L'invention concerne des filtres pour fumée de
tabac, et procure un tel filtre qui présente au départ des
trajets à chute de pression relativement faible et à chute
de pression relativement élevée pour le passage de la fumée, une barrière étant disposée en travers du ou de chaque trajet à chute de pression relativement faible, cette
barrière étant au départ perméable à la fumée mais s'obstruant lorsqu'elle est traversée par la fumée, ce qui fait
qu'en utilisation le passage initial préférentiel de la
fumée par le ou les trajets à faible chute de pression
entraîne l'obstruction de ceux-ci de telle sorte que le
passage de la fumée par le ou les trajets à forte chute
de pression augmente.
Des filtres selon l'invention aident à uniformiser la sensation de goût sur la durée de la cigarette. La
sensation de goût délivrée par une cigarette à bout filtre classique augmente sur la durée de la cigarette en
passant d'un niveau initial faible, souvent insatisfaisant,
à une valeur élevée , , souvent inacceptable; pour
une quantité totale donnée d'éléments gustatifs, un filtre
selon l'invention assure comparativement un niveau de goût
initial accru et un niveau de goût final réduit, et donc
une fumée de caractéristiques plus uniformes.
Dans certains modes de réalisation préférés, la
barrière possède deux couches d'une matière en feuille
perméable à l'air (par exemple du papier), dont l'une a
une perméabilité à l'air élevée (par exemple de 10 à 100
K, de préférence d'environ 20 K) et dont l'autre est en-
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préférence environ 500 K). Les unités de perméabilité à
l'air utilisées ici sont définies plus loin. De préférence, la barrière est disposée avec la couche de plus grande perméabilité sur la face en aval de la couche à plus
faible perméabilité; on estime que, en utilisation, la
fumée aspirée passe en un jet à travers la couche à plus
faible perméabilité, la phase particulaire tendant à frapper la couche de plus grande perméabilité avec obs-
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ment peut assurer une augmentation plus progressive de
la chute de pression, et donc un transfert plus progressif de l'écoulement de la fumée des trajets à faible chute de pression vers les trajets à forte chute de pression, que ce que l'on a pu obtenir jusqu'ici.
Dans un type de mode de réalisation selon l'invention, le filtre possède un noyau allongé axialement, possédant à sa périphérie au moins un passage qui s'étend
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l'autre extrémité du noyau et est en communication pour l'écoulement de la fumée avec le noyau par l'intermédiaire d'un moyen qui peut s'obstruer lorsqu'il est traversé par de la fumée de tabac non filtrée. Ledit moyen pourrait par exemple être une barrière sous la forme d'un manchon de noyau (par exemple une enveloppe) qui sépare le noyau du ou de chaque passage; ce manchon de noyau pourrait par exemple être en une matière par nature perméable à la fumée, assurant une faible chute de pression, qui s'obstrue rapidement lorsqu'elle est traversée par la fumée de tabac non filtrée, de telle sorte que ce passage est ensuite réduit ou arrêté, ou il peut être en une matière par nature imperméable à la fumée, percée de petits trous pour assurer le même résultat; ce pourrait être une barrière à deux couches du type mentionné ci-dessus.
Tout passage de ce type pourrait comprendre une rainure dans la périphérie du noyau et/ou être défini entre des portions opposées de la surface du noyau et du manchon profilé. Le noyau et le manchon peuvent tous deux être profilés pour assurer le ou les dits passages.
Dans un autre type de réalisation, le filtre possède au moins un passage interne s'étendant à partir d'une extrémité du filtre en partie vers l'autre extrémité, et en communication pour le passage de la fumée avec une portion du filtre filtrant la fumée, par l'intermédiaire d'un
q moyen pouvant s'obstruer lorsqu'il est traversé par de la fumée de tabac non filtrée. Ledit moyen pourrait par exemple être une couche barrière entourant le passage et le séparant du reste du filtre, cette couche assurant au départ une faible chute de pression et étant perméable à la fumée, mais s'obstruant lorsqu'elle est traversée par de la fumée de tabac non filtrée, de telle sorte que le passage de la fumée se réduit ou s'arrête ensuite; ce pourrait par exemple être une barrière à deux couches comme décrit précédemment.
Certains filtres préférés selon l'invention ont des sections de noyau adjacentes longitudinalement, assurant une chute de pression relativement grande et relativement faible, entourées par un manchon profilé assurant entre lui-même et les sections de noyau un ou plusieurs passages s'étendant à partir d'une extrémité du filtre en partie vers l'autre, une barrière obstruable étant disposée entre le ou les passages et la section de noyau à faible chute de pression. La barriè-
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ou ce pourrait être une couche simple de matière perméable par nature et/ou perforée. Le trajet initial à faible chute de pression est donc assuré par la section de noyau à faible chute de pression, le ou les passages et la barrière entre eux, tandis que le trajet à forte chute de pression est assuré par les sections de noyau à faible et à forte chutes de pression. La section de noyau à forte chute de pression, par exemple une chute de pression de 200 à 600 (par exemple 300) mm. de colonne d'eau peut être un tampon de faisceaux de fibres (par exemple en acétate de cellulose) ou de papier.
La section de noyau à faible chute de pression peut être un tampon à plus faible chute de pression ou un élément tubulaire, un tel tampon ou élément tubulaire à plus faible chute de pression peut abouter la section de noyau à plus forte chute de pression, ou il peut en être écarté longitudinalement pour définir une cavité faisant partie de la section de noyau à plus faible chute de pression. Le ou les passages peuvent être en communication pour l'écoulement de la fumée (par l'intermédiaire de ladite barrière) avec la matière de la section de noyau à plus faible chute de pression (lorsque cette matière est perméable à la fumée) et/ou avec une cavité faisant partie de la section de noyau à plus faible chute de pression.
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est convenablement constituée d'un tampon de "Transorb" (marque déposée), une tige dense étirée de filaments d'acétate de cellulose liés. Les caractéristiques des tiges de "Transorb" et des procêc.és pour les préparer (qui peuvent enlever la frisure initiale des filaments) sont décrits dans le brevet du Royaume Ur.i N[deg.] 970.817. Au moins vers son extrémité aval, et dans la plupart des cas sur toute son étendue longitudinale, la périphérie de la section à forte chute de pression est de préférence essentiellement imperméable à la fumée, par exemple du fait que l'on a prévu une peau intégrante fondue (par exemple par la chaleur ou un solvant) ou un manchon (qui peut être une enveloppe ou un revêtement, par exemple un revêtement de colle faisant adhérer la section à la barrière).
Tel qu'on l'entend ici, une perméabilité à l'air de nK signifie une perméabilité à l'air de n x 1000 mls/minute/
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pression "p" en mm. d'eau engendrée par un écoulement de 1050 mls. d'air par minute à travers 10 cm<2> de l'échantillon, et en calculant à partir de l'équation
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Des filtres selon l'invention peuvent être incorporés dans des cigarettes à bout filtre de manière classique au moyen d'une cape d'embout. Dans les modes de réalisation mentionnés ci-dessus, dans lesquels une partie du passage à faible chute de pression du filtre est fourni par un ou des passages partant d'une extrémité du filtre, c'est cette extrémité du filtre qui aboute la tige de tabac de la cigarette à bout filtre.
Lorsque les filtres selon l'invention sont formes au départ, pour alimenter le stade de production de la cigarette à bout filtre, avec une enveloppe extérieure, ils peuvent être incorporés dans les cigarettes à bout filtre par un embout annulaire ou une cape d'embout complète.
Certains filtres selon l'invention exigent pour les compléter une enveloppe externe, par exemple pour compléter la formation du ou des trajets à faible chute de pression. L'invention procure également des éléments de filtre en tant que tels, à combiner avec une enveloppe externe pour donner des filtres selon l'invention. De tels éléments, exenpli-
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téristiques d'un corps de noyau allongé axialement, d'une pièce ou composite, possédant au moins un passage externe ou interne s'étendant à partir d'une extrémité du corps en partie vers son autre extrémité, et un
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tre le ou les passages et le corps, ce moyen s'obstruant lorsqu'il est traversé par de la fumée de tabac non filtrée. Les éléments seront usuellement produits au départ sous la forme d'une tige continue et seront
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rieures et de la production de cigarettes à bout filtre. Une enveloppe peut si on le souhaite être appliquée en continu autour de l'élément au fur et à mesure qu'il se forme, avant de le couper en longueurs finies, mais les filtres résultants selon l'invention exigent alors un embout supplémentaire (embout annulaire ou cape d'embout) pour être incorporés dans des cigarettes à bout filtre; lorsque les éléments sont produits et découpés alors qu'ils ne sont pas pourvus d'enveloppe, ils sont usuellement formés en filtres selon l'invention par application d'une cape d'embout lors de la production de la cigarette à bout filtre.
