Procédé de fabrication d'un filtre et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On a utilisé ou proposé de nombreux filtres pour cigarettes, pipes, porte-cigarette, masques à gaz, inhalateurs chirurgicaux et autres appareils analogues à travers lesquels de l'air est aspiré par l'utilisateur, mais dans la plupart des cas le prix de fabrication et l'efficacité des filtres laissaient beaucoup à désirer.
Dans le cas particulier des filtres à fumée de tabac pour cigarettes et articles analogues, on s'est efforcé de diminuer la quantité de matières volatiles, principalement de goudron, entraînée par la fumée. Pour pouvoir éliminer efficacement une quantité sensible de gou- dron, le filtre devait être si serré que la succion nécessaire pour aspirer la fiunée à travers le filtre et la cigarette était augmentée dans des proportions inadmissibles.
C'est pourquoi on utilisait des filtres incomplets, c'est-à-dire: des filtres comportant des canaux ou passages, et ces filtres ne pouvaient éliminer efficacement qu'un faible pourcentage de goudron correspondant sensiblement et uni (liement au goudron qui se condensait sur les surfaces à travers lesquelles la fumée était aspirée.
On a utilisé, pour éliminer des quantités prédéterminées de goudron en même temps que la nicotine de la fumée de tabac aspirée à travers une cigarette ou un autre article de fumeur, des matières filtrantes efficaces, par exemple une matière fibreuse, telle que le coton, contenant des particules minérales réparties suivant une disposition prédéterminée et uniforme et possédant des dimensions voisines de celles des particules de fumée à éliminer, de manière à être retenues dans le coton pour retirer une proportion prédéterminée de ces dernières particules.
Malgré l'efficacité certaine de cette matière filtrante, son avantage dans un filtre à cigarette dépend de l'unifor- mité de sa densité sur toute la section transversale du filtre ne comportant ni canal, ni passage permettant à la fumée de court-cir- cuiter la matière filtrante. I;es mêmes exigences existent pour les autres genres de filtres.
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un filtre et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé selon l'invention est caraeté- risé par le fait qu'on replie longitudinalement une bande composite et de grande longueur, composée d'au moins deux couches d'une matière fibreuse et perméable alternant avec au moins une couche d'une ma- tière en feuille imperméable relativement à la matière fibreuse, de manière à donner à cette bande la forme d'une rigole, qu'on renferme la bande suivant un contour circonfé- rentiel, de manière à en faire un cordon d'une section approximativement circulaire, qu'on enveloppe le cordon dans une matière en feuille qui lui sert d'enveloppe tubulaire, et qu'on sectionne transversalement le cordon ainsi recouvert,
de manière à obtenir des bonchons cylindriques que l'on peut utiliser comme filtres.
Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé par le fait qu'il comporte, pour exécuter le repliage longitudinal de la bande, 1111 eylindre de plissage décalé par rapport à l'axe longitudinal de la bande.
On a décrit ci-après, à titre d'exemple, un mode de mise en oeuvre du procédé et une forme d'exécution du dispositif avec référence an dessin annexé, dans lequel:
La fig. 1 représente en élévation un dispositif pour assembler à plat trois couches de papier recouvertes chacune d'une toile de matière fibreuse telle que du coton.
La fig. 2 est une coupe transversale sui ant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une élévation du mécanisme servant à faire avancer le sandwich de trois couches alternées de coton et de papier à travers les stades successifs de traitement, et cette figure montre également le mécanisme de tranchage des bords, le mécanisme inter mottent d'alimentation, le mécanisme pour chasser du sandwich la feuille de papier la plus basse et le mécanisme pour sectionner la feuille transversalement en bandes longues et étroites.
La fig. 4 est une vue schématique en plan du mécanisme de la fig. 3, avec l'addition d'un mécanisme de formage conique destiné à donner aux bandes longues et étroites la forme d'un cordon, à envelopper et à sectionner celul-ci en éléments constituant les filtres.
La fig. 5 représente la matrice de formage conique de la fig. 4.
