CH394914A - Filter element for filtering tobacco smoke and method for its manufacture - Google Patents

Filter element for filtering tobacco smoke and method for its manufacture

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CH394914A
CH394914A CH6217358A CH6217358A CH394914A CH 394914 A CH394914 A CH 394914A CH 6217358 A CH6217358 A CH 6217358A CH 6217358 A CH6217358 A CH 6217358A CH 394914 A CH394914 A CH 394914A
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CH
Switzerland
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filaments
sep
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particles
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Application number
CH6217358A
Other languages
French (fr)
Inventor
Patrick Touey George
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
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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
    • A24D3/06Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/16Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Description

  

      Elément        filtrant    destiné à filtrer la fumée de tabac et     procédé        pour    sa fabrication    L'invention concerne     des    éléments filtrants de la  fumés de     :tabac    pouvant être     utilisés    .dans des ciga  rettes, dm     pipes,        :des        fume-cigarette    et :des     fume-          cigare.     



  L'élément filtrant faisant l'objet<B>-de</B> la     présents     invention,     destiné    à filtrer la     fumée    de     tabiac,    est  caractérisé     en    ce qu'il comprend un     faisceau    de fila  ments synthétiques     continus    et des     particules        finement     divisées     d'un    sel inorganique -de     calcium    ou de ma  gnésium ou de     stéarate,de        :calciu:

  .m    ou de     magnésium     insoluble dans l'eau, réparties sur toute la surface des  filaments et liées à ces derniers par un agent de  liaison compatible avec la matière constituant les  filaments.  



  L'agent de liaison peut     comprendre    une     substance     miscible :avec ladite     matière    ou     constituant    un sol  vant de     celle-ci.    Ledit sel inorganique est de, préfé  rence le     sel    d'un     acide        plus    faible que l'acide acétique.  



       Dans    la mise en     oeuvre        d'un    procédé de fabrica  tion de cet élément,     les        filaments    d'une masse     fil-          trante    fibreuse et perméable reçoivent un dépôt dis  persé d'un sel inorganique solide finement divisé, par  exemple des phosphates ou des     carbonates    de     magné-          sium    ou de calcium.

   En général,     l'espacement    des  filaments forme de minuscules passages pour la fu  mée à travers la masse,     celle-ci    :comprenant un addi  tif     constitué    par les particules solides finement divi  sées d'un sel     inorganique        insoluble    dans l'eau du type       décrit        ci-dessus,

          par        exemple    à     raison        de    5 à     60        %          et        de        préférence        de    5 à     30        '%        du        poids        du        filtre,

          la     concentration ne présentant pas une valeur     critique     tant qu'il y .a     suffisamment        d'additif        présent        pour     améliorer l'efficacité de filtration du     filtre    sans     créer     une chute de pression     excessive.    Ces particules sont       supportées    par les     filaments    le long de la     surface    de  ceux-ci,

   occupant     certaines    positions le long des pa  rois desdits passages et     bloquant        partiellement    ces         derniers,    de manière     qu'une        partie        .considérable    de la       fumée    heurte les particules.  



  On peut     utiliser    tout moyen connu pour vaporiser  une poudre sur la     surface        fibreuse    ou à travers la  masse     fibreuse        dans        lia    fabrication du     filtre.    Par exem  ple,

   le sel     inorganique    en poudre     peut        être        soufflé     sur les     filaments    ou     il    peut     être        appliqué    sous forme  d'une boue avec de l'eau froide ou avec .un véhicule  organique     volatil.    Une autre méthode     consiste    à appli  quer la poudre sur .les filaments par voie électrostati  que,     c'est-à-dire    à     induire    une charge sur les     fila-          menas,

          pair        frottement    ou     autrement,    et     ensuite    à     faire     passer les     filaments    à travers une chambre contenant  un nuage fortement     concentré        @de    sel en     poussière.     Après     l'attraction    électrostatique des sels sur ce     fila-          ment,

      les sels sont fixés par     un    .agent de     liaison.    Cette       app#!cation    se fait de préférence sur des     filaments     en forme de     filasse    et à l'état étalé.

   Une autre mé  thode d'application des     particules    de sel consiste à       mouiller    la     surface        des        filaments    avec un     adhésif    ou  un plastifiant avant de les exposer à un     appareil        capa-          ble        de        vaporiser        la        poussière        de        sel.        La        filasse     d'un rouleau     d'alimentation    

  est ouverte pour       détruire    :tout faisceau de     filaments    et donner à la     fi-          lasse    une     section        :transversale    plus     grande    et plus uni  forme.

   La     filasse    ouverte est ainsi étalée     uniformé-          ment    pour prendre une     largeur    très     supérieure    à sa       largeur    initiale, par exemple     dans    le rapport de 10  à 1, exposant ainsi .tous les     filaments    à la     matière     au     plastifiant    sortant, .par     exemple,        d'unappareil        dis-          piens:ateur    à     proximité    :duquel passe la filasse.

   La  poussière peut être .ajoutée avant, avec ou après le  plastifiant, de     préférence    avec ou     après,        d'application     avec le     plastifiant    étant plus avantageuse.     Dans    ce  dernier .cas, le plastifiant     :est        .d'abord        .transformé    en  une boue contenant le sel     inorganique    finement divisé  et, si     nécessaire,        un        dilutif    tel que d'eau ou l'alcool.

        Le     dilutif    ne doit pas être un solvant de la poudre,  mais doit se dissoudre dans le plastifiant ou s'émul  sionner avec lui. On a trouvé que les solides     fine-          ment    divisés qui ont tendance à filtrer hors des mas  ses     filtrantes    fibreuses sont généralement plus forte  ment liés     s'ils    sont appliqués dans une boue de plasti  fiant.

   En outre, en utilisant une boue pour l'applica  tion du solide,     il    est possible de .charger les     filaments     avec de plus     fortes        concentrations    d'additif uniformé  ment dispersé .et     fermement    lié. L'emploi d'un     diluitif          inerte        vis-à-vis    de la     poudre    et des filaments a l'avan  tage de faciliter l'application de plus grandes quantités  d'additif sans augmentation     correspondante    de la  quantité du plastifiant.  



  Les exemples     suivants    illustrent l'invention.    <I>Exemple 1</I>  Une filasse     parldellement        ouverte    d'un fil d'acétate       de        cellulose        (39,2        %        d'acétyle),        crêpé        et        de        section     transversale régulière,     présentant    environ 3,1 ondu  lations par centimètre, la     filasse    comprenant environ  10 000 filaments de 8 deniers par filament,

   est     len-          tentent    tirée     suer    un dispositif d'étalage à air com  primé qui étale la filasse à une largeur d'environ  30 cm. Quand la filasse est dans cette condition, elle  est     vaporisée        uniformément,    à l'aide d'un vaporisa  teur à pointe     ordinaire,    avec des gouttelettes finement  divisées de     di-(m.éthoxyéthyl)        phtal:

  ate    comme     pdasti-          fiant,    afin de rendre un grand nombre de parties     su-          perficieilles    des filaments     tendres    et collantes. La  filasse étalée passe à travers la chambre de pous  sière dans laquelle les fibres sont     saupoudrées    unifor  mément avec une poudre     finement    divisée (130 mail  les/cm) de carbonate de magnésium     MgC03    d'une  qualité analytique.

   En quittant la chambre, la filasse       contient        14        %        de        plastifiant        et        18        %        de        carbonate        de     magnésium, relativement au poids total de la filasse,  du carbonate et du plastifiant.

   Après ces     opérations     d'étalage, de vaporisation et     d'empo:us:siérage,    la fi-    lasse traitée est ramenée à sa forme originale de fais  ceau compact,     c'est-à-dire    de mèche, et envoyée dans  une machine connue pour la fabrication des filtres  de cigarettes qui lui donne une forme cylindrique,       l'enroule    dans du papier et la coupe en lige de 78 mm  de longueur et de 7,5 mm de diamètre.

   Les tiges sont  alors soumises à un traitement thermique pendant une  heure à 800     C    pour assurer la     dissolution    partielle des  filaments d'acétate par le plastifiant et lier les parti  cules de carbonate aux filaments et les filaments les  uns aux autres, pour donner de la raideur aux tiges.  Les tiges sont alors coupées en filtres de 13 mm de       longueur    qui sont fixés à des cigarettes de format    king   (85 mm) d'une     marque    courante dans le com  merce. Les cigarettes avaient été préalablement di  minuées de 13 mm, les filtres de 13 mm étant fixés  aux cigarettes raccourcies au moyen d'un ruban ad  hésif.

   Ces     cigarettes    à bout-filtre sont     fumées    jusqu'à  mesurer 35 mm dans une machine à fumer     .telle    que  celle décrite par     T.A.        Fradford,        W.R.        Harlan    et     H.R.          Hanmer,        Indu,strial    and Engineering     Chemistry,    Vol.  28, p. 836-9 (1936). La fumée qui a traversé les ciga  rettes     est    recueillie et analysée pour déterminer sa te  neur en nicotine et en goudrons.  



  On prépare aussi des     filtres    de contrôle sans addi  tif pulvérisé, .avec la même filasse d'acétate de cellu  lose     contenant    la même quantité de     plastifiant        di-          (méthoxyéthyl)-phtala.te.    Ces filtres sont fixés aux mê  mes cigarettes que     précédemment,        raccourcies    de  13 mm. Ces cigarettes sont alors fumées jusqu'à une       longueur    de 35 mm dans la machine à fumer. La fu  mée ayant passé à travers ces     cigarettes    est analysée  pour sa     teneur    en nicotine et en     goudrons.     



  Deux cigarettes de format       long      (même mar  que que précédemment), mais non raccourcies, sont  fumées jusqu'à une longueur de 35 mm dans la ma  chine. La fumée est     égaiement        recueillie        et    analysée  pour les mêmes produits.  



  Les     rls@ultats    obtenus sont indiqués dans la table I.  
EMI0002.0093     
  
     On peut voix d'après les résultats     précédents    que  le filtre contenant la combinaison de filaments d'acé  tate et de carbonate de magnésium réduit la     quan-          tité        de        goudrons        recueillie        de        43,6        %        et        la        quantité     de nicotine de 44 0/0.

   Le filtre de contrôle réduit la       quantité        de        goudrons        de        9,2        %        et        la        quantité        de        ni-          cotine        de        8%.        L'augmentation        de        la        chute        de        pres-          sion    des 

  cigarettes à filtre due à     l'addition    de     carbo-          nate        est        d'environ    5     %        seulement.       <I>Exemple 2</I>  On répète le procédé décrit dans l'exemple 1 en uti  lisant la même filasse d'acétate de cellulose et le même  plastifiant, mais en remplaçant le carbonate de     ma-          P    Cr       ésium    par du carbonate de calcium     CaCOs    pulvé  risé,

   capable de passer à travers un tamis de 130       mailles/cm.        La        filasse        traitée        contient        14        %        de        plas-          tifiant        et        20        %        de        carbonate        de        calcium        (calculés        sur     le poids total de la filasse traitée)

       quand    elle est pla-           cée    dans la chambre à poussière. La masse obtenue  est coupée en filtres de 13 mm qui sont fixés à     des     cigarettes du format   king   qui ont été raccourcies  préalablement de 13 mm. Ces cigarettes sont fumées  jusqu'à une longueur de 35 mm dans la machine à  fumer, dans les mêmes     conditions    que dans l'exemple  1, et la fumée ayant     traversé    les cigarettes est recueil  lie et analysée pour sa teneur en     nicotine    et en gou  drons.  



  La fumée recueillie contient 90 mg de goudrons  et 13 mg de nicotine. Cela correspond à une réduction       des        goudrons        de        44,6        %        et    à     une        réduction        de        la        ni-          cotine        de        48,

  0        %        par        suite        du        filtre.        La        chute        de     pression est de 11 cm d'eau.  



