FR3114009A1 - Filtre pour article à fumer ou vapoter comprenant un substrat nontissé - Google Patents

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Abstract

La présente invention porte sur un substrat nontissé comprenant des fibres naturelles et un liant qui peut être utilisé dans un filtre pour article à fumer ou vapoter.

Description

Filtre pour article à fumer ou vapoter comprenant un substrat nontissé
L'invention a pour objet un substrat nontissé comprenant des fibres naturelles et un liant et présentant une faible densité. Ce substrat nontissé est susceptible d'être obtenu par voie sèche. Ce substrat nontissé peut être utilisé en tant que filtre pour article à fumer ou vapoter.
Un filtre pour article à fumer ou vapoter présente une forme cylindrique circulaire droite et comprend généralement une enveloppe extérieure en papier de gainage et un substrat positionné dans l'enveloppe extérieure. Le filtre pour article à fumer ou vapoter, grâce au substrat, permet d'éviter à l'utilisateur d’aspirer des particules de tabac et permet de retenir des substances particulaires dangereuses contenues dans la fumée ou l’aérosol comme les goudrons.
Les filtres sont couramment réalisés en acétate de cellulose. Ces filtres en acétate de cellulose présentent une capacité de rétention de la nicotine telle que la perception par l'utilisateur de la fumée filtrée est satisfaisante. De plus, ces filtres génèrent une fumée filtrée présentant de bonnes propriétés organoleptiques. Cependant ces substrats en acétate de cellulose se dégradent très lentement et ne sont pas dispersibles dans l'eau. Ceci est particulièrement dommageable, car le filtre n'est pas consommé durant le fumage/vapotage d'un article à fumer ou vapoter et se retrouve régulièrement dans l'environnement. Les substrats en acétate de cellulose ont donc un impact environnemental important.
Pour limiter l'impact environnemental des filtres classiques, il a été proposé de remplacer l'acétate de cellulose par du papier. Les substrats en papier étant biodégradables, ils se dégradent rapidement. Cependant la capacité de rétention de la nicotine des filtres comprenant un substrat en papier est telle que la perception par l'utilisateur de la fumée filtrée peut ne pas être satisfaisante. De plus la fumée filtrée par les filtres comprenant un substrat en papier peut présenter un gout asséchant non satisfaisant pour l'utilisateur. L'expérience utilisateur procurée par ces substrats en papier n'est donc pas aussi satisfaisante en comparaison de l’acétate de cellulose.
Problème technique
Il existe donc un besoin d'un filtre qui présente une capacité de rétention de la nicotine du même ordre de grandeur que celle d'un filtre comprenant un substrat en cellulose acétate, qui procure une expérience utilisateur satisfaisante.
Il est ainsi du mérite des inventeurs d'avoir trouvé qu'il était possible de répondre à ce besoin grâce à un substrat nontissé.
Résumé
Il est proposé un substrat nontissé comprenant des fibres naturelles et un liant, dans lequel les fibres naturelles représentent entre 70% et 99%, en particulier entre 80% et 98%, tout particulièrement entre 85% et 98% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé, le liant représente entre 1% et 30%, en particulier entre 2% et 20%, tout particulièrement entre 2% et 15% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé, et
présentant une densité comprise entre 7 mg/cm3et 60 mg/cm3, en particulier entre 8 mg/cm3et 50 mg/cm3, tout particulièrement entre 10 mg/cm3et 40 mg/cm3.
De façon avantageuse, un filtre comprenant le substrat nontissé de l'invention présente une capacité de rétention de la nicotine du même ordre de grandeur que les capacités de rétention d'un filtre comprenant un substrat en acétate de cellulose. Par conséquent la perception par l'utilisateur de la fumée filtrée par le filtre comprenant le substrat nontissé de l'invention est satisfaisante.
De plus, la fumée filtrée par un filtre comprenant le substrat nontissé de l'invention présente des propriétés organoleptiques satisfaisantes pour l'utilisateur.
Le substrat nontissé de l'invention peut également permettre la production de filtre sans étape préalable de mise en forme, ce qui n'est pas le cas pour les substrats en papier. Ainsi le procédé de production du filtre comprenant le substrat nontissé de l'invention est simplifié.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de production du substrat nontissé de l'invention comprenant les étapes suivantes :
a) production d'un voile à partir des fibres naturelles par voie sèche,
b) introduction du liant dans le voile, et
c) séchage du voile issu de l'étape b) pour obtenir le substrat nontissé.
