CH679107A5 - - Google Patents
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Description
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CH679107 A5
Description
L'invention se rapporte à des filtres pour la fumée de tabac contenant un additif particuiaire, par exemple des sorbants («sorbant» = terme général couvrant les absorbants, adsorbants, chemisorbants et persorbants) tels que du charbon actif, du gel de silice, de ia sépiolife, de l'alumine, des échangeurs d'ions, etc.
Les divers procédés de fabrication antérieurs pour obtenir de tels filtres présentaient un ou plusieurs problèmes de production, problèmes de contrôle de la qualité et de l'uniformité des produits et des problèmes d'usure des machines.
Selon l'invention, au moins un peu d'additif particuiaire est concentré sur un ou des supports constitués par un fil et/ou une bande, incorporés dans le reste de la matière filtrante. De préférence, au moins la plus grande partie de l'additif particuiaire dans le filtre est porté par ledit fil et/ou la bande; de préférence, la totalité dé l'additif particuiaire est portée de cette façon, bien qu'il soit possible que le filtre contienne un peu d'additif particuiaire qui n'est pas localisé sur le fil et/ou la bande.
L'additif particuiaire est fixé au fil et/ou à la bande au moyen d'un adhésif fondu en soif, du glycole po-lyéthylène à haut point de fusion ou un adhésif du type à émuision, tel que le PVA (alcool ou acétate de polyvinyle).
Chaque additif particuiaire utilisé peut être constitué par une seule substance ou par un mélange.
Les fils et/ou les bandes portant l'additif s'étendent habituellement sur toute la longueur de la tige filtrante.
De préférence, le ou les fils ou bandes portant l'additif sont recouverts uniformément par un additif particuiaire entrant sur toute leur longueur; on pourrait aussi prévoir un revêtement non uniforme et il est possible que les fils ou bandes soient recouverts d'additif particuiaire entrant sur une partie ou des parties de leur longueur, tandis qu'une autre partie ou plusieurs parties de leur longueur ne portent pas d'additif particuiaire ou portent un ou des additifs différents; les deux types (recouvrement sur toute la longueur et partiel) peuvent être présents. Bien qu'une bande ou un fil puisse avoir divers revêtements sur leur longueur (par exemple différant par le poids du revêtement, l'identité ou la composition, la dimension des particules ou autres caractéristiques), il est préférable pour un fil ou une bande donnée d'avoir un revêtement particuiaire uniforme (soit sur une partie ou sur toute la longueur). Le revêtement particuiaire sur une bande ou un fil peut être différent du ou des revêtements sur une autre bande ou fil.
Lorsqu'il y a deux ou davantage de fils et/ou de bandes portant l'additif particuiaire, elles peuvent être réparties dans la section du filtre ou être groupées ensemble pour former un ou des noyaux contenant un additif dans le reste du milieu filtrant; un tel noyau peut avantageusement former dans le filtre un chemin présentant une plus petite perte de charge que dans le reste du filtre, ceci augmentant le débit de fumée en contact avec l'additif. Un tel noyau peut être compris dans un manchon, par exemple en un film de plastic ou une enveloppe de tampon; un tel manchon peut être en matière perméable à l'air ou imperméable et peut présenter des perforations. Un noyau avec un manchon sera habituellement un tout préformé.
Le corps du filtre contenant le ou les fils et/ou bandes portant l'additif particuiaire peut être en une matière utilisée habituellement pour constituer des filtres à fumée de tabac (par exemple filtres à cigarettes); ainsi, il peut être fait en brins de fibres ou par de la filasse (dans les deux cas en acétate de cellulose convenable) ou il peut être en papier crêpé.
Lorsqu'on fait adhérer l'additif sur un ou des fils, ces derniers sont habituellement plus grossiers que les fibres (par exemple des parties de fibres ou de filasse) constituant le reste du corps du filtre. Le corps du filtre pourrait aussi être en une autre matière conventionnelle, par exemple en papier crêpé.