La fig. 6 est une élévation du mécanisme de formage conique considéré suivant la ligne 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une coupe transversale dn cylindre de plissage des bandes et de la courroie de transport des bandes suivant la ligne 7-7 de la fig. 6, et elle montre le décalage entre le cylindre de plissage et l'axe de la bande eomposite.
La fig. s est une coupe transversale de la matrice suivant la ligne 8-8 de la fig. 6.
La fig. 9 est une coupe transversale, sui avant la ligne 9-9 de la fig. 6, à travers le rouleau de pressage à surface concave faisant partie du mécanisme de formage.
Les fig. 10A, 10B et 10C sont des coupes de la bande à plusieurs couches dans les stades snccessifs de sa formation en cordon. et elles montrent les circonvolutions des cou- ches alternées de papier et de coton et le con- tact coton sur coton qui en résulte an centre sans aucun canal; elles montrent aussi le plissage décalé de la bande avant son entrée dans a matrice de formage conique.
La fig. 11 montre en perspective un dis positif de plissage des bandes à lame fixe.
Si l'on considère les fig. l et 2 du dessin, on voit que le coton ou autre matière fibreuse
C, avec ou sans addition de particules miué- ralles, est posé uniformément, sous la forme d'une toile mince, mais continue, sur une feuille de papier P, par exemple du papier crêpe dont les plis s'étendent transversalement.
La toile de coton peut être débitée eom- modément par une machine commerciale à carder, avec une largeur légèrement plus fai- ble que celle de la feuille de papier crêpe P, de sorte qu'une marge de 12 mm environ de largeur est réalisée sur le papier, au-delà des bords latéraux de la toile de coton C, comme on le voit sur la fig. 2.
Dans le filtre préféré, trois couches de coton et trois couches de papier composent le sandwich initial; elles sont superposées initialament les niies les autres et proviennent res r:ectivenent de trois rouleaux primaires d'alimentation 10, 11 et 12, les rouleaux 11 et 12 comprenant chacun une longue feuille de papier crêpe P supportant une couche de coton C, tandis que le rouleau 10 ne débite qu'une longue feuille de papier résistant P', tel que du papier Kraft , formant une bande de support et mir laquelle repose également une couche de coton C. La feuille de papier résistant P' peut être remplacée par du papier crêpe si on le désire.
Les trois rouleaux primaires d'alimentation 10, 11 et 12 se dérouIent simultanément et les parties déroulées de chaque rouleau re couvrent les parties déroulées des autres rouleaux de la manière repirésentée sur la fig. 1, de manière à former le sandwich S compre- nant six couches, alternativement de papier et de coton, la couche inférieure étant en papier et la couche supérieure en coton, comme on le voit sur la fig. 2.
Les rouleaux primaires d'alimentation 10, 1 1 et 12 sont montés sur des mandrins tourin lonnant dans un bâti non représenté. Un transporteur entraîné par des courroies sans fin 13 peut supporter le sandwich X, l'entraî- ner et dérouler les rouleaux 10, 11 et 12 par contact de friction. De cette manière, les dif férentes bandes composées chacune de detix couches se déroulent des rouleaux 10, 11 et 12 et s'enroulent sur un rouleau principal d'ali- mentation 14 en synchronisme entre elles et avec ce dernier rouleau, de telle manière que le coton C et le papier P ne sont pas tendus.
Le rouleau principal 14 peut être entraîné Si on le désire.
On transfère le rouleau 14 de la machine de la fig. 1 à celle de la fig. 3, afin de le laisser se dérouler sur la table : 15 de celle-ci.
Conformément à une variante, le sandwich S peut être fourni directement par le transporteur 13 à la table 15. En supposant que l'on transfère le rouleau 14 d'emmagasinage sur la machine de la fig. 3, celui-ei se déroule à plat sur la table 15 par nn moyen quelconque, par exemple en entraînant son mandrin par un mécanisme d'entraînement intermittent comprenant une source de puissance telle que le moteur électrique : 16 représenté sur la fig. 3 ;
de cette manière, l'avance du sandwich Di est svnchronisée avec la machine à mouvement intermittent qui fabrique les bouchons ai que l'on décrira un peu plns loin. Le dé roulement du rouleau 1.4 est réglé de manière à conserver une vitesse linéaire et uniforme du sandwich S sur la table 15.
