée, un filtre conforme à l'invention établit en comparaison une valeur initiale accrue et une valeur finale réduite, et par conséquent, il crée une fumée plus uniforme. Dans certains types de filtres conformes à l'invention, la ou chaque voie à perte de charge relativement faible est pourvue transversalement d'une barrière qui est initialement perméable à la fumée mais qui est obturée par le passage de fumée au travers d'elle. Dans certains modes préférés de réalisation, ladite barrière com- porte deux couches d'une matière perméable à l'air (par exemple du papier) , dont l'une possède une forte perméabilité à l'air (par exemple de 10 à 100 K, de préférence d'environ 20 K) tandis que l'autre a une perméabilité à l'air encore supérieure (par exemple de 50 à 700 K, de préférence d'environ 500 K) Les unités de per- méabilité à l'air utilisées dans la présente demande de brevet seront définies dans la suite De préférence, la barrière est dis- posée de manière que la couche de haute perméabilité soit placée sur la face d'aval de la couche de faible perméabilité; on estime que, en service, la fumée aspirée passe au travers de la couche de faible perméabilité, de telle sorte que les particules viennent percutzer contre la couche de haute perméabilité en produisant une obturatior progressive des pores de la première couche Cet agencement permet d'établir une augmentation progressive et uniforme de la perte de -2- charge (PD) d'une bouffée à l'autre (et par conséquent une augmen- tation plus uniforme de dilution de l'air) que ce qui peut être obtenu autrement. Dans un mode de réalisation conforme à l'invention, le filtre comporte un noyau axialement allongé qui est pourvu sur sa périphérie d'au moins un passage s'étendant depuis une extrémité du noyau seulement partiellement en direction de l'autre extrémité de ce noyau et qui est en communication, permettant l'écoulement de fumée, avec le noyau, par l'intermédiaire d'un moyen pouvant être obturé par le passage de fumée de tabac non filtrée au travers Ledit moyen peut, par exemple, être une barrière se présentant sous la forme d'un manchon de noyau (par exemple une enveloppe) qui sépare ce noyau du ou de chaque passage; ce manchon de noyau peut, par exemple, être formé d'une matière perméable à la fumée, établissant une perte de charge intrinsèquement faible et qui est rapidement obturée par le passage de fumée de tabac non filtrée au travers d'elle, de sorte que l'écoulement de fumée est de plus en plus ré- duit ou arrêté, ou bien elle peut être formée d'une matière intrin- sèquement imperméable à la fumée qui comporte de petites perfora- tions permettant d'obtenir le même résultat; on peut également avoir affaire à une barrière à deux couches du type mentionné ci- dessus Un passage donné peut comprendre une rainure ménagée dans la périphérie du noyau et/ou il peut être défini entre des surfaces opposées du noyau et des parties de manchon profilées Le noyau et le manchon peuvent être profilés de façon à créer le ou lesdits passages. Dans un autre mode de réalisation, le filtre comporte au moins un passage interne s'étendant à partir d'une extrémité du filtre seulement en partie de son autre extrémité et en communi- cation, permettant l'écoulement de la fumée, avec une partie de filtrage de fumée du filtre par l'intermédiaire d'un moyen pouvant être obturé par le passage de fumée de tabac non filtrée au travers. Ledit moyen peut, par exemple, être une couche formant barrière, entourant le passage et le séparant du reste du filtre, cette cou- che ayant initialement une faible perte de charge et étant perméable à la fumée, mais étant obstruée par le passage de fumée de tabac non filtrée de sorte que l'écoulement de fumée est de plus en plus réduit ou arrêté; on peut, par exemple avoir affaire à une barrière à deux couches du type précédemment décrit Dans d'autres modes de réalisation, le ou chaque passage est un tube de matière imperméable à la fumée qui a, au moins à son extrémité placée à l'intérieur du filtre, un petit diamètre intérieur de façon à être obturé par le passage de fumée de tabac non filtrée au travers. Certains filtres préférés conformes à la présente inven- tion comportent des tronçons longitudinalement adjacents de noyau ayant des pertes de charge relativement élevées et relativement faibles et qui sont entourés par un manchon profilé ménageant entre lui et les tronçons de noyau un ou plusieurs passages s'étendant à partir d'une extrémité du filtre seulement en partie en direction de l'autre extrémité, une barrière obturable étant disposée entre le ou les passages et le tronçon de noyau à faible perte de charge La barrière peut être d'une structure à deux couches du type mentionné ci-dessous, ou bien elle peut être constituée, au contraire, par une seule couche d'une matière intrinsèquement perméable et/ou per- forée La voie initiale à faible perte de charge est par conséquent établie par le tronçon de noyau à faible perte de charge, par le ou les passages et par ladite barrière intermédiaire, tandis que la voie à forte perte de charge est établie par les tronçons de noyau à faible et forte perte de charge Le tronçon de noyau à forte per- te de charge, par exemple à perte de charge comprise entre 200 et 600 mm d'eau (par exemple 300 mm) peut être formé d'un tampon cons- titué de fibres (par exemple d'acétate de cellulose) ou de papier. Le tronçon de noyau à faible perte de charge peut être constitué par un tampon ou un élément tubulaire; un tel tampon ou élément tubulaire à faible perte de charge peut venir buter contre le tron- çon de noyau à forte perte de charge, ou bien il peut