CH619847A5 - Tobacco smoke filter rod - Google Patents

Description

La présente invention concerne une tige de filtre à fumée de tabac, son procédé de fabrication et un appareil pour la mise en œuvre de ce procédé.

On connaît des tiges de filtre à fumée comprenant des alvéoles espacées longitudinalement entre elles et contenant des granulés de particules adsorbantes.

Le procédé de fabrication de ces tiges consiste à former une tige de filtre continue, par exemple en étoupe ou en papier, à couper cette tige longitudinalement sur une partie de son diamètre, environ les deux tiers, à former des cavités à l'intérieur de la tige ouverte, à déposer des granulés dans ces cavités, à refermer la tige et à l'envelopper dans une gaine. Cette tige est ensuite coupée transversalement en segments pour former des filtres à fumée pour cigarettes.

Ce type de tige est relativement délicat, car sa résistance est fortement diminuée par la coupure longitudinale; la quantité des tiges détruites par des erreurs de manipulation est assez importante. Les granulés de particules sont susceptibles de migrer hors des cavités, le long de la coupure longitudinale.

En outre, la découpe de la tige en segments doit être faite en dehors des cavités contenant les granulés, sinon ces derniers s'échappent de la cavité.

Le but de l'invention est de former une tige de filtre à fumée rohuste, qui peut être manipulée sans dégâts pendant la fabrication des cigarettes, dans laquelle toute migration des particules est évitée et qui peut être coupée dans une cavité contenant des particules sans que ces dernières s'échappent de ladite cavité.

A cet effet, une tige de filtre à fumée selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un corps, perméable à la fumée, formé de filaments continus liés entre eux en des points de contact et entourant un noyau perméable à la fumée, formé de

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particules adsorbantes agglomérées entre elles au moyen d'un liant thermoplastique, ce noyau s'étendant au moins partiellement sur la longueur de la tige. Le noyau peut se présenter sous la forme d'une pluralité d'alvéoles espacées longitudinalement entre elles.

La tige est fabriquée de préférence en continu et est divisée en segments de plus courte longueur; lorsque le noyau n'est pas continu, mais se présente sous la forme d'alvéoles espacées, la tige initialement fabriquée de façon continue peut être divisée transversalement, à travers et/ou entre les alvéoles.

Le procédé de fabrication de la tige de filtre à fumée est caractérisé en ce qu'on achemine en continu, longitudinalement, sous la forme d'une bande à section en canal, une mèche formée d'une matière en filaments continus, filtrant la fumée, renfermant un agent agglomérant activable à chaud pour les filaments, on dépose en continu, le long de la base de la section en canal, un cordon sous la forme d'une ligne continue ou d'alvéoles distinctes espacées entre elles longitudinalement, d'un mélange en particules, d'un agent adsorbant et d'un liant thermoplastique, on comprime la mèche et le mélange en particules déposé, par passage en continu à travers un formeur tubulaire, on fait circuler un fluide chaud à travers la paroi du formeur, afin d'imprégner et chauffer la tige et activer ledit agent agglomérant activable à chaud et ledit liant thermoplastique, en vue de former une tige filtrante continue de filaments liés entre eux, présentant un noyau de particules adsorbantes agglomérées s'étendant de façon continue à travers cette tige, ou un noyau formé d'alvéoles distinctes espacées entre elles longitudinalement. La tige formée en continu peut être coupée transversalement, en tronçons de plus courte longueur, comme déjà mentionné.

Le charbon activé est la matière préférée pour l'emploi comme adsorbant en particules, en raison de son pouvoir d'adsorption élevé, bien qu'on puisse utiliser, en plus du charbon activé ou à la place de ce dernier, d'autres matières en particules à propriétés filtrantes, par exemple le gel de silice, l'alumine activée, la perlite, la sépiolite, la terre à foulon, le silicate de magnésium, des oxydes métalliques tels que l'oxyde de fer, et des combinaisons de ces produits. Le charbon peut être du type du charbon ordinaire, du charbon dit à tête de moineau, ou du charbon à base de pétrole, le charbon et le liant ayant de préférence environ la même densité en vrac, par exemple de 0,16 à 0,50 g/cm3 pour le charbon, et de 0,38 à 0,42 g/cm3 pour le liant.

Le polyéthylène et les résines thermoplastiques analogues peuvent être employés comme liants thermoplastiques pour les particules d'adsorbant. Des polyoléfines répandues dans le commerce, telles que le polyéthylène et le polypropylène et leurs copolymères, ne sont pas toxiques et sont d'une bonne stabilité thermique, et fournissent une liaison solide sans obstruction des pores des particules de l'adsorbant, ce qui permet de conserver le pouvoir adsorbant dans le produit fini. Ces matières sont donc particulièrement appropriées pour l'emploi comme liants thermoplastiques. D'autres polyhydrocarbures peuvent être employés à la place, ou en plus du polyéthylène ou du polypropylène, en particulier des polymères d'hydrocarbures renfermant de 4 à 10 atomes de carbone, de même qu'une variété d'autres matières thermoplastiques présentant des indices appropriés d'écoulement par fusion, telles que l'acétate de vinyle et d'autres homopoly-mères et copolymères vinyliques, l'acétate de cellulose plastifié, des résines polyesters, des résines friables polyhydrocarbonées comme l'Escorez, et des combinaisons de ces produits. Le polyéthylène microporeux possède des propriétés adsorbantes et peut être employé comme matière adsorbante et/ou comme liant thermoplastique.

