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à Londres
Cette invention concerne un article à fumer en tabac, ventilé, à bout filtre, en particulier mais non exclusivement une cigarette à bout filtre.
Dans la fabrication des cigarettes avec venti- lation, qui ont été acceptées dans une mesure limitée par le grand public, il est nécessaire de munir une cigarette d'un moyen quelconque pour qu'une fraction prédéterminée de l'air aspiré dans celle-ci contourne la zone de combustion. On a au cours des cinquante dernières années employé des <EMI ID=2.1>
permettant de réduire les émissions totales de matières en particule* et de constituants de la phase gazeuse.
Le" mécanismes de ventilation peuvent être
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bande perforée. On emploie- des combinaisons des deux. Pour des raisons économiques, le moyen préféré de ventila-
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autour d'une certaine partie de la cigarette.
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forées est toutefois l'émission de fumée par les perforations pendant les intervalles où l'on ne tire pas sur les
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pour empêcher la fumée de s'échapper par les perforations a été réalisée .,,,,,-quand la bande entourant la cartouche filtrante, caractérisée par une porosité uniforme très marquée, devint disponible commercialement/. Le papier perforé du bout de la cigarette était place au+dessus de la bande uniformément poreuse entourant la cartouche. Les pores microscopiques de la bande entourant la cartouche réduisaient dans une mesure significative les signes visibles d'échappement de lafumée.
Les brevets américains 2.988.088 et 3.046.994 décrivent le papier uniformément poreux qui a rencontré un certain succès commercial quand on l'a employé comme bande pour entourer la cartouche filtrante. C'est le procédé de fabrication du papier quiconfère à celui-ci sa porosité uniforme. L'air passe facilement à travers les pores microscopiques du papier. Par contre, le papier perforé est es- <EMI ID=7.1>
tions des perforations microscopiques. Les expressions
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sente une porosité inhérente, distribuée uniformément sur sa surface, par opposition à une substance dont la porosité
lui est conférée par un moyen mécanique. Il s'en suit que les substances de porosité uniforme reçoivent cette caractéris-
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tique au stade de la fabrication, contrairement aux matériaux perforés.
Un problème qui jusqu'ici a préoccupé conti- nuellement les fabricants de cigarettes ventilées utilisant des bandes perforées, y compris ceux employant la bande uniformément poreuse entourant la cartouche filtrante, est
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de pression entre des cigarettes de marque et de fabrication identiques. Des études faites sur un certain nombre de marquer actuelles ont montré desvariations moyennes allant de 14 à
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aussi montré de larges variations dans la chute de pression.
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du problème et apporter à celui-ci une solution économique.
Une telle solution fait l'objet du brevet belge No. 790.146 et la présente demande de brevet concerne une modification ou un perfectionnement à l'invention exposée dans ce brevet.
Un article à fumer, en tabac, ventilé et muni d'un bout filtre, en particulier une cigarette, comprend selon la présente invention un boudin de tabac, un filtre entouré d'une bande caractérisée par une porosité essentiellement uniforme et une enveloppe caractérisée aussi par une <EMI ID=15.1> porosité essentiellement uniforme entourant au moins une partie du filtre enfermé, une surface au moins de cette enveloppe ou de cette bande étant munie d'un enrobage imperméable à l'air, autre qu'un enrobage collant ensemble la bande et l'enveloppe, le long d'au moins une région présélectionnée, le reste de ces surfaces étant exempt d'enrobage, de sorte que le filtre a un indice de ventilation (telque défini ci-après) de 0,5 à 20 cm/sec.
Il existe une corrélation entre la surface et la porosité de cette ou de ces régions pour fournir des articles à fumer avec un dégagement réduit, plus constant, du total des matières en particules ou de ces matières et des constituants de la phase gazeuse.
Outre qu'il devrait être ; essentiellement imperméable à l'air, le matériau d'enrobage devrait être non toxique et capable d'adhérer à l'enveloppe ou à la bande.
On peut avantageusement faire usage d'une colle imperméable connue pour son emploi comme adhésif dans l'industrie des cigarettes. L'adhésif, appliqué sur la ou les régions indiquées ci-dessus, peut être abandonné au séchage ou fixé avant de superposer l'enveloppe et la bande, afin qu'elles n'adhèrent pas l'une à l'autre. Par suite de l'imperméabilité de l'enrobage, la ou les régions enrobées deviennent essentiellement non poreuses. contrairement aux régions de la bande et de l'enveloppe exemptes d'enrobage qui conservent leur porosité uniforme. Les surfaces des régions exemptes d'enrobage, ou régions de ventilation, et la porosité totale de celles-ci sont prévues pour obtenir un indice de ventila-
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- définit corne étant le volume d'air entrant dans la ou les régions de ventilation par seconde, par bouffées standard (U.S. Fédéral Trade Commission) (taux de ventilation) divisé . par la surface totale des régions de ventilation.
