"Assemblage de terminaison pour un article à fumer allongé"
Priorité des trois demandes de brevet déposées en Grande-Bre-
tagne, respectivement, le 22 décembre 1980 sous le n[deg.] 8041009,
le 11 juillet 1981 sous le n[deg.] 81�1419 et le 11 juillet 1981
sous le n[deg.] 8121420, toutes trois au nom de la Société susdite.
La présente invention concerne un assemblage de terminaison pour un article à fjmer allongé tel qu'une cigarette.
Un aspect de l'invention concerne un assemblage de terminaison comportant des éléments de ventilation, ainsi que d'autres éléments permettant de contrôler les caractéristiques de ventilation.
Un deuxième aspect de l'invention concerne un cylindre de matière à fumer en combinaison avec un assemblage de terminaison suivant le premier aspect.
De façon bien connue, une ventilation est assurée dans
<EMI ID=1.1>
fumée dégagée par la combustion du tabac et pénétrant dans la bouche du fumeur est diluée par l'air de l'atmosphère environnante qui est aspiré dans le filtre. Cette dilution a pour effet de réduire les teneurs en matièresen particules et en composants en phase gazeuse de la fumée. Parmi les moyens connus pour assurer une ventilation dans les cigarettes, on mentionnera une enveloppe poreuse ou perforée enroulée autour du tabac, une enveloppe de terminaison de filtre perforée ou poreuse, des gorges pratiquées dans la surface du bout filtre, ou une enveloppe de bout filtre poreuse et ondulée (comme illustré, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3.596.663).
Un avantage de la présente invention réside dans le fait qu'elle fournit un assemblage de terminaison qui, en combinaison avec un bout filtre, peut être aisément modifié pour faire varier les caractéristiques de ventilation et acheminer l'air
de ventilation à la bouche d'un fumeur, en adoptant divers procédés ainsi qu'on le désire, en fonction de l'espèce et de la qualité du tabac ou d'une autre matière fumer utilisé et ce, sans devoir réétudier ou modifier la.conception du bout filtre lui-même. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait qu'elle prévoit des éléments permettant de faire varier aisément le débit de fumée de façon à rehausser l'arôme de cette dernière dans une large gamme lorsqu'on utilise une ventilation. La présente invention offre un autre avantage du fait que la teneur en matières en particules de la fumée est con-
<EMI ID=2.1>
La présente invention offre d'autres avantages du fait qu'elle peut être adoptée dans le but d'assurer une ventilation contrôlée pour des bouts autres que des bouts filtres traditionnels, par exemple, un bout renfermant du tabac, ainsi que pour des articles à fumer tels que des cigarettes du type "papirossi". Une cigarette "papirossi" comprend un cylindre de tabac
auquel est fixé un embout constitué d'un tube en carton creux
à travers lequel la fumée passe avant de pénétrer dans la bouche du fumeur.
D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront à l'homme de métier à la lecture de la description ci-après.
Suivant un premier aspect de la présente invention, on
<EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1>
<EMI ID=5.1>
� <EMI ID=6.1>
cylindrique, mais en en étant espacé radialement, <EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
(d) des canaux d'air s'étendant longitudinalement en direction de l'extrémité de l'assemblage qui entre en contact avec la bouche du fumeur, ces canaux étant au moins partiellement définis
m
<EMI ID=9.1>
fêrentielle de l'élément cylindrique, tandis que le système est
<EMI ID=10.1> travers l'enveloppe de terminaison ventilée pour pénétrer ensuite dans les canaux.
Les canaux peuvent également être définis partiellement
<EMI ID=11.1>
tement peut être constitué d'une enveloppe de terminaison lamifiée dont la couche intérieure est conçue pour définir partiellement les canaux d'air.
Suivant un deuxième aspect de la présente invention,
on prévoit la combinaison d'un assemblage de terminaison suivant le premier aspect précité et d'un cylindre de matière fumable.
Suivant un troisième aspect de la présente invention, on prévoit une enveloppe de terminaison lamifiée destinée à un assemblage de terminaison pour un article fumable, la couche intérieure du lamifié étant conçue pour définir des rainures, des gorges ou des ondulations.
L'invention sera décrite ci-après uniquement à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés qui ne sont pas
à l'échelle et dans lesquels :
la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une première forme de réalisation d'un assemblage de terminaison de la présente invention, cette vue étant prise suivant la ligne I-I de la figure S; la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une deuxième forme de réalisation d'un assemblage de terminaison de la présente invention, dans lequel on utilise l'élément d'écartement des figures 12 et 13; la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une troisième forme de réalisation d'un assemblage de terminaison de la présente invention, prise suivant la ligne III-III de la figure 6;
la figure.4 est une vue en coupe transversale d'une quatrième forme de réalisation d'un assemblage de terminaison
de la présente invention; la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'assemblage de terminaison de la figure 1, auquel est fixé un cylindre de tabac, cette vue étant prise suivant la ligne V-V de la figure 1; la figure 6 est une vue en coupe longitudinale de l'assemblage de terminaison de la figure 3, auquel est fixé un cylindre de tabac, cette vue étant prise suivant la ligne VI-VI de la figure 3; la figure 7 est une vue en perspective d'une première forme de réalisation d'un élément d'écartement et d'une enveloppe de terminaison; la figure 8 est une vue semblable à la figure 7, illustrant l'enveloppe de terminaison lamifiée à l'élément d'écartement;
les figures 9-11 sent des vues en perspective illustrant respectivement une deuxième, une troisième et une quatrième forme de réalisation d'éléments d'écartement formés par des enveloppes de terminaison modifiées; la figure 12 est une vue en perspective d'un élément d'écartement gaufré et d'une enveloppe de terminaison; la figure 13 est une vue semblable à la figure 12, illustrant l'enveloppe de terminaison lamifiée à l'élément d'écartement gaufré; la figure 14 est une vue en coupe longitudinale d'une cinquième forme de réalisation de l'invention, après fixation d'un cylindre de tabac; la figure 15 est une vue en coupe longitudinale d'une sixième forme de réalisation de l'invention, après fixation d'un cylindre de tabac;
la figure 16 est une vue en perspective semblable à la figure 7, illustrant une cinquième forme de réalisation d'un élé- <EMI ID=12.1> la figure 17 est une vue semblable à la figure 16, illustrant l'enveloppe de terminaison lamifiée à l'élément d'écartement;
les figures 18-20 sont des vues en perspective semblables aux figures 9-11, illustrant respectivement une sixième, une septième et une huitième forme de réalisation d'éléments d'écartement formés par des enveloppes de terminaison modifiées; la figure 21 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation d'un élément d'écartement gaufré et d'une enveloppe de terminaison; la figure 22 est une vue semblable à la figure 21, <EMI ID=13.1>
d'écartement gaufré; la figure 23 est une vue en coupe longitudinale d'une septième forme de réalisation de l'invention, après fixation d'un cylindre de tabac;
les figures 24-27 sont des diagrammes illustrant les relations, entre les débits et les pertes de charge vis-à-vis des canaux et de l'enveloppe de terminaison; la figure 28 est une vue en coupe transversale d'une modification de la forme de réalisation illustrée en figure 2; la figure 29 est une vue en perspective illustrant un élément d'écartement destiné à être utilisé dans la forme de réalisation de la figure 28, ainsi qu'une enveloppe de terminaison; la figure 30 est une vue semblable! la figure 29, illustrant l'enveloppe de terminaison. lamifiée à l'élément d'écartement; la figure 31 est une vue en coupe longitudinale d'un assemblage de terminaison creux, après fixation d'un cylindre de tabac; et la figure 32 est une vue en coupe longitudinale d'un assemblage de terminaison entourant une extrémité d'un cylindre de tabac.
Dans la description ci-après donnée en se référant aux dessins annexés, il est entendu que l'expression "longitudinal" désigne l'axe du bout filtre et du cylindre de tabac qui s'étend de l'extrémité du bout filtre entrant en contact avec la bouche
du fumeur, à l'extrémité du cylindre de tabac côté combustion, tandis que l'expression "transversal" désigne une perpendiculaire à l'axe longitudinal. L'expression "longitudinal" n'implique pas que les canaux sont nécessairement parallèles l'axe du bout filtre; ils peuvent, par exemple, suivre un parcours hélicoïdal d'une extrémité à l'autre du bout filtre.