Une faible proportion d'une ou plusieurs charges ou d'un ou plusieurs additifs peut être incorporée à la matière formant le noyau, ces produits étant de préférence mélangés avec la matière adsorbante et le liant thermoplastique au cours d'une opération initiale de mélange. Par exemple, des fibres naturelles ou synthétiques peuvent former une partie du noyau où un produit de faible densité est requis, et des tiges ou des branches de tabac feuilleté et/ou fragmenté peuvent être incorporées, en même temps que les additifs tels que des produits alcalins et des modificateurs acides. Des fibres métalliques peuvent être incorporées et les charges peuvent renfermer du carbone en fibres, si un faible poids présente une importance spéciale. On peut ajouter des produits chimiques agissant sur le goût de la fumée passant à travers le noyau et, en particulier, on peut incorporer certains additifs actifs qui éliminent un certain nombre de constituants nocifs de la fumée de tabac et augmentent par conséquent l'efficacité du filtre. On mentionne, comme exemples de tels additifs, l'acétate de polyvinyle, des polycarbonates obtenus par réaction du bisphé-nol A et des diphénylcarbonates, des polyamides du type Nylon, par exemple Nylon 6, Nylon 6/6 et Nylon 6/10, des résines cellulosiques modifiées, par exemple l'acétate de cellulose et la dimé-thylcellulose, des gommes naturelles en poudre, des hydrates de carbone, par exemple des sucres divers, du carbonate de calcium en poudre et de la laine fibreuse en pâte. Des additifs ayant une température de fusion moyenne ou inférieure à la température à laquelle le mélange est ultérieurement chauffé, peuvent être utilisés comme liants supplémentaires. Certaines résines mentionnées comme additifs, par exemple l'acétate de polyvinyle, ont déjà été indiquées comme liants appropriés.

Le noyau peut renfermer 5% en poids ou moins de liant thermoplastique, ou de l'ordre de 50% en poids, et de 50% à 95% en poids de particules d'adsorbant. On emploie de préférence pas plus de 40% en poids de liant thermoplastique, et pas moins de 60% en poids de particules d'adsorbant. Les mélanges les plus satisfaisants pour le noyau comprennent au moins 6,5%, mais pas plus de 30% en poids de liant thermoplastique, et de 85% à 93,5% en poids de particules d'adsorbant (par exemple de charbon activé).

Les particules d'adsorbant, en même temps qu'une charge ou additif à incorporer, peuvent être mélangées intimement avec les particules du liant thermoplastique. Ces dernières sont de préférence sensiblement plus petites que les particules de la matière adsorbante, de sorte qu'elles adhèrent à celles-ci sous la forme d'un enrobage analogue à une poudre, lors du mélange. Une partie prédominante, par exemple au moins 80%, des particules d'adsorbant peut être de 9 à 200 fois, de préférence de 9 à 60 fois, plus grande que les particules de liant. Chaque particule d'adsorbant dans le mélange se trouve ainsi séparée des particules d'adsorbant voisines par une couche contigue de poudre thermoplastique qui se ramollit ou fond par chauffage, ce qui assure la formation d'un noyau encore poreux fermement lié. Des particules de liant thermoplastique d'un diamètre moyen de 100 |i ou moins, de préférence de 50 |x ou moins, sont particulièrement appropriées, cependant qu'au moins 80% des particules d'adsorbant sont de préférence d'environ 0,149 mm à 1,41 mm à 1,68 mm, mais peuvent être d'une finesse de l'ordre de 0,074 mm. Les charges ou additifs employés sont de préférence en particules de petites dimensions, par exemple de 50 |i ou moins.

A la place d'un tel mélange de particules distinctes d'adsorbant et de liant thermoplastique, on peut employer des particules d'adsorbant enrobées de liant thermoplastique. Par exemple, une émulsion aqueuse de polyéthylène peut être mélangée avec des particules de charbon activé pour former un enrobage thermoplastique sur celles-ci, les particules enrobées, avec la matière utilisée comme charge ou l'additif, si nécessaire, formant le mélange en particules du noyau. Par mélange simultané d'au moins une partie de la résine sous forme d'une émulsion dans un véhiculeur liquide, la formation d'un mélange homogène est grandement facilitée et un contrôle plus précis de la qualité du produit est rendue possible.

Le mélange initial des particules d'adsorbant et de liant thermoplastique, avec ou sans charge ou additif, peut être effectué dans un appareil mélangeur traditionnel. Des mélangeurs du type s

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comprenant un agitateur hélicoïdal ou du genre à ruban peuvent convenir et assurent simultanément le mélange et le malaxage, de façon que les particules soient convenablement traitées durant le mélange.