Quand le sandwich S avance sur la table 15, les marges du papier crêpe, qui s'étendent au-delà des bords latéraux des trois toiles de coton C, sont tranchées d'une manière quel- conque, par exemple par des couteaux rotatifs 17 entraînés par une courroie 18 à partir du mandrin du rouleau 14 (ou d'une autre manière), comme on le voit sur les fig 3 et 4. Le sandwich S comprend alors des couches alternées de papier P et de coton C d'une largeur uniforme.
Ses bords ayant été tranchés, le sandwich S est soumis à l'action d'un cylindre d'entraînement 19, qui est entraîné par une courroie 20; ce cylindre 19 aide à tirer le sandwich S à travers les couteaux 17 et à le faire avancer le long de la table 15; ce cylindre d'entraînement est disposé immédiatement après les couteaux 17, comme on le voit sur les fig. 3 et 4.
Un cylindre monté fou 21 est disposé immédiatement après le cylindre d'entraîne- ment 19, dans une fente de la table 15; la couche inférieure en papier résistant P' se déplace vers le bas sur ce cylindre et se trouve ainsi séparée de la couche inférieure de coton qui prend maintenant la place de la couche en papier résistant P' par laquelle le sandwich S était supporté jusqu'à présent snr la table 15.
La couche en papier résistant Pt est tirée sur le cylindre de tirage 22 entraîné par une courroie 23 à la vitesse circonférentielle convenable pour obtenir un mouvement uniforme du sandwich S en travers de la table 15, le cylindre 22 faciiitant ainsi ce déplacement A ce moment, le sandwich S comprend deux couches de papier P et trois coton ches de coton C, les couches supérieure, inférieure et centrale étant en coton et deux cou chas de papier étant intercalées entre elles.
A partir de ce point, le sandwich S à cinq couches repose sur la plate-forme transversale 24 et avance par intermittenee sous l'action de poussoirs 25 animés d'un mouvement alter- natif et actionnés par un arbre oscillant 26.
Les poussoirs 25 représentés sur la fig. 3 font avancer le sandwich S sons un couteau 27 à mouvement alternatif qui tronçonne le sandwich transversalement an bandes étroites 28 pouvant avoir par exemple une largeur de l'ordre de 38 mm et une longueur de l'ordre de 66 cm. Les bandes 28 ainsi tronçonnées sont logées dans un canal 29 dans lequel elles avancent longitudinalement sous l'action du transporteur à courroie représenté sur la fig. 6; ce transporteur comprend une courroie sans fin 30 passant sur deux rouleaux 31 qui sont disposés horizontalement et peuvent tourner de manière à réaliser entre eux une surface de transport horizontal.
La courroie 30 passe également sur une série de rouleaux 32, dont l'un est entraîné pour mouvoir la courroie 30 dans la direction voulue, de la droite vers la gauche en regardant la fig. 6.
Un rouleau d'alimentation 32' est disposé au-dessus de l'extrémité de droite de la courroie 30 (en regardant la fig. 6); ce rouleau est entraîné en rotation par la courroie 30 avec une vitesse périphérique égale à la vitasse linéaire de celle-ci, et il presse la bande 28 contre la courroie 30 pour la faire avancer vers la gauche en même temps que celle-ci, comme on le voit sur les fig. 5 et 6.
Un cylindre 33 de plissage se trouve immédiatement après le rouleau d'alimentation 32'; il est également entraîné par la courroie 30 et par l'intermédiaire de la bande 28; ce cylindre 33 est légèrement décalé latéralement par rapport à l'axe longitudinal de la bande 28, approximativement de 6,3 mm, comme on le voit en particulier sur les fig. 5 et 7. En raison de ce décalage par rapport à la bande 28, la périphérie arrondie du cylindre de plissage 33 replie la bande 28 inégalement dans le sens de sa longueur; autrement dit, la partie de gauche de la bande 28, en regardant sa coupe sur les fig. 7, 8 et 10A, est plus large que sa partie de droite.