Il est proposé un substrat nontissé comprenant des fibres naturelles et un liant, dans lequel les fibres naturelles représentent entre 70% et 99%, en particulier entre 80% et 98%, tout particulièrement entre 85% et 98% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé, le liant représente entre 1% et 30%, en particulier entre 2% et 20%, tout particulièrement entre 2% et 15% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé ; et
présentant une densité comprise entre 7 mg/cm3et 60 mg/cm3, en particulier entre 8 mg/cm3et 50 mg/cm3, tout particulièrement entre 10 mg/cm3et 40 mg/cm3.
Comparée à la densité classique des substrats en papier, qui est supérieure à 300 mg/cm3, la densité du substrat nontissé est très faible.
Sans vouloir être lié par aucune théorie, les inventeurs sont d'avis que, grâce à cette faible densité, le substrat nontissé de l'invention présente un pouvoir de remplissage du filtre plus élevé que le pouvoir de remplissage d'un substrat papier. Ce pouvoir de remplissage plus élevé permet de diminuer la quantité de substrat nontissé présent dans le filtre de sorte que le filtre comprenant le substrat nontissé de l'invention présente une capacité de rétention de la nicotine du même ordre de grandeur que la capacité de rétention d'un filtre comprenant un substrat en acétate de cellulose.
Au sens de la présente demande, "substrat nontissé" (aussi appelé "substrat non-tissé") désigne une feuille manufacturée, constituée de voile ou de nappe de fibres orientées directionnellement ou au hasard, liées par friction et/ou cohésion, et/ou adhésion.
Typiquement la densité du substrat nontissé est calculée en divisant son grammage par son épaisseur.
Pour déterminer le grammage du substrat nontissé, on pourra utiliser la norme ISO 536 :2012. Le substrat est conditionné au moins 16 heures à 23°C et 50% d’humidité avant la mesure.
Pour mesurer l’épaisseur du substrat nontissé, on pourra utiliser un micromètre à contrepoids comprenant une tête de mesure de 25 cm² et deux touches de pression planes, parallèles et circulaires. Lors de la mesure, le substrat nontissé est placé entre les deux touches de pressions pendant 10 secondes. La pression exercée entre les touches de pression pendant le mesurage de l’épaisseur est de 0,5 kPa. Le substrat est conditionné au moins 16 heures à 23°C et 50% d’humidité avant la mesure.
Le grammage du substrat nontissé de l'invention peut, par exemple, être compris entre 20 g/m2et 60 g/m2, en particulier entre 23 g/m2et 57 g/m2, plus particulièrement entre 25 g/m2et 55 g/m2.
L'épaisseur du substrat nontissé de l'invention peut, par exemple, être comprise entre 700 µm et 6000 µm, en particulier entre 1000 µm et 4700 µm, plus particulièrement entre 2000 µm et 4500 µm.
Selon un mode de réalisation particulier, le substrat nontissé peut présenter une densité comprise entre 10 mg/cm3et 40 mg/cm3, et une épaisseur entre 2000 µm et 4500 µm.
L'homme du métier saura adapter le grammage et l'épaisseur du substrat nontissé pour atteindre la densité souhaitée.
Au sens de la présente demande, "fibre naturelle" désigne une fibre d'origine naturelle ayant, éventuellement, subi un traitement chimique, un traitement physique ou les deux pour en optimiser les caractéristiques physiques.
Par exemple, les fibres naturelles peuvent être choisies parmi les fibres de bois, les fibres de feuilles, les fibres de fruits, les fibres de graine, les fibres libériennes, les fibres de tiges, les fibres de roseaux, et leurs mélanges, en particulier les fibres de bois, les fibres de feuilles, fibres de graines, les fibres libériennes et leurs mélanges, plus particulièrement les fibres de bois, les fibres libériennes et leurs mélanges.
