FR2487644A1 - - Google Patents

Abstract

APPAREIL POUR LA FABRICATION DE MATIERE DE BOURRAGE EN PARTANT D'UN COURANT 10 PRATIQUEMENT CONTINU DE FILAMENTS, CARACTERISE PAR LE FAIT QU'IL COMPREND UN TRANSPORTEUR 16 PRESENTANT UNE SURFACE 15 CONCUE POUR AGIR SUR LES FILAMENTS, DES MOYENS 13, 14 DE GUIDAGE DU COURANT EN DIRECTION DU TRANSPORTEUR, CE TRANSPORTEUR ETANT ENTRAINE DE FACON QUE LES FILAMENTS DU COURANT SUBISSENT L'ACTION DE LA SURFACE ET SE BRISENT EN LONGUEURS IRREGULIERES, ET DES MOYENS 20 POUR RECEVOIR LES FILAMENTS BRISES EN UN COURANT DANS LEQUEL ILS SONT, AU MOINS INITIALEMENT, ORIENTES STATISTIQUEMENT.

Description

L'invention concerne un appareil et un procédé pour la fabrication

d'une matière de bourrage, particulièrement pour filtres de cigarettes.

Les filtres de cigarettes sont communément fabriqués en partant

d'un câble de filtre constitué par un faisceau de mono-filaments frisés, habi-

tuellement d'acétate de cellulose. On tire le câble d'une balle, on l'étire au moyen de rouleaux à vitesse différentielle pour séparer les filaments et les étaler uniformément, et finalement, on le comprime pour former un courant ayant la section des filtres terminés. On pulvérise habituellement sur les filaments, pendant qu'ils sont étalés, un plastifiant tel que la triacétine. Le courant comprimé de filaments peut être enfermé dans une enveloppe continue, ou bien on peut le durcir au moyen de vapeur d'eau ou d'une autre source de

chaleur pour former une tige continue, que l'on coupe alors à intervalles ré-

guliers. Suivant l'un de ses aspects, l'invention propose un appareil pour la

fabrication de matière de bourrage en partant d'un courant pratiquement conti-

nu de filaments, comprenant un transporteur présentant une surface conçue pour agir sur les filaments, des moyens de guidage du courant en direction du transporteur, des moyens permettant d'entraîner le transporteur de façon telle que les filaments du courant subissent l'action de la surface et se brisent en longueurs irrégulières, et des moyens servant à recevoir les filaments brisés en un courant dans lequel ils sont, au moins initialement, orientés statistiquement. De préférence, les filaments brisés sont projetés hors du transporteur avec des orientations statistiques. Les moyens de réception peuvent être conçus pour amener le courant à un dispositif de formation de tige dans lequel le courant est comprimé latéralement et prend la forme d'une tige continue. La surface du transporteur présente de préférence des saillies aiguës destinées à s'appliquer aux filaments, et une paroi peut être prévue et définir, avec le transporteur, une gouttière à travers laquelle passent des filaments placés sur le transporteur, les saillies s'étendant en travers de la gouttière, pratiquement jusqu'à la paroi. Les saillies peuvent être inclinées

vers l'avant relativement au sens du mouvement de la surface du transporteur.

Le transporteur pourrait être un rouleau à pointes.

On a trouvé, par expérience, qu'un rouleau à pointes utilisé selon l'invention était un moyen particulièrement efficace et sûr de briser des: monofilaments continus de câble de filtre, de manière à former un courant de filaments orientés statistiquement. On a effectué l'expérience avec un câble de filtre frisé typique, formé d'acétate de cellulose. Bien que l'on suppose que le

frisage aide les pointes à saisir les filaments de manière à les briser, on en-

visage la possibilité de réaliser l'invention avec des filaments qui soient frisés moins qu'il n'est désirable dans le cas de la fabrication classique des filtres, et qui, éventuellement, ne seraient pas frisés du tout. Un frisage réduit, ou

une élimination du frisage, réduirait le prix de revient du câble de filtre ini-

tial. Les moyens de réception peuvent comprendre des moyens servant à déverser les filaments brisés, de préférence sur une courroie transporteuse, et peuvent comprendre des moyens permettant de réduire la largeur du courant sur cette courroie. Ou encore, les moyens de réception pourraient comprendre des moyens servant à former un rouleau en partant du courant, de façon que

les filaments tendent à suivre un parcours hélicoïdal autour d'un axe longitudi-

nal ducourant. Les moyens de formation de rouleau pourraient être une paire de rouleaux coopérants. Les moyens de réception pourraient comprendre des

moyens pneumatiques, qui pourraient amener directement un courant à un dis-

positif de formation de tige.

Lorsqu'on utilise l'appareil pour la fabrication de filtres, les moyens de guidage pourraient être conçus pour amener un câble de filtre classique et comprendre des moyens de dégrossissage du câble, ou bien ils pourraient comprendre des moyens de fibrillation d'une bande d'une autre matière de filtre. Les moyens de guidage pourraient être disposés de façon telle qu'au moins deux courants différents subissent l'action du transporteur et que l'on obtienne ainsi un mélange de filaments brisés. Il pourrait y avoir plusieurs transporteurs et un dispositif de réception commun, de sorte que le courant de filaments recueilli comprendrait des filaments venant d'au moins deux

transporteurs différents.

