CH616321A5

CH616321A5 -

Info

Publication number: CH616321A5
Application number: CH1223877A
Authority: CH
Inventors: George Henry Horsewell; John David Green; John Anthony Luke; Stanley Maiden Candlish
Original assignee: British American Tobacco Co
Priority date: 1976-10-06
Filing date: 1977-10-05
Publication date: 1980-03-31
Also published as: ZA775860B; FI61617B; FI772910A7; JPS5394098A; NL186738B; DE2745028A1; US4219033A; MY8200285A; BE859449A; KE3194A; CY1141A; AU506296B2; NL186738C; DK153356B; DK153356C; CA1091123A; GB1592549A; DK441077A; FI61617C; AU2923877A

Description

La présente invention concerne un filtre pour fumée de tabac, comprenant un tampon en matière filtrante.

Des filtres de ce genre sont utilisés avec succès en particulier, mais non exclusivement, comme filtres pour cigarettes à bout-filtre.

Un filtre de cigarette connu du genre précité comporte un disque en matière imperméable à la fumée, en matière plastique par exemple, qui présente un orifice pour accélérer la fumée.

La matière filtrante du tampon d'un autre filtre de cigarette connu du genre précité est comprimée à des degrés différents de densité, de manière à créer des zones de porosités différentes le long du tampon. La différence des porosités du tampon peut être obtenue par un traitement thermique approprié d'une ou des deux extrémités du tampon.

Les filtres de cigarette connus du genre précité présentent cependant l'inconvénient qu'ils ne combinent pas un bon rendement de filtrage pour toutes les particules contenues dans la fumée avec une chute de pression acceptable, cela au cours de toutes les bouffées lors de la consommation de la cigarette.

La présente invention a pour but de fournir un filtre pour fumée de tabac du genre précité qui permette d'éviter les inconvénients des filtres connus de ce genre, tout en conservant leurs avantages.

Le filtre pour fumée de tabac est, selon l'invention, caractérisé en ce que la majeure partie de l'aire d'au moins une section transversale du tampon en matière filtrante est imperméable à la fumée, la plus petite partie de l'aire de cette section formant au moins un orifice pour accélérer la fumée, et que le tampon est logé dans une enveloppe permettant à l'air de pénétrer dans une partie du tampon qui est située en aval de l'orifice d'accélération.

La description suivante traite, à titre d'exemple, des modes de réalisation du filtre pour fumée de tabac selon l'invention, en connexion avec un filtre pour cigarette à bout-filtre, en regard du dessin. Sur ce dessin:

La fig. 1 montre une vue en coupe longitudinale d'un filtre pour fumée de tabac, fixé à la barre de tabac d'une cigarette, qui est un mode de réalisation du filtre selon l'invention.

La fig. 2 montre une vue similaire à celle de la fig. 1 d'un filtre de cigarette qui est un deuxième mode de réalisation du filtre selon l'invention.

La fig. 3 montre une vue similaire à celle de la fig. 1 d'un filtre de cigarette qui est un troisième mode de réalisation du filtre selon l'invention.

La fig. 4 montre un diagramme permettant de comparer la performance de filtrage des filtres des figures 1-3 et d'un filtre de cigarette connu.

La fig. 5 montre un diagramme permettant de comparer les performances de filtrage de versions modifiées du filtre de la fig. 1 et du filtre connu dont la fig. 4 illustre les performances.

La fig. 6 montre un diagramme permettant de comparer les caractéristiques de chute de pression du filtre de la fig. 1 à celles de sa version dont le diagramme de la fig. 5 illustre la performance de filtrage.

La cigarette à bout-filtre de la fig. 1 comprend une barre de tabac 6 enveloppée dans un papier à cigarette 7 ainsi qu'un filtre qui est un premier mode de réalisation du filtre selon l'invention. Un tampon 1 du filtre est en acétate de cellulose autoliant non enveloppé et présente, près de son extrémité adjacente à la barre de tabac 6, une rainure annulaire profonde 2 aux parois latérales parallèles. Pour former la rainure 2, on peut de préférence appliquer contre le tampon 1 en rotation une lame chauffée à une température suffisante pour faire fondre l'acétate de cellulose, de manière à vitrifier le fond et les parois de la rainure 2 et à les rendre de ce fait entièrement ou partiellement imperméables à la fumée de tabac. En particulier, dans ce dernier cas, une matière imperméabilisante, par exemple une mousse imperméable, de préférence un polyéthylène adhésif ayant une température de fusion élevée, est introduite dans la rainure 2, de manière à parfaire l'imperméabilité de son fond et de ses parois. Celles-ci peuvent, de préférence, diverger légèrement vers l'extérieur, de manière à faciliter l'introduction de la matière imperméabilisante dans la rainure 2. Cette matière peut, par ailleurs, être appliquée de manière à former un film, ou revêtement imperméable, sur le fond et sur les parois de la rainure 2. La zone ainsi imperméabilisée du tampon 1 du filtre décrit forme un diaphragme 4 comportant une chicane, ou obstacle périphérique annulaire imperméable à la fumée, et un orifice central 5 en acétate de cellulose perméable qui laisse passer la fumée de tabac en l'accélérant, lorsque le filtre est utilisé pour fumer la cigarette.