Pour la fabrication de cigarettes à bout filtre, on dispose une longueur double d'un tel élément ou filtre avec une tige de tabac enveloppé aboutant chaque extrémité; l'embout est appliqué pour joindre les tiges de tabac et l'élément ou filtre intermédiaire double, et la combinaison résultante est coupée en deux pour produire deux cigarettes à bout filtre.
Le filtre ou élément continu produit au départ est normalement découpé en unités de longueur fornnée d'un multiple pair (par exemple sextuple)pour être fourni au fabricant de cigarettes à bout filtre qui coupe alors ces longueurs multiples en longueurs doubles à utiliser dans ]a production de cigarettes à bout filtre comme décrit ci-dessus On comprendra que, dans le cas d'un filtre ou élément individuel, selon l'invention, qui est asymétrique (c'est-à-dire dont les extrémités sont différentes), les longueurs multiples et doubles partir desquelles on forme finalement les longueurs individuelles seront usuellement symétriques et auront des extrémités identiques.
Les éléments de longueurs multiples (y compris doubles) et les filtres qui sont donc également fournis par L'invention comprennent plusieurs éléments ou filtres unitaires disposés solidairement bout-à-bout, chaque élément ou filtre unitaire étant disposé de façon symétrique par rapport à l'élément ou à chaque élément unitaire ou filtre adjacent faisant corps avec lui.
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invention, mais uniquement à titre d'exemple, en se reportant aux dessins annexés sur lesquels des références numériques semblables désignent des parties semblables, et sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un élément de filtre selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un filtre et d'une cigarette à bout filtre selon l'invention employant l'élément de filtre de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale dans une cigarette à bout filtre employant un élément de filtre différent, selon l'invention,
- la figure 4 est une vue en coupe longitudinale prise selon la ligne IV-IV de la figure 5, dans une cigarette à bout filtre employant un troisième élément de filtre selon l'invention,
- la figure 5 est une vue en coupe le long de la ligne V-V de la figure 4,
- les figures 6,
7 et 8 sont des vues en coupe schématique de trois filtres et cigarettes à bout filtre différents, selon l'invention, la coupe de la figure 7 étant faite le long de la ligne VII-VII de la figure 11,
- les figures 9 et 10 sont des vues en coupe transversale du mode de réalisation de la figure 6, respectivement dans la région de sa cavité et dans la. région de son extrémité amont
- la figure 11 est une vue en coupe transversale du mode de réalisation de la figure 7, dans la région de son extrémité amont, et
- les figures 12 à 14 sont des vues en coupe longitudinale schématique de trois éléments de filtre différents, de longueur sextuple, selon l'invention.
L'élément de filtre présenté à la figure 1 comprend un noyau 2 en fibres d'acétate de cellulose liées entouré et en contact avec un entourage de tampon 3. Le noyau 2 et l'entourage de tampon 3 sont partiellement gaufrés à une extrémité 4 pour fournir un noyau 6 de section réduite entouré par quatre rainures ou canaux symétriques 8 séparés par des nervures ou ailettes 10. L'entourage de tampon 3 est en papier poreux qui offre une faible résistance initiale au passage de la fumée mais qui s'obstrue progressivement lorsqu'il est traversé par de la fumée de tabac non filtrée. L'élément pourrait être pourvu d'un entourage de tampon extérieur cylindrique uni.
L'élément illustré peut être fabriqué en produisant en continu de manière classique une tige continue de fibres d'acétate de cellulose enveloppée dans l'entourage de tampon 3, en gaufrant celui-ci à intervalles et en coupant la tige gaufrée résultante transversalement dans des 'régions gaufrées ou non gaufrées adjacentes; comme on l'a expliqué précédemment, cette coupe devrait d'abord se faire en multiples symétriques, ensuite en doubles symétriques, et enfin en longueurs simples asymétriques.
L'élément de filtre de la figure 1 incorporé dans une cigarette à bout filtre est présenté à la figure 2 où l'élément (présenté en vue de profil) a son extrémité 4 aboutée contre une tige de tabac enveloppé 12 (présentée en coupe) et est fixé à la tige de tabac par une cape d'embout 14 en matière imperméable à l'air. En utilisation, la fumée provenant
de la tige de tabac est au départ aspirée préférentiel-lement le long du trajet à faible chute de pression, c'est-àdire le long des canaux 8 et, .en passant par l'entourage de tampon 3, dans la partie non gaufrée du noyau 2;
la sensation de goût reçue par le fumeur
e s t donc r e 1 a t i v e m e n t grande . Après les
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l'entourage de tampon 3 s'obstrue par le passage de la fumée non filtrée, et la fumée provenant de la tige de tabac est forcée.de façon croissante à prendre le trajet à plus forte chute de pression dans la section réduite 6 et le long de toute la longueur du noyau 2; le degré d e filtrage de la f u m é e augmente donc , ce qui tend à s'opposer à l'accroissement de la quantité de goudron, etc. que l'on rencontre normalement dans les dernières bouffées d'une cigarette à bout filtre classique. Ainsi, pour une quantité globale donnée de goudron, on peut assurer d'une bouffée à l'autre une meilleure uniformité qu'avec un filtre classique
On comprendra que, bien que l'on ait représenté un noyau 2 d'une pièce, de nombreuses variantes sont possibles; ainsi, le noyau pourrait être un élément composite de deux sections en aboutement ayant des caractéristiques différentes
(par exemple une chute de pression différente) ; une autre possibilité est que l'extrémité buccale du noyau 2 soit pourvue d'une cavité interne.
Le mode de réalisation de la figure 3 du filtre selon l'invention comprend un corps 20 en matière filtrant la fumée, par exemple des fibres d'acétate de cellulose liées, pourvu d'un entourage de manchon imperméable à l'air 32 et d'une cavité interne 22 ouverte à son extrémité 4. La cavité 22 est séparée du corps 20 qui l'entoure par une paroi tubulaire 26
(en la même matière que celle de l'entourage de tampon 3 des figures 1 et 2) qui s'effile à l'intérieur du filtre jusqu'à une extrémité fermée 28. Ce filtre selon l'invention est attaché à une extrémité 4 à une tige de tabac enveloppé, par une cape d'embout 14.
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fumée passe dans ce cas par la cavité 22 et la paroi 26 dans le corps 20, la quantité de goudron délivrée étant donc relativement grande. Après quelques bouffées, la paroi 26 s'obstrue en étant traversée par la fumée non filtrée, une quantité croissante de fumée devant donc passer sur toute la longueur du corps 20 à partir de son extrémité amont 4, de telle sorte que l'efficacité du filtrage augmente comme plus haut. L'extrémité 28 est gaufrée de la manière générale indiquée à la figure 1, si ce n'est que le gaufrage ferme complètement le tube de matière 3, les nervures 10 s'étendant vers l'intérieur jusqu'à la zone de fermeture 28.
Le filtre des figures 4 et 5 selon l'invention possède un noyau 2 fait d'un élément à forte chute de pression 40 et d'un élément à faible chute de pression 42 maintenus ensemble par un entourage de tampon 3. Une autre enveloppe 44 en matière imperméable à la fumée et à l'air entoure l'entourage de tampon 3 en étant en contact avec lui et possède des ondulations longitudinales 46 s'étendant à partir de l'extrémité 4 pour se terminer à l'endroit d'ondulations circonférentielles
52 à l'extrémité 50. Les ondulations 46 définissent avec le noyau 2 des canaux longitudinaux 54 qui s'étendent à partir de l'extrémité 4 et se terminent à l'endroit des ondulations circonférentielles 52. L'entourage de tampon 3 est du type décrit ci-dessus en liaison avec les figures 1 et 2.