être espacé longitudinalement de celui-ci afin de définir une cavité formant une partie du tronçon de noyau à faible perte de charge Le ou lesdits passages peuvent être en communication, permettant l'écoulement de fumée (par l'intermédiaire de ladite barrière), avec la matière du tronçon de noyau à faible perte de charge (lorsque cette matière est perméable à la fumée) et/ou avec une cavité faisant partie du tronçon de noyau à faible perte de charge. Le tronçon de noyau à faible perte de charge est constitué de façon appropriée par un tampon d'une matière connue sous la désignation commerciale de "Transorb" (Marque déposée), c'est-à-dire une tige dense et compacte formée de filaments d'acétate de cellulose liés ensemble Les caractéristiques des tiges "Transorb", ainsi que leur procédé de fabrication (qui permet de supprimer l'ondulation initiale des filaments) ont été décrits dans le brevet du -4- Royaume-Uni N O 970 817 Au moins vers son extrémité d'aval, et dans la plupart des cas sur toute sa longueur, la périphérie du tronçon à forte perte de charge est de préférence essentiellement impermable à la fumée -par exemple grâce à la prévision d'une peau intégrale formée par fusion (par exemple par échauffement ou par solvant), ou bien par la prévision d'un fourreau (qui peut être une enveloppe Cu un revêtement, par exemple un revêtement d'adhésif assurant le collage du tronçon sur ladite barrière). Dans la présente description, une perméabilité à l'air de n K définit-une perméabilité à l'air de N x 1000 ml/minute/10 cm 2 / mm d'eau de pression cette valeur étant déterminée par mesure de la pression "p", exprimée en mm d'eau, engendrée par un écoule- ment de 1050 ml d'air par minute au travers de 10 cm 2 de l'échan- tillon, et en effectuant le calcul à partir de l'équation suivante perméabilité à l'air = 1050 x 100 p- Des filtres conformes à l'invention peuvent être incor- porés à des cigarettes à filtre d'une manière classique au moyen d'une cape d'embout de ventilation Dans les modes de réalisation mentionnés cidessus, o le filtre comporte une partie de la voie à faible perte de charge qui est formée par un ou plusieurs passages partant d'une extrémité du filtre, c'est cette extrémité du filtre qui vient buter contre la colonne de tabac de la cigarette La cape d'embout peut être formée d'une matière perméable à l'air mais elle est normalement constituée d'une matière imperméable à l'air et elle est pourvue de perforations de ventilation la traversant; l'agence- ment est toujours réalisé de manière que la quantité d'air de venti- lation qui est aspiré augmente à mesure que la résistance à l'aspi- ration de fumée au travers du filtre croit au fur et à mesure que l'écoulement de fumée passe des voies à faible perte de charge aux voies à forte perte de charge lorsque la cigarette est fumée pro- gressivement. Lors de la fabrication initiale de filtres conformes à l'invention, pour alimenter l'étage de production des cigarettes à filtre avec une enveloppe de ventilation extérieure (intrinsèque- ment perméable à l'air et/ou perforée), on peut les incorporer aux cigarettes soit à l'aide d'un embout annulaire, soit à l'aide d'une cape d'embout intégrale. L'invention a été décrite ci-dessus en référence à des filtres ventilés, c'est-à-dire des filtres comportant une enveloppe de ventilation, qui peut être constituée par une cape d'embout as- -5- surant la jonction du filtre avec la tige de tabac enveloppée d'une cigarette à filtre L'invention se rapporte également à des éléments de filtre destinés à être combinés avec une enveloppe de ventilation pour former des filtres ventilés conformes à l'invention De tels éléments, dont des exemples vont être décrits dans la suite, sont généralement caractérisés par le fait qu'ils comprennent un corps de noyau intégral ou composite axialement allongé, qui est pourvu d'au moins un passage externe ou d'un passage interne s'étendant depuis une extrémité du corps seulement partiellement vers l'autre extré- mité, ainsi qu'un moyen pour permettre un écoulement de la fumée entre le ou les passages précités et le corps, ledit moyen étant obturé par le passage de fumée de tabac non filtrée au travers Les éléments sont usuellement produits initialement sous la forme de tiges ou colonnes continues et ils sont immédiatement tronçonnés en longueurs finies en vue d'une manipulation ultérieure et d'une pro- duction de cigarettes à filtres Le cas échéant, une enveloppe de ventilation peut être mise en place de façon continue autour de l'élément à mesure qu'il est formé et avant le tronçonnement en longueurs finies, mais les filtres résultants conformes à l'inven- tion nécessitent alors un autre entourage (embout annulaire ou cape d'embout de ventilation) pour leur incorporation à des cigarettes à filtres; lorsque les éléments sont produits et tronçonnés sans en- veloppe, ils sont habituellement réalisés sour la forme de filtres conformes à l'invention par mise en place d'une cape d'embout de ventilation pendant la production des cigarettes à filtres Pour la fabrication des cigarettes à filtres, un élément ou filtre de lon- gueur double est disposé de manière qu'une tige de tabac enveloppée vienne buter contre l'une ou l'autre extrémité, un entourage est mis en place pour joindre les tiges de tabac et le filtre ou élément de longueur double intermédiaire et l'ensemble résultant est tronçonné en son milieu pour produire deux cigarettes à filtres L'élément ou filtre continu initialement produit est normalement tronçonné en unités de longueur multiple paire (par exemple sextuple) en vue de la fourniture au fabricant de cigarettes qui