Elément filtrant notamment destiné à filtrer la fumée de tabac La présente invention a pour objet un élé ment filtrant notamment destiné à filtrer la fu mée de tabac pour en enlever la nicotine, les goudrons, etc., qui sont entraînés à l'état de vapeurs dans la fumée provenant de la com bustion du tabac. Elle se rapporte à un tel élé ment formant corps constitué par la réunion en boudin de fibres, notamment de fibres d'es ters de cellulose, cet élément convenant comme bout filtrant de cigarettes et comme filtre des tiné à être utilisé dans les pipes, les fume- cigare et les fume-cigarette.
On connait depuis quelque temps l'effica cité des esters cellulosiques, en particulier des acétates de cellulose, pour le "filtrage de la fu mée de tabac. On sait que l'acétate de cellulose, par exemple, enlève de la fumée de tabac de la nicotine, des goudrons et autres produits analogues en proportion plus grande que ne le font les autres matières communément utilisées pour enlever ces substances par filtrage de la fumée. On sait également que l'acétate de cel lulose absorbe une proportion moindre de l'humidité contenue dans la fumée et qu'elle ne produit donc pas l'âpreté propre à la fumée sèche.
On a antérieurement proposé de tirer avan tage des caractéristiques de l'acétate de cellu lose en tant que filtre pour la fumée de tabac en l'utilisant sous forme d'une masse refoulée d'acétate de cellulose, .par exemple de mousse d'acétate de cellulose ou de joncs d'acétate de cellulose contenant des passages longitudinaux. On a également proposé de filer l'acétate de cellulose pour en faire une matière propre à la préparation d'éléments filtrants mais, pour au tant qu'on le sache, les filtres faits d'acétate de cellulose filamenteux constitués de fibres filées comprennent généralement un tube de verre ou analogue empli de la matière fibreuse tassée sans ordre. On sait que l'efficacité des filtres constitués de fibres disposées parallèlement n'est pas bonne.
Il apparait qu'on n'a pas réussi à fabriquer des éléments filtrants en fibres orientées d'ester cellulosique qui, à la fois, pré sentent la densité, le diamètre et les autres caractéristiques requises pour l'industrie du tabac et conservent et utilisent la capacité de filtration remarquable de l'acétate de cellulose.
On a découvert que des faisceaux allongés de fibres alignées d'une manière sensiblement longitudinale et constituées, par exemple, d'acé tate de cellulose filé, peuvent être façonnés en éléments filtrants d'efficacité accrue, notam ment pour la fumée de tabac. On a ainsi décou vert un procédé de préparation d'éléments fil trants du type décrit présentant des propriétés de filtrage remarquablement bonnes. On peut ainsi obtenir des éléments filtrants qui présen tent non seulement de bonnes propriétés de filtrage mais encore, ce qui est aussi difficile à obtenir, sinon plus, l'ensemble des caractéris tiques qui les rendent propres à la confection par les appareils usuels de fabrication et d'em ballage des cigarettes.
L'élément filtrant faisant l'objet de l'inven tion, notamment destiné à filtrer la fumée de tabac, est caractérisé en ce qu'il comprend une masse de fibres en forme de boudin et une enveloppe encerclant cette masse, cette dernière comprenant un segment d'un faisceau filamen teux continu, et ladite enveloppe comprenant une pellicule formée par les fibres superficielles fondues de ladite masse.
D'une manière générale, on prépare l'élé ment filtrant en utilisant des fibres, telles que des fibres d'acétate de cellulose, d'une manière telle que l'élément se présente comme un bou din formant corps, constitué de fibres qui, dans l'ensemble, sont parallèles, bien que chacune des fibres, considérée sur une petite fraction de sa longueur, puisse être orientée au hasard dans diverses directions.
Le dessin représente, à titre d'exemples, trois types d'appareils destinés à illustrer la fabrication de l'élément objet de l'invention. Ces appareils sont décrits à titre purement in dicatif.
La fig. 1 montre en perspective le premier type d'appareil pour conformer un faisceau de fibres et souder par fusion des segments de fibres.