Par conséquent, lorsque les bords de la bande 28 se soulèvent sous l'action de pliage du cylindre 33, le bord de gauche monte plus haut que le bord de droite, de sorte que la bande 28 présente en coupe la forme d'une rigole à bords inégaux, comme on le voit sur les fig. 7 et 10A. Ainsi, si on rabat à plat les deux côtés de la bande 28 l'un sur l'autre, les bords latéraux ne coïncident pas, comme on le voit sur la fig. 10B.
Des guides 34 en forme de canal sont disposés de chaque côté du cylindre 33; ils se redressent vers le haut de manière à faciliter le retournement des bords de la bande 28 vers le haut, comme on l'a expliqué. Afin de te- nir compte du fait que le côté de gauche de la bande est plus large, le guide 34 de gauche est plus long et sJétend plus loin de l'axe de la courroie 30, comme on le voit sur la fig. 7. Inversement, le guide 34 de droite est plus court, et se trouve un peu plus près de l'axe de la courrele 30 afin de recevoir la portion la plus courte de la bande 28 représentée en coupe.
Lorsque la courroie 30 transporte la bande 28 à travers les guides 34, celle-ci pénètre dans la matrice de formage conique 35 à un moment où ses bords latéraux ont été soulevés pour lui donner en coupe la forme d'un J renversé, dont la branche de gauche est plus longue pour les raisons déjà mentionnées. Par conséquent, lorsque la bande 28 repliée en forme de J pénètre dans la matrice 35 de forme conique, qui prolonge les guides 34, ses bords décalés sont recourbés vers le bas d'un côté de la partie centrale qui prend alors la forme de volute représentée sur la fig. 10C.
Lorsque la bande 28 avance, la concavité de la surface du cylindre 36, qui coopère avec le cylindre supérieur 37 à surface concave, déforme la courroie 30 pour lui donner la forme d'un U, afin d'aider à donner à la bande 28 un contour extérieur circulaire et qu'elle forme ainsi un cordon 28' (fig. 9).
La bande 28 a donc à ce moment une section transversale de forme générale circulaire, avec un contact central coton sur coton entre la surface supérieure primitive en coton et la surface inférieure primitive an coton de la bande 28, et entre ces deux surfaces de coton repliées l'une sur l'autre; cette disposition empêche ou ferme tous les passages qui tendraient à se produire, ce résultat étant favorisé par le défaut d'alignement des bords de la bande 28, de sorte qu'on obtient finalement une densité uniforme.
Le cordon sortant d'entre les guides 38 est livré immédiatement à la station d'enveloppement, où une bande 39, de papier à cigarette par exemple, est fournie concurremment par une bobine 40 (fig. 4), et où le cordon 28' est enveloppé, la ligne de raccordement du papier étant fermée à la chaleur avec une colle ou un ciment en 41.
Les différents cordons sont alignés bout à bout au iur et à mesure de leur formation et, du fait de leur enveloppement dans le papier débité par la bobine 40, il sort de la machine une tige continue 42 qui est découpée par le couteau volant 44 en troncons cylindriques 43 d'une longueur approximative de 66 mm.
Les tronçons cylindriques i3, ayant le joint transversal formé à la jonction des bandes successives, sont recueillis en éliminant 1/10 de leur longueur, et les tronçons restants sont alors subdivisés en tronçons plus courts que l'on incorpore à l'extrémité d'une cigarette, dans une machine à fabriquer les cigarettes.
Le repliage décalé de la bande 28, destiné à appliquer les deux bords de la bande l'un sur l'autre avec un certain décalage, peut être réalisé par d'autres moyens que le cylindre de la fig. 8. Par exemple, la lame verticale et fixe 33', représentée sur la fig. 11, peut accomplir la fonction de pliage du cylindre 33, et on peut utiliser tout autre mécanisme.
