<U>Tampon filtrant pour cigarettes</U> La présente invention concerne un tampon filtrant pour cigarettes.
Les filtres usuels pour cigarettes, qu'ils soient homogènes, combinés ou formés de tron çons coaxiaux, ne comprennent habituellement que des matériaux perméables à la fumée, cons tituant une masse également poreuse dans toute sa section transversale. Cela implique la pré sence d'un macrovide maximal dans chaque type de filtre considéré et par conséquent un régime d'écoulement laminaire de la fumée.
Autrement dit, et quelle que soit la structure particulière de la masse filtrante, les parti cules de l'aérosol en mouvement brownien con servent leur dimension originelle et leur autonomie, parce que la perturbation créée dans le flux gazeux n'est pas assez forte pour provoquer des collisions violentes ni des agglutinations consécutives entre les dites microparticules.
On a déterminé que le diamètre des particu les de la fumée de tabac est compris entre 0,1 et 1,0 micron et que les plus petites de ces particules, ayant un diamètre de 0,1 à 0,4 micron, représentent numériquement plus de 907 de l'ensemble. D'autre part, 1e diamè tre des fibres de qualité textile couramment utilisées dans les filtres varie entre 14 et 23 microns. Or on considère que, dans une masse filtrante, fibreuse, le diamètre des passages d'air équivaut au diamètre des fibres utilisées. Dans ces conditions, les chances qu'a une particule élémentaire de heurter une paroi et de s'y fixer sont relativement faibles.
Différents moyens ont cependant contribué à augmenter le pouvoir de rétention des fil tres de fumée. Ainsi, par compression ou grâce à une certaine proportion de fibres très fines, on accroit le nombre et donc la longueur totale des passages; on allonge de même les passages en les rendant plus sinueux ou en conférant à la masse filtrante une struc ture en labyrinthe afin que 1a fumée puisse lécher une plus grande étendue de parois; ou encore on allonge tout simplement le bout- filtre. Dans d'autres cas, l'on tire parti des propriétés spécifiques de certains matériaux ou ingrédients.
Ce qui est frappant, c'est que les moyens physiques mis en oeuvre ten dent dans leur ensemble à agrandir les surfa ces avec lesquelles la fumée peut entrer en contact lors de sa traversée de la masse fil trante.
Cette tendance constante est pleinement jus tifiée, dès lors que l'on considère que la fonction d'un filtre est d'intercepter les particules dans leur état élémentaire. Seule ment en raison de leur petite taille, le plus grand nombre de ces microparticules n'ont pas l'occasion de rencontrer un obstacle sur leur passage ou, si elles le rencontrent, la fa culté d'y adhérer; et elles poursuivent leur trajectoire vers la bouche du fumeur.
La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients et le tampon filtrant qui en fait l'objet est caractérisé par le fait qu'il comprend, disposée dans toute sa lon gueur une matière composite formée d'une par- tie de matière fibreuse imperméable à la fu mée, et d'une partie de matière fibreuse expan sée, perméable à la fumée, ces parties étant enchevêtrées l'une dans l'autre de façon à former une pluralité de passages de section variable entre des zones compactes, la somme des aires de ces passages dans chaque section transversale du tampon étant comprise entre 1/3 et 2/3 de l'aire totale de ladite section transversale.
La limitation de l'aire perméable a pour objet, en créant une forte accélération de la vitesse d'écoulement du courant principal de fumée à travers les canaux de section varia ble du matériau fibreux expansé, de provoquer de violents entrechoquements entre les micro- particules, aqueuses ou colloidales de la fu- mêe et de déterminer ainsi, par agglutination desdites microparticules entre elles, la for mation de macroparticules, aptes à être fa cilement retenues dans la masse filtrante.
Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du tampon filtrant selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe transversale d'une première forme d'exécution du tampon filtrant réalisé à partir d'une.bande composite cons tituée par des couches superposées de matiè res de structure différente.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un tronçon d'une bande composite selon une première variante.
La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un tronçon d'une bande composite selon une deuxième variante.
Le tampon filtrant illustré par la fig. 1 présente des zones perméables 4 et des zones 3 imperméables à la fumée. Ce tampon filtrant est formé à partir d'une bande composite ou binaire telle que l'une de celles représentées par exemple par les fig. 2 et 3, et qui com prend une couche de matière perméable à la fumée 1 formée d'une ou plusieurs feuilles élémentaires 4, insérée en sandwich entre deux couches 2 d'une matière imperméable à la fu mée formées chacune d'une feuille élémentaire.