Les variations dans le dégagement total de matières en particules et dans la chute de pression moyenne peuvent être substantiellement réduites en adoptant les principes de la présente invention.
Des formes d'exécution de l'invention, données
à titre d'exemples, seront maintenant décrites plus canplètement en se reportant au dessin annexé, où la figure 1 est une vue en perspective d'unecigarette ventilée à bout filtre suivant l'invention et les figures 2 (a), 2(b) et 2(c) sont des vues schématiques en élévation, illustrant des variations des modèles d'enrobage que l'on peut employer avec les ci- garettes selon l'invention?
Un problème que posent les techniques de ven- tilation connues est la difficulté d'assurer une chute de pression et un dégagement de matières en particules uniformes d'une cigarette à l'autre. La déviation standard des émis-
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contre, les cigarettes à bout filtre décrites en se reportant aux figures 1 et 2 et fabriquées conformément à la présente invention donnent des variations inférieures en ce qui con- cerne la chute de pression et les dégagements de matières
en particules. Les variations mesurées moyennes de la chute de pression et du dégagement de matières en particules des cigarettes à bout filtre fabriquées conformément à la présente invention sont nettement inférieures à celles mesurées pour les anciennes cigarettes ventilées à bout filtre et sont en fait équivalentes aux cigarettes normales non ventilées
à bout filtre.
La figure 1 illustre une cigarette 20 à bout filtre comprenant un boudin de tabac 21 réuni à un filtre
22 à une jonction 23. Le filtre 22 est entouré d'une bande
26 de porosité uniforme. L'enveloppe 24 du bout, aussi uniformément poreuse, est disposée autour du filtre 22 et sur une distance appropriée au-dessus du boudin de tabac 21. Un enrobage imperméable à l'air, autre qu'un enrobage collant la bande à l'enveloppe, est prévu le long d'au moins une région présélectionnée de l'une des surfaces de la bande et de l'enveloppe, de manière à assurer une ventilation prédéterminée, comme décrit ci-dessous.
Dans la discussion qui suit, la porosité des divers papiers est donnée en fonction d'un passage d'air
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de colonne d'eau. La mesure généralement employée pour les papiers de type ancien destinée au bout de la cigarette est
un indice de porosité Greiner qui est le nombre de secondes exigées pour le passage de 50 car d'air à travers un échantillon de papier circulaire d'un diamètre de 25,4 mm avec une chute de pression approximative de 114,3 mm de colonne d'eau. Cette mesure Greiner pour les papiers poreux, adoptée conformément à la présente invention, n'aurait aucune signification, car la porosité est tellement élevée que tous les papiers auraient un indice de porosité Greiner inférieur à un. La va- leur calculée comme décrit sera désignée comme la porosité.
Pour obtenir la combinaison appropriée de surface ventilée (surfaces exemptes d'enrobage de l'enveloppe du bout et de la bande entourant la cartouche filtrante) et de chute de pression totale du filtre, il est nécessaire d'em- ployer une matière telle qu'un papier par exemple ayant une porosité approximative de 3 cc/sec à 40 cc/sec. En utilisant une matière de cette porosité, avec une ou des régions ventilées
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on a constaté que l'on pouvait obtenir des dégagements réduits de matières en particules qui, comme la chute de pression, ne montrent que de faibles variations d'une cigarette à l'autre.
D'autres recherches ont fait découvrir entre la surface totale de la ou des régions de ventilation
et la chute de pression totale du filtre une relation critique qui, quand elle est maintenue entre certaines limites, garantit la caractéristique de variations minimes. Cette relation, 1"indice de ventilation" évoqué ci-dessus, doit nécessairement se situer entre 0,5 et 20 cm/sec et, de préférence, entre
2 et 6 cm/sec.