En se référant à présent aux figures 1 et 5, on représente un assemblage de terminaison cylindrique 10 fixé à un cy- lindre de tabac 11 comme le montre la figure 5. Cet assemblage de terminaison 10 comprend un bout filtre cylindrique à surface lisse 12 constitué d'un faisceau de fibres d'acétate de cellulose et dont une extrémité entre en contact avec le cylindre de tabac
11. La surface cylindrique du bout filtre 12 est entourée d'une enveloppe tubulaire 13 en papier pratiquement imperméable à l'air, laquelle est à son tour entourée d'une enveloppe d'écartement 19 comportant quatre canaux longitudinaux 14 espacés symétriquement qui y sont découpés et s'étendent de l'extrémité coté bouche 15
du bout filtre vers, mais non jusqu'à l'extrémité côté cylindre de tabac de ce bout filtre. Le cylindre de tabac 11 est enferme dans une enveloppe en papier 18. L'enveloppe d'écartement 19
<EMI ID=14.1>
Autour de l'enveloppe d'écartement 19 et en contact intime.avec celle-ci, est enroulée une enveloppe de terminaison 16 réalisée en papier imperméable à l'air, mais comportant des perforations 17 dont au moins certaines établissent une communication entre l'atmosphère ambiante et les canaux 14. Ces perforations peuvent être disposées en trois rangées comme illustré dans les dessins ou selon d'autres configurations selon les nécessités.
La figure 8 illustre les enveloppes 16 et 19 lamifiées ensemble dans la configuration dans laquelle elles entoureront le bout filtre 12. Dans un exemple spécifique, on prévoit
4 canaux répartis symétriquement sur la périphérie du bout filtre, chacun de ces canaux ayant une largeur d'environ 2 mm et une longueur atteignant à peu près les 3/4 de celle du bout filtre. L'enveloppe d'écartement est habituellement collée à l'enveloppe de bout filtre 13 au cours du procédé de fabrication de cigarettes.
Compte tenu de l'imperméabilité à l'air des enveloppes
13, 16 et 19, ainsi que de la disposition relative des perforations 17 et des canaux 14, on comprendra que, lorsqu'un fumeur tire sur le cylindre de tabac 11 après allumage de celui-ci, la fumée de tabac est aspirée uniquement à travers le bout filtre 12 dans la direction des flèches 77; tandis que l'air de ventilation ambiant est aspiré dans les canaux 14 via les perforations 17
dans la direction des flèches 88. De la sorte, l'air de ventilation aspiré atteint l'extrémité côté bouche sans pénétrer dans
le bout filtre 12. Si l'enveloppe 18 entourant le cylindre de tabac est perforée ou rendue perméable à l'air d'une autre manière, il peut pénétrer, dans la bouche du fumeur, une quantité supplémentaire d'air de dilution qui a été aspiré à travers le bout filtre conjointement avec la fumée de tabac. Les effets qu'exercent la ventilation et les dimensions des canaux sur les pertes de charge et les débits de fumée seront décrits ci-après plus en détail.
On se référera à présent aux figures 9-11 qui illustrent la façon dont l'enveloppe de terminaison 16 peut être modifiée pour définir des canaux et un élément d'écartement entre elle et l'enveloppe de bout filtre 13, évitant ainsi de devoir utiliser une enveloppe d'écartement séparée 19.
<EMI ID=15.1>
des parties gaufrées longitudinales en saillie 20 s'étendant de l'extrémité côté bouche de l'enveloppe au-delà des perforations
17 vers, mais non jusqu'à l'extrémité côté cylindre de tabac de cette enveloppe. De la même manière, en figure 10, l'enveloppe 16 comporte des cannelures longitudinales en saillie 21 disposées tout comme les parties gaufrées 20. La forme de réalisation de la figure 11 illustre des protubérances 22 qui, de la même manière, remplacent les cannelures et les parties gaufrées. Les parties gaufrées 20, les cannelures 21 et les protubérances 22 servent toutes à écarter l'enveloppe de terminaison 16 de l'enveloppe de bout filtre 13, tout en définissant simultanément des canaux s'étendant des perforations 17 à l'extrémité côté bouche. Lors de l'utilisation, les parties en saillie de l'enveloppe de terminaison seront évidemment tournées vers l'intérieur en direction
du bout filtre.
La figure 12 illustre une autre forme de réalisation de l'élément d'écartement prévu entre l'enveloppe de terminaison et l'enveloppe de bout filtre, cet élément étant constitué d'une enveloppe d'écartement 23 comportant des ondulations longitudinales 24 qui s'étendent de l'extrémité côté bouche
vers, mais non jusqu'à l'extrémité côté tabac. La figure 13 illustre l'enveloppe d'écartement 23 lamifiée à l'enveloppe de terminaison 16, les ondulations précitées s'étendant par-dessus les perforations 17. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un assemblage de terminaison, illustrant le lamifié de la figure 13 enroulé autour de l'enveloppe imperméable 13 d'un bout filtre 12 en vue de former des canaux 14.
En se référant aux figures 3 et 6, on représente un assemblage de terminaison semblable à celui décrit en se réfé-rant aux figures 1 et S, les caractéristiques correspondantes étant désignées par les mêmes chiffres de référence; toutefois, dans cette forme de réalisation, l'enveloppe de bout filtre 13 est remplacée par une enveloppe de bout filtre ventilée 131 comportant des perforations de ventilation 13a. L'air de ventilation provenant des canaux 14 est ainsi à même de pénétrer dans le bout filtre via ces perforations 13a. Les enveloppes de terminaison modifiées 16 des figures 9-11 peuvent être utilisées avec une enveloppe de bout filtre ventilée.
La figure 4 est une vue en coupe transversale d'un assemblage de terminaison, illustrant le lamifié de la figure 13 enroulé autour de l'enveloppe de bout filtre ventilée 131 des figures 3 et 6 en vue de former des canaux 14. La figure 14 est une vue en coupe longitudinale d'un assemblage de terminaison selon une autre forme de réalisation de l'invention semblable à celle décrite en se référant à la figure 5, avec cette exception que les canaux 14 viennent empiéter sur le cylindre de tabac 11.
Une petite quantité de fumée de tabac (comme indiqué en 89) peut dès lors passer du cylindre de tabac Il dans les canaux 14 pour autant que le papier enveloppant le tabac soit suffisamment perméable ou ventilé d'une autre manière à l'empiétement, offrant ainsi, au fabricant, la faculté d'exercer un contrôle supplémentaire sur la qualité et la quantité des produits gazeux et en particules qui atteignent la bouche du fumeur,si cela est souhaitable. On comprendra que la coupe transversale de la figure 1 est tout autant applicable à la figure 14 qu'à la figure 5.
On se référera à présent à la figure 15 qui illustre une autre forme de réalisation de l'invention semblable à celle décrite en se référant à la figure 6 et comprenant une enveloppe de bout filtre ventilée 131 comportant des perforations de ventilation 13a, avec cette exception que les canaux 14 viennent em-piéter sur le cylindre de tabac 11 comme c'est le cas en figure 14. De la même manière, dans cette forme de réalisation, si le papier enveloppant le tabac est suffisamment perméable ou ventilé d'une autre manière à l'empiétement, le fabricant a la possibilité d'exercer un contrôle supplémentaire sur la qualité et la quantité des produits gazeux et en particules qui atteignent la bouche du fumeur.
Une enveloppe d'écartement 191 comportant des canaux allongés 14 convenant pour une utilisation dans les formes de réalisation précitées dans lesquelles les canaux empiètent sur
le cylindre de tabac, est illustrée à plat en figure 16 dans laquelle elle est séparée de l'enveloppe de terminaison 16 qui comporte des rangées de perforations 17 tout comme dans les formes
de réalisation précédentes.