  <I>Exemple 3</I>  On répète le procédé     décrit    dans l'exemple 1 en  utilisant une filasse d'un fil d'acétate de     cellulose    et  contenant 5000 .filaments de 16     deniers    par     filament,       un plastifiant constitué par du     nitrate    de méthyle, et  une poudre de carbonate de calcium     CaCO.,    présen  tant une dimension de particules     moyenne    de 0,1 mi  cron     (Multifex    MM,     Dia@mo@nd        Alkali        Company)

  .    La       filasse    traitée contient 60<B>0/0</B> d'acétate de     cellulose,          30        0/         de        carbonate        de        .calcium        e        10        %de        plastifiant.     Une filasse de contrôle d'un fil d'acétate     d    e     cellulose     à 5000     filaments,    16 deniers par     filament,

      et     conte-          nant        14        %        de        citrate        de        triéthyle,        est        également        pré-          parée.    Les deux     filass-cs    traitées sont     formées    en tiges       filtrantes        chauffées    à     60o    C pendant une heure.

   Des       filtres    de<B>13</B> mm de longueur sont préparés à partir  des deux filasses et montés sur dos cigarettes de for  mat   king   qui ont été     raccourcies    de 13 mm.     Dix          cigairettes        contenant    le     carbonate        d    e     calcium    et     dix     cigarettes contenant les filtres de contrôle sont fu  mées jusqu'à une longueur     @de    35 mm .dans la ma  chine à fumer.

   La     fumée    est     .recueillie    et analysée       pour    sa teneur en nicotine et en goudrons.  
EMI0003.0085     
  
    Chute <SEP> de <SEP> mg <SEP> de <SEP> mg <SEP> de
<tb>  pression <SEP> goudrons <SEP> nicotine
<tb>  moyenne <SEP> dans <SEP> la <SEP> fumée <SEP> dans <SEP> la <SEP> fumée
<tb>  Cigarettes <SEP> avec <SEP> filtre <SEP> d'acétate
<tb>  de <SEP> cellulose <SEP> (85 <SEP> mm <SEP> de <SEP> longueur) <SEP> 9,7 <SEP> 155 <SEP> 24
<tb>  Cigarettes <SEP> avec <SEP> filtre <SEP> d'acétate
<tb>  de <SEP> cellulose <SEP> et <SEP> CaCO., <SEP> (85 <SEP> mm
<tb>  <U>de <SEP> longueur) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .</U> <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 10,4 <SEP> 115 <SEP> 18       On peut voir d'après les valeurs     ci-dessus    que le  filtre contenant la     combinaison    de     filaments    d'acétate  et de carbonate de calcium réduit la quantité de     gou-          drons        de        29,4        %        et        la        quantité        de        nicotine        de        28,0,

  0/0.     Le filtre de contrôle     réduit    ces quantités     respective-          ment        de        4,9        et        de        4,

  0'%.        L'augmentation        de        la        chute     de     pression    due à l'addition du carbonate de     cal-          cium        au        filtre        n'est        que        de    5     %        environ.     



  <I>Exemple 4</I>  Une filasse d'un fil de cellulose régénérée (vis  cose), contenant<B>16000</B> filaments à 6 deniers par fi  lament, est étalée à une     largeur    de 25 cm et     enduite          par        vaporisation        d'une        solution        aqueuse    à     25        %        de     colle de dextrine.

   On fait passer la filasse encore  écartée et humide dans une chambre à poussière dans  laquelle elle -est uniformément recouverte d'une     fine     poussière de carbonate de calcium     dont    les     particules     ont une     dimension    de 0,1 micron     (Multifex    MM). A  la sortie de la chambre, la filasse comprend 40 par  ties de     filaments    de cellulose régénérée, 30     parties    .de  colle (solution à 25 0/0) et 30 parties de carbonate de  calcium.

   La combinaison est formée en une mèche    compacte et envoyée dans une machine à fabriquer  les filtres, avec     enroulement    de papier, et coupée en  tiges     filtrantes    de 78 mm de longueur et de 7,5 mm  de diamètre.     .Les    tiges sont chauffées pendant une  heure à 100, C pour sécher la colle et lier la     poudre     aux filaments. Les tiges sont alors coupées en filtres  de 13 mm de longueur qui sont fixés à des     cigarettes     -de     format      king   de 85 mm de longueur     qui    ont  été raccourcies préalablement de 13 mm.

   Dix de ces  cigarettes sont brûlées jusqu'à une     longueur    de  35     mm    dans la machine à     fumer.    La     famée    est re  cueillie et analysée pour sa teneur en     nicotine    et en  goudrons.  



  Une filasse de contrôle, .contenant<B>1,6000</B> fila  ments de 6     deniers    par     filament,de        .cellulose    régénérée       et        contenant        43        %        de        colle        de        dextrine        (solution    à  25 0/0), mais pas de carbonate ,de calcium, est pré  parée de manière similaire.

   Les tiges     formées    de cette  filasse sont     chauffées        pendant    une heure à 1000 C et  coupées en filtres de 13 mm de     longueur.    Dix de ces  cigarettes sont fumées jusqu'à une longueur de 35 mm  dans la machine à fumer.

   La fumée est     recueillie    et  analysée pour sa teneur en     nicotine    et en     goudrons.     
EMI0003.0171     
  
    Chute <SEP> de <SEP> mg <SEP> de <SEP> mg <SEP> de
<tb>  pression <SEP> goudrons <SEP> nicotine
<tb>  <U>moyen</U>ne <SEP> <U>dans <SEP> la <SEP> f</U>umée <SEP> dans <SEP> la <SEP> fumée
<tb>  Cigarettes <SEP> avec <SEP> filtre <SEP> de <SEP> cellulose
<tb>  régénérée <SEP> (85 <SEP> mm <SEP> de <SEP> longueur) <SEP> 10,4 <SEP> 140 <SEP> 21
<tb>  Cigarettes <SEP> avec <SEP> filtre <SEP> die <SEP> cellulose
<tb>  régénérée <SEP> et <SEP> CaCO.;

   <SEP> (85 <SEP> mm <SEP> de
<tb>  longueur) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 10,9 <SEP> 100 <SEP> 16         On     voit    que les     filtres    contenant la combinaison  de filaments de cellulose et de :

  carbonate de calcium  réduisent la quantité de goudrons recueillie de       38,7        %        et        celle        de        nicotine        de        36,0        (Vo.        Le        filtre        de     contrôle en filaments de     cellulose    régénérée réduit la       quantité        de        goudrons        recueillie        de        14,

  1        %        et        celle        de     nicotine de 16,0'0/0.     L'augmentation    de :la chute de  pression due à l'addition du carbonate de calcium       n'est        que        de        5,%        environ.       <I>Exemple 5</I>  Une filasse d'un fil d'acétate de     cellulose,    con  tenant 12000 filaments de 5 deniers par filament, est  étalée à une largeur de 30 cm et vaporisée .avec une       émulsion    contenant, en poids, 0,03 partie de sulfate  de     lauryle    et de sodium,

   1     partie    de     di-(méthoxy-          éthyl)-phtalate    comme plastifiant, 2 parties d'eau     :et     3 parties de .poudre de carbonate de     calcium    d'une       dimension    de     particules        dfapproximativement    6 mi  crons.

   La filasse écartée est alors -formée en une mè  che     compacte    .et envoyée dans une machine à former  les filtres de     cigarettes    avec enveloppe de .papier, et  coupée en tiges de 78     mm    de longueur et de 8 mm de       diamètre.    Les tiges sont     chauffées        :pendant    30     minutes     à<B>1000</B> C pour évaporer l'eau let pour lier     fermement     le carbonate de calcium aux filaments :

  par     l'intermé-          diaire    du     plastifiant.    L'analyse des tiges     montre    une       teneur        de        51        %        de        filaments        d'acétate        de        cellulose,          33        %        de        carbonate        .de        calcium,

          5%        d'humidité        et     11     a/o    de     di-(méthoxyéthyl)-phtalate.    Les tiges chauf  fées puis refroidies sont très fermes et le carbonate  de calcium est fermement lié aux filaments. Les tiges    sont coupées en filtres de 13 min de longueur qui sont  fixés à des cigarettes .américaines de     format      long    (85 mm) préalablement raccourcies -de 13 mm. Ces  cigarettes sont fumées, jusqu'à une longueur de 35 mm  dans une machine à fumer comme celle     décrite    dans  l'exemple 1. La fumée qui a traversé les cigarettes  est     recueillie    et analysée pour la teneur on nicotine  et en goudrons.  



  Une filasse de fil d'acétate de cellulose,     conte-          nant    20000 filaments de 5 deniers par filament, est  étalée à une largeur de 30     cm    et vaporisée avec une       émulsion    contenant 0,03 partie de     sulfate    de     lauryle     et de     sodium,    1 partie de     di-(méthoxyéthyl)-phtalate     comme plastifiant, et 2 parties d'eau. Cette filasse, ne  contenant pas de carbonate de calcium, est transfor  mée en tiges     filtrantes    de la manière décrite plus haut  et les tiges sont séchées pendant 30 minutes à     100o    C.

    L'analyse de ces tiges montre qu'elles comprennent       84         /o        de        filaments,        d'acétate        :de        cellulose,        12        %        de          plastifiant    et     4'%        d'humidité.    Les tiges sont coupées  en filtres de 13 mm<B>de</B> longueur qui sont fixés à dix  cigarettes de format   king   raccourcies de 13 mm.

    Ces cigarettes sont fumées jusqu'à une longueur totale  de 35 mm .dans la machine à     fumer.    La fumée est       recueillie    et analysée     .pour    sa teneur en     :nicotine    et  en goudrons.  



  Dix cigarettes non munies de     filtres,    de format    king   non raccourci, sont fumées jusqu'à une lon  gueur de 35 mm dans la machine. La fumée est re  cueillie et analysée comme ci-dessus.  



  Les résultats obtenus     d'ans    les trois séries de ciga  rettes sont donnés dans la table Il.  
EMI0004.0107     
  
    <I>Table <SEP> 11</I>
<tb>  Chute <SEP> de <SEP> mg <SEP> de <SEP> mg <SEP> de
<tb>  pression <SEP> goudrons <SEP> nicotine
<tb>  moyenne <SEP> * <SEP> dans <SEP> la <SEP> fumée <SEP> dans <SEP> la <SEP> fumée
<tb>  Cigarettes <SEP> sans <SEP> filtre <SEP> (85 <SEP> mm <SEP> de
<tb>  longueur) <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 8,4 <SEP> 165 <SEP> 25
<tb>  Cigarettes <SEP> 72 <SEP> mm <SEP> de <SEP> longueur,
<tb>  filtre <SEP> 13 <SEP> mm, <SEP> acétate, <SEP> 20000 <SEP> fila  ments <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> .

   <SEP> 10,7 <SEP> <B>130</B> <SEP> 20
<tb>  Cigarettes <SEP> 72 <SEP> mm <SEP> de <SEP> longueur,
<tb>  filtre <SEP> 13 <SEP> mm, <SEP> acétate, <SEP> CaCO; <SEP> . <SEP> . <SEP> <B>10,7</B> <SEP> 93 <SEP> 13
<tb>  <U>-'-Chute</U> <SEP> de <SEP> pression <SEP> en <SEP> cm <SEP> d'eau <SEP> avec <SEP> un <SEP> écoulement <SEP> d'air <SEP> d'un <SEP> débit <SEP> de <SEP> 17,5 <SEP> cmi/sec <SEP> à <SEP> :travers <SEP> la <SEP> cigarette.

         On voit d'après les résultats ci-dessus que le filtre       contenant    la combinaison de     filaments    d'acétate de  cellulose et de carbonate de calcium réduit la quan  tité de goudrons     recueillie    de 44     1%    :

  et celle de     nico-          tine    de     48'%.    Le     filtre    ne contenant pas de carbo  nate de calcium réduit la quantité de     goudrons    de       21        %        et        celle        de        nicotine        de        20        %        seulement,

          alors          que    la     -chute    de .pression moyenne est égale à celle  du     filtre    acétate de     cellulose-carbonate    de calcium.