La fig. 2 est une représentation schéma tique, en coupe longitudinale verticale, du se cond type d'appareil dans lequel on utilise des produits chimiques liquides, tels que des plas tifiants, au lieu de la chaleur, pour provoquer le soudage à l'intérieur et à la surface du fais ceau.
La fig. 3 est une section longitudinale par tielle, à plus grande échelle, du bout filtrant d'une cigarette munie d'un élément filtrant.
La fig. 4 est une représentation schéma tique, en coupe longitudinale verticale, du troi sième type d'appareil, muni d'un moyen des- tiné à assurer une coalescence complète des fibres superficielles et l'obtention d'une pelli cule extérieure à partir de ces fibres superfi cielles.
Les appareils représentés aux fig. 1 et 2 sont conçus de façon à obtenir un boudin fil trant ; l'appareil de la fig. 4 se rapporte au procédé de fabrication le plus avantageux. Dans l'appareil représenté à la fig. 1, un faisceau filamenteux continu 11 passe dans un tube con- denseur conique 12 dont la forme d'entonnoir a pour effet de réduire le diamètre du faisceau à la valeur désirée par rapprochement récipro que des fibres dans toutes les directions perpen diculaires à l'axe longitudinal du faisceau.
Le tube condenseur 12 est prolongé par un tube court 13 de diamètre constant chauffé par une résistance électrique 14 ou un moyen équiva lent, tel un serpentin chauffé par la vapeur. La température de l'élément de chauffage et la vitesse de déplacement du faisceau sont réglées de manière que les fibres superficielles du fais ceau soient sensiblement toutes chauffées au point de fusion au cours de leur passage dans le tube, de sorte qu'elles subissent une coales- cence en formant une enveloppe superficielle extérieure continue à la surface du boudin formé par le faisceau de fibres.
Après son pas sage dans la forme d'exécution de la fig. 1, le boudin filtrant ainsi obtenu peut être envoyé dans une machine à découper non représentée qui coupe le boudin cylindrique continu entouré de son enveloppe en éléments filtrants. Ces élé ments peuvent être employés dans les appareils de fabrication des cigarettes de type connu pour être aboutées au tabac enveloppé constituant le corps de la cigarette.
La fig. 2 se rapporte à un appareil ana logue à celui de la fig. 1, sauf en ce qui con cerne un tube condenseur 26 qui est maintenu à la température ambiante et que la coalescence des fibres dans les régions superficielles du faisceau est produite par un solvant appliqué en jets sur un faisceau filamenteux continu 21 par des buses 27 disposées à la sortie du tube condenseur 26. Le solvant peut être associé à un agent de pénétration, tel que l'acétone. Le faisceau condensé et humecté de solvant peut ensuite, si on le désire, être soumis à une tem pérature élevée dans une étuve ou analogue, ce qui facilite la formation du boudin.
Il peut être préférable d'appliquer les jets de solvant sur le faisceau de fibres avant son passage dans le tube, ou à la fois avant et après la réduction de son diamètre.
L'appareil représenté à la fig. 4 est préféré pour la fabrication des éléments filtrants parce qu'il fournit le filtre le plus avantageux. Il comprend un élément de chauffage 68 pour fournir aux zones superficielles du faisceau con densé assez de chaleur pour déterminer la fu sion et la coalescence complètes des fibres su perficielles de manière à obtenir une enveloppe extérieure continue. Le faisceau 61 entre par l'extrémité réceptrice 67 d'une chambre à jets 62 et parcourt cette chambre dans laquelle des buses 63 envoient des jets de liquide. Un tube condenseur 64 donne au faisceau sa forme fi nale qu'il prend dans une section 65 de dia mètre constant de ce tube, avant de passer par l'élément de chauffage 68.
Cet élément est réglé conformément à la vitesse de déplacement du boudin de fibres de manière à ne chauffer es sentiellement que les régions superficielles du boudin, cela à la température minimum néces saire à la formation d'une enveloppe extérieure continue par coalescence des fibres.