La matière filamenteuse de la mèche est de préférence crêpée. Une matière préférée pour la mèche est l'acétate de cellulose, bien que d'autres matières en filaments continus puissent être utilisées, ces matières comprenant des polyoléfines, par exemple polyéthylène, polypropylène et copolymères d'éthylène et de propylène avec d'autres oléfines; des polyamides comme le Nylon; et des polyesters tels que le polyéthylènetéréphtalate. L'agent de liaison activable à chaud peut être un plastifiant pour la matière filamenteuse, par exemple la triacétine, dans le cas de l'acétate de cellulose. On peut utiliser d'autres liants pour la mèche, par exemple un liant activable à chaud, en particules, tel qu'un thermoplastique en poudre ou en granules. Si les filaments de la mèche sont eux-mêmes thermoplastiques, un liant supplémentaire n'est pas indispensable.

Un ou plusieurs produits aromatisants, par exemple le menthol, peuvent être déposés sur la mèche avant qu'elle soit comprimée en forme de tige, de préférence avantdépôtjiujaélange adsorbant/liant le long de la base deja^bande de section en canal et, de préférence, avant que la bande soit conformée suivant ladite section en canal. De même, un ou plusieurs adsorbants particu-laires (par exemple charbon activé, gel de silice, etc.) peuvent être projetés sur la mèche avant dépôt du mélange adsorbant/liant, ce qui fournit un produit dans lequel la mèche entourant le noyau continu ou discontinu renferme les particules dispersées.

De préférence, la mèche renfermant le mélange en particules déposé du noyau est acheminée à travers le formeur tubulaire, en étant enveloppée dans une bande souple perméable, le fluide de chauffage passant à travers la matière perméable de la bande enveloppante pour activer le liant activable à chaud pour les filaments et le liant thermoplastique pour les particules d'adsorbant. Le fluide de chauffage préféré est la vapeur, notamment lorsque la mèche est en acétate de cellulose et/ou lorsque les particules d'adsorbant comprennent du charbon activé.

Il est préférable, en général, d'acheminer la tige provenant du formeur tubulaire, dans une chambre de refroidissement; à cet endroit, un gaz de refroidissement tel que l'air peut être envoyé transversalement dans la tige chauffée, de préférence à contre-courant par rapport au sens d'avancement de la tige, permettant que cette tige soit conformée en un produit perméable cohérent. La tige peut être acheminée à travers une telle chambre de refroidissement, en étant enveloppée de la même bande souple perméable que celle employée pour l'acheminer à travers le formeur tubulaire. Lorsqu'une telle bande souple perméable est employée, il est préférable d'utiliser une bande sans fin, s'aplatissant et se séparant de la tige terminée, après sortie du formeur tubulaire (ou de la chambre de refroidissement) pour revenir vers l'entrée dudit formeur tubulaire.

La tige continue achevée peut être munie d'une enveloppe obturatrice, de façon traditionnelle, cela n'étant toutefois pas indispensable, du fait que la tige non enveloppée est généralement cohérente et se tient d'elle-même, de sorte qu'elle peut être manipulée de façon satisfaisante à l'état non enveloppé.

Lorsque le mélange particulaire du noyau est alimenté et déposé, sous la forme d'une ligne continue sur le substrat formé par la mèche, de manière à obtenir une tige avec un noyau s'étendant à l'intérieur en continu, ce mélange peut être alimenté simplement à partir d'un dispositif doseur en continu, monté au-dessus de ladite mèche en déplacement. Lorsque le mélange particulaire du noyau doit être déposé sous forme d'alvéoles séparées, espacées longitudinalement entre elles, cela est obtenu de façon appropriée au moyen d'une roue ou d'un tambour applicateur présentant des évidements espacés entre eux, sur le pourtour de sa surface d'application, destinés à recevoir les doses individuelles dudit mélange particulaire, par exemple en provenance d'une trémie, l'applicateur en rotation étant disposé de façon que les évidements fournissent successivement leurs contenus sur la mèche. La roue applicatrice est de préférence disposée de façon que les branches de la section en canal de la mèche se 5 déplacent sur le côté de la roue se trouvant à l'emplacement du dépôt, les alvéoles supplémentaires étant déposées sur la base du canal. Les évidements sont de préférence de forme allongée dans le sens transversal.

Un préformage de la mèche, suivant la forme en canal requise 10 pour l'application du mélange particulaire du noyau, est réalisé de façon appropriée par passage à travers un cornet. Lorsque la mèche est conformée en canal, avec utilisation d'un cornet ou dispositif analogue, il est préférable de prévoir, en amont du cornet, un formeur, par exemple en fil métallique, conférant à la 15 mèche en circulation une forme d'auge large et peu profonde, ouverte vers le haut, celle-ci étant admise dans le cornet et conformée en canal, lequel est acheminé vers la trémie doseuse ou la roue applicatrice; grâce à cet agencement, on obtient une meilleure uniformité et un meilleur contrôle de la forme et de l'orien-20 tation de l'alimentation de la mèche vers l'applicateur, qu'en \41tilisant uniquement le cornet.

