La présente invention concerne des filtres ventilés pour cigarettes, c'est-à-dire des filtres qui, lorsqu'ils sont utilisés, assurent l'aspiration d'air externe pour diluer la fumée dans le filtre et/ou dans la bouche du fumeur, et elle fournit un tel filtre qui présente au départ des trajets à chute de pression relativement faible et à chute de pression relativement grande pour le passage de la fumée à travers lui, l'agencement étant tel que, en utilisation, le passage préférentiel initial de la fumée par le ou les trajets à faible chute de pression entraîne leur obstruction de telle sorte que le passage de la fumée par le ou les trajets à forte chute de pression, ainsi que le degré de ventilation par l'air, augmentent.
Les filtres selon l'invention aident à uniformiser la sensation de goût sur toute la durée de la cigarette. La sensation de goût délivrée par une cigarette à filtre ventilé classique augmente au fur et à mesure que la cigarette est fumée, passant d'un niveau initial faible, souvent insatisfaisant, à un niveau élevé, souvent inacceptable; pour une quantité totale donnée d'éléments gustatifs, un filtre selon l'invention assure comparativement un niveau de goût initial accru et un niveau de goût final réduit, et donc une fumée de caractéristiques plus uniformes.
Dans certains types de filtres selon l'invention, une barrière est disposée en travers du ou de chacun des trajets
à chute de pression relativement faible, cette barrière étant au départ perméable à la fumée, mais s'obstruant lorsqu'elle est traversée par la fumée. Dans certains modes de réalisation préférés, ladite barrière possède deux couches d'une matière en feuilles perméable à l'air (par exemple du papier), dont l'une a une perméabilité à l'air élevée (par exemple de
10 à 100 K, de préférence d'environ 20 K) et dont l'autre est encore plus perméable à l'air (par exemple de 50 à 700 K, de préférence d'environ 500 K). Les unités pour la perméabilité
à l'air que l'on utilise ici sont définies plus loin. De préférence, la barrière est disposée avec la couche de plus grande perméabilité sur La face en aval de la couche 5 perméabilité inférieure; on estime que, en utilisation, la fumée aspirée passe en un jet à travers la couche de moindre perméabilité, la phase particulaire tendant à frapper la couche de plus grande perméabilité avec obstruction progressive des pores de cette dernière. Cet agencement peut assurer une augmentation plus progressive de la chute de pression d'une bouffée à l'autre (et donc une augmentation plus progressive de la dilution par l'air) que ce que l'on a pu obtenir jusqu'ici.
Dans un type de mode de réalisation selon l'invention, le filtre possède un noyau allongé axialement, possédant à sa périphérie au moins un passage qui s'étend à partir d'une extrémité du noyau seulement en partie vers l'autre extrémité du noyau et est en communication pour l'écoulement de la fumée avec le noyau par l'intermédiaire d'un moyen qui peut s'obstruer lorsqu'il est traversé par de la fumée de tabac non filtrée.
Ledit moyen pourrait par exemple être une barrière sous la forme d'un manchon de noyau (par exemple une enveloppe) qui sépare le noyau du ou de chaque passage; ce manchon de noyau pourrait par exemple être en une matière par nature perméable à la fumée, assurant une faible chute de pression, qui s'obstrue rapidement lorsqu'elle est traversée par la fumée de tabac non filtrée, de telle sorte que ce passage est ensuite réduit ou arrêté, ou il peut être en une matière par nature imperméable à la fumée, percée de petits trous pour assurer le même résultat; ce pourrait être une barrière à deux couches du type mentionné ci-dessus. Tout passage de ce type pourrait comprendre une rainure dans la périphérie du noyau et/ou être défini entre des portions opposées de la surface du noyau et du manchon profilé.
Le noyau et le manchon peuvent tous deux être profilés pour assurer le ou les dits passages.
Dans un autre type de réalisation, le filtre possède au moins un passage interne s'étendant à partir d'une extrémité du filtre en partie vers l'autre extrémité, et en communication pour le passage de la fumée avec une portion du fil-tre filtrant la fumée, par l'intermédiaire d'un moyen pouvant s'obstruer lorsqu'il est traversé par de la fumée de tabac non filtrée. Ledit moyen pourrait par exemple être une couche barrière entourant le passage et le séparant du reste du filtre, cette couche assurant au départ une faible chute de pression et étant perméable à la fumée, mais s'obstruant lorsqu'elle est traversée par de la fumée de tabac non filtrée, de telle sorte que le passage de la fumée se réduit ou s'arrête ensuite; ce pourrait par exemple être une barrière à deux couches comme décrit précédemment.
Dans d'autres modes de réalisation, le ou chaque passage est un tube de matière imperméable à la fumée qui, au moins à son extrémité se trouvant à l'intérieur du filtre, a un diamètre interne si petit qu'il s'obstrue lorsqu'il est traversé par de la fumée de tabac non filtrée.
Certains filtres préférés selon l'invention ont des sections de noyau adjacentes longitudinalement, assurant une chute de pression relativement grande et relativement faible, entourées par un manchon profilé assurant entre lui-même et les sections de noyau un ou plusieurs passages s'étendant à partir d'une extrémité du filtre en partie vers l'autre, une barrière obstruable étant disposée entre le ou les passages et la section de noyau à faible chute de pression. La barrière pourrait être du type à deux couches mentionné ci-dessus, ou ce pourrait être une couche simple de matière perméable par nature et/ou perforée.
Le trajet initial à faible chute de pression est donc assuré par la section de noyau à faible chute de pression, le ou les passages et la barrière entre eux, tandis que le trajet à forte chute de pression est assuré par les sections de noyau à faible et à forte chutes de pression. La section de noyau à forte chute de pression, par exemple
une chute de pression de 200 à 600 (par exemple 300) mm. de colonne d'eau peut être un tampon de faisceaux de fibres (par exemple en acétate de cellulose) ou de papier. La section de noyau à faible chute de pression peut être un tampon à plus faible chute de pression ou un élément tubulaire, un tel tampon ou élément tubulaire à plus faible chute de pression peut abouter la section de noyau à plus forte chute de pression, ou il peut en être écarté longitudinalement pour définir une cavité faisant partie de la section de noyau à plus faible chute de pression.
Le ou les passages peuvent être en communication pour 1 ' Écoulement de la fumée (par l'intermédiaire de ladite barrière) avec la matière de la section de noyau à plus faible chute de pression (lorsque cette matière est perméable à la fumée) et/ou avec une cavité faisant partie de la section de noyau à plus faible chute de pression.
La section de noyau à plus forte chute de pression est convenablement constituée d'un tampon de "Transorb" (marque déposée), une tige dense étirée de filaments d'acétate de cellulose liés. Les caractéristiques des tiges de "Transorb" et des procédés pour les préparer (qui peuvent enlever la frisure initiale des filaments) sont décrits dans le brevet du Royaume Uni N[deg.] 970.817. Au moins vers son extrémité aval, et dans la plupart des cas sur toute son étendue longitudinale, la périphérie de la section à forte chute de pression est de préférence essentiellement imperméable à la fumée, par exemple du fait que l'on a prévu une peau intégrante fondue (par exemple par la chaleur ou un solvant) ou un manchon (qui peut être une enveloppe ou un revêtement, par exemple un revêtement de colle faisant adhérer la section à la barrière).
Tel qu'on l'entend ici, une perméabilité à l'air de nK signifie une perméabilité à l'air de n x 1000 mls/minute/
10 cm<2>/100 mm. de colonne d'eau, déterminée en mesurant la pression "p" en mm. d'eau engendrée par un écoulement de
1050 mls. d'air par minute à travers 10 cm<2> de l'échantillon, et en calculant à partir de l'équation
1050 x 100
<EMI ID=1.1>
Des filtres selon l'invention peuvent être incorporés dans des cigarettes à bout filtre de manière classique au moyen d'une cape d'embout de ventilation. Dans les modes de réalisation mentionnés ci-dessus, dans lesquels une partie du passage à faible chute de pression du filtre est fourni par un ou des passages partant d'une extrémité du filtre, c'est cette extrémité du filtre qui aboute la tige de tabac de la cigarette à bout filtre.