Dans un procédé de fabrication selon l'invention, la matière filtrante (de préférence de la filasse) est rassemblée et mise en forme tubulaire (par exemple au moyen d'un accessoire présentant un mandrin central) et un ou plusieurs fils et/ou bandes avec un additif particuiaire adhérant à ceux-ci sont introduits dans le passage central (par exemple dans le trou central du mandrin) pour former une carotte lorsque ou après que le tube soit formé, la tige produite continuellement étant coupée en longueurs définies. La carotte contenant l'additif peut être prévue pour former un chemin à plus basse perte de charge dans le filtre que la portion annulaire l'entourant; dans ce but, on peut utiliser des fils de carotte qui sont plus grossiers et les presser de façon moins dense que les filaments constituant le tube entourant. Une carotte préformée de fils ou de bandes portant l'additif contenu à l'intérieur d'un manchon peut être passé dans le mandrin.
Dans un autre procédé selon l'invention, la matière filtrante (brins de fibre, filasse, papier crêpé ou autre matière filtrante conventionnelle) est ramassée et mise sous forme de carotte, un ou plusieurs fils et/ou bandes comportant un additif particuiaire étant entraînés avec la matière filtrante lorsque ou avant que la mise en forme soit effectuée, par exemple au moyen d'un accessoire conventionnel.
Dans ces méthodes selon l'invention, il est possible de réaliser en ligne et de façon continue la fourniture de la matière filtrante et des fils ou bandes portant l'additif, leur ramassage et leur transformation en forme de tige ou de corps tubulaire et le découpage du produit allongé résultant pour obtenir des tronçons de longueur déterminée, ceci en utilisant des machines conventionnelles pour la fabrication des filtres. La matière du filtre peut être liée lors du ramassage et formée pour obtenir un produit stable en di-
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mension, sans enveloppe de tampon; une enveloppe de tampon peut être délivrée de façon continue et enroulée autour du filtre pendant sa formation si cela est nécessaire ou désiré.
Les fils et/ou bandes peuvent être recouverts d'additif (par exemple en les faisant passer dans un bain ou autre dispositif délivrant un adhésif actif) et ensuite d'un additif (par exemple en les faisant passer dans un réservoir, dans un lit fluide, dans un courant de vapeur ou autre alimentation d'additif particuiaire pendant que l'adhésif est actif) comme partie du procédé continu précité; en variante, le ou les fils et/ou bandes recouvert d'additif peut être produit séparément ou obtenu d'une alimentation extérieure, en rendant actif l'adhésif (par exemple en le ramolissant par la chaleur) et l'application de l'additif étant effectué en ligne continue avec la production du filtre. Une application uniforme d'adhésif (par exemple dans un bain de PVA liquide) peut être obtenue par calibrage, par exemple à travers un orifice ou passage ou à l'aide d'une ou plusieurs lames. La charge en additif particuiaire sur le fil (ou la bande) recouvert d'adhésif sera habituellement aussi grande que possible, ceci dépendant de facteurs tels que dimension des particules, périmètre du fil ou de la bande, etc. Lorsqu'on utilise un noyau enveloppé loppé de fil porteur d'un additif particuiaire, les fils recouverts peuvent être formés continuellement comme décrit, continuellement ramassés et enveloppés selon un procédé conventionnel in-line et le noyau résultant enveloppé alimente directement in-ilne la production du filtre décrit. Il est moins intéressant dé préparer séparément le fil et/ou la bande recouverte d'additif et ensuite d'alimenter le procédé de formation du filtre (éventuellement par l'intermédiaire du procédé déformation d'un noyau enveloppé.
Des adhésifs fondant à la chaleur pour être utilisés dans l'invention peuvent être constitués par divers polyesters.
Pour les buts de l'invention, on préfère les fils recouverts d'additif plutôt que les bandes. On peut incorporer au corps du filtre de 1 à 10 fils, par exemple de 1 à 4 fils. La charge d'additif sur les fils peut varier passablement (par exemple de 0,25 à 2 mg/mm. Il en est de même pour la charge totale du bout-filtre (par exemple de 25 à 100 mg pour un bout de 20 mm de longueur) suivant les exigences requises pour le produit. La charge du bout peut évidemment être contrôlée par un choix des fils à incorporer et/ou par la charge de ces fils.
D'autres paramètres peuvent aussi varier considérablement suivant les exigences, ceci comprenant aussi par exemple le nombre de deniers du fil lorsque le corps filtrant est un fil formé de filaments, le nombre de deniers du fil lorsque des fils sont utilisés pour porter l'additif particuiaire, la dimension des particules de l'additif, etc. Un nombre de deniers convenable pour le fil ou filaments peut être de 5/32000, 5/90 000 et 2,5/45 000; un fil convenable portant l'additif est par exemple dans les 1000 deniers; des dimensions convenables de particules pour un additif au charbon actif sont de 12/30 ou 30/70 mailles standard britanniques.