Lorsque les alvéoles du mélange particulaire du noyau sont appliquées au moyen d'une roue ou d'un tambour évidé applica-25 teur, le mélange peut être éjecté de son évidement en direction de la tige formée par la mèche, par actionnement d'un poussoir formant la base de l'évidement. Chaque évidement peut être muni par exemple dç son propre poussoir ou piston, les poussoirs ou pistons étant actionnés, dans un ordre déterminé, pour vider leurs 30 évidements, en coopérant avec la surface d'une came fixe, au fur et à mesure qu'ils se déplacent en rotation devant la zone de dépôt. Les pistons ou poussoirs sont sollicités élastiquement en direction de l'axe de la roue ou du tambour, tout en étant déplacés radialement vers l'extérieur à l'encontre de cette sollicitation 3j lorsqu'ils s'engagent avec la surface de la came, à la zone de dépôt, puis en reprenant leur place dans l'évidement, avant réception d'une nouvelle alvéole. Les évidements sont de préférence remplis en continu, par exemple à partir d'une trémie située au sommet de leur parcours, les poussoirs ou pistons étant actionnés 40 pour vider ces évidements à la base, ou à proximité de la base, de leur parcours, des moyens tels qu'une semelle de protection étant prévus pour empêcher tout déversement prématuré à partir des évidements, avant mise en action desdits poussoirs ou pistons. Il peut être avantageux que chaque piston ou poussoir prenne, dans 45 la zone du remplissage, une position escamotée procurant un volume d'évidement plus grand que le volume de mélange requis ultérieurement et éjecté de cet évidement en direction de la tige, le piston ou poussoir se déplaçant alors (de préférence avant sortie de la zone de remplissage) radialement vers l'extérieur (par so exemple sous l'action d'un second profil de came), d'une distance suffisante pour permettre de racler ou éliminer tout excès par rapport audit volume requis. Cela contribue à assurer que chaque évidement parvient dans la zone de dépôt, en renfermant une quantité dosée prédéterminée du mélange. Lors du déplacement 55 de la zone de remplissage à la zone de dépôt, chaque piston ou poussoir peut demeurer dans sa position partiellement détendue, mais prendra de préférence une position plus rétractée, de sorte que la quantité dosée du mélange ne remplira pas l'évidement.

Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre 60 d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.

Sur ce dessin :

la fig. 1 est une vue schématique en élévation, d'un appareil selon l'invention;

la fig. 2 est une vue en perspective représentant, à plus grande 65 échelle, des parties de l'appareil de la fig. 1 ;

la fig. 3 est une vue de côté, en coupe, illustrant, à plus grande échelle, une roue applicatrice qui peut être montée sur l'appareil de la fig. 1 ;

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la fig. 4 est une vue en perspective de la base d'un dispositif doseur utilisé dans l'appareil et le procédé selon les fig. 1 et 2;

la fig. 5 est une vue de côté, en coupe, d'une forme d'exécution préférée d'une roue applicatrice et d'un cornet pour le passage de la mèche;

la fig. 6 est une vue en coupe partielle suivant 6-6 de la fig. 5 ;

la fig. 7 illustre, en perspective, une partie de l'appareil suivant une variante d'exécution.

Sur ces figures, les éléments correspondants sont désignés par les mêmes références numériques.

En se référant aux fig. 1 et 2, une mèche 2 provenant d'une balle 1 d'acétate de cellulose crêpé est tirée, par des rouleaux 3, à travers une tuyère à air 4, de formation d'une bande, et en passant sur un cylindre guide 5. Des rouleaux 6 tournant plus rapidement que les rouleaux 3 étirent la portion de la mèche entre ces rouleaux 6 et les rouleaux 3. Une autre tuyère à air 7 transforme la mèche en une bande d'environ 250 mm de largeur, avant qu'elle passe dans un caisson 10 où elle est enduite, par pulvérisation, de triacétate de glycéryle, au moyen de pistolets pulvérisateurs 8 et 9. Les tuyères 4 et 7 sont de forme connue et comprennent une fente étroite à travers laquelle passe la mèche. Sur un côté de cette fente, il est prévu une paroi perforée communiquant avec une alimentation en air comprimé, cependant que, sur l'autre côté de la fente, une paroi non perforée maintient la mèche pendant que celle-ci est soumise à l'action de l'air. Des rouleaux 11 maintiennent la mèche en forme de bande, cette forme étant conservée jusqu'à ce que ladite mèche passe sous un formeur 12 et à travers le cornet 15, ou trompette, qui la transforme en une section en canal 55 concentré de façon lâche, avant qu'elle pénètre au-dessous d'une languette 16. Entre la trompette 15 et la languette 16 est monté un dispositif de dosage en continu 100, alimenté par le mélange 52 de particules pour le noyau, provenant d'une trémie 54. Le doseur 100 se présente sous la forme d'une auge 102 de section en V allongé, présente une fente de sortie le long de sa base en forme de bateau, ledit mélange en particules du noyau étant déversé dans l'auge, à vitesse constante, par l'intermédiaire d'un convoyeur 104. Ce dernier est disposé à proximité de la sortie de la trémie 54, de façon qu'il achemine, à partir de cette sortie, le mélange 52 à vitesse constante. Dans la zone où le mélange de particules est amené dans l'auge 102, une aspiration est de préférence appliquée pour éliminer les fines, seules les particules plus lourdes étant déposées dans l'auge et sur la mèche. La base de l'auge 102 est disposée entre les branches de la section en forme de canal 55 de la mèche, ce qui permet de déposer le mélange du noyau, en continu, à la base de cette section, durant son déplacement. Le formeur 12 est profilé vers le bas, de manière à déformer la bande pour qu'elle prenne une forme d'auge peu profonde pour son passage dans la trompette. Ce formeur se présente, de façon appropriée, uniquement sous la forme d'un fil métallique recourbé. Ce préformage assure la stabilité de la forme de la section réduite du canal qui se présente au dispositif 100 et la stabilité de sa disposition symétrique par rapport au dispositif, à l'emplacement du dépôt. Lorsqu'on utilise uniquement une trompette, le formeur 12 peut être remplacé par un simple rouleau. La trompette 15 peut présenter un prolongement 106 (non représenté à la fig. 1) de section du canal en aval, s'étendant sous le dispositif 100, pour supporter et guider ladite section en canal 55 de la mèche.