Dans son passage à travers la matrice 35 de formage conique, la bande 28 en forme de rigole à bords inégaux se courbe suivant une forme voisine de celle d'une poire dont le bout étroit se prolonge par une courbe. Dans tous les cas, le contact coton sur coton et le défaut d'alignement des bords latéraux em- pechent la formation de canaux ou passages à travers lesquels la fumée ou d'autres matières gazeuses pourraient court-circuiter la matière du filtre et échapper ainsi au traitement.
Bien qu'on préfère le pliage excentré de la bande pour décaler les bords de celle-ci au moment de la transformer en un cordon, le repliage de la bande suivant son axe longitudinal et en vue de lui donner une section en forme de U fournit également des filtres qui sont satisfaisants pour un grand nombre d'applications, en raison du contact coton sur coton réalisé par l'emploi d'un nombre de couches de coton supérieur à celui des couches de papier, par exemple respectivement deux pour un, ou trois pour deux, ou cinq pour quatre, suivant les exigences.
On peut réaliser des dispositifs analogues pour former des filtres de différentes dimensions et en vue de leur application à des mets- ques à gaz ou à des respirateurs chirurgicaux, ou comme cartouches de filtrage pour les fume-cigarette, les pipes et articles anal on gues.
Le terme coton utilisé ici désigne toute fibre textile, naturelle ou syntllétique, susceptible de former une toile mince et perméable; le terme papier utilisé ici désigne toute matière en feuille ayant les propriétés décrites et relativement imperméables au passage des gaz et des vapeurs, par rapport à la matière fibreuse.
REVENDICATIONS:
I. Procédé de fabrication d'un filtre caractérisé par le fait qu'on replie longitudina liement une bande composite et de grande lon leur, composée d'au moins deux couches d'une matière fibreuse et perméable alternant avec au moins une couche d'une matière en feuille imperméable relativement à la matière fibreuse, de manière à donner à cette bande la forme d'une rigole, qu'on renferme la bande suivant un contour eireonférentiel, de manière à en faire un cordon d'une section approximativement circulaire, qu'ou enveloppe le cordon dans une matière en feuille qui lui sert d'enveloppe tubulaire, et qu'on sectionne transversalement le cordon ainsi recouvert,
de manière à obtenir des bouchons cylindriques que l'on peut utiliser comme filtres.
Method of manufacturing a filter and device for implementing this method.
Many filters have been used or proposed for cigarettes, pipes, cigarette holders, gas masks, surgical inhalers and the like through which air is drawn in by the user, but in most cases the cost of The workmanship and efficiency of the filters left a lot to be desired.
In the particular case of tobacco smoke filters for cigarettes and the like, attempts have been made to decrease the amount of volatile matter, mainly tar, entrained by the smoke. In order to be able to effectively remove a substantial amount of tar, the filter had to be so tight that the suction necessary to suck the fiunée through the filter and the cigarette was increased in unacceptable proportions.
This is why we used incomplete filters, that is to say: filters comprising channels or passages, and these filters could effectively remove only a small percentage of tar corresponding substantially and united (binding to the tar which is condensed on the surfaces through which the smoke was drawn.
To remove predetermined amounts of tar along with nicotine from tobacco smoke drawn through a cigarette or other smoker's article, effective filter materials have been used, for example a fibrous material, such as cotton, containing mineral particles distributed in a predetermined and uniform arrangement and having dimensions close to those of the smoke particles to be removed, so as to be retained in the cotton to remove a predetermined proportion of the latter particles.
Despite the certain efficiency of this filtering material, its advantage in a cigarette filter depends on the uniformity of its density over the entire cross section of the filter having no channel or passage allowing the smoke to bypass. cook the filter material. The same requirements exist for other types of filters.
The present invention relates to a method of manufacturing a filter and a device for implementing this method.
The process according to the invention is characterized by the fact that one folds up longitudinally a composite strip of great length, composed of at least two layers of a fibrous and permeable material alternating with at least one layer of one width. - sheet material impermeable relative to the fibrous material, so as to give this strip the shape of a channel, which encloses the strip along a circumferential contour, so as to make a bead of approximately section circular, that the cord is wrapped in a sheet material which serves as a tubular envelope, and that the cord thus covered is cut transversely,
so as to obtain cylindrical caps which can be used as filters.
