CH319210A - Elément filtrant notamment destiné à filtrer la fumée de tabac - Google Patents

Elément filtrant notamment destiné à filtrer la fumée de tabac

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CH319210A
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Lee Cobb Phara
Rawlings Hargrave Melvin
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Eastman Kodak Co
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24DCIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02Manufacture of tobacco smoke filters
    • A24D3/0204Preliminary operations before the filter rod forming process, e.g. crimping, blooming
    • A24D3/0212Applying additives to filter materials
    • A24D3/022Applying additives to filter materials with liquid additives, e.g. application of plasticisers

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  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Description


      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.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Elément filtrant, notamment destiné à fil trer la fumée de tabac, 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 filamenteux continu, et ladite enve loppe comprenant une pellicule formée par les fibres superficielles fondues de ladite masse. SOUS-REVENDICATIONS 1. Elément selon la revendication, caracté risé en ce qu'il comprend des fibres liées à des fibres contiguës en des points de contact ré partis au hasard.
    2. Elément selon la revendication, caracté risé en ce que les fibres, dans leur ensemble, sont alignées longitudinalement relativement à la masse. 3. Elément selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une masse de fibres en forme de boudin d'une structure uni taire dans laquelle des fibres sont liées à des fibres contiguës, en des points de contact répar tis au hasard.
    4. Elément selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de fibres présentant de courtes portions non orientées, crêpées de manière à être divergentes et convergentes relativement à l'axe principal des fibres. 5. Elément selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que chaque fibre de la masse s'étend pratiquement sur toute la longueur de la masse.
    6. Elément selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un mélange de fibres rendues plastiques et de fibres non ren dues plastiques, les liaisons étant constituées par soudures aux points de contact, des fibres rendues plastiques avec des fibres non rendues plastiques et d'autres fibres rendues plastiques. 7. Elément selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des fibres ther moplastiques et en ce que les liaisons sont constituées par des soudures obtenues par fu sion thermique entre les fibres en contact, aux points de contact. 8. Elément selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des fibres d'acétate de cellulose du type filé.
CH319210D 1952-12-05 1953-12-05 Elément filtrant notamment destiné à filtrer la fumée de tabac CH319210A (fr)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011141735A1 (fr) * 2010-05-12 2011-11-17 British American Tobacco (Investments) Limited Additif pour filtre

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