CH676911A5 - - Google Patents

Description

  
 



  L'invention se rapporte à des filtres aérés pour fumée de tabac et fournit un filtre de ce type comprenant des composants faisant noyau dont un premier produit une perte de charge relativement élevée suivant la direction longitudinale du filtre, est sur l'ensemble de sa section transversale sensiblement imperméable à l'air suivant la direction radiale du filtre et comprend un tampon unitaire sensiblement uniforme à coupe transversale circulaire et dont un second produit une perte de charge relativement faible suivant la direction longitudinale du filtre et une enveloppe commune, complète ou partielle, qui s'étend le long et autour, ou partiellement autour, desdits composants faisant noyau et qui assure une aération du filtre,

   le second composant du noyau présentant un ou des passages longitudinaux pour permettre l'écoulement sensiblement libre et non filtré de la fumée à travers ce second composant. 



  Le second composant du noyau, ou composant aval, pourra être une tige ou un tampon dont la périphérie est adaptée pour fournir un ou plusieurs passages extérieurs s'étendant d'une extrémité du composant à l'autre. Dans ce cas, les premier et second composants du noyau pourront être disposés bout à bout ou bien longitudinalement espacés et l'aération pourra se produire directement dans le ou les passages périphériques et/ou dans un espace situé entre le premier (amont) et le second (aval) composants du noyau et/ou plus en aval du second composant du noyau. Au lieu ou en plus de ceci, le second composant du noyau, situé en aval, pourra fournir un ou plusieurs passages intérieurs, d'une extrémité à l'autre, pour permettre un écoulement sensiblement libre et non-filtré de la fumée, c'est-à-dire que ce composant pourra être tubulaire.

  Lorsque le second composant du noyau ne présente pas de passages périphériques et est composé d'une matière imperméable à l'air, I'aération se fera plus en aval de ce second composant du noyau et/ou dans un espace situé entre celui-ci et le premier composant du noyau (amont). Si le second composant du noyau ne présente pas de passages périphériques et est constitué par un tube en matière perméable à l'air, I'aération pourra s'effectuer latéralement à travers la paroi du tube dans le passage longitudinal. Le composant aval (second) du noyau fournira  alors un écoulement sensiblement libre de la fumée suivant la direction longitudinale.

  Mis à part le ou les passages périphériques s'étendant d'une extrémité à l'autre du composant et/ou le ou les passages internes pour l'écoulement sensiblement libre de la fumée, le second composant du noyau pourra présenter un ou plusieurs passages périphériques s'étendant à partir d'une extrémité (par exemple celle en aval) et se terminant ou étant bloqués avant l'autre extrémité de ce second composant, I'aération se réalisant dans ces passages périphériques de longueur partielle. Selon certaines formes d'exécution, le second composant du noyau est constitué, de préférence, par une matière intrinsèquement imperméable à la fumée et présente la forme d'une tige ou d'un tube extérieurement rainuré ou cannelé ou d'un tube simple.

  Conformément à d'autres formes d'exécution, le second composant du noyau est un tube simple en matière perméable à l'air, par exemple de l'étoupe d'acétate de cellulose, de préférence étirée lors de la fabrication du tube afin de défriser sensiblement les filaments. 



  L'enveloppe peut être une enveloppe complète en matière poreuse ou perforée ayant une perméabilité à l'air sensiblement uniforme sur toute sa longueur. Autrement, elle pourra être une enveloppe partielle comprenant une ou plusieurs bandes, chacune de ces bandes s'étendant seulement en partie autour du noyau du filtre de façon à laisser, entre les bords longitudinaux des bandes, un ou des interstices s'étendant selon la direction longitudinale du filtre et dans lesquels l'aération peut se faire librement. L'interstice ou les interstices seront généralement ouverts des deux côtés, s'étendant de façon continue sur toute la longueur de l'enveloppe partielle. 



  Le premier composant du noyau, situé en amont, peut être sensiblement imperméable à l'air suivant la direction radiale du filtre et est, de préférence, imperméable à l'air sur l'ensemble de sa section transversale. Ce composant est constitué, de préférence, par un corps unitaire, à l'exception d'une éventuelle enveloppe externe qui pourra en faire partie. Il sera, de préférence, sensiblement uniforme sur l'ensemble de sa section droite. De façon préférée, ce premier composant du noyau occupera entièrement et de façon ininterrompue toute la section droite (autre que celle occupée  par l'enveloppe commune ou partielle) du filtre. Ainsi, ce composant comprend, de façon appropriée, un tampon unitaire sensiblement uniforme, de section droite circulaire, qui peut inclure sa propre enveloppe. 