Le filtre comprend une enveloppe 14 qui est une cape d'embout joignant le filtre à son extrémité 4 à la tige de tabac enveloppé 12. Le trajet initial à faible chute de pression pour la fumée passe dans ce cas le long des rainures 54, à travers la partie de l'entourage de tampon 3 se trouvant aux extrémités de ces rainures là où il entoure l'élément de noyau 42 à faible chute de pression, et ensuite à travers ce dernier élément vers l'extrémité buccale 50; comme avec les autres modes de réalisation, la quantité de goudron délivrée au départ est donc relativement grande.
Après les quelques premières bouffées, l'entourage de tampon 3 que la fumée non filtrée a traversé pour passer dans l'élément 42 à faible chute de pression s'obstrue, et une quantité croissante de fumée est obligée de passer dans l'élément 42 par l'élément de noyau 40 à forte chute de pression, avec augmentation résultante de l'effet de filtrage. Les parois des ondulations 46 pourraient être perforées ou posséder un certain degré de perméabilité propre pour permettre le passage de la fumée (pendant les quelques premières bouffées) dans tous les canaux (54 et 53) formés entre la cape d'embout 14, les ondulations 46 et l'entourage de tampon 3.
L'entourage de tampon 3 pourrait être remplacé par un entourage de tampon pourvu de petites perforations laissant initialement passer la fumée mais étant obstruées par celle-ci, ou par une enveloppe à deux couches comme décrit précédemment.
De même, le tube 26 présenté à la figure 3 pourrait être remplacé par un tube du type à deux couches ci-dessus d'entourage de tampon (couches à plus grande perméabilité vers l'intérieur) gaufré pour le fermer à son extrémité aval.
Les filtres des figures 6 à 11 comprennent une enveloppe externe de ventilation, le transfert du passage de la fumée des trajets à faible chute de pression vers les trajets à forte chute de pression s'accompagnant dans ces cas d'une augmentation du courant d'air de ventilation passant à travers cette enveloppe et dans la bouche du fumeur. Dans chaque cas, l'enveloppe de ventilation pourrait être remplacée par une enveloppe non ventilée.
Le filtre des figures 6, 9 et 10 possède une section de noyau 42 à faible chute de pression formée par un élément
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est écarté longitudinalement du tampon 40 à plus forte chute de pression, en matière filtrant la fumée du tabac. L'élément tubulaire 61 peut être en matière fibreuse ou non fibreuse, perméable ou imperméable à la fumée. Le tampon 40 est convenablement en filaments liés (par exemple en acétate de cellulose) ou en papier, avec une chute de pression d'environ 300 mm. de colonne d'eau. Un manchon 3 entoure et joint les portions de noyau et constitue la barrière qui est initialement perméable à la fumée mais s'obstrue lorsqu'elle est traversée par la fumée. Le manchon 3 est convenablement une enveloppe et adhère de préférence aux éléments 61 et 40. Le manchon 3 est dans ce cas une enveloppe de papier à deux couches dans laquelle la couche interne (en amont) possède une perméabilité de
20 K et la couche externe (en aval) une perméabilité de 500 K. Le manchon 3 pourrait cependant être en toute matière et avoir toute autre structure remplissant la fonction décrite.
Un manchon 44 (par exemple en papier) profilé (par exemple à ondulations longitudinales) entoure immédiatement le manchon barrière 3 et peut être perméable (dans le cas présent il ne l'est pas) à l'air. Les rainures internes et externes
66, 68 assurées par le manchon 44 s'ouvrent à l'extrémité 50 du filtre autour du tampon 40 et s'étendent longitudinalement
à partir de celui-ci sur seulement une partie de la longueur du filtre, se terminant dans une région 67 autour de la section de noyau à faible chute de pression; dans la région 67,
le manchon 44 peut être laissé simplement uni et non profilé, un remplissage 80 (par exemple en matière thermoplastique) compensant la différence de diamètre externe et fermant tout passage qui pourrait autrement s'ouvrir à cette extrémité du filtre. Les rainures internes 66 peuvent par exemple avoir
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auquel cas, dans un filtre de taille classique, elles seraient environ au nombre de 23, écartées uniformément autour de la circonférence du noyau. En utilisation, le filtre peut être attaché à une tige de tabac enveloppé 12 comme représenté par
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nature perméable à l'air et/ou pourvue de perforations de ventilation (comme en 16) s'ouvrant dans les passages externes
68 . En utilisation, la fumée du tabac passe pendant une bouffée de la tige de tabac 12 à travers l'élément tubulaire 61. Pour les bouffées initiales, au moins la plus grande partie de la fumée traverse le manchon barrière 3 pour passer dans les passages internes 66 entre les manchons 3 et 44 et passe en aval, vers la bouche du fumeur, ceci constituant le trajet à plus*- faible chute de pression.
Le courant de fumée se présentant sur la face interne du manchon 3 passe en un jet à travers le papier poreux à 20 K et la phase particulaire tend à frapper le papier poreux à
500 K, obstruant ainsi progressivement les pores. Il en résulte que le transfert de l'écoulement de la fumée de ce trajet initial vers celui traversant l'élément 40 à forte chute de pression se fait progressivement et uniformément, assurant une augmentation progressive de la chute de pression d'une bouffée à l'autre.
Lorsque se produit cette augmentation de la chute de pression progressive d'une bouffée à l'autre, il se produit une augmentation progressive du courant d'air de ventilation
à travers la cape d'embout 14. Cet air passe dans les passages externes 68 et les parcourt vers l'aval pour parvenir dans la bouche du fumeur.
Les figures 7 et 11 représentent un autre mode de réalisation dans lequel des segments écartés 61 et 40 sont semblables à ceux utilisés à la figure 6, et sont enveloppés comme avant d'un manchon barrière 3 à deux couches, perméable à l'air (couches de 500 K à l'intérieur) . Un manchon 44 ondulé longitudinalement entoure l'ensemble, une rainure circonférentielle 77 fermant les passages 66 mais non les passages
68 qui sont obstrués par la matière thermoplastique 80 dans la région 67.
En utilisation, la fumée passe lors des bouffées initiales principalement par les passages 66, le trajet d'écoulement étant dévié aux interruptions 77 et se faisant à travers l'enveloppe 3 initialement,3 faible chute de pression et ensuite vers l'extérieur dans la bouche du fumeur.
Lorsque l'enveloppe 3 est progressivement obstruée par la matière particulaire de la fumée, sa chute de pression augmente progressivement et le passage de la fumée se fait progressivement par le segment 40 à forte chute de pression.
Comme dans le mode de réalisation de la figure 6, il se produit une augmentation progressive uniforme de la chute de pression dans le filtre et de la ventilation du filtre d'une bouffée à l'autre.
Dans des modes de réalisation modifiés, il n'y a pas de dilution par l'air à travers l'enveloppe externe 14, auquel cas les deux passages 66 et 68 se terminent en 77 (par exemple par un élément en matière thermoplastique), et le remplissage
80 peut être omis.
La figure 8 présente encore un autre mode de réalisation dans lequel une section de noyau 42 et une seconde section de noyau 40 sont en aboutement axial. La section 42 est un corps cylindrique composé d'une matière poreuse (par exemple fibres d'acétate de cellulose) présentant une très faible chute de pression, de préférence d'environ 15 mm. de colonne d'eau. La section 40 est un corps cylindrique en matière poreuse (par exemple fibres d'acétate de cellulose) présentant une forte chute de pression, de préférence dans le domaine de
300 mm. de colonne d'eau. Les sections 40 et 42 sont enveloppées d'un manchon barrière 3 semblable à celui de la figure
6. L'enveloppe 3 peut être liée à la section 40, autour de sa périphérie.
L'ensemble est enveloppé d'une matière 44 à ondulations longitudinales, des passages 66 et 68 se terminant dans la région amont 67 comme à la figure 6. Une tige de tabac
12 est fixée au filtre par une cape 14 de papier d'embout perforé (comme en 16) ou perméable.
Comme l'indiquent les flèches pour l'écoulement de la fumée, le fonctionnement du filtre lorsque la cigarette est fumée est semblable à celui décrit à la figure 6. L'écoulement initial de la fumée se fait à travers la matière du tampon 42 et la barrière 3 dans les passages 66, mais il passe progressivement au trajet passant par les tampons 40 et 42, avec augmentation de la ventilation par les passages 68.
Un autre mode de réalisation est assuré en inversant, bout-à-bout, l'élément de la figure 8, la tige de tabac 12 aboutant le tampon 40.