    <I>Exemple 6</I>  Une     filasse    d'un fil d'acétate de     cellulose    conte  nant 14000 filaments à 5 :deniers par filament est  étalée à une largeur de 30 cm et vaporisée avec une         suspension        de        51        '%        de        poudre        de        carbonate        de        cal-          cium    dans du     di-(méthoxyéthyl)

  -phtalate    comme     plas-          tifiant        contenant        33        %        d'alcool        éthylique.        La        pou-          dre    de carbonate de calcium     présente    une     dimension     de particules de 3 microns.  



  La filasse étalée est formée en une mèche com  pacte et .envoyée dans une     machine    à     fabriquer    les  filtres .avec enroulement de papier, où elle est coupée  en tiges de 78 mm de longueur et de 8 mm de dia  mètre. Les tiges sont     chauffées        pendant    30 minutes  à     80o    C pour évaporer l'alcool éthylique et     lier    la  poudre de carbonate de calcium aux filaments à l'aide  du :plastifiant.

   L'analyse des tiges montre     qu'elles    sont       composées        de        65        %        de        filaments        d'acétate        de    cellu-           lose,        20        %        de        carbonate        de        calcium        en        poudre,

          et          13        %        de        plastifiant.        Les        tiges        chauffées,        puis        refroi-          dies,    sont très     fermes    et le carbonate de     calcium    est  fermement lié aux filaments. Les tiges sont coupées  en filtres de 13 mm de     longueur    et     fixées    à des ciga  rettes de format   king   -qui ont été     raccourcies    de  13 mm.

   Ces cigarettes à     filtres    sont fumées dans la  machine citée dans l'exemple 1 jusqu'à une longueur  de 35 mm. La     fumée        .ayant    traversé les cigarettes est  recueillie et analysée pour -sa teneur cri nicotine et en  goudrons.  



  La fumée     recueillie        contient    111 mg de     goudrons     et 15 mg de     nicotine.    Cela correspond à     une        réduc-          tion        des        goudrons        de        33        %        et        de        la        nicotine        de        40        0/0     par suite de -la présence dû filtre,

   par     comparaison     avec les valeurs trouvées dans     l'exemple    5 pour     une     cigarette sans filtre. Les cigarettes à filtres     pr6sen-          tent    une chute de pression moyenne de 10,9 cm  d'eau.

      <I>Exemple 7</I>  Une filasse de .fil d'acétate de     cellulose    contenant  14000 filaments .de 5     deniers    par     filament    est     étalée     à une largeur de 30     cm    et vaporisée avec une     sus-          pension        de        58%        de        poudre        de        carbonate        de        calcium     dans du     tripropionate    de glycérol comme     plastifiant.     La 

  poudre de carbonate de     -calcium    présente une  dimension de particules comprise     entre    7 et 10 mi  crons.  



  La filasse étalée est formée ion une mèche com  pacte et envoyée .dans une     machine    à     fabriquer        les          filtres    avec enroulement de papier, et coupée en tiges  de 78 mm .de     longueur    et de 8     mm        @de        diamètre.     Après une heure à la     .température        ambiante,    les tiges  deviennent fermes et le carbonate est     fermement    lié  aux     filaments.    Les tiges sont coupées -en     filtres,    de  13 mm de longueur qui sont fixés.

   à des     cigarettes,    de  format       kimg     , raccourcies de 13     mm.    Ces     cigarettes     sont fumées jusqu'à une     longueur    de 35 mm dans la  machine à     fumer    de l'exemple 1. La     fumée    ayant tra  versé les cigarettes est recueillie et     analysée    pour sa  teneur en nicotine et en goudrons.  



  La fumée recueillie contient 108 ,mg de     goudrons     et 15 mg de nicotine. Cela correspond à une     réduc-          tion        des        goudrons        de        35        %        et        de        la        nicotine        de        40        0/0     par suite de la présence     @du        filtre,

          comparativement     aux valeurs trouvées par les cigarettes sans filtre de  l'exemple 5. Les cigarettes à     filtre        présentent    une  chute de pression moyenne de 10,7 cm d'eau.    <I>Exemple S</I>  Une filasse du type employé dans l'exemple 1 est  traitée comme     décrit        dans    cet     exemple    avec du phos  phate de magnésium<B>(</B>130     mailles/cm)    .à la place du  carbonate de magnésium.

   A la sortie de la chambre  à     poussière,        la        filasse        de        filaments        contient        14        %        de          plastifiant        et        18        %        de        phosphate        de        magnésium        sur     le poids total de la combinaison.

   Des filtres sont for  més avec cette filasse ,traitée et fixés à des     cigarettes     qui sont alors fumées, comme     décrit    dans l'exemple    1. Les essais analytiques     montrent    que les     cigarettes     avec les filtres d'acétate de cellulose et     phosphate    de       magnésium    (longueur 85 mm) présentent une chute  de pression     moyenne    de 10,7     cm    d'eau. La     fumée     contient 98 mg de goudrons et 15 mg de nicotine.

   La  comparaison de ces valeurs avec celles obtenues pour  les cigarettes de     contrôle    avec .et sans     filtre    de     Pexem-          ple    1 montre que le     filtre    .au phosphate de magné  sium réduit la quantité -de goudrons     recueillie    -de       40,0'%        et        celle        de        nicotine        de        40,

  0        %.        L'augmenta-          tion    de la chute de pression des     cigarettes    à     filtre    et  due à l'addition de phosphate de magnésium n'est que       de    5     %        environ.     



  <I>Exemple 9</I>  On répète le ,procédé     décrit    dans l'exemple 1 .en       utilisant    la même filasse d'acétate de cellulose et le  même     plastifiant,        mais    en employant dans la     chambre     de poussière du     phosphate    de calcium pulvérisé,       Ca3(PO4)2    capable de passer à travers un     tamis    de  130 mailles/cm.

   La filasse de     filaments,    préparée       dans        ce        cas        contient        14        0/0        de        plastifiant        et        20        %     de phosphate de     calcium        (sur        1a    base du poids     total)

       quand elle est placée     dans    la     chambre.    Les tiges obte  nues sont coupées en     filtres    de 13     mm    qui sont     fixés     à des     cigarettes    de format       long      qui ont été rac  courcies de 13     man.    Ces     cigarettes        sont    fumées jus  qu'à une longueur totale de 35     mm    dans la     machine     à fumer, et     ,la    fumée ayant     ,traversé    les     :

  cigarettes    est       recueillie    et     analysée    pour sa teneur en goudrons et       nicotine.     



  La fumée     recueillie    contient 100 mg de     goudrons     et 16 mg de     nicotine.    Cela     correspond    à une     réduc-          tion        des        goudrons        de        38,6        %        et        de        la        nicotine        de          36,

  1        %        par        suite        du        filtre.        Les        cigarettes        présentent     une chute de pression moyenne de 11,2 cm d'eau.

    <I>Exemple 10</I>  On répète le procédé     décrit        dans    l'exemple 1 en  utilisant une filasse -d'un fil d'acétate de cellulose con  tenant 5000 filaments de 16 deniers par     filament,    un  plastifiant formé de     triéthyl-citrate,

          @et    .une poudre  formée de     pyrophosphate    de calcium     Ca2P207    capa  ble de     traverser    un tamis ide 130     mailles/cm.    La     fi-          lasse        traitée        contient        60        %        d'acétate        de        cellulose,

            301%        de        sel        de        calcium        et        10,%        de        plastifiant.        On     prépare également une     filasse    de contrôle     d'un        fil     d'acétate de cellulose de 5000     filaments    de 16     de-          niers        par        filament        et        

  contenant        14        %        de,        tri6thyl-          citrate.    Les deux filasses     traitées    sont formées en ti  ges filtrantes qui     sont    chauffées à 60o<B>C</B> pendant une  heure. On prépare des     filtres    de 13 mm de     longueur     à partir des deux filasses et on     les        fixe    à des ciga  rettes de     format          king      qui ont été     raccourcies.    de  13 mm.

   Dix     cigarettes    contenant les     filtres    au     pyro-          phosphate    de     calcium    et dix cigarettes     -contenant    les  filtres de contrôle     sont        fumées    dans une     machine    jus  qu'à une longueur de 35 mm. La fumée ayant tra  versé les cigarettes est     recueillie    et     analysée    pour sa  teneur en nicotine et en     goudrons.    Les résultats sont  donnés dans la table III.

      
EMI0006.0001     
  
     Les valeurs     ci-dessus    montrent que les filtres con  tenant la combinaison de filaments d'acétate et de       pyrophosphate    de calcium réduisent la quantité de       goudrons        recueillie        de        32,6        %        et        celle        de        nicotine        de          32,

  0        %.        Les        filtres        de        contrôle        ,réduisent        la        quantité          de        goudrons        de        4,9        %        et        celle        de        nicotine        de        4,

  0        %.     L'augmentation de la chute de pression .dans les  cigarettes à filtre due à l'addition de     pyrophosphate          de        calcium        n'est        que        de    5     1%        environ.     



  <I>Exemple 11</I>  Une filasse telle que celle décrite dans l'exemple  4 est     traitée    et convertie en filtres de .la manière in  diquée dans cet exemple, sauf qu'on utilise du     di-          phosphate    de calcium (capable ,de traverser un tamis  de 130     mailles/cm)    à la place du carbonate de cal  cium. Des tiges sont     formées        et    essayées de la ma  nière décrite. Elles contiennent 45 parties de     fibres    de       cellulose    régénérée, 30 parties de colle (solution à  25 0/0) et 30 parties de     CaHP04    en poudre.

   Les filtres  sont essayés comme décrit dans     l'exemple    4 et la  comparaison des     filtres    de contrôle et des     cigarettes     sans     filtre    est faite d'après cet exemple. Les filtres  contenant le phosphate acide de     calcium        présentent     une chute de pression moyenne de 10,9 cm d'eau  et leur     fumée    contient 102 mg de goudrons     et    16 mg  de nicotine.  



  Des     valeurs    données ci-dessus et de     celles        don-          nées    dans l'exemple 1, on     voit    que le filtre     contenant     la combinaison de filaments de cellulose régénérée  et de     disphosphate    de calcium réduit la     quantité    de  g or       oudrons    recueillie de 37,4     o/o    et celle de nicotine de       36,0'%.        Le        filtre        de        .contrôle        :

  de        filaments        de        cellu-          lose    régénérée réduit ces quantités     respectivement    de       14,1        '%        et        de        16,

  0        %.        L'augmentation        de        la        chute        de     pression due à l'addition de phosphate acide de     cal-          cium        n'est        que        de    5     %        environ.     



  Dans certaines conditions, particulièrement lors  de manutentions rudes, on peut relever unie tendance  à une     filtration    .d'une partie de l'additif à travers les  filtres.     Cette    tendance peut être surmontée en ajou  tant une matière     huileuse    insoluble dans l'eau sur la       surface    des filaments qui sont utilisés pour la fabri  cation du filtre. Cette .matière huileuse s'ajoute de  préférence .avant l'application -de l'additif pulvérisé.  Le choix de la matière huileuse à vaporiser sur les       filaments    a une certaine importance.

   Cette matière  doit être insoluble à la température ambiante dans le       plastifiant    qui est également     appliqué    sur les fila  ments. La raison en est que la matière huileuse doit         rester    sur la surface des filaments plutôt qu'être  absorbée dans     les        filaments    comme c'est le cas pour  le plastifiant. Cette matière doit être     .pratiquement     incolore, inodore, sans goût, non volatile et non  toxique.