La cape d'embout peut être en une matière perméable à l'air, mais sera normalement une matière imperméable à l'air percée de trous de ventilation; l'agencement sera toujours tel que la quantité d'air de ventilation aspirée augmente lorsque La résistance à l'aspiration de la fumée à travers le filtre augmente, avec transfert de l'écoulement de la fumée du ou des trajets à faible chute de pression vers le ou les trajets à forte chute de pression au fur et à mesure que la cigarette est fumée.
Lorsque les filtres selon l'invention sont formés au départ, pour alimenter le stade de production de la cigarette
à bout filtre, avec une enveloppe extérieure de ventilation
(par nature perméable à l'air et/ou perforée), ils peuvent être incorporés dans les cigarettes à bout filtre par un embout annulaire ou une cape d'embout complète.
L'invention est décrite ci-dessus en liaison avec des filtres ventilés, c'est-à-dire des filtres incorporant une enveloppe de ventilation qui peut être une cape d'embout joignant le filtre à la tige de tabac enveloppée d'une cigarette à bout filtre. L'invention fournit également des éléments de filtre en tant que tels, à combiner avec une enveloppe ventilée pour donner des filtres ventilés selon l'invention.
De tels éléments exempl.ifiés par les types décrits ci-dessous, comprennent généralement les caractéristiques d'un corps de noyau allongé axialement, d'une pièce ou composite, possédant au moins un passage externe ou interne s'étendant à partir d'une extrémité du corps en partie vers son autre extrémité, et un moyen pour permettre une communication pour l'écoulement de la fumée entre le ou les passages et le corps, ce moyen s'obstruant lorsqu'il est traversé par de la fumée de tabac non filtrée. Les éléments seront usuellement produits au départ sous la forme
<EMI ID=2.1>
finies en vue de manipulations ultérieures et de la production de cigarettes à bout filtre. Une enveloppe ventilée peut si on le souhaite être appliquée en continu autour de l'élément au fur et à mesure qu'il se forme, avant de le couper en longueurs finies, mais les filtres résultants selon l'invention exigent alors un embout supplémentaire (embout annulaire ou cape d'embout de ventilation) pour être incorporés dans des cigarettes à bout filtre; lorsque les éléments sont produits et découpés alors qu'ils ne sont pas pourvus d'enveloppe, ils sont usuellement formés en filtres selon l'invention par application d'une cape d'embout de ventilation lors de la production de la cigarette à bout filtre.
Pour la fabrication de cigarettes à bout filtre, on dispose une longueur double d'un tel élément ou filtre avec une tige de tabac enveloppé aboutant chaque extrémité; l'embout est appliqué pour joindre les tiges de tabac et l'élément ou filtre intermédiaire double, et la combinaison résultante est coupée en deux pour produire deux cigarettes à bout filtre. Le filtre ou élément continu produit au départ est normalement découpé en unités de longueur formée d'un multiple pair (par exemple sextuple) pour être fourni au fabricant de cigarettes à bout filtre qui coupe alors ces longueurs multiples en longueurs doubles à utiliser dans la production de cigarettes à bout filtre comme décrit ci-dessus.
On comprendra que, dans le cas d'un filtre ou élément individuel, selon l'invention, qui est asymétrique (c'està-dire dont les extrémités sont différentes), les longueurs multiples et doubles à partir desquelles on forme finalement les longueurs individuelles seront usuellement symétriques et auront des extrémités identiques. Les éléments de longueurs multiples (y compris doubles) et les filtres qui sont donc également fournis par l'invention comprennent plusieurs éléments ou filtres unitaires disposés sans discontinuité boutà-bout, chaque élément ou filtre unitaire étant disposé de façon symétrique par rapport à l'élément ou à chaque élément unitaire ou filtre adjacent faisant corps avec lui.
On décrira maintenant des modes de réalisation de l'invention, mais uniquement à titre d'exemple, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels des références numéri-ques semblables désignent des parties semblables, et sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un élément de filtre selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un filtre et d'une cigarette à bout filtre selon l'invention employant l'élément de filtre de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale dans une cigarette à bout filtre employant un élément de filtre différent selon l'invention,
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale prise selon la ligne IV-IV de la figure 5, dans une cigarette à bout filtre employant un troisième élément de filtre selon l'invention,
- la figure 5 est une vue en coupe le long de la ligne V-V de la figure 4,
- les figures 6, 7 et 8 sont des vues en coupe schématique de trois filtres et cigarettes à bout filtre différents, selon l'invention, la coupe de la figure 7 étant faite le long de la ligne VII-VII de la figure 11,
- les figures 9 et 10 sont des vues en coupe transversale du mode de réalisation de la figure 6, respectivement dans la région de sa cavité interne 63 et dans la région de son extrémité amont,
- la figure 11 est une vue en coupe transversale du mode de réalisation de la figure 7, dans la région de son extrémité amont, et
- les figures 12 à 14 sont des vues en coupe longitudinale schématique de trois éléments de filtre différents, de longueur sextuple, selon l'invention.
L'élément de filtre présenté à la figure 1 comprend un noyau 2 en fibres d'acétate de cellulose liées entouré et en contact avec un entourage de tampon 3. Le noyau 2 et l'entourage de tampon 3 sont partiellement gaufrés à une extrémité 4 pour fournir un noyau 6 de section réduite entouré par quatre rainures ou canaux symétriques 8 séparés par des nervures <EMI ID=3.1>
par de la fumée de tabac non filtrée. L'élément pourrait être pourvu d'un entourage de tampon extérieur uni en matière perméable à l'air et/ou perforée, auquel cas il pourrait être incorporé dans une cigarette à bout filtre au moyen d'un embout annulaire.
L'élément illustré peut être fabriqué en produisant en continu de manière classique une tige continue de fibres d'acétate de cellulose enveloppée dans l'entourage de tampon 3, en gaufrant celui-ci à intervalles et en coupant la tige gaufrée résultante transversalement dans des régions gaufrées et non gaufrées adjacentes; comme on l'a expliqué précédemment, cette coupe devrait d'abord se faire en multiples symétriques, ensuite en doubles symétriques, et enfin en longueurs simples asymétriques.
L'élément de filtre de la figure 1 incorporé dans une cigarette à bout filtre est présenté à la figure 2 où l'élément (présenté en vue de profil) a son extrémité 4 aboutée contre une tige de tabac enveloppé 12 (présentée en coupe) et est fixé à la tige de tabac par une cape d'embout 14 en matière imperméable à l'air pourvue d'un anneau circonférentiel de perforations 16 de ventilation. En utilisation, la fumée provenant de la tige de tabac est au départ aspirée préférentiellement le long du trajet à faible chute de pression, c'est-àdire le long des canaux 8 et, en passant par l'entourage de tampon 3, dans la partie non gaufrée du noyau 2; la sensation de goût reçue par le fumeur est donc relativement grande et le degré de dilution par l'air, par l'intermédiaire des perforations 16, dans le noyau 2 est relativement faible.
Après les quelques premières bouffées (par exemple 3 ou 4), cependant, l'entourage de tampon 3 s'obstrue par le passage de la fumée non filtrée, et la fumée provenant de la tige de tabac est forcée de façon croissante à prendre le trajet à plus forte chute de pression dans la section réduite 6 et le long de toute la longueur du noyau 2; le degré de filtrage de la fumée augmente donc ainsi que le niveau de ventilation, ce qui tend
à s'opposer à l'accroissement de la quantité de goudron, etc. que l'on rencontre normalement dans les dernières bouffées d'une cigarette à bout filtre classique. Ainsi, pour une quantité globale donnée de goudron, on peut assurer d'une bouffée
à l'autre une meilleure uniformité qu'avec un filtre classique.
On comprendra que, bien que l'on ait représenté un noyau 2 d'une pièce, de nombreuses variantes sont possibles; ainsi, le noyau pourrait être un élément composite de deux sections en aboutement ayant des caractéristiques différentes
(par exemple une chute de pression différente); une autre possibilité est que l'extrémité buccale du noyau 2 soit pourvue d'une cavité interne.