assure alors le tronçonnage de ces éléments de longueurs multiples en éléments de longueurs doubles en vue de leur utilisation dans la production des cigarettes à filtre comme décrit ci- dessus Il est à noter que, dans le cas d'un élément ou filtre individuel conforme à l'inven- tion, qui est asymétrique (c'est-à-dire dont les deux extrémités sont différentes), les éléments de longueurs multiples et de -6- longueurs doubles à partir desquels on forme finalement les tron- çons individuels sont usuellement symétriques et comportent des extrémités identiques Les éléments et filtres de longueurs multi- ples (notamment de longueurs doubles) qui sont par conséquent éga- lement formés, conformément à la présente invention, comprennent plusieurs éléments ou filtres unitaires-qui sont disposés d'une seule pièce bout à bout, chacun desdits éléments ou filtres uni- taires étant disposés symétriquement par rapport au ou à chaque élément unitaire ou filtre qui lui est relié. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un élément de filtre conforme à l'invention; La figure 2 est une vue en coupe partielle d'un filtre et d'une cigarette à filtre réalisés conformément à l'invention en utilisant l'élément de filtre de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une ci- garette utilisant un élément de filtre et un filtre différents conformes à l'invention; La figure 4 est une vue en coupe longitudinale, faite suivant la ligne IV-IV de la figure 5, d'une cigarette à filtre utilisant un troisième élément de filtre et un troisième filtre conforme à l'invention; La figure 5 est une coupe faite suivant la ligne V-V de la figure 4; Les figures 6, 7 et 8 sont des vues en coupe longitudi- nale schématiques de trois filtres et cigarettes différents con- formes à l'invention, la coupe de la figure 7 étant faite suivant les lignes VII-VII de la figure il; Les figures 9 et 10 sont des vues en coupe du mode de réalisation de la figure 6 au travers de la zone de sa cavité interne 63 et de sa zone extrême d'amont; La figure 11 est une vue en coupe du mode de réalisation de la figure 7 au travers de sa zone extrême d'amont, et Les figures 12 à 14 sont des vues schématiques en coupe longitudinale de trois différents éléments de filtre de longueur sextuple conformes à l'invention. L'élément de filtre représenté sur la figure l comprend un -7- noyau 2 formé d'un faisceau de fibres d'acétate de cellulose liées ensemble, qui est enveloppé par un entourage de tampon 3 Le noyau 2 et l'entourage de tampon 3 sont partiellement sertis à une extré- mité 4 pour former un tronçon de noyau 6 de section réduite, entoure par quatre rainures ou canaux 8 disposées symétriquement et séparées par des nervures ou ailettes 10 L'entourage de tampon 3 est formé d'un papier poreux qui offre une résistance initiale faible au pas- sage de la fumée, mais qui est progressivement obturé par l'écoule- ment de fumée de tabac non filtrée le traversant L'élément pourrait être pourvu d'un entourage extérieur lisse formé d'une matière per- méable à l'air et/ou perforée auquel cas, il pourrait être incor- poré à une cigarette à filtre par l'intermédiaire d'un embout annu- laire. L'élément représenté peut être réalisé en produisant de façon continue d'une manière classique une tige de fibres d'acétate de cellulose enveloppée par un entourage 3, en plissant cette tige à intervalles et en sectionnant la tige plissée résultante transver- salement au travers de zones adjacentes plissées et non plissées - comme cela a été précédemment expliqué, ce tronçonnage serait d'a- bord réalisé en longueurs multiples symétriques, puis en longueurs doubles symétriques et, finalement, en longueurs simples asymétrique L'élément de filtre de la figure 1, incorporé à une ciga- rette, a été représenté sur la figure 2, qui montre que l'élément (représenté en élévation latérale) vient buter par son extrémité 4 contre une colonne de tabac enveloppée 12 (représentée en coupe) et est fixé sur la tige de tabac par une cape d'embout 14 formée d'une matière imperméable à l'air et pourvue d'un anneau circonférentiel de perforations de ventilation 16 En service, la fumée sortant de la tige de tabac est initialement aspirée préférentiellement le long de la voie à faible perte de charge, c'est-à-dire le long des canaux 8 et par l'intermédiaire de l'entourage de tampon 3 en direction de la partie non plissée du noyau 2; la transmission de composants d'odeur au fumeur est par conséquent relativement grande et le degré de dilution par l'air par l'intermédiaire des perforations 16 jusque dans le noyau 2 est relativement faible Après les pre- mières bouffées (par exemple trois ou quatre), l'entourage de tam- pon 3 est cependant obturé par le passage de la fumée non filtrée au travers et la fumée provenant de la colonne de tabac est de plus en plus obligée de suivre la voie à plus forte perte de charge pour parvenir à la section réduite 6 et s'écouler sur toute la longueur du noyau 2; le degré de filtrage de la fumée augmente par consé- quent avec le degré de ventilation, ce qui tend à contrebalancer l'augmentation de la transmission de goudrons, etc, qui se pro- duit normalement pendant les dernières bouffées d'une cigarette à filtre classique En conséquence, une transmission totale donnée de goudron peut être assurée à un débit plus uniforme d'une bouffée à l'autre qu'avec un filtre classique. Il est à noter que, bien qu'on ait représenté un noyau unitaire 2, de nombreuses variantes sont possibles; ainsi, le noyau pourrait être constitué par une structure composite formée de deux tronçons placés bout à bout ayant des caractéristiques