Des exemples de fibres de bois qui peuvent être présentes dans le substrat non tissé de l’invention peuvent être les fibres lyocell (fibres de cellulose broyées et dissoutes dans du monohydrate de N-oxyde de N-méthylmorpholine, dans le but d’obtenir des fibres à section de forme variable (section ronde, ovale, en croix, en cercle, en lamelle) à masse linéique et longueur calibrées, que l’homme du métier peut choisir en fonction de ses besoins), les fibres de viscose (fibres obtenues par dissolution de la cellulose grâce à la modification de ses groupements hydroxyles par le disulfure de carbone (CS2), puis sur sa précipitation en présence d’acide sulfurique (H2SO4) dans le but d’obtenir des fibres à section de forme variable (section ronde, ovale, en croix, en cercle, en lamelle) à masse linéique et longueur calibrées, que l’homme du métier peut choisir en fonction de ses besoins) et leurs mélanges, en particulier les fibres lyocell, les fibres de viscose, et leurs mélanges,
Au sens de la présente demande, "fibre libérienne" désigne une fibre végétale contenue dans le liber des plantes.
A titre de fibre libérienne, on peut citer la fibre de chanvre, la fibre de chanvre indien, la fibre de jute, la fibre de kénaf, la fibre de kudzu, la fibre de lin, la fibre d'okra, la fibre d'ortie, la fibre de ramie, et leurs mélanges, en particulier la fibre de chanvre, la fibre de lin et leur mélange, plus particulièrement la fibre de lin.
Typiquement, les fibres libériennes peuvent avoir subies un traitement préalable. Ainsi les fibres libériennes peuvent être des fibres libériennes cotonisées, des fibres libériennes individualisées, des fibres libériennes ayant subies un rouissage, des fibres libériennes blanchies et leurs mélanges, en particulier être des fibres libériennes cotonisées, des fibres libériennes individualisées et leur mélange.
Au sens de la présente demande, "fibre de graine" désigne une fibre issue de graines d'une plante. Des exemples de fibres de graine peuvent être la fibre de coton, la fibre de kapok, la fibre de luffa, la fibre d'asclépiade et leurs mélanges, en particulier la fibre de kapok.
Selon un mode de réalisation particulier, les fibres naturelles sont choisies parmi les fibres lyocell, les fibres de lin, les fibres de lin cotonisées, la fibre de coton et leurs mélanges, en particulier un mélange de fibres de lin cotonisées et de fibres lyocell.
Selon un mode de réalisation particulier, les fibres naturelles du substrat nontissé peuvent être un mélange de fibres naturelles comprenant des fibres de lin cotonisées et des fibres lyocell,
les fibres de lin cotonisées représentent plus de 50%, en particulier entre 70% et 98%, plus entre 85% et 95% en poids de matière sèche dudit mélange de fibres, et
les fibres lyocell représentant moins de 50%, en particulier entre 2% et 30%, plus particulièrement entre 5% et 15% en poids de matière sèche dudit mélange de fibres.
Selon l’invention, les fibres naturelles avant l’utilisation dans le non-tissé peuvent présenter une longueur comprise entre 10 mm et 150 mm, en particulier entre 15 mm et 100 mm, tout particulièrement entre 20 mm et 60 mm.
La voie sèche ("dry-laid" selon la terminologie anglaise) est particulièrement adaptée pour cette taille de fibres naturelles. Ainsi, le substrat nontissé de l'invention de ce mode de réalisation alternatif peut être obtenu par voie sèche.
La longueur des fibres naturelles peut être mesurée par un appareil Classifiber KCF-V/LS de Keisokki. Des fibres naturelles sont peignées et individualisées avant la mesure. Les tailles des fibres sont mesurées de manière automatique par une méthode optique.
Les fibres naturelles peuvent aussi être découpées de sorte à présenter une longueur comprise dans les plages mentionnées ci-dessus. Les techniques classiques de découpe qui peuvent être utilisées sont la découpe guillotine de fibres naturelles, le broyage des fibres naturelles avec ou sans système d’élimination des fibres trop courtes et trop longues de type cyclone à air ou tamis.
Au sens de la présente demande, "liant" désigne un composé présentant des propriétés permettant de consolider le substrat nontissé.
Par exemple, le liant peut être un polymère naturel, un polymère ou copolymère synthétique ou un mélange de ceux-ci. Le polymère naturel peut être un polysaccharide, un dérivé de la cellulose, ou un mélange de ceux-ci. Le polymère synthétique peut être un latex.