Différentes modifications des modes de réalisation illustrés sont possibles. Par exemple, dans les modes de réa-lisation des figures 6, 9 et 10 et celui de la figure 8, le manchon ondulé 44 peut être perméable à la fumée ou à l'air, par nature et/ou grâce à des perforations; la fumée et l'air peuvent donc se mélanger dans les passages 66, 68 jusqu'à ce que le passage de la fumée par la barrière 3 dans les passages
66 cesse lorsque la barrière 3 est obstruée? dans ces modifications, sur toute la durée de la cigarette, les passages 66 et 68 sont disponibles pour l'air de ventilation qui peut donc être augmenté par rapport à ce qui se passe lorsque seuls les passages externes peuvent assurer le passage de l'air.
De plus, dans toutes les figures 6 à 8, l'enveloppe extérieure (cape d'embout) 14 peut être non ventilée, le transfert de l'écoulement de la fumée du trajet à faible chute de pression vers le trajet à forte chute de pression uniformisant encore la sensation de goût d'une bouffée à l'autre; en l'absence d'une dilution par l'air, les modes de réalisation des figures 6 et 8 peuvent quant au reste rester en substance comme décrit, que l'enveloppe 44 soit ou non perméable ou perforée, mais comme décrit précédemment, la rainure 77 du mode de réalisation de la figure 7 serait pourvue du remplissage 80 éventuellement absent - auquel cas l'enveloppe pourrait être perméable à la fumée ou perforée.
Egalement, dans tous les modes de réalisation illustrés et/ou décrits, avec ou sans dilution par l'air, l'orientation de l'élément de filtre par rapport à la tige de tabac pourrait être inversée, l'extrémité buccale représentée aboutant la tige de tabac. Dans certaines de ces inversions (par exemple pour la figure
8), s'il y a dilution par l'air à travers la cape d'embout, l'air de ventilation, lorsque la barrière 3 s'obstrue, sera obligé de passer vers l'extrémité en contact avec le tabac et ensuite à travers le noyau plutôt que de passer par le trajet initial plus direct vers l'extrémité buccale.
Au lieu d'utiliser des nappes de matière par nature perméable à la fumée qui s'obstruent en utilisation pour faire passer la fumée des trajets à faible chute de pression aux trajets à forte chute de pression, on peut employer un entourage de tampon pourvu de petites perforations qui s'obstruent progressivement pour donner le même effet. Ainsi, dans les modes de réalisation illustrés, la barrière 3 peut être remplacée par un entourage de tampon en matière imperméable à la fumée pourvu de ces perforations aux extrémités aval du ou des passages de dérivation de la fumée.
Dans les modes de réalisation illustrés aux figures 4 à 11, La section de noyau 40 à forte chute de pression peut 'avoir sa surface circonférentielle rendue imperméable à la fumée par un revêtement d'adhésif par lequel il est fixé au manchon barrière 3, mais le degré nécessaire et le niveau de l'imperméabilité de surface de la section à forte chute de pression 40 peut être assuré par d'autres moyens comme on l'a mentionné précédemment.
Comme on l'a expliqué précédemment, un élément de filtre ou filtre selon l'invention, tel que n'importe lequel
de ceux illustrés, sera usuellement produit au départ sous la forme d'une longueur continue dans laquelle on découpe des tiges ayant une longueur constituée d'un multiple pair (c'està-dire que chaque tige est un multiple pair de l'élément ou filtre individuel final), les tiges de longueur multiple étant ensuite subdivisées encore en éléments de longueur double et ensuite, lors de la production de la cigarette à bout filtre, en éléments finaux de longueur simple. Des exemples de tiges de longueur sextuple selon l'invention, qui peuvent être encore subdivisées en éléments individuels selon l'invention, sont illustrés schématiquement aux figures 12 à 14.
La figure 12 présente un exemple d'une tige d'éléments de longueur sextuple à partir de laquelle on peut produire des éléments et filtres simples comme aux figures 1 et 2 en découpant d'abord au milieu des sections rainurées longitudinalement aux endroits 82 pour donner des tiges de longueur double et ensuite, lors de la fabrication de la cigarette à bout filtre comme décrit cidessus, aux endroits 84. La figure 13 présente une tige de longueur sextuple qui peut de même être découpée d'abord en 82 au milieu des éléments tubulaires 61, et ensuite en 84 au mi-lieu des éléments 40 à forte chute de pression, pour la production d'éléments individuels, de filtres et de cigarettes à
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sente une tige de longueur sextuple qui peut de même être découpée en 82 à travers les éléments 42 à faible chute de pression et ensuite en 84 à travers les éléments à forte chute de pression 40 pour la formation d'éléments séparés, de filtres et de cigarettes à bout filtre du type présenté à la figure 8. Aux figures 13 et 14, la matière thermoplastique 80 de tampon du produit final n'est pas représentée; la matière 80 pourrait être appliquée localement dans les zones concernées en tant que partie de la formation de la tige continue, ou sur les tiges de longueur multiple finie, ou sur les produits ultérieurs de longueur double ou simple, avant, pendant ou après incorporation dans des cigarettes à bout filtre.
En considérant les figures 12 à 14, on verra clairement la forme des tiges de longueur multiple qui convient pour former d'autres types d'éléments, de filtres et de cigarettes à bout filtre selon l'invention (par exemple ceux des figures 3 à 5, 7 et 11).
Les tiges de longueur multiple peuvent être formées avec un entourage de tampon qui serait normalement appliqué en continu sur la tige produite au départ avant de la couper en longueurs multiples; la matière 80 devrait alors être appliquée sur l'élément continu initial avant enveloppement. Les filtres résultants pourraient être attachés à des cigarettes par des embouts annulaires ou par une cape d'embout complète.
Les parties terminales des tiges de longueur constituée de multiples pairs selon l'invention sont les parties qui aboutent le tabac dans les cigarettes à bout filtre finales; ainsi, pour les modes de réalisation des figures 6 à 8, la tige continue produite au départ est d'abord coupée en longueurs constituées de multiples pairs à travers les sections de noyau 61 (figure 6), 40 (figure 7) et 42 (figure 8) respectivement, ceux-ci apparaissant aux extrémités des longueurs multiples et doubles et constituant donc les sections de noyau des longueurs unitaires finales qui se trouvent contre le tabac dans la cigarette à bout filtre terminée.
Pour obtenir des cigarettes à bout filtre avec les éléments orientés en sens inverse, on coupe simplement les tiges initiales continues en des endroits déplacés longitudinalement des endroits ci-dessus de la longueur d'un élément unitaire, c'està-dire que l'on coupe à travers les sections 40 (figure 6),
61 (figure 7) et 40 (figure 8 ) , respectivement.
On comprendra que, pour la clarté de l'illustration, les dessins ne sont, au moins pour la plus grande part, pas
à l'échelle, ainsi, la profondeur radiale des ondulations 46 et 48 aux figures 4 et 5 est fort exagérée tandis que leur nombre ainsi que le diamètre du noyau sont réduits de façon correspondante. En pratique, dans tous les modes de réalisation employant un manchon ondulé 44 en substance tout le diamètre (environ 8 mm.) de l'élément ou filtre selon l'invention sera usuellement constitué par le noyau, les ondulations ayant une profondeur radiale de par exemple environ 0,25 à 1 mm., par exemple 0,5 mm., un peu comme représenté à la figure 11. Là où une seule perforation de ventilation 16 est représentée pour chaque passage externe (56 ou 68), les perforations peuvent être plus rapprochées, deux ou plusieurs communiquant avec chacun de ces passages.
Bien que les figures 4 à 11 utilisent une enveloppe imperméable ondulée, d'autres formes d'enveloppes imperméables profilées sont possibles. Par exemple, l'enveloppe imperméa-
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plus) tel que du papier-cartouche, les canaux 54, 56 (ou 66,
68) étant constitués par des rainures longitudinales qui y sont formées de manière convenable au moyen de cylindres d'impression profilés; les surfaces du papier pourraient être laissées unies là où les passages assurés par l'enveloppe se terminent.
