FR2496416A1 - Bout composite pour article a fumer de forme allongee - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'INDUSTRIE DES EMBOUTS D'ARTICLES A FUMER. BOUT COMPOSITE POUR ARTICLE A FUMER DE FORME ALLONGEE, CARACTERISEE EN CE QU'IL COMPREND: A) UN ELEMENT CYLINDRIQUE 12 AYANT UNE SURFACE CIRCONFERENTIELLE DE SECTION CIRCULAIRE; B)UNE ENVELOPPE EXTERIEURE 16 VENTILEE ENTOURANT L'ELEMENT CYLINDRIQUE AVEC UN CERTAIN ESPACEMENT RADIAL; C) DES MOYENS D'ESPACEMENT 19 DE L'ENVELOPPE EXTERIEURE ET DE L'ELEMENT CYLINDRIQUE; D) DES PASSAGES 14 POUR L'AIR S'ETENDANT LONGITUDINALEMENT VERS L'EXTREMITE BUCCALE DU BOUT COMPOSITE, CES PASSAGES ETANT AU MOINS PARTIELLEMENT DEFINIS PAR DES PORTIONS DES MOYENS D'ESPACEMENT ET PAR LA SURFACE CIRCONFERENTIELLE DE L'ELEMENT CYLINDRIQUE, L'AGENCEMENT ETANT TEL QU'A L'USAGE, L'AIR PENETRE DANS CES PASSAGES A TRAVERS L'ENVELOPPE EXTERIEURE VENTILEE. APPLICATION A LA FABRICATION DE CIGARETTES, CIGARILLOS ET CIGARES.

Description

Bout composite pour article à fumer de forme allongée.

L'invention concerne un bout composite pour article

à fumer de forme allongée.

L'invention vise d'une part un bout composite com-

portant des moyens de ventilation et d'autres moyens permet-

tant de contrôler les caractéristiques de ventilation.

La présente invention vise également un bâtonnet de matériau à fumer comportant un bout composite tel que

défini ci-dessus.

Il est bien connu de prévoir une ventilation pour les filtres de cigarettes. Une telle ventilation assure à la fumée qui provient de la combustion du tabac et pénètre dans la bouche du fumeur une dilution avec de l'air de l'atmosphère ambiante qui est aspiré dans le filtre. Cette dilution entraîne une réduction du matériau particulaire et

des constituants en phase gazeuse pres ents dans la fumée.

Parmi les moyens connus pour établir une ventilation dans

les cigarettes, il faut citer les enveloppes poreuses ou per-

forées qui entourent le tabac, les enveloppes de bout fil-

trant poreuses ou perforées, les rainures pratiquées dans la surface du tampon filtrant ou les enveloppes de tampon

poreuses et ondulées (comme décrit par exemple dans le bre-

vet des Etats-Unis d'Amérique No. 3.596.663).

L'un des avantages de la présente invention est que le bout composite, associé à un tampon filtrant, est facile à modifier pour varier les caractéristiques de ventilation, ce qui permet d'amener l'air de ventilation à la bouche d'un fumeur par une grande diversité de moyens, selon le

type et la qualité du tabac ou autre matériau à fumer uti-

lisé, sans qu'il soit nécessaire de repenser ou de modifier

le tampon filtrant lui-même. Un autre avantage de la présen-

te invention vient de ce que le bout composite comporte des moyens permettant de modifier rapidement le débit de fumée, ce qui offre une grande variété dans le rehaussement de l'arôme de la fumée lorsqu'on utilise la ventilation. En outre, la teneur de la fumée en matériau particulaire est contrôlée au moins autant par la ventilation que par la filtration. Le bout composite de l'invention peut être utilisé pour produire une ventilation contrôlée pour des tampons autres que des tampons filtrants traditionnels, tels qu'un tampon renfermant du tabac, et pour des articles à fumer tels que des cigarettes du type dit "papirossi". Une ciga- rette "papirossi comprend un bâtonnet de tabac auquel est fixé un embout constitué par un tube en carton creux dans lequel la fumée passe avant de pénétrer dans la bouche du fumeur. L'invention a donc pour objet un bout composite pour article à fumer de forme allongée comprenant

a) un élément cylindrique ayant une surface circonférentiel-

le de section circulaire; b) une enveloppe extérieure ventilée entourant l'élément cylindrique avec un certain espacement radial; c) des moyens d'espacement de l'enveloppe extérieure et de l'élément cylindrique; d) des passages pour l'air s'étendant longitudinalement vers l'extrémité buccale du bout composite, ces passages étant au moins partiellement définis par des portions des moyens d'espacement et par la surface circonférentielle de l'élément cylindrique, l'agencement étant tel qu'à

l'usage l'air pénètre dans ces passages à travers l'enve-

loppe extérieure-ventilée.

Ces passages peuvent en outre être particulièrement

définis par des portions de l'enveloppe ventilée. Les mo-

yens d'espacement peuvent être assurés par une enveloppe

feuilletée dont le feuillet intérieur est structuré de ma-

nière à définir partiellement les passages pour l'air.

L'invention a également pour objet la combinaison du bout composite précité avec un bâtonnet de matériau à fumer. La présente invention vise en outre une enveloppe feuilletée pour bout composite d'article à fumer dont le feuillet intérieur est structuré de manière à définir des

encoches, des rainures ou des ondulations.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description détaillée qui va suivre et à l'examen des

dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non

limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention.

La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un

premier mode de réalisation d'un bout composite selon l'in-

vention, suivant la ligne I-I de la figure 5. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un

deuxième mode de réalisation d'un bout composite selon l'in-

vention, utilisant les moyens d'espacement des figures 12

et 13.