   Bien que l'insolubilité de la matière hui  leuse dans le plastifiant à la température ambiante  soit une propriété essentielle, cette matière     peut        être     soluble dans le     plastifiant    à des températures élevées.       C & a    offre la possibilité de dissoudre la matière hui  leuse dans des solution chaudes du     plastifiant    et de  la vaporiser sur les filaments étalés avec le plasti  fiant en une seule opération.

   En     utilisant    une ma  tière capable de se séparer de la solution du plasti  fiant après     que.    celle-ci a repris la température am  biante, cette matière reste sur la surface des     filaments     et n'est pas absorbée dans ,les filaments en même  temps que le     p'astifiant.     



       Généra'.iement,    l'application de la matière huileuse  se fait de préférence sur les     filaments    d'acétate de  cellulose     par    étalage des filaments en une bande et  .par vaporisation des filaments étalés avec un fin  brouillard huileux, à l'aide d'un pistolet de peinture  ordinaire. Cela peut être fait avant ou après la va  porisation des filaments avec le plastifiant et l'ad  jonction des additifs pulvérisés. Cependant, le pro  cédé     préféré    est le suivant: après que les     filaments     ont été vaporisés avec une solution de plastifiant  contenant la matière huileuse, ils sont alors empous  siérés avec l'additif pulvérisé.

   Ce     procédé    permet  d'éviter     certaines    opérations. En     conséquence,    on pré  fère utiliser une matière huileuse qui est soluble dans  le plastifiant chaud, mais     insoluble    dans le plastifiant  à la température ambiante. En utilisant une telle com  binaison, il est possible, comme on l'a vu, d'appliquer  la matière huileuse et le plastifiant en une seule opé  ration.

   Les filtres     obtenus    montrent que l'additif pul  vérisé est fortement     lié    aux filaments et,     par        consé-          quent,    ces filtres empêchent toute filtration de l'addi  tif quand ils sont secoués ou soumis à un mouvement       pouvant    perturber l'additif.  



  La quantité de     matière    huileuse employée pour  éliminer la     filtration    de l'additif     pulvérisé    est de     pré-          férence        comprise        entre    3     et    8     %        du        poids        du        filtre     terminé.

   Ce domaine présente une     certaine        impGr-          tance        car        une        quantité        inférieure    à 3     %        ne        peut     qu'empêcher     partiellement    la     filtration    de l'additif et       une        quantité        supérieure    à 8     %        peut        produire        une     infiltration à

  travers     l'enveloppe    de papier du filtre.  



  De nombreuses huiles peuvent être utilisées pour  lier les additifs pulvérisés aux filtres de     filaments    re-           lativement    fortement. On     peut    citer, à titre d'exem  ples, les huiles suivantes qui sont non toxiques., inodo  res, sans goût,     etc.:     A. Esters     naturels    liquides à haut     point    d'ébullition  huile de ricin, huile de coton, huile d'amande,  huile de coco, huile d'arachide,     huile    d'olive.  



  B. Esters liquides dérivés de     graisses    naturelles       oléates    de glycérol,     ricinoléates    de glycérol,     lau-          rates    de glycérol.  



  C. Alcools gras liquides à haut poids moléculaire  alcool     laurylique.     



  D. Huiles minérales  huiles minérales de viscosité faible, moyenne ou  élevée, de pureté pharmaceutique.  



  Les exemples suivants     illustrent    l'emploi d'une  telle     matière.     



  <I>Exemple 12</I>  Cet     exemple        illustre    l'addition d'une huile     dans     une     opération    séparée. Les     tiges        filtrantes    sont obte  nues comme suit  filasse 70000 deniers au total, 5 deniers par fila  ment, section transversale régulière ;  plastifiant :     di-(méthoxyéthyl)-phtalate    vaporisé  sur la filasse à raison de 20 parties de plastifiant pour  80 parties de     filasse        environ    ;

    additif pulvérisé: carbonate de calcium (dimen  sion moyenne deus particules 5 microns), ajouté à la  filasse plastifiée à raison de 15 parties de carbonate  pour 85 parties de     filasse    ;  huile minérale : une     quantité    de 5 0/0 (basée sur  le poids total) d'huile minérale est     vaporisée    sur la  filasse plastifiée contenant l'additif pulvérisé.  



  On produit ainsi des tiges filtrantes de 90 mm  de longueur, présentant une chute de     pression     moyenne égale à 24,1 cm d'eau et d'une circonférence  de 25,2 mm. La     poudre    de carbonate de calcium     ne       filtre   pas à travers les tiges quand elles sont main  tenues verticalement et tapées     vigoureusement    contre  une surface dure et plane.

   La fumée est obtenue en  consumant des cigarettes     américaines    ordinaires con  tenant des filtres de 15 mm de longueur coupés dans       ces        tiges.        L'essai        montre        que        37        %        des        goudrons        et     de la nicotine sont éliminés du courant principal de  fumée par les filtres.

   La chute de pression dans les       cigarettes        munies        des        filtres        n'est        que        de        41%        supé-          rieure    seulement à     celle    que     présentent    des     cigarettes     sans filtre de la même longueur.  



  <I>Exemple 13</I>  Cet exemple     illustre        l'addition    d'une huile solu  ble dans le plastifiant chaud au     filtre    pour     empêcher     le filtrage de l'additif pulvérisé.  



  On vaporise une filasse de 70000 deniers au total  à 5 deniers par filament, et d'une section     transversale     régulière, avec une solution chaude     (60o    C) de 25  parties de     monooléate    de glycérol et 75 parties de     tri-          éthyl-citrate,    dans le rapport     approximatif    de 76 par  ties de filasse pour 24 parties du mélange     plastifiant-          huile    chaud.

   La     filasse        traitée    est alors empoussiérée  avec une poudre de     sitéarate    de calcium (capable de    passer à travers un tamis de 120     mailles/cm)    à raison  de 80     parties    de     filasse    traitée pour 20     parties    de  poudre. La poudre ne     filtre    pas des tiges finies quand  elles sont secouées de la manière     décrite    plus     haut.     Les tiges (de 90 mm de longueur)     présentent    une  chute de pression moyenne de 24,4 cm d'eau.

   Les  essais montrent que des     filtres    de 15 mm de     longueur          obtenus    à     partir        de        ces        tiges        éliminent        les        39        %        de     nicotine :et de     goudrons    du courant de fumée princi  pal.

   Les     cigarettes    avec     filtre    présentent     une    chute de       pression        de    6     %        supérieure        seulement    à     celle        que          présentent    les     cigarettes    sans filtre     (standard)    d'égale  longueur.

      <I>Exemple 14</I>  Une filasse continue crêpée de 150 cm d'un     fil     d'acétate de cellulose, contenant 14000     filaments    de  5     deniers    par filament, est     étalée    à une largeur de  30 cm. Elle est alors vaporisée des deux côtés avec  une solution chaude de 60 parties de triacétate de  glycérol -et 40 parties     d'huile    de ricin, en poids.

   Pen  dant la vaporisation, la solution est     maintenue    à 75  80  C pour que     l'huile    de ricin .reste en     solution    dans  le     plastifiant.    On observe     qu'immédiatement        après     l'éjection de la     solution    du     vaporisateur,    cette solu  tion forme un fin brouillard de     particules    .de plasti  fiant et     d'huile.    Une fois vaporisée,

   la filasse étalée  est     empoussiérée    des deux côtés avec une poudre de  carbonate de calcium quia passé à     travers    un     tamis     de 130     mailles/cm.     



  L'analyse de la     filasse        vaporisée    et     empoussiérée          montre        qu'elle        comprend        63%        de        fil        d'acétate        de          cellulose,        12        %        de        triacétate        de        glycérol,

      8     o/o        d'huile          de        ricin        et        17        %        de        carbonate        de        calcium        pulvérisé,     en poids.

   Cette     filasse    est ramenée dans sa     forme        ini-          ùale    -en une mèche et passe à travers un     dispositif     qui l'enveloppe dans .du papier et la coupe en tiges       filtrantes    de 90 mm de     longueur    .et de 25,5     mm    de       circonférence.    Après un emmagasinage de 24 h à la       température    ambiante,

   les tiges sont     entièrement    rigi  des par suite de l'action de fusion du     plastifiant    sur  les fibres d'acétate de     cellulose.        Certaines    tiges sont  ouvertes et examinées au     microscope.    Cet     examen     montre que     les        particules    de carbonate de     calcium     sont uniformément réparties sur la     surface    des fibres  dans la     filasse.    Il montre aussi que le plastifiant a été  absorbé par les fibres,

       formant        une        fusion    de ces  dernières     en    des     points        répartis    au     hasard    sur toute  la longueur de la tige, tandis que l'huile de ricin a  été répartie sur la     surface    des fibres en formant un       revêtement        collant    qui empêche     les        particules    de car  bonate de filtrer hors de la     tige.     



  Deux de ces tiges sont coupées en filtres de  15 mm de longueur. Ces     filtres    sont     fixés    à ces     ciga-          rDttes    die format       long      qui ont été     raccourcies    de  15 mm pour     compenser    la longueur des     filtres.        Ces     cigarettes sont alors fumées jusqu'à une     longueur    de  35 mm dans une machine à fumer automatique et la  fumée qui a traversé les     cigarettes    est     recueillie        et     analysée pour sa teneur en nicotine et en  <RTI  

   ID="0007.0200">   goudrons.         Des filtres de contrôle (15 mm), sans addition de  carbonate de     calcium,        sont    préparés de même à     par-          tir    de la même     filasse.    Ces filtres sont également va  porisés avec une solution chaude de 60 parties de       iriacétate    de glycérol et de 40 parties     d'huile    de ricin       jusqu'à        .ce        que        la        combinaison        comprenne        75,

  %        de     fibres     d'acétate    de     cellulose,    15 0/0 de triacétate de       glycérol        et        10        %        d'huile        de        ricin.        Les        filtres        de        con-          trôle    sont attachés aux mêmes     cigarettes    de format    king   que précédemment, également     raccourcies     préalablement de 15 mm.

   Les     cigarettes    sont     fumées       jusqu'à une longueur de 35     mm        dans    la machine à  fumer et la fumée qui a     traversé    les cigarettes est  recueillie et .analysée pour sa teneur en nicotine et en  goudrons.  



  Dix cigarettes de format   king   (même marque  que précédemment), sans filtre et non     raccourcies    de  15 mm, sont fumées jusqu'à une     longueur    de 35     man     dans la machine à fumer. La fumée ayant     traversé    les  cigarettes :est recueillie et analysée pour sa teneur en  nicotine et en goudrons. Les résultats sont donnés  dans la table ci-dessous.

    
EMI0008.0041     
  
     Ces résultats montrent que le     filtre        contenant    le       carbonate    de     calcium    réduit la teneur .en goudrons       recueillis    de 40 0/0 -et     celle    de la     nicotine    :de 30 0/0.

    Le filtre sans carbonate :de     calcium    .réduit .ces teneurs       respectivement    de     16'0/0    .et de 16     fl/o.    L'augmentation  de la chute de pression dans les     cigarettes    munies de       filtres        due    à l'addition du carbonate     @de    calcium est       de        4,9        %        seulement.     



  Il     paraît        évident    d'après     @ce    qui :précède que le  procédé décrit constitue une manière relativement  simple     et    économique     :d'améliorer    la     liaison    :

  des addi  tifs     pulvérisés    aux     filtres    à     filaments.    En combinant  l'huile et le     plastifiant    dans une opération de vapo  risation unique,     cette    opération     peut    être     effectuée     avec l'appareillage     utilisé    pour le     plastifiant        sans     qu'il soit     nécessaire        d'installer    un     équipement    supplé  mentaire.  



  Dans la mise en     oeuvre    du procédé décrit, la pu  reté du carbonate ou du phosphate     utilisé    n'est pas       un        facteur    primordial. C'est plutôt la forme des par  ticules qui joue un rôle     ianportant.    Le sel doit être  sous forme d'une poudre     finement        divisée    de ma  nière à     former    facilement une boue dans un liquide  ou à     passer    facilement dans la tuyère d'un vapori  sateur.