  Le filtre selon l'invention sera incorporé dans une cigarette à filtre, normalement de façon que l'élément du noyau produisant une perte de charge élevée se trouve du côté de la tige de tabac et que l'aération pénètre dans le filtre en aval de ce premier élément du noyau et en direction de l'extrémité buccale du filtre. Le filtre sera normalement incorporé dans la cigarette au moyen d'une enveloppe-manchette de ventilation, qui sera généralement équipée de perforations de ventilation disposées en aval du premier composant du noyau produisant la perte de charge élevée.

  L'enveloppe-manchette de ventilation peut être l'enveloppe commune des composants du noyau précitée mais, plus souvent, ces composants du noyau seront préformés pour constituer un sous-ensemble avec l'enveloppe commune et ce sous-ensemble sera incorporé dans la cigarette à filtre au moyen de l'enveloppe-manchette de ventilation. De préférence, le sous-ensemble sera produit de façon continue, la tige continue étant coupée en longueurs finies à mesure qu'elle est fabriquée. Ces longueurs finies seront, en général, des longueurs multiples de la longueur éventuelle du filtre individuel. Dans la fabrication de cigarettes à filtre, une tige de longueur double sera normalement alignée longitudinalement entre deux tiges de tabac, jointe à celles-ci par une enveloppe-manchette de longueur double et l'ensemble coupé alors au milieu pour former deux cigarettes à filtre. 



   Plusieurs structures et matières sont praticables pour le composant du noyau produisant la perte de charge élevée (premier composant). On préfère couramment employer des films en matière plastique, ondulés longitudinalement, sensiblement pas fibrillés de façon à rester imperméables à l'air et resserrés latéralement pour former un tampon-filtre qui est perméable longitudinalement le long des ondulations, mais sensiblement imperméable radialement. Le film ondulé froncé peut être lié à lui-même pour fournir une tige ou tampon auto-porteur de dimensions stables, mais de façon plus courante, il sera formé en tige à l'aide d'une enveloppe. Le film en matière plastique sera, avantageusement, en polyéthylène. 



  Le composant aval du noyau produisant une perte de charge faible (second composant) peut prendre des formes variées. De préférence, il sera un corps unitaire, par exemple obtenu par extrusion de matière plastique; il pourra ainsi être un tampon ou une tige imperméable présentant des rainures périphériques s'étendant entièrement (et éventuellement avec d'autres s'étendant partiellement) d'une extrémité à (ou en direction de) I'autre ou bien un tube qui pourra aussi présenter des rainures périphériques s'étendant entièrement (ou partiellement) d'un bout à (ou en direction de) I'autre du tube. Il peut aussi être un tube simple d'une matière qui est perméable à l'air, sinon longitudinalement au moins radialement, à travers la paroi du tube. 



  Le premier composant du noyau et le filtre dans son ensemble présenteront de préférence une faible rétention mécanique intrinsèque. En particulier, dans les filtres et cigarettes à filtre selon l'invention, le pourcentage de dilution de l'air à travers le filtre est, de préférence, supérieur au pourcentage de rétention en goudron du filtre à l'état "non aéré" ou "fermé", c'est-à-dire dans le cas où il est mesuré pour un filtre ou cigarette équivalente dans lequel une dilution de l'air à travers le filtre est empêchée. Le pourcentage de dilution de l'air mentionné ici est le pourcentage en volume de l'air d'aération, qui est ajouté à travers le filtre au mélange total délivré par ce dernier.

  Ainsi, une aération ou dilution de l'air de 50% signifie que, lors de chaque bouffée, il existe un rapport en volume 50/50 de l'air ajouté à la fumée originale et une dilution de l'air de 40% indique un rapport 40/60 et ainsi de suite. 



  La rétention de goudron du filtre à l'état fermé sera, de préférence, inférieure à 40%. Le premier composant du noyau produira, en général, pratiquement toute la perte de charge et la rétention de goudron du filtre. Lorsqu'il y a une aération radiale à travers la paroi d'un second composant du noyau constitué par un tube simple, le premier composant produira toujours pratiquement toute la rétention de goudron. 