Le fil ou les bandes employées selon l'invention peuvent être de toutes matières inoffensives. Le fil ou les bandes peuvent être en matière textile, par exemple un ou plusieurs monofilaments, un fil, une mèche ou de la ficelle ou encore un ruban tissé ou non. Un fil convenable est du fil à coudre, ceci en raison de son uniformité. La nature du fil n'est pas critique et il peut être constitué par des fibres naturelles et/ou synthétique. La rayonne, le nylon et le polyester sont des matières pouvant être utilisées de façon satisfaisante, mais on peut aussi utiliser d'autres matières tel que le coton, spécialement le coton mercerisé tel qu'employé dans les fils à coudre de bonne qualité.
L'additif particuiaire est employé ou comprend un sorbant ou un mélange de sorbants; certains additifs particulalres pourraient comprendre un arôme.
L'invention permet d'incorporer du charbon actif et d'autres additifs particulaires dans les filtres à fumée tout en utilisant un appareillage conventionnel, sans introduire de problèmes pour la production ou pour les machines et en particulier d'obtenir une exécution rapide d'une charge uniforme d'additif et permettant de faire varier la charge de façon simple et précise lorsqu'on le désire. Les filtres selon l'invention permettent à l'additif particuiaire adhérant aux fils et/öu aux bandes d'exercer sans restriction son effet filtrant sur les courants de fumée de tabac; ainsi, les filtres selon l'invention donnent de bonnes rétentions de courants, de nicotine et des phases vaporeuses et de bons rapports de rétentions goudron/nicotine.
Les tiges filtrantes selon l'invention peuvent être produites de façon continue et coupées en longueurs finies. Chaque bout de longueur définie peut être utilisé tel quel comme filtre à cigarettes et de préférence utilisé en alignement longitudinal avec au moins un autre élément filtre comme partie composite (par exemple double ou triple) d'un filtre à cigarettes. De préférence, un élément filtre individuel suivant l'invention est employé en combinaison avec un embout bucai d'aspect conventionnel, c'est-à-dire un tampon uniforme de filasse d'acétate de cellulose.
L'invention est illustrée par les exemples suivants de mise en œuvre.
Les exemples 1 à 6 utilisent du carbone SC2 (de Chemviron) de dimension 12/30 des mailles standard britanniques, appliquées sur trois fils textiles à l'aide d'un adhésif polyester en fusion à chaud; chaque fil valait environ 1000 deniers. La tige de fil dans chaque cas était longue de 20 mm et présentait une circonférence de 25 mm. Dans les exemples 1 et 2, on a utilisé de la filasse d'acétate de cellulose de 2,5/45 000 deniers qui a été assemblée sous une forme tubulaire à l'aide d'un mandrin dans lequel les trois fils portant le charbon actif ont été fournis pour former un tampon filtrant.
Dans l'exemple 3, la même matière d'acétate de cellulose que dans les exemples 1 et 2 a été appliquée en forme de tige sans trou central, mais en entraînant simultanément les trois fils portant le charbon actif.
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Les exemples 4 à 6 ont été fait de la même façon que l'exemple 3, mais en remplaçant la mèche d'acétate de cellulose par du papier crêpé, le tassage du papier étant effectué de façon à obtenir des pertes de charge différentes pour chaque cas.
Le tableau qui suit indique les pertes de charge, ainsi que la charge de charbon pour chaque filtre, le pourcentage de rétention pour les divers composants en phase gazeuse, lors d'un essai de cigarette standard sur une machine à fumée standard et dans des conditions standard.
Les pertes de charge dans le tableau ont été mesurées en condition «entièrement fermée», c'est-à-dire avec seulement les faces d'extrémités exposées dans des conditions standard de débit d'air et sont exprimées en mm d'eau.