   Bien que la dimension     :exacte    des     particules     ne semble pas     être    très critique, il est indiqué que  l'additif passe au moins -à travers un tamis de 80       mailles/cm.    Les sels envisagés peuvent généralement  être obtenus dans le     commerce    en     particules    passant  à     travers    un tamis de 13     mailles/cm.    On     utilise        avan-          tageusement        un        sel        dont        les     <RTI  

   ID="0008.0104">   80'%        au        moins        de        ses          particules    présentent un diamètre     inférieur    au dia  mètre des fibres du     filtre.    Pour les     filaments    de la       dimension    utilisée dans l'exemple     ci-dessus,    il ne faut    pas qu'un nombre notable de     particules    présentent  une dimension égale au double du diamètre d es fila  ments ou au dixième de     @ce    diamètre, bien que ces  limites :puissent varier     considérablement    avec :

  des fila  ments :d'autres     :dimensions.        Tout        sel        répondant    à ces  exigences peut être utilisé.  



  Bien qu'on     obtienne    des     résultats        exceptionnelle-          ment    favorables avec des filtres préparés à partir  d'une filasse de     filaments    .continus et crêpés d'acétate  de Cellulose ou     iavec        des        filaments    de     cellulose    régé  nérée, il est évident qu'on peut employer d'autres fil  tres fibreux, par exemple en fibres de nylon,     de    poly  amides, de polyesters,     mc.,    particulièrement     quand    les  fibres sont pratiquement alignées longitudinalement et  coextensives :

  dans le corps du     filtre.    On     utilise    de       préférence    pour préparer     les    filtres un toron     continu,     par exemple une filasse,     comprenant    de 4000 à  35 000 filaments, les filaments étant de 16 à 3 de  niers et     présentant    environ 1,6 à 4     onduiliations/cm.     



  Par l'expression   dissolution de     surface         ,    on  entend la création, par l'action d'un solvant ou d'un  plastifiant et/ou de la chaleur,     d'une        condition    adhé  sive, collante ou de liaison facile des     filaments,    par  dissolution ou     dissolution    naissante de     certaines    par  ties de la surface des filaments, :produisant ainsi une  soudure et une adhérence     entre    des filaments     adja-          cents    se     touchant    en ces parties.

   Par   coalescence      ,     on entend l'état :créé par une dissolution     partielle    ou       naissante    de certaines parties de la     surface    des     fila,          ments,    créant une     .condition    dans     :laquelle    ces     parties          s'écou!lent    ou s'unissent avec des parties, similaires de  la matière .dissoute ou     plasmique    des     filaments    conti  nus.

   Les liaisons de dissolution superficielles     entre    les      fibres sont     parfoisdésignées    .par les     expressions       liaisons fondues   ou   liaisons soudées  .  



  Il faut noter que les filtres     décrits    présentent non  seulement des avantages spéciaux dus aux     propriétés     chimiques et au comportement des sels     inorganiques          insolubles    dans l'eau     constituant    les     additifs,    mais que  d'autres avantages peuvent âtre obtenus des facteurs  de     structure    suivants qui ;

  se rencontrent dans les for  mes de     filtres    les plus avantageuses  - lorsque par exemple les     filaments    alignés sont  liés au hasard en des points séparés par des inter  valles     quelconques.    Cala peut âtre obtenu en vapori  sant un     plastifiant    du type solvant     sur    une filasse  étalée de     filaments    thermoplastiques synthétiques,  comme décrit plus haut.

   Cela peut être obtenu aussi  par     l'emploi    de torons de     filaments    dans     lesquels    au  moins     quelques        filaments        contiennent        suffisamment    de  plastifiants pour être ramollis à des températures fai  blement élevées. Ce plastifiant peut     être    ajouté par       vaporisation    sur les     filaments    formés, ou à la     solu-          tio@n    -de filage avant que les     filaments    soient filés.  



  - lorsque .par     exemple        l'additif    est appliqué  avant ou avec un agent de     liaison    des filaments. En  d'autres termes, on ne     doit    employer ,aucune matière  destinée à adhérer aux     filaments    qui puisse     recouvrir,     détruire ou gêner d'autre manière l'activité ou l'inté  grité des particules de sel.

   C'est dire que     dans    un pa  reil cas les liaisons des     filaments    doivent     être    formées  par     coalescence,    du type .à dissolution     superficielle.     Il est évident qu'il ne faut     employer    aucun     plastifiant          présentant    une action défavorable sur :les particules  du sel.  



  -     lorsque    par exemple toutes les particules de  sel sont amenées sur la surface :des     filaments,    suppor  tées par les filaments et pratiquement     immobilisées     par rapport à ceux-ci. Cette     structure    est obtenue au  mieux en amollissant des parties de la     surface    des  filaments avec un solvant ou en créant une couche  superficielle avec une matière formant une pellicule,  de manière que les particules puissent être     légère-          ment    noyées dans la     surface    ou dans la couche super  ficielle sans âtre recouvertes.

   On obtient aussi facile  ment cette     structure    quand le diamètre des     particules     n'est pas trop     différent    des     diamètres    des     filaments,     la majeure partie des     particules    étant, par exemple,  inférieures à deux fois le     diamètre    des filaments et  supérieures à un     dixième    de     ce,diamètre.  



      The invention relates to filter elements for tobacco smoke which can be used in cigars, pipes, cigarette holders and cigar holders. .



  The filter element which is the subject of the present invention for filtering tabiac smoke is characterized in that it comprises a bundle of continuous synthetic filaments and finely divided particles of 'an inorganic salt of calcium or of magnesium or of stearate, of: calciu:

  .m or of magnesium insoluble in water, distributed over the entire surface of the filaments and bound to the latter by a binding agent compatible with the material constituting the filaments.



  The binding agent may comprise a substance miscible: with said material or constituting a solvent thereof. Said inorganic salt is preferably the salt of an acid weaker than acetic acid.



       In carrying out a process for the manufacture of this element, the filaments of a fibrous and permeable filter mass receive a dispersed deposit of a finely divided solid inorganic salt, for example sodium phosphates or carbonates. magnesium or calcium.

   In general, the spacing of the filaments forms minute passageways for smoke through the mass, the mass comprising an additive consisting of the finely divided solid particles of a water-insoluble inorganic salt of the type described. above,

          for example at a rate of 5 to 60% and preferably 5 to 30% of the weight of the filter,

          the concentration not being a critical value as long as there is sufficient additive present to improve the filtration efficiency of the filter without creating an excessive pressure drop. These particles are supported by the filaments along the surface thereof,

   occupying certain positions along the walls of said passages and partially blocking the latter, so that a considerable part of the smoke strikes the particles.



  Any known means of spraying a powder onto the fibrous surface or through the fibrous mass can be used in the manufacture of the filter. For example,

   the powdered inorganic salt can be blown onto the filaments or it can be applied as a slurry with cold water or with a volatile organic vehicle. Another method consists in applying the powder to the filaments by electrostatic means, that is to say in inducing a charge on the filaments,

          by rubbing or otherwise, and then passing the filaments through a chamber containing a highly concentrated cloud of salt to dust. After the electrostatic attraction of the salts on this fila- ment,

      the salts are fixed by a binding agent. This application is preferably made on filaments in the form of tow and in the spread state.

   Another method of applying the salt particles is to wet the surface of the filaments with an adhesive or plasticizer before exposing them to an apparatus capable of spraying the salt dust. Tow from a feed roller

  is opened to destroy: any bundle of filaments and give the fiber a cross section: larger and more uniform.

   The open tow is thus spread evenly to take a width much greater than its original width, for example in the ratio of 10 to 1, thereby exposing all the filaments to the material to the plasticizer exiting, for example, from an apparatus. dispensers: ator near: from which the tow passes.

   The dust can be added before, with or after the plasticizer, preferably with or after, application with the plasticizer being more advantageous. In the latter case, the plasticizer: is. First. Transformed into a slurry containing the finely divided inorganic salt and, if necessary, a dilutive such as water or alcohol.

        The dilutant should not be a solvent for the powder, but should dissolve in or emulsify with the plasticizer. It has been found that finely divided solids which tend to filter out of fibrous filter masks are generally more strongly bound if applied in a plasticizer slurry.

   Further, by using a slurry for the application of the solid, it is possible to load the filaments with higher concentrations of uniformly dispersed and firmly bound additive. The use of a diluent which is inert to the powder and the filaments has the advantage of facilitating the application of larger amounts of additive without a corresponding increase in the amount of plasticizer.



  The following examples illustrate the invention. <I> Example 1 </I> A parldalement opened tow of a strand of cellulose acetate (39.2% acetyl), crimped and of regular cross section, exhibiting approximately 3.1 corrugations per centimeter, the yarn comprising approximately 10,000 8 denier filaments per filament,

   A compressed air spreader which spreads the tow to a width of about 30 cm is slowly drawn through. When the tow is in this condition, it is sprayed evenly, using an ordinary tip sprayer, with finely divided droplets of di- (m.ethoxyethyl) phthal:

  ate as a pdastifier, in order to make a large number of the surface parts of the filaments tender and sticky. The spread tow passes through the dust chamber in which the fibers are evenly dusted with a finely divided powder (130 mils / cm) of analytical grade magnesium carbonate MgCO3.

   On leaving the chamber, the tow contains 14% plasticizer and 18% magnesium carbonate, relative to the total weight of the tow, carbonate and plasticizer.

   After these spreading, vaporizing and empo: us: siérage operations, the treated fiber is brought back to its original form of compact bundle, that is to say of wick, and sent to a known machine. for the manufacture of cigarette filters which gives it a cylindrical shape, wraps it in paper and cutting into corks 78 mm in length and 7.5 mm in diameter.

   The rods are then subjected to a heat treatment for one hour at 800 C to ensure the partial dissolution of the acetate filaments by the plasticizer and to bind the carbonate particles to the filaments and the filaments to each other, to give stiffness. to the stems. The stems are then cut into 13mm long filters which are attached to king size (85mm) cigarettes of a common brand in the trade. The cigarettes had been previously reduced by 13 mm, the 13 mm filters being attached to the shortened cigarettes by means of adhesive tape.

   These filter-tipped cigarettes are smoked to measure 35mm in a smoking machine such as that described by T.A. Fradford, W.R. Harlan and H.R. Hanmer, Indu, Strial and Engineering Chemistry, Vol. 28, p. 836-9 (1936). The smoke that has passed through the cigars is collected and analyzed to determine its nicotine and tar content.



  Control filters without additive spray are also prepared, with the same tow of cellulose acetate containing the same amount of di- (methoxyethyl) -phtala.te plasticizer. These filters are attached to the same cigarettes as before, shortened by 13 mm. These cigarettes are then smoked up to a length of 35 mm in the smoking machine. The smoke that has passed through these cigarettes is analyzed for its nicotine and tar content.



  Two long format cigarettes (same size as before), but not shortened, are smoked up to a length of 35 mm in the machine. The smoke is also collected and analyzed for the same products.



  The results obtained are indicated in Table I.
EMI0002.0093
  
     It can be seen from the foregoing results that the filter containing the combination of acetate and magnesium carbonate filaments reduced the amount of tar collected by 43.6% and the amount of nicotine by 44%.

   The control filter reduces the amount of tar by 9.2% and the amount of nicotine by 8%. The increased pressure drop from

  filter cigarettes due to the addition of carbonate is only about 5%. <I> Example 2 </I> The process described in Example 1 is repeated using the same cellulose acetate tow and the same plasticizer, but replacing the magnesium carbonate with magnesium carbonate. calcium CaCOs pulverized,

   capable of passing through a 130 mesh / cm sieve. The treated tow contains 14% plasticizer and 20% calcium carbonate (calculated on the total weight of the treated tow)

       when it is placed in the dust chamber. The mass obtained is cut into 13 mm filters which are attached to king size cigarettes which have been previously shortened by 13 mm. These cigarettes are smoked up to a length of 35 mm in the smoking machine, under the same conditions as in Example 1, and the smoke which has passed through the cigarettes is collected and analyzed for its nicotine and gum content. .