différentes (par exemple des pertes de charge différentes); une autre possi- bilité consiste à pourvoir l'extrémité buccale du noyau 2 d'une cavité interne. L'élément de filtre conforme à l'invention qui a été représenté sur la figure 3 comprend un noyau formé d'une matière de filtrage de fumée et pourvu d'une cavité interne 22 débouchant à son extrémité 4 et entourée par un corps formé d'un faisceau de fibres d'acétate de cellulose 24 et donnant lieu à une perte de charge relativement élevée La cavité 22 est séparée du corps en- vironnant 24 par un tube 26 qui est constitué d'une matière imper- méable à la fumée et qui diminue de section à l'intérieur du filtre jusqu'à un orifice étranglé 28; le corps 24 et la sortie de l'ori- fice 28 viennent buter contre un tampon 38 formé d'un faisceau de fibres d'acétate de cellulose et à perte de charge relativement faible, le corps 24 et le tampon 30 étant réunis par un entourage périphérique poreux 32 Le filtre conforme à l'invention se compose de cet élément de filtre et de la cape d'embout périphérique 14 à l'aide de laquelle il est fixé par l'extrémité 4 sur une tige de tabac enveloppée 12; la cape d'embout 14 est pourvue d'un anneau circonférentiel de perforations de ventilation 16. La voie initiale de passage de la fumée avec une faible perte de charge est dans ce cas constituée par la cavité 22 et l'ori- fice 28 débouchant dans le tampon 30, la transmission des goudrons étant par conséquent relativement grande et la ventilation au tra- vers des perforations 16 relativement faible Après quelques bouf- fées, l'orifice 28 est obturé par le passage de la fumée non filtrée, une quantité croissante de fumée devant par conséquent passer au travers du corps 24 à forte perte de charge pour parvenir dans le tampon 30, ce qui augmente l'efficacité de filtrage et le degré de ventilation, comme auparavant. -9- L'élément de filtre conforme à l'invention représenté sur les figures 4 et 5 comporte un noyau 2 formé d'un élément à forte perte de charge 40 et d'un élément 42 à faible perte de charge, qui sont maintenus assemblés par un entourage de tampon 3 Autour de l'entourage 3, il est prévu une autre enveloppe 44 formée d'une matière imperméable à la fumée et à l'air et qui est pourvue de rangées respectives d'ondulations s'étendant longitudinalement 46,- 48 aux extrémités 4 et 50 de l'élément, ces ondulations étant sépa- rées par des ondulations circonférentielles 52 Les ondulations 46 définissent avec le noyau 2 des canaux longitudinaux 54 qui partent de l'extrémité 4 et qui se terminent aux ondulations circonféren- tielles 52, tandis que les ondulations 48 définissent, à l'extérieur de l'élément, les canaux longitudinaux 56 qui s'étendent des ondula- tions circonférentielles 52 jusqu'à l'extrémité 50 de l'élément. L'entourage de tampon 3 est formé d'une matière imperméable à la fumée et il comporte des perforations 55 aux extrémités intérieures des canaux 54 autour du tampon 42 Les perforations 55 sont pro- gressivement obturées par la fumée les traversant. Dans le filtre représenté, l'élément de filtre est pourvu d'une enveloppe de ventilation 14 qui constitue une cape d'embout reliant l'élément à la tige de tabac enveloppée 12 à son extrémité 4 Les perforations de ventilation 16 ménagées dans la cape d'embout 14 communiquent, comme indiqué, avec les canaux 56 La voie initiale à faible perte de charge pour la fumée est située dans ce cas le long des rainures 54, au travers de la partie de l'entourage de tampon 3 située aux extrémités desdites rainures o elle entoure l'élément de noyau 42 à faible perte de charge, puis au travers de ce dernier élément jusqu'à l'extrémité buccale 50; comme pour les autres modes de réalisation, la transmission initiale de goudron est assez élevée, alors que le degré de dilution par l'air (direc- tement dans la bouche du fumeur par l'intermédiaire des passages 56) est relativement faible Après les premières bouffées, les perfora- tions 55 au travers desquelles la fumée non filtrée a passé pour arriver dans l'élément à faible perte de charge 42 sont obstruées, et une quantité croissante de fumée est obligée de passer au con- traire dans l'élément 42 par l'intermédiaire de l'élément de noyau à forte perte de charge, ce qui se traduit par une augmentation de l'effet de filtrage et du degré de ventilation Les parois des ondulations 48 pourraient être perforées de manière que de l'air de B ventilation pénétrant dans les canaux 56 à partir des perforations -10- 16 puisse passer également dans les canaux adjacents 57 formés en- tre les ondulations et l'entourage de tampon 3 avant d'être aspiré dans la bouche du fumeur Les parois des ondulations 46 pourraient être perforées de la môme façon pour permettre un passage de fumée (pendant les premières bouffées) dans tous les canaux ( 54 et 53) formés entre la cape d'embout 14, les ondulations 46 et l'entourage de tampon 3 Il est évident que l'enveloppe 44 pourrait être formée d'une matière ayant un certain degré de perméabilité intrinsèque. Une coupe faite au travers de l'extrémité comportant les ondulations 46 a un aspect semblable à la figure 5 sans les perfo- rations 16. L'entourage de tampon 3 comportant les perforations 55 et représenté sur les figures 4 et 5 pourrait être remplacé par un entourage de tampon 3 intrinsèquement perméable et obturable, du type décrit en référence aux figures 1 et 2, et notamment par un entourage formé de deux couches de papier dans lesquelles la couche extérieure (d'amont) aurait une perméabilité à l'air d'en- viron 20 K et la couche intérieure(d'aval) une perméabilité à l'air d'environ 500 K. De même, le