MC928A1 - Matière à fumer - Google Patents

Description

La présente invention concerne des matières à fumer, connues ' pour remplacer le tabac, ainsi que des procédés de réalisation de matières à fumer qu'on peut utiliser avec ou à la place de tabac dans les produits à fumer tels que les cigarettes, les cigares .5 et le tabac pour pipe.

•; Plus précisément, la matière à fumer de l'invention comprend des fibres d'alginate insolubles dans l'eau et une petite proportion d'au moins un agent modificateur.

l'invention concerne aussi un procédé de réalisation d'une 10matière à fumer selon lequel on travaille mécaniquement des fibres d'alginate insolubles dans l'eau, en présence d'eau, de ma-- nière à disperser les fibres et à les hydrater, et on met les fibres sous forme d'une feuille dans une machine de fabrication de papier, de préférence du type Fourdrinier, avec addition d'une 15 petite quantité d'au moins un agent modificateur.

.De préférence, les fibres insolubles dans l'eau sont en al-ginate de calcium.

La matière à fumer peut avantageusement mais non obligatoirement comprendre des fibres cellulosiques travaillées mécanique-20 ment avec les fibres insolubles d'alginate en présence d'eau,

destinées à disperser et à hydrater les fibres et à provoquer l'association intime les unes avec les autres des fibres d'alginate et cellulosiques avant leur mise sous forme d'une feuille dans la machine à fabriquer le papier-,; de préférence, on utilise de la 25 pâte à papier de qualité élevée, constituant de préférence au maximum 10 $ en poids des fibres.

On peut mettre en oeuvre le travail mécanique à l'aide d'un triturâteur connu sous, le nom de "ïïydra-pulper" dans lequel une pile raffineuse travaille mécaniquement les fibres en présence 30 d'eau,.de manière à former une pâte de consistance nécessaire.

■ On constate en pratique que le raffinage est arrêté de préférence lorsque l'indice d'égouttage de la pâte est compris entre 20 et 50°0 Schopper-Reigler (échantillonné avec un gobelet à 7 /»).

Une machine de fabrication du papier Fourdrinier comprend 35 une caisse à pâte (réservoir) qui alimente en pâte un tamis métallique qui reçoit un dépôt continu et se déplace au-dessus d'une "boîte d'aspiration qui retire l'eau, et le papier (en feuille)

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ainsi formé passe dans une première presse à froid puis une presse à chaud et, sous forme partiellement sech.ee, dans un bain avant d'être séchée dans une presse finale, la machine fonctionnant de façon continue (dans la fabrication du papier ordinaire, le "bain 5 a pour rôle d'ajouter de la colle au papier partiellement séché).

La vitesse de dépôt sur le tamis de la machine Fourdrinier est choisie de manière que la feuille séchée obtenue ait de pré-

p férence un poids moyen dé 50 à 250 g par m .

Le ou les agents modificateurs peuvent avantageusement com-10 prendre un agent de coloration, qui est de préférence de couleur • brunâtre ou brune, semblable à celle du tabac. Parmi les couleurs qu'on peut utiliser figurent celles qui sont admises par les rè-. glements, notamment par ceux de la "Food and Drug Administration of the United States of America, par exemple le brun n° 1596 FD 15 et G et le jaune n° 5.FD et C.

Dans une variante, mais de préférence en plus, les agents modificateurs de la matière à fumer peuvent avantageusement comprendre .de la nicotine, introduite par exemple sous forme de sulfate, de citrate ou de citrate-sulfate, de malonate ou de ma-20 late, car la présence de cet/alcaloïde donne une satisfaction accrue aux fumeurs.

Les agents modificateurs de la matière peuvent comprendre un agent donnant un arôme, tel qu'on en utilise dans l'industrie pour le tabac à pipe, par exemple de la vanille sauvage en poudre, 25 de la réglisse ou un autre mélange donnant un arôme, disponible dans le commerce.