Pour des raisons pratiques, la surface de la ou les régions de ventilation à des limites inférieure et supérieure dont on a constaté qu'elles se situaient approxima-
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La porosité combinée ou totale de la ou des régions de ventilation est également limitée par des considérations pratiques. Une trop grande porosité ne permettra pas une résistance suffisante quand on aspire une bouffée et il sera difficile, sinon impossible, de fumer la cigarette. Avec une porosité trop faible, les résultats sont similaires à
ceux obtenus pour des régions de ventilation réduites. On a constaté que des porosités totales ou combinées allant de 1 cc/ sec environ à 10 cc/sec environ pouvaient convenir.
Quoique la disposition des régions de ventilation dans le filtre ne soit pas critique pour la présente invention, les figures 2(a), 2.(b) et 2(c) montrent divers <EMI ID=21.1>
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2(a) et 2(b), présentant des régions de ventilation diacontiau" ayant l'aspect d'un échiquier. Quoique les figures 2(a)
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ente atout qu'un but illustratif et l'oeil ne distingue pas entre son" de ventilation et zones de non ventilation, à moins qu'il en soit désiré autrement* On devrait noter également que l'on peut adopter une seule région de ventilation si les relations critiques décrites ci-dessus sont observées.
On ne comprend pas complètement le mécanisme suivant lequel la cigarette à bout filtre de l'invention assure une performance plus constante entre différentes cigarettes. On croit toutefois que les faibles variations que l'on constate quand on utilise les cigarettes ventilées de l'invention sont dues en partie à la grande surface des régions de ventilation. Les imperfections locales des régions de ventilation, très faibles quand on les compare à la surface de ces régions, n'affectent pas substantiellement la performance des régions de ventilation puisque ces imperfections se compensent statis- tiquement. Par contre, les imperfections dans une bande de per foration de l'enveloppe du bout s'approchent davantage de la surface intéressée à la ventilation et, en conséquence, elles ont un effet beaucoup plus marqué sur la porosité totale de l'enveloppe du bout.
En outre, quand on emploie deux couches de
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les chances de compenser les imperfections augmentent.
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pour fabriquer les cigarettes ventilées à bout filtre;; de la présente invention, sauf que le profil du cylindre d'encollage ;
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ment autour du bout filtre des bandes de régions non enrobées
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Les porosités du papier utilise pour la bande d'enrobage de la cartouche filtrante et l'enveloppe d'enrobage du bout sont
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On peut obtenir des émissions réduites et consistantes de matières en particules et de constituants de la phase gazeuse*
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s'appliquer avec l'acétate de cellulose, les granules de carbone activé et d'autres matières filtrantes. Elle s'appliqua non seulement au filtre unitaire mais aussi au filtre à deux et à un plus grand nombre de sections.
L'invention peut s'appliquer aux articles
à fumer en tabac, à bout filtre, autres que les cigarettes, comme par exemple les cigares, les cigarillos, et les manilles (à bouts coupés).
Dans les exemples illustrés et décrits cidessus, l'enveloppe 24 entoure la totalité du filtre 22 à
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boudin de tabac 21. Cette disposition est préférée et est avantageuse en pratique. Toutefois, en. ce qui concerne l'obtention des avantages de l'invention décrits ci-dessus, il n'est en principe pas essentiel que l'enveloppe entoure l'en-semble du filtre et de sa bande, à condition que l'enveloppe
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le reste de ces surfaces est exempt d'enrobage et que le filtre, entouré par la bande" au "pins partiellement entouré par l'en-
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REVENDICATIONS.
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bout filtre, caractérisé en ce qu'il comprend un boudin de tabac, un filtre entouré par "ne bande caractérisée par une porosité essentiellement uniforme et une enveloppe caractérisée par une porosité essentiellement uniforme entourant au moins
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pe ou de la bande étant munie d'un enrobage imperméable à l'air, autre qu'un enrobage collant la bande et l'enveloppe l'une à l'autre, le long d'au moins une région présélectionnée, le reste de ces surfaces étant exempt d'enrobage, de manière que le
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in London
This invention relates to a ventilated tobacco smoking article with a filter tip, particularly but not exclusively a cigarette with a filter tip.
In the manufacture of cigarettes with ventilation, which have been accepted to a limited extent by the general public, it is necessary to provide a cigarette with some means so that a predetermined fraction of the air drawn into it. bypasses the combustion zone. For the past fifty years, <EMI ID = 2.1>
helping to reduce total emissions of particulate matter * and gas phase constituents.
The "ventilation mechanisms can be
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perforated tape. Combinations of both are used. For economic reasons, the preferred means of ventilation
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around a certain part of the cigarette.
