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Filtre à fumée de tabac.
La présente invention concerne des filtres et des éléments de filtre à fumée de tabac contenant un additif particulaire modifiant la fumée.
Des additifs particulaires convenables comprennent des sorbants (choisis par exemple parmi charbon actif, silicagel, sépiolite, alumine, matière échangeuse d'ions etc. ), modificateurs de pH (par exemple des matières alcalines telles que NaCOg, des matières acides), agents de goût, autres additifs solides et mélanges de ceux-ci.
La présente invention fournit un filtre ou un élément de filtre à fumée de tabac possédant un noyau longitudinal et une enveloppe fixée autour du noyau, l'enveloppe portant un additif particulaire adhérant à une ou plusieurs partie (s) de sa face radialement interne, ladite enveloppe étant exempte d'additif autour de sa circonférence, à une ou aux deux extrémités du noyau.
De préférence, l'additif particulaire s'étend seulement partiellement autour de la circonférence interne de l'enveloppe-l'enveloppe possédant par exemple un bord longitudinal de recouvrement qui est dépourvu d'additif et fournit un joint superposé et collé maintenant l'enveloppe autour du noyau. L'additif particulaire peut couvrir une seule zone de la face interne de l'enveloppe s'étendant à partir d'une extrémité du noyau, partiellement vers l'autre ; il peut couvrir une seule zone écartée des deux extrémités du noyau ; il peut être disposé dans des zones séparées, séparée l'une de l'autre dans le sens longitudinal et/ou de la circonférence. L'additif particulaire utilisé peut être une substance simple ou un mélange, et peut être mélangé à une autre matière.
L'enveloppe est de préférence pré-enduite de l'additif particulaire, modifiant la fumée, adhérant. Le noyau peut être préformé avant application de l'enveloppe enduite, ou la formation du noyau et l'application de l'enveloppe enduite peuvent être en substance simultanées.
L'additif particulaire est convenablement rendu
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adhérant à l'enveloppe par un adhésif de fusion, du polyéthylène glycol à haut point de fusion, ou un adhésif du type en émulsion tel que le PVA. Des adhésifs de fusion convenables pour un usage dans l'invention sont différents adhésifs de polyesters.
Dans le filtre ou l'élément selon l'invention, le noyau peut être fait d'une matière classique pour filtrer la fumée (par exemple de l'étoupe filamenteuse, des fibres courtes ou du papier crêpé) ; d'un tube à extrémité ouverte ; ou d'une partie imperméable ou à faible perméabilité qui contribue à la chute de pression du filtre composite mais ne présente que peu ou pas d'effet filtrant ; le noyau peut être un corps d'une pièce, ou ce peut être un compositecomprenant par exemple son propre manchon et/ou possédant des parties longitudinalement (et/ou radialement) adjacentes.
Dans un type du mode de réalisation, l'enveloppe du noyau est elle-même entourée d'un corps annulaire externe-qui, comme le noyau, peut par exemple être fait d'une matière classique pour filtrer la fumée ou une partie imperméable ou de faible perméabilité avec peu ou pas d'effet filtrant. Le noyau peut être un produit composite formé d'une tige centrale et un manchon. Le noyau, avec ou sans un tel manchon, peut posséder des rainures longitudinales externes sur une partie de sa longueur, auquel cas l'additif particulaire sur la face radialement interne de l'enveloppe peut être en correspondance avec, et s'étendre dans ces rainures. Les rainures peuvent s'étendre à partir de l'une ou de chaque extrémité du noyau, partiellement vers l'autre, ou s'arrêter juste avant les deux extrémités.
Dans un noyau composite formé d'une tige avec un manchon rainuré, la surface de la tige peut se conformer aux rainures du manchon.
Des filtres et des éléments selon l'invention peuvent posséder un manchon de maintien externe, par exemple un manchon extrudé ou une bande de cape à joint superposé et collé ; une telle bande de cape peut être en matière
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perméable ou imperméable à l'air, et peut être perforée dans les deux cas. L'enveloppe enduite de particules peut adhérer au noyau (par exemple par un adhésif activable par la chaleur) pour donner un tube lié, dimensionnellement stable, sans manchon de maintien. Dans un autre agencement, l'un ou les deux bords longitudinaux de l'enveloppe peuvent être sans revêtement particulaire, et être utilisé comme un chevauchement adhésif pour maintenir l'enveloppe autour du noyau.
Cependant, même avec une liaison de l'enveloppe à elle-même et/ou au noyau, il peut être préférable de prévoir un manchon de maintien autour de l'enveloppe.