Lorsque le noyau de filtrage d'un filtre ou élément de filtre selon l'invention est un élément composite formé de deux ou plusieurs éléments de noyau, l'un ou plusieurs ne doivent pas nécessairement avoir un quelconque effet filtrant mais assurer simplement une chute de pression; par exemple, aux figures 4 à 11, le tampon 40 pourrait être remplacé par un tampon non filtrant pourvu de canaux périphériques et/ou internes pour le passage de fumée essentiellement non filtrée au-delà de lui et/ou à travers lui, mais engendrant une chute de pression relativement élevée. Dans ce cas, le transfert de l'écoulement de la fumée aux trajets à forte chute de pression peut s'accompagner d'une augmentation faible ou nulle du filtrage.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, un filtre ou élément
<EMI ID=19.1>
mité buccale; par exemple, à la figure 4 le noyau 2 peut s'arrêter à courte distance de l'extrémité 50. En fait, le trajet initial à faible chute de pression peut communiquer directement avec un tel creux ou cavité - par exemple, à la figure 4 le tampon 42 pourrait être omis.
On a indiqué ci-dessus que des tiges de filtre ou d'élément de longueurs multiples selon l'invention peuvent comprendre plusieurs éléments ou filtres unitaires selon l'invention disposés solidairement bout-à-bout, chaque élément ou filtre unitaire étant disposé symétriquement par rapport à l'élément ou filtre unitaire adjacent ou à chacun de ceux-ci. Dans le cas des modes de réalisation de longueurs multiples représentés aux figures 13 et 14 (à comparer aux longueurs unitaires des figures 6 et 8) par exemple, on verra cependant qu'ils ne doivent pas être pourvus du remplissage 80 qui est une partie nécessaire des longueurs unitaires au moins lorsqu'elles sont incorporées dans les cigarettes à bout filtre.
L'invention procure donc également les éléments et filtres de longueur multiple (et unitaire) en l'absence de ce remplissage 80 ou analogue qui peut être nécessaire dans la cigarette à bout filtre pour assurer l'accroissement requis de dilution par l'air lors du transfert de l'écoulement de la fumée des trajets à faible chute de pression vers les trajets à forte chute de pression.
- Le remplissage 80, lorsqu'il doit être présent en tant que partie de tiges de longueurs multiples,pourrait par exemple être applique localement sur la barrière 3 par impression avant que cette dernière ne soit disposée autour du noyau pendant la production initiale de la tige continue; une enveloppe pourrait si nécessaire être appliquée à l'élément composite récoltant constitué du noyau et de la barrière qui l'entoure (de préférence avant de couper la tige continue produite en les longueurs multiples) pour protéger le remplissage 80 lors des manipulations ultérieures, avant et pendant la production de la cigarette à bout filtre.
Dans des modes de réalisation du type possédant un
<EMI ID=20.1>
nes et externes qui doivent se terminer au même endroit, les passages peuvent être limités par une ondulation circonférentielle du manchon. Par exemple, aux figures 6 et 8 la partie unie de l'enveloppe 44 et le remplissage 80 pourraient être remplacés par une ou des ondulations circonférentielles dans l'enveloppe 44 comme en 52 à la figure 4; aux figures 13 et
14, les parties unies entourant les éléments tubulaires 61
(figure 13) et les tampons 42 (figure 14) seraient alors remplacées par des parties ondulées circonférentiellement.
Bien que l'on fasse occasionnellement référence ici
à la barrière du type qui peut être obstrue par le passage de fumée non filtrée, il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux cas où la fumée atteint en pratique la barrière en étant totalement non filtrée. Ainsi, le tabac lui-même agit toujours comme un filtre; à la figure 8, il existe nécessairement un certain filtrage par le tampon 42; tandis que dans d'autres modes de réalisation la fumée passe directement du tabac à la barrière, il y a fréquemment une certaine condensation des constituants de la fumée avant qu'elle atteigne la barrière et la matière filtrante pourrait en fait être disposée dans cette partie du trajet, par exemple dans les passages 66.
Tout filtrage entre le tabac et la barrière est cependant maintenu de préférence faible parce qu'autrement l'effet d'obstruction de la barrière pourrait être réduit trop pour donner un avantage appréciable.
<EMI ID=21.1>
1. Filtre pour fumée de tabac, qui présente au départ des trajets à relativement faible chute de pression et à relativement grande chute de pression pour le passage de la fumée, une barrière étant disposée en travers du ou de chaque trajet
à relativement faible chute de pression, barrière initialement perméable à la fumée mais qui s'obstrue lorsqu'elle est traversée par la fumée, ce qui fait qu'en utilisation le passage initial préférentiel de la fumée par le ou les trajets à faible chute de pression entraîne leur obstruction de telle sorte que le passage de la fumée par le ou les trajets à forte chute de pression augmente.
The invention relates to smoke filters for
tobacco, and provides such a filter which initially exhibits
relatively low pressure drop and drop paths
of relatively high pressure for the passage of smoke, a barrier being arranged across the or each path with relatively low pressure drop, this
barrier being initially permeable to smoke but obstructing when it is crossed by smoke, which makes
that in use the initial preferential passage of the
smoke from low pressure drop path (s)
obstructs them so that the
smoke passing through the path (s) with a heavy fall
pressure increases.
Filters according to the invention help to standardize the sensation of taste over the duration of the cigarette. The
taste sensation delivered by a cigarette with a classic filter tip increases over the duration of the cigarette in
going from a low initial level, often unsatisfactory,
at a high value,, often unacceptable; for
a given total amount of taste elements, a filter
according to the invention comparatively ensures a level of taste
increased initial and reduced final taste level, and therefore
smoke with more uniform characteristics.
In some preferred embodiments, the
barrier has two layers of sheet material
breathable (e.g. paper), one of which has
high air permeability (e.g. 10 to 100
K, preferably about 20 K) and the other of which is
<EMI ID = 1.1>
preferably around 500 K). The permeability units at
the air used here are defined below. Preferably, the barrier is arranged with the layer of greatest permeability on the face downstream of the layer at most
low permeability; it is estimated that, in use, the
smoke sucked passes in a jet through the layer to more
low permeability, the particulate phase tending to strike the layer of higher permeability with obs-
<EMI ID = 2.1>
can provide a more gradual increase in
the pressure drop, and therefore a more gradual transfer of the smoke flow from the paths with low pressure drop to the paths with high pressure drop, than what has been obtained so far.
In one type of embodiment according to the invention, the filter has an axially elongated core, having at its periphery at least one passage which extends
<EMI ID = 3.1>
the other end of the core and is in communication for the flow of smoke with the core by means which can become obstructed when it is crossed by unfiltered tobacco smoke. Said means could for example be a barrier in the form of a core sleeve (for example an envelope) which separates the core from or from each passage; this core sleeve could, for example, be made of a material that is inherently smoke-permeable, ensuring a low pressure drop, which is rapidly obstructed when it is crossed by unfiltered tobacco smoke, so that this passage is then reduced or stopped, or it may be of a material inherently impermeable to smoke, pierced with small holes to ensure the same result; it could be a two-layer barrier of the type mentioned above.
Any such passage could include a groove in the periphery of the core and / or be defined between opposite portions of the surface of the core and the profiled sleeve. The core and the sleeve can both be profiled to ensure the said passage or passages.
In another embodiment, the filter has at least one internal passage extending from one end of the filter partly towards the other end, and in communication for the passage of smoke with a portion of the filter filtering the smoke, through a
q means that can become blocked when it is crossed by unfiltered tobacco smoke. Said means could for example be a barrier layer surrounding the passage and separating it from the rest of the filter, this layer initially ensuring a low pressure drop and being permeable to smoke, but being obstructed when it is crossed by smoke unfiltered tobacco, so that the passage of smoke is reduced or stopped thereafter; it could for example be a two-layer barrier as described above.
Certain preferred filters according to the invention have longitudinally adjacent core sections, ensuring a relatively large and relatively small pressure drop, surrounded by a profiled sleeve ensuring between itself and the core sections one or more passages extending from from one end of the filter partly towards the other, an obstructable barrier being disposed between the passage (s) and the core section at low pressure drop. The barrier
<EMI ID = 4.1>
or it could be a single layer of material permeable by nature and / or perforated. The initial low pressure drop path is therefore provided by the low pressure drop core section, the passage (s) and barrier therebetween, while the high pressure drop path is provided by the low pressure core sections and with strong pressure drops. The core section with a strong pressure drop, for example a pressure drop from 200 to 600 (for example 300) mm. of water column can be a buffer of fiber bundles (for example of cellulose acetate) or of paper.