La fig. 3 représente une cigarette munie d'un élément filtrant suivant l'invention ; on y voit un élément filtrant 80 formant corps, à paroi extérieure constituée d'une enveloppe for mée par coalescence de fibres, abouté à la masse de tabac 82, par un prolongement de l'enveloppe 83 de papier à cigarette. Une bande de liège 84 entoure et renforce le raccord.
Les éléments selon l'invention sont tous des boudins formant corps en fibres d'acétate de cellulose sensiblement alignés parallèlement à l'axe longitudinal du boudin et présentant des liaisons permanentes entre des fibres adjacentes en des points disposés au hasard. La liaison des fibres existe dans une certaine mesure à la fois dans les régions superficielles et à l'intérieur de la masse de fibres.
Cependant, on peut faire varier sensiblement l'importance de la liaison des régions superficielles relativement à la Rai son des fibres à l'intérieur du boudin, ce qui permet d'obtenir des filtres de caractéristiques différentes. Il résulte de ce qui précède que l'élément filtrant est constitué par des fibres contenues, sous une certaine pression, dans une enveloppe formée par fusion ou dissolution des fibres superficielles, les fibres intérieures étant liées au boudin pour faire corps.
Les fibres qui adhèrent les unes aux autres sont essentielle ment les fibres superficielles. La fabrication comprend les phases suivantes (1) transformation d'un faisceau de fibres orientées en majeure partie parallèlement entre elles et à l'axe longitudinal du faisceau en une masse fibreuse condensée et plus compacte de section transversale déterminée à l'avance, nor malement circulaire ou ovale ; (2) traitement du faisceau ainsi conformé par la chaleur ou un autre moyen de manière à solidifier ou souder la masse en un boudin formant corps, c'est-à-dire un faisceau de forme déterminée présentant des liaisons de soudure entre fibres, qui ait la section transversale dé terminée.
La soudure est obtenue principale ment par dissolution superficielle ou, dans une variante, par fusion des fibres formant les cou ches extérieures du faisceau condensé de ma nière à constituer une enveloppe superficielle continue relativement lisse. On entend ici par dissolution superficielle la création d'un état adhésif, poisseux ou facilement collant par dis solution ou début de dissolution des fibres ou de régions superficielles de ces fibres. Bien entendu, ces boudins continus peuvent être cou pés aux longueurs désirées et on peut choisir la longueur et la section transversale des élé ments coupés pour les adapter aux divers types de cigarettes, de pipes, de fume-cigarette et aux divers types de machines à fabriquer les ciga rettes.
II peut être désirable, dans certains cas, que la fusion et la soudure intérieure des fibres soient plus importantes que celles que peut as surer un dispositif de chauffe comprenant un élément entourant le faisceau de fibres. Il est alors nécessaire de fournir de la chaleur aux fibres contenues dans la masse sans chauffer les fibres superficielles à une température trop au-dessus de leur point de fusion ou de disso lution, quand on applique un plastifiant ou un solvant.
En tout cas, quand le traitement est surtout limité au chauffage en surface ou à l'action du solvant sur les fibres superficielles ou voisines de la surface du faisceau, le produit formé con siste en un faisceau condensé de fibres main tenu en masse compacte par une enveloppe extérieure en forme de pellicule, les fibres inté rieures étant maintenues en place dans cette enveloppe en partie par suite de la soudure des fibres entre elles et, surtout, par suite du tas sement et de l'enchevêtrement de ces fibres.
Par le fait que les éléments filtres obtenus com prennent une enveloppe extérieure résultant de la coalescence de fibres en ester cellulosique modifié et un mélange intérieur de fibres d'es ter cellulosique modifié, par exemple plastifié, et de fibres non plastifiées, sans liaison ou pres que des fibres à l'intérieur de ce mélange, l'élasticité est sensiblement fonction de la quan tité de fibres contenues dans l'enveloppe et le réglage précis de cette quantité permet de re produire avec exactitude l'élasticité de la ciga rette dans la partie constituée par le tabac. Un réglage précis permet ainsi d'obtenir un filtre dont l'emploi est très avantageux dans les ma chines usuelles à fabriquer et empaqueter les cigarettes.