La figure 17 illustre les enveloppes 191 et 16 lamifiées ensemble dans la configuration dans laquelle elles entoureront le bout filtre 12.
On se référera à présent aux figures 18-20 qui illustrent la façon dont l'enveloppe de terminaison 16 peut être modifiée pour définir des canaux et un élément d'écartement entre elle et l'enveloppe de bout filtre 13, les canaux venant empiéter sur le cylindre de tabac, évitant ainsi de devoir utiliser une enveloppe d'écartement séparée 191.
En figure 18, l'enveloppe de terminaison 16 comporte
des parties gaufrées longitudinales en saillie 201 s'étendant de l'extrémité côté bouche de l'enveloppe au-delà des perforations
17 vers l'extrémité côté cylindre de tabac de cette enveloppe en empiétant sur cette extrémité.
De la même manière, en figure 19, l'enveloppe 16 comporte des cannelures longitudinales en saillie 211 disposées tout comme les parties gaufrées 201.
La forme de réalisation de la figure 20 illustre des protubérances 221 qui remplacent les parties gaufrées 201 et
les cannelures 211 de la même manière que dans les figures 9-11. Les parties gaufrées 201, les cannelures 211 et les protubérances 221 servent toutes à écarter l'enveloppe de terminaison de l'enveloppe de bout filtre 13 et elles définissent simultanément des canaux s'étendant des perforations à l'extrémité côté bouche. Lors de l'utilisation, les parties en saillie de l'enveloppe de
<EMI ID=16.1>
tion du bout filtre.
La figure 21 illustre une enveloppe d'écartement 231 comportant des ondulations longitudinales 241 s'étendant de l'extrémité côté bouche vers le cylindre de tabac en empiétant sur ce dernier. La figure 22 illustre l'enveloppe d'écartement 231 lamifiée à l'enveloppe de terminaison 16, les ondulations 241 s'étendant par-dessus les perforations 17. La figure 23 illustre une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle un assemblage de filtre cylindrique est
fixé à un cylindre de tabac 11 enfermé dans une enveloppe de papier 18. Cet assemblage de filtre comporte une enveloppe de bout filtre ventilée 131 et une enveloppe d'écartement à canaux
19 tout comme dans la forme de réalisation de la figure 6, avec cette exception que les canaux longitudinaux 14 définis dans cette enveloppe d'écartement 19 se terminent à l'interface 9 comprise entre le bout filtre 12 et le cylindre de tabac 11. De la sorte, si cela s'avère souhaitable, une petite proportion de la fumée dégagée par le cylindre de tabac peut s'échapper de l'interface 9 pour pénétrer dans les canaux 14.
La figure 28 est une vue en coupe transversale d'un assemblage de bout filtre ou de terminaison semblable à celui <EMI ID=17.1> l'enveloppe d'écartement ondulée ou gaufrée 24 comporte des
zones non gaufrées ou non ondulées, c'est-à-dire planes,immédiate- ment en dessous de chaque orifice de ventilation 17 pratiqué
dans l'enveloppe de terminaison.
La figure 29 illustre l'enveloppe d'écartement 24 de la figure 28 (à présent désignée par le chiffre de référence 23) dans sa configuration à plat avant son assemblage à l'enveloppe de terminaison 16. Les parties non gaufrées s'étendant entre
les ondulations sont désignées par le chiffre de référence 242.
La figure 30 illustre l'enveloppe d'écartement 23 de la figure 29 lamifiée à l'enveloppe de terminaison 16. Les ondulations s'étendent par-dessus les perforations 17 et, conjointement avec l'enve- loppe de terminaison 16, elles définissent des canaux de venti- lation 14'. La figure 31 illustre l'application de l'invention à une cigarette de type "papirossi". Dans ce cas, l'embout de la cigarette "papirossi" est défini par un tube en carton 98 en- trant en contact avec l'extrémité du cylindre de tabac et enfermé dans l'enveloppe de papier à cigarette 18 qui entoure également le cylindre de tabac.
Cet embout est entouré d'un assemblage de terminaison 10 comprenant une enveloppe de terminaison 16 compor- tant des trous de ventilation 17, ainsi qu'une enveloppe d'écarte- ment 19 lamifiée à cette enveloppe de terminaison et s'étendant entre cette dernière et la surface cylindrique de l'embout de
la cigarette "papirossi". L'enveloppe d'écartement 19 comporte des rainures comme illustré en figure 7 afin de définir des canaux longitudinaux 14 entre l'enveloppe de terminaison et l'embout de la cigarette "papirossi", canaux avec lesquels communiquent les trous de ventilation. Dès lors, de l'air de ventilation peut être aspiré dans les canaux 14 comme indiqué par les flèches 88, tandis que la fumée dégagée par le tabac est aspirée dans la partie creuse 99 du tube, comme indiqué par la flèche 77.
De la sorte, une séparation est maintenue entre la fumée et l'air de ventilation.
La figure 32 illustre une application de l'invention à une cigarette d'une manière analogue à celle illustrée en figure 5, avec cette exception que le bout filtre 12 et son enveloppe 13 tels qu'ils sont représentés dans cette dernière, sont remplacés par du tabac 11. Dès lors, le cylindre de tabac s'étend sur toute la longueur de la cigarette. Le fumeur peut ainsi aspiré de l'air de ventilation indépendamment de la fumée de tabac.
On comprendra que les formes de réalisation de l'invention décrites ci-dessus conjointement avec des cylindres de tabac sont purement schématiques et destinées à démontrer les principes de l'invention. Dans la pratique, un fabricant peut souhaiter prendre les mesures requises pour éviter la présence d'une lèvre peu esthétique entre l'assemblage de terminaison et le reste de l'article à fumer. Une méthode permettant de réaliser cet objet consiste à réduire le diamètre du bout filtre comparativement à celui illustré. Une autre méthode pouvant éventuellement être adoptée conjointement avec la première, consiste à amener l'enveloppe de terminaison 19 en contact avec l'enveloppe de papier à cigarette 18 par chevauchement. D'autres méthodes viendront à l'esprit de l'homme de métier.
Les exemples suivants illustrent les relations entre
le débit et la perte de charge en travers des canaux pour différentes dimensions de ces derniers, l'effet de la perméabilité
de l'enveloppe de bout filtre sur la ventilation, ainsi que l'effet de la ventilation sur le débit de fumée.
On considérera que: Pt = perte de charge du cylindre de tabac
<EMI ID=18.1> Dans le cas d'une cigarette ventilée comportant des canaux du type illustré, par exemple, dans les figures 1 et 5, ainsi qu'une enveloppe de bout filtre imperméable, on a :
<EMI ID=19.1>
De même, si la perméabilité du papier à cigarette est faible, on a :
<EMI ID=20.1>
où K est une constante dépendant de la résistance à l'écoulement du cylindre de tabac et du bout filtre, tandis que F est la quantité totale de fumée passant à travers ces derniers.
Les pertes de charge Pp et Pc sont en série, si bien qu'elles peuvent être mesurées séparément, puis additionnées pour obtenir la perte de charge totale en travers du système de ventilation.
La perte de charge Pp sera fonction de la dimension et du nombre de perforations que comporte la bande appliquée sur l'enveloppe de terminaison ouverte pour permettre l'écoulement dans les canaux.
<EMI ID=21.1>
la largeur et de la profondeur des canaux. Elle dépendra également du nombre de canaux mais, pour les exemples ci-après, on considérera qu'il y a 4 canaux par filtre, répartis symétriquement sur la périphérie du bout filtre, comme illustré, par exemple, dans les figures 1 et 5.
La perte de charge de la cigarette est principalement contrôlée par le débit de fumée requis; par exemple, une haute efficacité de filtration destinée à fournir une cigarette a faible débit de fumée donnera lieu à un bout filtre à perte de charge élevée. De même, une réponse subjective au dégagement de fumée
<EMI ID=22.1>
rette grand format ne comportant aucun système de ventilation présentera une perte de charge se situant dans l'intervalle de <EMI ID=23.1>
le cylindre de tabac tandis que, avec un système de filtre, cette perte de charge se situera dans l'intervalle de 80 - 200 mm de H20 pour le même écoulement.