Le polysaccharide qui peut être utilisé en tant que liant peut être un polysaccharide ou un dérivé de polysaccharide. Par exemple, l'amidon, la dextrine, la gomme arabique et leurs mélanges peuvent être utilisés en tant que liant, en particulier l'amidon.
Par exemple, le dérivé de la cellulose peut être choisi parmi, l'éthylcellulose, la méthylcellulose, l'hydroxyméthylcellulose, l'hydroxyéthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, un sel de métal alcalin de carboxyméthylcellulose et leurs mélanges, en particulier la carboxyméthylcellulose.
A titre de métal alcalin du sel de carboxyméthylcellulose, on peut citer le potassium, le sodium et le magnésium.
Le polymère ou copolymère synthétique peut par exemple être un alcool polyvinylique, un éthylène alcool vinylique, un acétate de polyvinyle, un polychlorure de vinyle, un styrène-butadiène, un polybutadiène, les polyacryliques, un éthylène-acétate de vinyle, et leur mélange, en particulier l’alcool polyvinylique.
Selon un autre mode de réalisation très particulier, le substrat nontissé peut comprendre :
un mélange de fibres comprenant entre 85% et 95% de fibres de lin cotonisé en poids de matière sèche dudit mélange de fibres et entre 5% et 15% de fibres lyocell en poids de matière sèche dudit mélange de fibres, et
un liant choisi parmi l'amidon, alcool polyvinylique, l’éthylène-acétate de vinyle qui peut représenter entre 2% et 8% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé
dans lequel le mélange de fibres peut représenter entre 92% et 98% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé ; et
peut présenter une densité comprise entre 10 mg/cm3et 40 mg/cm3.
Le substrat nontissé de cet autre mode de réalisation très particulier peut être obtenu par voie sèche.
Grâce à ses propriétés, le substrat nontissé de l'invention peut être utilisé dans un filtre.
Selon un aspect, la présente invention porte sur un filtre, en particulier un filtre pour article à fumer ou à vapoter comprenant un substrat nontissé de l'invention tel que défini ci-dessus.
Au sens de la présente demande, "article à fumer" désigne un article comprenant du tabac et/ou toute autre plante destinée à être fumée. Par exemple l'article à fumer peut être une cigarette fabriquée sur machine, une cigarette à rouler ("Roll Your Own cigarette" selon la terminologie anglaise) ou cigarette à tuber ('Make Your Own cigarette" selon la terminologie anglaise).
Typiquement, le filtre pour article à fumer présente une forme cylindrique circulaire droite et comprend une enveloppe extérieure en papier de gainage pour article à fumer, en particulier pour cigarette, et le substrat nontissé de l'invention tel que défini ci-dessus positionné dans l'enveloppe extérieure.
Au sens de la présente demande, "article à vapoter" désigne un article comprenant du tabac et/ou toute autre plante destinée à être vapotée, lequel est destiné à être inséré dans un dispositif chauffant le tabac et/ou la plante sans le/la brûler et permettant de délivrer un aérosol à un utilisateur. Par exemple l'article à vapoter peut être un bâtonnet de tabac (appelé "stick" selon la terminologie anglaise).
Typiquement, le filtre pour article à vapoter présente une forme cylindrique circulaire droite et comprend une enveloppe extérieure en papier de gainage pour article à vapoter, en particulier pour bâtonnet de tabac et le substrat nontissé de l'invention tel que défini ci-dessus positionné dans l'enveloppe extérieure.
Le filtre de l'invention peut présenter une densité comprise entre 100 mg/cm3et 200 mg/cm3, en particulier entre 110 mg/cm3et 170 mg/cm3, plus particulièrement entre 115 mg/cm3et 160 mg/cm3.
Typiquement, la densité du filtre est mesurée après la fabrication des filtres, en divisant la masse du filtre par son volume. Pour un filtre présentant une forme cylindrique circulaire droite, le volume du filtre (Vfiltre) est calculé selon la formule suivante : Vfiltre= π*L*r², dans laquelle r désigne le rayon du filtre et L désigne la longueur du filtre.