La figure 3 est une vue en coupe transverqale d'un troisième mode de réalisation d'un bout composite selon

l'invention, suivant la ligne III-III de la figure 6.

La figure 4 est une vue en coupe transversale d'un quatrième mode de réalisation d'un bout composite selon

l'invention.

La figure 5 est une vue en coupe longitudinale du bout composite de la figure 1, suivant la ligne V-V de la

figure 1, auquel est fixé un bâtonnet de tabac.

La figure 6 est une vue en coupe longitudinale du bout composite de la figure 3, suivant la ligne VI-VI de

la figure 3, auquel est fixé un bâtonnet de tabac.

La figure 7 est une vue en perspective d'un premier

mode de réalisation des moyens d'espacement et de l'enve-

loppe ventilée.

La figure 8 est une vue analogue à la figure 7 mais représentant l'enveloppe ventilée fixée aux moyens d'espacement. Les figures 9 à 11 sont des vues en perspective de

deuxième, troisième et quatrième modes de réalisation res-

pectivement des moyens d'espacement constitués par des enve-

loppes modifiées.

La figure 12 est une vue en perspective de moyens

d'espacement gaufrés et d'une enveloppe.

La figure 13 représente l'enveloppe fixée sur les

moyens d'espacement gaufrés de la figure 12.

La figure 14 est une vue en coupe d'un cinquième

mode de réalisation du bout composite selon l'invention au-

quel est fixé un bâtonnet de tabac.

La figure 15 est une vue en coupe d'un sixième mode de réalisation du bout composite de l'invention, auquel est

fixé un bâtonnet de tabac.

La figure 16 est une vue en perspective d'un cin-

quième mode de réalisation des moyens d'espacement et d'une

enveloppe analogue à celle de la figure 7.

La figure 17 représente l'enveloppe et les moyens

d'espacement de la figure 16 fixés ensemble.

Les figures 18 à 20 sont des vues en perspective, respectivement des sixième, septième et huitième modes de

réalisation de moyens d'espacement constitués par des enve-

loppes modifiées, analogues à celles des figures 9 à 11.

La figure 21 est une vue en perspective d'une va-

riante des moyens d'espacement gaufrés et d'une enveloppe.

La figure 22 représente l'enveloppe et les moyens

d'espacement gaufrés de la figure 21 fixés ensemble.

La figure 23 est une vue en coupe longitudinale d'un

septième mode de réalisation du bout composite selon l'in-

vention auquel est fixé un bâtonnet de tabac.

Les figures 24 à 27 représentent des graphiques mon-

trant la relation entre le débit et la chute de pression en

ce qui concerne les passages pour l'air et l'enveloppe.

La figure 28 est une vue en coupe transversale

d'une variante du mode de réalisation de la figure 2.

La figure 29 est une vue en perspective d'une enve-

loppe et de moyens d'espacement utilisables dans le mode de

réalisation de la figure 28.

La figure 30 représente les moyens d'espacement et

l'enveloppe de la figure 29 fixés ensemble.

La figure 31 est une vue en coupe longitudinale

d'un bout composite creux fixé à un bâtonnet de tabac.

La figure 32 est une vue en coupe longitudinale d'un bout composite entourant l'une des extrémités d'un

bâtonnet de tabac.

Le terme "longitudinal" utilisé dans les dessins et

la description signifie suivant l'axe du tampon filtrant et

du bâtonnet de tabac qui s'étend de l'extrémité buccale du tampon filtrant à l'extrémité combustible du bâtonnet de

tabac, tandis que le terme "transversal" signifie perpendi-

culaire à l'axe longitudinal. "Longitudinal" ne signifie

pas que les passages pour l'air sont nécessairement parallè-

les à l'axe du tampon: ils peuvent fort bien suivre un trajet hélicoïdal d'une extrémité à l'autre du tampon.

Sur les figures 1 à 5 on a représenté un bout com-

posite cylindrique 10 fixé (comme représenté sur la figure ) à un bâtonnet de tabac 11. Le bout composite 10 comprend un tampon filtrant cylindrique à surface lisse 12 en filasse d'acétate de cellulose dont une extrémité vient en

butée contre le bâtonnet de tabac 11. La surface cylindri-

que du tampon 12 est entourée par une enveloppe de tampon

13 en papier sensiblement imperméable à l'air. Cette enve-

loppe est elle-même entourée par une enveloppe d'espacement ou enveloppe intercalaire 19 qui présente quatre passages longitudinaux équidistants 14 découpés dans l'enveloppe et s'étendant de l'extrémité buccale du tampon en direction de son extrémité opposée sans toutefois atteindre celle-ci. Le bâtonnet de tabac 11 est entouré par une feuille de papier 18. L'enveloppe intercalaire 19 est représentée à plat sur

la figure 7. Mis à part les passages 14, l'enveloppe inter-

calaire 19 est imperméable à l'air et à la fumée. Une enve-

loppe extérieure 16, qui est en contact étroit avec l'enve-

loppe intercalaire 19 et entoure cette dernière est en pa-

pier imperméable à l'air mais comporte des perforations 17 dont certaines au moins assurent une communication entre l'atmosphère ambiante et les passages 14. Ces perforations peuvent être réparties en trois rangées comme représenté,

ou peuvent présenter toute autre configuration appropriée.