tube 26 pourvu de l'orifice 28 et représenté sur la figure 3 pourrait être remplacé par un tube tel que celui de la figure 1 ou tel que l'entourage de tampon à deux couches précité, fermé à son extrémité d'aval par exemple en étant plissé de la manière indiquée pour l'extrémité 4 sur la figure l, mais en fermant complètement l'extrémité. Les figures 6, 9 et 10 représentent un filtre comportant un tronçon de noyau 42 de faible perte de charge qui est formé par un élément tubulaire 61 et qui comporte une cavité 63 par laquelle l'élément tubulaire est longitudinalement espacé d'un tampon à for- te perte de charge 40 constitué d'une matière de filtrage de fumée de tabac L'élément tubulaire 61 peut être formé d'une matière fi- breuse ou non fibreuse, perméable ou imperméable à la fumée Le tampon 40 est constitué de façon approprié d'un faisceau de fila- ments groupés (par exemple d'acétate de cellulose) ou bien de pa- pier, sa perte de charge étant d'environ 300 mm d'eau Un manchon 3, entourant les parties de noyau et assurant leur jonction, constitue la barrière qui est initialement perméable à la fumée mais qui est obstruée progressivement par la fumée la traversant Le manchon 3 est constitué de façon appropriée par une enveloppe qui est avan- tageusement collée sur les éléments 62 et 40 Le manchon 3 est cons- titué dans ce cas par une enveloppe de papier à deux couches, dont -11- la couche intérieure (d'amont) a une perméabilité de 20 K et la couche extérieure (d'aval) une perméabilité de 500 K Le manchon 3 pourrait cependant être formé d'une autre manière et avoiz une autre structure à condition de remplir la fonction décrite. Immédiatement autour du manchon 3 formant barrière, il est prévu un manchon profilé 44 qui est par exemple ondulé longitudina- lement et formé de papier, et qui peut être perméable à l'air (mais qui ne l'est pas dans ce cas) Les rainures internes et externes 66, 68 formées par le manchon 44 débouchent à l'extrémité 50 du filtre autour du tampon 40 et s'étendent dans sa direction longitudinale seulement sur une partie de la longueur du filtre, en se terminant dans une zone 67 située autour du tronçon de noyau à faible perte de charge; dans la zone 67, le manchon 44 peut être simplement laissé lisse et non-profilé, une partie de remplissage 80 (formée par exemple d'une matière thermoplastique)compensant la différence de diamètre extérieur et obturant des passages qui déboucheraient autrement à cette extrémité du tube Les rainures internes 66 peu- vent par exemple avoir une profondeur comprise entre 0,5 et 1 mm et avoir un pas d'environ 1 mm dans le cas d'un filtre de dimensions classiques, il serait prévu environ 23 rainures réparties uniformé- ment sur la circonférence du noyau En service, le filtre peut être fixé sur une tige de tabac enveloppée 12, comme indiqué, à l'aide d'une cape d'embout de ventilation 14, qui peut être formée d'une matière intrinsèquement perméable à l'air et/ou pourvue de perfora- tions de ventilation (comme indiqué en 16) débouchant dans les pas- sages externes 68 En service, la fumée de tabac s'écoule, pendant une bouffée, à partir de la tige de tabac 12 au travers de l'élément tubulaire 61 Pendant les bouffées initiales, au moins la majorité de la fumée passe au travers du manchon 3 formant barrière pour pénétrer dans les passages internes 66 ménagés entre les manchons 3 et 44 et pour parvenir ensuite dans la bouche du fumeur, ce qui correspond à la voie de perte de charge minimale. L'écroulement de fumée arrivant sur la face intérieure du manchon 3 traverse le papier poreux d'une porosité de 20 K et les particules ont tendance à venir buter contre le papier de porosité de 500 K, en produisant ainsi une obturation progressive des pores. Il en résulte que le transfert de l'écoulement de fumée depuis cette voie initiale jusqu'à celle correspondant à l'élément à forte perte de charge 40 se produit uniformément et progressivement en établis- sant une augmentation de la perte de charge bouffée par bouffée. -12 2508774 Lorsque cette augmentation progressive de la perte de charge bouffée par bouffée se produit, on enregistre une augmenta- tion progressive de l'écoulement d'air de ventilation au travers de la cape d'embout 14 Cet écoulement d'air parvient dans les passa- ges extérieurs 68 et ensuite dans la bouche du fumeur. Les figures 7 et 11 représentent un autre mode de réalisa- tion dans lequel des segments espacés 61 et 40 sont semblables à ceux mis en évidence sur la figure 6 et sont enveloppés comme aupa- ravant d'un manchon 3 constitué de deux couches perméables à l'air et formant barrière (la couche complètement intérieure ayant une perméabilité de 500 K) Un manchon longitudinalement ondulé 44 enveloppe l'ensemble, une rainure circonférentielle 77 fermant les passages 66 mais non les passages 68 qui sont obturés par une ma- tière thermoplastique 80 dans la zone 67. En service, l'écoulement de fumée passe en prédominance, dans les bouffées initiales, dans les passages internes 66, la voie d'écoulement étant dérivée dans les zones d'interruption 77 et passant ensuite au travers de l'enveloppe à faible perte de charge initiale 3 pour parvenir ensuite dans la bouche du fumeur. Lorsque l'enveloppe 3 est progressivement obturée par des particules de fumée, sa perte de charge croît progressivement et la fumée est dérivée uniformément vers le segment à forte perte de charge 40. Comme dans le mode de réalisation de la figure 6, il se produit à chaque bouffée successive une augmentation progressive et uniforme de la perte de charge et de la ventilation dans le filtre. La figure 8 représente encore un