Le mode de réalisation de la figure 3 de l'élément de filtre selon l'invention comprend un noyau de matière filtrant la fumée possédant une cavité interne 22 ouverte à son extrémité 4 et entourée par un corps à relativement grande chute de pression en fibres d'acétate de cellulose 24. La cavité 22 est
<EMI ID=4.1>
imperméable à la fumée, qui s'effile à l'intérieur du filtre jusqu'à un orifice restreint 28; Le corps 24 et la sortie de l'orifice 28 butent contre un tampon 30 à relativement faible chute de pression, en fibres d'acétate de cellulose, le corps
24 et le tampon 30 étant unis par un entourage de tampon poreux 32. Le filtre selon l'invention se compose de cet élément de filtre et de la cape d'embout 14 qui l'entoure, par laquer
<EMI ID=5.1>
loppé 12; la cape d'embout 14 est pourvue d'un anneau circonférentiel de perforations de ventilation 16.
Le trajet initial à faible chute de pression pour la fumée passe dans ce cas par la cavité 22 et l'orifice 28 dans le tampon 30, la quantité de goudron délivrée étant donc relativement élevée, et la ventilation par les perforations 16 étant relativement faible. Après quelques bouffées, l'orifice
28 s'obstrue par le passage de fumée non filtrée, une quantité croissante de :fumée devant donc passer dans et à travers le corps 24 à forte chute de pression et dans le tampon 30, de telle sorte que l'efficacité de filtrage et la ventilation augmentent comme avant.
L'élément de filtre des figures 4 et 5 selon l'inven-
<EMI ID=6.1>
pression et d'un élément 42 à faible chute de pression maintenus ensemble par un entourage de tampon 3. Une autre enveloppe
44 entoure l'entourage de tampon 3 et est en contact avec lui; elle est faite en une matière imperméable à l'air et à la fumée possédant des groupes d'ondulations longitudinales 46 et
48 aux extrémités 4 et 50 de l'élément, séparés par des ondulations circonférentielles 52.
Les ondulations 46 définissent avec le noyau 2 des canaux longitudinaux 54 qui s'étendent à partir de l'extrémité 4 et se terminent aux ondulations circonférentielles 52, tandis que les ondulations 48 définissent à l'extérieur de l'élément des canaux longitudinaux 56 qui s'étendent à partir des ondulations circonférentielles 52 jusqu'à l'extrémité 50 de l'élément..L'entourage de tampon 3 est en une matière imperméable à la fumée possédant des perforations 55 aux extrémités internes des canaux 54 autour du tampon 42. Les perforations 55 sont progressivement obstruées par le passage de la fumée.
Dans le filtre illustré selon l'invention, cet élément de filtre est pourvu d'une enveloppe de ventilation 14 qui est une cape d'embout joignant l'élément, à son extrémité 4, à la tige de tabac enveloppée 12. Les perforations de ventilation 16 dans la cape d'embout 14 communiquent, comme on le voit, avec les canaux 56. Le trajet initial à faible chute de pression pour la fumée passe dans ce cas le long des rainures 54, à travers la partie de l'entourage de tampon 3 qui se trouve aux extrémités de ces rainures, là où il entoure l'élément de noyau à faible chute de pression 42, et ensuite
à travers ce dernier élément vers l'extrémité buccale 50; comme pour les autres modes de réalisation, la quantité de goudron délivrée au départ est donc relativement grande, et le degré de dilution par L'air (directement dans la bouche du fumeur par les passages 56) relativement faible. Après les quelques premières bouffées, les perforations 55 à travers lesquelles la fumée non filtrée a passé dans l'élément à faible chute de pression 42 s'obstruent, et une quantité accrue de fumée doit alors passer dans l'élément 42 en passant par l'élément de noyau 40 à forte chute de pression, avec une augmentation résultante de l'effet de filtrage et du degré de ventilation. Les parois des ondulations 48 pourraient être perforées de façon à ce que l'air de ventilation pénétrant
<EMI ID=7.1>
lement dans les canaux adjacents 57 formés entre les ondulations et l'entourage de tampon 3, avant d'être aspiré dans la bouche du fumeur. Les parois des ondulations 46 pourraient de même être perforées pour permettre le passage de la fumée
(pendant les quelques premières bouffées) à travers tous les canaux (54 et 53) formes entre la cape d'embout 14, les ondulations 46 et l'entourage de tampon 3. En effet, l'enveloppe
44 pourrait être en une matière possédant un certain degré de perméabilité propre.
Une coupe transversale dans l'extrémité pourvue des ondulations 46 a un aspect semblable à la figure 5, sans les perforations 16.
L'entourage de tampon 3 avec les perforations 55 présenté aux figures 4 et 5 pourrait être remplacé par un entourage de tampon 3 perméable par nature, et obstruable, du type décrit en liaison avec les figures 1 et 2, et en particulier par un entourage de tampon en papier à deux couches dans lequel la couche externe (en amont) possède une perméabilité à l'air d'environ 20 K et la couche interne (en aval) une perméabilité à l'air d'environ 500 K.
De même, le tube 26 avec l'orifice 28 présenté à la figure 3 pourrait être remplacé par un tube de la figure 1, <EMI ID=8.1>
ches, fermé à son extrémité aval, par exemple gaufré à la manière de l'extrémité 4 de la figure 1, mais pour fermer com-platement 1'extrémité.
Le filtre des figures 6, 9 et 10 possède une section de noyau 42 à faible chute de pression formée par un élément tubulaire 61 et une cavité 63 par laquelle l'élément tubulaire est écarté longitudinalement du tampon 40 à plus forte chute de pression, en matière filtrant la fumée du tabac. L'élément tubulaire 61 peut être en matière fibreuse ou non fibreuse, perméable ou imperméable à la fumée. Le tampon 40 est convenablement en filaments liés (par exemple en acétate de cellulose) ou en papier, avec une chute de pression d'environ 300 mm. de colonne d'eau. Un manchon 3 entoure et joint les portions de noyau et constitue la barrière qui est initialement perméable à la fumée mais s'obstrue lorsqu'elle est traversée par la fumée. Le manchon 3 est convenablement une enveloppe et adhère de préférence aux éléments 61 et 40.
Le manchon 3 est dans ce cas une enveloppe de papier à deux couches dans laquelle la couche interne (en amont) possède une perméabilité de
20 K et la couche externe (en aval) une perméabilité de 500 K. Le manchon 3 pourrait cependant être en toute autre matière et avoir toute autre structure remplissant la fonction décrite.
Un manchon 44 (par exemple en papier) profilé (par exemple à ondulations longitudinales) entoure immédiatement le manchon barrière 3 et peut être perméable (dans le cas présent il ne l'est pas) à l'air. Les rainures internes et externes
66, 68 assurées par le manchon 44 s'ouvrent à l'extrémité 50 du filtre autour du tampon 40 et s'étendent longitudinalement
à partir de celui-ci sur seulement une partie de la longueur du filtre, se terminant dans une région 67 autour de la section de noyau à faible chute de pression; dans la région 67, le manchon 44 peut être laissé simplement uni et non profilé, un remplissage 80 (par exemple en matière thermoplastique) compensant la différence de diamètre externe et fermant tout passage qui pourrait autrement s'ouvrir à cette extrémité du filtre. Les rainures internes 66 peuvent par exemple avoir
0,5 à 1 mm. de profondeur et avoir un pas d'environ 1 mm., auquel cas, dans un filtre de taille classique, elles seraient environ au nombre de 23, écartées uniformément autour de la circonférence du noyau. En utilisation, le filtre peut être attaché à une tige de tabac enveloppé 12 comme représenté par la cape d'embout ventilée 14 qui peut être en une matière par nature perméable à l'air et/ou pourvue de perforations de ventilation (comme en 16) s'ouvrant dans les passages externes
68. En utilisation, la fumée du tabac passe pendant une bouffée de la tige de tabac 12 à travers l'élément tubulaire 61. Pour les bouffées initiales, au moins la plus grande partie de la fumée traverse le manchon barrière 3 pour passer dans les passages internes 66 entre les manchons 3 et 44 et passe en aval, vers la bouche du fumeur, ceci constituant le trajet à plus faible chute de pression.
Le courant de fumée se présentant sur la face interne du manchon 3 passe en un jet à travers le papier poreux à 20 K et la phase particulaire tend à frapper le papier poreux à
500 K, obstruant ainsi progressivement Les pores. Il en résulte que le transfert de l'écoulement de la fumée de ce trajet initial vers celui traversant l'élément 40 à forte chute de pression se fait progressivement et uniformément, assurant une augmentation progressive de la chute de pression d'une bouffée à l'autre.