La nature du boudin telle qu'elle résulte du degré de soudure des fibres est naturellement déterminée par les valeurs du taux de chauffe, du débit de l'air et de sa vitesse, tous ces fac teurs intervenant dans le degré de soudure.
La matière première utilisée sous forme de filaments ou de fibres peut être constituée d'un quelconque des nombreux dérivés de la cellu lose, en particulier les esters cellulosiques. L'acétate de cellulose s'est montré l'ester le plus avantageux. La matière préférée peut être un quelconque des divers acétates de cellulose, par exemple un triacétate ou un ester mixte tel qu'un acéto-propionate ou un acéto-butyrate. Il semble que le procédé de fabrication le plus avantageux de l'élément selon l'invention con- siste à utiliser un acétate de cellulose de type textile, contenant 38,
8 à 39,2 % d'acétyle, bien que la teneur en acétyle ne soit probable ment pas critique. On peut avantageusement choisir, par exemple, un ester cellulosique d'une teneur en propionyle de 0,6 à 1,7 0/0, d'une teneur en acétyle de 38,0 à 38,
7 % et d'une teneur en hydroxyle de 3,89 à 4 %- Les fibres d'acétate peuvent contenir un plastifiant conve nable dans des proportions variées mais, bien entendu, le plastifiant ne doit pas être toxique, ni ne donner de produits de décomposition toxiques.
Le citrate triéthylique constitue un plastifiant satisfaisant et les fibres d'acétate plastifiées utilisées de préférence contiennent environ 33 % en poids de plastifiant. La tri- propionine et le n-isopropyl-paratoluènesulfona- mide constituent d'autres plastifiants convena bles.
On a préparé des boudins filtrants satis faisants à l'aide d'un matière fibreuse formée entièrement d'acétate de cellulose du type tex tile et contenant beaucoup moins de plastifiant, c'est-à-dire la quantité minimum. Quand on utilise un mélange de fibres plastifiées et de fibres non plastifiées, on peut avantageusement projeter une quantité supplémentaire de plasti fiant à la surface du faisceau de fibres avant passage du faisceau dans le tube condenseur. Comme on l'a dit, une matière première très avantageuse est constituée par un mélange de fibres plastifiées et de fibres non plastifiées. Dans ce cas, ces fibres peuvent être constituées par un quelconque des acétates ou mélanges d'acétates ci-dessus décrits, ou des mélanges de ces acétates avec une autre matière fibreuse, telle que des fibres de viscose, de laine ou de coton.
Les mélanges de fibres plastifiées et de fibres non plastifiées se sont montrés les plus propres à la mise en forme et à la création des liaisons. On peut utiliser, à titre de fibres non thermoplastiques, de la viscose de coton.
Que les fibres soient sous forme d'une mè che de filaments continus ou d'un ruban de fibrane cardée, elles peuvent être lisses ou crê pées, mais c'est cette dernière forme qui est préférable. Les mèches cardées de fibrane sont un peu plus avantageuses que les mèches de filaments continus. On a obtenu de bons filtres à l'aide des mélanges de matières premières sui vantes.
EMI0005.0001
<B><I>50010</I></B> <SEP> de <SEP> fibres <SEP> d'acétate <SEP> de <SEP> cellu lose <SEP> filées, <SEP> plastifiées, <SEP> crê pées <SEP> et <SEP> coupées,
<tb> I
<tb> 50% <SEP> de <SEP> fibres <SEP> d'acétate <SEP> de <SEP> cellu lose <SEP> filées, <SEP> crêpées <SEP> et <SEP> cou pées.
<tb> 15 <SEP> % <SEP> de <SEP> fibres <SEP> d'acétate <SEP> de <SEP> cellu lose <SEP> filées, <SEP> plastifiées, <SEP> crê pées <SEP> et <SEP> coupées,
<tb> II
<tb> 85 <SEP> % <SEP> de <SEP> fibres <SEP> d'acétate <SEP> de <SEP> cellu lose <SEP> filées, <SEP> crêpées <SEP> et <SEP> cou pées.