autre mode de réalisation dans lequel un tronçon de noyau 42 et un second tronçon de noyau 40 sont placés axialement bout à bout Le tronçon 42 est un corps cy- lindrique formé d'une matière poreuse ( par exemple de fibres d'acé- tate de cellulose) et présentant une très faible perte de charge - de préférence d'environ 15 mm d'eau Le tronçon 40 est un corps cylindrique de matière poreuse (formé par exemple de fibres d'acé- tate de cellulose) et présentant une forte perte de charge, de pré- férence de l'ordre de 300 mm d'eau Les tronçons 40 et 42 sont en- veloppés d'un manchon 3 formant barrière et agencé de la même façon que sur la figure 6 L'enveloppe 3 peut être fixée sur le tronçon 40 autour de sa périphérie L'ensemble 40 est enveloppé d'une matière longitudinalement ondulée 44, les passages 66 et 68 se terminant -13- dans une zone d'amont 67 comme sur la figure 6 Une tige ou colonne de tabac 12 est fixée sur l'ensemble de filtre à l'aide d'une cape constituée d'un papier perforé (comme en 16) ou perméable 14. Comme indiqué par les flèches mettant en évidence l'écou- lement de fumée, le fonctionnement du filtre pendant qu'une ciga- rette est fumée, est semblable à ce qui a été décrit pour la figure 6 L'écoulement initial de fumée passe au travers de la matière du tampon 42 et au travers de la barrière 3 pour parvenir dans les passages 66, mais il est dérivé progressivement vers la voie passant au travers des tampons 40 et 42, avec augmentation de la ventila- tion par l'intermédiaire des passages 68. Il est possible d'apporter différentes modifications aux modes de réalisation représentés Par exemple, dans les modes de réalisation des figures 6, 9, 10 et dans celui de la figure 8, le manchon ondulé 44 peut être perméable à la fumée ou à l'air, in- trinsèquement et/ou par l'intermédiaire de perforations; de la fumée et de l'air peuvent par conséquent se mélanger dans les pas- sages 66, 68 jusqu'à ce que l'écoulement de la fumée au travers de la barrière 3 et vers les passages 66 cesse lors de l'obturation de cette barrière 3; dans ces variantes, pendant qu'une cigarette est fumée, les deux passages 66 et 68 sont disponibles pour un écou- lement d'air de ventilation, qui peut par conséquent être augmenté par comparaison au cas ou l'écoulement d'air peut passer seulement par des passages externes. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 4 à 11, le tronçon de noyau 40 à forte perte de charge peut compor- ter une surface circonférentielle qui est rendue imperméable à la fumée par un revêtement d'adhésif à l'aide duquel il est fixé sur le manchon 3 formant barrière, mais le degré nécessaire d'imperméa- bilité, et l'étendue, de la surface du tronçon de forte perte de charge 40, peuvent être établis d'autres manières, comme indiqué précédemment. Comme cela a été expliqué ci-dessus, un élément de filtre ou un filtre conforme à l'invention, tels que l'un quelconque de ceux représentés, est initialement réalisé sous la forme d'une lon- gueur continue dans laquelle sont découpées des tiges de longueurs multiples paires (c'est-à-dire que chaque tige est un multiple pair de l'élément ou filtre individuel final), les tiges de longueurs multiples étant ensuite encore subdivisées en éléments de longueur double, Puis, pendant la production des cigarettes à filtres, en -14- éléments finaux de longueur simple Des exemples de tiges de lon- gueur sextuples conformes à l'invention, qui peuvent encore être subdivisées en éléments individuels conformes à l'invention, ont été représentées schématiquement sur les figures 12 à 14 La figure 12 représente une tige de longueur sextuple à partir de laquelle des éléments et filtres de longueur simple, tels que ceux des figures 1 et 2, peuvent être produits en effectuant d'abord un dé- coupage à mi-distance des parties longitudinalement rainurées dans les positions 82 pour produire des tiges de longueur double, le sectionnement étant ensuite effectué, pendant la fabrication des cigarettes à filtres, comme décrit ci-dessus, dans les positions 84 La figure 13 représente une tige de longueur sextuple qui peut être tronçonnée d'une manière semblable d'abord en 82 à mi-distance * au travers des éléments tubulaires intérieurs 61, puis en 84 à mi- distance au travers des éléments à forte perte de charge 40 afin de produire ensuite des éléments individuels, des filtres et des ciga- rettes à filtres du type indiqué sur la figure 6; la figure 14 représente une tige de longueur sextuple qui peut être tronçonnée de la même manière en 82 au travers des éléments à faible perte de charge intérieurs 42, puis en 84 au travers des éléments à forte perte de charge 40 en vue de la formation d'éléments individuels, de filtres et de cigarettes à filtres du type indiqué sur la figure 8 Sur les figures 13 et 14, l'embout en matière thermoplastique des produits finaux n'a pas été représenté, cet embout 80 pourrait être mis en place localement dans les zones correspondan- tes dans une opération partielle intervenant dans la fabrication continue de la tige; il pourrait aussi être mis en place sur les tronçons de tige de longueurs multiples, ou bien sur les tronçons de tige de longueur double ou de longueur simple, avant, pendant ou après l'incorporation desdits tronçons à des cigarettes à filtres En considérant les figures 12 à 14, on se rend compte commodément de la forme des tiges de longueur multiple qui con- viennent pour la fabrication d'autres types d'éléments de filtre, de filtres et de cigarettes à filtres conformes à l'invention (par exemple ceux des figures 3 à 5, 7 et 11). Les tiges de longueurs multiples peuvent être pourvues