  The smoke collected contains 90 mg of tar and 13 mg of nicotine. This corresponds to a reduction of tar of 44.6% and a reduction of ni- cotine of 48,

  0% as a result of the filter. The pressure drop is 11 cm of water.



  <I> Example 3 </I> The process described in Example 1 is repeated using a tow of a cellulose acetate yarn and containing 5000 .filaments of 16 denier per filament, a plasticizer consisting of nitrate. methyl, and a powder of calcium carbonate CaCO., having an average particle size of 0.1 mi cron (Multifex MM, Dia @ mo @ nd Alkali Company)

  . The treated tow contains 60 <B> 0/0 </B> of cellulose acetate, 30 0 / of calcium carbonate and 10% of plasticizer. A control yarn of cellulose acetate yarn with 5000 filaments, 16 denier per filament,

      and containing 14% triethyl citrate, is also prepared. The two treated filass-cs are formed into filter rods heated to 60o C for one hour.

   Filters of <B> 13 </B> mm in length are prepared from the two strands and mounted on for mat king cigarette backs which have been shortened by 13 mm. Ten cigairettes containing the calcium carbonate and ten cigarettes containing the control filters are smoked to a length of 35 mm in the smoking machine.

   The smoke is collected and analyzed for its nicotine and tar content.
EMI0003.0085
  
    Fall <SEP> of <SEP> mg <SEP> of <SEP> mg <SEP> of
<tb> pressure <SEP> tars <SEP> nicotine
<tb> mean <SEP> in <SEP> the <SEP> smoke <SEP> in <SEP> the <SEP> smoke
<tb> Cigarettes <SEP> with <SEP> acetate <SEP> filter
<tb> of <SEP> cellulose <SEP> (85 <SEP> mm <SEP> of <SEP> length) <SEP> 9.7 <SEP> 155 <SEP> 24
<tb> Cigarettes <SEP> with <SEP> acetate <SEP> filter
<tb> of <SEP> cellulose <SEP> and <SEP> CaCO., <SEP> (85 <SEP> mm
<tb> <U> of <SEP> length) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. </U> <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.

   <SEP> 10.4 <SEP> 115 <SEP> 18 It can be seen from the above values that the filter containing the combination of acetate and calcium carbonate filaments reduces the amount of tars by 29 , 4% and the quantity of nicotine of 28.0,

  0/0. The control filter reduces these quantities by 4.9 and 4 respectively,

  0 '%. The increase in pressure drop due to the addition of the calcium carbonate to the filter is only about 5%.



  <I> Example 4 </I> A tow of a regenerated cellulose yarn (vis cose), containing <B> 16000 </B> 6 denier filaments per filament, is spread to a width of 25 cm and coated by spraying a 25% aqueous solution of dextrin glue.

   The tow, still separated and moist, is passed through a dust chamber in which it is uniformly covered with a fine dust of calcium carbonate, the particles of which have a size of 0.1 microns (Multifex MM). On leaving the chamber, the tow comprises 40 parts of regenerated cellulose filaments, 30 parts of glue (25% solution) and 30 parts of calcium carbonate.

   The combination is formed into a compact wick and sent to a filter making machine, with paper winding, and cut into filter rods 78mm in length and 7.5mm in diameter. The rods are heated for one hour at 100 ° C to dry the glue and bind the powder to the filaments. The stems are then cut into filters 13 mm in length which are attached to king size cigarettes 85 mm in length which have been previously shortened by 13 mm.

   Ten of these cigarettes are burned up to a length of 35mm in the smoking machine. The famée is picked and analyzed for its nicotine and tar content.



  A control yarn, containing <B> 1.6000 </B> filaments of 6 denier per filament, of regenerated cellulose and containing 43% dextrin glue (25% solution), but no carbonate , calcium, is prepared in a similar manner.

   The stems formed from this tow are heated for one hour at 1000 ° C. and cut into filters 13 mm in length. Ten of these cigarettes are smoked up to a length of 35mm in the smoking machine.

   The smoke is collected and analyzed for its nicotine and tar content.
EMI0003.0171
  
    Fall <SEP> of <SEP> mg <SEP> of <SEP> mg <SEP> of
<tb> pressure <SEP> tars <SEP> nicotine
<tb> <U> medium </U> do <SEP> <U> in <SEP> the <SEP> f </U> umée <SEP> in <SEP> the <SEP> smoke
<tb> Cigarettes <SEP> with <SEP> cellulose <SEP> filter <SEP>
<tb> regenerated <SEP> (85 <SEP> mm <SEP> of <SEP> length) <SEP> 10.4 <SEP> 140 <SEP> 21
<tb> Cigarettes <SEP> with <SEP> filter <SEP> die <SEP> cellulose
<tb> regenerated <SEP> and <SEP> CaCO .;

   <SEP> (85 <SEP> mm <SEP> from
<tb> length) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 10.9 <SEP> 100 <SEP> 16 It can be seen that the filters containing the combination of cellulose filaments and:

  calcium carbonate reduce the amount of tar collected by 38.7% and that of nicotine by 36.0 (Vo. The regenerated cellulose filament control filter reduces the amount of tar collected by 14,

  1% and that of nicotine of 16.0'0 / 0. The increase in: the pressure drop due to the addition of calcium carbonate is only about 5.%. <I> Example 5 </I> A tow of a cellulose acetate yarn, containing 12000 filaments of 5 denier per filament, is spread to a width of 30 cm and sprayed with an emulsion containing, by weight, 0.03 part of sodium lauryl sulfate,

   1 part of di- (methoxyethyl) -phthalate as plasticizer, 2 parts of water: and 3 parts of calcium carbonate powder with a particle size of approximately 6 microns.

   The discarded tow is then formed into a compact wick and sent to a cigarette filter forming machine with paper wrapper, and cut into rods 78 mm in length and 8 mm in diameter. The rods are heated: for 30 minutes at <B> 1000 </B> C to evaporate the water let to firmly bind the calcium carbonate to the filaments:

  through the plasticizer. Analysis of the rods shows a content of 51% cellulose acetate filaments, 33% calcium carbonate,

          5% moisture and 11% di- (methoxyethyl) -phthalate. The heated then cooled stems are very firm and the calcium carbonate is firmly bound to the filaments. The stems are cut into filters of 13 minutes in length which are attached to American cigarettes of long format (85 mm) previously shortened by 13 mm. These cigarettes are smoked, up to a length of 35mm in a smoking machine such as that described in Example 1. The smoke which passed through the cigarettes is collected and analyzed for nicotine and tar content.



  A tow of cellulose acetate yarn, containing 20,000 5 denier filaments per filament, is spread to a width of 30 cm and sprayed with an emulsion containing 0.03 part of sodium lauryl sulfate, 1 part of di- (methoxyethyl) -phthalate as a plasticizer, and 2 parts of water. This tow, not containing calcium carbonate, is made into filter rods as described above and the rods are dried for 30 minutes at 100o C.

    Analysis of these rods shows that they comprise 84% of filaments, of acetate: of cellulose, 12% of plasticizer and 4% of humidity. The stems are cut into 13mm <B> length </B> filters which are attached to ten king size cigarettes shortened by 13mm.

    These cigarettes are smoked up to a total length of 35mm in the smoking machine. The smoke is collected and analyzed for its content of: nicotine and tar.



  Ten unshielded king size cigarettes without filters are smoked up to a length of 35 mm in the machine. The smoke is collected and analyzed as above.



  The results obtained in the three series of cigars are given in Table II.
EMI0004.0107
  
    <I> Table <SEP> 11 </I>
<tb> Fall <SEP> of <SEP> mg <SEP> of <SEP> mg <SEP> of
<tb> pressure <SEP> tars <SEP> nicotine
<tb> average <SEP> * <SEP> in <SEP> the <SEP> smoke <SEP> in <SEP> the <SEP> smoke
<tb> Cigarettes <SEP> without <SEP> filter <SEP> (85 <SEP> mm <SEP> of
<tb> length) <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP> 8.4 <SEP> 165 <SEP> 25
<tb> Cigarettes <SEP> 72 <SEP> mm <SEP> of <SEP> length,
<tb> filter <SEP> 13 <SEP> mm, <SEP> acetate, <SEP> 20000 <SEP> fila ments <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>. <SEP>.

   <SEP> 10.7 <SEP> <B> 130 </B> <SEP> 20
<tb> Cigarettes <SEP> 72 <SEP> mm <SEP> of <SEP> length,
<tb> filter <SEP> 13 <SEP> mm, <SEP> acetate, <SEP> CaCO; <SEP>. <SEP>. <SEP> <B> 10.7 </B> <SEP> 93 <SEP> 13
<tb> <U> -'- Drop </U> <SEP> of <SEP> pressure <SEP> in <SEP> cm <SEP> of water <SEP> with <SEP> a <SEP> flow <SEP > air <SEP> with <SEP> flow <SEP> of <SEP> 17.5 <SEP> cmi / sec <SEP> to <SEP>: through <SEP> the <SEP> cigarette.

         It can be seen from the above results that the filter containing the combination of cellulose acetate and calcium carbonate filaments reduced the amount of tar collected by 44 1%:

  and that of 48% nicotin. The filter which does not contain calcium carbonate reduces the amount of tar by 21% and that of nicotine by only 20%,

          while the average pressure drop is equal to that of the cellulose acetate-calcium carbonate filter.

    <I> Example 6 </I> A tow of a cellulose acetate yarn containing 14,000 5: denier filaments per filament is spread to a width of 30 cm and sprayed with a suspension of 51% of powder of calcium carbonate in di- (methoxyethyl)

  -phthalate as a plasticizer containing 33% ethyl alcohol. The calcium carbonate powder has a particle size of 3 microns.



  The spread tow is formed into a compact wick and sent to a paper-wound filter making machine, where it is cut into rods 78 mm in length and 8 mm in diameter. The rods are heated for 30 minutes at 80o C to evaporate the ethyl alcohol and bind the calcium carbonate powder to the filaments using the plasticizer.

   Analysis of the rods shows that they are composed of 65% cellulose acetate filaments, 20% powdered calcium carbonate,

          and 13% plasticizer. The heated and then cooled stems are very firm and the calcium carbonate is firmly bound to the filaments. The stems are cut into 13 mm long filters and attached to king size cigars - which have been shortened by 13 mm.

   These filter cigarettes are smoked in the machine cited in Example 1 up to a length of 35 mm. The smoke having passed through the cigarettes is collected and analyzed for its nicotine and tar content.



  The smoke collected contains 111 mg of tar and 15 mg of nicotine. This corresponds to a reduction in tars by 33% and in nicotine by 40% as a result of the presence of the filter,

   by comparison with the values found in Example 5 for an unfiltered cigarette. Filter cigarettes exhibit an average pressure drop of 10.9 cm of water.

      <I> Example 7 </I> A tow of cellulose acetate yarn containing 14000 filaments of 5 denier per filament is spread to a width of 30 cm and sprayed with a suspension of 58% carbonate powder. of calcium in glycerol tripropionate as a plasticizer. The

  -calcium carbonate powder has a particle size of between 7 and 10 microns.



  The spread tow is formed into a compact wick and sent to a paper-wound filter making machine, and cut into rods 78 mm in length and 8 mm in diameter. After one hour at room temperature, the stems become firm and the carbonate is firmly bound to the filaments. The stems are cut into filters, 13 mm in length, which are attached.

   to cigarettes, kimg size, shortened by 13 mm. These cigarettes are smoked to a length of 35 mm in the smoking machine of Example 1. The smoke which has passed through the cigarettes is collected and analyzed for its nicotine and tar content.