Une prédiction du niveau de ventilation d'une cigarette peut être établie dès que des données concernant les pertes de charge Pc et Pp vis-à-vis de l'écoulement d'air de ventilation ont été obtenues pour un intervalle de dimensions de canaux et de nombres de perforations dans l'enveloppe de terminaison.
' Dans les exemples ci-après, les dimensions nominales
de chacune des perforations pratiquées dans l'enveloppe de terminaison sont de 0,4 mm x 0,4 mm, l'écartement entre les perforations adjacentes d'une rangée étant de 1 mm de centre à centre. Le tableau 1 ci-après illustre la perméabilité à l'air en
<EMI ID=24.1>
nombres de rangées de perforations dans l'enveloppe de terminaison.
Tableau 1
<EMI ID=25.1>
Les exemples 1-6 illustrent la façon dont la perte de charge en travers des canaux est contrôlée par les dimensions des canaux. Les essais mentionnés dans ces exemples ont été effectués sur une enveloppe d'écartement lamifiée à une enveloppe de terminaison du type illustré en figure 8 dans sa configuration à plat,c'est-à-dire non enroulée autour d'un bout filtre. Pour des raisons de conception, les données ainsi obtenues sont applicables, moyennant une modification appropriée, à une enveloppe d'ëcartement à canaux enroulée autour d'un bout filtre.
Exemple 1
<EMI ID=26.1>
système de ventilation à 4 canaux pour différents débits en cm<3>/seconde dans le cas de canaux d'une profondeur de 0,16 mm, d'une largeur de 2,5 mm et de longueurs différentes. Les résultats sont repris dans le tableau 2.
Tableau 2
<EMI ID=27.1>
Exemple 2
On a mesuré la perte de charge en mm de H20 dans un système de ventilation à 4 canaux pour différents débits en cm<3>/seconde dans le cas de canaux d'une profondeur de 0,16 mm, d'une largeur de 2 mm et ayant des longueurs de 15 mm et 18 mm. Les résultats sont repris dans le tableau 3.
Tableau 3
<EMI ID=28.1>
Exemple 3
On a mesuré la perte de charge en mm de H20 dans un système de ventilation à 4 canaux pour différents débits en cm<3>/seconde dans le cas de canaux d'une profondeur de 0,16 mm,
<EMI ID=29.1>
tats sont repris dans le tableau 4.
Tableau 4
<EMI ID=30.1>
Exemple 4
On a mesuré la perte de charge en mm de H20 dans un système de ventilation à 4 canaux pour différents débits en cm<3>/seconde dans le cas de canaux d'une profondeur de 0,32 mm,
<EMI ID=31.1>
tats sont repris dans le tableau 5.
Tableau 5
<EMI ID=32.1>
Exemple 5
<EMI ID=33.1>
système de ventilation à 4 canaux pour différents débits en cm /seconde dans le cas de canaux d'une profondeur de 0,092 mm, d'une largeur de 2 mm et d'une longueur de 18 mm. Les résultats sont repris dans le tableau 6.
Tableau 6
<EMI ID=34.1>
Exemple 6
<EMI ID=35.1>
système de venti.lation à 4 canaux pour différents débits en cm<3>/seconde dans le cas de canaux d'une profondeur de 0,14 mm, d'une largeur de 2 mm et ayant des longueurs de 10 mm et 18 mm. Les résultats sont repris dans le tableau 7.
Tableau 7
<EMI ID=36.1>
Les résultats des exemples 1-6 sont illustrés sous forme de diagrammes dans les figures 24, 25 et 26.
La figure 24 illustre les résultats de l'exemple 1, c'est-à-dire la relation entre le débit et la perte de charge avec des canaux d'une largeur et d'une profondeur constantes, mais de longueurs différentes. Le système de ventilation est constitué de 4 canaux d'une largeur de 2,5 mm et d'une profondeur de 0,16 mm. Dans cette figure, la ligne 1 représente une longueur de canal de 10 mm, la ligne II, une longueur de
12 mm, la ligne III, une longueur de 15 mm et la ligne IV, une longueur de 18 mm. On remarquera que la relation entre le
débit et la perte de charge est pratiquement linéaire sur l'intervalle mesuré.
La figure 25 illustre la relation entre le débit et la perte de charge avec des canaux d'une profondeur et d'une longueur constantes, mais de largeurs différentes. Le système de ventilation est constitué de 4 canaux d'une profondeur de 0,16 mm et d'une longueur de 15 mm. Dans cette figure, la ligne V repré- sente une largeur de canal de 1,5 mm, la ligne VI, une largeur de 2,0 mm et la ligne VII, une largeur de 2,5 mm. On remarquera que les relations sont pratiquement linéaires.
Exemple 7
<EMI ID=37.1>
On a effectué des essais destinés à en évaluer les caractéristiques de débit et de perte de charge en fonction du nombre de rangées de perforations, sur des enveloppes de termi- naison ventilées masquées pour laisser subsister 4 bandes d'une largeur de 2 mm (correspondant à une enveloppe d'écartement com-
<EMI ID=38.1>
repris dans le tableau 8 et ils sont illustrés par un diagramme en figure 27 dans laquelle la ligne XII correspond à 1 rangée de
<EMI ID=39.1>
charge, en mm de H20.
Tableau 8
<EMI ID=40.1>
Une analyse par régression polynomiale des résultats du tableau 8 indique une relation parabolique entre le débit et la perte de charge pour un nombre donné de rangées de perforations. C'est ainsi que, si PD est la perte de charge et f, le débit, on a alors:
<EMI ID=41.1>
Une comparaison entre le tableau 8 et les tableaux 2-7, ou entre la figure 27 et les figures 24-26, indique que la perte de charge à travers l'enveloppe de terminaison ventilée est très nettement inférieure à celle existant le long des canaux; dès lors, même si les perforations et les canaux agissent en série, la perte de charge de contrôle est déterminée par celle existant le long du canal.
Exemple 8
On a muni un certain nombre de cigarettes grand format d'assemblages de ventilation du type illustré dans les figures 3 et 6, c'est-à-dire d'enveloppes de bouts filtres ayant des per-
<EMI ID=42.1>
et on les a comparées avec une cigarette grand format par ailleurs identique comportant une enveloppe de bout filtre imperméable, c'est-à-dire une enveloppe ayant une perméabilité nominale de
<EMI ID=43.1>
tion de ces cigarettes; les résultats obtenus sont repris dans le tableau 9.
Tableau 9
<EMI ID=44.1>
Ces résultats démontrent que le type de système de ventilation peut être spécifié de telle sorte que les cigarettes munies d'enveloppes de bouts filtres couvrent un large intervalle de perméabilités à l'air, le changement survenant dans le niveau de ventilation étant insignifiant dans cet intervalle. Il en résulte qu'une enveloppe de bout filtre imperméable n'est pas essentielle pour l'invention et que des enveloppes de bouts filtres perméables peuvent être utilisées par le fabricant s'il désire exercer un contrôle précis sur le degré de ventilation dans des cas particuliers.
On a effectué des essais en vue de déterminer les effets qu'exercent la perméabilité du papier de l'enveloppe de terminaison et les dimensions des canaux sur le débit de fumée. Ces essais ont été effectués sur trois cigarettes grand format confectionnées selon une spécification identique, sauf en ce
qui concerne la perte de charge du bout filtre et les dimensions des canaux de ventilation. Les résultats sont repris dans les tableaux 10-12 ci-après.
Tableau 10
<EMI ID=45.1>
4 Tableau 11 Cigarette type 2
Canaux de ventilation (4): comme pour la cigarette type 1
<EMI ID=46.1>
<EMI ID=47.1>
Tableau 12
<EMI ID=48.1>
<EMI ID=49.1>
On peut constater que les débits de fumée sont réduits à mesure que la ventilation augmente.