La languette 16 sert à guider la mèche et le mélange déposé 52 dans une enceinte de chauffage 18, ainsi qu'à positionner une bande perméable 19 autour de la mèche. L'enceinte de chauffage 18, avec la bande 19, constitue un formeur tubulaire pour réduire et conformer la mèche et le mélange du noyau, en une forme de tige filtrante munie d'une gaine d'étoupe entourant le noyau. La bande perméable 19, laquelle est tirée à travers l'enceinte de chauffage au moyen du tambour 20, et qui se déplace en outre sur des rouleaux 21, 22, 23 et 24, est de structure ouverte et peut être en Nylon tissé ou formée de monofilaments de polyéthy-

lènetéréphtalate. Cette bande peut être enduite en surface par une résine aux silicones ou par du polytétrafluoroéthylène, en vue d'empêcher toute adhérence de la mèche. L'enceinte de chauffage 18 est munie d'un conduit 25 raccordé à une amenée de vapeur qui circule à travers des passages prévus dans l'enceinte et, par conséquent, à travers la bande et à l'intérieur de la mèche et le noyau, en vue de les chauffer, ce qui permet au triacétate de glycéryle de lier entre eux les filaments d'acétate de cellulose, et au liant thermoplastique d'agglomérer entre elles les particules d'adsorbant; il se produit, en général, également une certaine liaison entre le noyau et les filaments qui l'entourent.

Une tige 26 se trouve ainsi formée. Les bords longitudinaux de la bande 19 ne peuvent toutefois pas se rejoindre correctement, de sorte que plusieurs des filaments de la mèche se pressent entre ces bords, formant ainsi un bourrelet. Ce dernier est éliminé au moyen d'un pied presseur 27, lequel s'applique entre les bords de la bande et presse ledit bourrelet, de manière à redonner à la tige une forme sensiblement cylindrique. La tige passe ensuite dans une enceinte de refroidissement 28, où de l'air ou autre gaz amené par un conduit 30 circule à travers la bande et vient en contact avec les filaments et le noyau de la tige, en vue de les refroidir et d'éliminer tout condensât de la tige 26. De préférence, l'air de refroidissement circule à travers la bande en une multiplicité de points espacés sur la longueur de l'enceinte de refroidissement 28. Après passage à travers la tige, l'air, en même temps que le condensât entraîné, parvient dans un récepteur 17, muni d'un échappement vers l'arrière de la machine. L'action de l'air a également pour effet de conférer plus de rigidité à la tige. En quittant l'enceinte de refroidissement 28, la tige peut passer directement au découpage, mais elle peut être d'abord enveloppée (par exemple dans un enveloppeur en papier, par passage à travers un dispositif conventionnel d'enveloppement), puis envoyée au découpage. Dans un cas comme dans l'autre, le dispositif de découpage sectionne la tige (enveloppée ou non) en longueurs distinctes.

Tant que la bande passe autour du tambour 20 et des rouleaux 20 à 24, elle présente une forme plate. Durant son passage du rouleau 24 au tambour 20, elle est repliée de manière à prendre une forme cylindrique incomplète, avec un léger espace entre ses bords. En quittant l'enceinte de refroidissement 28, la bande se déploie et se sépare de la tige. Les ouvertures dans la bande sont de dimensions suffisantes pour fournir un passage aisé pour la vapeur et l'air circulant dans la tige et effectuant le transfert thermique. Le fini de la surface de la tige 26 dépend des propriétés de surface de la bande, du fait que les filaments de la mèche s'appliquent par pression contre la bande, alors qu'ils se trouvent dans un état ramolli sous l'influence de la vapeur. Lorsqu'on désire obtenir un fini gaufré profond pour la tige, on peut utiliser une bande tissée grossière. Lorsqu'on désire obtenir une tige plus lisse, on peut utiliser une bande finement tissée. Le gaufrage sert à empêcher la séparation des fibres sur la surface périphérique de la tige, sans qu'il soit nécessaire, en général, de provoquer la coales-cence des fibres périphériques de la tige.

Si on le désire, l'agencement peut être tel que l'ouverture de l'enceinte de chauffage soit légèrement plus grande que l'ouverture de l'enceinte de refroidissement. Cette dernière ouverture permet de régler la tige à son diamètre final désiré.