d'un entourage de tampon perméable à l'air qui serait normalement mis en place de façon continue sur la tige produite initialement avant le tronçonnage en longueurs multiples; l'embout 80 devrait alors être mis en place sur l'élément continu initial avant l'en- -15 2508774 veloppement Les filtres résultants pourraient être fixés sur des cigarettes par des embouts annulaires ou bien par des capes d'em- bout de ventilation. Il est à noter que, pour clarifier la représentation, les dessins ne sont pas à l'échelle, tout au moins en majeure par- tie; il en résulte que la profondeur radiale des ondulations 46 et 48 des figures 4 et 5 est bien exagérée et que leur nombre et le diamètre de noyau sont réduits en correspondance En pratique, dans tous les modes de réalisation utilisant un manchon ondulé 44, pra- tiquement la totalité du diamètre (environ 8 mm) de l'élément de filtre ou du filtre conforme à l'invention est habituellement occu- pée par le noyau, les ondulations ayant une profondeur radiale qui est par exemple d'environ 0, 25 à 1 mm, par exemple de 0,5 mm, comme indiqué sur la figure 11 Aux endroits ou on a représenté une seule perforation de ventilation 16 pour chaque passage externe ( 56 ou 58), les perforations peuvent être plus étroitement espacées, deux ondulations ou plus communiquant avec chacun desdits passages. Bien que les figures 4 à 11 utilisent une enveloppe imper- méable ondulée, il est possible de donner à l'enveloppe imperméable profilée d'autres formes Par exemple, l'enveloppe imperméable pourrait être formée d'un papier épais (par exemple de 100 g/m 2 ou plus), tel qu'un papier à cartouche comportant des canaux 54, 56 (ou 66, 68) constitués par des rainures longitudinales formées dans le papier, avantageusement à l'aide de galets profilés d'em- preinte; les surfaces du papier pourraient être laissées lisses dans les zones o doivent se terminer les passages formés par l'en- veloppe. Lorsque le noyau de filtrage d'un filtre ou élément de filtre conforme à l'invention est constitué d'un ensemble composite de deux éléments de noyau ou plus, un ou certains des éléments de noyau ne doivent pas exercer un effet de filtrage mais simplement engendrer une perte de charge par exemple sur les figures 4 à 11, le tampon 40 pourrait être remplacé par un tampon n'exerçant pas un effet de filtrage et comportant des canaux périphériques et/ou in ternes pour le passage de fumée essentiellement non filtrée devant et/ou au travers dudit tampon, mais produisant une perte de charge relativement élevée Dans de tels cas, l'augmentation de ventila- tion lors du transfert de la fumée de voies à faible perte de charge vers des voies à forte perte de charge peut être accompagnée par une augmentation faible ou nulle de l'effet de filtration. -16- Lorsqu'un filtre conforme à l'invention comporte des tronçons de noyau à faible et forte perte de charge, l'entrée de l'air de ventilation, comme dans les modes de réalisation des figures 4 et 6 à 8 (par exemple la position des perforations de ventilation dans l'enveloppe extérieure du film), est souvent située de préférence principalement ou uniquement autour du tronçon à forte perte de charge. Dans les filtres et éléments de filtre conformes à l'in- vention, il peut exister un évidement dans l'extrémité buccale - ainsi, dans le mode de réalisation de la figure 4, le noyau 2 peut se terminer à courte distance de l'extrémité 50, par exemple à courte distance des ondulations 48, de telle sorte que les passages de ventilation 56 ne se chevauchent pas longitudinalement avec le noyau 2. On a indiqué ci-dessus que des éléments et tiges de fil- tres conformes à l'invention et à longueurs multiples peuvent comprendre plusieurs éléments ou filtres unitaires conformes à l'in- vention qui sont disposés solidairement bout à bout, chaque élé- ment ou filtre unitaire étant placé symétriquement par rapport au ou à chaque élément ou filtre unitaire adjacent Dans le cas des modes de réalisation à longueurs multiples qui ont été représentés sur les figures 13 et 14 (et par comparaison aux éléments de lon- gueur unitaire des figures 6 et 8) par exemple, on se rend compte cependant que ces éléments ne comportent pas la partie de remplis- sage 80 qui constitue une partie nécessaire des éléments de lon- gueur unitaire au moins lorsqu'ils sont incorporés à des cigarettes à filtres L'invention se rapporte par conséquent également à des éléments et filtres de longueurs multiples (et unitaires) en l'ab- sence d'une telle partie de remplissage 80 ou d'une partie sem- blable pouvant être nécessaire dans la cigarette à filtre pour assurer l'augmentation nécessaire de la dilution par l'air avec commutation de l'écoulement de fumée depuis les voies à faible perte de charge vers les voies à forte perte de charge. La partie de remplissage 80, lorsqu'elle doit intervenir comme une partie de tige de longueur multiple, pourrait par exem- ple être mise en place localement sur la barrière 3 par impression avant que cette barrière soit enveloppée autour du noyau pendant la production initiale de la tige continue; une enveloppe perméable pourrait, si nécessaire, être mise en place autour de l'élément de noyau composite résultant et de la barrière environnante (de préfé- -17 2508774 rence avant le découpage de la tige produite de façon continue en tronçons de longueur multiple) afin de protéger la partie de rem- plissage 80 pendant les opérations de manipulation ultérieures à exécuter avant et pendant la production des cigarettes à filtres. Dans des modes de réalisation du type faisant intervenir un manchon 44 profilé ménageant des passages longitudinaux