Les agents modificateurs peuvent comprendre de l'acide citrique, en quantité pouvant atteindre 2 fot qui, en plus de son rôle modificateur du goût, réduit aussi la volatilité de la nico-30 tine dans le cas où celle-ci est incluse.

Les agents modificateurs peuvent aussi comprendre une ma-" tière, telle qu'un sel minéral, par exemple du nitrate de sodium ou de potassium* qui maintient la combustion de la matière à fumer, notamment lorsqu'il s'agit d'une cigarette, au cours d'un 35 arrêt, c'est-à-dire lorsque l'air n'est pas aspiré dans la zone de combustion de la matière. (\

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On peut ajouter les agents modificateurs à la pâte raffinée, c'est-à-dire après traitement par le triturâteur, mais on constate qu'il est préférable d'appliquer tous les agents modificateurs à la matière en feuille en faisant passer cette dernière dans une 5 solution convenable, dans le bain aqueux de la machine. : < On peut ajouter une certaine quantité de tabac à la matière en feuille au cours de la fabrication.

le tabac peut avantageusement • être introduit dans la matière avant l'opération de travail mécanique, et il peut être 10. avantageusement sous forme de granulés ou de fibres provenant des • •••' tiges principales, des racines ou des milieux de tige de la feuille, connues sous le nom de pétioles.

• ; Dans une variante, on peut ajouter du tabac finement broyé, ayant une dimension particulaire comprise entre 5 et 10 microns, 15 dans le bain aqueux de la machine Fourdrinier avec les agents modificateurs ou éventuellement sous forme d'un revêtement de la feuille séchée dans un bain aqueux séparé dans lequel passe la feuille, avant un nouveau séchage, par exemple par nouveau pressage à chaud, à l'aide d'un ventilateur chauffé électriquement 20 ou dans un tunnel de chauffage infrarouge. Pour lisser le revêtement, on peut utiliser des lames de raclage ou un couteau à air.

lorsque le tabac ajouté au cours d'une phase quelconque du procédé de mise en forme de la feuille ou comme un revêtement de la feuille est du type dans lequel le jus est acide ou alcalin, 25 on ajoute des agents tampons, par exemple du citrate ou de l'acétate de sodium de manière à amener le pH à 6,5 à 7,5.

De préférence,lorsqu'on n'ajoute pas de tabac au cours de la mise en forme de la feuille, les fibres d'alginate de calcium, avec toute charge introduite dans la feuille, sont le constituant 30 principal représentant plus de, 80 % de préférence de la matière en feuille, les fibres cellulosiques, dans le cas où. elles sont présentes,constituant de préférence moins de 10 $ en poids, et les agents modificateurs constituant ensemble une petite quantité, de préférence inférieure à 10 $ en poids.

35 lorsque le tabac est ajouté au cours de la fabrication de la feuille, les proportions du tabac en poids dans la feuille ne dépassent pas 55 ^ en poids, de tels pourcentages élevés étant

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obtenus par mélange avec la pâte après raffinage. . : • On constate que la feuille qui a été crêpée permet un meilleur empilement sous forme de cigarettes et assure une combustion uniforme. Pour obtenir l'effet de crêpage, la feuille, après im-.5 .mersion dans la solution ou dispersion d'agents modificateurs, passe avantageusement dans une presse à froid qui retire tout excès de solution ou de dispersion d'agents modificateurs, puis autour-d'un rouleau chauffé de séchage. Au cours du séchage, la solution où la dispersion provoque une légère adhérence du papier 10 sur le rouleau, la feuille est alors retirée du rouleau par une

• lame qui agit comme un couteau de crêpage, l'angle et le profil de lg/Lame ainsi que les conditions de trempage et la vitesse règlent la finesse du crêpage obtenu.

On peut découper la feuille à l'aide du type habituel de 15 couteau à tabac, sous forme de fines bandes ayant une largeur de 0,25 à 1-mm, et on peut la mettre sous forme de cigarettes soit telle quelle, soit mélangée avec du tabac ou d'autres tabacs habituels reconstitués.

lorsque la matière à fumer est mélangée avec du tabac et/ou 20 du tabac reconstitué, le poids total du tabac ne dépasse pas de préférence 55 i° en poids.