Exemple 9
Sur une cigarette de tabac sans filtre de classe B d'une
<EMI ID=50.1>
un assemblage de terminaison à ventilation suivant la forme de réalisation de la figure 32. Le système de ventilation était constitué de 4 canaux 14 ayant chacun une longueur de 12 mm, une largeur de 2 mm et une profondeur de 0,21 mm, ainsi que de 1 ou
<EMI ID=51.1>
5 rangées de perforations 17 débouchant dans ces canaux 14. La perméabilité mesurée du papier à cigarette 18 était de
<EMI ID=52.1>
(les perméabilités du papier constituant l'enveloppe de bout
<EMI ID=53.1>
tat obtenu est le suivant:
<EMI ID=54.1>
Des modifications peuvent être apportées à la présente invention dans le cadre des revendications ci-après. La perméabilité de l'enveloppe de bout filtre peut être contrôlée, soit en pratiquant des perforations (comme illustré dans les dessins), soit en faisant varier la porosité, même pour un papier d'enveloppe de bout filtre ''imperméable".
De la même manière, une enveloppe de terminaison perforée constituée d'un papier imperméable peut être remplacée, à des fins de ventilation, par un papier d'un degré de porosité spécifié pouvant constituer l'intégralité de l'enveloppe ou être limité à certaines zones de cette dernière.
Bien que le nombre de canaux mentionné ici à titre d'exemple soit de 4, ce nombre peut avantageusement se situer dans l'intervalle allant de 3 à 6, ces canaux pouvant avoir une longueur de 8-20 mm, une largeur de 1-3 mm et une profondeur de 0,075-0,35 mm.
L'enveloppe d'écartement ou l'enveloppe de terminaison peut être constituée de matières autres que des papiers, par exemple, d'acétate de cellulose ou d'une autre matière plastique.
Bien que le bout filtre soit normalement constitué
<EMI ID=55.1>
ment être constitué d'autres matières pour bouts filtres, par exemple, de dérivés de cellulose, de papiers ou de polyalkylènes tels que le polypropylène.
La matière à fumer utilisée peut être une matière autre que le tabac naturel, par exemple, du tabac reconstitué, un succédané de tabac, ou encore n'importe quelle combinaison de ces matières entre elles ou avec du tabac naturel.
<EMI ID=56.1>
cigarette, par exemple, un cigarillo ou un cigare. La forme de réalisation de la figure 31 peut également s'appliquer à des cigarillos ou à des cigares.
Un avantage de l'invention réside dans le fait qu'elle évite l'inconvénient des bouts filtres à gorges qui doivent être modifiés en vue d'assurer des caractéristiques de ventilation
et de combustion différentes pour divers mélanges à fumer et ce, en fournissant un bout filtre cylindrique lisse dépourvu de gorges qui est utilisé sans modification pour répondre à diverses condi-
<EMI ID=57.1>
liser des économies importantes dans la fabrication des cigarettes à bout filtre.
Un deuxième avantage important de l'invention réside dans le fait que l'on peut modifier économiquement et aisément
le degré de ventilation par air en fonction d'un type donné de tabac ou de mélange de tabacs, en faisant simplement varier la conception de l'enveloppe d'écartement, par exemple, en se référant à la forme de réalisation préférée des figures 1, S, 7 et 8, en faisant varier le nombre, la largeur, la profondeur et la longueur des canaux, ainsi qu'en faisant varier les caractéristiques de ventilation de l'enveloppe de terminaison. Comme le comprendra l'homme de métier, pour modifier le degré de ventila-tion, il est plus simple et plus économique de changer un rouleau de lamifié d'enveloppe d'écartement/enveloppe de terminaison que de changer un bout filtre.
Un troisième avantage de l'invention réside dans la possibilité d'exercer un contrôle précis sur les caractéristiques de ventilation en réglant les dimensions des canaux, comparativement au contrôle relativement approximatif que permettent des bouts filtres d'une conception complexe. Grâce à la présente invention, le fabricant a ainsi la faculté de contrôler de manière efficace et économique les caractéristiques d'arôme de la fumée de tabac.
En outre, grâce à l'invention, des cigarettes sans filtre (par exemple, les formes de réalisation des figures 31
et 32) peuvent être ventilées par de l'air qui est aspiré dans la bouche du fumeur indépendamment de la fumée de tabac. Cette ventilation peut être contrôlée, pour répondre à des caractéris-
<EMI ID=58.1>
des canaux de la manière décrite ci-dessus ou en utilisant un élément cylindrique poreux ou ventilé d'une autre manière.
"Termination assembly for an elongated smoking article"
Priority of the three patent applications filed in Great Britain
tagne, respectively, on December 22, 1980 under n [deg.] 8041009,
July 11, 1981 under number [deg.] 81 � 1419 and July 11, 1981
under number [deg.] 8121420, all three in the name of the aforementioned Company.
The present invention relates to a termination assembly for an elongated article such as a cigarette.
One aspect of the invention relates to a termination assembly comprising ventilation elements, as well as other elements making it possible to control the ventilation characteristics.
A second aspect of the invention relates to a cylinder of smoking material in combination with a termination assembly according to the first aspect.
As is well known, ventilation is provided in
<EMI ID = 1.1>
smoke from burning tobacco entering the smoker's mouth is diluted by air from the surrounding atmosphere which is drawn into the filter. This dilution has the effect of reducing the contents of particulate matter and components in the gaseous phase of the smoke. Among the known means for ensuring ventilation in cigarettes, mention may be made of a porous or perforated envelope wrapped around the tobacco, a perforated or porous filter termination envelope, grooves formed in the surface of the filter tip, or a filter tip envelope. porous and wavy (as illustrated, for example, in U.S. Patent 3,596,663).
An advantage of the present invention is that it provides a termination assembly which, in combination with a filter tip, can be easily modified to vary the ventilation characteristics and direct the air.
ventilation to the mouth of a smoker, by adopting various procedures as desired, depending on the species and quality of the tobacco or other smoking material used, without having to re-study or modify the .design of the filter tip itself. Another advantage of the present invention lies in the fact that it provides elements making it possible to easily vary the flow of smoke so as to enhance the aroma of the latter in a wide range when using ventilation. Another advantage of the present invention is that the particulate matter content of the smoke is
<EMI ID = 2.1>
The present invention offers other advantages in that it can be adopted for the purpose of providing controlled ventilation for tips other than traditional filter tips, for example, a tobacco-containing tip, as well as for articles of smoking such as "papirossi" type cigarettes. A papirossi cigarette includes a tobacco cylinder
which is attached a tip made of a hollow cardboard tube
through which smoke passes before entering the smoker's mouth.
Other characteristics of the present invention will appear to a person skilled in the art on reading the description below.
According to a first aspect of the present invention, it is
<EMI ID = 3.1>
<EMI ID = 4.1>
<EMI ID = 5.1>
� <EMI ID = 6.1>
cylindrical, but being spaced radially, <EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
(d) air channels extending longitudinally towards the end of the assembly which comes into contact with the mouth of the smoker, these channels being at least partially defined
m
<EMI ID = 9.1>
of the cylindrical element, while the system is
<EMI ID = 10.1> through the ventilated termination envelope to then enter the channels.
Channels can also be partially defined
<EMI ID = 11.1>
This may consist of a laminated termination envelope whose inner layer is designed to partially define the air channels.
According to a second aspect of the present invention,
the combination of a termination assembly according to the first aforementioned aspect and a cylinder of smokable material is provided.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a laminated termination envelope for a termination assembly for a smokable article, the inner layer of the laminate being designed to define grooves, grooves or corrugations.