Le tampon 1 logé dans un embout 7' est fixé, au moyen de celui-ci, au papier 7 de la barre de tabac 6. L'embout 7' présente une partie 8 perméable à l'air, en aval du diaphragme 4 ainsi qu'une partie 9 imperméable à l'air, en amont de celui-ci. La partie 9 se prolonge au-delà de l'extrémité amont du tampon 1 en recouvrant le papier 7 de l'extrémité adjacente de la barre 6. Si l'embout T est en matière non poreuse ou pratiquement non poreuse, sa partie 8 est dotée du degré désiré de perméabilité à l'air, au moyen de perforations pratiquées électrostatiquement ou mécaniquement. Si l'embout 7' est en papier poreux, sa partie 9

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est rendue imperméable à l'air au moyen d'un film d'adhésif imperméabilisant par exemple, de préférence au moyen d'un adhésif à la température de fusion élevée qui la fixe à la surface du tampon 1. L'embout 7 peut, par ailleurs, être fixé au tampon 1 au moyen de deux couches adhésives circonférentielles non représentées dont chacune est prévue à un bord respectif de la rainure 2, de manière à empêcher la fumée de passer entre l'embout T et la périphérie du diaphragme 4.

En fumant la cigarette munie du filtre décrit, le flux de fumée de tabac, qui entre de la barre 6 dans le tampon 1 à travers la section transversale entière de celui-ci, est contracté et accéléré lors de son passage à travers le goulot, ou orifice d'accélération 5 du diaphragme 4. Les particules de la fumée accélérée heurtent les fibres d'acétate de cellulose situées près de l'orifice 5 et sont captées et collectées sur celles-ci. Du côté aval du diaphragme 4, de l'air est aspiré dans le tampon 1 à travers la partie 8 de l'embout 7' et se mélange à la fumée. Cette ventilation confère au filtre une caractéristique de chute de pression satisfaisante ainsi que d'autres avantages bien connus des spécialistes.

Des essais ont été faits pour mesurer et comparer les quantités spécifiques D de différentes particules de fumée qui sont débitées, lors de chaque aspiration normalisée, d'une cigarette munie d'un filtre identique à celui de la fig. 1 d'une part et, d'autre part, d'une cigarette munie d'un filtre connu fonctionnant à une chute de pression comparable à celle du filtre de la fig. 1. Le symbole TPM signifie dans la suite «différentes particules de fumée». Lors des essais, le tampon 1, long de 20 mm, du filtre selon la fig. 1 était muni du diaphragme 4 ayant un orifice 5, d'un diamètre de 2,5 mm et distant de 5 mm de l'extrémité du tampon 1 adjacente au tabac. Le filtre connu était identique au filtre de la fig. 1, à l'exception de l'absence du diaphragme 4. Les résultats de ces essais sont illustrés dans le diagramme de la fig. 4 où les quantités D de TPM en milligrammes sont représentées en fonction des numéros de série N des aspirations normalisées successives, pratiquées lors de la consommation des cigarettes. Dans le diagramme de la fig. 4, la courbe a représente les quantités D de TPM provenant du filtre selon la fig. 1 et la courbe b représente les quantités D de TPM provenant du filtre connu précité. Le fait que le filtre selon la fig. 1 fournit, suivant la courbe a, à toutes les aspirations N, des quantités D de TPM inférieures à celles débitées par le filtre connu selon la courbe b, montre que la performance de filtrage du filtre de la fig. 1 est supérieure à celle du filtre connu. La courbe c de la fig. 4 illustre la quantité spécifique D de nicotine, débitée lors de chaque aspiration normalisée par le filtre de la fig. 1, en fonction du numéro de série N des aspirations normalisées successives, pratiquées lors de la consommation de la cigarette. Suivant la courbe c, le filtre selon la fig. 1 présente l'avantage que la quantité D de nicotine est pratiquement constante à toutes les aspirations N successives. Suivant les courbes a et c de la fig. 4, un autre avantage du filtre selon la fig. 1 consiste en ce qu'il fournit des rapports quantités D de TPM : quantités D de nicotine relativement peu élevées à toutes les aspirations N successives.