Le substrat nontissé de l'invention peut ne pas être crêpé avant la formation du filtre. Ceci est très avantageux, car cela permet de produire un filtre en simplifiant la production du filtre.
Selon un autre aspect, la présente invention porte également sur un article à fumer comprenant un filtre tel que défini ci-dessus.
Selon un autre aspect, la présente invention porte également sur un article à vapoter comprenant un filtre tel que défini ci-dessus.
La présente invention porte aussi sur l'utilisation d'un substrat nontissé tel que défini ci-dessus dans un filtre, en particulier un filtre pour article à fumer ou un filtre pour article à vapoter.
Le substrat nontissé de l'invention est produit selon un procédé comprenant les étapes suivantes :
a) production d'un voile à partir des fibres naturelles par voie sèche, et
b) introduction du liant dans le voile,
c) séchage du voile issu de l'étape b) pour obtenir le substrat nontissé.
Le substrat nontissé, les fibres naturelles et le liant sont tels que décrit ci-dessus en lien avec le susbtrat nontissé.
Le substrat nontissé de l'invention peut donc être obtenu par voie sèche.
La voie sèche pour produire un voile est la voie classique connu de l'homme du métier. L'homme du métier saura adapter les paramètres de la voie sèche pour produire le substrat nontissé de l'invention.
Le procédé de l'invention peut comprendre si besoin, avant l'étape a) de production, une étape a1) de découpe des fibres naturelles pour obtenir des fibres naturelles présentant une longueur comprise dans les plages mentionnées ci-dessus.
L'étape a1) de découpe peut être réalisée par des techniques classiques telles que la découpe guillotine, le broyage des fibres naturelles avec ou sans système d’élimination des fibres trop courtes et trop longues de type cyclone à air ou tamis.
Au cours de l'étape b) d'introduction, une dispersion aqueuse du liant est introduite dans le voile. Cette introduction peut, par exemple, être réalisée par imprégnation, telle qu'une imprégnation avec une size-press, par pulvérisation telle qu'une pulvérisation par l'intermédiaire d'un spray, par enduction telle qu'une enduction par couchage ou par impression, en particulier par pulvérisation d'un spray. Avantageusement la pulvérisation sera effectuée sur les 2 faces du voile.
La dispersion aqueuse du liant peut être obtenue par toutes techniques connues de l'homme du métier. L'homme du métier saura adapter la concentration de liant dans la dispersion aqueuse pour obtenir la teneur souhaitée en liant dans le substrat nontissé de l'invention.
L'étape c) de séchage peut, par exemple, être réalisée par un dispositif de séchage, tel qu’un tunnel avec de l'air traversant ou une rampe infra-rouge.
Cette étape c) de séchage peut être réalisée à une température comprise entre 75°C et 200°C, en particulier entre 90°C et 170°C, plus particulièrement entre 100°C et 120°C. Une température dans ces plages permet avantageusement de minimiser la durée de cette étape c) de séchage tout en minimisant la détérioration des fibres naturelles du susbtrat nontissé, optimisant ainsi le procédé de l'invention.
De façon avantageuse, la combinaison de l'étape b) d'introduction et de l'étape c) de séchage permet d'améliorer la cohésion des fibres naturelles et donc de consolider la structure du substrat nontissé de l'invention.
Les fibres naturelles mises en œuvre dans l'étape a) de production peuvent être un mélange de fibres naturelles. Ce mélange de fibres naturelles peut être obtenu avant l'étape a) de production.
Les fibres naturelles peuvent être des fibres libériennes ayant subi un traitement préalable, telles que des fibres libériennes cotonisées, des fibres libériennes individualisées, des fibres libériennes ayant subies un rouissage et leurs mélanges, en particulier des fibres libériennes cotonisées, des fibres libériennes individualisées et leurs mélanges.
Ainsi, le procédé de l'invention peut comprendre avant l'étape a) de production, une étape a2) de traitement des fibres libériennes choisies parmi le rouissage, le blanchiment, la cotonisation, l'individualisation, et leur mélange, en particulier la cotonisation, l'individualisation ou l'individualisation suivie de la cotonisation.
La cotonisation est un traitement dans lequel les fibres sont affinées pour passer dans des filatures à coton. L'homme du métier sait mettre en œuvre une étape a2) de traitement de cotonisation.