The invention will be described below only by way of example, with reference to the accompanying drawings which are not
at scale and in which:
Figure 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a termination assembly of the present invention, this view being taken along line I-I of Figure S; Figure 2 is a cross-sectional view of a second embodiment of a termination assembly of the present invention, in which the spacer element of Figures 12 and 13 is used; Figure 3 is a cross-sectional view of a third embodiment of a termination assembly of the present invention, taken along line III-III of Figure 6;
Figure 4 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of a termination assembly
of the present invention; Figure 5 is a longitudinal sectional view of the termination assembly of Figure 1, to which is attached a tobacco cylinder, this view being taken along the line V-V of Figure 1; Figure 6 is a longitudinal sectional view of the termination assembly of Figure 3, to which a tobacco cylinder is attached, this view being taken along the line VI-VI of Figure 3; Figure 7 is a perspective view of a first embodiment of a spacer and a termination envelope; Figure 8 is a view similar to Figure 7, illustrating the termination envelope laminated to the spacer;
Figures 9-11 feel perspective views respectively illustrating a second, a third and a fourth embodiment of spacers formed by modified termination envelopes; Figure 12 is a perspective view of an embossed spacer and a termination envelope; Figure 13 is a view similar to Figure 12, illustrating the termination envelope laminated to the embossed spacer; Figure 14 is a longitudinal sectional view of a fifth embodiment of the invention, after attachment of a tobacco cylinder; Figure 15 is a longitudinal sectional view of a sixth embodiment of the invention, after attachment of a tobacco cylinder;
Figure 16 is a perspective view similar to Figure 7, illustrating a fifth embodiment of an element <EMI ID = 12.1> FIG. 17 is a view similar to FIG. 16, illustrating the termination envelope laminated to the spacer element;
Figures 18-20 are perspective views similar to Figures 9-11, illustrating respectively a sixth, a seventh and an eighth embodiment of spacers formed by modified termination envelopes; Figure 21 is a perspective view of another embodiment of an embossed spacer and a termination wrap; FIG. 22 is a view similar to FIG. 21, <EMI ID = 13.1>
embossed spacing; Figure 23 is a longitudinal sectional view of a seventh embodiment of the invention, after attachment of a tobacco cylinder;
FIGS. 24-27 are diagrams illustrating the relationships between the flow rates and the pressure drops with respect to the channels and the termination envelope; Figure 28 is a cross-sectional view of a modification of the embodiment illustrated in Figure 2; Figure 29 is a perspective view illustrating a spacer for use in the embodiment of Figure 28, as well as a termination envelope; Figure 30 is a similar view! Figure 29, illustrating the termination envelope. laminated to the spacer; Figure 31 is a longitudinal sectional view of a hollow termination assembly, after attachment of a tobacco cylinder; and Figure 32 is a longitudinal sectional view of a termination assembly surrounding one end of a tobacco cylinder.
In the description below given with reference to the accompanying drawings, it is understood that the expression "longitudinal" designates the axis of the filter tip and of the tobacco cylinder which extends from the end of the filter tip coming into contact with mouth
of the smoker, at the end of the tobacco cylinder on the combustion side, while the expression "transverse" designates a perpendicular to the longitudinal axis. The expression "longitudinal" does not imply that the channels are necessarily parallel to the axis of the filter tip; they can, for example, follow a helical path from one end to the other of the filter tip.
Referring now to Figures 1 and 5, there is shown a cylindrical termination assembly 10 fixed to a tobacco cylinder 11 as shown in Figure 5. This termination assembly 10 comprises a cylindrical filter tip with smooth surface 12 formed a bundle of cellulose acetate fibers and one end of which comes into contact with the tobacco cylinder
11. The cylindrical surface of the filter tip 12 is surrounded by a tubular envelope 13 made of paper that is practically airtight, which is in turn surrounded by a spacer envelope 19 comprising four symmetrically spaced longitudinal channels 14 which are therein. cut out and extend from the mouth side end 15
from the filter tip to, but not to the tobacco cylinder end of this filter tip. The tobacco cylinder 11 is enclosed in a paper envelope 18. The spacer envelope 19
<EMI ID = 14.1>
Around the spacer envelope 19 and in intimate contact therewith is wound a termination envelope 16 made of air-impermeable paper, but comprising perforations 17, at least some of which establish communication between the ambient atmosphere and the channels 14. These perforations can be arranged in three rows as illustrated in the drawings or in other configurations as required.
FIG. 8 illustrates the envelopes 16 and 19 laminated together in the configuration in which they will surround the filter tip 12. In a specific example, provision is made
4 channels symmetrically distributed on the periphery of the filter tip, each of these channels having a width of approximately 2 mm and a length reaching approximately 3/4 of that of the filter tip. The spacer wrap is usually glued to the filter tip wrap 13 during the cigarette manufacturing process.
Taking into account the airtightness of the envelopes
13, 16 and 19, as well as the relative arrangement of the perforations 17 and the channels 14, it will be understood that, when a smoker pulls on the tobacco cylinder 11 after lighting it, the tobacco smoke is sucked only in through the filter tip 12 in the direction of the arrows 77; while the ambient ventilation air is drawn into the channels 14 via the perforations 17
in the direction of the arrows 88. In this way, the ventilation air drawn in reaches the end on the mouth side without penetrating into
the filter tip 12. If the envelope 18 surrounding the tobacco cylinder is punctured or made breathable in another way, it can penetrate into the mouth of the smoker, an additional quantity of dilution air which has been sucked through the filter tip together with tobacco smoke. The effects of ventilation and the dimensions of the channels on pressure drop and smoke flow will be described below in more detail.
We will now refer to Figures 9-11 which illustrate how the termination envelope 16 can be modified to define channels and a spacer between it and the filter end envelope 13, thus avoiding having to use a separate spacer envelope 19.
<EMI ID = 15.1>
longitudinal protruding embossed portions 20 extending from the mouth side end of the envelope beyond the perforations
17 towards, but not up to, the tobacco cylinder end of this envelope. In the same way, in FIG. 10, the casing 16 has longitudinal projecting grooves 21 arranged like the embossed parts 20. The embodiment of FIG. 11 illustrates protuberances 22 which, in the same way, replace the grooves and the embossed parts. The embossed portions 20, the grooves 21 and the protrusions 22 all serve to separate the termination envelope 16 from the filter tip envelope 13, while simultaneously defining channels extending from the perforations 17 at the mouth side end. During use, the projecting parts of the termination envelope will obviously face inward towards
the filter tip.
FIG. 12 illustrates another embodiment of the spacer element provided between the termination envelope and the filter end envelope, this element consisting of a spacer envelope 23 having longitudinal undulations 24 which s extend from the mouth end
worms, but not to the tobacco end. FIG. 13 illustrates the spacer envelope 23 laminated to the termination envelope 16, the aforementioned corrugations extending over the perforations 17. FIG. 2 is a cross-section view of a termination assembly, illustrating the laminate of FIG. 13 wound around the impermeable envelope 13 with a filter tip 12 in order to form channels 14.
Referring to Figures 3 and 6, there is shown a termination assembly similar to that described with reference to Figures 1 and S, the corresponding characteristics being designated by the same reference numerals; however, in this embodiment, the filter tip envelope 13 is replaced by a ventilated filter tip envelope 131 having ventilation perforations 13a. The ventilation air coming from the channels 14 is thus able to enter the filter end via these perforations 13a. The modified termination envelopes 16 of Figures 9-11 can be used with a ventilated filter tip envelope.
Figure 4 is a cross-sectional view of a termination assembly, illustrating the laminate of Figure 13 wrapped around the ventilated filter tip casing 131 of Figures 3 and 6 to form channels 14. Figure 14 is a view in longitudinal section of a termination assembly according to another embodiment of the invention similar to that described with reference to FIG. 5, with the exception that the channels 14 encroach on the tobacco cylinder 11.
A small amount of tobacco smoke (as indicated in 89) can therefore pass from the tobacco cylinder II into the channels 14 provided that the paper wrapping the tobacco is sufficiently permeable or otherwise ventilated at the encroachment, providing thus, the manufacturer, the ability to exercise additional control over the quality and quantity of gaseous and particulate products reaching the smoker's mouth, if desired. It will be understood that the cross section of FIG. 1 is just as applicable to FIG. 14 as to FIG. 5.