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drilled is however the emission of smoke from the perforations during the intervals when the
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to prevent smoke from escaping through the perforations was carried out. ,,,,, - when the band surrounding the filter cartridge, characterized by a very marked uniform porosity, became commercially available /. The perforated paper from the tip of the cigarette was placed on top of the uniformly porous strip surrounding the cartridge. The microscopic pores in the tape surrounding the cartridge significantly reduced the visible signs of smoke escape.
US Patents 2,988,088 and 3,046,994 describe uniformly porous paper which has met with some commercial success when used as a tape to surround the filter cartridge. It is the process of making paper that gives it its uniform porosity. Air easily passes through the microscopic pores of the paper. On the other hand, the perforated paper is es- <EMI ID = 7.1>
tions of microscopic perforations. The expressions
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feels an inherent porosity, evenly distributed over its surface, as opposed to a substance whose porosity
is conferred on it by mechanical means. It follows that substances of uniform porosity receive this characteristic.
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tick at the manufacturing stage, unlike perforated materials.
A problem which heretofore has continually concerned manufacturers of ventilated cigarettes using perforated bands, including those employing the uniformly porous band surrounding the filter cartridge, is
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pressure between cigarettes of identical brand and manufacture. Studies done on a number of current markers have shown mean variations ranging from 14 to
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also showed wide variations in the pressure drop.
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of the problem and provide an economical solution to it.
Such a solution is the subject of Belgian patent No. 790,146 and the present patent application relates to a modification or an improvement to the invention disclosed in this patent.
A smoking article, made of tobacco, ventilated and provided with a filter tip, in particular a cigarette, comprises according to the present invention a rod of tobacco, a filter surrounded by a band characterized by an essentially uniform porosity and an envelope characterized also by an <EMI ID = 15.1> substantially uniform porosity surrounding at least part of the enclosed filter, at least one surface of such casing or strip being provided with an air impermeable coating, other than a sticky coating together the strip and the envelope, along at least one preselected region, the remainder of these surfaces being free of coating, so that the filter has a ventilation index (as defined below) of 0.5 to 20 cm / sec.
There is a correlation between the surface area and the porosity of this or these region (s) to provide smoking articles with a reduced, more constant release of the total particulate matter or these materials and gas phase constituents.
Besides that it should be; Substantially impermeable to air, the potting material should be non-toxic and capable of adhering to the casing or tape.
Use can advantageously be made of an impermeable glue known for its use as an adhesive in the cigarette industry. The adhesive, applied to the region (s) indicated above, can be left on drying or fixed before superimposing the envelope and the tape, so that they do not adhere to each other. As a result of the impermeability of the coating, the coated region (s) becomes essentially non-porous. unlike the regions of the web and casing free of coating which retain their uniform porosity. The surfaces of the coating-free regions, or ventilation regions, and the total porosity thereof are provided to obtain a ventilation index.
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- defines horn being the volume of air entering the ventilation region (s) per second, in standard puffs (U.S. Federal Trade Commission) (ventilation rate) divided. by the total area of the ventilation regions.
Variations in the total release of particulate matter and in the average pressure drop can be substantially reduced by adopting the principles of the present invention.
Embodiments of the invention, given
by way of examples, will now be described more fully with reference to the accompanying drawing, where Figure 1 is a perspective view of a ventilated filter-tipped cigarette according to the invention and Figures 2 (a), 2 (b) and 2 (c) are schematic elevational views illustrating variations of the embedding patterns which may be employed with the stamps according to the invention.
One problem with known ventilation techniques is the difficulty of ensuring pressure drop and release of uniform particulate matter from cigarette to cigarette. The standard deviation of emissions
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On the other hand, the filter-tipped cigarettes described with reference to Figures 1 and 2 and manufactured in accordance with the present invention give less variations in pressure drop and material releases.
in particles. The average measured changes in pressure drop and particulate matter evolution of filter-tipped cigarettes manufactured in accordance with the present invention are significantly less than those measured for older, ventilated, filter-tipped cigarettes and are in fact equivalent to normal non-filtered cigarettes ventilated
tipped filter.
Figure 1 illustrates a cigarette 20 with a filter tip comprising a rod of tobacco 21 joined to a filter
22 at a junction 23. The filter 22 is surrounded by a band
26 of uniform porosity. The end casing 24, also uniformly porous, is disposed around the filter 22 and a suitable distance above the tobacco rod 21. An air impermeable coating, other than a coating adhering the web to the strip. envelope, is provided along at least a preselected region of one of the surfaces of the web and the envelope, so as to provide predetermined ventilation, as described below.