Tableau
Exemple N°
Pertes déchargé
Chaijge de carbone
Acétaldéhyde
Rétention en %
Isoprène
Toluène
(mm)
(mg)
Acroléine
Acétone
1
52
92
8,5
16,9
46,6
16,9
62,9
2
48
81,5
9,3
29,4
43,7
co co
63,7
3
102
96
11,4
38,0
48,6
25,4
69,2
4
22
76
14,4
34,9
47,1
28,3
50,8
5
72
84
29,3
47,2
53,2
45,6
74,4
6
110
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35,4
49,7
60,7
45,6
79,3
EXEMPLE 7
Cet exemple utilise du charbon actif 208C de Sutcliffe Speakman de dimension 12/30 selon le standard britannique de mailles* Cinq fils textiles, chacun de 1000 deniers environ, ont été recouverts de charbon à l'aide d'un adhésif sur les fils, fe poids moyen de revêtement par fil étant d'environ 1,5 mg/mm. Les cinq fils ont d'abord été recouverts d'un adhésif du type PVA en les faisant passer dans un bain d'adhésif liquide puis en les calibrant pour donner une épaisseur égale à l'adhésif; ensuite, les fils ont été tirés simultanément et longitudinalement à travers un réservoir de charbon pendant que l'adhésif est encore actif pour prélever un revêtement de charbon. Dans le même procédé continu in-line, les cinq fils recouverts de charbon ont été rassemblés et enroulés dans une enveloppe perforée en Écusta Heat Seal au moyen d'un accessoire conventionnel et le tampon enroulé a été introduit dans un mandrin central d'un accessoire avec de la filasse d'acétate de cellulose de 3,3/32 000 deniers, cette filasse étant pressée sous forme tubulaire autour du noyau enveloppé à partir du mandrin pour former de façon continue une tige de filtre composite; cette tige était coupée pendant sa formation en bouts de longueur définie. La perte de charge de ce filtre composite totalement enfermé était d'environ 2 mm d'eau par mm de longueur. Des longueurs de 12 mm de ce filtre (perte de charge enfermé d'environ 23 mm d'eau) ont été faîtes en filtres multiples, les 12 mm de longueur venant buter bouts contre bouts entre deux longueurs de 6 mm de filtre NWA (noyau enveloppé, filasse d'acétate de cellulose liée) et cet ensemble étant contenu dans une enveloppe conventionnelle.
Le filtre multiple présentait une longueur de 24 mm, une circonférence de 24,4 mm et une perte de charge enfermé de 85 mm d'eau. Il donnait les rétentions suivantes en phase gazeuse;
Acétaldéhyde
27,6%
Acroléine
49,4%
Acétone
49,3%
Isoprène
31,7%
Toluène
54,1%
Claims (10)
1, Filtre à fumée de tabac comprenant une tige de matière filtrante contenant un additif particuiaire, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'additif particuiaire est concentrée sur un ou plusieurs fils et/ou bandes qui sont incorporés au reste du corps de matière filtrante, l'additif adhérant audit fil ou bande.
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2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que tout l'additif particuiaire est porté par ledit fil ou bande.
3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un fil ou bande présente un revêtement d'additif particuiaire d'épaisseur sensiblement uniforme.
4. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs fils ou bandes portant ledit additif et reliés entre-eux pour former un noyau.
5. Filtre selon la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau est entouré par un manchon.
6. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un fil et/ou une bande porte un revêtement particuiaire différent de celui d'un autre fil el/ou bande.
7. Procédé d'obtention d'un fil selon la revendication 1, consistant à donner à de la matière filtrante la forme d'une tige pleine ou creuse en y incorporant un ou plusieurs fils ou bandes sur les ou laquelle au moins un additif particuiaire est fixé.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que plusieurs fils ou bandes sont assemblées pour former un noyau qui est entraîné et relié au reste de la matière filtrante, ce noyau pouvant être muni de sa propre enveloppe avant son incorporation dans le reste de la matière filtrante.
9. Procédé selon la revendication 7, comprenant les pas de recouvrir le fil ou la bande avec un additif particuiaire et à combiner ce fil ou cette bande en une autre matière filtrante en lui donnant la forme d'une tige ou d'un tube, ces pas étant effectués en une opération continue in-line.
10. Procédé selon la revendication 7, selon lequel on fait passer le fil ou la bande dans un réservoir d'additif liquide (par exemple PVA) et ensuite dans un réservoir d'additif particuiaire pendant que l'adhésif est encore actif.
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