La figure 8 représente les enveloppes 16 et 19 fixées ensemble dans la configuration dans laquelle elles

entourent le tampon filtrant 12. A titre d'exemple non limi-

tatif, les passages 14 sont au nombre de quatre, répartis symétriquement autour du tampon, chaque passage ayant une

largeur de 2 mm environ et une longueur égale aux trois-

quarts environ de celle du tampon. L'enveloppe intercalaire est généralement collée à l'enveloppe du tampon au cours

de la fabrication des cigarettes.

Compte tenu du caractère d'imperméabilité à l'air des enveloppes 13, 16 et 19 et de la disposition relative des perforations 17 et des passages 14, lorsqu'un fumeur aspire une bouffée du bâtonnet de tabac il allumé, seule la fumée du tabac est aspirée à travers le tampon filtrant 12 dans le sens des flèches 77 tandis que l'air ambiant de ventilation est aspiré par les perforations 17 dans les

passages 14 dans le sens des flèches 88. L'air de ventila-

tion inspiré atteint donc l'extrémité buccale sans pénétrer dans le tampon filtrant 12. Si la feuille9qui entoure le bâtonnet de tabac est perforée ou perméable à l'air pour

une autre raison, il peut y avoir une quantité supplémen-

taire d'air de dilution qui pénètre dans la bouche du fumeur après avoir été aspirée à travers le tampon filtrant avec

la fumée du tabac. Les effets de la ventilation et des di-

mensions des passages sur les chutes de pression et le

débit de fumée seront exposés en détail ci-après.

Les figures 9 à 11 illustrent la façon dont on

peut modifier l'enveloppe extérieure 16 pour former des pas-

sages et des moyens d'espacement entre cette enveloppe et

l'enveloppe de tampon 13, ce qui évite l'emploi d'une enve-

loppe intercalaire 19 séparée.

Sur la figure 9, l'enveloppe extérieure 16 présente des portions longitudinales gaufrées en relief 20 qui

s'étendent de l'extrémité buccale de l'enveloppe jusqu'au-

delà des perforations 17, en direction de l'extrémité oppo-

sée de l'enveloppe, mais sans atteindre celle-ci. De façon analogue, sur la figure 10, l'enveloppe 16 comporte des cannelures longitudinales en relief 21 qui se présentent comme les portions gaufrées 20. Le mode de réalisation de

la figure 11 montre des mamelons 22 qui remplacent les por-

tions gaufrées et les cannelures. Les portions gaufrées 20, les cannelures 21 et les mamelons 22 servent tous à espacer l'enveloppe extérieure 16 de l'enveloppe de tampon 13, en même temps qu'ils servent à établir des passages entre les perforations 17 et l'extrémité buccale. En service, les

portions en relief de l'enveloppe extérieure sont bien en-

tendu orientées vers l'intérieur, en direction du tampon filtrant.

La figure 12 représente un autre mode de réalisa-

tion de moyens d'espacement entre l'enveloppe extérieure et

l'enveloppe du tampon. Ces moyens d'espacement sont consti-

tués par une enveloppe intercalaire 23 qui présente des ondulations ou gaufrages 24 qui s'étendent de l'extrémité

buccale de l'enveloppe en direction de son extrémité oppo-

sée sans toutefois atteindre celle-ci. La figure 13 montre l'enveloppe intercalaire 23 fixée à l'enveloppe extérieure 16, les gaufrages s'étendant sur les perforations 17. La

figure 2 est une vue en coupe transversale d'un bout compo-

site montrant le matériau feuilleté de la figure 13 enroulé autour de l'enveloppe imperméable 13 d'un tampon filtrant

12 pour définir des passages 14.

Les figures 3 à 6 représentent un bout composite analogue à celui décrit en référence aux figures 1 et 5

-les mêmes éléments portant les mêmes références numériques-

si ce n'est que l'enveloppe de tampon 13 est remplacée par

une enveloppe de tampon ventilée 131 qui présente des perfo-

rations de ventilation 13a. L'air de ventilation peut ainsi pénétrer dans le tampon filtrant par les passages 14

et les perforations 13a. Les enveloppes extérieures modi-

fiées 16 des figures 9 à 11 peuvent être utilisées avec une

enveloppe de tampon ventilée.

La figure 4 est une vue en coupe transversale d'un bout composite montrant le matériau composite de la figure 13 enroulé autour de l'enveloppe de tampon ventilée des

figures 3 à 6 pour définir des passages 14.

La figure 14 est une vue en coupe longitudinale d'un bout composite selon un autre mode de réalisation de l'invention analogue à celui de la figure 5, si ce n'est que les passages 14 empiètent sur l'extrémité du bâtonnet de tabac 11. Une faible quantité de fumée de tabac 89

peut ainsi passer du bâtonnet de tabac il dans les passa-

ges 14 si la feuille de papier qui entoure le tabac est suffisamment perméable ou ventilée par un autre moyen dans la zone d'empiètement.-Le fabricant dispose ainsi, s'il le désire, d'un moyen de contrôle supplémentaire de la qualité et de la quantité des produits gazeux et particulaires qui

pénètrent dans la bouche du fumeur. Bien entendu, la sec-

tion transversale de la figure 1 peut s'appliquer à la

figure 14 comme à la figure 5.

La figure 15 représente un autre mode de réalisa- tion de l'invention, analogue à celui décrit en référence à la figure 6, comprenant une enveloppe de tampon ventilée 131 présentant des perforations de ventilation 13a, si ce n'est que les passages 14 empiètent sur le bâtonnet de tabac 11 comme sur la figure 14. Là encore, si la feuille

de papier qui enveloppe le tabac est assez poreuse ou venti-

lée de toute autre façon dans la zone d'empiétement, le

fabricant a la possibilité d'exercer un contrôle supplémen-

taire sur la qualité et la quantité de produits gazeux et

particulaires qui atteignent la bouche du fumeur.