La couche perméable à la fumée 1 est en une matière qui comporte ou se prête à la forma tion de nombreuses cavités plus ou moins régu lières pouvant communiquer entre elles et don nant ainsi naissance à des boyaux tortueux présentant une succession d'étranglements et de renflements. Cette couche perméable 1 est formée par exemple d'une matière plastique cellulaire en feuille ou d'une ouate de cel lulose expansée ou d'un papier alvéolé ou de tout autre matériau ayant une structure com parable.
Les couches externes 2 sont en une matière compacte naturelle ou synthétique, par exemple un papier de soie non satiné ou tout papier similaire dont les faces sont plus ou moins rêches, mais à l'exclusion des papiers crépés communément utilisés dans 1a fabrica tion des filtres connus. La largeur de cette bande binaire est déterminée en fonction de l'épaisseur des feuilles élémentaires dont la bande est formée et du diamètre a du tampon filtrant à fabriquer.
La fabrication du tampon filtrant à partir d'une telle bande s'effectue d'après la tech nique dite longitudinale, avec les machines habituelles. La bande est déroulée d'une bo bine et engagée dans la garniture de la ma chine boudineuse où elle est repliée sur elle- même, comprimée et enveloppée mécaniquement dans un fourreau de papier 5 de manière à être transformée en un boudin continu ayant le for mat désiré, rond ou ovale. Ce boudin est en suite sectionné en tronçon de longueur déter minée.
Dans le tampon filtrant formé, le matériau perméable 4 et le matériau imperméable 3 s'in terpénètrent par suite du plissage et du res serrement, de sorte qu'une coupe transversale du tampon filtrant (fig. 1) laisse apparai- tre un enchevêtrement de méandres, les uns constitués par le matériau perméable, les au tres par 1e matériau imperméable, ces imbri cations respectant un arrangement peu variable sur toute la longueur du filtre. En raison du contact intime établi entre les couches lors du boudinage, il ne se forme dans le tampon filtrant aucun passage longitudinal libre.
Une forme d'exécution industrielle particu lièrement efficace du tampon filtrant est réa lisée, par exemple, à partir d'une bande for mée de deux feuilles élémentaires superposées de ouate de cellulose lâche et expansée, pri ses en sandwich entre deux feuilles élémentai res de papier de soie rêche sur les deux-fa- ces, les feuilles élémentaires de chacun de ces deux matériaux pesant par exemple de 18 à 22 g, mais de préférence 20 g le mètre carré, la largeur de la bande sans fin étant de 125 mm, le tampon filtrant ayant un diamètre de 8,2 mm et une longueur de 11 mm.
Cette forme d'exécution n'est cependant pas limitative. On réalise également le tampon filtrant au moyen d'une bande composite dans laquelle le nombre et la disposition des cou ches de matériaux perméable et imperméable sont différents, l'essentiel étant que la pro portion requise entre les composants soit tou jours respectée.
Dans une exécution correcte de ce tampon filtrant en matière cellulosique, le papier de soie utilisé est sufisamment souple pour qu'il se prête au plissage et au resserrement sans permettre la formation de passages lon gitudinaux; la ouate de cellulose est lâche en ce sens que 1a texture de ses feuilles élémentaires est faite de fibres espacées en tremêlées laissant subsister entre elles une multitude de vides plus ou moins réguliers vi sibles à l'oeil nu, et elle est expansée en ce sens que 1a feuille élémentaire présente une épaisseur disproportionnée à son poids spécifique;
si bien que lorsqu'on replie une feuille sur elle-même ou qu'on en superpose plusieurs, il se crée dans la couche ainsi constituée un grand nombre de cavités inter connectées engendrant des passages formés d'une succession d'étranglements et de ren flements.
Par comparaison avec les filtres connus, le principal avantage du tampon filtrant décrit est qu'il permet de régler avec exactitude 1e taux de rétention désiré, par rapport à la teneur du tabac en goudron et en nicotine.
Le tampon filtrant décrit offre en outre l'avantage de pouvoir être fabriqué sous dif férentes formes au moyen de matériaux qui ne doivent subir préalablement ou en cours de boudinage aucun traitement spécial, chimique, mécanique, thermique ou autre, contrairement à ce qui se passe relativement à la fabrica tion de 1a plupart des filtres en usage.
Un autre avantage du tampon filtrant décrit est qu'il peut être fabriqué sous différentes formes et notamment suivant les techniques actuellement pratiquées, sans que l'on doive modifier les machines existantes.