Un additif liquide, tel qu'un plastifiant, si nécessaire, pourrait être appliqué par les moyens de guidage, c'est-à-dire avant que les filaments ne se brisent, ou par le transporteur qui brise les filaments, ou par les moyens

de réception ou en aval de ceux-ci.

Les moyens de réception peuvent comprendre des moyens servant

à transporter un courant porteur de matière filamenteuse sur lequel les fila-

ments brisés se déposent. Les moyens de guidage peuvent comprendre des

moyens servant à diviser le courant en un premier courant qui arrive au trans-

porteur, et un deuxième courant qui devient le courant porteur. Des moyens

peuvent être prévus pour fibriller une bande de matière de bourrage de ma-

nière à former le courant porteur. Des moyens peuvent être prévus pour ap-

pliquer l'additif liquide au courant porteur avant que les filaments brisés ne

soient déposés sur celui-ci.

Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé de fabrication

de matière de bourrage en partant d'un courant pratiquement continu de fila-

ments, dans lequel chaque filament du courant subit l'action et est accéléré, de sorte que le filament se brise et que le courant se convertit en filaments de longueurs irrégulières, les filaments brisés étant reçus en un courant dans

lequel ils sont, au moins initialement, orientés statistiquement.

L'orientation statistique des filaments diminue la quantité de matière de filtre qui est nécessaire pour fabriquer des filtres de caractéristiques données. Depuis que l'invention a été faite, on a remarqué le brevet américain n' 3 658 626, qui décrit un procédé de fabrication de filtres par hachage d'un câble de filtre en "fibres coupées", qui sont alors injectées dans un dispositif de formation de tiges. L'expression "fibres coupées" désigne probablement des fibres de longueur pratiquement uniforme, comme celles qui seraient formées par un hacheur. Par contre, l'appareil selon la présente invention ne vise pas à fabriquer des fibres de longueur uniforme; bien qu'il soit désirable de fabriquer une certaine quantité de fibres relativement courtes avec des orientations statistiques, il semble qu'il soit désirable aussi que certaines des fibres soient un peu plus longues, étant donné que cela peut aider à former un

courant de fibres relativement cohérent, avant l'arrivée au dispositif de for-

mation de tige. La longueur des fibres les plus longues peut être plusieurs

fois (par exemple 10 fois) supérieure à celle des fibres les plus courtes.

L'invention comprend en outre un article en forme de tige, spécia-

lement un filtre pour cigarette, comprenant une matière de bourrage formée

de filaments de longueur irrégulière orientés statistiquement.

L'invention propose en outre un article en forme de tige, spéciale-

ment un filtre pour cigar ette, comprenant une matière de bourrage qui com-

prend des filaments de longueur irrégulière, dont un nombre appréciable

sont disposés de manière à suivre un parcours généralement hélicoïdal au-

tour d'un axe longitudinal de l'article.

Encore un autre aspect de l'invention propose un appareil pour la fabrication d'une tige de filtre, comprenant des moyens permettant de former un courant de matière de bourrage formé de filaments relativement courts en partant d'un premier courant de matière filtrante, des moyens permettant

de transporter un courant porteur de filaments relativement longs d'une ma-

tière de filtre, des moyens permettant de déposer le courant de matière de bourrage sur le courant porteur, et des moyens permettant de former une

tige continue de filtre en partant du courant de matière de bourrage et du cou-

rant porteur réunis. De préférence, le courant porteur est formé d'une partie

du premier courant. Ou encore, le courant porteur est formé d'une bande fi-

brillée de matière de filtre.

L'invention comprend aussi une tige de filtre comprenant un coeur de

filaments de matière de filtre de longueur relativement courte, disposés sta-

tistiquement, et une couche extérieure de filaments relativement longs de ma-

tière de filtre.

On décrira davantage l'invention, à titre d'exemple seulement, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels - la Figure 1 est une vue latérale d'une machine à fabriquer une tige de filtre; - la Figure 2 est une coupe agrandie d'une partie d'un rouleau à pointes, dans un plan normal à l'axe du rouleau; - la Figure 3 est une élévation à plus grande échelle d'une partie de la surface du rouleau de la Figure 2;

- la Figure 4 montre une disposition modifiée, permettant de re-

cueillir un courant de fibres brisées sur deux rouleaux; - la Figure 5 est une vue en plan d'une variante de la disposition de la Figure 4; - la Figure 6 est un plan d'une autre variante de la machine de la Figure 1; la Figure 7 est une vue en plan d'une autre variante de la machine de la Figure 1 - la Figure 8 est une vue latérale d'une autre variante de la machine de la Figure 1; - la Figure 9 est une vue latérale d'une autre machine de fabrication de tige de filtre; - la Figure 10 est une vue latérale d'une autre machine de fabrication de tige de filtre; - la Figure 11 est une coupe agrandie d'une variante de la machine de la Figure 9 ou de la Figure 10; et, - la Figure 12 est une vue latérale d'une autre machine de fabrication

de tige de filtre.