Sur la figure 16, une enveloppe intercalaire 191 comportant des passages 14 prolongés, utilisable dans les modes de réalisation précités dans lesquels ces passages empiètent sur le bâtonnet de tabac, est représentée à plat et espacée de l'enveloppe extérieure 16 qui, comme dans les modes de réalisation précédents, comporte des rangées de

perforations 17.

La figure 17 représente les enveloppes 191 et 16 fixées ensemble dans la configuration dans laquelle elles

entourent le tampon filtrant 12.

Les figures 18 à 20 illustrent la façon dont on peut modifier l'enveloppe extérieure 16 pour former des passages et des moyens d'espacement entre cette enveloppe et l'enveloppe de tampon 13, les passages empiétant sur le bâtonnet de tabac, ce qui évite l'emploi d'une enveloppe

intercalaire séparée 191.

Sur la figure 18, l'enveloppe extérieure 16 compor-

te des portions longitudinales gaufrées en relief 201 qui

s'étendent de l'extrémité buccale de l'enveloppe jusqu'au-

delà des perforations 17 de façon à empiéter sur l'extré-

mité du bâtonnet de tabac.

De façon analogue, sur la figure 19, l'enveloppe extérieure 16 comporte des cannelures longitudinales en relief 211 qui se présentent comme les portions gaufrées 201. Le mode de réalisation de la figure 20 représente des mamelons 221 qui remplacent les portions gaufrées 201 et les cannelures 211 comme sur les figures 9 à 11. Les portions gaufrées 201, les cannelures 211 et les mamelons 221 servent tous à espacer l'enveloppe extérieure 16 de l'enveloppe 13 du filtre, ainsi qu'à établir des passages qui s'étendent des perforations jusqu'à l'extrémité buccale de l'enveloppe. En fonctionnement, il est bien entendu que les portions en relief de l'enveloppe extérieure sont

orientées vers l'intérieur, en direction du tampon filtrant.

La figure 21 représente une enveloppe intercalaire

231 qui présente des ondulations longitudinales 241 s'éten-

dant de l'extrémité buccale de l'enveloppe jusqu'au bâton-

net de tabac, de manière à empiéter sur celui-ci.

La figure 22 représente l'enveloppe intercalaire 231 fixée à l'enveloppe extérieure 16, les ondulations 241

s'étendant sur les perforations 17.

La figure 23 représente encore un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel un bout filtrant cylindrique 10 est fixé à un bâtonnet de tabac Il entouré par une feuille de papier 18. Le bout filtrant comporte une

enveloppe de filtre ventilée 131 et une enveloppe interca-

laire 19 présentant des passages pour l'air comme sur la figure 6, si ce n'est que les passages longitudinaux 14 de l'enveloppe intercalaire 19 se terminent dans le même plan

que l'interface 9 entre le tampon filtrant 12 et le bâton-

net de tabac 11. Un tel agencement permet, si on le désire, de faire échapper une faible proportion de fumée provenant

du bâtonnet de tabac par l'interface 9 et les passages 14.

La figure 28 est une vue en coupe transversale d'un bout filtrant ou bout composite analogue à celui décrit

en référence à la figure 2, si ce n'est que l'enveloppe in-

tercalaire 24 comporte des régions ni gaufrées, ni ondulées,

c'est-à-dire des régions plates.

La figure 29 représente l'enveloppe intercalaire 24 de la figure 28, maintenant désignée par la référence 23,

dans sa configuration plane, avant sa fixation à l'envelop-

pe extérieure 16. Les portions non gaufrées qui s'étendent

entre les ondulations sont désignées par la référence 242.

La figure 30 représente l'enveloppe intercalaire 23 de la figure 29 fixée à l'enveloppe extérieure 16. Les ondulations s'étendent sur les perforations 17 et, avec l'enveloppe extérieure 16, elles définissent des passages

de ventilation 14.

La figure 31 illustre une application de l'inven-

tion à une cigarette "papirossi".Ici, l'extrémité buccale

de la cigarette papirossi est définie par un tube en car-

ton 98 qui vient buter contre l'extrémité du bâtonnet de tabac et est entouré par la feuille de papier à cigarette 18 qui entoure également le bâtonnet de tabac. L'extrémité

buccale est entourée par un bout composite 10 qui com-

prend une enveloppe extérieure 16, percée de trous de venti-

lation 17 et une enveloppe intercalaire 19 qui est fixée

à l'enveloppe extérieure et s'étend entre l'enveloppe exté-

rieure et la surface cylindrique du bout papirossi. L'enve-

loppe intercalaire est découpée comme représenté sur la figure 7, de façon à définir des passages longitudinaux 14 entre l'enveloppe extérieure et le bout papirossi, les trous de ventilation communiquant avec les passages 14. De ce fait, l'air de ventilation peut être aspiré dans les passages 14 comme illustré par les flèches 88, tandis que la fumée du tabac est aspirée dans la partie creuse 99 du tube, comme illustré par la flèche 77. La fumée et l'air de

ventilation sont ainsi maintenus séparés.

La figure 32 représente une application de l'inven-

tion à une cigarette analogue à celle de la figure 5, si

ce n'est que le tampon 12 et son enveloppe 13 sont rempla-

cés par un bâtonnet de tabac 11. Le bâtonnet de tabac s'étend donc sur toute la longueur de la cigarette. Le

fumeur peut ainsi aspirer l'air de ventilation indépendam-

ment de la fumée du tabac.