Lorsque se produit cette augmentation de la chute de pression progressive d'une bouffée à l'autre, il se produit une augmentation progressive du courant d'air de ventilation
à travers la cape d'embout 14. Cet air passe dans les passages externes 68 et les parcourt vers l'aval pour parvenir dans la bouche du fumeur.
Les figures 7 et 11 représentent un autre mode de réalisation dans lequel des segments écartés 61 et 40 sont semblables à ceux utilisés à la figure 6, et sont enveloppés comme avant d'un manchon barrière 3 à deux couches, perméable à l'air (couches de 500 K à l'intérieur). Un manchon 44 ondulé longitudinalement entoure l'ensemble, une rainure circonférentielle 77 fermant les passages 66 mais non les passages
68 qui sont obstrués par la matière thermoplastique 80 dans la région 67.
En utilisation, la fumée passe lors des. bouffées initiales principalement par les passages 66, le trajet d'écoulement étant dévie aux interruptions 77 et se faisant à travers l'enveloppe 3 initialement à faible chute de pression et ensuite vers l'extérieur dans la bouche du fumeur.
Lorsque l'enveloppe 3 est progressivement obstruée par la matière particulaire de la fumée, sa chute de pression augmente progressivement et le passage de la fumée se fait progressivement par le segment 40 à forte chute de pression.
Comme dans le mode de réalisation..de la figure 6, il se produit une augmentation progressive uniforme de la chute de pression dans le filtre et de la ventilation du filtre d'une bouffée à l'autre.
La figure 8 présente encore un autre mode de réalisation dans lequel une section de noyau 42 et une seconde section de noyau 40 sont en aboutement axial. La section 42 est un corps cylindrique compose d'une matière poreuse (par exemple fibres d'acétate de cellulose) présentant une très faible chute de pression, de préférence d'environ 15 mm. de colonne d'eau. La section 40 est un corps cylindrique en matière poreuse (par exemple fibres d'acétate de cellulose) présentant une forte chute de pression, de préférence dans le domaine de
300 mm. de colonne d'eau. Les sections 40 et 42 sont enveloppées d'un manchon barrière 3 semblable à celui de la figure
6. L'enveloppe 3 peut être liée à la section 40, autour de sa périphérie.
L'ensemble est enveloppé d'une matière 44 à ondulations longitudinales, des passages 66 et 68 se terminant dans la région amont 67 comme à la figure 6. Une tige de tabac
12 est fixée au filtre par une cape 14 de papier d'embout perforé (comme en 16) ou perméable.
Comme l'indiquent les flèches pour l'écoulement de la fumée, Le fonctionnement du filtre lorsque la cigarette est fumée est semblable à celui décrit à la figure 6. L'écoulement initial de la fumée se fait à travers la matière du tampon 42 et la barrière 3 dans les passages 66, mais il passe progressivement au trajet passant par les tampons 40 et 42, avec augmentation de la ventilation par les passages 68.
Différentes modifications des modes de réalisation illustrés sont possibles. Par exemple, dans les modes de réalisation des figures 6, 9 et 10 et celui de la figure 8, le manchon ondulé 44 peut être perméable à la fumée ou à l'air, par nature et/ou grâce à des perforations; la fumée et l'air peuvent donc se mélanger dans les passages 66, 68 jusqu'à ce que le passage de la fumée par la barrière 3 dans les passages
66 cesse lorsque la barrière 3 est obstruée; dans ces modifications, sur toute la durée de la cigarette, les passages 66 et 68 sont disponibles pour l'air de ventilation qui peut donc être augmenté par rapport à ce qui se passe lorsque seuls les passages externes peuvent assurer le passage de l'air.
Dans les modes de réalisation illustrés aux figures 4 à 11, la section de noyau 40 à forte chute de pression peut avoir sa surface circonférentielle rendue imperméable à la fumée par un revêtement d'adhésif par lequel il est fixé au manchon barrière 3, mais le degré nécessaire et le niveau de l'imperméabilité de surface de la section à forte chute de pression 40 peut être assuré par d'autres moyens comme on l'a mentionné précédemment.
Comme on l'a expliqué précédemment, un élément de filtre ou filtre selon l'invention, tel que n'importe lequel de ceux illustrés, sera usuellement produit au départ sous la forme d'une longueur continue dans laquelle on découpe des tiges ayant une longueur constituée d'un multiple pair (c'està-dire que chaque tige est un multiple pair de l'élément ou filtre individuel final), les tiges de longueur multiple étant ensuite subdivisées encore en éléments de longueur double et ensuite, lors de la production de la cigarette à bout filtre, en élêments finaux de longueur simple. Des exemples de tiges de longueur sextuple selon l'invention, qui peuvent être encore subdivisées en éléments individuels selon l'invention, sont illustrés schématiquement aux figures 12 à 14.
La figure 12 présente un exemple d'une tige d'éléments de longueur sextuple à partir de laquelle on peut produira des éléments et filtres simples comme aux figures 1 et 2 en découpant d'abord au milieu des sections rainurées longitudinalement aux endroits 82 pour donner des tiges de longueur double et ensuite, lors de la fabrication de la cigarette à bout filtre comme décrit cidessus, aux endroits 84.
La figure 13 présente une tige de longueur sextuple qui peut de même être découpée d'abord en 82 au milieu des éléments tubulaires 61, et ensuite en
84 au milieu des éléments 40 à forte chute de pression, pour la production d'éléments individuels, de filtres et de cigarettes à bout filtre du type présente à la figure 6; la figure
14 présente une tige de longueur sextuple qui peut de même être découpée en 82 à travers les éléments 42 à faible chute de pression et ensuite en 84 à travers les éléments à forte chute de pression 40 pour la formation d'éléments séparés, de filtres et de cigarettes à bout filtre du type présenté à la figure 8.
Aux figures 13 et 14, la matière thermoplastique 80 de tampon du produit final n'est pas représentée; la matière
80 pourrait être appliquée localement dans les zones concernées en tant que partie de la formation de la tige continue, ou sur les tiges de longueur multiple finie , ou sur les produits ultérieurs de longueur double ou simple, avant, pendant ou après incorporation dans des cigarettes à bout filtre. En considérant les figures 12 à 14, on verra clairement la forme des tiges de longueur multiple qui convient pour former d'autres types d'éléments, de filtres et de cigarettes à bout filtre selon l'invention (par exemple ceux des figures 3 à 5, 7 et 11).
Les tiges de longueur multiple peuvent être formées avec un entourage de tampon perméable $ l'air qui serait normalement appliqué en continu sur la tige produite au départ avant de la couper en longueurs multiples; la matière 80 devrait alors être appliquée sur l'élément continu initial avant enveloppement. Les filtres résultants pourraient être attachés à des cigarettes par des embouts annulaires ou par une cape d'embout de ventilation complète.
On comprendra que, pour la clarté de l'illustration, les dessins ne sont, au moins pour la plus grande part, pas à l'échelle, ainsi, la profondeur radiale des ondulations 46 et 48 aux figures 4 et 5 est fort exagérée tandis que leur nombre ainsi que le diamètre du noyau sont réduits de façon correspondante. En pratique, dans tous les modes de réalisation employant un manchon, ondulé 44 en substance tout le diamètre (environ 8 mm.) de l'élément ou filtre selon l'invention sera usuellement constitué par le noyau, les ondulations ayant une profondeur radiale de par exemple environ 0,25 à 1 mm., par exemple 0,5 mm., un peu comme représenté à la figure 11. Là où une seule perforation de ventilation 16 est représentée pour chaque passage externe (56 ou 68), les perforations peuvent être plus rapprochées, deux ou plusieurs communiquant avec chacun de ces passages.
Bien que les figures 4 à 11 utilisent une enveloppe imperméable ondulée, d'autres formes d'enveloppes imperméables
<EMI ID=9.1>
56 (ou 66, 68) étant constitués par des rainures longitudinales qui y sont formées de manière convenable au moyen de cylindres d'impression profilés; les surfaces du papier pourraient être laissées unies là où les passages assurés par l'enveloppe se terminent.
Lorsque le noyau de filtrage d'un filtre ou élément de filtre selon l'invention est un élément composite formé de deux ou plusieurs éléments de noyau, l'un ou plusieurs ne doivent pas nécessairement avoir un quelconque effet filtrant mais assurer simplement une chute de pression; par exemple, aux figures 4 à 11, le tampon 40 pourrait être remplacé par un tampon non filtrant pourvu de canaux périphériques et/ou internes pour le passage de fumée essentiellement non filtrée au-delà de lui et/ou à travers lui, mais engendrant une chute de pression relativement élevée. Dans ce cas, l'augmentation de la ventilation lorsque l'écoulement de la fumée passe aux trajets à forte chute de pression peut s'accompagner d'une augmentation faible ou nulle du filtrage.