La fig. 3 illustre une roue applicatrice 50 qui peut être montée à la place du dispositif doseur 100 des fig. 1 et 2, en vue de déposer des alvéoles distinctes, espacées entre elles longitudinalement, du mélange 52 utilisé pour le noyau, sur la base du canal 55 de la mèche, afin de former une tige de filtre présentant un noyau discontinu longitudinalement de particules agglomérées d'adsorbant; chaque portion du noyau de la tige entière et unitaire formée est entourée d'une gaine de filaments liés, et séparée, dans le sens longitudinal, de la portion suivante par un tampon de filaments liés. La tige formée en continu, après enveloppement si nécessaire, peut être sectionnée transversalement en un ou plu5

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sieurs stades (par exemple en longueurs appropriées pour le fabricant de tige, puis en longueurs individuelles plus courtes au moment de l'incorporation dans une cigarette à filtre), à travers les portions du noyau et/ou entre ces portions. En référence à la fig. 3, la roue applicatrice 50 présente des évidements 56, à distance les uns des autres sur le pourtour de sa surface cylindrique, cette roue s'engageant vers le bas, comme indiqué, entre les branches du canal 55 de la mèche rassemblée à l'état non serré, en provenance de la trompette 15. Les évidements 56 sont alimentés par la trémie 54, en mélange particulaire 52 pour le noyau. Une semelle de garde 57 empêche tout déversement du mélange 52 de ces évidements 56, avant dépôt dans le corps de la mèche lâche 55. Les poches ou alvéoles du mélange dans les évidements 56 sont alors transportées par rotation de la roue 50 et déposées individuellement en des emplacements espacés longitudinalement dans le corps de la mèche, c'est-à-dire sur la base du canal de la mèche. Les évidements 56 sont de préférence allongés et présentent une section qui est plus longue axialement que sur la périphérie de la roue applicatrice, de manière à obtenir des sections de noyau séparées de configurations voulues. Le reste de l'appareil, à savoir le mécanisme de préparation et d'alimentation, le formeur tubulaire et son équipement auxiliaire et prévu à la suite, est comme décrit ci-dessus, en référence à la fig. 1.

La fig. 4 est une vue de côté en perspective, à partir du bas et en aval, du fond d'un dispositif de dosage préféré qui peut être substitué à celui représenté à la fig. 2. La fig. 4 montre, à la place de l'auge 102 de section en V allongé de la fig. 2, une auge 200 allongée présentant une paroi verticale et une paroi longitudinale inclinée, la base de l'auge (présentant les parois longitudinales verticales) étant munie en son fond d'une fente longitudinale 204 à travers laquelle le mélange adsorbant/liant est déversé sur la bande mise en forme de la mèche, comme sur la fig. 2. L'extrémité amont 208 de la base de l'auge 200 est en forme de proue de bateau, comme indiqué à la fig. 2. L'extrémité aval 202, bien que légèrement en saillie en aval à partir du corps principal de l'auge, se termine par une face plane, comme représenté à la fig. 4. La fente 204 ne s'étend pas sur toute la longueur de l'auge 200, mais s'arrête tout près de son extrémité amont, comme indiqué à la fig. 4. Un bossage, ou quille, 206 en saillie vers le bas est prévu de préférence à l'extrémité amont de la base de l'auge, comme indiqué. L'espacement de la fente 204 à partir de l'extrémité amont de l'auge et la présence de la quille 206 permettent de contrôler le passage de la bande de la mèche et de la maintenir dans sa forme requise en canal, réduisant ainsi toute tendance de cette bande à remonter dans la fente.

Le mélange 52 en particules pour le noyau peut avoir, dans les formes d'exécution décrites, toute variété de compositions,

comme déjà indiqué, mais renfermera de préférence des particules ou des granules de charbon activé mélangés et enrobés d'une poudre thermoplastique relativement fine (par exemple de polyéthylène). Que la tige soit formée avec un noyau continu (fig. 1 et fig. 2) ou discontinu (fig. 3), il existe une liaison non seulement entre filaments dans la portion de la mèche, et entre particules d'adsorbant dans le noyau, mais également une liaison entre le noyau et des filaments adjacents, de sorte que la tige peut être coupée à travers le noyau, sans perte appréciable de la matière de ce noyau, lors du découpage ou d'une manipulation ultérieure.

Une roue applicatrice préférée, pouvant être employée comme la roue 50, dans la forme d'exécution de la fig. 3 précitée, est représentée au moyen d'un exemple aux fig. 5 et 6. En référence à ces figures, la roue applicatrice 370 présente des évidements ou trous 372 également espacés entre eux sur le pourtour de sa surface cylindrique. La base de chaque évidement 372 est formée par l'extrémité libre d'un poussoir ou piston 374. Chaque piston 374 est sollicité élastiquement par un ressort 376, radialement vers le centre 378 de la roue, mais est déplaçable radialement vers l'extérieur, à rencontre de ce ressort, de manière à parcourir l'évidement et éjecter ainsi son contenu. Le fonctionnement, dans un ordre déterminé, des pistons et poussoirs, lorsque la roue est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, comme indiqué à la fig. 5, est effectué au moyen d'un profil de came fixe 380 qui coopère avec les extrémités s'étendant radialement vers l'intérieur des pistons ou plongeurs sur une partie de leur parcours, comme illustré sur ladite fig. 5. Utilisée dans le procédé selon l'invention, la roue 370 est montée comme représenté et décrit en référence à la fig. 3, les évidements étant remplis de l'additif provenant d'une trémie 371 lorsqu'ils passent au voisinage du sommet de leur parcours, et les pistons ou poussoirs étant actionnés par le profil de came 380, de manière à vider les évidements dans la zone indiquée à la fig. 5. Un déversement prématuré de l'additif à partir des évidements est empêché grâce à une semelle de garde 382.