L'enveloppe préformée revêtue d'additif particulaire est convenablement appliquée autour d'un noyau préformé, ou autour d'un noyau en cours de formation, en utilisant un appareillage classique de garniture. Dans une méthode selon l'invention, la fourniture de l'enveloppe portant l'additif particulaire, l'application de celle-ci au noyau après ou pendant que ce dernier est formé (éventuellement avec application d'un manchon d'enveloppe), et le découpage du produit allongé obtenu en longueurs finies, peuvent être effectuées en continu et en ligne, en utilisant une installation classique de fabrication de filtres.
Lorsque l'enveloppe doit elle-même être entourée par un corps annulaire externe, ce dernier peut être de même alimenté et formé en continu autour du noyau enveloppé qui avance ; des procédures et appareillage continus, en ligne, en vue de ces opérations sont connus dans la technique des filtres pour cigarettes. Les longueurs finies découpées au départ hors du produit fabriqué en continu, seront habituellement des multiples des filtres ou des éléments individuels utilisés finalement ; dans ce cas, les longueurs finies initiales sont encore subdivisées en longueurs unitaires finales pendant ou en vue de la formation ultérieure de cigarettes à filtre, et sont également selon l'invention.
L'enveloppe peut être enduite d'adhésif (par exemple par une roue d'impression) sur les zones réduites sur lesquelles il faut un revêtement d'additif particulaire, et
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ensuite d'additif particulaire (par exemple en les tirant à travers un réservoir, un lit fluidisé, un flux mis en circulation ou une autre source d'additif pendant que l'adhésif est actif) comme partie du procédé continu en ligne mentionné plus haut ; encore, la bande recouverte d'adhésif peut être fabriquée séparément ou reçue d'un fournisseur externe, l'activation (par exemple ramollissement par la chaleur) de l'adhésif et l'application de l'additif particulaire étant effectuées en ligne et de manière continue avec la production du filtre.
Des filtres selon l'invention peuvent incorporer une autre matière.
Divers paramètres peuvent varier largement suivant ce que l'on exige du produit, ces exigences comprenant par exemple le poids par unité de longueur de l'enveloppe utilisée pour porter l'additif particulaire, la taille des particules de l'additif, etc. Une taille de particule appropriée pour le charbon actif est de 12/30 selon le British Standard Mesh, et une autre est de 30/70 selon le British Standard Mesh.
L'enveloppe utilisée selon l'invention peut être constituée de tout matériau non toxique. Elle sera habituellement une bande de cape classique, et peut être perméable ou imperméable à la fumée ou à l'air, selon les conditions d'écoulement que l'on exige dans le produit final. Lorsqu'elle est destinée à un filtre ventilé, l'enveloppe sera habituellement fort poreuse. L'enveloppe peut posséder des rainures externes s'étendant longitudinalement sur une partie de sa longueur, auquel cas l'additif particulaire sur sa face radialement interne se trouve de préférence sur une zone non rainurée ; les rainures peuvent s'étendre à partir de l'une ou de chaque extrémité de l'enveloppe, partiellement vers l'autre, ou s'arrêter juste avant les deux extrémités ; la surface du noyau peut se conformer aux rainures de l'enveloppe.
Aux moins certains des additifs particulaires utilisés peuvent porter (ou consister en) un agent aromatisant-ou
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un autre matériau portant un agent aromatisant peut être incorporé.
L'invention peut prévoir, sans qu'il soit nécessaire de fabriquer, et ensuite d'aligner longitudinalement et de combiner des éléments séparés, un élément de filtre unitaire qui porte un additif particulaire avantageux et qui peut encore présenter un aspect acceptable, uni, exempt d'additif, à l'extrémité buccale d'une cigarette à filtre. Elle permet également l'incorporation de charbon actif ou d'un autre additif particulaire dans les filtres à fumée de tabac en utilisant un appareillage classique, sans introduire de problèmes de production ou d'appareillage et en particulier en atteignant facilement une charge uniforme en additif-et une variation simple et précise de cette charge lorsque c'est nécessaire.
Des filtres selon l'invention permettent à l'additif particulaire adhérant à la face radialement interne de l'enveloppe d'exercer, sans obstacle ou en substance sans obstacle, son effet de filtration ou autre effet sur le flux de fumée de tabac ; ainsi, des filtres selon l'invention, contenant un sorbant particulaire, peuvent assurer une bonne rétention des composants de fumée en phase vapeur.
Des produits selon l'invention conviennent en général pour une utilisation comme ou dans des filtres pour cigarettes. Des filtres pour cigarettes selon l'invention seront habituellement fixés à des tiges de tabac emballés au moyen d'une cape de finition classique, qui peut être une cape ventilée ou non ventilée ; habituellement, comme indiqué ci-dessus, le filtre sera orienté avec une partie exempte d'additif à l'extrémité buccale.