  The smoke collected contains 108 mg of tar and 15 mg of nicotine. This corresponds to a reduction in tars by 35% and in nicotine by 40% due to the presence of the filter,

          compared to the values found by the unfiltered cigarettes of Example 5. The filtered cigarettes exhibit an average pressure drop of 10.7 cm of water. <I> Example S </I> A tow of the type used in Example 1 is treated as described in this example with <B> (</B> 130 mesh / cm) magnesium phos phate. Instead of magnesium carbonate.

   On leaving the dust chamber, the filament tow contains 14% plasticizer and 18% magnesium phosphate on the total weight of the suit.

   Filters are formed from this tow, treated and attached to cigarettes which are then smoked, as described in Example 1. Analytical tests show that cigarettes with the filters of cellulose acetate and magnesium phosphate (length 85 mm) have an average pressure drop of 10.7 cm of water. The smoke contains 98 mg of tar and 15 mg of nicotine.

   Comparison of these values with those obtained for the control cigarettes with and without the filter of Example 1 shows that the magnesium phosphate filter reduced the amount of tar collected by 40.0% and that of nicotine of 40,

  0%. The increase in the pressure drop of filter cigarettes due to the addition of magnesium phosphate is only about 5%.



  <I> Example 9 </I> The process described in Example 1 is repeated using the same cellulose acetate yarn and the same plasticizer, but using powdered calcium phosphate in the dust chamber, Ca3 (PO4) 2 capable of passing through a 130 mesh / cm sieve.

   The filament tow, prepared in this case contains 14% plasticizer and 20% calcium phosphate (based on the total weight)

       when it is placed in the bedroom. The resulting stems are cut into 13mm filters which are attached to long format cigarettes which have been shortened by 13mm. These cigarettes are smoked to a total length of 35 mm in the smoking machine, and, the smoke having passed through:

  cigarettes is collected and analyzed for its tar and nicotine content.



  The smoke collected contains 100 mg of tar and 16 mg of nicotine. This corresponds to a reduction in tar of 38.6% and nicotine of 36,

  1% as a result of the filter. Cigarettes have an average pressure drop of 11.2 cm of water.

    <I> Example 10 </I> The process described in Example 1 is repeated using a tow of a cellulose acetate yarn containing 5000 filaments of 16 denier per filament, a plasticizer formed from triethyl-citrate ,

          @and .a powder formed from calcium pyrophosphate Ca2P207 capable of passing through a 130 mesh / cm sieve. The treated fiber contains 60% cellulose acetate,

            301% calcium salt and 10% plasticizer. A control yarn is also prepared from a cellulose acetate yarn of 5000 16-denier filaments per filament and

  containing 14% of, tri6ethyl- citrate. The two treated yarns are formed into filter sheets which are heated to 60o <B> C </B> for one hour. Filters 13 mm in length are prepared from the two tows and attached to king size cigars which have been shortened. of 13 mm.

   Ten cigarettes containing the calcium pyrophosphate filters and ten cigarettes containing the control filters are smoked in a machine to a length of 35 mm. The smoke that has passed through the cigarettes is collected and analyzed for its nicotine and tar content. The results are given in Table III.

      
EMI0006.0001
  
     The above values show that the filters containing the combination of acetate and calcium pyrophosphate filaments reduce the amount of tar collected by 32.6% and that of nicotine by 32,

  0%. The control filters reduce the amount of tar by 4.9% and that of nicotine by 4,

  0%. The increase in pressure drop in filter cigarettes due to the addition of calcium pyrophosphate is only about 1%.



  <I> Example 11 </I> A tow such as that described in Example 4 is treated and converted to filters in the manner given in this example, except that calcium phosphate (capable, pass through a 130 mesh / cm sieve) in place of the calcium carbonate. Rods are formed and tested as described. They contain 45 parts of regenerated cellulose fibers, 30 parts of glue (25% solution) and 30 parts of powdered CaHPO4.

   Filters are tested as described in Example 4 and the comparison of control filters and unfiltered cigarettes is made according to this example. Filters containing calcium acid phosphate have an average pressure drop of 10.9 cm of water and their smoke contains 102 mg of tars and 16 mg of nicotine.



  From the values given above and those given in Example 1, it can be seen that the filter containing the combination of filaments of regenerated cellulose and of calcium disphosphate reduces the quantity of gold collected by 37.4 o / and that of nicotine of 36.0%. The control filter:

  of regenerated cellulose filaments reduces these amounts respectively by 14.1% and 16,

  0%. The increase in pressure drop due to the addition of acidic calcium phosphate is only about 5%.



  Under certain conditions, particularly during rough handling, there may be a tendency for some of the additive to be filtered through the filters. This tendency can be overcome by adding an oily water insoluble material to the surface of the filaments which are used in the manufacture of the filter. This oily material is preferably added before the application of the sprayed additive. The choice of the oily material to be sprayed on the filaments is of some importance.

   This material should be insoluble at room temperature in the plasticizer which is also applied to the filaments. The reason for this is that the oily material should remain on the surface of the filaments rather than being absorbed into the filaments as is the case with the plasticizer. This material should be substantially colorless, odorless, tasteless, non-volatile and non-toxic.

   Although the insolubility of the oily material in the plasticizer at room temperature is an essential property, this material can be soluble in the plasticizer at elevated temperatures. This offers the possibility of dissolving the oily material in hot solutions of the plasticizer and spraying it on the filaments spread with the plasticizer in a single operation.

   Using a material capable of separating from the plasticizer solution after that. this has returned to room temperature, this material remains on the surface of the filaments and is not absorbed in the filaments at the same time as the plasticizer.



       Generally, the application of the oily material is preferably carried out on the cellulose acetate filaments by spreading the filaments in a strip and by spraying the spread filaments with a fine oily mist, using a regular paint gun. This can be done before or after coating the filaments with the plasticizer and adding the spray additives. However, the preferred method is as follows: after the filaments have been sprayed with a plasticizer solution containing the oily material, they are then sprayed with the sprayed additive.

   This process makes it possible to avoid certain operations. Accordingly, it is preferred to use an oily material which is soluble in the hot plasticizer, but insoluble in the plasticizer at room temperature. By using such a combination, it is possible, as we have seen, to apply the oily material and the plasticizer in a single operation.

   The filters obtained show that the pulverized additive is strongly bound to the filaments and, therefore, these filters prevent any filtration of the additive when they are shaken or subjected to a movement which could disturb the additive.



  The amount of oily material employed to remove filtration from the sprayed additive is preferably between 3 and 8% by weight of the finished filter.

   This area is of some importance because an amount less than 3% can only partially prevent filtration of the additive and an amount greater than 8% can produce infiltration at

  through the filter paper casing.



  Many oils can be used to bind the spray additives to the relatively strong filament filters. Examples which may be mentioned are the following oils which are non-toxic, odorless, tasteless, etc .: A. High-boiling liquid natural esters castor oil, cottonseed oil, olive oil almond, coconut oil, peanut oil, olive oil.



  B. Liquid esters derived from natural fats, glycerol oleates, glycerol ricinoleates, glycerol laurates.



  C. Liquid fatty alcohols with high molecular weight lauryl alcohol.



  D. Mineral oils Low, medium or high viscosity mineral oils of pharmaceutical purity.



  The following examples illustrate the use of such a material.



  <I> Example 12 </I> This example illustrates the addition of an oil in a separate operation. The filter rods are obtained as follows 70,000 denier yarn in total, 5 denier per filament, regular cross section; plasticizer: di- (methoxyethyl) -phthalate sprayed onto the tow in an amount of 20 parts of plasticizer for approximately 80 parts of tow;

    powdered additive: calcium carbonate (average particle size 5 microns), added to the plasticized tow at the rate of 15 parts of carbonate per 85 parts of tow; mineral oil: 5% (based on total weight) of mineral oil is sprayed onto the plasticized tow containing the sprayed additive.



  This produces filter rods 90 mm in length, having an average pressure drop equal to 24.1 cm of water and a circumference of 25.2 mm. Calcium carbonate powder does not filter through the rods when they are held vertically and tapped vigorously against a hard, level surface.

   The smoke is obtained by consuming ordinary American cigarettes containing filters 15 mm in length cut from these stems. The test shows that 37% of the tars and nicotine are removed from the main stream of smoke by the filters.

   The pressure drop in cigarettes with filters is only 41% greater than that of unfiltered cigarettes of the same length.



  <I> Example 13 </I> This example illustrates the addition of a hot plasticizer soluble oil to the filter to prevent filtering of the spray additive.



  A tow of 70,000 denier in total at 5 denier per filament, and of regular cross section, is sprayed with a hot (60o C) solution of 25 parts of glycerol monooleate and 75 parts of triethyl citrate approximate ratio of 76 parts tow to 24 parts of the hot plasticizer-oil mixture.

   The treated tow is then dusted with a calcium sitearate powder (capable of passing through a 120 mesh / cm sieve) at a rate of 80 parts of treated tow to 20 parts of powder. The powder does not filter from finished rods when shaken in the manner described above. The rods (90 mm long) show an average pressure drop of 24.4 cm of water.

   Tests show that filters of 15 mm in length obtained from these rods remove 39% nicotine: and tars from the main smoke stream.

   Cigarettes with a filter have only 6% more pressure drop than unfiltered (standard) cigarettes of equal length.

      <I> Example 14 </I> A 150 cm continuous creped tow of cellulose acetate yarn, containing 14,000 5 denier filaments per filament, was laid out to a width of 30 cm. It is then sprayed on both sides with a hot solution of 60 parts of glycerol triacetate -and 40 parts of castor oil, by weight.

   During vaporization, the solution is maintained at 7580 C so that the castor oil remains in solution in the plasticizer. It is observed that immediately after ejection of the solution from the vaporizer, this solution forms a fine mist of particles of plasticizer and oil. Once vaporized,

   the spread out tow is dusted on both sides with calcium carbonate powder which has passed through a 130 mesh / cm sieve.



  Analysis of the vaporized and dusty tow shows that it comprises 63% of cellulose acetate yarn, 12% of glycerol triacetate,

      8% castor oil and 17% powdered calcium carbonate, by weight.

   This tow is returned to its original form in a wick and passes through a device which wraps it in paper and cuts it into filter rods 90 mm in length and 25.5 mm in circumference. After 24 h storage at room temperature,

   the rods are fully rigid as a result of the melting action of the plasticizer on the cellulose acetate fibers. Some stems are opened and examined under a microscope. This examination shows that the calcium carbonate particles are evenly distributed over the surface of the fibers in the tow. It also shows that the plasticizer has been absorbed by the fibers,

       forming a fusion of these at random points along the length of the stem, while the castor oil has been distributed over the surface of the fibers forming a sticky coating that prevents car bonate particles from filtering out of the rod.



  Two of these stems are cut into filters 15 mm in length. These filters are attached to these long format die cigars which have been shortened by 15mm to compensate for the length of the filters. These cigarettes are then smoked to a length of 35mm in an automatic smoking machine and the smoke that has passed through the cigarettes is collected and analyzed for its nicotine and <RTI content.

   ID = "0007.0200"> tars. Control filters (15 mm), without the addition of calcium carbonate, are prepared similarly from the same tow. These filters are also coated with a hot solution of 60 parts of glycerol iriacetate and 40 parts of castor oil until the combination contains 75,

  % cellulose acetate fibers, 15% glycerol triacetate and 10% castor oil. The control filters are attached to the same king size cigarettes as before, also previously shortened by 15 mm.

   The cigarettes are smoked to a length of 35mm in the smoking machine and the smoke which has passed through the cigarettes is collected and analyzed for its nicotine and tar content.



  Ten king size cigarettes (same brand as above), unfiltered and not shortened by 15mm, are smoked up to 35 man length in the smoking machine. The smoke that has passed through the cigarettes: is collected and analyzed for its nicotine and tar content. The results are given in the table below.

    
EMI0008.0041
  
     These results show that the filter containing the calcium carbonate reduces the tar content collected by 40% and that of the nicotine by 30%.