Bien entendu, les modes de réalisation décrits ci-

dessus en association avec des bâtonnets de tabac sont purement schématiques et non limitatifs. En pratique,un il fabricant peut souhaiter prendre des mesures pour éviter la présence d'un rebord inesthétique entre le bout composite

et le reste de l'article à fumer. A cet effet, on peut ré-

duire le diamètre du tampon par rapport à celui représenté.

Un autre moyen, éventuellement associé au précédent, consis- te à mettre l'enveloppe extérieure en contact avec la

feuille de papier à cigarette 18 par chevauchement. D'au-

tres moyens apparaîtront à l'homme de métier.

Les exemples non limitatifs suivants illustrent la relation entre le débit et les chutes de pression dans les passages selon les différentes dimensions des passages, l'effet de la perméabilité de l'enveloppe de tampon sur la ventilation, et l'effet de la ventilation sur le débit de fumée. Etant entendu que Pt = chute de pression du bâtonnet de tabac Pf = chute de pression du tampon filtrant Pp = chute de pression des perforations Pc = chute de pression des passages

dans le cas d'une cigarette ventilée comportant des passa-

ges tels que représentés par exemple sur les figures 1 et , et avec une enveloppe de tampon imperméable Pt + Pf = Pp + Pc De plus, si la perméabilité du papier à cigarettes est faible Pt + Pf = K x F K étant une constante qui dépend de la résistance au débit de fumée du bâtonnet de tabac et du tampon filtrant, et F le débit total de fumée à travers le bâtonnet de tabac et

le tampon filtrant.

Les chutes de pression Pp et Pc sont en série et peuvent donc être mesurées séparément et additionnées pour

donner la chute de pression totale dans le système de venti-

lation.

Pp est fonction des dimensions et du nombre de per-

forations de la bande de perforations de l'enveloppe exté-

rieure communiquant avec les passages.

Pc est fonction de la longueur, de la largeur et de la profondeur des passages. Pc dépend également du nombre

des passages, mais dans les exemples, ceux-ci seront au nom-

bre de 4 par filtre, répartis symétriquement autour du tam.-

pon filtrant, ainsi que représenté entre autres sur les

*figures 1 et 5.

La chute de pression de la cigarette dépend essen-

tiellement des impératifs de débit de fumée, par exemple un filtre très efficace pour obtenir une cigarette à faible débit va conduire à un tampon filtrant à chute de pression élevée. En outre, une réponse subjective du fumeur-peut imposer des niveaux de chute de pression plus élevés. Une

cigarette longue, dite "King size", sans système de ventila-

tion va avoir une chute de pression de l'ordre de 25 à

mm H20 avec un débit de 17,5 cm3s 1 à travers le bâton-

net de tabac, et, avec un système de filtre, cette ciga-

rette va avoir une chute de pression de l'ordre de 80 à 200

mm H20 pour le même débit.

On peut prévoir le degré de ventilation d'une ciga-

rette une fois obtenus les renseignements concernant Pc et Pp par rapport au flux d'air de ventilation pour une gamme de dimensions de passages et de perforations de l'enveloppe extérieure. Dans les exemples,les perforations de l'enveloppe extérieure ont toutes des dimensions nominales de 0,4 mm x 0,4 mm, l'espacement entre les perforations adjacentes d'une rangée étant de 1 mm de centre à centre. Le tableau

1 indique la perméabilité à l'air en cm3/min/par centimè-

tre de bande de perforation/cm H20 pour divers nombres de

rangées de perforations dans l'enveloppe extérieure.

24964'

TABLEAU 1

Les exemples 1 à 6 illustrent la façon dont la

chute de pression dans les passages est fonction des dimen-

sions des passages. Les essais pour ces exemples ont porté

sur une enveloppe intercalaire fixée à une enveloppe exté-

rieure, comme représenté sur la figure 8, dans sa configura-

tion plate, c'est-à-dire sans être enroulée autour d'un tampon filtrant. A titre d'information, les renseignements

ainsi obtenus sont applicables avec les modifications appro-

priées à une enveloppe intercalaire à passages enroulée

autour d'un tampon filtrant.

EXEMPLE 1

On mesure la chute de pression (P.D.) en mm H20 danun système de ventilation à 4 passages pour différents

débits en cm3/sec. avec des passages de 0,16 mm de profon-

deur, 2,5 mm de large et de différentes longueurs. Les ré-

sultats sont indiqués dans le tableau 2.

TABLEAU 2

Nombre de rangées 2 5 de perforations Perméabilité à 340 618 1500 l'air Longueur 10 mm 12 mm 15 mm 18 mm

Débit P.D. Débit P.D. Débit P.D. Débit P.D.

16,99 50,5 16,8 70,0 16,9 80,3 16,7 87,3

13,37 38,5 13,2 53,8 13,4 62,4 13,2 67,7

,07 28,2 10,0 40,0 10,1 46,1 10,1 51,2

6,72 18,3 6,6 25,5 6,6 29,7 6,6 32,8

3,52 9,2 3,5 13,5 3,4 15,0 3,3 16,2

EXEMPLE 2

On mesure la chute de pression (P.D.) en mm H20

dans un système de ventilation à quatre passages pour diffé-

rents débits en cm3/sec. avec des passages de 0,16 mm de profondeur, 2 mm de large et de 15 et 18 mm de longueur.

Les résultats sont indiqués dans le tableau 3.

TABLEAU 3

EXEMPLE 3

On mesure la chute de la pression (P.D.) en mm H20 dans un système de ventilation à 4 passages pour différents

débits en cm3/sec. avec des passages de 0,16 mm de profon-

deur, 1,5 mm de large et 15 mm de long. Les résultats sont

indiqués dans le tableau 4.