inter- nes et externes qui doivent se terminer au même endroit, les pas- sages peuvent être ainsi terminés par une ondulation circonféren- tielle du manchon Par exemple, sur les figures 6 et 8, la partie lisse de l'enveloppe 44 et du remplissage 80 pourrait être rem- placée par une ou plusieurs ondulations circonférentielles ménagées dans l'enveloppe 44, comme indiqué en 52 sur la figure 4; sur les figures 13 et 14, les parties lisses placées autour des éléments tubulaires 61 (figure 13) et des tampons 42 (figure 14) pourraient alors être remplacées par des parties circonférentiellement ondulées Bien qu'on ait fait intervenir dans la description donnée ci-dessus une barrière qui peut être obturée par le passage de fu- mée non filtrée, il va de soi que l'invention n'est pas limitée à des cas o la fumée atteint en pratique la barrière dans une con- dition totalement non filtrée Ainsi, le tabac proprement dit agit toujours comme un filtre; sur la figure 8, il se produit nécessai- rement une certaine filtration par le tampon 42 alors que, dans d'autres modes de réalisation, la fumée passe directement du tabac dans la barrière et il se produit fréquemment une certaine conden- sation de constituants de la fumée en amont de la barrière; il est alors évident qu'on pourrait placer une matière de filtrage dans cette partie du trajet, par exemple dans les passages 66 Il est cependant préférable de maintenir à une valeur faible l'effet de filtrage se produisant entre le tabac et la barrière car, autre- ment, l'effet de blocage de barrière pourrait être réduit trop fortement pour obtenir un avantage appréciable. -18- REVENDICATIONS 1 Filtre ventilé pour cigarettes, caractérisé en ce qu'il comporte initialement des voies à perte de charge relativement faible ( 8, 3, 2) et des voies à perte de charge relativement forte pour le passage de la fumée au travers desdites voies, l'agencement étant tel que, en service, le passage préférentiel initial de la fumée dans la ou les voies à faible perte de charge produit leur obturation de sorte que le passage de la fumée dans la ou les voies à forte perte de charge et le degré de ventilation par air sont augmentés. 2 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu transversalement à la ou à chaque voie à perte de charge relativement faible une barrière ( 13) qui est initialement perméable à la fumée mais qui est obturée par le passage de fumée au travers d'elle. 3 Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la barrière est constituée de deux couches d'une matière perméable à l'air dont une couche présente une perméabilité à l'air de 10 à 100 K, tandis que l'autre couche présente une perméabilité à l'air supérieure à la première. 4 Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche de forte perméabilité est située sur la face d'aval de la couche de faible perméabilité. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un noyau ( 2) axialement allongé, pourvu sur sa périphérie d'au moins un passage qui s'étend d'une ex- trémité du noyau seulement en partie vers l'autre extrémité et qui est en communication, permettant un écoulement de fumée, avec le noyau par l'intermédiaire d'un moyen pouvant être obturé par le passage de fumée de tabac au travers de lui. 6 Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen est une barrière se présentant sous la forme d'un manchon séparant le noyau du ou de chaque passage. 7 Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un passage interne s'éten- dant depuis une extrémité du filtre seulement partiellement vers l'autre extrémité et en communication, permettant un écoulement de _ fumée, avec une partie de filtrage de fumée du filtre par l'inter- médiaire d'un moyen pouvant être obturé par le passage de fumée de tabac au travers de lui. -19 2508774 8 Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit moyen est une couche formant barrière, entourant le passage et le séparant du reste du filtre. 9 Filtre selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ou chaque passage est un tube de matière imperméable à la fumée qui, au moins à son extrémité placée à l'intérieur du filtre, présent un diamètre intérieur suffisamment petit pour être obturé par le passage de fumée de tabac au travers de lui. Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des tronçons de noyau longitudina ment adjacents, présentant des -pertes de charge relativement élevées et relativement faibles et entourés par un manchon profilé ménageant entre lui-même et les tronçons de noyau un ou plusieurs passages s'étendant depuis une extrémité du filtre seulement partiellement vers l'autre extrémité, et en ce qu'il est prévu entre le ou les passages et le tronçon de noyau à faible perte de charge une barrière qui est initialement perméable à la fumée mais qui est obturée progressivement par le passage de fumée de tabac au travers d'elle. 11 Elément de filtre à cigarette, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, sans enveloppe extérieure de ventilation. 12 Cigarette à filtre, caractérisée en ce qu'elle comporte un filtre ou un élément de filtre conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11, qui lui est incorporée par une cape d'embout de ventilation. 13 Filtre ou élément de filtre pour fumée de tabac, caractérisé en ce qu'il est de longueur multiple et comprend plusieur: filtres ou éléments de filtres unitaires conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 11, qui sont disposés solidairement bout à bout, chaque élément ou filtre unitaire étant placé symétriquement par rapport au ou à chaque élément ou filtre unitaire solidairement adjacent.