Des modes de réalisation de l'invention sont représentés dans les dessins annexés. Dans les dessins, des références numériques similaires désignent des parties similaires.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un filtre selon l'invention, possédant un noyau 2 de filtration entouré par une bande de cape 4
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poreuse à la surface interne de laquelle adhère un additif particulaire 6, de façon à entourer, et à être en contact avec toute la circonférence du noyau 2, cet additif s'étendant à partir d'une extrémité du filtre, seulement en partie vers l'autre ; la bande de cape 4 est fixée autour du noyau 2 par un joint superposé et collé (non représenté) qui est exempt d'additif particulaire.
La figure 2 est une vue similaire d'un mode de réalisation qui est le même que celui de la figure 1, à l'exception que l'additif particulaire 6 est absent de l'enveloppe 4 autour des deux extrémités du noyau 2.
La figure 3 est une vue longitudinale, partie en coupe, partie arrachée, d'un filtre selon l'invention possédant un noyau 2 de filtration emballé dans une enveloppe 4 poreuse à travers laquelle sont visibles des plaques 8 d'additif particulaire 6, écartées longitudinalement et circonférentiellement.
La figure 4 est la même vue d'un mode de réalisation essentiellement similaire dans lequel les plaques 8 ont une forme ovale.
La figure 5 est une vue longitudinale, partie en coupe, partie arrachée, d'une partie d'une tige de longueur multiple selon l'invention, qui peut être coupée en unités individuelles comme celle représentée à la figure 2-par coupe transversale entre les plaques d'additif particulaire écartées longitudinalement ; le joint superposé et collé, exempt d'additif particulaire, est indiqué schématiquement en 10. Dans ce cas, l'additif 6 n'est pas représenté comme visible à travers l'enveloppe 4.
La figure 6 est une vue, similaire à celle de la figure 1, dans laquelle l'enveloppe de la figure 1 est elle-même entourée par un corps 12 annulaire en matériau de filtration, qui sera habituellement contenu dans une enveloppe 14 externe ; dans ce mode de réalisation représenté, l'enveloppe 4 revêtue d'additif est imperméable et, comme avec les autres modes de réalisation représentés, le filtre doit être attaché à une tige de cigarette, avec
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l'extrémité exempte d'additif exposée à la bouche du fumeur. Le noyau 2 de la figure 6 est plus mince que celui de la figure 1, de sorte que les circonférences globales des produits de la figure 1 et de la figure 6 sont à peu près les mêmes-habituellement environ 25 mm.
Aux figures 1 à 6, un espace étroit est représenté entre le noyau 2 et la partie exempte d'additif de l'enveloppe 4 ; ceci est dû à la nature schématique des figures ; en pratique, un tel espace n'existe pas, la partie non revêtue de la face interne de l'enveloppe 4 étant en contact avec, et fixée autour de la périphérie de noyau 2.
La figure 7 est une vue schématique en perspective, en partie arrachée, d'un filtre selon l'invention dans lequel l'enveloppe 4 autour du noyau 2 de filtration possède des rainures 16 s'étendant à partir d'une face d'extrémité 17 partiellement vers l'autre face d'extrémité 19. L'additif particulaire 6 adhère à la face interne de la partie 18 lisse, non rainurée, de l'enveloppe 4. Le noyau 2 est convenablement fait de mèche d'acétate de cellulose, et l'enveloppe 4 de bande de cape en papier perméable à l'air. Le filtre illustré est représenté pourvu de sa propre bande de cape externe 21 ; celle-ci est appliquée comme étape finale dans le processus continu, en ligne, de production, avant que le produit formé en continu soit coupé en longueurs finies ; la bande de cape 21 externe, qui peut être perméable ou imperméable, est se termine donc avec la tige.
Dans d'autres modes de réalisation, la bande de cape 21 peut être omise, en laissant un produit de filtre initial avec les rainures 16 exposées.
L'extrémité rainurée ou non rainurée du filtre pourrait être attachée à une cigarette, habituellement par une bande de finition qui pourrait être non-ventilée ou prévoir une ventilation-par exemple dans les rainures 16. Pour un usage avec une bande de finition de ventilation, le filtre serait habituellement fourni sans bande de cape 21 externe, de sorte que la bande de finition serait directement en prise autour de l'enveloppe 4.
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Dans le mode de réalisation représenté, la surface de noyau en-dessous des rainures 16 se conforme à la
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configuration rainurée, mais ceci n'est pas essentielc'est-à-dire que la portion rainurée de l'enveloppe 4 pourrait définir des rainures internes entre elle-même et le noyau 2 aussi bien que les rainures 16 externes.