  Le filtre conforme à l'invention permet d'atteindre les objectifs, habituellement non conciliables, consistant d'une part à obtenir un degré très élevé de dilution de l'air (par exemple 50% ou 60% ou plus) afin de fournir une bonne réduction du CO, sans par ailleurs réduire le goût, ni la perte de charge dans la cigarette à filtre, à des niveaux faibles d'une manière inadmissible.

  Dans différentes structures antérieures de filtres, on a cherché à atteindre cet objectif, mais le filtre conforme à la présente invention permet de l'atteindre à un degré amélioré grâce à l'utilisation d'un composant amont du noyau produisant une perte de charge très élevée et fournissant une faible rétention, en combinaison avec un composant aval du noyau produisant une faible (généralement très faible) perte de charge et réalisant une faible rétention et ce avec une dilution importante de l'air en aval du composant produisant la perte de charge élevée. L'amélioration de la performance peut être obtenue avec un filtre possédant une section transversale essentiellement uniforme, sans implants, ni tubes capilllaires, etc., qui ont été proposés à cet effet par le passé et qui peuvent se boucher, ce qui réduit la performance.

  On peut utiliser l'ensemble de la section transversale du filtre et ce dernier peut avoir un aspect classique. En outre, compte tenu de la perte de charge très élevée qui peut être fournie par le premier composant du noyau (en amont), il est relativement aisé d'obtenir les degrés élevés désirés de dilution de l'air sans avoir à utiliser un embout exceptionnellement poreux, des perforations d'aération relativement petites étant appropriées. La combinaison des petits trous d'aération et de la perte de charge amont élevée peut empêcher ou réduire l'échappement de fumée à travers les trous d'aération entre les bouffées, un phénomène indésirable que l'on rencontre fréquemment dans les filtres aérés antérieurs. 



  Le filtre selon l'invention peut fournir une réduction améliorée non seulement de CO, mais également d'autres composants en phase vapeur tels que les HCN, formaldéhyde, etc. pour fournir un meilleur rapport phase vapeur/réduction de goudron que les filtres antérieurs. 



  Il est également beaucoup plus facile d'incorporer un agent adsorbant (par exemple du charbon actif) pour réaliser des réductions supplémentaires de la phase vapeur dans les filtres selon l'invention (par exemple entre les premier et second composants espacés) que cela ne l'était dans les filtres à haute aération et faible rétention antérieurs. 



  Le filtre selon l'invention peut en outre inclure un tampon-filtre court de type conventionnel (par exemple en étoupe d'acétate resserée ou en papier crêpé) à l'extrémité buccale même, pour couvrir le ou les passages dudit second composant du noyau et donner un aspect classique simple et continu du bout. 



  Les références dans ce texte aux composants "amont" (ou "premier") et "aval" (ou "second") du noyau sont une conséquence du fait que le filtre sera normalement employé dans cette orientation, le composant qui produit la perte de charge élevée se situant du côté de la tige de tabac et celui qui produit la perte de charge faible se trouvant à l'extrémité buccale ou du côté de celle-ci. Cependant, le filtre pourra être incorporé dans une cigarette dans l'orientation inverse. 



   Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple des formes d'exécution du filtre selon l'invention. 
 
   La figure 1 est une vue schématique en coupe latérale d'un filtre selon l'invention incorporé dans une cigarette. 
   La figure 2 est une vue similaire d'une seconde forme d'exécution. 
   Les figures 3 et 4 montrent schématiquement deux configurations possibles du composant aval du noyau destiné à des filtres conformes à l'invention. 
 



  Dans les figures, les éléments similaires sont désignés par des chiffres de référence identiques. 



  Le filtre représenté à la figure 1 comprend un composant amont 1 du noyau, qui produit une perte de charge élevée et une rétention de goudron faible, constitué par un tampon 1b avec sa propre enveloppe 1a, le tampon 1b étant par exemple constitué par un film ou une feuille en matière plastique ondulée longitudinalement mais pas fibrillée et resserée avec les ondulations s'étendant le long du tampon.

  Butant longitudinalement contre le composant 1 se trouve un composant aval 2 du noyau constitué par un tube simple perméable à l'air suivant la direction radiale, formé par exemple d'étoupe d'acétate de cellulose filamenteuse liée et une enveloppe de combinaison 4 reliant les composants amont et aval du noyau ensemble et qui peut être constitué d'une matière poreuse intrinsèquement imperméable à l'air ou présenter des interstices ou perforations de ventilation et être seulement une enveloppe partielle qui s'étend seulement en partie autour de la périphérie du filtre et laissant, entre ses bords longitudinaux, un interstice qui s'étend sur toute sa longueur. 