Lorsqu'un filtre selon l'invention possède des sections de noyau à faible et à forte chute de pression, l'entrée de l'air de ventilation se fait de préférence, comme dans les modes de réalisation des figures 4 et 6 à 8, essentiellement ou uniquement autour de la section à forte chute de pression.(par exemple par la disposition des perforations de ventilation dans l'enveloppe externe du filtre).
Dans les filtres et les éléments selon l'invention,
il peut y avoir un retrait à l'extrémité buccale; ainsi, dans le type de mode de réalisation de la figure 4, le noyau 2 peut se terminer à courte distance de l'extrémité 50, par exemple à courte distance des ondulations 48, de telle sorte que les passages de ventilation 56 ne recouvrent pas longitudinalement le noyau 2.
On a indiqué ci-dessus que des tiges de filtre ou d'élément de longueurs multiples selon l'invention peuvent comprendre plusieurs éléments ou filtres unitaires selon l'invention disposés solidairement bout-à-bout, chaque élément ou filtre unitaire étant disposé symétriquement par rapport à l'élément ou filtre unitaire adjacent ou à chacun de ceux-ci. Dans le cas des modes de réalisation de longueurs multiples représentées aux figures 13 et 14 (à comparer aux longueurs unitaires des figures 6 et 8) par exemple, on verra cependant qu'ils ne doivent pas être pourvus du remplissage 80 qui est une partie nécessaire des longueurs unitaires au moins lorsqu' elles sont incorporées dans les cigarettes à bout filtre.
L'invention procure donc également les éléments et filtres de longueur multiple (et unitaire.) en l'absence de ce remplissage 80 ou analogue qui peut être nécessaire dans la cigarette à bout filtre pour assurer l'accroissement requis de dilution par l'air lors du transfert de l'écoulement de la fumée des trajets à faible chute de pression vers les trajets à forte chute de pression.
Le remplissage 80, lorsqu'il doit être présent en tant que partie de tiges de longueurs multiples,pourrait par exemple être appliqué localement sur la barrière 3 par im-pression avant que cette dernière ne soit disposée autour du noyau pendant la production initiale de la tige continue; une enveloppe perméable pourrait si nécessaire être appliquée à l'élément composite résultant constitué du noyau et de la barrière qui l'entoure (de préférence avant de couper la tige continue produite en les longueurs multiples) pour protéger le remplissage 80 lors des manipulations ultérieures, avant et pendant la production de la cigarette à bout filtre.
Dans des modes de réalisation du type possédant un manchon 44 profilé assurant des passages longitudinaux internes et externes qui doivent se terminer au même endroit, les passages peuvent être limités par une ondulation circonférentielle du manchon. Par exemple, aux figures 6 et 8 la partie unie de l'enveloppe 44 et le remplissage 80 pourraient être remplacés par une ou des ondulations circonférentielles dans l'enveloppe 44 comme en 52 à la figure 4; aux figures 13 et 14, les parties unies entourant les éléments tubulaires 61 (figure
13) et les tampons 42 (figure 14) seraient alors remplacées par des parties ondulées circonférentiellement.
Bien que l'on fasse occasionnellement référence ici
à la barrière du type qui peut être obstrué par le passage de fumée non filtrée, il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux cas où la fumée atteint en pratique la barrière en étant totalement non filtrée. Ainsi, le tabac lui-même agit toujours comme un filtre; à la figure 8, il existe nécessairement un certain filtrage par le tampon 42; tandis que dans d'autres modes de réalisation la fumée passe directement du tabac à la barrière, il y a fréquemment une certaine condensation des constituants de la fumée avant qu'elle atteigne la barrière et la matière filtrante pourrait en fait être disposée dans cette partie du trajet, par exemple dans les passages
66. Tout filtrage entre le tabac et la barrière est cependant maintenu de préférence faible parce qu'autrement l'effet d'obstruction de la barrière pourrait être réduit trop pour donner un avantage appréciable.
REVENDICATIONS-
1. Filtre ventilé pour cigarettes, qui présente au départ des trajets à chute de pression relativement faible et à chute de pression relativement grande pour le passage de la fumée, l'agencement étant tel que, en utilisation, le passage initial préférentiel de la fumée par le ou les trajets à faible chute de pression entraîne l'obstruction de ceux-ci, de telle sorte que le passage de la fumée par le ou les trajets à forte chute de pression,ainsi que le degré de ventilation par l'air) augmentent.
The present invention relates to ventilated filters for cigarettes, that is to say filters which, when used, ensure the suction of external air to dilute the smoke in the filter and / or in the mouth of the smoker. , and it provides such a filter which initially has paths with relatively low pressure drop and relatively large pressure drop for the passage of smoke through it, the arrangement being such that, in use, the initial preferential passage smoke from the low pressure drop path (s) obstructs them so that the passage of smoke through the high pressure drop path (s), as well as the degree of ventilation by air, increases.
The filters according to the invention help to standardize the sensation of taste throughout the duration of the cigarette. The sensation of taste delivered by a conventional ventilated filter cigarette increases as the cigarette is smoked, passing from a low initial level, often unsatisfactory, to a high level, often unacceptable; for a given total quantity of taste elements, a filter according to the invention comparatively ensures an increased initial taste level and a reduced final taste level, and therefore a smoke of more uniform characteristics.
In certain types of filters according to the invention, a barrier is placed across the or each of the paths
at relatively low pressure drop, this barrier being initially permeable to smoke, but obstructing when it is crossed by smoke. In certain preferred embodiments, said barrier has two layers of an air permeable sheet material (e.g. paper), one of which has a high air permeability (e.g.
10 to 100 K, preferably about 20 K) and the other of which is even more permeable to air (for example from 50 to 700 K, preferably about 500 K). Units for permeability
the air we use here are defined below. Preferably, the barrier is arranged with the layer of highest permeability on the face downstream of the layer 5 of lower permeability; it is estimated that, in use, the aspirated smoke passes in a jet through the layer of lower permeability, the particulate phase tending to strike the layer of higher permeability with progressive obstruction of the pores of the latter. This arrangement can ensure a more gradual increase in the pressure drop from one puff to another (and therefore a more gradual increase in dilution by air) than what has been obtained so far.
In one type of embodiment according to the invention, the filter has an axially elongated core, having at its periphery at least one passage which extends from one end of the core only partially towards the other end of the core and is in communication for the flow of smoke with the core via a means which can become blocked when it is crossed by unfiltered tobacco smoke.
Said means could for example be a barrier in the form of a core sleeve (for example an envelope) which separates the core from or from each passage; this core sleeve could, for example, be made of a material which is inherently smoke-permeable, ensuring a low pressure drop, which is rapidly obstructed when it is traversed by unfiltered tobacco smoke, so that this passage is then reduced or stopped, or it can be made of a material impermeable to smoke, pierced with small holes to ensure the same result; it could be a two-layer barrier of the type mentioned above. Any such passage could include a groove in the periphery of the core and / or be defined between opposite portions of the surface of the core and the profiled sleeve.
The core and the sleeve can both be profiled to ensure the said passage or passages.
In another type of embodiment, the filter has at least one internal passage extending from one end of the filter partly towards the other end, and in communication for the passage of smoke with a portion of the filter. filtering smoke, by means which can be blocked when it is crossed by unfiltered tobacco smoke. Said means could for example be a barrier layer surrounding the passage and separating it from the rest of the filter, this layer initially ensuring a low pressure drop and being permeable to smoke, but being obstructed when it is crossed by smoke unfiltered tobacco, so that the passage of smoke is reduced or stopped thereafter; it could for example be a two-layer barrier as described above.
In other embodiments, the or each passage is a tube of smoke-impermeable material which, at least at its end located inside the filter, has an internal diameter so small that it becomes obstructed when 'it is crossed by unfiltered tobacco smoke.