L'individualisation est un traitement dans lequel toutes ou parties des fibres d'un ensemble de fibres sont séparées les unes des autres. L'individualisation peut, par exemple, être réalisée par peignage ou par un traitement chimique.
Cette étape a2) de traitement peut se dérouler avant, après ou avant et après l'étape a1) optionnelle de découpe.
Par exemple, les fibres libériennes peuvent subir, éventuellement, l'étape a2) de traitement d'individualisation, l'étape a1) de découpe pour obtenir des fibres libériennes présentant une longueur comprise dans les plages mentionnées ci-dessus, puis éventuellement l'étape a2) de traitement de cotonisation, en particulier l'étape a1) de découpe pour obtenir des fibres libériennes présentant une longueur comprise dans les plages mentionnées ci-dessus, puis l'étape a2) de traitement de cotonisation.
Le procédé peut également comprendre, entre l'étape a) de production et l'étape b) d'introduction, une étape b1) de compactage du voile pour obtenir un voile compacté, ce voile compacté subissant ensuite l'étape b) d'introduction.
Cette étape b1) de compactage peut permettre de diminuer l'épaisseur du voile pour contrôler la densité du substrat nontissé.
Selon un autre mode de réalisation très particulier, le procédé peut comprendre les étapes suivantes :
a) production d'un voile par voie sèche à partir d'un mélange de fibres naturelles comprenant entre 85% et 95% de fibres de lin cotonisé en poids de matière sèche dudit mélange de fibres et entre 5% et 15% de fibres lyocell en poids de matière sèche dudit mélange de fibres,
b) introduction de liant choisi parmi l'amidon, alcool polyvinylique, l’éthylène-acétate de vinyle ou leur mélange dans le voile par pulvérisation d'une dispersion aqueuse de liant,
c) séchage du voile issu de l'étape b) pour obtenir un substrat nontissé pouvant présenter une densité comprise entre 10 mg/cm3et 40 mg/cm3et dans lequel le mélange de fibres peut représenter entre 85% et 98% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé et liant peut représenter entre 2% et 15% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé.
Optionnellement, le substrat séché peut être calandré.
La présente invention porte également sur un procédé de production d'un filtre pour article à fumer ou vapoter comprenant le substrat nontissé de l'invention tel que défini ci-dessus, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
d) formation d'un boudin de substrat nontissé à partir d’un substrat nontissé de l'invention,
e) enveloppement du boudin de substrat nontissé par une feuille de papier de gainage,
f) dépôt d’une ligne adhésive, jonction de la feuille de papier de gainage pour obtenir un boudin de matière filtrante,
h) découpage du boudin de matière filtrante pour produire le filtre.
En particulier, le filtre pour article à fumer ou vapoter produit par le procédé de production de l'invention présente une forme cylindrique circulaire droite et comprend une enveloppe extérieure en papier de gainage pour filtre pour article à fumer ou vapoter et le substrat nontissé de l'invention tel que défini ci-dessus positionné dans l'enveloppe extérieure.
Exemples
Exemple 1 : Fabrication du susbtrat nontissé
Exemple 1. 1 : Substrat nontissé préparé par voie sèche et comprenant 95% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé d'un mélange de fibres de lin cotonisées et de fibres lyocell (90 % lin cotonisé /10% lyocell en poids de matière sèche du mélange de fibres ) et 5% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé d'amidon
Les fibres de lin cotonisées (VERVAEKE FIBRE NV, 22 mm de longueur) et les fibres de lyocell (1,7 dtex / 38 mm de longueur de Lenzig) ont été mélangées, ouvrées et parallélisées avec une carde avant le dépôt sur une toile de formation. Une solution comprenant 5% d'extrait sec d'amidon (Perfectafilm X115 fabriqué par Avebe) est pulvérisée sur les deux côtés du voile. Le voile pulvérisé est ensuite séché par four à air chaud à une température comprise entre 100°C et 120°C. La teneur en liant dans le voile est de 5%.
Le substrat nontissé obtenu présente une densité de 11 mg/cm3, une épaisseur de 4190 µm et un grammage de 47 g/m².
Tous les exemples ont même taille des fibres, de longueur moyenne avant fabrication de 22 mm.