In the following discussion, the porosity of the various papers is given as a function of an air passage
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of water column. The measure generally used for old type papers intended for the end of the cigarette is
a Greiner porosity index which is the number of seconds required for 50 carts of air to pass through a circular paper sample with a diameter of 25.4 mm with an approximate pressure drop of 114.3 mm column of water. This Greiner measure for porous papers, adopted in accordance with the present invention, would have no meaning, since the porosity is so high that all papers would have a Greiner porosity index of less than one. The value calculated as described will be referred to as the porosity.
To achieve the correct combination of ventilated area (surfaces free of coating of the end casing and the band surrounding the filter cartridge) and total pressure drop of the filter, it is necessary to use a material such as A paper for example having an approximate porosity of 3 cc / sec to 40 cc / sec. Using a material of this porosity, with one or more ventilated regions
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it has been found that reduced releases of particulate matter can be obtained which, like pressure drop, show only small variations from cigarette to cigarette.
Other research has found between the total surface of the ventilation region (s)
and the total pressure drop of the filter a critical relationship which, when maintained within certain limits, ensures the characteristic of minimal variations. This relation, the "ventilation index" mentioned above, must necessarily lie between 0.5 and 20 cm / sec and, preferably, between
2 and 6 cm / sec.
For practical reasons, the area of the ventilation region (s) has lower and upper limits which have been found to be approximately
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The combined or total porosity of the ventilation region (s) is also limited by practical considerations. Too much porosity will not allow sufficient strength when sucking a puff and it will be difficult, if not impossible, to smoke cigarettes. With too low a porosity, the results are similar to
those obtained for regions of reduced ventilation. It has been found that total or combined porosities ranging from about 1 cc / sec to about 10 cc / sec may be suitable.
Although the arrangement of the ventilation regions in the filter is not critical to the present invention, Figures 2 (a), 2. (b) and 2 (c) show various <EMI ID = 21.1>
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2 (a) and 2 (b), showing regions of diacontial ventilation "having the appearance of a chessboard. Although Figures 2 (a)
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This is only an illustrative purpose and the eye does not distinguish between sound "ventilation and non-ventilation areas, unless otherwise desired * It should also be noted that a single ventilation region can be adopted. if the critical relationships described above are observed.
The mechanism by which the filter tipped cigarette of the invention provides a more consistent performance between different cigarettes is not fully understood. It is believed, however, that the small variations seen when using the ventilated cigarettes of the invention are due in part to the large area of the ventilating regions. The local imperfections of the ventilation regions, which are very small when compared to the surface of these regions, do not substantially affect the performance of the ventilation regions since these imperfections compensate each other statistically. On the other hand, the imperfections in a perforation band of the end casing are closer to the surface concerned with ventilation and, consequently, they have a much more marked effect on the total porosity of the end casing. .
Furthermore, when two coats of
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the chances of compensating for imperfections increase.
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to manufacture ventilated filter-tipped cigarettes ;; of the present invention, except that the profile of the glue roll;
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around the filter tip bands of uncoated regions
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The porosities of the paper used for the filter cartridge wrap tape and the end wrap wrap are
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Reduced and consistent emissions of particulate matter and gas phase constituents can be achieved *
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apply with cellulose acetate, activated carbon granules and other filter materials. It applied not only to the single filter but also to the two filter and a greater number of sections.
The invention can be applied to articles
for smoking in tobacco, with a filter tip, other than cigarettes, such as cigars, cigarillos, and shackles (with cut ends).
In the examples illustrated and described above, the envelope 24 surrounds the entire filter 22 to
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tobacco rod 21. This arrangement is preferred and is advantageous in practice. However, in. As regards obtaining the advantages of the invention described above, it is in principle not essential that the envelope surrounds the entire filter and its band, provided that the envelope
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the remainder of these surfaces is free of coating and that the filter, surrounded by the band "to" pins partially surrounded by the en-
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CLAIMS.
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filter tip, characterized in that it comprises a rod of tobacco, a filter surrounded by "a band characterized by a substantially uniform porosity and a shell characterized by a substantially uniform porosity surrounding at least
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pe or the strip being provided with an air impermeable coating, other than a coating adhering the strip and the wrapper to each other, along at least one preselected region, the remainder of these surfaces being free of coating, so that the
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