    The carbonate-free filter: of calcium .reduces .these contents respectively of 16'0 / 0. And 16 fl / o. The increase in pressure drop in cigarettes with filters due to the addition of calcium carbonate is only 4.9%.



  It seems obvious from @ what: above that the described method constitutes a relatively simple and economical way: to improve the connection:

  additives sprayed to filament filters. By combining the oil and the plasticizer in a single spray operation, this operation can be carried out with the equipment used for the plasticizer without the need to install additional equipment.



  In carrying out the process described, the purity of the carbonate or of the phosphate used is not a primary factor. Rather, it is the shape of the particles that plays an important role. The salt should be in the form of a finely divided powder so as to easily form a slurry in a liquid or to pass easily through the nozzle of a vaporizer.

   Although the exact particle size does not appear to be very critical, it is stated that the additive passes at least through an 80 mesh / cm sieve. The salts contemplated can generally be obtained commercially in particles passing through a 13 mesh / cm sieve. Advantageously, a salt is used whose <RTI

   ID = "0008.0104"> at least 80% of its particles have a diameter smaller than the diameter of the fibers of the filter. For filaments of the size used in the example above, a significant number of particles should not have a size equal to twice the diameter of the filaments or to a tenth of that diameter, although these limits : can vary considerably with:

  filaments: others: dimensions. Any salt meeting these requirements can be used.



  Although exceptionally favorable results are obtained with filters prepared from a tow of continuous and creped filaments of cellulose acetate or with filaments of regenerated cellulose, it is evident that different types can be employed. 'other highly fibrous yarns, for example of nylon, polyamide, polyester, etc. fibers, particularly where the fibers are substantially longitudinally aligned and coextensive:

  in the filter body. A continuous strand, for example a tow, comprising 4,000 to 35,000 filaments, the filaments being 16 to 3 yarns and having about 1.6 to 4 corrugations / cm, is preferably used to prepare the filters.



  The expression surface dissolution is understood to mean the creation, by the action of a solvent or of a plasticizer and / or of heat, of an adhesive condition, sticky or easy bonding of the filaments, by dissolution or incipient dissolution of parts of the surface of the filaments, thus producing a weld and adhesion between adjacent filaments touching each other at these parts.

   By coalescence is meant the state: created by a partial or incipient dissolution of certain parts of the surface of the filaments, creating a condition in which these parts flow or unite with similar parts of the dissolved or plasma material of the continuous filaments.

   The surface dissolving bonds between fibers are sometimes referred to as fused bonds or solder bonds.



  It should be noted that the filters described present not only special advantages due to the chemical properties and behavior of the inorganic water-insoluble salts constituting the additives, but that other advantages can be obtained from the following structural factors which;

  are found in the most advantageous forms of filters - when, for example, the aligned filaments are linked at random at points separated by arbitrary intervals. Cala can be obtained by vaporizing a plasticizer of the solvent type on a spreading tow of synthetic thermoplastic filaments, as described above.

   This can also be achieved by the use of strands of filaments in which at least some filaments contain sufficient plasticizers to be softened at low temperatures. This plasticizer can be added by spraying onto the formed filaments, or to the spinning solution before the filaments are spun.



  - when .for example the additive is applied before or with a filament binding agent. In other words, no material intended to adhere to the filaments which could cover, destroy or otherwise interfere with the activity or integrity of the salt particles should be employed.

   This means that in one case the bonds of the filaments must be formed by coalescence, of the surface dissolution type. It is obvious that no plasticizer should be used which has an unfavorable action on: the salt particles.



  - When, for example, all the salt particles are brought to the surface: filaments, supported by the filaments and practically immobilized with respect to the latter. This structure is best achieved by softening parts of the surface of the filaments with a solvent or by creating a surface layer with a film forming material, so that the particles can be lightly embedded in the surface or in the super layer. ficial without a covered hearth.

   This structure is also easily obtained when the diameter of the particles is not too different from the diameters of the filaments, the major part of the particles being, for example, less than twice the diameter of the filaments and greater than one tenth of this diameter. .

 

Claims (1)

REVENDICATION I Elément filtrant destiné à filtrer la fumée de ta bac, caractérisé en ce qu'il comprend un faisceau de filaments synthétiques continus et des particules fine ment divisées d'un sel inorganique de calcium ou de magnésium ou de stéarate de .calcium ou de magné sium, insoluble dans l'eau, réparties sur la surface des filaments et liées à ces derniers, par un agent de liai son compatible avec la matière constituant les fila ments. CLAIM I Filter element intended to filter the smoke from your tank, characterized in that it comprises a bundle of continuous synthetic filaments and finely divided particles of an inorganic salt of calcium or of magnesium or of stearate of .calcium or of. magnesium, insoluble in water, distributed over the surface of the filaments and bound to the latter by a binding agent compatible with the material constituting the filaments. SOUS-REVENDICATIONS 1. Elément selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit sel inorganique est le sel d'un acide plus faible que l'acide acétique. 2. Elément selon la sous-revendication 1, carac térisé en ce que ledit sel inorganique est un phos phate ou un carbonate de calcium ou de magnésium. 3. Elément selon la sous-revendication 1, carac térisé en ce que ledit sel inorganique est l'un des sels suivants: SUB-CLAIMS 1. Element according to claim I, characterized in that said inorganic salt is the salt of an acid weaker than acetic acid. 2. Element according to sub-claim 1, charac terized in that said inorganic salt is a phosphate or a calcium or magnesium carbonate. 3. Element according to sub-claim 1, charac terized in that said inorganic salt is one of the following salts: CaCO3, MgCO3, Mg3(P04)2, Ca3(PO4)2, Ca,P207 ou CaHP04 -4. Elémemt selon la revendication I, caractérisé en ce que lesdites particules sont susceptibles de pas ser à travers un tamis de 80 -mailles/cm. CaCO3, MgCO3, Mg3 (P04) 2, Ca3 (PO4) 2, Ca, P207 or CaHPO4 -4. Element according to Claim I, characterized in that the said particles are liable to pass through a sieve of 80 -meshes / cm. 5. Elément selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent de liaison et les particules du sel représentent ensemble plus :des 10'% du poids de l'élément. 5. Element according to claim I, characterized in that the binding agent and the particles of the salt together represent more: 10% of the weight of the element. 6. Elément selon la revendication I, caractérisé en ce que les filaments sont -des filaments continus crêpés d'acétate de cellulose, liés les uns aux autres en des points de contact répartis au hasard au moyen d'un plastifiant qui lie également les particules aux filaments. 6. Element according to claim I, characterized in that the filaments are continuous filaments crimped of cellulose acetate, bonded to each other at randomly distributed contact points by means of a plasticizer which also binds the particles. to the filaments. 7. Elément selon la sous;revendication 6, carac térisé en ce que l'acétate de cellulose présente une teneur en acétyle de 39,2 0/0. 8. Elément selon la sous-revendication 6, carao- térisé en ce que le faisceau de filaments continus crêpés d'acétate<B>de</B> cellulose comprend une filasse de 4000 à 35000 filaments de 16 à 3 deniers par fila ment. 7. Element according to sub claim 6, characterized in that the cellulose acetate has an acetyl content of 39.2%. 8. Element according to sub-claim 6, characterized in that the bundle of crimped continuous filaments of cellulose acetate comprises a tow of 4000 to 35000 filaments of 16 to 3 denier per filament. . 9. Elément selon la sous-revendication 8, caracté risé en ce que la filasse comprend plus de 5000 fila- ments de moins de 8 deniers par filament. 9. Element according to sub-claim 8, characterized in that the tow comprises more than 5000 filaments of less than 8 denier per filament. 10. Elément selon les sous-revendica#tions. @6 à 9, caractérisé en ce que les filaments présentent de 1,6 à 4 ondulations/cm. 11. Elément selon les sous-revendications 6 à 10, caractérisé en .ce que le plastifiant comprend un phtalate, un citrate ou un propionate. 12. Elément selon la sous-revendication 11, ca ractérisé en. 10. Element according to the subclaims. @ 6 to 9, characterized in that the filaments have 1.6 to 4 undulations / cm. 11. Element according to sub-claims 6 to 10, characterized in. That the plasticizer comprises a phthalate, a citrate or a propionate. 12. Element according to sub-claim 11, ca actérisé in. ce que lesdites particules de sel cons tituent au moins les 20 0/0 du poids de l'élément. 13. Elément selon la sous-revendication 9, that said salt particles constitute at least 20% of the weight of the element. 13. Element according to sub-claim 9, carac- térisé en ce que les 80'% au moins desdites parti- cules présentent un diamètre inférieur à celui des fila ments continus ,synthétiques, characterized in that at least 80% of said particles have a diameter smaller than that of continuous, synthetic filaments, .et en ce qu'un petit nom bre -de particules au plus présentent un diamètre égal au double du diamètre des filaments ou égal au dixième de ce diamètre. 14. Elément selon la revendication I, caractérisé en ce que les filaments portent sur leur surface une matière huileuse. . and in that a small number of particles at most have a diameter equal to twice the diameter of the filaments or equal to a tenth of this diameter. 14. Element according to claim I, characterized in that the filaments bear on their surface an oily material. REVENDICATION II Procédé -de fabrication de l'élément selon la re vendication I, caractérisé en ce qu'on ouvre une fi lasse de filaments synthétiques continus, on vaporise les filaments étalés avec un agent de liaison cosnpa- Cible avec la matière constituant les filaments, on ré partit sur la surface des filaments des particules fine ment divisées d'un sel inorganique de calcium ou ,de magnésium ou de stéarate de calcium ou de magné sium insoluble dans l'eau, ces particules étant liées à la surface des filaments par l'agent de liaison, CLAIM II A method of manufacturing the element according to claim I, characterized in that one opens a filament of continuous synthetic filaments, the spread filaments are vaporized with a binding agent cosnpa- Target with the material constituting the filaments , finely divided particles of an inorganic salt of calcium or of magnesium or of calcium or magnesium stearate insoluble in water are distributed on the surface of the filaments, these particles being bound to the surface of the filaments by the liaison officer, et on rassemble les filaments en une tige filtrante. SOUS-REVENDICATIONS 15. Procédé selon la revendication II, caractérisé en ce qu'on applique une matière huileuse sur les filaments étalés avant de répartir les particules sur ces filaments. 16. and the filaments are gathered into a filter rod. SUB-CLAIMS 15. The method of claim II, characterized in that an oily material is applied to the spread filaments before distributing the particles on these filaments. 16. Procédé selon la sous-revendication 15, ca ractérisé en ce au'cxn milice un aaemt <B>da</B> liniicnn c.nm- prenant un plastifiant pour la matière constituant les filaments, et on le vaporise sur les filaments étalés en mélange avec la matière huileuse. 17. A method according to sub-claim 15, characterized in that by adding a plasticizer to the material constituting the filaments, it is sprayed onto the filaments spread out in mixture with the oily material. 17. Procédé selon la sous-revendication 16, ca ractérisé en ce qu'on utilise une matière huileuse in soluble dans le plastifiant à la température ambiante et soluble à des températures élevées, et on vaporise le mélange sur les filaments étalés à une température élevée, .de manière que la matière huileuse reste sur la surface des filaments et que le plastifiant soit absorbé par ces derniers. 18. Procédé selon les sous-revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'on répartit les particules de sel sur les filaments étalés sous forme d'une boue dans l'agent de liaison. A method according to sub-claim 16, characterized in that an oily material which is insoluble in the plasticizer at room temperature and soluble at elevated temperatures is used, and the mixture is sprayed onto the spread filaments at an elevated temperature. so that the oily material remains on the surface of the filaments and the plasticizer is absorbed by the latter. 18. A method according to sub-claims 15 to 17, characterized in that the salt particles are distributed over the spread filaments in the form of a slurry in the binding agent.
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