La Figure 1 montre un câble de filtre frisé 10 amené de haut en bas entre des rouleaux 11 et 12, puis entre des rouleaux 13 et 14, qui tournent à une plus grande vitesse que les rouleaux Il et 12, de manière à étirer le câble. Si le câble 10 n'est pas frisé, les rouleaux 11, 12 sont superflus. En

quittant les rouleaux 13 et 14, le câble est saisi par des pointes 15 de la péri-

phérie d'un rouleau 16 tournant à grande vitesse, par exemple à environ

5000 tours/mn, ou généralement entre 1000 et 8000 tours/mn.

Les pointes 15 du rouleau 16 s'appliquent aux monofilaments du câble de filtre et les brisent en portions de diverses longueurs, qui sont initialement transportées, ensuite, par le rouleau 16 avant d'être amenées à un conduit

17, dirigé vers le bas. La périphérie du rouleau peut, comme on l'a repré-

senté, présenter des passages approximativement radiaux 18, à travers les-

quels de l'air est soufflé d'un collecteur 19 vers l'extérieur, pour permettre de retirer plus facilement les filaments du rouleau; ou encore, de l'air à la pression atmosphérique peut être admis au collecteur 19 et être refoulé à travers les passages 18 par une action de pompage centrifuge. Dans la région

supérieure du rouleau 16, il peut exister une aspiration, pour tirer plus faci-

lement les fibres sur le rouleau.

En quittant le rouleau 16, les filaments brisés sont orientés statis-

tiquement. Ils restent dans cet état, par exemple sur une courroie transpor-

teuse 20 (représentée schématiquement), qui amène un courant de filaments à un dispositif de formation de tige 21. Une aspiration peut être appliquée à travers la courroie 20 pour mettre en place les filaments et transporter le courant. Ce dispositif forme une tige de filtre continue 22, qui est alors

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coupée à intervalles réguliers par un dispositif coupeur 23, pour former des

tiges individuelle s.

L'amenée de câble, comprenant les rouleaux 1I à 14, peut prendre diverses formes connues. Un exemple est décrit dans "United States Defensive Publication T 941011".L'amenée de câble peut comprendre, en général, des moyens permettant de "dégrossir" pneumatiquement le câble, de toute manière connue. Des moyens peuvent être aussi prévus pour appliquer du plastifiant,

par exemple de toute manière connue; ou encore, du plastifiant peut être éjec-

té à travers les passages 18, ou appliqué autrement une fois que le câble a

atteint le rouleau 16 et qu'il a été brisé au moins partiellement. Une disposi-

tion fondamentale d'amenée de câble qui peut servir est représentée schéma-

tiquement dans le brevet américain n0 3 658 626; à ce propos, il faut noter que d'autres détails,décrits dans ce dernier brevet ainsi que dans le brevet américain n0 3 377 220, qui lui est apparenté (à part le hacheur de câble), peuvent être utilisés dans la mise en oeuvre de la présente invention; par

exemple, on peut fabriquer une tige de filtre non enveloppée de la façon dé-

crite principalement par le brevet américain n0 3 377 220.

Les rouleaux 1 1 à 14 représentés sur la Figure 1 (ou un rouleau de chaque paire) peuvent être cannelés axialement ou être revêtus de caoutchouc, de manière à saisir le câble, ou bien il peut s'agir de rouleaux classiques dits

filetés, présentant des gorges circonférentielles.

Il faut noter qu'une paroi courbe 45, formant un prolongement de l'une des parois du conduit 17, passe autour du rouleau 16 et forme, avec

une paroi courbe 25 placée autour du rouleau 13, un râcleur 26 qui aide à as-

surer que les filaments brisés du câble poursuivent leur trajet sur le rouleau 16, au lieu de passer autour du rouleau 13. La paroi 25 est montée aussi près

que possible du rouleau 13 dans ce but, permettant seulement un jeu de roule-

ment. Le bout des pointes 15 du rouleau 16 est aussi proche que possible de la surface des rouleaux 13 et 14, permettant seulement, à nouveau, un

jeu de roulement.

La Figure 8 montre une disposition modifiée dans laquelle les rou-

leaux Il à 14 sont remplacés par un seul rouleau 50, placé dans une posi-

tion similaire au rouleau 13 et coopérant avec un guide opposé 52, relié à une paroi postérieure 54 entourant le rouleau à pointes 16. Une partie du guide 52 converge vers le rouleau 50 et sert à guider le courant de câble 56 jusque sur le rouleau. En aval de cette partie, auprès de sa liaison 58 avec la paroi 54, le guide 52 suit la périphérie du rouleau 50 et définit une gouttière de guidage 60 pour le rouleau à pointes 16. En comparaison de la disposition de la Figure 1, le câble est plus resserré, dans la position de contact initial

avec le rouleau à pointes 16; cela peut avoir pour avantage que l'on peut fa-

briquer des fibres plus courtes. Comme dans la disposition de la Figure 1, le jeu ménagé pour les pointes 15 (par les parois 45, 54 et le rouleau 50) est

minimal.

La Figure 2 est une coupe agrandie d'une partie de la périphérie du tambour 16, montrant l'une des pointes 15 et l'un des passages radiaux 18. En

particulier, elle montre que chacune des pointes 15 est inclinée vers l'avant.