Dans leur position rétractée, les extrémités intérieures radialement des pistons 374 coopèrent avec la surface latérale cylindrique 384, tout en étant maintenus en contact avec cette surface, au moyen des ressorts 376.

Suivant une forme d'exécution préférée, la profondeur d'un évidement 372, lorsque le piston ou le poussoir 374 est dans sa position rétractée en appui avec la surface latérale 384, est plus grande que nécessaire pour l'évidement pour loger le volume d'additif à éjecter dans la mèche, en tant qu'alvéole individuelle; à l'arrivée à la trémie 371, chaque évidement aura donc tendance à être trop rempli; toutefois, il est prévu, comme représenté, un second profil de came 383 destiné à coopérer avec les extrémités intérieures radialement des pistons ou poussoirs 374, de façon que, juste avant que chaque évidement se déplace et ne soit plus en liaison avec la trémie, son poussoir ou piston se déplace radialement vers l'extérieur sur une courte distance, l'excès d'additif dans cet évidement étant alors raclé de manière à laisser dans ledit évidement une charge prédéterminée pour l'éjection ultérieure dans la mèche. Comme représenté, chaque piston se trouve alors de préférence hors de prise avec le profil de came 383, et se déplace de nouveau, sous l'action du ressort, vers sa position rétractée, en appui avec la surface latérale 384. Dans un exemple type, lorsqu'une épaisseur d'additif de 5 mm est requise dans chaque évidement, la profondeur de l'évidement, avec le piston ou le poussoir en position rétractée, est de préférence de 7 mm, le profil de came 383 étant monté de manière à déplacer le piston ou poussoir de 2 mm radialement vers l'extérieur. Les profils de cames variés seront de préférence réglables en fonction du volume requis pour l'alvéole d'additif.

Les fig. 5 et 6 illustrent une autre particularité préférée de l'appareil selon l'invention, laquelle peut être employée avec la roue applicatrice simplifiée du type représenté à la fig. 3, cette particularité étant l'utilisation d'une trompette 15 munie d'un support 385 de mèche à section en canal, s'étendant à partir de la sortie de ladite trompette jusqu'à et devant la zone où la roue applicatrice dépose les alvéoles d'additif. Cette rallonge 385 supporte la mèche au moment du dépôt d'additif et permet le réglage correct de la mèche d'un côté ou de l'autre de ladite roue applicatrice.

Aux fig. 5 et 6, les évidements 372 sont représentés avec une section circulaire, mais cela n'est pas capital. Pour les buts recherchés dans l'invention, dans les formes d'exécution utilisant une roue applicatrice, ou tambour ou analogue, pour déposer les alvéoles d'additif à partir d'évidements ou de fossettes, ces évidements ou fossettes ont de préférence une section qui est aussi longue ou plus longue, dans l'axe de l'applicateur, que sur la périphérie de ce dernier. Les évidements ou fossettes sont donc de préférence entièrement symétriques en section, par exemple circulaires ou carrés, ou présentent une section (par exemple elliptique ou rectangulaire), dont l'axe le plus long est dirigé transversalement plutôt que longitudinalement à la direction de déplacement de l'applicateur et du substrat dans la zone de dépôt. Si la section transversale de la fossette ou de l'évidement est de

5

10

15

:o

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

forme allongée, l'axe longitudinal est de préférence perpendiculaire à la direction du déplacement dans la zone de dépôt.

La fig. 7 illustre, en perspective, les éléments d'une autre variante d'exécution selon l'invention. Sur cette figure, les mêmes références numériques des figures précédentes sont employées s pour désigner les éléments correspondants. A la fig. 7, la roue applicatrice 370 est du même type qu'aux fig. 5 et 6, excepté que la trompette 15 ne présente pas de rallonge s'étendant à partir de son collet de sortie jusqu'à la zone de dépôt. La figure montre de quelle manière la bande de la mèche provenant des rouleaux 11 10 prend, par l'intermédiaire du formeur 12, la forme d'une auge

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plate avant de pénétrer dans la trompette 15, ce qui confère à la mèche 55 à liaison lâche une section stable et symétrique en forme de canal lorsqu'elle parvient à la zone applicatrice de la roue 370. Le formeur 12 en un fil métallique est représenté dans une orientation différente de celle indiquée à la fig. 3, du fait qu'il est ajustable à volonté pour régler la forme de la mèche 55 sortant de la trompette 15. La mèche en forme de canal 55, présentant les alvéoles d'additif déposées le long de sa base, est acheminée, après passage devant la roue applicatrice 370, vers l'appareil de mise en forme de la tige (non représenté), comme décrit dans les autres formes d'exécution.