The low pressure drop core section may be a lower pressure drop pad or tubular member, such a lower pressure drop pad or tubular member may result in the lower pressure drop core section, or it can be moved longitudinally to define a cavity that is part of the core section with the lowest pressure drop. The passage (s) may be in communication for the flow of smoke (via said barrier) with the material of the core section at lower pressure drop (when this material is permeable to smoke) and / or with a cavity that is part of the core section with the lowest pressure drop.
<EMI ID = 5.1>
is suitably made up of a pad of "Transorb" (registered trademark), a dense rod drawn from bonded cellulose acetate filaments. The characteristics of the "Transorb" rods and of the processes for preparing them (which can remove the initial crimping of the filaments) are described in the patent of the Kingdom Ur.i N [deg.] 970.817. At least towards its downstream end, and in most cases over its entire longitudinal extent, the periphery of the section with a high pressure drop is preferably essentially impermeable to smoke, for example because a skin is provided integral melted (for example by heat or a solvent) or a sleeve (which may be an envelope or a coating, for example a coating of adhesive making the section adhere to the barrier).
As used here, an air permeability of nK means an air permeability of n x 1000 mls / minute /
<EMI ID = 6.1>
pressure "p" in mm. of water generated by a flow of 1050 mls. air per minute through 10 cm <2> of the sample, and calculating from the equation
<EMI ID = 7.1>
Filters according to the invention can be incorporated into cigarettes with a filter tip in a conventional manner by means of a cap cap. In the above-mentioned embodiments, in which part of the passage at low pressure drop of the filter is provided by one or more passages starting from one end of the filter, it is this end of the filter which abuts the rod of filter-tipped cigarette tobacco.
When the filters according to the invention are formed at the outset, to supply the production stage of the filter-tipped cigarette, with an external envelope, they can be incorporated into the filter-tipped cigarettes by an annular tip or a tip cap complete.
Certain filters according to the invention require an external envelope to complete them, for example to complete the formation of the path or paths with low pressure drop. The invention also provides filter elements as such, to be combined with an outer casing to give filters according to the invention. Such elements, exenpli-
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characteristics of an axially elongated core body, of a part or composite, having at least one external or internal passage extending from one end of the body in part towards its other end, and a
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be the passage (s) and the body, this means being blocked when it is crossed by unfiltered tobacco smoke. The elements will usually be produced initially in the form of a continuous rod and will be
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and production of filter tipped cigarettes. An envelope can, if desired, be applied continuously around the element as it is formed, before cutting it into finished lengths, but the resulting filters according to the invention then require an additional nozzle (nozzle ring or cap cap) to be incorporated into filter-tipped cigarettes; when the elements are produced and cut while they are not provided with an envelope, they are usually formed into filters according to the invention by application of an end cap during the production of the cigarette with filter end.
For the manufacture of cigarettes with filter tips, there is a double length of such an element or filter with a wrapped tobacco rod abutting each end; the mouthpiece is applied to join the tobacco stalks and the dual intermediate element or filter, and the resulting combination is cut in half to produce two filter tipped cigarettes.
The filter or continuous element produced at the start is normally cut into units of length given by a multiple even (for example sixfold) to be supplied to the manufacturer of filter-tipped cigarettes which then cuts these multiple lengths into double lengths to be used in] a production of filter-tipped cigarettes as described above. It will be understood that, in the case of an individual filter or element, according to the invention, which is asymmetrical (that is to say whose ends are different), the multiple and double lengths from which the individual lengths are finally formed will usually be symmetrical and will have identical ends.
The elements of multiple lengths (including double) and the filters which are therefore also provided by the invention comprise several unit elements or filters arranged integrally end-to-end, each unit element or filter being arranged symmetrically with respect to the element or to each adjacent unit element or filter forming a unit with it.
<EMI ID = 11.1>
invention, but only by way of example, with reference to the appended drawings in which similar reference numerals designate similar parts, and in which:
FIG. 1 is a perspective view of a filter element according to the invention,
FIG. 2 is a partial section view of a filter and of a filter-tipped cigarette according to the invention using the filter element of FIG. 1,
FIG. 3 is a view in longitudinal section in a cigarette with a filter end employing a different filter element, according to the invention,
FIG. 4 is a view in longitudinal section taken along line IV-IV of FIG. 5, in a cigarette with a filter tip employing a third filter element according to the invention,
FIG. 5 is a sectional view along the line V-V of FIG. 4,
- Figures 6,
7 and 8 are schematic sectional views of three filters and cigarettes with different filter ends, according to the invention, the section of FIG. 7 being made along the line VII-VII of FIG. 11,
- Figures 9 and 10 are cross-sectional views of the embodiment of Figure 6, respectively in the region of its cavity and in the. region of its upstream end
FIG. 11 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 7, in the region of its upstream end, and
- Figures 12 to 14 are schematic longitudinal sectional views of three different filter elements, of sixfold length, according to the invention.
The filter element shown in FIG. 1 comprises a core 2 of bonded cellulose acetate fibers surrounded and in contact with a buffer surround 3. The core 2 and the buffer surround 3 are partially embossed at one end 4 to provide a core 6 of reduced section surrounded by four symmetrical grooves or channels 8 separated by ribs or fins 10. The buffer surround 3 is made of porous paper which offers a low initial resistance to the passage of smoke but which becomes obstructed gradually when it is crossed by unfiltered tobacco smoke. The element could be provided with a plain cylindrical outer buffer surround.
The illustrated member can be produced by continuously producing in a conventional manner a continuous rod of cellulose acetate fibers wrapped in the surrounding of pad 3, by embossing the latter at intervals and by cutting the resulting embossed rod transversely in 'adjacent embossed or unembossed regions; as explained above, this cut should first be made in symmetrical multiples, then in symmetrical doubles, and finally in asymmetrical single lengths.
The filter element of FIG. 1 incorporated in a cigarette with a filter end is presented in FIG. 2 where the element (presented in profile view) has its end 4 abutted against a wrapped tobacco rod 12 (presented in section) and is fixed to the tobacco rod by a cap cap 14 made of air-impermeable material. In use, smoke from
tobacco rod is initially preferably sucked along the path with low pressure drop, that is to say along the channels 8 and,. passing through the buffer surround 3, in the non-embossed part of nucleus 2;
the sensation of taste received by the smoker
e s t r e 1 a t i v e m e n t grande. After the
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the buffer surround 3 is obstructed by the passage of unfiltered smoke, and the smoke coming from the tobacco rod is forced. increasingly to take the path with the greatest pressure drop in the reduced section 6 and the along the entire length of the core 2; the degree of filtering of the smoke therefore increases, which tends to oppose the increase in the amount of tar, etc. normally encountered in the last puffs of a conventional filter-tipped cigarette. Thus, for a given overall quantity of tar, it is possible to ensure better uniformity from one puff to another than with a conventional filter.
It will be understood that, although a core 2 has been shown in one piece, many variants are possible; thus, the core could be a composite element of two abutting sections having different characteristics
(for example a different pressure drop); another possibility is that the buccal end of the core 2 is provided with an internal cavity.
The embodiment of FIG. 3 of the filter according to the invention comprises a body 20 of smoke filtering material, for example bonded cellulose acetate fibers, provided with an airtight sleeve surround 32 and d an internal cavity 22 open at its end 4. The cavity 22 is separated from the body 20 which surrounds it by a tubular wall 26
(in the same material as that of the buffer surround 3 of Figures 1 and 2) which tapers inside the filter to a closed end 28. This filter according to the invention is attached to one end 4 to a wrapped tobacco rod, by a cap cap 14.
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smoke in this case passes through the cavity 22 and the wall 26 in the body 20, the amount of tar delivered therefore being relatively large. After a few puffs, the wall 26 becomes blocked by being traversed by the unfiltered smoke, an increasing quantity of smoke therefore having to pass over the entire length of the body 20 from its upstream end 4, so that the effectiveness of the filtering increases as above. The end 28 is embossed in the general manner indicated in FIG. 1, except that the embossing completely closes the tube of material 3, the ribs 10 extending inwards as far as the closure zone 28 .