Certain preferred filters according to the invention have longitudinally adjacent core sections, ensuring a relatively large and relatively small pressure drop, surrounded by a profiled sleeve ensuring between itself and the core sections one or more passages extending from from one end of the filter partly towards the other, an obstructable barrier being disposed between the passage (s) and the core section at low pressure drop. The barrier could be of the two-layer type mentioned above, or it could be a single layer of material permeable by nature and / or perforated.
The initial low pressure drop path is therefore provided by the low pressure drop core section, the passage (s) and the barrier therebetween, while the high pressure drop path is provided by the low pressure core sections and with strong pressure drops. The core section with high pressure drop, for example
a pressure drop from 200 to 600 (for example 300) mm. of water column can be a buffer of fiber bundles (for example of cellulose acetate) or of paper. The low pressure drop core section may be a lower pressure drop pad or a tubular member, such a lower pressure drop pad or tubular member may result in the lower pressure drop core section, or it can be moved apart longitudinally to define a cavity that is part of the core section with the lowest pressure drop.
The passage (s) may be in communication for the flow of smoke (via said barrier) with the material of the core section at lower pressure drop (when this material is permeable to smoke) and / or with a cavity that is part of the core section with the lowest pressure drop.
The core section with the greatest pressure drop is suitably made up of a pad of "Transorb" (registered trademark), a dense rod drawn from bonded cellulose acetate filaments. The characteristics of "Transorb" rods and methods of preparing them (which can remove the initial crimp of the filaments) are described in United Kingdom patent N [deg.] 970,817. At least towards its downstream end, and in most cases over its entire longitudinal extent, the periphery of the section with a high pressure drop is preferably essentially impermeable to smoke, for example because a skin is provided integral melted (for example by heat or a solvent) or a sleeve (which can be an envelope or a coating, for example a coating of adhesive making the section adhere to the barrier).
As used here, an air permeability of nK means an air permeability of n x 1000 mls / minute /
10 cm <2> / 100 mm. of water column, determined by measuring the pressure "p" in mm. of water generated by a flow of
1050 mls. air per minute through 10 cm <2> of the sample, and calculating from the equation
1050 x 100
<EMI ID = 1.1>
Filters according to the invention can be incorporated into cigarettes with a filter tip in a conventional manner by means of a cap of ventilation nozzle. In the above-mentioned embodiments, in which part of the passage at low pressure drop of the filter is provided by one or more passages starting from one end of the filter, it is this end of the filter which abuts the rod of filter-tipped cigarette tobacco.
The cap cap may be of an air permeable material, but will normally be an air impermeable material pierced with ventilation holes; the arrangement will always be such that the quantity of ventilation air drawn increases when the resistance to the suction of smoke through the filter increases, with transfer of the smoke flow from the path or paths with a low pressure drop to the route (s) with a high pressure drop as the cigarette is smoked.
When the filters according to the invention are formed at the start, to supply the stage of cigarette production
with filter tip, with an external ventilation casing
(by nature permeable to air and / or perforated), they can be incorporated into cigarettes with a filter tip by an annular tip or a complete tip cap.
The invention is described above in connection with ventilated filters, that is to say filters incorporating a ventilation envelope which may be a cap cap joining the filter to the tobacco rod wrapped in a cigarette with filter tip. The invention also provides filter elements as such, to be combined with a ventilated casing to give ventilated filters according to the invention.
Such elements exemplified by the types described below, generally include the characteristics of an axially elongated core body, of a part or composite, having at least one external or internal passage extending from a end of the body partly towards its other end, and means for allowing communication for the flow of smoke between the passage (s) and the body, this means becoming obstructed when it is crossed by untreated tobacco smoke filtered. The elements will usually be produced initially in the form
<EMI ID = 2.1>
finished for further handling and production of filter tipped cigarettes. A ventilated envelope can if desired be applied continuously around the element as it is formed, before cutting it into finished lengths, but the resulting filters according to the invention then require an additional nozzle ( annular end cap or ventilation end cap cap) for incorporation in filter-tipped cigarettes; when the elements are produced and cut while they are not provided with an envelope, they are usually formed into filters according to the invention by application of a cap of ventilation nozzle during the production of the cigarette with filter end .
For the manufacture of cigarettes with a filter tip, there is a double length of such an element or filter with a wrapped tobacco rod abutting each end; the mouthpiece is applied to join the tobacco stalks and the dual intermediate element or filter, and the resulting combination is cut in half to produce two filter tipped cigarettes. The filter or continuous element produced at the start is normally cut into units of length formed by a multiple even (for example sixfold) to be supplied to the manufacturer of filter-tipped cigarettes which then cuts these multiple lengths into double lengths to be used in production. filter-tipped cigarettes as described above.
It will be understood that, in the case of an individual filter or element, according to the invention, which is asymmetrical (that is to say whose ends are different), the multiple and double lengths from which the individual lengths are finally formed. will usually be symmetrical and have identical ends. The elements of multiple lengths (including double) and the filters which are therefore also provided by the invention comprise several unit elements or filters arranged without end-to-end discontinuity, each unit element or filter being arranged symmetrically with respect to the element or to each adjacent unit element or filter integral with it.
Embodiments of the invention will now be described, but only by way of example, with reference to the appended drawings in which similar reference numerals designate similar parts, and in which:
FIG. 1 is a perspective view of a filter element according to the invention,
FIG. 2 is a partial section view of a filter and of a filter-tipped cigarette according to the invention using the filter element of FIG. 1,
FIG. 3 is a view in longitudinal section in a cigarette with a filter tip employing a different filter element according to the invention,
FIG. 4 is a view in longitudinal section taken along line IV-IV of FIG. 5, in a cigarette with a filter tip employing a third filter element according to the invention,
FIG. 5 is a sectional view along the line V-V of FIG. 4,
FIGS. 6, 7 and 8 are diagrammatic section views of three filters and cigarettes with different filter ends, according to the invention, the section of FIG. 7 being made along the line VII-VII of FIG. 11,
FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views of the embodiment of FIG. 6, respectively in the region of its internal cavity 63 and in the region of its upstream end,
FIG. 11 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 7, in the region of its upstream end, and
- Figures 12 to 14 are schematic longitudinal sectional views of three different filter elements, of sixfold length, according to the invention.
The filter element shown in FIG. 1 comprises a core 2 of bonded cellulose acetate fibers surrounded and in contact with a buffer surround 3. The core 2 and the buffer surround 3 are partially embossed at one end 4 to provide a core 6 of reduced section surrounded by four symmetrical grooves or channels 8 separated by ribs <EMI ID = 3.1>
by unfiltered tobacco smoke. The element could be provided with a surrounding external buffer united in breathable and / or perforated material, in which case it could be incorporated in a cigarette with filter end by means of an annular end-piece.
The illustrated member can be produced by continuously producing in a conventional manner a continuous rod of cellulose acetate fibers wrapped in the surrounding of pad 3, by embossing the latter at intervals and by cutting the resulting embossed rod transversely in adjacent embossed and unembossed regions; as explained above, this cut should first be made in symmetrical multiples, then in symmetrical doubles, and finally in asymmetrical single lengths.
The filter element of FIG. 1 incorporated in a cigarette with a filter end is presented in FIG. 2 where the element (presented in profile view) has its end 4 abutted against a wrapped tobacco rod 12 (presented in section) and is fixed to the tobacco rod by a cap cap 14 made of air-impermeable material provided with a circumferential ring of ventilation perforations 16. In use, the smoke from the tobacco stem is initially sucked preferentially along the path with low pressure drop, that is to say along the channels 8 and, passing through the buffer surround 3, in the unembossed part of core 2; the sensation of taste received by the smoker is therefore relatively large and the degree of dilution by air, via the perforations 16, in the core 2 is relatively low.
After the first few puffs (e.g. 3 or 4), however, the buffer surround 3 becomes blocked by the passage of unfiltered smoke, and the smoke from the tobacco stalk is increasingly forced to take the path with greatest pressure drop in the reduced section 6 and along the entire length of the core 2; the degree of filtering of the smoke therefore increases as well as the level of ventilation, which tends
to oppose the increase in the amount of tar, etc. normally encountered in the last puffs of a conventional filter-tipped cigarette. So, for a given overall amount of tar, we can assure of a puff
to the other a better uniformity than with a conventional filter.
It will be understood that, although a core 2 has been shown in one piece, many variants are possible; thus, the core could be a composite element of two abutting sections having different characteristics
(for example a different pressure drop); another possibility is that the buccal end of the core 2 is provided with an internal cavity.