Ce mélange peut être assuré au tonneau ou par un autre procédé (par exemple dans un courant d'air turbulent) de la matière • découpée avec du tabac découpé, ou par introduction de tabac 25 et/ou de tabac reconstitué en feuille avec une feuille de matière à fumer dans un dispositif de découpe ou de mise en bande , les constituants étant découpés et mélangés simultanément, ou de toute autre manière connue dans la technique du mélange des tabacs.

la matière terminée peut avantageusement être traitée pour 30 être mise sous une forme classique de matière à fumer, par exemple sous forme de cigares, de cigarettes ou de tabacs pour pipe.

On va maintenant décrire des exemples de fabrication de matière à fumer selon l'invention et d'essais réalisés sur cette matière, en référence au tableau ci-après qui est un diagramme sur 55 lequel les traits pleins indiquent le procédé de fabrication de la matière sous forme d'une feuille, et les traits interrompus

• certaines variantes du procédé, la machine Pourdrinier est disposée

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dans un polygone en traits mixtes.

Exemple .1

On raffine une suspension aqueuse à 5 de fibres comprenant 95 i° de fibres d'alginate de calcium (disponibles dans le commer-5 ce) obtenues à partir d'algues par le procédé connu illustré sur la partie gauche du tableau joint et dans lequel la solution brute d'alginate est chassée par une filière dans une solution de chlorure de calcium, avec 5 de pâte de bois de qualité élevée, en présence d'eau dans un triturateur destiné à séparer les fais-10 ceaux de fibres, de manière à disperser les fibres et à les hydrater. On interrompt le.raffinage lorsque l'indice d'égouttage de la pâte est compris entre 20 et 50° Schopper-Reigler (échantillonné avec un gobelet à 7 fo). On pompe alors la pâte dans la caisse (réservoir) d'une machine Fourdrinier et on dilue à 1 fo 15 en poids avant de l'introduire sur le tamis métallique formant le papier de la machine Fourdrinier. Le tamis de la machine se déplace au-dessus d'une boîtè d'aspiration qui retire l'eau,et la feuille humide ainsi formée passe dans une presse de la machine comportant des jeux de rouleaux non chauffés, puis dans une pres-20 se chauffée de la machine, c'est-à-dire comportant des jeux de rouleaux chauffés. La feuille partiellement séchée passe dans le ' bain aqueux de. la machine contenant une solution à 2,5 f° en poids de nitrate de potassium, puis dans une autre presse chauffée de la machine et enfin sur une enrouleuse qui forme un rouleau avec

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25 la feuille. Le papier obtenu a une force de 100 g par m .

La quantité de solution ou de dispersion et les constituants de la solution prélevés par la feuille dépend par exemple de la teneur en humidité,de la porosité ainsi que de la durée pendant laquelle elle est-immergée dans le bain et de l'importance du 30 pressage après qu'elle a quitté le bain. En conséquence, il est préférable de déterminer la concentration de la solution par des essais préliminaires pour chaque machine et chaque feuille. Si . le papier résistant est trop faible ou trop humide pour passer sous traction dans le bain aqueux, on peut le supporter avanta-35 geusement sur une courroie ou un tamis convenable au cours du passage dans le bain.

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. Le papier est ensuite découpé en bandes de 0,5 mm de large et d'environ 4 cm de long, et on forme des cigarettes avec du papier à cigarettes classique. Le poids de ces cigarettes est compris entre 980 mg et 1020 mg, et la perte de charge est com-5 prise entre 9*6 et 12,7 millibars.