The filter of FIGS. 4 and 5 according to the invention has a core 2 made of an element with a high pressure drop 40 and a element with a low pressure drop 42 held together by a buffer surround 3. Another envelope 44 of smoke and air impermeable material surrounds the tampon surround 3 in contact with it and has longitudinal undulations 46 extending from the end 4 and ending at the place of undulations circumferential
52 at the end 50. The corrugations 46 define with the core 2 longitudinal channels 54 which extend from the end 4 and end at the location of the circumferential corrugations 52. The buffer surround 3 is of the type described above in conjunction with Figures 1 and 2.
The filter comprises a casing 14 which is a cap cap joining the filter at its end 4 to the wrapped tobacco rod 12. The initial path with a low pressure drop for the smoke in this case passes along the grooves 54, at through the part of the tampon surround 3 located at the ends of these grooves where it surrounds the core element 42 at low pressure drop, and then through this latter element towards the buccal end 50; as with the other embodiments, the quantity of tar delivered at the start is therefore relatively large.
After the first few puffs, the buffer surround 3 that the unfiltered smoke has passed through to pass into the element 42 at low pressure drop becomes blocked, and an increasing quantity of smoke is forced to pass into the element 42 by the core element 40 with a high pressure drop, with a resulting increase in the filtering effect. The walls of the corrugations 46 could be perforated or have a certain degree of inherent permeability to allow the passage of smoke (during the first few puffs) in all the channels (54 and 53) formed between the cap cap 14, the corrugations 46 and the buffer surround 3.
The buffer surround 3 could be replaced by a buffer surround provided with small perforations initially allowing the smoke to pass but being obstructed by it, or by a two-layer envelope as described above.
Likewise, the tube 26 presented in FIG. 3 could be replaced by a tube of the above two-layer type of buffer surround (layers with greater permeability inwards) embossed to close it at its downstream end.
The filters of FIGS. 6 to 11 comprise an external ventilation envelope, the transfer of the passage of the smoke from the paths with low pressure drop to the paths with high pressure drop being accompanied in these cases by an increase in the current of ventilation air passing through this envelope and into the smoker's mouth. In each case, the ventilation envelope could be replaced by an unventilated envelope.
The filter of FIGS. 6, 9 and 10 has a core section 42 with a low pressure drop formed by an element
<EMI ID = 14.1>
is spaced longitudinally from the pad 40 at the greatest pressure drop, in material filtering tobacco smoke. The tubular element 61 may be of fibrous or non-fibrous material, permeable or impermeable to smoke. The pad 40 is suitably made of bonded filaments (for example of cellulose acetate) or of paper, with a pressure drop of approximately 300 mm. water column. A sleeve 3 surrounds and joins the core portions and constitutes the barrier which is initially permeable to smoke but becomes obstructed when it is crossed by smoke. The sleeve 3 is suitably an envelope and preferably adheres to the elements 61 and 40. The sleeve 3 is in this case a two-layer paper envelope in which the inner layer (upstream) has a permeability of
20 K and the outer layer (downstream) a permeability of 500 K. The sleeve 3 could however be of any material and have any other structure fulfilling the function described.
A profiled sleeve (for example made of paper) 44 (for example with longitudinal corrugations) immediately surrounds the barrier sleeve 3 and may be permeable (in the present case it is not) to air. Internal and external grooves
66, 68 provided by the sleeve 44 open at the end 50 of the filter around the pad 40 and extend longitudinally
starting therefrom over only part of the length of the filter, ending in a region 67 around the core section at low pressure drop; in region 67,
the sleeve 44 can be left simply plain and not profiled, a filling 80 (for example made of thermoplastic material) compensating for the difference in external diameter and closing any passage which could otherwise open at this end of the filter. The internal grooves 66 may for example have
<EMI ID = 15.1>
in which case, in a conventional size filter, they would be approximately 23 in number, spread uniformly around the circumference of the core. In use, the filter can be attached to a wrapped tobacco rod 12 as shown by
<EMI ID = 16.1>
nature permeable to air and / or provided with ventilation perforations (as in 16) opening in the external passages
68. In use, tobacco smoke passes during a puff of tobacco rod 12 through the tubular element 61. For initial puffs, at least most of the smoke passes through the barrier sleeve 3 to pass through the internal passages. 66 between the sleeves 3 and 44 and passes downstream, towards the mouth of the smoker, this constituting the path to more * - low pressure drop.
The smoke current on the internal face of the sleeve 3 passes in a jet through the porous paper at 20 K and the particulate phase tends to strike the porous paper at
500 K, thus gradually clogging the pores. As a result, the transfer of the smoke flow from this initial path to that passing through the element 40 with a high pressure drop takes place gradually and uniformly, ensuring a gradual increase in the pressure drop from a puff to the 'other.
When this increase in progressive pressure drop from one puff to another occurs, there is a gradual increase in ventilation air flow
through the end cap 14. This air passes through the external passages 68 and travels downstream to reach the mouth of the smoker.
FIGS. 7 and 11 represent another embodiment in which spaced apart segments 61 and 40 are similar to those used in FIG. 6, and are wrapped as before with a barrier sleeve 3 with two layers, breathable ( 500 K layers inside). A longitudinally corrugated sleeve 44 surrounds the assembly, a circumferential groove 77 closing the passages 66 but not the passages
68 which are blocked by the thermoplastic material 80 in the region 67.
In use, the smoke passes during the initial puffs mainly through the passages 66, the flow path being deflected at the interruptions 77 and being made through the casing 3 initially, 3 low pressure drop and then outwards in the smoker's mouth.
When the envelope 3 is progressively obstructed by the particulate matter of the smoke, its pressure drop gradually increases and the passage of the smoke takes place gradually through the segment 40 with a strong pressure drop.
As in the embodiment of FIG. 6, there is a uniform progressive increase in the pressure drop in the filter and in the ventilation of the filter from one puff to another.
In modified embodiments, there is no dilution by air through the external envelope 14, in which case the two passages 66 and 68 end at 77 (for example by an element made of thermoplastic material), and filling
80 can be omitted.
FIG. 8 shows yet another embodiment in which a core section 42 and a second core section 40 are in axial abutment. Section 42 is a cylindrical body composed of a porous material (eg cellulose acetate fibers) having a very low pressure drop, preferably about 15 mm. water column. Section 40 is a cylindrical body of porous material (for example cellulose acetate fibers) having a strong pressure drop, preferably in the field of
300 mm. water column. Sections 40 and 42 are wrapped in a barrier sleeve 3 similar to that of the figure
6. The envelope 3 can be linked to section 40, around its periphery.
The assembly is wrapped in a material 44 with longitudinal undulations, passages 66 and 68 ending in the upstream region 67 as in FIG. 6. A tobacco rod
12 is fixed to the filter by a cap 14 of perforated (as in 16) or permeable tip paper.
As indicated by the arrows for the flow of smoke, the operation of the filter when the cigarette is smoked is similar to that described in FIG. 6. The initial flow of the smoke takes place through the material of the pad 42 and the barrier 3 in the passages 66, but it progressively passes to the path passing through the buffers 40 and 42, with increased ventilation through the passages 68.
Another embodiment is ensured by inverting, end-to-end, the element of FIG. 8, the tobacco rod 12 abutting the tampon 40.
Different modifications of the illustrated embodiments are possible. For example, in the embodiments of Figures 6, 9 and 10 and that of Figure 8, the corrugated sleeve 44 may be permeable to smoke or air, by nature and / or through perforations; the smoke and the air can therefore mix in the passages 66, 68 until the passage of the smoke through the barrier 3 in the passages
66 stops when barrier 3 is obstructed? in these modifications, over the entire duration of the cigarette, the passages 66 and 68 are available for ventilation air which can therefore be increased compared to what happens when only the external passages can ensure the passage of air .
In addition, in all of FIGS. 6 to 8, the outer casing (end cap) 14 can be unventilated, the transfer of the flow of the smoke from the path with a low pressure drop to the path with a strong drop in pressure further standardizing the sensation of taste from one puff to another; in the absence of dilution by air, the embodiments of FIGS. 6 and 8 may for the rest remain in substance as described, whether the envelope 44 is or is not permeable or perforated, but as described above, the groove 77 of the embodiment of Figure 7 would be provided with the filling 80 possibly absent - in which case the envelope could be permeable to smoke or perforated.