  Le filtre mixte selon l'invention, comprenant les composants 1, 2 et 4, est combiné au moyen d'une enveloppe-manchette 5 présentant un anneau de perforations d'aération 6 autour du tube 2 avec une tige de tabac 7 enveloppée pour former une cigarette à filtre. 



  La forme d'exécution représentée à la figure 2 est similaire, excepté que le tube 2 se trouve longitudinalement espacé du composant amont 1 du noyau pour laisser une cavité 8, les perforations d'aération 6 de l'enveloppe-manchette 5 coïncidant avec cette cavité. Selon cette forme d'exécution, le tube 2 peut être d'une matière quelconque, perméable ou imperméable. 



  Les figures 3 et 4 montrent deux types d'exécution du tube 2, celui à la figure 3 étant un simple cylindre avec un alésage circulaire 3 et le tube à la figure 4 présentant un alésage triangulaire 3. Bien entendu, I'alésage peut présenter n'importe quelle configuration. 



  Dans les figures 1 et 2, le composant amont 1 du noyau est un tampon sensiblement uniforme portant sa propre enveloppe, qui occupe l'ensemble de la section du filtre et qui est radialement imperméable à l'air, sur l'ensemble de sa section transversale. Le tube aval 2, lorsqu'il est radialement perméable comme à la figure 1, est de façon appropriée en Transorb (marque enregistrée), une étoupe d'acétate de cellulose filamenteuse liée qui est étirée longitudinalement lors de la formation du tube pour fournir un produit compact dans lequel la frisure originale des filaments a été sensiblement supprimée. 



  Les exemples spécifiques suivants illustrent l'invention de façon supplémentaire. Dans les exemples 1 à 4 présentés ci-après, les filtres sont constitués comme précédemment décrit en rapport avec les figures 1 et 2 et font usage d'un composant tubulaire 2 en Transorb et d'un tampon 1 uniforme, radialement imperméable en feuille plastique resserée ondulée longitudinalement et portant sa propre enveloppe 1a. Dans chaque cas, le taux d'aération était de 50% et la tige de tabac était une tige produisant, sans aucun filtre, 35 mg de goudron, 18 mg de CO et une perte de charge de 60 mm d'eau. 


 Exemple 1 
 



  La filtre dans cet exemple était comme celui représenté à la figure 1, d'une longueur de 20 mm, le tube 2 ayant 14 mm de longueur et le tampon 1 6 mm de longueur. La perte de charge du filtre à l'état fermé (c'est-à-dire celle mesurée avec les perforations couvertes pour empêcher l'aération) fut de 82 mm d'eau et la rétention de goudron de 14,5%. 


 Exemple 2 
 



  Semblable à l'exemple 1, mais utilisant un filtre de 25 mm de longueur et présentant un composant tubulaire 2 de 15 mm de longueur et un tampon 1 de 10 mm de longueur. La perte de charge du filtre à l'état fermé fut de 180 mm d'eau et sa rétention de goudron de 18,3%. 


 Exemple 3 
 



  Dans cet exemple, le filtre était comme celui montré à la figure 2 et de 22 mm de longueur, le tube 2 étant long de 10 mm, le tampon 1 ayant 8 mm de longueur et une cavité entre ces deux ayant une longueur de 4 mm. La perte de charge du filtre à l'état fermé fut de 130 mm d'eau et la rétention de goudron de 16,5%. 


 Exemple 4 
 



   Dans cet exemple, la cigarette à filtre était comme celle décrite dans l'exemple 1. Pour une dilution de l'air de 50%, le rendement en goudron de la cigarette fut de 14,9 mg, celui en CO de 8 mg, ce qui donne un rapport CO/goudron de 0,54. La perte de charge de la cigarette à filtre aérée fut de 71 mm d'eau. 



  Pour comparaison, une tige de tabac équivalente fut fournie, portant un filtre classique comprenant seulement un tampon de 20 mm de longueur en étoupe filamenteuse d'acétate de cellulose, la perte de charge de la tige à l'état fermé ayant été de 30 mm d'eau et la rétention de goudron de 30%. Avec une aération de 39% pour produire le même rendement en goudron de 14,9 mg, le rendement en CO fut de 10,2 mg, de sorte que le rapport CO/goudron était de 0,68. La perte de charge de cette cigarette à filtre aérée comparative fut de 62 mm d'eau. 