Dans le mode de réalisation représenté, l'additif particulaire 6 s'étend circonférentiellement en continu autour du noyau 2, la face interne de l'enveloppe 4 dans cette zone étant exempte d'additif seulement lorsqu'elle se superpose à la face externe pour former un joint superposé et collé (non représenté) ; cependant, comme avec des modes de réalisation précédents, ceci n'est pas essentiel, du fait que l'additif 6 peut être présent sur seulement une partie de la circonférence de noyau-par exemple sur des zones circonférentiellement séparées.
Dans le mode de réalisation représenté, l'additif particulaire 6 s'étend sur toute la longueur de la portion 18 non rainurée de l'enveloppe 4, mais ceci n'est à nouveau pas essentiel ; l'additif particulaire, disposé circonférentiellement de l'une quelconque des manières mentionnées ci-dessus, pourrait s'étendre sur seulement une partie de la longueur de la portion non rainurée 18 de l'enveloppe, en étant par exemple absent de l'enveloppe 4 à la face 19 d'extrémité et/ou en étant disposé dans des zones longitudinalement séparées.
La figure 8 est une vue en coupe longitudinale schématique du filtre de la figure 7.
La figure 9 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une partie d'une tige de longueur multiple selon l'invention, qui peut être coupée en unités individuelles comme celle des figures 7 et 8.
La figure 10 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une modification du filtre de la figure 8, dans laquelle la portion 18 non rainurée de l'enveloppe 4 portant l'additif particulaire 6 adhérant à sa face interne est située vers l'intérieur par rapport à deux zones
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possédant des rainures 16 s'étendant respectivement jusqu'aux faces d'extrémité 17 et 19. Ce mode de réalisation est représenté sans la bande de cape externe des figures 7-9, mais une telle bande de cape externe 21 pourrait être prévue. Les variantes discutées ci-dessus en liaison avec les figures 7 à 9, concernant la disposition de l'additif particulaire sur la zone non rainurée, la conformation de la surface du noyau 2 avec des rainures 16, et la fixation du filtre à une tige de cigarette, s'appliquent également au mode de réalisation de la figure 10.
La tige de la figure 10 pourrait être obtenue à partir d'une tige de longueur multiple correspondante appropriée, de la manière indiquée en liaison avec les figures 7 à 9.
La figure 11 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un filtre selon l'invention, du type dans lequel le noyau 2 est un produit composite formé d'une tige centrale 3 et d'un manchon 5, le manchon 5 étant dans ce cas rainuré sur une partie de sa longueur s'étendant à partir d'une face d'extrémité 17, la surface externe de la tige 3 se conformant aux rainures 16 dans cette zone. Dans ce cas, l'enveloppe 4 a une configuration unie, non rainurée, et possède un additif particulaire 6 adhérant à sa face interne, s'étendant dans et remplissant les rainures 16 sur une partie de leur longueur en s'arrêtant juste avant la face d'extrémité 17. Des variantes de l'arrangement représenté sont possibles, comme indiqué cidessus en liaison avec le mode de réalisation de la figure 7.
L'additif particulaire 6 peut donc s'étendre circonférentiellement en continu autour du noyau 2, la face interne de l'enveloppe 4 dans cette zone étant exempte d'additif seulement là où elle se superpose à la face externe pour former un joint superposé et collé (non représenté), ou l'additif peut être présent sur seulement une partie de la circonférence de noyau-par exemple sur des zones circonférentiellement séparées. L'additif particulaire 6, représenté comme s'étendant en continu sur une partie de la longueur de la partie rainuré du noyau,
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pourrait au lieu de cela s'étendre en continu sur toute la longueur des rainures ou sur des zones longitudinalement séparées de la longueur des rainures.
La tige 3 centrale est convenablement faite de mèche d'acétate de cellulose et le manchon 5 d'acétate de cellulose ou de bande de cape poreuse. L'enveloppe 4 peut être une bande de cape en papier perméable à l'air. L'extrémité rainurée ou non rainurée du filtre pourrait être fixée à une cigarette, habituellement par une bande de finition qui pourrait être non-ventilée ou assurer une ventilation. Dans le mode de réalisation représenté, la surface de la tige 3 se conforme aux rainures 16 dans le manchon 5, mais la portion rainurée du manchon 5 pourrait au lieu de cela définir des rainures internes entre elle-même et la tige 3.
La figure 12 montre, dans une vue similaire à celle de la figure 9, une tige de longueur multiple à partir de laquelle on peut obtenir les filtres de la figure 11, comme décrit précédemment.