The embodiment of Figure 3 of the filter element according to the invention comprises a core of smoke filtering material having an internal cavity 22 open at its end 4 and surrounded by a body with relatively large pressure drop in fibers d cellulose acetate 24. The cavity 22 is
<EMI ID = 4.1>
impermeable to smoke, which tapers inside the filter up to a restricted orifice 28; The body 24 and the outlet of the orifice 28 abut against a pad 30 at a relatively low pressure drop, made of cellulose acetate fibers, the body
24 and the pad 30 being united by a surrounding porous pad 32. The filter according to the invention consists of this filter element and the end cap 14 which surrounds it, by lacquering
<EMI ID = 5.1>
loped 12; the end cap 14 is provided with a circumferential ring of ventilation perforations 16.
The initial path with a low pressure drop for the smoke in this case passes through the cavity 22 and the orifice 28 in the buffer 30, the quantity of tar delivered therefore being relatively high, and the ventilation through the perforations 16 being relatively low. After a few puffs, the orifice
28 is obstructed by the passage of unfiltered smoke, an increasing quantity of: smoke therefore having to pass into and through the body 24 at a high pressure drop and into the buffer 30, so that the filtering efficiency and the ventilation increase as before.
The filter element of FIGS. 4 and 5 according to the invention
<EMI ID = 6.1>
pressure and a low pressure drop element 42 held together by a buffer surround 3. Another envelope
44 surrounds and is in contact with the buffer surround 3; it is made of an air and smoke impermeable material having groups of longitudinal corrugations 46 and
48 at the ends 4 and 50 of the element, separated by circumferential undulations 52.
The corrugations 46 define with the core 2 longitudinal channels 54 which extend from the end 4 and end at the circumferential corrugations 52, while the corrugations 48 define outside the element longitudinal channels 56 which extend from the circumferential corrugations 52 to the end 50 of the element. The buffer surround 3 is made of a smoke-impermeable material having perforations 55 at the internal ends of the channels 54 around the buffer 42 The perforations 55 are progressively obstructed by the passage of smoke.
In the filter illustrated according to the invention, this filter element is provided with a ventilation envelope 14 which is a cap cap joining the element, at its end 4, to the wrapped tobacco rod 12. The perforations of ventilation 16 in the end cap 14 communicate, as can be seen, with the channels 56. The initial path at low pressure drop for the smoke in this case passes along the grooves 54, through the part of the surround of buffer 3 which is at the ends of these grooves, where it surrounds the core element with low pressure drop 42, and then
through the latter element towards the buccal end 50; as for the other embodiments, the quantity of tar delivered at the start is therefore relatively large, and the degree of dilution by air (directly in the mouth of the smoker through the passages 56) relatively low. After the first few puffs, the perforations 55 through which the unfiltered smoke has passed into the element with low pressure drop 42 becomes blocked, and an increased quantity of smoke must then pass into the element 42 passing through the core element 40 with a high pressure drop, with a resulting increase in the filtering effect and the degree of ventilation. The walls of the corrugations 48 could be perforated so that the penetrating ventilation air
<EMI ID = 7.1>
LEMENT in the adjacent channels 57 formed between the corrugations and the buffer surrounding 3, before being sucked into the mouth of the smoker. The walls of the corrugations 46 could likewise be perforated to allow the passage of smoke
(during the first few puffs) through all the channels (54 and 53) formed between the end cap 14, the corrugations 46 and the buffer surround 3. In fact, the envelope
44 could be in a material with a certain degree of inherent permeability.
A cross section in the end provided with corrugations 46 has an appearance similar to FIG. 5, without the perforations 16.
The buffer surround 3 with the perforations 55 presented in Figures 4 and 5 could be replaced by a buffer surround 3 permeable by nature, and obstructable, of the type described in connection with Figures 1 and 2, and in particular by an entourage two-layer paper pad in which the outer layer (upstream) has an air permeability of approximately 20 K and the inner layer (downstream) an air permeability of approximately 500 K.
Similarly, the tube 26 with the orifice 28 presented in FIG. 3 could be replaced by a tube in FIG. 1, <EMI ID = 8.1>
ches, closed at its downstream end, for example embossed in the manner of the end 4 of FIG. 1, but to close the end completely.
The filter of FIGS. 6, 9 and 10 has a core section 42 with a low pressure drop formed by a tubular element 61 and a cavity 63 by which the tubular element is separated longitudinally from the pad 40 with a greatest pressure drop, in tobacco smoke filtering material. The tubular element 61 may be of fibrous or non-fibrous material, permeable or impermeable to smoke. The pad 40 is suitably made of bonded filaments (for example of cellulose acetate) or of paper, with a pressure drop of approximately 300 mm. water column. A sleeve 3 surrounds and joins the core portions and constitutes the barrier which is initially permeable to smoke but becomes obstructed when it is traversed by the smoke. The sleeve 3 is suitably an envelope and preferably adheres to the elements 61 and 40.
The sleeve 3 is in this case a two-layer paper envelope in which the inner layer (upstream) has a permeability of
20 K and the outer layer (downstream) a permeability of 500 K. The sleeve 3 could however be of any other material and have any other structure fulfilling the function described.
A profiled sleeve (for example made of paper) 44 (for example with longitudinal corrugations) immediately surrounds the barrier sleeve 3 and may be permeable (in the present case it is not) to air. Internal and external grooves
66, 68 provided by the sleeve 44 open at the end 50 of the filter around the pad 40 and extend longitudinally
starting therefrom over only part of the length of the filter, ending in a region 67 around the core section at low pressure drop; in region 67, the sleeve 44 can be left simply plain and not profiled, a filling 80 (for example made of thermoplastic material) compensating for the difference in external diameter and closing any passage which could otherwise open at this end of the filter. The internal grooves 66 may for example have
0.5 to 1 mm. deep and have a pitch of about 1 mm., in which case, in a conventional size filter, they would be about 23 in number, spread evenly around the circumference of the core. In use, the filter can be attached to a wrapped tobacco rod 12 as shown by the ventilated end cap 14 which may be of a material inherently breathable and / or provided with ventilation perforations (as in 16 ) opening in the external passages
68. In use, tobacco smoke passes during a puff of tobacco rod 12 through the tubular element 61. For initial puffs, at least most of the smoke passes through the barrier sleeve 3 to pass into the internal passages 66 between the sleeves 3 and 44 and passes downstream, towards the mouth of the smoker, this constituting the path with the lowest pressure drop.
The smoke current on the internal face of the sleeve 3 passes in a jet through the porous paper at 20 K and the particulate phase tends to strike the porous paper at
500 K, thus gradually clogging the pores. As a result, the transfer of the smoke flow from this initial path to that passing through the element 40 with a high pressure drop takes place gradually and uniformly, ensuring a gradual increase in the pressure drop from a puff to the 'other.
When this increase in progressive pressure drop from one puff to another occurs, there is a gradual increase in ventilation air flow
through the end cap 14. This air passes through the external passages 68 and travels downstream to reach the mouth of the smoker.
FIGS. 7 and 11 represent another embodiment in which spaced apart segments 61 and 40 are similar to those used in FIG. 6, and are wrapped as before with a barrier sleeve 3 with two layers, breathable ( 500 K layers inside). A longitudinally corrugated sleeve 44 surrounds the assembly, a circumferential groove 77 closing the passages 66 but not the passages
68 which are blocked by the thermoplastic material 80 in the region 67.
In use, smoke passes during. initial puffs mainly through the passages 66, the flow path being diverted to the interruptions 77 and taking place through the casing 3 initially at low pressure drop and then outwards in the mouth of the smoker.
When the envelope 3 is progressively obstructed by the particulate matter of the smoke, its pressure drop gradually increases and the passage of the smoke takes place gradually through the segment 40 with a strong pressure drop.
As in the embodiment of FIG. 6, there is a uniform progressive increase in the pressure drop in the filter and in the ventilation of the filter from one puff to another.
FIG. 8 shows yet another embodiment in which a core section 42 and a second core section 40 are in axial abutment. Section 42 is a cylindrical body made of a porous material (eg cellulose acetate fibers) having a very low pressure drop, preferably about 15 mm. water column. Section 40 is a cylindrical body of porous material (for example cellulose acetate fibers) having a strong pressure drop, preferably in the field of
300 mm. water column. Sections 40 and 42 are wrapped in a barrier sleeve 3 similar to that of the figure
6. The envelope 3 can be linked to section 40, around its periphery.
The assembly is wrapped in a material 44 with longitudinal undulations, passages 66 and 68 ending in the upstream region 67 as in FIG. 6. A tobacco rod
12 is fixed to the filter by a cap 14 of perforated (as in 16) or permeable tip paper.