The device for implementing this method is characterized in that it comprises, in order to carry out the longitudinal folding of the strip, 1111 a pleating cylinder offset with respect to the longitudinal axis of the strip.
An embodiment of the method and an embodiment of the device have been described below, by way of example, with reference to the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 shows in elevation a device for assembling flat three layers of paper each covered with a web of fibrous material such as cotton.
Fig. 2 is a cross section taken along line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is an elevation of the mechanism for advancing the sandwich of three alternating layers of cotton and paper through successive stages of processing, and this figure also shows the edge slicing mechanism, the inter mottent feeding mechanism, the mechanism for driving the lowest sheet of paper out of the sandwich and the mechanism for severing the sheet transversely into long, narrow strips.
Fig. 4 is a schematic plan view of the mechanism of FIG. 3, with the addition of a conical forming mechanism intended to give the long and narrow bands the shape of a bead, to wrap and to sever the latter in elements constituting the filters.
Fig. 5 shows the conical forming die of FIG. 4.
Fig. 6 is an elevation of the considered conical forming mechanism taken along line 6-6 of FIG. 5.
Fig. 7 is a cross section of the web pleating cylinder and the web transport belt taken along line 7-7 of FIG. 6, and it shows the offset between the pleating cylinder and the axis of the composite web.
Fig. s is a cross section of the die taken along line 8-8 of FIG. 6.
Fig. 9 is a cross section taken before line 9-9 of FIG. 6, through the concave surface pressing roll forming part of the forming mechanism.
Figs. 10A, 10B and 10C are sections of the multi-layered strip in the early stages of its bead formation. and they show the convolutions of the alternating layers of paper and cotton and the resulting cotton-to-cotton contact in the center without any channel; they also show the staggered pleating of the strip before it enters the conical forming die.
Fig. 11 shows in perspective a positive pleating of the strips with a fixed blade.
If we consider figs. 1 and 2 of the drawing, it can be seen that cotton or other fibrous material
C, with or without the addition of midal particles, is laid uniformly, in the form of a thin, but continuous, web on a sheet of paper P, for example crepe paper, the folds of which extend transversely.
The cotton canvas can be fed moderately by a commercial carding machine, with a width slightly smaller than that of the crepe paper sheet P, so that a margin of about 12 mm in width is made on the paper, beyond the side edges of the cotton canvas C, as seen in fig. 2.
In the preferred filter, three layers of cotton and three layers of paper make up the initial sandwich; they are initially superimposed the niies of the others and come res r: ectivenent from three primary feed rollers 10, 11 and 12, the rollers 11 and 12 each comprising a long sheet of crepe paper P supporting a layer of cotton C, while the roll 10 only delivers a long sheet of resistant paper P ', such as Kraft paper, forming a backing strip and which also rests a layer of cotton C. The sheet of resistant paper P' can be replaced by crepe paper if desired.
The three primary feed rollers 10, 11 and 12 unwind simultaneously and the unwound parts of each roll cover the unwound parts of the other rolls as shown in fig. 1, so as to form the sandwich S comprising six layers, alternately of paper and cotton, the lower layer being made of paper and the upper layer of cotton, as can be seen in FIG. 2.
The primary feed rollers 10, 11 and 12 are mounted on spindle mandrels in a not shown frame. A conveyor driven by endless belts 13 can support the sandwich X, drive it and unwind the rollers 10, 11 and 12 by frictional contact. In this way, the different bands, each composed of ten layers, unwind from the rolls 10, 11 and 12 and wind up on a main supply roll 14 in synchronism with each other and with the latter roll, so that cotton C and paper P are not stretched.
The main roller 14 can be driven if desired.
The roller 14 is transferred from the machine of FIG. 1 to that of FIG. 3, in order to let it unfold on the table: 15 of it.