<tb> 20 <SEP> % <SEP> de <SEP> fibrane <SEP> plastifiée <SEP> d'acé tate <SEP> de <SEP> cellulose,
<tb> III
<tb> 80% <SEP> de <SEP> fibrane <SEP> non <SEP> plastifiée
<tb> d'acétate <SEP> de <SEP> cellulose.
<tb> Acétate <SEP> de <SEP> cellulose <SEP> filé, <SEP> crêpé,
<tb> IV <SEP> coupé, <SEP> ne <SEP> contenant <SEP> pas <SEP> de <SEP> fibres
<tb> plastifiées. Les mélanges I et II sont traités à des tem pératures de 220 et de 230 C, alors que la matière IV qui ne contient pas de fibre plasti fiée exige une température de 260 C.
D'une manière générale, les mélanges de fibres d'acé- tate de cellulose contenant 15 à 50 % de fibres plastifiées, et de préférence 20 %, donnent de bons résultats.
Ainsi qu'il résulte de ce qui précède, les fibres peuvent affecter un certain nombre de dispositions susceptibles de passer dans le dis positif de mise en forme. Voici quelques exem ples : un cordeau formé de fibres filées conti nues complètement parallèles, un cordeau formé de fibres filées continues et crêpées sensible ment parallèles, une fraction de voile sortant du démêloir ou batteur formée de fibres cou pées et sans aucune orientation, des mèches de carde formées de fibres coupées partiellement orientées, des mèches à divers stades d'orien tation formées de fibres coupées. Ainsi, bien que les éléments filtrants préférés comprennent des fibres sensiblement alignées longitudinale ment, lesdits éléments peuvent être obtenus d'une seule pièce et présenter un alignement moins complet des fibres.
La mèche, le cordeau ou autre produit analogue peut être utilisé sous toute forme cylindrique ou de ruban sous la quelle se présentent normalement les matières de cette nature. Il est évidemment nécessaire pour qu'elle puisse être réduite au diamètre désiré que la mèche ne soit pas trop volumi neuse.
La mise en forme exige naturellement que les fibres d'ester de cellulose soient entraînées dans le tube condenseur par une force de trac tion, et non pas introduites dans ce tube par extrusion ou refoulement. Ainsi, la fusion ou la coalescence des fibres extérieures qui passent au contact de la paroi chauffée du tube se fait alors que ces fibres sont sous tension. Norma lement, tout tube chauffé dont l'entrée consti tue un guide en forme d'entonnoir prolongé par la section de mise en forme convient, mais il est préférable que la section conique du tube offre une surface intérieure qui assure une constriction progressive du faisceau.
Les fibres entrent naturellement par l'extrémité la plus ouverte de l'entonnoir et le faisceau se ressert, on condense jusqu'à ce qu'il présente sensible ment la dimension désirée du filtre lorsqu'il est tiré hors de l'extrémité la plus étroite du tube. On a constaté qu'il faut généralement réduire le diamètre du faisceau un peu au-delà du dia mètre désiré pour compenser l'action de ressort des fibres qui intervient lorsque cesse la pres sion exercée par le tube.
Le tube peut être chauffé par un procédé quelconque, tel que la circulation d'un fluide d'échange de chaleur, l'irradiation infrarouge, la chauffe diélectrique, etc. Dans le cas de l'acétate de cellulose du type textile d'une te neur en acétyle de l'ordre de 38 à 41 0/0, les limites de température du tube chauffant peu vent être définies comme étant approximative ment comprises entre le point de fusion ou de coalescence de la fibre d'acétate plastifiée ou de point de fusion le plus bas, pour ce qui con cerne la limite inférieure, et le point de com bustion des fibres pour ce qui concerne la li- mite supérieure.