TABLEAU 4

Longueur 15 mm 18 mm

Débit P.D. Débit P.D.

17,1 118,5 17,0 141,9

13,6 91,2 13,3 108,3

,2 66,0 10,2 81,3

6,8 42,3 6,6 50,7

3,5 20,7 3,4 26,1

Débit P.D.

16,9 160,5

13,3 123,2

,0 91,5

6,7 60,0

3,5 30,6

EXEMPLE 4

On mesure la chute de pression (P.D.) en mm H20 dans un système de ventilation à 4 passages pour différents

débits en cm3/sec. avec des passages de 0,32 mm de profon-

deur, 2 mm de large et 18 mm de long. Les résultats sont

indiqués dans le tableau 5.

TABLEAU 5

EXEMPLE 5 On mesure la chute de pression (P.D.) en mm H20 dans un système de

ventilation à 4 passages pour différents

débits en cm3/sec. avec des passages de 0,092 mm de profon-

deur, 2 mm de large et 18 mm de long. Les résultats sont

indiqués dans le tableau 6.

TABLEAU 6

Debit P.D.

16,6 33,0

13,1 25,0

,0 18,4

6,6 11,7

3,6 6,2

Débit P.D.

17,0 329,0

13,4 265,0

,2 202,0

6,9 138,0

3,6 72,0

EXEMPLE 6

On mesure la chute de pression (P.D.) en mm H20 dans un système de ventilation à 4 passages pour différents

débits en cm3/sec. avec des passages de 0,14 mm de profon-

deur, 2 mm de large et des longueurs de 10 mm et de 18 mm.

Les résultats sont indiqués dans.le tableau 7.

- TABLEAU 7

Longueur 10 mm 18 mm

Débit P.D. Débit P.D.

16,9 137,7 17,0 185,7

13,6 108,9 13,5 145,8

10,0 78,9 10,2 109,5

6,8 52,5 6,9 74,1

3,5 26,7 3,5 37,5

Les résultats des exemples 1 à 6 sont illustrés par

les figures 24, 25 et 26.

La figure 24 illustre les résultats de l'exemple 1, c'est-à-dire la relation entre le débit et la chute de pression pour des passages d'une largeur et d'une profondeur

constantes et de longueurs différentes. Le système de venti-

lation est composé de 4 passages de 2,5 mm de large et de

0,16 mm de profondeur. Sur cette figure, la ligne I repré-

sente un passage de 10 mm de long, la ligne II un passage de 12 mm de long, la ligne III un passage de 15 mm de long et la ligne IV un passage de 18 mm de long. On notera que

la relation entre le débit et la chute de pression est sensi-

blement-linéaire sur la plage mesurée.

La figure 25 montre la relation entre le débit et la chute de pression pour des passages de profondeur et de

longueur constantes mais de largeurs différentes. Ce systè-

me de ventilation est composé de 4 passages de 0,16 mm de profondeur et de 15 mm de long. Sur ce dessin, la ligne V représente un passage de 1,5 mm de large, la ligne VI un passage de 2,0 mm de large et la ligne VII un passage de

2,5 mm de large. On notera que ces relations sont sensible-

ment linéaires.

EXEMPLE 7

On étudie les caractéristiques de débit et de

chute de pression en fonction du nombre de rangées de per-

forations d'enveloppes extérieures ventilées masquées de

manière à laisser des bandes de 4 x 2 mm de large (c'est-a-

dire correspondant à une enveloppe intercalaire à 4 passa-

ges de 2 mm de large chacun). Les résultats sont indiqués dans le tableau 8 et sont illustrés par le graphique de la figure 27 sur lequel la ligne XII correspond à une rangée de perforations, la ligne XIII à deux rangées et la ligne XIV à cinq rangées. Le débit est en cm3/sec. et la chute

de pression (P.D.) en mm H20.

TABLEAU 8

Une analyse de régression polynominale des résul-

tats du tableau 8 indique une relation parabolique entre le

débit et la chute de pression pour un nombre donné de perfo-

rations. Ainsi, si PD est la chute de pression et f le dé-

bit, pour 1 rangée de perforations, PD = (14,35 f2 + 24,69 f)/100 2 rangées de perforations,PD = (3,08 f2 + 31,72 f)/100 rangées de perforations,PD = (4,623 f + 60,9 f)/100. Une comparaison du tableau 8 avec les tableaux 2 a 7 ou de la figure 27 avec les figures 24 à 26 indique que 1 rangée de 2 rangées de 5 rangées de perforations perforations perforations

Débit P.D. Débit P.D. Débit P.D.

3,7 2,8 3,6 1,4 3,3 0,3

6,6 8,0 6,8 3,6 6,7 0,6

,2 17,7 10,2 6,6 10,0 1,0

13,6 30,0 13,4 9,6 13,5 1,7

17,2 47,0 17,2 14,7 16,8 2,3

la chute de pression à travers l'enveloppe extérieure venti-

lée est bien moindre que le long des passages, de sorte que

même avec les perforations et les passages agissant en sé-

rie, la chute de pression de contrôle est assurée par celle qui se produit le long des passages.

EXEMPLE 8

On a fabriqué des cigarettes de format "King size" avec des bouts ventilés suivant le mode de réalisation des figures 3 à 6, c'est-à-dire avec des enveloppes de tampon ayant une perméabilité à l'air variant de 60 à 100 cm3/min/ cm2/cm H20 et on les a comparées avec une autre cigarette "King size", identique mais comportant une enveloppe de tampon imperméable, c'est-à-dire ayant une perméabilité nominale de 1 cm3/min/cm2/cm H20. Les degrés de ventilation de ces cigarettes ont été mesurés et sont indiqués dans le

tableau 9.