According to an alternative, the sandwich S can be supplied directly from the conveyor 13 to the table 15. Assuming that the storage roll 14 is transferred to the machine of FIG. 3, this takes place flat on the table 15 by any means, for example by driving its mandrel by an intermittent drive mechanism comprising a power source such as the electric motor: 16 shown in FIG. 3;
in this way, the advance of the sandwich Di is synchronized with the intermittent motion machine which manufactures the caps ai which will be described a little further on. The unrolling of the roller 1.4 is adjusted so as to maintain a linear and uniform speed of the sandwich S on the table 15.
As the sandwich S advances on the table 15, the crepe paper margins, which extend beyond the side edges of the three cotton fabrics C, are sliced in some way, for example by rotary knives 17 driven by a belt 18 from the mandrel of the roll 14 (or in another way), as seen in Figs 3 and 4. The sandwich S then comprises alternating layers of paper P and cotton C of a uniform width.
Its edges having been cut, the sandwich S is subjected to the action of a drive cylinder 19, which is driven by a belt 20; this cylinder 19 helps to pull the sandwich S through the knives 17 and to advance it along the table 15; this drive cylinder is arranged immediately after the knives 17, as can be seen in FIGS. 3 and 4.
A loose mounted cylinder 21 is disposed immediately after the drive cylinder 19, in a slot in the table 15; the lower layer of resistant paper P 'moves downward on this cylinder and is thus separated from the lower layer of cotton which now takes the place of the layer of resistant paper P' by which the sandwich S was supported until present in table 15.
The Pt resistant paper layer is pulled over the take-off cylinder 22 driven by a belt 23 at the suitable circumferential speed to achieve uniform movement of the sandwich S across the table 15, the cylinder 22 thus facilitating this movement. the sandwich S comprises two layers of paper P and three cotton ches of cotton C, the upper, lower and central layers being of cotton and two necks of paper eyes being interposed between them.
From this point, the five-layer sandwich S rests on the transverse platform 24 and advances intermittently under the action of pushers 25 moved in a reciprocating motion and actuated by an oscillating shaft 26.
The pushers 25 shown in FIG. 3 advance the sandwich S sounds a reciprocating knife 27 which cuts the sandwich transversely in narrow strips 28 which may have for example a width of the order of 38 mm and a length of the order of 66 cm. The strips 28 thus cut off are housed in a channel 29 in which they advance longitudinally under the action of the belt conveyor shown in FIG. 6; this conveyor comprises an endless belt 30 passing over two rollers 31 which are arranged horizontally and can rotate so as to form between them a horizontal transport surface.
The belt 30 also passes over a series of rollers 32, one of which is driven to move the belt 30 in the desired direction from right to left looking at FIG. 6.
A feed roller 32 'is disposed above the right end of the belt 30 (looking at Fig. 6); this roller is driven in rotation by the belt 30 with a peripheral speed equal to the linear speed of the latter, and it presses the strip 28 against the belt 30 to make it advance to the left at the same time as the latter, as it can be seen in fig. 5 and 6.
A pleating cylinder 33 is immediately after the supply roller 32 '; it is also driven by the belt 30 and by the intermediary of the band 28; this cylinder 33 is slightly offset laterally with respect to the longitudinal axis of the strip 28, by approximately 6.3 mm, as can be seen in particular in FIGS. 5 and 7. Due to this offset relative to the strip 28, the rounded periphery of the pleating cylinder 33 folds the strip 28 unevenly in the direction of its length; in other words, the left part of the strip 28, looking at its section in figs. 7, 8 and 10A, is wider than its right part.
Therefore, when the edges of the strip 28 lift up under the folding action of the cylinder 33, the left edge rises higher than the right edge, so that the strip 28 has the shape of a channel in cross section. with unequal edges, as seen in figs. 7 and 10A. Thus, if the two sides of the strip 28 are folded flat on one another, the side edges do not coincide, as can be seen in FIG. 10B.