Also, in all the embodiments illustrated and / or described, with or without air dilution, the orientation of the filter element relative to the tobacco rod could be reversed, the buccal end shown abutting the tobacco rod. In some of these inversions (for example for the figure
8), if there is air dilution through the cap cap, the ventilation air, when the barrier 3 becomes blocked, will be forced to pass towards the end in contact with the tobacco and then through the nucleus rather than going through the more direct initial path to the buccal end.
Instead of using sheets of material which are inherently smoke-permeable and which obstruct in use for passing the smoke from the paths with low pressure drop to the paths with high pressure drop, it is possible to use a buffer surround provided with small perforations that gradually clog to give the same effect. Thus, in the illustrated embodiments, the barrier 3 can be replaced by a surround of a pad made of smoke-impermeable material provided with these perforations at the downstream ends of the smoke bypass passage (s).
In the embodiments illustrated in FIGS. 4 to 11, the core section 40 with a high pressure drop may have its circumferential surface made impermeable to smoke by an adhesive coating by which it is fixed to the barrier sleeve 3, but the necessary degree and level of surface impermeability of the high pressure drop section 40 can be provided by other means as mentioned above.
As explained above, a filter element or filter according to the invention, such as any
of those illustrated, will usually be produced at the outset in the form of a continuous length in which stems are cut having a length made up of an even multiple (that is to say that each stem is an even multiple of the element or final individual filter), the rods of multiple length then being further subdivided into elements of double length and then, during the production of the cigarette with filter tip, into final elements of single length. Examples of rods of sixfold length according to the invention, which can be further subdivided into individual elements according to the invention, are illustrated schematically in Figures 12 to 14.
FIG. 12 shows an example of a rod of elements of sixfold length from which it is possible to produce simple elements and filters as in FIGS. 1 and 2 by first cutting in the middle of the grooved sections longitudinally at places 82 to give rods of double length and then, during the manufacture of the filter-tipped cigarette as described above, in places 84. FIG. 13 shows a rod of six times length which can likewise be cut first at 82 in the middle of the elements tubular 61, and then 84 in the middle of elements 40 with a high pressure drop, for the production of individual elements, filters and cigarettes
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feels a rod of sixfold length which can likewise be cut at 82 through the elements 42 at low pressure drop and then at 84 through the elements at high pressure drop 40 for the formation of separate elements, filters and filter-tipped cigarettes of the type shown in Figure 8. In Figures 13 and 14, the thermoplastic 80 of the final product pad is not shown; material 80 could be applied locally in the affected areas as part of the continuous rod formation, or on rods of multiple finished length, or on subsequent products of double or single length, before, during or after incorporation into filter-tipped cigarettes.
Considering FIGS. 12 to 14, one will clearly see the shape of the rods of multiple length which is suitable for forming other types of elements, filters and cigarettes with filter tips according to the invention (for example those of FIGS. 3 to 5, 7 and 11).
Multiple length stems can be formed with a buffer surround which would normally be applied continuously to the initially produced stem before cutting it into multiple lengths; the material 80 should then be applied to the initial continuous element before wrapping. The resulting filters could be attached to cigarettes by ring caps or by a full cap cap.
The end parts of the length rods made up of multiple pairs according to the invention are the parts which abut the tobacco in cigarettes with final filter tips; thus, for the embodiments of FIGS. 6 to 8, the continuous rod produced at the start is first cut into lengths made up of multiple pairs through the core sections 61 (FIG. 6), 40 (FIG. 7) and 42 ( FIG. 8) respectively, these appearing at the ends of the multiple and double lengths and therefore constituting the core sections of the final unit lengths which are found against the tobacco in the cigarette with the filter end ended.
To obtain cigarettes with a filter tip with the elements oriented in opposite directions, the continuous initial rods are simply cut in places displaced longitudinally from the places above the length of a unitary element, that is to say that cut through sections 40 (Figure 6),
61 (Figure 7) and 40 (Figure 8), respectively.
It will be understood that, for the sake of illustration, the drawings are, at least for the most part, not
on the scale, thus, the radial depth of the corrugations 46 and 48 in FIGS. 4 and 5 is greatly exaggerated while their number and the diameter of the core are correspondingly reduced. In practice, in all the embodiments employing a corrugated sleeve 44 in substance the entire diameter (approximately 8 mm.) Of the element or filter according to the invention will usually be constituted by the core, the corrugations having a radial depth of by example approximately 0.25 to 1 mm., for example 0.5 mm., somewhat as shown in FIG. 11. Where a single ventilation perforation 16 is represented for each external passage (56 or 68), the perforations can be closer, two or more communicating with each of these passages.
Although Figures 4 to 11 use a corrugated waterproof envelope, other forms of profiled waterproof envelopes are possible. For example, the waterproof envelope
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plus) such as cartridge paper, channels 54, 56 (or 66,
68) being formed by longitudinal grooves which are suitably formed therein by means of profiled printing cylinders; the surfaces of the paper could be left united where the passages provided by the envelope end.
When the filtering core of a filter or filter element according to the invention is a composite element formed of two or more core elements, the one or more need not necessarily have any filtering effect but simply ensure a drop in pressure; for example, in FIGS. 4 to 11, the pad 40 could be replaced by a non-filtering pad provided with peripheral and / or internal channels for the passage of essentially unfiltered smoke beyond it and / or through it, but generating a relatively high pressure drop. In this case, the transfer of the smoke flow to the paths with a high pressure drop may be accompanied by little or no increase in filtering.
As noted above, a filter or element
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buccal moth; for example, in Figure 4 the core 2 can stop a short distance from the end 50. In fact, the initial path with low pressure drop can communicate directly with such a hollow or cavity - for example, in Figure 4 buffer 42 could be omitted.
It has been indicated above that filter or element rods of multiple lengths according to the invention may comprise several unit elements or filters according to the invention arranged integrally end-to-end, each element or unit filter being arranged symmetrically by relative to the adjacent unit or filter or to each of them. In the case of the multiple length embodiments represented in FIGS. 13 and 14 (to be compared to the unit lengths in FIGS. 6 and 8) for example, it will be seen however that they must not be provided with the filling 80 which is a necessary part unit lengths at least when incorporated into filter tipped cigarettes.
The invention therefore also provides elements and filters of multiple (and unitary) length in the absence of this filling 80 or the like which may be necessary in the filter-tipped cigarette to ensure the required increase in dilution by air during transfer of the smoke flow from paths with low pressure drop to paths with high pressure drop.
- The filling 80, when it must be present as part of rods of multiple lengths, could for example be applied locally to the barrier 3 by printing before the latter is disposed around the core during the initial production of the rod keep on going; an envelope could if necessary be applied to the composite collecting element consisting of the core and the barrier which surrounds it (preferably before cutting the continuous rod produced in multiple lengths) to protect the filling 80 during subsequent manipulations, before and during the production of the filter-tipped cigarette.
In embodiments of the type having a
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nes and external which must end in the same place, the passages can be limited by a circumferential undulation of the sleeve. For example, in FIGS. 6 and 8 the plain part of the envelope 44 and the filling 80 could be replaced by one or more circumferential undulations in the envelope 44 as at 52 in FIG. 4; Figures 13 and
14, the united parts surrounding the tubular elements 61
(Figure 13) and the pads 42 (Figure 14) would then be replaced by circumferentially corrugated parts.
Although occasional references are made here
to the barrier of the type which can be obstructed by the passage of unfiltered smoke, it is understood that the invention is not limited to cases where the smoke reaches the barrier in practice by being completely unfiltered. So tobacco itself always acts as a filter; in FIG. 8, there is necessarily some filtering by the buffer 42; while in other embodiments the smoke passes directly from the tobacco to the barrier, there is frequently some condensation of the constituents of the smoke before it reaches the barrier and the filter material could in fact be disposed in this part of the journey, for example in passages 66.
Any filtering between the tobacco and the barrier is however preferably kept weak because otherwise the obstruction effect of the barrier could be reduced too much to give an appreciable advantage.
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1. Tobacco smoke filter, which initially has relatively low pressure drop and relatively large pressure drop paths for the passage of smoke, a barrier being disposed across the or each path
at relatively low pressure drop, barrier initially permeable to smoke but which is obstructed when it is crossed by smoke, so that in use the preferential initial passage of smoke through the path or paths with low drop of pressure leads to their obstruction so that the passage of smoke through the path or paths with a strong pressure drop increases.