Exemple 1. 2 : Substrat nontissé préparé par voie sèche et comprenant 95% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé d'un mélange de fibres de lin cotonisées et de fibres lyocell ( 90% lin cotonisé /10% lyocell en poids de matière sèche du mélange de fibres ) et 5% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé d'amidon
Le substrat nontissé est obtenu par le procédé décrit dans l'Exemple 1.1. Aprés le séchage, le voile a été compacté avec la pression de 1 bar. La teneur en liant dans le voile est de 5%.
Le substrat nontissé obtenu présente une densité de 22 mg/cm3, une épaisseur de 1900 µm et un grammage de 42 g/m².
Exemple 1. 3 : Substrat nontissé préparé par voie sèche et comprenant 88 % en poids de matière sèche dudit substrat nontissé d'un mélange de fibres de lin cotonisées et de fibres lyocell ( 90% lin cotonisé /10% lyocell en poids de matière sèche du mélange de fibres ) et 12 % en poids de matière sèche dudit substrat nontissé d'amidon
Le substrat nontissé est obtenu par le procédé décrit dans l'Exemple 1.1. La teneur en liant dans le voile est de 12%.
Le substrat nontissé obtenu présente une densité de 14 mg/cm3, une épaisseur de 2040 µm et un grammage de 29 g/m².
Exemple 1. 4 : Substrat nontissé préparé par voie sèche et comprenant 95% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé d'un mélange de fibres de lin cotonisées et de fibres lyocell ( 90% lin cotonisé /10% lyocell en poids de matière sèche du mélange de fibres ) et 5 % en poids de matière sèche dudit substrat nontissé d ’alcool polyvinylique
Le substrat nontissé est obtenu par le procédé décrit dans l'Exemple 1.1. Une solution comprenant 5% d'extrait sec d’alcool polyvinylique (Elvanol 71-30 fabriqué par Kuraray) est pulvérisée sur les deux côtés du voile. La teneur en liant dans le voile est de 5%.
Le substrat nontissé obtenu présente une densité de 17 mg/cm3, une épaisseur de 2500 µm et un grammage de 43 g/m².
E xemple 2 : Fabrication et caractérisation des filtres pour article à fumer
Les filtres pour article à fumer ont été fabriqués avec les substrats des Exemples 1.1 à 1.4 par une méthode standard de fabrication des filtres sans passage par une crêpeuse. Pour envelopper les boudins de matière filtrante nontissée, un papier de gainage non poreux a été utilisé.
Les filtres d’invention ont été comparés au filtre en papier et au filtre commercial en acétate de cellulose. Le filtre en papier a été fait avec une méthode standard de fabrication des filtres en crêpant le substrat CF 36 de 36 g/m² et 100 µm d’épaisseur. Les filtres obtenus pour chaque terme ont été découpés en bâtonnets de 21 mm.
Les caractéristiques des filtres sont présentées dans le Tableau 1 ci-dessous.
Filtre commercial en acétate de cellulose Filtre comprenant le substrat de l’Exemple 1-1 Filtre comprenant le substrat de l’Exemple 1-2 Filtre comprenant le substrat de l’Exemple 1-3 Filtre comprenant le substrat de l’Exemple 1-4 Filtre en papier crêpé CF36
Longueur des filtres [mm] 21
Diamètre de filtres [mm] 7,8
Poids des filtres [mg] 139±5 115±1 134±1
155±1
 147±1 221±1
Densité des filtres [mg/cm3] 138 117 137 159 150 226
E xemple 3 : Fabrication et caractérisation de s cigarette s
Des cigarettes ont été préparées en utilisant les filtres décrits dans l’exemple 2. Pour former les cigarettes, les boudins de tabac ont été assemblés avec les filtres grâce au papier manchette ("tipping" selon la terminologie anglaise). Un tabac "american blend" commercial a été utilisé pour former les boudins de tabac. Les cigarettes ont été préparées avec une différence de pression similaire à celle de la cigarette commerciale. La ventilation des cigarettes a été bloquée.
Les cigarettes préparées ont été fumées sur une machine à fumer Borgwaldt RM20 selon la norme ISO 3308:2000. La chute de pression ("Pressure Drop" selon la terminologie anglaise et "PD" dans le Tableau 2) a été mesurée selon la norme ISO 6565 :2002. La teneur en nicotine dans la fumée a été mesurée selon la norme ISO 10315 :2000. Les résultats de fumage sont présentés dans le Tableau 2.