Normalement, la chaleur est convenable si le tube est à une température si tuée entre 200 et 260 C. Un mélange à par ties égales de fibres plastifiées et de fibres non plastifiées, traité à 195 C, donne lieu à une surface crépelée, ce qui indique une coales- cence incomplète. Le même mélange donne à 248 C, une surface ridée avec formation d'es quilles fibreuses, ce qui indique qu'il y a eu excès de chaleur.
Bien que la vitesse de passage dans le tube dépende d'un certain nombre de facteurs tels que la composition des fibres, la température du tube, les dimensions du faisceau et l'élasticité désirée du produit, le spécialiste n'éprouvera aucune difficulté à déterminer les conditions convenables à la production du type désiré de produit. On peut mentionner qu'on a préparé des boudins filtrants satisfaisants à des températures supérieures à celles qu'on vient d'indiquer, à partir de mélanges de fibres d'acé tate de cellulose plastifié et de fibres d'acétate de cellulose non plastifié à des vitesses de for mation comprises entre 30 à 60 cm par minute et 12 mètres par minute, et plus.
Quand on applique un solvant, en brouil lard ou en vapeur, à la surface d'un faisceau, le tube de mise en forme du faisceau peut être maintenu à la température ambiante. Il est pré férable, dans certains cas de traitement par une vapeur, d'utiliser un procédé de manière à ob tenir la pénétration d'au moins une fraction de la vapeur à l'intérieur de la masse de fibres. On peut ainsi, si on le désire, associer le traitement par une vapeur à l'utilisation d'un gaz de chauf fage, qui peut être de l'air, de l'azote, de l'an hydride carbonique ou de la vapeur d'eau, peut contenir une certaine proportion de vapeur de solvant ou de plastifiant.
Dans -l'un et l'autre cas, le chauffage des fibres à l'état lâche ou flo conneux permet la pénétration du fluide de chauffage à l'intérieur du faisceau de fibres de sorte qu'au cours du passage subséquent du faisceau dans un tube de diamètre plus petit, la soudure des fibres ramollies par chauffe ou action du solvant se fasse à une profondeur et à un degré qui peuvent être déterminés par un choix judicieux des conditions. A partir du fait qu'un boudin allongé de fibres préférentielle- ment orientées longitudinalement, du type de l'acétate de cellulose textile, fournit un élément filtrant, on peut préparer des éléments filtrants intéressants qui présentent une enveloppe de papier ou d'une substance formant des pelli cules par couchage telle que l'acétate de cellu lose ou un autre dérivé de la cellulose.
Dans ce dernier cas, la substance formant la pellicule peut être appliquée à l'état d'une solution plas tifiée ou dans un état analogue, avant ou après la mise en forme du faisceau de fibres, par pro jection en jets ou immersion.
Toutefois, on a constaté que le mode de réalisation le plus avantageux consiste à former l'enveloppe par coalescence des fibres des ré gions superficielles du faisceau. On peut bien entendu utiliser cette structure avec une enve loppe supplémentaire de papier, si on le veut, surtout quand la coalescence donne lieu à la formation d'une pellicule seulement partielle ou discontinue.
Indépendamment de son utilisation comme filtre destiné à éliminer de la fumée de tabac, les goudrons, la nicotine et les autres consti tuants qui se dégagent par distillation du tabac, l'élément suivant l'invention convient à la fil tration de l'air, par exemple pour les systèmes de conditionnement d'air. On peut de même l'utiliser pour filtrer nombre d'autres gaz ou liquides.
Voici quelques exemples pratiques de fabri cation. <I>Exemple I</I> On fait passer un faisceau continu allongé de fibres en ester cellulosique du type textile contenant du citrate triéthylique, plastifiant non toxique et de saveur agréable, en masse suffi sante dans un tube condenseur de section cir culaire muni d'un élément de chauffage. La température du tube est maintenue à 225 C. Les fibres comprimées passant dans le tube sont tirées à la vitesse permettant aux fibres superficielles de fondre et d'adhérer les unes aux autres, formant ainsi une mince pellicule assurant une liaison solide.
L'orifice du tube utilisé est d'environ 8,4 mm de diamètre de sorte que le boudin filtrant formé est utilisable pour faire des éléments fil trants pour les cigarettes normales.