Non seulement l'axe de la pointe est incliné par rapport à un rayon du rouleau, mais la face antérieure de l'extrémité extérieure amincie de la pointe est de préférence inclinée, relativement au rayon en ce point, d'un angle #X qui est

de préférence d'environ 10 à 150, mais qui peut être généralement de 5 à 40 .

Le passage 18 est représenté avec une direction radiale, mais, au lieu de cela,

il peut être incliné sous le même angle que l'axe des pointes.

Le rouleau lui-même peut être en aluminium. A l'intérieur d'une partie périphérique 16A du rouleau 16 se trouve de préférence un manchon moulé 16B en matière plastique, dans lequel l'extrémité intérieure des pointes

est encastrée, comme le montre la Figure 2.

La Figure 3 montre une disposition préférentielle des pointes et des passages d'air de la périphérie du rouleau 16. Les pointes sont placées en

rangées 27, inclinées d'un petit angle par rapport à leur direction de mouve-

ment (indiquée par la flèche 28). En outre, les pointes de rangées adjacentes

sont en quinconce entre elles. Cette disposition, combinée à la grande vi-

tesse de rotation du rouleau, aide à assurer qu'aucun filament ne puisse se mouvoir d'une distance notable autour du rouleau 16 sans être saisi par l'une des pointes. De chaque côté du rouleau se trouve un rebord 16C (un seul étant

représenté) qui fait saillie radialement, de sorte que sa surface est au ni-

veau du bout des pointes. La largeur du rouleau 16 (entre les rebords) peut être d'environ 200 à 250 mm, pour tenir compte de la largeur normale du

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courant étalé de câble de filtre. Ou encore, le courant de câble amené au rouleau 16 pourrait être plus étroit, de sorte que le rouleau n'aurait pas besoin d'être aussi large; le rouleau et le courant pourraient avoir seulement

à 100 mm de largeur.

La Figure 4 montre un moyen possible de recueillir la pluie de fila- ments ou fibres brisés reçue du conduit 17 de la Figure 1. Il comprend deux rouleaux 28 et 29 montés l'un près de l'autre et tournant à la même vitesse

et dans le même sens. Un courant de fibres brisées 30 est amené dans l'in-

terstice entre les rouleaux, et converti en un rouleau 31 tournant doucement, qui poursuit alors son trajet axialement le long des rouleaux, en un courant ayant une certaine cohésion. Chacun des rouleaux présente une périphérie poreuse, à travers laquelle une aspiration est appliquée aux fibres depuis une chambre d'aspiration 32 ou 33, pour permettre plus facilement d'attirer

les fibres contre les rouleaux. Ou encore, l'une de ces chambres d'aspira-

tion peut être omise.

La Figure 5 est une vue en plan d'une disposition modifiée des rou-

leaux essentiellement semblable à la Figure 4. Au lieu de rouleaux cylin-

driques, il y a deux rouleaux coniques 34 et 35 tournant dans le même sens, comme sur la Figure 4. Un courant de filaments ou fibres brisés orientés statistiquement est amené dans l'interstice entre les rouleaux, dans une zone 46 voisine de l'extrémité de plus petit diamètre des rouleaux. Ainsi, la force centrifuge appliquée aux fibres a une composante qui déplace un rouleau de

fibres 36 vers l'extrémité de plus grand diamètre des rouleaux.

Le rouleau de fibres de la Figure 4 ou de la Figure 5 peut être ame-

né sur une bande d'enveloppe continue, ou dans un dispositif de formation de

tige pour la fabrication d'une tige de filtre non enveloppée.

La Figure 6 est une vue en plan d'un transporteur 37, similaire au transporteur 20 de la Figure 1. Des fibres brisées sont amenées sur le transporteur 37, dans la région 38, et sont déviées du transporteur 37 par un soc concave 39, incliné dans son ensemble relativement au transporteur 37, et dont le bord antérieur 47 est généralement incliné par rapport à la direction de mouvement du transporteur 37. La disposition est telle que le

courant de fibres est ramassé sur le transporteur 37 par le soc 39, qui comn-

munique aussi un certain mouvement rotatif, en même temps, pour former

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un rouleau de fibres à peu près à la façon des Figures 4 et 5.

La Figure 7 montre une courroie transporteuse 40 sur laquelle des fibres sont amenées dans une région 41, et des courroies latérales 42 et 43 qui convergent, tout en se mouvant dans le même sens que la courroie 40, de manière à rassembler les fibres. On obtient ainsi un courant étroit 44 de fibres orientées statistiquement, qui est amené à un dispositif de formation de tige (non représenté). Au lieu des courroies convergentes 42 et 43, il peut

y avoir des parois latérales fixes convergentes.

La courroie 40, et aussi les courroies similaires des Figures 1 et 6, peuvent être poreuses, et une aspiration peut être transmise au travers, par

le bas, de manière à serrer les fibres sur la courroie lorsque c'est approprié.

Par exemple, sur la Figure 7, la chambre d'aspiration peut être rétrécie de

sorte que ses côtés correspondent aux courroies 42 et 43.