As indicated by the arrows for the flow of smoke, The operation of the filter when the cigarette is smoked is similar to that described in FIG. 6. The initial flow of the smoke takes place through the material of the pad 42 and the barrier 3 in the passages 66, but it progressively passes to the path passing through the buffers 40 and 42, with increased ventilation through the passages 68.
Different modifications of the illustrated embodiments are possible. For example, in the embodiments of Figures 6, 9 and 10 and that of Figure 8, the corrugated sleeve 44 may be permeable to smoke or air, by nature and / or through perforations; the smoke and the air can therefore mix in the passages 66, 68 until the passage of the smoke through the barrier 3 in the passages
66 ceases when the barrier 3 is obstructed; in these modifications, over the entire duration of the cigarette, the passages 66 and 68 are available for ventilation air which can therefore be increased compared to what happens when only the external passages can ensure the passage of air .
In the embodiments illustrated in Figures 4 to 11, the core section 40 with a high pressure drop may have its circumferential surface rendered impermeable to smoke by an adhesive coating by which it is fixed to the barrier sleeve 3, but the necessary degree and level of surface impermeability of the high pressure drop section 40 can be provided by other means as previously mentioned.
As explained above, a filter element or filter according to the invention, such as any of those illustrated, will usually be produced initially in the form of a continuous length from which rods having a cut are cut. length consisting of a multiple even (that is, each rod is a multiple multiple of the final element or individual filter), the rods of multiple length then being further subdivided into elements of double length and then, when production of the cigarette with filter tip, in final elements of simple length. Examples of rods of sixfold length according to the invention, which can be further subdivided into individual elements according to the invention, are illustrated schematically in Figures 12 to 14.
Figure 12 shows an example of a rod of elements of sixfold length from which one can produce simple elements and filters as in Figures 1 and 2 by first cutting in the middle of the grooved sections longitudinally at places 82 to give rods of double length and then, during the manufacture of the filter-tipped cigarette as described above, at locations 84.
FIG. 13 shows a rod of sixfold length which can likewise be cut first at 82 in the middle of the tubular elements 61, and then at
84 in the middle of the elements 40 with a high pressure drop, for the production of individual elements, filters and filter-tipped cigarettes of the type present in FIG. 6; the figure
14 has a rod of sixfold length which can likewise be cut at 82 through the elements 42 at low pressure drop and then at 84 through the elements at high pressure drop 40 for the formation of separate elements, filters and of filter-tipped cigarettes of the type shown in Figure 8.
In FIGS. 13 and 14, the thermoplastic material 80 for buffering the final product is not shown; matter
80 could be applied locally in the affected areas as part of the continuous stem formation, or on stems of multiple finished length, or on subsequent products of double or single length, before, during or after incorporation in cigarettes with filter tip. Considering FIGS. 12 to 14, one will clearly see the shape of the rods of multiple length which is suitable for forming other types of elements, filters and cigarettes with filter tips according to the invention (for example those of FIGS. 3 to 5, 7 and 11).
Multiple length rods can be formed with an air permeable pad surround which would normally be applied continuously to the initially produced rod before cutting it into multiple lengths; the material 80 should then be applied to the initial continuous element before wrapping. The resulting filters could be attached to cigarettes by ring tips or by a full vent cap cap.
It will be understood that, for the clarity of the illustration, the drawings are, at least for the most part, not to scale, thus, the radial depth of the corrugations 46 and 48 in Figures 4 and 5 is greatly exaggerated while that their number and the diameter of the core are reduced correspondingly. In practice, in all the embodiments employing a sleeve, corrugated 44 in substance the entire diameter (approximately 8 mm.) Of the element or filter according to the invention will usually be constituted by the core, the corrugations having a radial depth of for example about 0.25 to 1 mm., for example 0.5 mm., somewhat as shown in FIG. 11. Where a single ventilation perforation 16 is represented for each external passage (56 or 68), the perforations can be closer together, two or more communicating with each of these passages.
Although Figures 4 to 11 use a corrugated waterproof envelope, other forms of waterproof envelopes
<EMI ID = 9.1>
56 (or 66, 68) being formed by longitudinal grooves which are suitably formed therein by means of profiled printing cylinders; the surfaces of the paper could be left united where the passages provided by the envelope end.
When the filtering core of a filter or filter element according to the invention is a composite element formed of two or more core elements, the one or more need not necessarily have any filtering effect but simply ensure a drop in pressure; for example, in FIGS. 4 to 11, the pad 40 could be replaced by a non-filtering pad provided with peripheral and / or internal channels for the passage of essentially unfiltered smoke beyond it and / or through it, but generating a relatively high pressure drop. In this case, the increase in ventilation when the smoke flow passes to the paths with a strong pressure drop can be accompanied by little or no increase in filtering.
When a filter according to the invention has core sections with low and high pressure drop, the ventilation air is preferably entered, as in the embodiments of FIGS. 4 and 6 to 8, essentially or only around the section with a strong pressure drop (for example by the arrangement of ventilation perforations in the external envelope of the filter).
In the filters and the elements according to the invention,
there may be a withdrawal at the buccal end; thus, in the type of embodiment of FIG. 4, the core 2 can end at a short distance from the end 50, for example at a short distance from the corrugations 48, so that the ventilation passages 56 do not overlap longitudinally the core 2.
It has been indicated above that filter or element rods of multiple lengths according to the invention may comprise several unit elements or filters according to the invention arranged integrally end-to-end, each element or unit filter being arranged symmetrically by relative to the adjacent unit or filter or to each of them. In the case of the multiple length embodiments shown in FIGS. 13 and 14 (to be compared to the unit lengths of FIGS. 6 and 8) for example, it will be seen however that they must not be provided with the filling 80 which is a necessary part unit lengths at least when incorporated into filter tipped cigarettes.
The invention therefore also provides elements and filters of multiple (and unitary) length in the absence of this filling 80 or the like which may be necessary in the filter-tipped cigarette to ensure the required increase in dilution by air. when transferring the smoke flow from paths with low pressure drop to paths with high pressure drop.
The filling 80, when it must be present as part of rods of multiple lengths, could for example be applied locally to the barrier 3 by printing before the latter is placed around the core during the initial production of the continuous rod; a permeable envelope could if necessary be applied to the resulting composite element consisting of the core and the barrier which surrounds it (preferably before cutting the continuous rod produced into multiple lengths) to protect the filling 80 during subsequent manipulations, before and during the production of the filter-tipped cigarette.
In embodiments of the type having a profiled sleeve 44 ensuring internal and external longitudinal passages which must end at the same place, the passages can be limited by a circumferential undulation of the sleeve. For example, in FIGS. 6 and 8, the united part of the envelope 44 and the filling 80 could be replaced by one or more circumferential undulations in the envelope 44 as at 52 in FIG. 4; in FIGS. 13 and 14, the united parts surrounding the tubular elements 61 (FIG.
13) and the buffers 42 (FIG. 14) would then be replaced by circumferentially corrugated parts.
Although occasionally referred to here
to the barrier of the type which can be obstructed by the passage of unfiltered smoke, it is understood that the invention is not limited to cases where the smoke reaches the barrier in practice by being completely unfiltered. So tobacco itself always acts as a filter; in FIG. 8, there is necessarily some filtering by the buffer 42; while in other embodiments the smoke passes directly from the tobacco to the barrier, there is frequently some condensation of the constituents of the smoke before it reaches the barrier and the filter material could in fact be disposed in this part of the journey, for example in passages
66. Any filtering between the tobacco and the barrier is however preferably kept low because otherwise the obstruction effect of the barrier could be reduced too much to give an appreciable advantage.
CLAIMS-
1. Ventilated filter for cigarettes, which initially has paths with relatively low pressure drop and relatively large pressure drop for the passage of smoke, the arrangement being such that, in use, the preferential initial passage of smoke by the low pressure drop path (s) causes them to become blocked, so that the passage of smoke through the high pressure drop path (s), as well as the degree of ventilation by air) increase.