Filtre commercial en acétate de cellulose Filtre comprenant le substrat de l’Exemple 1-1 Filtre comprenant le substrat de l’Exemple 1-2 Filtre comprenant le substrat de l’Exemple 1-3 Filtre comprenant le substrat de l’Exemple 1-4 Filtre en papier crêpé CF36
Nombre de cigarettes fumées 30
PD des cigarettes [mmCE] 104±1 90±1 93±1 91±1 100±1 100±1
Nicotine [mg/cigarette] 0,85±0,04 0,85±0,04 0,71±0,05 0.78±0.05 0,78±0,05 0,5±0,19
Le Tableau 2 met en évidence qu’à chute de pression équivalente, les cigarettes avec les filtres comprenant le substrat selon l'invention et les cigarettes comprenant un filtre commercial en acétate de cellulose présentent une teneur en nicotine dans la fumée du même ordre de grandeur, alors que les cigarettes comprenant un filtre en papier crêpé présentent une teneur en nicotine dans la fumée très inférieure.
Cet exemple 3 met donc en évidence que l'expérience utilisateur procurée par les cigarettes comprenant les filtres comprenant le substrat selon l'invention est aussi satisfaisante que celle procurée par des cigarettes comprenant un filtre commercial en acétate de cellulose.

Claims (14)

  1. Substrat nontissé comprenant des fibres naturelles et un liant, dans lequel les fibres naturelles représentent entre 70% et 99% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé, le liant représente entre 1% et 30% en poids de matière sèche dudit substrat nontissé, et
    présentant une densité comprise entre 7 mg/cm3et 60 mg/cm3.
  2. Substrat nontissé selon la revendication 1 qui a une épaisseur comprise entre 700 µm et 6000 µm.
  3. Substrat nontissé selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel la longueur des fibres naturelles est supérieure à 10 mm et inférieure ou égale à 150 mm.
  4. Substrat nontissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel les fibres naturelles sont choisies parmi les fibres de bois, les fibres de feuilles, les fibres de fruits, les fibres de graine, les fibres libériennes, les fibres de tiges, les fibres de roseaux, et leurs mélanges.
  5. Substrat nontissé selon la revendication 4 dans lequel les fibres de bois sont choisies parmi les fibres lyocell, les fibres de viscose et leurs mélanges.
  6. Substrat nontissé selon la revendication 4 dans lequel les fibres libériennes sont choisies parmi la fibre de chanvre, la fibre de chanvre indien, la fibre de jute, la fibre de kénaf, la fibre de kudzu, la fibre de lin, la fibre d'okra, la fibre d'ortie, la fibre de ramie, et leurs mélanges.
  7. Substrat nontissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le liant est un polymère ou copolymère synthétique.
  8. Substrat nontissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le liant est choisi parmi un polysaccharide, préférablement l’amidon, un dérivé de la cellulose, et leurs mélanges.
  9. Substrat nontissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le liant est un alcool polyvinylique, un acétate de polyvinyle, ou un éthylène-acétate de vinyle.
  10. Filtre comprenant le substrat nontissé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9.
  11. Article à fumer comprenant un filtre tel que défini dans la revendication 10.
  12. Article à vapoter comprenant un filtre tel que défini dans la revendication 10.
  13. Procédé de production d'un substrat nontissé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant les étapes suivantes :
    a) production d'un voile à partir des fibres naturelles par voie sèche,
    b) introduction du liant dans le voile, et
    c) séchage du voile issu de l'étape b) pour obtenir le substrat nontissé.
  14. Procédé de production d'un filtre pour article à fumer ou vapoter comprenant un substrat nontissé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    d) formation d'un boudin de substrat nontissé à partir d’un substrat nontissé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9,
    e) enveloppement du boudin de substrat nontissé par une feuille de papier de gainage,
    f) dépôt d’une ligne adhésive, jonction de la feuille de papier de gainage pour obtenir un boudin de matière filtrante,
    h) découpage du boudin de matière filtrante pour produire le filtre.
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