Essai 1

Les cigarettes sont fumées par la machine à fumer GSM 12 et la matière particulaire de la.fumée est recueillie sur un tampon en fibres de verre. Les cigarettes de même poids, mais uni-10- quement en tabac, placées dans le papier classique à cigarettes, sont fumées*simultanément et on les utilise comme référence. Résultat de l'essai 1

Matière particulaire sèche au total mg/cigarette

15 Tabac (référence); 29,9

Cigarettes en produit de remplacement du tabac formée^à partir de la feuille . 5»8

20 Exemple 2

On recommence à mettre en oeuvre l'exemple 1, mais on fait / passer la feuille partiellement séchée dans une solution aqueuse contenue dans le bain aqueux/comprenant 2,5 i° de brun 1596 de FD et C, 5,0V;$ de nitrate de potassium et 1,0 % d'arôme C 146 dis-25 ponible dans le commerce auprès de Bush Boake Allen Limited, qui est une société britannique.

On découpe la feuille, et les cigarettes réalisées comme dans l'exemple 1 ont le même poids. Les pertes de charge sont comprises entre 10 et 14 millibars.

30 Essai 2

On fume les cigarettes et on recueille la matière particulaire comme dans l'essai 1, avec la même référence.

Résultat de l'essai 2

Matière particulaire sèche au total 35 mg/cigarette

Tabac (cigarettes de référence) 29>9

Cigarettes en produit de . . remplacement du tabac 40 réalisées à partir de la feuillé 5,8

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Exemple 5

'■ . On mélange une certaine quantité de produits de remplacement du tabac préparé selon 1*exemple 2 avec un poids égal de tabac .' en feuille-découpée et on/forme des cigarettes en utilisant du pa~ ' 5 pier classique à cigarettes. Le poids des cigarettes d'essai est identique au poids des cigarettes de l'exemple 1 et les pertes de chargé sont comprises entre 9»7 et 12,4 millibars.

Essai 5

Des cigarettes sont fumées et on recueille la matière parti-10 culaire comme dans l'essai 1, avec la même référence.

• Résultat de l'essai 5

Matière particulaire sèche au total mg/cigarette

Tabac (cigarettes de 15 référence) 29,9

Cigarettes comprenant 50 i<>

de produit de remplacement du tabac réalisées à partir.

de la feuille et 50 ^ de 20 tabac 15,3

Exemple 4

On fixe les cigarettes réalisées comme dans l'exemple 2 à un bout-filtre classique d'essai.

Essai 4 ;

25 Les cigarettes sont fumées et on recueille la matière parti culaire comme dans l'essai 1 avec la même référence.

Résultat de l'essai 4

Matière particulaire sèche au total mg/cigarette

30 Tabac (cigarettes de référence) 29,9

Cigarettes en produit de remplacement du tabac avec filtre 3,0

55 Exemple 5

On fixe des cigarettes identiques à celles qu'on obtient dans l'exemple 3 à un bout-filtre de 1 g, avec une perte de charge de 13,0 millibars.

Essai 5

40 ■ Les cigarettes sont fumées et on recueille la matière particulaire comme dans l'essai 1, avec une référence comprenant des

cigarettes de même poids avec le même bout-filtre de 1 g, mais ne comprenant que du tabac et pas de produit de remplacement du tabac.

Tabac (cigarettes de référence avec filtre) 21,0

Cigarettes contenant 50 fo 10 de produit de remplacement du tabac et 50 °/o de tabac,

avec filtre 1,2,7

la matière à fumer décrite dans les exemples donne par combustion une quantité de fumée si faible pour un poids donné de 15 matière, en comparaison du tabac, qu'elle ne présente pas d'odeur de combustion piquante, âcre ou nuisible, et la matière convient donc comme matière à fumer.

,1e pH, au cours de la fabrication de la feuille dans les exemples, est réglé en général de manière à être compris entre 20 environ 6,5 et 7*5.

On constate que la feuille peut être réalisée sans présence de pâte de bois et que les résultats obtenus à partir d'une telle feuille se comparent favorablement à ceux qu'on obtient dans les exemples dans lesquels la matière contient de la pâte de bois. 25 II est bien entendu que l'invention n'a été décrite et re présentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées.