Le filtre de la cigarette à bout-filtre de la fig. 2, qui est un deuxième mode de réalisation du filtre selon l'invention, est une version légèrement modifiée du filtre de la fig. 1, la modification consistant en la prévision d'une série annulaire de petites ouvertures 10, dans la partie par ailleurs imperméable 9 de l'embout 7', de manière à permettre à de l'air de ventilation d'entrer également dans la partie du tampon 1, située en amont du diaphragme 4. Si l'embout 7' est fixé au tampon 1 au moyen d'un adhésif, une bande annulaire 10' exempte d'adhésif peut, de préférence, être conservée dans la zone de la partie 9 qui comporte les ouvertures 10. La courbe d de la fig. 4 illustre les quantités D de TPM provenant du filtre selon la fig. 2, avec la fumée aspirée lors de la consommation de la cigarette. Du fait que les quantités D de TPM débitées du filtre de la fig. 2 sont, suivant la courbe d de la fig. 4, inférieures à celles débitées, suivant la courbe a de cette figure, du filtre selon la fig. 1 tout en étant pratiquement uniformes lors de toutes les aspirations normalisées N successives pratiquées en consommant la cigarette, le filtre selon la fig. 2 offre donc l'avantage d'une performance de filtrage supérieure à celle du filtre de la fig. 1.

Des essais comparatifs ont également été faits avec un premier filtre et un second filtre. Le premier filtre était identique au filtre de la fig. 1 sauf que le tampon 1 était, sur toute sa longueur, enveloppé par un embout 7' entièrement imperméable. Le second filtre, connu, était identique au filtre de la fig. 1 sauf qu'il était dépourvu d'orifice d'accélération 5 et qu'il avait également un tampon enveloppé sur toute sa longueur, par un embout entièrement imperméable.

Dans le diagramme de la fig. 5, la courbe e illustre les quantités D de TPM débitées du premier filtre, tandis que la courbe f illustre les quantités D de TPM débitées du second filtre. Comme ces courbes e et f le montrent, les quantités D de TPM débitées selon la courbe e par le premier filtre sont, en général inférieures à celles débitées, selon la courbe f, par le second filtre tout en étant cependant, au cours des aspirations normalisées successives N pratiquées lors de la consommation des cigarettes, beaucoup plus inégales que celles des courbes a et d de la fig. 4. Selon la courbe e, après l'aspiration N6, les quantités D de TPM débitées du premier filtre augmentent en effet rapidement, ce qui est indésirable et, sans aucun doute, inacceptable pour les fumeurs.

Des essais comparatifs de chute de pression ont été faits avec des cigarettes munies du filtre de la fig. 1 et du premier filtre précité muni de l'embout T entièrement imperméable. Les résultats de ces essais sont illustrés dans le diagramme de la fig. 6, où la chute de pression pd, mesurée en centimètres de colonne d'eau, est représentée en fonction du numéro de série N des aspirations normalisées successives pratiquées lors de la consommation des cigarettes. La courbe a' de la fig. 6 représente la caractéristique de chute de pression pd(N) du filtre selon la fig. 1 tandis que la courbe e' représente la caractéristique de chute de pression pd (N) dudit premier filtre muni de l'embout 7' entièrement imperméable. La courbe a' indique des chutes de pression pd acceptables lors de toutes les aspirations N tandis que, selon la courbe e', la chute de pression pd augmente rapidement pour devenir inacceptable pour le fumeur après les quelques premières aspirations déjà de la consommation de la cigarette.

Le tampon 1 du filtre de la fig. 3, qui est un troisième mode de réalisation du filtre selon l'invention, est modifié par rapport à celui du filtre de la fig. 1 en ce que l'orifice d'accélération 5 se trouve à l'extrémité amont du tampon 1 et non entre ses extrémités. A cet effet, la surface de l'extrémité du tampon 1 en acétate de cellulose est rendue imperméable à l'exception d'une petite partie centrale d'un diamètre de 1,5 mm par exemple, qui forme ainsi l'orifice d'accélération 5 d'un diaphragme 11. L'extrémité du tampon 1 formant le diaphragme 11 peut être rendue imperméable en la repoussant, tout en la vitrifiant au moyen d'une étampe ou matrice ayant une ouverture centrale d'un diamètre intérieur égal à celui de l'orifice 5. A cet effet, la surface de travail de l'extrémité de la matrice, chauffée à la température appropriée pour vitrifier l'acétate de cellulose, est déplacée dans la direction de l'axe du tampon 1 et poussée contre la surface de son extrémité, de manière à former le diaphragme 11.

La quantité D de TPM débité par le filtre de la fig. 3, représentée par la courbe g de la fig. 4, est peu élevée et uniforme lors de toutes les aspirations N.