Channel-shaped guides 34 are arranged on each side of cylinder 33; they straighten upwards so as to facilitate the turning of the edges of the strip 28 upwards, as has been explained. In order to take into account that the left side of the strip is wider, the left guide 34 is longer and extends further from the axis of the belt 30, as seen in FIG. 7. Conversely, the guide 34 on the right is shorter, and is located a little closer to the axis of the belt 30 in order to receive the shorter portion of the strip 28 shown in section.
As the belt 30 carries the strip 28 through the guides 34, the latter enters the conical forming die 35 at a time when its side edges have been lifted to give it in section the shape of an inverted J, whose left branch is longer for the reasons already mentioned. Therefore, as the folded J-shaped strip 28 enters the conical-shaped die 35, which extends the guides 34, its offset edges are curved down to one side of the central portion which then takes on the volute shape. shown in fig. 10C.
As the web 28 advances, the concavity of the surface of the cylinder 36, which cooperates with the upper cylinder 37 of concave surface, deforms the belt 30 to form a U-shape, to help shape the web 28 a circular outer contour and thus forms a bead 28 '(fig. 9).
The strip 28 therefore has at this time a cross section of generally circular shape, with a central cotton-to-cotton contact between the primitive upper cotton surface and the lower primitive cotton surface of the strip 28, and between these two folded cotton surfaces. one over the other; this arrangement prevents or closes all the passages which would tend to occur, this result being favored by the misalignment of the edges of the strip 28, so that a uniform density is finally obtained.
The bead exiting between the guides 38 is delivered immediately to the wrapping station, where a strip 39, of cigarette paper for example, is concurrently supplied by a spool 40 (Fig. 4), and where the bead 28 ' is wrapped, the connection line of the paper being heat sealed with glue or cement at 41.
The various cords are aligned end to end at the iur and as they are formed and, due to their envelopment in the paper debited by the reel 40, a continuous rod 42 comes out of the machine which is cut by the flying knife 44 in cylindrical sections 43 with an approximate length of 66 mm.
The cylindrical sections i3, having the transverse joint formed at the junction of the successive bands, are collected by eliminating 1/10 of their length, and the remaining sections are then subdivided into shorter sections which are incorporated at the end of a cigarette, in a cigarette maker.
The offset folding of the strip 28, intended to apply the two edges of the strip to one another with a certain offset, can be achieved by means other than the cylinder of FIG. 8. For example, the vertical and fixed blade 33 ', shown in FIG. 11, can perform the function of folding cylinder 33, and any other mechanism can be used.
In its passage through the conical forming die 35, the channel-shaped strip 28 with unequal edges curves in a shape similar to that of a pear, the narrow end of which is extended by a curve. In all cases, the cotton-to-cotton contact and the misalignment of the side edges prevent the formation of channels or passages through which smoke or other gaseous material could bypass the filter material and thus escape. to treatment.
Although off-center folding of the strip is preferred to offset the edges of the strip when converting it into a bead, folding the strip along its longitudinal axis and to give it a U-shaped section provides also filters which are satisfactory for a large number of applications, due to the cotton-to-cotton contact achieved by the use of a number of layers of cotton greater than that of the layers of paper, for example two to one respectively, or three for two, or five for four, depending on requirements.
Similar devices can be made to form filters of different sizes and with a view to their application to gas mets or surgical respirators, or as filter cartridges for cigarette holders, pipes and anal ong articles. .
The term cotton used here denotes any textile fiber, natural or synthetic, capable of forming a thin and permeable fabric; the term paper used herein denotes any sheet material having the properties described and relatively impermeable to the passage of gases and vapors, with respect to the fibrous material.
CLAIMS:
I. Method of manufacturing a filter characterized by the fact that one folds longitudinally a composite strip and of great length, composed of at least two layers of a fibrous and permeable material alternating with at least one layer of a sheet material which is impermeable relative to the fibrous material, so as to give this strip the shape of a channel, which encloses the strip along an eireonferential contour, so as to make a bead of approximately circular section, that or wraps the cord in a sheet material which serves as a tubular envelope, and that the cord thus covered is cut transversely,
so as to obtain cylindrical plugs which can be used as filters.