TABLEAU 9

Perméabilité Degré de n9minale à l'air ventilation cm /min/cm2/cm H20 M Ces résultats montrent que la conception du système

de ventilation peut être déterminée de façon que les ciga-

rettes comportant des enveloppes de tampon couvrent une lar-

ge gamme de perméabilités à l'air, les variations du degré de ventilation étant insignifiantes sur cette gamme. Il s'ensuit qu'une enveloppe de tampon n'est pas essentielle

à l'invention et que le fabricant peut utiliser des enve-

loppes de tampon perméables s'il souhaite affiner le contrô-

le de la ventilation dans certaines circonstances.

On a effectué des essais pour déterminer les effets 1 (imperméable) 58

59

60

62

de la perméabilité de l'enveloppe extérieure et des dimen-

sions des passages sur le débit de fumée. Les essais ont porté sur trois cigarettes "King size" identiques sauf en ce qui concerne la chute de pression du tampon filtrant et les dimensions des passages de ventilation. Les résultats

sont indiqués sur les tableaux 10 à 12.

TABLEAU 10

Cigarettes de type 1.

Passages de ventilation (4) Chute de pression du tampon : longueur profondeur largeur filtrant:

TABLEAU 11

Cigarette de type 2.

Passages de ventilation (4): comme pour la cigarette de

type 1.

Chute de pression du tampon filtrant: 90 mm H20 12 mm 0,21 mm 2 mm

mm H20.

Nombre de rangées de perforations dans l'enve- 0 1 2 5 loppe extérieure Ventilation du filtre % 0 65 67 75 Nombre de bouffées 8,5 10,4 10,2 10,4 Nicotine dans la fumée mg 1,05 0,32 0,25 0,13 Matériau particulaire mg 10, 2 1,9 0,7 0,1 (eau, nicotine libre) m

Nombre de rangées de per-

forations dans l'enveloppe O 1 2 5 extérieure Ventilation du filtre % O 49 51 56 Nombre de bouffées 8,3 9,1 9,2 9,7 Nicotine dans la fumée mg 1, 59 0,93 0,88 0,72 Matériau particulaire m 14,3 6,8 6,5 3,8 (eau, nicotine libre) mg

TABLEAU 12

Cigarette de type 3.

Passages de ventilation (4): longueur 12 mm profondeur 0,09 mm largeur 1, 5 mm

Chute de pression du tampon filtrant: 140 mm H20.

Nombre de rangées de per-

forations dans l'enveloppe O 1 2 5 extérieure Ventilation du filtre % O 28 28 30 Nombre de bouffées 9,1 9,2 9,0 9,5 Nicotine dans la fumée mg 1, 28 0,87 0,85 0,87 Matériau particulaire (eau, nicotine libre) mg 11,2 6,6 6,5 6,4 On voit que le débit

tation de la ventilation.

de fumée diminue avec

l'augmen-

EXEMPLE 9

On adjoint un bout composite de ventilation sui-

vant le mode de réalisation de la figure 32 à une cigarette en tabac de catégorie B, sans filtre, de 69 mm de long et 25,4 mm de circonférence. Le système de ventilation est assuré par 4 passages 14, ayant chacun 12 mm de long, 2 mm de large et 0,21 mm de profondeur, et par 1 ou 5 rangées

de perforations 17 débouchant dans les passages 14. La per-

méabilité mesurée de la feuille de papier à cigarette 18 est de 10 cc/min/cm /cm H20 pour une chute de pression de cm H20 (les perméabilités du papier à cigarette sont généralement mesurées pour une chute de pression de 10 cm H20). Le pourcentage de ventilation (ou pourcentage du volume des bouffées à raison de 35 ml par bouffée) pour une chute de pression de 58 mm H20 est de: 1 rangée de perforations 5 rangées de perforations

% 41 %.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation de l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et

sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention.

C'est ainsi que la perméabilité de l'enveloppe du tampon peut être contrôlée soit par des perforations (comme représenté sur les dessins), soit par une variation de la

porosité même pour les enveloppes de tampons "imperméables".

De façon analogue, une enveloppe extérieure perfo-

rée en papier imperméable peut être remplacée pour la venti-

lation par un papier ayant une porosité d'un degré détermi-

né qui peut s'étendre sur tout ou partie de l'enveloppe.

Les passages, au nombre de 4 dans les exemples peuvent varier de 3 à 6 et peuvent avoir de 8 à 20 mm de

long, de 1 à 3 mm de large et de 0,075 à 0,35 mm de pro-

fondeur. L'enveloppe intercalaire ou l'enveloppe extérieure

peuvent être en matériau autre que du papier comme l'acéta-

te de cellulose ou d'autres matières plastiques.

Le tampon filtrant, bien que normalement fait à partir d'une mèche d'acétate de cellulose peut être en d'autres matériaux pour tampons filtrants, tels que d'autres dérivés de la cellulose, du papier ou des polyalkylènes

tels que le polypropylène.

Le matériau à fumer peut être du tabac, du tabac reconstitué, des substituts de tabac ou toute combinaison

de ces différents matériaux.

L'article à fumer peut être une cigarette, un ciga-

rillo ou un cigare. Le mode de réalisation de la figure 31

s'applique également aux cigarillos et cigares.