Claims (10)

1. Filtre aéré pour fumée de tabac comprenant des composants faisant noyau dont un premier produit une perte de charge relativement élevée suivant la direction longitudinale du filtre, est sur l'ensemble de sa section transversale sensiblement imperméable à l'air suivant la direction radiale du filtre et comprend un tampon unitaire sensiblement uniforme à coupe transversale circulaire et dont un second produit une perte de charge relativement faible suivant la direction longitudinale du filtre et une enveloppe commune, complète ou partielle, qui s'étend le long et autour, ou partiellement autour, desdits composants faisant noyau et qui assure une aération du filtre, le second composant du noyau présentant un ou des passages longitudinaux pour permettre l'écoulement sensiblement libre et non filtré de la fumée à travers ce second composant.

2.

Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aération se produit entre le premier et le second composant et/ou au niveau du second composant et/ou au-delà du second composant.

3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second composant du noyau est une tige ou un tube extérieurement rainuré ou cannelé ou un tube simple.

4. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier composant du noyau inclue sa propre enveloppe.

5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier composant du noyau comprend un film plastique ondulé longitudinalement qui n'est sensiblement pas fibrillé de façon à rester imperméable à l'air et resserré latéralement pour former un tampon-filtre qui est perméable suivant la direction longitudinale, mais sensiblement imperméable suivant la direction radiale.

6.

Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second composant du noyau est un tube simple, I'aération se produisant radialement à travers la paroi du tube ou dans une cavité située entre le premier et le second composant du noyau.

7. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe commune comprend une ou plusieurs bandes dont chacune s'étend seulement partiellement autour du noyau du filtre de façon à laisser, entre les bords longitudinaux des bandes, un ou des interstices s'étendant selon la direction longitudinale du filtre et dans lesquels l'aération peut se faire librement.

8. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pourcentage de dilution de l'air à travers le filtre est supérieur au pourcentage de rétention de goudron à l'état fermé.

9.

Filtre selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rétention de goudron à l'état fermé est inférieur à 40%.

10. Cigarette à filtre comportant un filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier composant du noyau produisant la perte de charge plus élevée est situé du côté de la tige de tabac, I'aération pénétrant dans le filtre en aval de ce composant et en direction de l'extrémité buccale. 1. Filtre aéré pour fumée de tabac comprenant des composants faisant noyau dont un premier produit une perte de charge relativement élevée suivant la direction longitudinale du filtre, est sur l'ensemble de sa section transversale sensiblement imperméable à l'air suivant la direction radiale du filtre et comprend un tampon unitaire sensiblement uniforme à coupe transversale circulaire et dont un second produit une perte de charge relativement faible suivant la direction longitudinale du filtre et une enveloppe commune, complète ou partielle, qui s'étend le long et autour, ou partiellement autour, desdits composants faisant noyau et qui assure une aération du filtre, le second composant du noyau présentant un ou des passages longitudinaux pour permettre l'écoulement sensiblement libre et non filtré de la fumée à travers ce second composant. 2.

Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aération se produit entre le premier et le second composant et/ou au niveau du second composant et/ou au-delà du second composant. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second composant du noyau est une tige ou un tube extérieurement rainuré ou cannelé ou un tube simple. 4. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier composant du noyau inclue sa propre enveloppe. 5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier composant du noyau comprend un film plastique ondulé longitudinalement qui n'est sensiblement pas fibrillé de façon à rester imperméable à l'air et resserré latéralement pour former un tampon-filtre qui est perméable suivant la direction longitudinale, mais sensiblement imperméable suivant la direction radiale. 6.

Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second composant du noyau est un tube simple, I'aération se produisant radialement à travers la paroi du tube ou dans une cavité située entre le premier et le second composant du noyau. 7. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe commune comprend une ou plusieurs bandes dont chacune s'étend seulement partiellement autour du noyau du filtre de façon à laisser, entre les bords longitudinaux des bandes, un ou des interstices s'étendant selon la direction longitudinale du filtre et dans lesquels l'aération peut se faire librement. 8. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pourcentage de dilution de l'air à travers le filtre est supérieur au pourcentage de rétention de goudron à l'état fermé. 9.

Filtre selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rétention de goudron à l'état fermé est inférieur à 40%. 10. Cigarette à filtre comportant un filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier composant du noyau produisant la perte de charge plus élevée est situé du côté de la tige de tabac, I'aération pénétrant dans le filtre en aval de ce composant et en direction de l'extrémité buccale.