Reference will now be made to FIG. 15 which illustrates another embodiment of the invention similar to that described with reference to FIG. 6 and comprising a ventilated filter tip casing 131 comprising ventilation perforations 13a, with this exception that the channels 14 come em-pieter on the tobacco cylinder 11 as is the case in Figure 14. In the same way, in this embodiment, if the paper wrapping the tobacco is sufficiently permeable or ventilated from another so as to encroach, the manufacturer has the possibility of exercising additional control over the quality and quantity of gaseous and particulate products which reach the mouth of the smoker.
A spacer envelope 191 having elongate channels 14 suitable for use in the above embodiments in which the channels encroach on
the tobacco cylinder, is shown flat in Figure 16 in which it is separated from the termination envelope 16 which has rows of perforations 17 as in the forms
of previous achievements.
FIG. 17 illustrates the envelopes 191 and 16 laminated together in the configuration in which they will surround the filter tip 12.
We will now refer to Figures 18-20 which illustrate how the termination envelope 16 can be modified to define channels and a spacer between it and the filter tip envelope 13, the channels encroaching on the tobacco cylinder, thus avoiding having to use a separate spacer envelope 191.
In Figure 18, the termination envelope 16 includes
longitudinal protruding embossed portions 201 extending from the mouth side end of the envelope beyond the perforations
17 towards the tobacco cylinder side end of this envelope by encroaching on this end.
In the same way, in FIG. 19, the casing 16 has longitudinal projecting grooves 211 arranged just like the embossed parts 201.
The embodiment of FIG. 20 illustrates protrusions 221 which replace the embossed parts 201 and
the splines 211 in the same manner as in Figures 9-11. The embossed parts 201, the grooves 211 and the protrusions 221 all serve to separate the termination envelope from the filter tip envelope 13 and they simultaneously define channels extending from the perforations at the mouth side end. During use, the protruding parts of the
<EMI ID = 16.1>
filter tip.
FIG. 21 illustrates a spacer envelope 231 comprising longitudinal undulations 241 extending from the mouth side end towards the tobacco cylinder while encroaching on the latter. FIG. 22 illustrates the spacer envelope 231 laminated to the termination envelope 16, the corrugations 241 extending over the perforations 17. FIG. 23 illustrates another embodiment of the invention in which an assembly of cylindrical filter is
attached to a tobacco cylinder 11 enclosed in a paper envelope 18. This filter assembly comprises a ventilated filter tip envelope 131 and a channel spacer envelope
19 as in the embodiment of FIG. 6, with the exception that the longitudinal channels 14 defined in this spacer envelope 19 terminate at the interface 9 between the filter tip 12 and the tobacco cylinder 11. From so, if this is desirable, a small proportion of the smoke produced by the tobacco cylinder can escape from the interface 9 to enter the channels 14.
Figure 28 is a cross-sectional view of a filter tip or termination assembly similar to that <EMI ID = 17.1> the corrugated or embossed spacer envelope 24 has
non-embossed or non-corrugated, that is to say flat, areas immediately below each ventilation orifice 17 provided
in the termination envelope.
FIG. 29 illustrates the spacer envelope 24 of FIG. 28 (now designated by the reference numeral 23) in its flat configuration before its assembly with the termination envelope 16. The non-embossed parts extending between
the corrugations are designated by the reference numeral 242.
Figure 30 illustrates the spacer envelope 23 of Figure 29 laminated to the termination envelope 16. The corrugations extend over the perforations 17 and, together with the termination envelope 16, they define ventilation channels 14 '. FIG. 31 illustrates the application of the invention to a "papirossi" type cigarette. In this case, the tip of the "papirossi" cigarette is defined by a cardboard tube 98 coming into contact with the end of the tobacco cylinder and enclosed in the envelope of cigarette paper 18 which also surrounds the cylinder tobacco.
This end piece is surrounded by a termination assembly 10 comprising a termination envelope 16 comprising ventilation holes 17, as well as a spacer envelope 19 laminated to this termination envelope and extending between the latter. and the cylindrical surface of the end cap
the "papirossi" cigarette. The spacer envelope 19 has grooves as illustrated in FIG. 7 in order to define longitudinal channels 14 between the termination envelope and the tip of the "papirossi" cigarette, channels with which the ventilation holes communicate. Consequently, ventilation air can be sucked into the channels 14 as indicated by the arrows 88, while the smoke released by the tobacco is sucked into the hollow part 99 of the tube, as indicated by the arrow 77.
In this way, a separation is maintained between the smoke and the ventilation air.
FIG. 32 illustrates an application of the invention to a cigarette in a manner analogous to that illustrated in FIG. 5, with the exception that the filter tip 12 and its envelope 13 as shown in the latter, are replaced by tobacco 11. Therefore, the tobacco cylinder extends over the entire length of the cigarette. The smoker can thus suck in ventilation air independently of tobacco smoke.
It will be understood that the embodiments of the invention described above together with tobacco cylinders are purely schematic and intended to demonstrate the principles of the invention. In practice, a manufacturer may wish to take the measures required to avoid the presence of an unattractive lip between the termination assembly and the rest of the smoking article. One method of achieving this object is to reduce the diameter of the filter tip compared to that illustrated. Another method which may possibly be adopted in conjunction with the first, consists in bringing the termination envelope 19 into contact with the envelope of cigarette paper 18 by overlapping. Other methods will come to the mind of those skilled in the art.
The following examples illustrate the relationships between
flow and pressure drop across channels for different dimensions of the latter, the effect of permeability
of the filter tip casing on ventilation, as well as the effect of ventilation on smoke flow.
We will consider that: Pt = pressure drop of the tobacco cylinder
<EMI ID = 18.1> In the case of a ventilated cigarette comprising channels of the type illustrated, for example, in FIGS. 1 and 5, as well as an impermeable filter tip envelope, we have:
<EMI ID = 19.1>
Similarly, if the permeability of cigarette paper is low, we have:
<EMI ID = 20.1>
where K is a constant depending on the resistance to flow of the tobacco cylinder and the filter tip, while F is the total amount of smoke passing through the latter.
The pressure drops Pp and Pc are in series, so that they can be measured separately, then added up to obtain the total pressure drop across the ventilation system.
The pressure drop Pp will depend on the size and the number of perforations that the strip applied to the open termination envelope comprises to allow flow through the channels.
<EMI ID = 21.1>
the width and depth of the channels. It will also depend on the number of channels but, for the examples below, it will be considered that there are 4 channels per filter, distributed symmetrically on the periphery of the filter tip, as illustrated, for example, in FIGS. 1 and 5.
The pressure drop of the cigarette is mainly controlled by the required smoke flow; for example, a high filtration efficiency intended to provide a cigarette with a low smoke flow will give rise to a filter tip with high pressure drop. Likewise, a subjective response to smoke
<EMI ID = 22.1>
large format without any ventilation system will have a pressure drop in the range of <EMI ID = 23.1>
the tobacco cylinder while, with a filter system, this pressure drop will be in the range of 80 - 200 mm of H2O for the same flow.
A prediction of the ventilation level of a cigarette can be made as soon as data concerning the pressure drops Pc and Pp with respect to the ventilation air flow have been obtained for a range of channel dimensions and number of perforations in the termination envelope.
'' In the examples below, the nominal dimensions
of each of the perforations made in the termination envelope are 0.4 mm x 0.4 mm, the spacing between the adjacent perforations of a row being 1 mm from center to center. Table 1 below illustrates the air permeability in
<EMI ID = 24.1>
number of rows of perforations in the termination envelope.
Table 1
<EMI ID = 25.1>
Examples 1-6 illustrate how the pressure drop across the channels is controlled by the dimensions of the channels. The tests mentioned in these examples were carried out on a spacer envelope laminated to a termination envelope of the type illustrated in FIG. 8 in its flat configuration, that is to say not wound around a filter end. For design reasons, the data thus obtained are applicable, with an appropriate modification, to a channel spacer envelope wrapped around a filter tip.
Example 1
<EMI ID = 26.1>
4-channel ventilation system for different flow rates in cm <3> / second in the case of channels with a depth of 0.16 mm, a width of 2.5 mm and different lengths. The results are shown in Table 2.