En l'absence de courroies convergentes 42 et 43, il peut y avoir, au-

dessus ou en-dessous de la courroie 40, des collecteurs de pression d'air con-

vergents à partir desquels des jets d'air sont dirigés vers l'intérieur, pour déplacer les fibres vers le centre du transporteur 40 pendant qu'elles se meuvent sur celui-ci. Ou encore, d'autres moyens peuvent être prévus pour rassembler un courant relativement large de fibres et former un courant étroit, tel qu'il puisse être facilement comprimé à la section d'un filtre de

cigarette fini, par exemple comme décrit dans le brevet américain 3 548 837.

Une autre possibilité est que les fibres bui sées amenées par le rouleau 16 soient déversées et converties en un courant étroit, à la façon d'une machine à fabriquer les cigarettes, par exemple la machine "Molins"'

Mark 6, 8 ou 9, la machine "Hauni Garant", ou la machine "SASIB-SIGMA".

D'autres moyens possibles de recueillir le courant de fibres sont décrits dans le brevet anglais no 2 048 968. Si les fibres sont suffisamment courtes,

il est parfois possible de rogner le courant (comme on le fait dans les ma-

chines modernes à fabriquer les cigarettes) avant d'amener le courant à un

dispositif de formation de tiges.

Comme ordre de grandeur (mais à titre d'exemple seulement), le rouleau 16 de la Figure 1 a un diamètre de 120 mm. Les pointes 15 se dressent à 3 mm de la surface périphérique du rouleau et sont espacées de

7 mm dans les rangées 27 (Figure 3).

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Au lieu que les fibres brisées soient saisies par l'action d'aspira-

tion appliquée à travers le transporteur 20 de la Figure 1 ( et les transpor-

teurs 37 et 40 des Figures 6 et 7), ces transporteurs peuvent être chargés électrostatiquement pour saisir les fibres lorsque c'est nécessaire. De façon similaire, l'un des rouleaux 28 et 29 de la Figure 4, ou tous les deux, peuvent être chargés électrostatiquement de façon qu'ils tendent à saisir les fibres, au lieu que ce soit par aspiration; on comprend que les rouleaux seraient

formés, à cet effet, d'une matière non conductrice appropriée.

Une autre possibilité est que les fibres quittant le rouleau 16 entrent par le côté d'un tuyau dirigé horizontalement, à travers lequel de l'air est soufflé pour propulser les fibres, par exemple pour les amener directement dans le dispositif de formation de tige. L'air peut être soufflé obliquement dans le tuyau, de manière à former un tourbillon qui tend à faire rouler le courant de fibres. Cette disposition est indiquée sur la Figure 8, o un tuyau pratiquement horizontal 132 s'étend en dessous du couloir 134, et comporte des entrées d'air obliques 136. Le courant ainsi formé est amené

à un dispositif de formation de tige 138.

La longueur moyenne des filaments brisés quittant le rouleau 16 dépend généralement de la vitesse du rouleau 16 relativement à celle du câble 10, de la densité de pointes du rouleau, de la résistance des monofilaments, et du frottement entre les filaments, d'une part, les pointes et la surface du rouleau, d'autre part. Dans un essai que l'on a exécuté en utilisant un câble de titre moyen, par exemple d'un titre total de 4400 à 5600 tex et de 0, 33 à 0, 44 tex/filament, les filaments brisés avaient une longueur de 6 à 60 mm

environ.

Au lieu de tourner dans un seul sens, les rouleaux 28 et 29 de la

Figure 4 peuvent osciller tous les deux à la même vitesse et à la même fré-

quence de sorte qu'ils tournent tous les deux à la même vitesse et dans le même sens à tout moment donné. Par exemple, la course périphérique de chaque rouleau peut être de 25 à 100 mm; la fréquence d'oscillation peut atteindre 3000 à 10 000 cycles/mn. Le mouvement du courant de fibres 31

peut être facilité par un courant d'air dirigé longitudinalement.

La ou les mêmes modifications peuvent s'appliquer aux rouleaux

34 et 35 de la Figure 5.

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Afin d'améliorer les caractéristiques de filtration des filtres termi-

nés, on peut ajouter une matière filtrante supplémentaire au courant de fibres orientées statistiquement servant à fabriquer la tige de filtre. Par exemple, on peut pulvériser des particules de carbone, ou autre matière filtrante, sur le courant de fibres, au moyen d'un dispositif 142, comme indiqué, par

exemple, sur la Figure 1.

Une autre possibilité est d'inclure, avec les fibres d'acétate de cel-

lulose, des fibres brisées d'une matière différente. Par exemple, la matière différente peut comprendre des fibres de matière plastique ou de carbone, de

matière à base de carbone ou contenant du carbone, le carbone étant de pré-

férence activé dans chaque cas. Une telle matière peut être amenée sous forme de fibres continues, et être brisée statistiquement par le fait qu'elle soit amenée au rouleau 16 en même temps que les fibres d'acétate de cellulose, ou qu'elle soit amenée à un rouleau séparé correspondant au rouleau 16. Dans

un cas comme dans l'autre, les fibres de matière supplémentaire sont de pré-

férence brisées statistiquement et sont amenées, avec des orientations statis-

tiques, dans les fibres d'acétate de cellulose, ou en même temps que celles-ci.