Un avantage de l'invention est qu'elle évite l'in-

convénient des tampons filtrants rainurés, qu'il est néces-

saire de modifier pour obtenir différentes caractéristiques de fumage et de ventilation pour différents mélanges de tabac, par utilisation d'un tampon cylindrique lissé et

sans rainures qu'on utilise sans changement pour des impéra-

tifs de fumage et de ventilation très divers, ce qui permet

de réaliser des économies substantielles dans la fabrica-

tion des cigarettes à bout filtre.

Un autre avantage de l'invention réside dans le fait qu'on peut modifier économiquement et facilement la quantité d'air de ventilation selon le type de tabac ou de

mélange de tabac en changeant simplement le type d'envelop-

pe intercalaire utilisée. Par exemple, dans le mode de réa-

lisation avantageux des figures 1, 5, 7 et 8, on peut faire varier le nombre, la largeur, la longueur et la profondeur des passages, ainsi que les caractéristiques de ventilation de l'enveloppe extérieure. Il est évident à l'homme de l'art que le changement de rouleau du matériau feuilleté formant l'enveloppe intercalaire et l'enveloppe extérieure pour obtenir une modification de la ventilation est plus simple

et plus économique que le changement de tampon filtrant.

Un troisième avantage de l'invention est qu'elle permet un contrôle fin des caractéristiques de ventilation

par action sur les dimensions des passages, comparative-

ment au contrôle assez approximatif offert par des tampons de structure complexe. L'invention donne ainsi au fabricant l'opportunité de contrôler de façon efficace et économique t496416

les caractéristiques d'arôme de la fumée de tabac.

L'invention permet en outre de ventiler les ciga-

rettes sans bout filtre (cf. les modes de réalisation des figures 31 et 32) avec de l'air qui parvient à la bouche du fumeur indépendamment de la fumée du tabac. On peut contrô- ler cette ventilation pour répondre à des caractéristiques individuelles du tabac en modifiant les dimensions des passages comme décrit plus haut ou en utilisant l'élément

cylindrique poreux ou ventilé d'une autre manière.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Bout composite pour article à fumer de forme allongée, caractérisé en ce qu'il comprend:

a) un élément cylindrique (12) ayant une surface circonfé-

rentielle de section circulaire;

b) une enveloppe extérieure (16) ventilée entourant l'élé-

ment cylindrique avec un certain espacement radial; c) des moyens d'espacement (19) de l'enveloppe extérieure et de l'élément cylindrique;

d) des passages (14) pour l'air s'étendant longitudinale-

ment vers l'extrémité buccale du bout composite, ces pas-

sages étant au moins partiellement définis par des por-

tions des moyens d'espacement et par la surface circon-

férentielle de l'élément cylindrique, l'agencement étant

tel qu'à l'usage, l'air pénètre dans ces passages à tra-

vers l'enveloppe extérieure ventilée.

2. Bout composite suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce que les passages sont en outre définis partiel-

lement par des portions de l'enveloppe extérieure.

3. Bout composite suivant la revendication 2, carac-

térisé en ce que les moyens d'espacement sont constitués par une enveloppe extérieure feuilletée dont le feuillet

intérieur définit partiellement les passages pour l'air.

4. Bout composite suivant la revendication 3, carac-

térisé en ce que l'enveloppe extérieure présente à cet

effet des encoches pratiquées dans le feuillet intérieur.

- 5. Bout composite suivant la revendication 3, carac-

térisé en ce que l'enveloppe extérieure présente à cet effet des rainures ou des ondulations longitudinales dans

le feuillet intérieur.-

6. Bout composite suivant la revendication 3, carac-

térisé en ce que la largeur des encoches est de l'ordre de

1 à 3 mm et leur profondeur de l'ordre de 0,075 à 0,35 mm.

7. Bout composite suivant la revendication 1 ou la

revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'espace-

ment sont constitués par des portions gaufrées, cannelées ou bosselées en relief de l'enveloppe extérieure, lesdites portions gaufrées, cannelées ou bosselées définissant en

partie les passages.

8. Bout composite suivant l'une des revendications

1 à 7, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure est

perforée pour assurer la ventilation.

9. Bout composite suivant l'une des revendications

1 à 8, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure comprend

une zone perméable à l'air qui assure la ventilation.

10. Bout composite suivant l'une des revendications

1 à 9, caractérisé en ce que l'élément cylindrique est

constitué par une enveloppe de tampon.

11. Bout composite suivant la revendication 10, ca-

ractérisé en ce que l'enveloppe de tampon entoure un tampon filtrant.

12. Bout composite suivant l'une des revendications

1 à 9, caractérisé en ce que l'élément cylindrique est cons-

titué par un tube creux.

13. Bout composite suivant l'une des revendications

1 à 9, caractérisé en ce que l'élément cylindrique est cons-

titué par un bout filtrant.

14. Bout composite suivant l'une des revendications

à 12, caractérisé en ce que l'élément cylindrique est ventilé pour permettre l'écoulement à travers sa surface circonférentielle.

15. Bout composite suivant la revendication 14, ca-

ractérisé en ce que l'élément cylindrique est perforé pour

assurer la ventilation.

16. Article à fumer, caractérisé en ce qu'il com-

prend un bout composite selon l'une des revendications 1 à

associé à un bâtonnet de matériau à fumer.

17. Article suivant la revendication 16, caracté-

risé en ce que le matériau à fumer est constitué par du tabac, du tabac reconstitué, un substitut de tabac ou toute

combinaison de ces matériaux.

18. Article suivant l'une des revendications 16 ou

17, caractérisé en ce qu'il constitue une cigarette.

19. Enveloppe extérieure feuilletée pour bout compo-

site selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce

que le feuillet intérieur de ladite enveloppe définit des

encoches, des rainures ou des ondulations.