Le denier, la dimension des filaments et le nombre de fibres plastifiées utilisées détermi nent la densité et la perte de charge subie par l'air traversant une longueur définie du boudin. Les essais indiquent que l'on obtient des bou dins filtrants qui présentent des caractéristiques très satisfaisantes en ce qui concerne la densité, la perte de charge et la capacité de filtration.
<I>Exemple 11</I> On mélange dans une carde 70 % de fibres coupées d'acétate de cellulose du type textile usuel non plastifié et 30 % de fibres coupées plastifiées contenant
40 % de triacétine. On met ce mélange de fibres sous forme d'une mè che allongée de manière que les fibres soient sensiblement alignées longitudinalement et on fait passer cette mèche dans un tube conden- seur cylindrique chauffé à 250 C.
La mèche est ainsi comprimée et conformée en boudin continu, scellé par action de la chaleur, que l'on coupe en éléments de longueur désirée pour en faire des bouts filtrants de cigarettes par un procédé comportant la juxtaposition des cartouches ainsi obtenues à la masse de tabac constituant les cigarettes, ces deux éléments étant réunis par une seule feuille de papier et l'extrémité filtrante de la cigarette étant, de plus, entourée d'une bande de liège. <I>Exemple 111</I> Un appareil comprend un serpentin tubu laire de cuivre perforé en de nombreux points répartis dans les régions du serpentin regardant vers l'intérieur, ce qui donne une série de petits trous par lesquels l'air chaud s'échappe et vient frapper le faisceau lâche qu'on tire au centre du serpentin.
Un entonnoir en verre qui pour rait tout aussi bien être métallique ou fait d'une autre matière, est associé au dispositif. La mè che passe du serpentin dans cet entonnoir où s'effectuent la compression et la soudure. Une résistance électrique disposée extérieurement à la tige de l'entonnoir fournit de la chaleur pour favoriser le soudage des fibres extérieures du faisceau. Quand on n'applique pas de chaleur ex terne à la tige de l'entonnoir, on constate que la mèche tirée suivant un trajet où se recoupent les jets d'air chaud sortant du serpentin, puis par l'entonnoir, est soudée intérieurement, mais que sa surface n'est que très légèrement soudée.
Dans les mêmes conditions, si l'on chauffe la tige de l'entonnoir, le soudage a lieu dans toute la masse.
Dans les exemples décrits ci-dessus, les conditions correctes de fonctionnement des di vers dispositifs et procédés sont jugées d'après la nature du boudin sortant de l'appareil et la vitesse de l'écoulement de l'air, le taux de chauffage et le débit de la mèche peuvent être modifiés, comme on l'a dit, de manière à ac croître ou à réduire le degré de soudure. <I>Exemple IV</I> On essaye dans l'appareil de la fig. 1 un faisceau de filaments continus crêpés d'acétate de cellulose non plastifié. Aux températures élevées, on obtient une soudure très importante, mais il se produit aussi une décomposition de l'acétate de cellulose.
Ce dispositif permet tou tefois d'obtenir des boudins satisfaisants à par tir d'un faisceau de fibres peu plastifiées. L'uti lisation du cordeau au lieu de la mèche a l'avantage d'une plus grande régularité et per met de supprimer plusieurs opérations de fabri cation.
<I>Exemple V</I> On prépare un mélange constitué, d'une part, de fibres d'acétate de cellulose du type textile à crêpage maximum, d'un poids de 5 deniers par filament, longues de 6,25 cm et, d'autre part, de fibres coupées, de même lon gueur, d'acétate de cellulose plastifié de type textile d'un poids de 5 deniers par filament et contenant, en qualité de plastifiant, 50 parties d'acétyl-citrate triéthylique pour 100 parties d'acétate.