Une disposition comprenant deux rouleaux à pointes 144, 146, sem-

blables chacun au rouleau 16, est représentée par la Figure 12. Un premier courant 148 de matière filtrante fibreuse est amené au rouleau 144, en même temps qu'un deuxième courant 150 d'une matière filtrante fibreuse différente,

de sorte qu'un mélange de fibres brisées provenant des deux courants se dé-

pose sur une courroie 152, en dessous du rouleau. La courroie 152 passe en

dessous de l'autre rouleau à pointes 146, auquel est amené un troisième cou-

rant 154 d'une matière filtrante fibreuse encore différente, de sorte qu'à son extrémité d'aval, la courroie 152 porte un courant 156 de fibres brisées des

trois matières filtrantes différentes, destiné à être amené à un dispositif de fa-

brication de tige 158. La courroie 152 peut être munie de moyens d'aspiration

ou d'autres moyens assurant un transport obligatoire du courant.

Comme moyen de régler l'opération de fabrication de filtres, la

tige de filtre 22 ou le courant de fibres servant à la former peuvent être con-

trôlés de façon continue quant au poids, par exemple par un dispositif d'ex-

ploration nucléonique. En réponse à un signal venant du dispositif de contrôle de poids, nucléonique ou autre, la vitesse à laquelle les fibres continues

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d'acétate de cellulose sont amenées vers le rouleau 16 peut être réglée auto-

matiquement de manière à maintenir pratiquement constant le poids par unité

de longueur de la tige de filtre terminée. Au lieu de cela, ou en outre, lors-

qu'il est prévu de rogner le courant de fibres brisées, le signal peut servir, de façon similaire, à commander le dispositif de rognage. La Figure 9 montre une balle 62 de câble de filtre frisé duquel un courantcontinu 63 est tiré par des rouleaux de tension préparatoire 64 et des rouleaux d'étirage 66. Une buse de formation de ruban 68 est prévue en amont des rouleaux 64, pour étaler le câble. En aval des rouleaux 66, une ou des buses supplémentaires de formation de ruban 70 sont disposées pour diviser le câble en deux courants 72, 74. On peut y parvenir en dirigeant la ou les buses 70 de façon telle que le courant 63 soit divisé latéralement. Le courant principal 72, qui comprend de préférence au moins 70 % du câble du courant 63, se dirige vers le haut, en passant sur un rouleau 76, et arrive dans une buse transporteuse en entonnoir 78, dans laquelle de l'air est injecté pour transporter le câble jusque sur la périphérie d'un rouleau à pointes 80. La buse

transporteuse 78 peut être similaire à celle qui est décrite dans le brevet an-

glais n' 1 588 506, ou dans le brevet américain n0 3 016 945. Le rouleau à

pointes 80 agit sur le courant de câble 72 et forme un courant de fibres bri-

sées amené à un couloir 82, de façon similaire au rouleau à pointes 16 de la

Figure 1.

Le courant 74, constituant une partie du courant 63, une fois divisé par les buses de formation de ruban 70, est transporté vers l'avant (par des rouleaux d'aval 84), pratiquement dans l'alignement du courant 63, et passe

directement en dessous ducouloir 82. Des buses de formation de ruban supplé-

mentaires 86, agissant sur le courant 74, peuvent être prévues pour régler sa largeur avant le passage en dessous du couloir 82. La disposition est telle que la pluie de fibres brisées descendant du couloir 82 tombe sur le courant

de câble mis en ruban 74, qui joue ensuite le rôle de support de ces fibres.

Une courroie transporteuse 88 pourrait être prévue pour supporter le cou-

rant 74.

Une fois que legfibres venant du rouleau à pointes 80 ont été déver-

sées sur le courant porteur 74, les fibres ainsi que le courant sont amenés à

passer à travers une chambre de plastification 90. Ensuite, le courant plas-

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tifié et les fibres sont amenés à un dispositif de formation de tige de filtre 92, qui forme des tiges de filtre 94. Dans le dispositif 92, il se forme une tige

continue de filtre, qui peut être enveloppée ou non, 'comme précédemment.

Les moyens de formage de tige, dans le dispositif 92, peuvent être tels que le courant porteur 74 soit enroulé autour des fibres, au lieu que l'enveloppe de papier soit enroulée autour d'un courant de matière de bourrage, dans un dispositif classique de formation de tige. La tige peut donc comprendre un coeur central de filaments brisés provenant du courant 72, enfermé dans une

gaine annulaire comprenant le courant 74.

La Figure 10 montre une autre machine de fabrication de tige de filtre, comprenant un rouleau à pointes 96 et un couloir 98 qui sont similaires au rouleau à pointes 80 et au couloir 82 de la machine de la Figure 9. Une buse transporteuse 100, qui peut être similaire à la buse 78 de la Figure 9, est

aussi prévue. Un courant de câble 102, destiné à être amené à la buse trans-

porteuse 100, est transporté depuis une balle de câble (non représentée), par des rouleaux 104. Les rouleaux 104 pourraient correspondre aux rouleaux 66 de la Figure 9. Le courant 102 passe à travers une chambre de plastification

106 avant d'atteindre la buse transporteuse 100.