Résultat de l'essai 5

5

Matière particulaire sèche au total - mg/cigarette

pate de bois

X

rouleau de-ma2iere en feuille enrouleuse suseï

anBnl r

I 5

1 A C

BBB2XMHB

presse chaud

1

bain aqueux jj'jflUlTiLB HUMIDE

presse

feuille pab-

II"

presse a chaud machins fourdrinier i

agents. modificateurs

(agents de coloration,

nicotine, arome, modificateur de combustion)

Claims (2)

1. RESUME

   ■ V . ' " ■

   • • ; . A ~ Matière à fumer, caractérisée par les points suivants, considérés isolément ou en combinaisons diverses :

   '1, Elle comprend des fibres d'alginate insolubles dans :3 l'eau et une petite quantité d'au moins un agent modificateur.

   '2. Les fibres sont en alginate de calcium.

   . • 3. Les fibres d'alginate et une charge éventuellement in-. " cluse constituent au moins 80 $ en poids de la matière, l'agent modificateur constituant moins de 10 $ en poids de la matière. 10 4. Elle comprend des fibres cellulosiques travaillées avec

   : • - les fibres d'alginate, de manière à être intimement associées.

   5. Les fibres cellulosiques constituent au maximum 10 $ en . .. poids des fibres. ..

   6. Les fibres contiennent de la pâte de bois de qualité 15 élevée.

   7. Au-cours de sa fabrication, la matière est déposée sur l'écran d'une machine Éourdrinier avec un débit tel que la feuille *• - * /■> séchée obtenue a un poids moyen compris entre 50 et 250 g par m*.

   8. Elle contient un agent de coloration comme agent modi-20 ficateur.

   9. L'agent de coloration est de couleur brunâtre ou brune analogue à celle du tabac.

   10. Elle contient comme agent modificateur une substance destinée à accroître ou à réduire la volatilité de la nicotine.

   25 11. La nicotine est présente sous forme de sulfate, de ci trate ou de citrate-sulfate, de malonate ou de malate.

   12. Elle contient comme agent modificateur un agent donnant un arôme.

   13. L'agent donnant un arôme est de la vanille ou de la 30 réglisse en poudre.

   14. Elle contient comme, agent modificateur 2 % d'acide citrique au maximum.

   15. Elle contient comme agent modificateur une matière destinée à maintenir la combustion.

   35 16. La matière destinée à maintenir la combustion est un sel minéralo

   . 11

   17. le sel minéral est du nitrate de sodium ou de potassium,

   ' 18. On ajoute du tabac au cours de la fabrication de la matière.

   19. On ajoute le tabac avant le travail mécanique des fi-

   5 bres.

   20. On ajoute le tabac sous forme de granulés ou de fibres provenant des tiges principales, des racines ou des milieux de tige de la feuille.

   21 • On ajoute du tabac finement broyé au bain aqueux avec 10 • les agents modificateurs.

   22. On ajoute du tabac finement broyé dans un bain aqueux séparé dans lequel passe la matière après séchage,

   23. la dimension particulaire du tabac finement broyé est comprise entre 5 et 1Q microns.

   15 24. Elle est soumise à un procédé de crêpage.

   ■25. Elle est découpée en bandes .

   26. Elle est mélangée à du tabac ou du tabac reconstitué.

   27. la quantité totale de tabac ou de tabac reconstitué est inférieure à 55 % en poids.

   20 33 Cigares, cigarettes ou matières à fumer pour pipe, ca ractérisés en ce qu'ils comprennent une matière à fumer selon le paragraphe A.

   C - Procédé de fabrication de matière à fumer, caractérisé par les points suivants, considérés isolément ou en combinaison s 25 1. On travaille mécaniquement des fibres d'alginate inso lubles dans l'eau en présence d'eau de manière à disperser les fibres et à les hydrater, et on met les fibres sous forme d'une feuille sur une machine de fabrication du papier, notamment du type Fourdrinier, une petite quantité d'au moins un agent modi-30 ficateur étant ajoutée.
2. 2. Il est destiné à la fabrication d'une matière selon le paragraphe A. 5^ ORIGINAL

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   Conseil en Propriété Industrielle

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