On lubrifie le mélange de fibres par une composition comprenant 96% de mono- laurate de polyoxyéthylènesorbitan et 4% de saccharine. On envoie le mélange dans un dé mêloir d'où le voile formé passe ensuite dans une carde, ce qui donne une mèche cardée du mélange de fibres plastifiées et de fibres non plastifiées d'acétate de cellulose. Le poids de la mèche est de 15 g à 16,6 g environ par mètre, ce qui permet d'obtenir un produit cardé qui, après le traitement, donne un boudin fil trant pesant environ 13 à 14,5 g par mètre.
On utilise un démêloir à trois foulons pour obtenir une masse d'un poids régulier. La mèche con tinue sortant de la carde est envoyée dans un tube de prééhauffage dont le diamètre décroît progressivement de 2,54 cm à 1,6 cm sur une distance de 40 cm environ. Le tube est chauffé à 220 C ; il sert à réchauffer la mèche, ce qui assure une pénétration de la chaleur qui facilite la réduction de la mèche avant qu'elle n'attei gne le tube condenseur. Ce réchauffage permet aussi un réglage meilleur et plus facile de la température du tube condenseur. On tire alors la mèche chauffée dans le tube de mise en forme proprement dit, qui présente une partie de section constante.
Ce tube est un tube de laiton de 24 cm environ de longueur totale qui présente une partie conique de 16 cm environ de long dont le diamètre décroît progressive ment de 22,2 mm à 8,6 mm, ce dernier dia mètre étant celui de la partie de section cons tante dont la longueur est environ 8 cm. Cette dernière partie du tube est chauffée à 210 C par des réchauffeurs par immersion qui l'entou rent et assure la transformation de la mèche réchauffée en un boudin cylindrique satisfaisant par fusion des fibres superficielles d'acétate plastifié et coalescence de la région superficielle de la masse . en une enveloppe entourant le faisceau des fibres intérieures.
On constate que le diamètre du boudin de fibres obtenu est de 8,15 à 8,4 mm suivant le poids de la mèche et l'étirage du boudin à la sortie du tube de resserrage. Le -boudin passe ensuite dans un tuyau de 6,25 mm environ où il est refroidi par quatre jets d'air comprimé à 2,8 kg/cm2. Le refroidissement immédiat. évite un étirage ex cessif en assurant la solidification des fibres plastifiées fondues. Des organes de tirage dis posés à l'extrémité de l'appareil assurent l'en traînement du faisceau de fibres à tous les postes de traitement. Ces organes sont consti tués par deux courroies rainurées montées sur des poulies mues mécaniquement. Les rainures sont destinées à recevoir exactement le boudin.
Le boudin flitrant continu est alors coupé en cartouches de 66 mm de longueur par des cou teaux montés à l'extrémité des organes de trac tion, et on utilise ces cartouches dans une ins tallation mécanique normale pour la fabrication de cigarettes à élément filtrant. <I>Exemple</I> UI On prépare un élément de filtre conformé ment à l'exemple ci-dessus décrit à l'aide de fines fibres blanches d'acétate de cellulose. Les fibres sont disposées en longueur de manière à former un boudin feutré dont on lie les fibres superficielles par application d'un solvant en jets, ce qui forme une enveloppe.
On a comparé un certain nombre d'éléments filtrants ainsi préparés avec un élément filtrant de type connu pour en déterminer comparativement les pro priétés physiques et la capacité de filtration. Les résultats obtenus montrent que les éléments filtrants suivant l'invention retiennent plus effi cacement la nicotine et les goudrons sans mo difier indésirablement la teneur en humidité de la fumée qui traverse le filtre.
En ce qui concerne le poids des éléments filtrants suivant l'invention, on comprend que le grand nombre des variables qui interviennent conduise à un intervalle de valeurs très étendu. On notera cependant que pour les boudins liés par la chaleur, de diamètre égal à celui des cigarettes usuelles, formés d'un mélange de fibres d'acétate de cellulose de type textile, les unes plastifiées, les autres non plastifiées, un poids correspondant à 93 à 112 cartouches de 66 mm de longueur pour 100 g de matière fibreuse donne les résultats les meilleurs pour le remplissage des embouts de liège pour ciga rettes et est le mieux adapté aux conditions de fonctionnement des machines normales de fa brication des cigarettes.