Le diaphragme 11 du tampon 1 de la fig. 3 peut être formé en vitrifiant d'abord toute la surface de l'extrémité du tampon 1 en acétate de cellulose au moyen d'une matrice dépourvue d'ouverture centrale et en perçant ensuite l'orifice d'accélération 5 au moyen d'une pointe appropriée. De préférence, une matrice qui comporte une face de vitrification et une pointe centrale non vitrifiante se prolongeant à partir de la face, peut être utilisée, de

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manière à obtenir le diaphragme 11 en vitrifiant l'extrémité du tampon 1, à l'exception de l'orifice d'accélération perméable 5 formé par la pointe centrale non vitrifiante de la matrice.

Le diaphragme 11 du tampon 1 de la fig. 3 peut, par ailleurs, être formé en appliquant un revêtement en matière imperméabilisante à toute la surface de l'extrémité du tampon 1, à l'exception d'une petite partie centrale qui forme l'orifice d'accélération perméable 5.

Dans une version légèrement modifiée du tampon 1 de la fig. 1, la surface vitrifiée du diaphragme 11 peut, de préférence, être incurvée ou avoir, dans une section longitudinale du tampon 1, la forme d'une cuvette, ou encore être formée par la surface d'un évidement de l'extrémité du tampon 1.

Dans une version légèrement modifiée des filtres des fig. 1-3, une ventilation peut être obtenue en pratiquant, dans la partie 8 de l'embout 7', des ouvertures analogues aux ouvertures 10 du filtre de la fig. 2.

Selon une autre version du filtre décrit, plusieurs orifices d'accélération de fumée 5 peuvent être prévus dans le diaphragme 4, 11 qui, dans ce cas, comporte plusieurs aires non vitrifiées dans une surface vitrifiée. Dans une version différente du filtre décrit, plusieurs diaphragmes distants 4, 11 ayant, chacun, un orifice d'accélération 5, peuvent être prévus le long du tampon 1, de sorte que les orifices 5 fonctionnent en série. 5 L'orifice d'accélération de fumée 5 peut être disposé à l'extrémité aval du tampon 1 ou près de cette extrémité. Des rendements de filtrage plus élevés sont cependant obtenus en disposant l'orifice 5 à l'extrémité amont du tampon 1 ou près de cette extrémité.

A part les matières fibreuses tel l'acétate de cellulose, des io matières granulées tel le carbone peuvent être utilisées avec succès pour former la matière filtrante du tampon 1. Celui-ci peut, par ailleurs, être formé par un mélange de matériaux tel un mélange de fibres de polypropylène et de fibres d'acétate de cellulose ou un mélange de fibres d'acétate de cellulose et de grains de carbone. 15 Une version modifiée du filtre décrit peut comporter un tampon 1 en matière filtrante non liée, contenue au moyen d'un matériel approprié. Celui-ci doit, cas échéant, être choisi de manière à suffire aux besoins des modes de réalisation du filtre selon l'invention, tout en permettant de contenir efficacement la 20 matière filtrante.

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2 feuilles dessins

Claims

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1. Filtre pour fumée de tabac, comprenant un tampon en matière filtrante, caractérisé en ce que la majeure partie de l'aire d'au moins une section transversale du tampon (1) en matière filtrante est imperméable à la fumée, la plus petite partie de l'aire de cette section formant au moins un orifice (5) pour accélérer la fumée, et que le tampon (1) est logé dans une enveloppe (71) permettant à l'air de pénétrer dans une partie du tampon (1) qui est située en aval de l'orifice d'accélération (5).

2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'imperméabilité de la section transversale partiellement perméable du tampon (1) provient d'un obstacle (4, 11) formé par un diaphragme ou par une couche en matière imperméable.

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REVENDICATIONS

3. Filtre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par une rainure annulaire (2) remplie d'une matière imperméable (3) ou dont les parois en sont revêtues, prévue dans le tampon (1) à sa section transversale partiellement perméable.

4. Filtre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'imperméabilité de la section transversale partiellement perméable du tampon (1) provient du fait de la fermeture des interstices de la matière filtrante au moyen d'une application locale (2) de chaleur, de manière à laisser la plus petite partie (5) de l'aire de cette section perméable à la fumée.

5. Filtre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section transversale partiellement perméable du tampon (1) est située entre les extrémités de celui-ci, l'enveloppe (71) étant perméable à l'air en aval de cette section.

6. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (71) est perméable à l'air en amont de la section transversale partiellement perméable du tampon (1).

7. Filtre selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (71) présente des ouvertures de ventilation (10) situées en amont de la section transversale partiellement perméable du tampon (1).

8. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale partiellement perméable du tampon (1) est située à l'extrémité (11) du tampon (1) par laquelle la fumée entre dans celui-ci.

9. Filtre selon la revendication 1, caractérisé par plusieurs sections transversales partiellement perméables du tampon (1), prévues de manière que les orifices d'accélération (5) soient disposés en série.