Table 2
<EMI ID = 27.1>
Example 2
The pressure drop in mm of H2O was measured in a 4-channel ventilation system for different flow rates in cm <3> / second in the case of channels with a depth of 0.16 mm, a width of 2 mm and having lengths of 15 mm and 18 mm. The results are shown in Table 3.
Table 3
<EMI ID = 28.1>
Example 3
The pressure drop in mm of H2O was measured in a 4-channel ventilation system for different flow rates in cm <3> / second in the case of channels with a depth of 0.16 mm,
<EMI ID = 29.1>
states are given in table 4.
Table 4
<EMI ID = 30.1>
Example 4
The pressure drop in mm of H2O was measured in a 4-channel ventilation system for different flow rates in cm <3> / second in the case of channels with a depth of 0.32 mm,
<EMI ID = 31.1>
states are given in table 5.
Table 5
<EMI ID = 32.1>
Example 5
<EMI ID = 33.1>
4-channel ventilation system for different flow rates in cm / second in the case of channels with a depth of 0.092 mm, a width of 2 mm and a length of 18 mm. The results are shown in Table 6.
Table 6
<EMI ID = 34.1>
Example 6
<EMI ID = 35.1>
4-channel ventilation system for different flow rates in cm <3> / second in the case of channels with a depth of 0.14 mm, a width of 2 mm and having lengths of 10 mm and 18 mm. The results are shown in Table 7.
Table 7
<EMI ID = 36.1>
The results of Examples 1-6 are illustrated in the form of diagrams in Figures 24, 25 and 26.
FIG. 24 illustrates the results of Example 1, that is to say the relationship between the flow rate and the pressure drop with channels of constant width and depth, but of different lengths. The ventilation system consists of 4 channels with a width of 2.5 mm and a depth of 0.16 mm. In this figure, line 1 represents a channel length of 10 mm, line II, a length of
12 mm, line III, a length of 15 mm and line IV, a length of 18 mm. Note that the relationship between the
flow and pressure drop is practically linear over the measured interval.
Figure 25 illustrates the relationship between flow and pressure drop with channels of constant depth and length, but of different widths. The ventilation system consists of 4 channels with a depth of 0.16 mm and a length of 15 mm. In this figure, line V represents a channel width of 1.5 mm, line VI, a width of 2.0 mm and line VII, a width of 2.5 mm. Note that the relationships are practically linear.
Example 7
<EMI ID = 37.1>
Tests have been carried out to evaluate the flow and pressure drop characteristics as a function of the number of rows of perforations, on masked ventilated termination envelopes to allow 4 strips of a width of 2 mm to remain (corresponding with a spacer envelope
<EMI ID = 38.1>
shown in Table 8 and they are illustrated by a diagram in Figure 27 in which line XII corresponds to 1 row of
<EMI ID = 39.1>
load, in mm of H20.
Table 8
<EMI ID = 40.1>
A polynomial regression analysis of the results in Table 8 indicates a parabolic relationship between flow and pressure drop for a given number of rows of perforations. This is how, if PD is the pressure drop and f, the flow rate, we then have:
<EMI ID = 41.1>
A comparison between Table 8 and Tables 2-7, or between Figure 27 and Figures 24-26, indicates that the pressure drop across the vented termination envelope is very much lower than that along the canals ; consequently, even if the perforations and the channels act in series, the loss of control load is determined by that existing along the channel.
Example 8
A number of large format cigarettes were fitted with ventilation assemblies of the type illustrated in Figures 3 and 6, that is, with filter tip envelopes having
<EMI ID = 42.1>
and they were compared with an otherwise identical large format cigarette comprising an impermeable filter tip envelope, that is to say an envelope having a nominal permeability of
<EMI ID = 43.1>
tion of these cigarettes; the results obtained are shown in table 9.
Table 9
<EMI ID = 44.1>
These results demonstrate that the type of ventilation system can be specified such that cigarettes with filter tip covers cover a wide range of air permeability, the change in ventilation level being insignificant within this range. . It follows that an impermeable filter tip envelope is not essential for the invention and that permeable filter tip envelopes can be used by the manufacturer if he wishes to exert precise control over the degree of ventilation in cases individuals.
Tests were carried out to determine the effects of the permeability of the termination envelope paper and the dimensions of the channels on the smoke flow. These tests were carried out on three large format cigarettes made to an identical specification, except for
which concerns the pressure drop of the filter tip and the dimensions of the ventilation channels. The results are shown in Tables 10-12 below.
Table 10
<EMI ID = 45.1>
4 Table 11 Type 2 cigarette
Ventilation channels (4): as for type 1 cigarette
<EMI ID = 46.1>
<EMI ID = 47.1>
Table 12
<EMI ID = 48.1>
<EMI ID = 49.1>
It can be seen that the smoke flows are reduced as the ventilation increases.
Example 9
On a tobacco cigarette without class B filter of a
<EMI ID = 50.1>
a ventilation termination assembly according to the embodiment of FIG. 32. The ventilation system consisted of 4 channels 14 each having a length of 12 mm, a width of 2 mm and a depth of 0.21 mm, as well as from 1 or
<EMI ID = 51.1>
5 rows of perforations 17 opening into these channels 14. The measured permeability of the cigarette paper 18 was
<EMI ID = 52.1>
(the permeabilities of the paper constituting the end envelope
<EMI ID = 53.1>
tat obtained is as follows:
<EMI ID = 54.1>
Modifications may be made to the present invention within the scope of the claims below. The permeability of the filter tip envelope can be controlled, either by making perforations (as illustrated in the drawings), or by varying the porosity, even for an "impermeable" filter tip envelope paper.
Likewise, a perforated termination envelope made of waterproof paper can be replaced, for ventilation purposes, by a paper of a specified degree of porosity which may constitute the entire envelope or be limited to certain areas of the latter.
Although the number of channels mentioned here by way of example is 4, this number can advantageously be in the range from 3 to 6, these channels being able to have a length of 8-20 mm, a width of 1- 3 mm and a depth of 0.075-0.35 mm.
The spacer envelope or the termination envelope may be made of materials other than paper, for example, cellulose acetate or another plastic material.
Although the filter tip is normally made
<EMI ID = 55.1>
ment consist of other materials for filter tips, for example, cellulose derivatives, paper or polyalkylenes such as polypropylene.
The smoking material used may be a material other than natural tobacco, for example, reconstituted tobacco, a tobacco substitute, or any combination of these materials with each other or with natural tobacco.
<EMI ID = 56.1>
cigarette, for example, a cigarillo or a cigar. The embodiment of Figure 31 can also be applied to cigarillos or cigars.
An advantage of the invention lies in the fact that it avoids the disadvantage of the grooved filter tips which must be modified in order to ensure ventilation characteristics.
and different combustion conditions for various smoking mixtures, by providing a smooth cylindrical filter tip without grooves which is used without modification to meet various conditions.
<EMI ID = 57.1>
Make significant savings in the manufacture of filter tipped cigarettes.
A second important advantage of the invention lies in the fact that it is possible to modify economically and easily
the degree of air ventilation as a function of a given type of tobacco or tobacco mixture, by simply varying the design of the spacer casing, for example, with reference to the preferred embodiment of Figures 1 , S, 7 and 8, by varying the number, width, depth and length of the channels, as well as by varying the ventilation characteristics of the termination envelope. As will be understood by a person skilled in the art, to change the degree of ventilation, it is simpler and more economical to change a laminate roll of spacer wrap / termination wrap than to change a filter tip.
A third advantage of the invention lies in the possibility of exercising precise control over the ventilation characteristics by adjusting the dimensions of the channels, compared with the relatively approximate control that filter tips of a complex design allow. Thanks to the present invention, the manufacturer thus has the ability to effectively and economically control the aroma characteristics of tobacco smoke.
Furthermore, by virtue of the invention, cigarettes without a filter (for example, the embodiments of Figures 31
and 32) can be ventilated by air which is drawn into the smoker's mouth independently of tobacco smoke. This ventilation can be controlled, to meet specific characteristics.
<EMI ID = 58.1>
channels as described above or by using a porous or otherwise ventilated cylindrical member.