Les fibres brisées sortant du couloir 98 tombent sur un courant por-

teur 108, comprenant de la matière filtrante en feuille fibrillée. Une bande continue de la matière filtrante en feuille est retirée d'un dévidoir 110 par des rouleaux 112 et 114, entre lesquels la tension de la bande est réglée. Un rouleau de fibrillation 116, de préférence tournait à une vitesse relativement grande, pratique dans la bande une série de fentes discontinues, pour former

de nombreuses fibres pratiquement parallèles.

Le rouleau 116 peut être un rouleau à pointes pratiquement similaire

au rouleau à pointes 16. D'autres moyens de fibrillation d'une bande de ma-

tière sont décrits dans les brevets anglais n0 1 073 741, n0 1 244 982, n0 1 298 561, n0 1 421 324, n0 1 421 325 et n0 1 440 111, et dans les brevets

américains no 3 474 611 et n0 3 675 541.

Après fibrillation, le courant 108 passe à travers une chambre de

plastification 118 et en dessous du couloir 98, duquel il reçoit les fibres dé-

versées provenant du courant 102. Ensuite, le courant 108 et les fibres trans-

portées sont convertis en une tige continue dans un dispositif de formation de

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tige 120, qui peut être similaire au dispositif 92, et sont coupés pour former

des tiges de filtre 122.

La matière filtrante du dévidoir 110 peut être pratiquement similaire à celle du courant 102, ou bien être différente. Ainsi, les deux courants 102 et 108 peuvent être formés d'acétate de cellulose, le courant 102 étant nor- malement sous forme de cable fibreux, et le courant 108 étant initialement sous forme de feuille. Toutefois, l'un des courants 102, 108, ou tous les deux, pourraient être formés d'une autre matière filtrante plastique, par

exemple de polypropylène, auquel cas la plastification est normalement su-

perflue. Lorsque la plastification est nécessaire, on peut l'effectuer en aval

de la position o les fibres brisées sont amenées sur le courant 108, c'est-à-

dire dans une position similaire à la chambre 90 de la Figure 9. De façon

similaire, dans la machine de la Figure 9, la chambre 90 pourrait être rem-

placée par des dispositifs séparés agissant sur les courants respectifs 72, 74, ou même par un dispositif agissant en amont des buses de formation de ruban et de division 70. Même dans le cas o la plastification serait normalement nécessaire, sur des matières du genre utilisé aussi bien pour le support que

* pour les fibres brisées, il se peut que cette plastification ne soit pas néces-

saire, soit pour le support, soit pour la matière de bourrage, étant donné

qu'une quantité suffisante de plastifiant pour former une tige stable ou modi-

fier autrement la matière filtrante pourrait être amenée soit au support, soit

à la matière de bourrage. Eventuellement, une certaine migration de plasti-

fiant peut se produire au sein du courant, avant le durcissement final.

Les chambres de plastification 90, 106, 118, pourraient être pra-

tiquement similaires à des chambres de plastification classiques, dans les-

quelles du plastifiant est habituellement pulvérisé, par exemple comme celles qu'on utilise sur le dispositif à câble "AMCEL 103", mais elles pourraient être d'autres formes. Par exemple, on peut faire mousser le plastifiant,pour l'appliquer au câble ou aux autres fibres essentiellement sous la forme d'un courant de mousse. Cela pourrait être particulièrement utile pour préserver

ou créer la cohésion dans un courant de fibres brisées.

Dans la disposition de la Figure 10, un poste de traitement supplé-

mentaire peut être prévu pour engendrer une frisure dans la feuille fibrillée.

Ce poste peut être situé à l'endroit de la chambre 118, ou auprès de celle-ci,

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et il peut comprendre des moyens permettant de traiter de façons différentes les côtés opposés de la bande, par exemple par des additifs liquides différents ou des quantités différentes de ceux-ci, de sorte que les filaments formés par fibrillation se frisent. La plastification, si elle est nécessaire, pourrait alors s'effectuer en aval de ce poste de traitement supplémentaire, et on pourrait

l'effectuer après avoir déversé les fibres du couloir 98.

Comme on l'a déjà indiqué, la matière dont sont fabriquées les fibres brisées n'est pas nécessairement un câble d'acétate de cellulose. Ainsi, l'une

quelconque des dispositions représentées par les Figures 1, 4 à 10 ou 12 pour-

rait être alimentée en une autre matière, pouvant être amenée en un courant pratiquement cohérent, mais pouvant être séparée en fibres ou particules. Par exemple, des courants quelconques, entre les courants 10, 30, 63, 102, 148, , 154, pourraient être formés de feuilles fibrillées d'acétate de cellulose ou d'autre matière appropriée. Une autre matière de rechange de ce genre

est une matière alvéolaire en feuille, par exemple l'acétate de cellulose al-

véolaire, ou plus généralement, une matière alvéolaire ou chargée ayant des propriétés de filtration, par exemple le polypropylène. L'action d'un rouleau

à pointes tel que le rouleau 16 sur une telle matière est de former des parti-

cules orientées statistiquement, de longueur variable, de façon similaire à ce que l'on obtient avec un câble classique. Le courant 102 pourrait être fourni par un dévidoir similaire au dévidoir 110, et pourrait comprendre une bande

de matière alvéolaire appropriée aplatie.