R

3 feuilles dessins

Claims (13)

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1. Tige de filtre à fumée de tabac, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps perméable à la fumée, formé de filaments continus (2) liés entre eux en des points de contact et entourant un noyau perméable à la fumée, formé de particules adsorbantes (52) agglomérées entre elles au moyen d'un liant thermoplastique, ce noyau s'étendant au moins partiellement sur la longueur de la tige.

2. Tige de filtre à fumée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau se présente sous la forme d'une pluralité d'alvéoles espacées longitudinalement entre elles.

2

REVENDICATIONS

3. Tige de filtre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le corps de filaments continus renferme au moins un agent aromatisant et/ou un adsorbant en particules.

4. Tige de filtre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le noyau est lié aux filaments qui l'entourent.

5. Procédé de fabrication d'une tige de filtre à fumée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on achemine en continu, longitudinalement, sous la forme (12) d'une bande à section en canal (55), une mèche (2) formée d'une matière en filaments continus, filtrant la fumée, renfermant (10) un agent agglomérant activable à chaud pour les filaments, on dépose (102) en continu, le long de la base de la section en canal (55), un cordon sous forme d'une ligne continue ou d'alvéoles distinctes espacées entre elles longitudinalement, d'un mélange (52) en particules d'un agent adsorbant et d'un liant thermoplastique, on comprime la mèche et le mélange en particules déposé, par passage en continu à travers un formeur tubulaire (18), on fait circuler un fluide chaud à travers la paroi du formeur, afin d'imprégner et chauffer la tige et activer ledit agent agglomérant activable à chaud et ledit liant thermoplastique, en vue de former une tige filtrante continue de filaments liés entre eux, présentant un noyau de particules adsorbantes agglomérées s'étendant de façon continue à travers cette tige, ou un noyau formé d'alvéoles distinctes espacées entre elles longitudinalement.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mèche renfermant le mélange en particules déposé du noyau est acheminée à travers le formeur tubulaire (18), en étant enveloppée dans une bande souple perméable (19), le fluide de chauffage passant à travers la matière perméable de la bande enveloppante (19).

7. Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le fluide de chauffage est de la vapeur.

8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la tige se déplace, après le formeur tubulaire (18), à travers une chambre de refroidissement (28) où un gaz de refroidissement est envoyé transversalement dans la tige chaude (26).

9. Appareil pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 5 pour la fabrication d'une tige de filtre à fumée, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (4-10) pour acheminer en continu une mèche (2) en bande de matière formée de filaments continus filtrant la fumée, renfermant (10) un liant activable à chaud pour les filaments, des moyens de formage (12) conférant en continu à la bande en déplacement une section en forme de canal (55), un dispositif doseur (100) déposant en continu le long de la base du canal (55), une ligne continue ou des alvéoles distinctes espacées longitudinalement d'un mélange (52) en particules d'adsorbant et le liant thermoplastique, et, immédiatement en aval du dispositif doseur (100), un formeur tubulaire (18) destiné à condenser, en forme de tige (26), la mèche (2) et le mélange (52) déposé de particules, des moyens (25) pour envoyer un fluide de chauffage latéralement dans cette tige au fur et à mesure de sa progression à travers ledit formeur tubulaire (18), ainsi que des moyens pour découper transversalement la tige résultante produite en continu, en tronçons de longueurs déterminées.

10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif doseur (100) comprend une roue applicatrice (50, 370)

présentant des évidements espacés (56, 372) sur sa surface périphérique d'application, destinés à recevoir les doses individuelles de mélange (52) en particules, des moyens (54-371) pour charger le mélange (52) en particules en continu dans ces évidements (56, 372), et une semelle de garde (57-382) destinée à empêcher le déversement prématuré de ce mélange (52) à partir de ces évidements (56-372) durant leur déplacement vers la zone de dépôt, la roue applicatrice (50, 370) étant montée en rotation et disposée de façon que, lors de son actionnement, les évidements (56, 372) appliquent leurs contenus sur la mèche (55), sous la forme d'alvéoles distinctes espacées longitudinalement.

11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la base de chaque évidement (372) dans la roue (370) est formée par un poussoir (374), un profil de came (380) fixe étant disposé pour coopérer avec les poussoirs (374) et les actionner dans un ordre déterminé, de manière à vider les évidements (372) et éjecter leur contenu de mélange en particules dans la zone de dépôt.

12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il présente des moyens (383) d'actionnement des poussoirs permettant que chaque poussoir (374) prenne, dans la zone de remplissage, une position rétractée fournissant un volume d'évide-ment (372) plus grand que le volume de mélange de particules ultérieurement requis pour être éjecté par l'évidement (372) sur la mèche (55), et se déplace radialement vers l'extérieur, d'une distance suffisante pour racler ou décharger tout excès de particules supérieur audit volume requis.

13. Appareil selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les évidements (372) de la roue (370) sont de section circulaire ou carrée, selon des directions radiales de la zone applicatrice (370) et ont une section transversale allongée, dont le grand axe s'étend transversalement au sens de déplacement de la roue applicatrice (370) dans la zone de dépôt.