Le courant porteur 108 pourrait comprendre un courant de câble classique. Le dévidoir 110 serait remplacé par une balle de câble, et le câble pourrait être dégrossi de façon classique. La matière filtrante du courant de cable 102 peut être différente de celle du courant 108. Dans la disposition de

la Figure 8, un support de matière filtrante appropriée, indiqué en 140, pour-

rait être prévu pour le courant qui passe dans le tuyau 132.

La Figure 11 montre, en coupe, une buse de formation de ruban 124, comprenant un passage annulaire 126 le long duquel un courant de câble 128

peut être transporté, tout en étant soumis à l'action de courants d'air de for-

mation de ruban, introduits, par exemple, par des orifices 130. La disposi-

tion est telle que le courant 128 s'étale autour du passage 126 de sorte qu'il prend une forme en U. La buse de formation de ruban 124 pourrait présenter une variation progressive de forme, depuis une configuration plate classique

jusqu'à celle qui est représentée, de sorte que le courant 128 s'étale, ini-

tialement, pratiquement dans un plan. Après avoir obtenu un courant de câble en U 128, on peut avantageusement utiliser celui-ci comme courant porteur pour des fibres de câble brisées, qui sont déversées dessus (ou qui lui sont amenées autrement). Par exemple, une buse de formation de ruban 124 pour- rait être placée en aval de la buse 86 de la Figure 9, pouragir sur le courant 74. De façon similaire, un guide similaire à la buse de formation de ruban 124 pourrait être prévu pour préformer convenablement le courant 108 de la

Figure 10.

Dans la machine de la Figure 12, des moyens d'entralliement 160,

162, adjoints aux rouleaux à pointés respectifs 144, 146, sont indiqués sché-

matiquement. Ils peuvent prendre toute forme appropriée et peuvent, par

exemple, comprendre des moteurs commandés séparément ou des transmis-

sions à chaîne et roues dentées reliées à un moteur principal du dispositif de formation de tige 158. On comprend que l'entralZiement des rouleaux 16, 80

et 96 peut être obtenu de façon similaire.

La possibilité de rogner un courant de fibres brisées a déjà été men-

tionnée. Particulièrement lorsque l'imprégnation par un additif liquide a déjà eu lieu, cela peut avoir pour effet d'encrasser rapidement les dispositifs de rognage classiques; une solution de rechange acceptable consisterait à utiliser un courant d'air à grande vitesse, ou autre dispositif de rognage, qui

ne touche pas directement le courant.

On a déjà indiqué que le polypropyléne ou d'autres matières plas-

tiques, sous une forme appropriée (par exemple sous une forme fibreuse,

éventuellement obtenue par fibrillation d'une matière en feuille de base, éven-

tuellement alvéolaire ou chargée), ou des fibres de carbone, pourraient être

utilisés au lieu (ou en plus) du câble d'acétate de cellulose, pour la fabrica-

tion de fibres brisées ou particules. Une matière appropriée est un polypro-

pylène chargé vendu par "Shell Chemical Company" sous la marque "Carifil".

Claims (17)

REVENDICATIONS

1 - Appareil pour la fabrication de matière de bourrage en partant d'un courant pratiquement continu de filaments, caractérisé par le fait qu'il comprend un transporteur (16, 80, 96, 144, 146) présentant une surface (15) conçue pour agir sur les filaments, des moyens (13, 14, 50, 52, 78, 100) de guidage du courant en direction du transporteur, des moyens (160, 162) per-

mettant d'entrarner le transporteur de façon telle que les filaments ducou-

rant subissent l'action de la surface et se brisent en longueurs irrégulières,

et des moyens (20, 28, 29, 37, 40, 74, 108, 132, 140, 152) destinés à rece-

voir les filaments brisés en un courant dans lequel ils sont, au moins initia-

lement, orientés statistiquement.

2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par lefait que les moyens de réception sontconçus pour amener le courant à un dispositif de formation de tige (21, 92, 120, 138, 158)dans lequelle courant

est comprimé latéralement et converti en un bâton continu.

3 - Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé par le fait quela surface du transporteurprésente des saillies

aiguës (15) pour agir sur lesfilaments.

4- Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que

les saillies (15) sont inclinées versl'avant relativement au sens de mouve-

ment de la surface du transporteur.

- Appareil selonl'une quelconque des revendications 1 à 4, ca-

ractérisé par le fait que des ouvertures (18) sont prévues dans la surface du transporteur et que des moyens (19) sont prévus pour amener du liquide à

travers les.ouvertures.

6 - Appareil selonl'une quelconque des revendications 1 à 5, ca-

ractérisé par le fait que le transporteur est un rouleau à pointes (16) 7 - Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que

les pointes (15) sont disposées sur le rouleau (16) en rangées en quin-

conce peu espacées.

8 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ca-

ractérisé par le fait que les moyens de réception comprennentdes moyens (28, 29, 34, 35, 39) permettant de former un rouleau avec le courant de sorte que les filaments tendent à suivre un parcours hélicoïdal autour d'un

axe longitudinal du courant.

9 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ca-

ractérisé par le fait que les moyens de réception comprennent des moyens pneumatiques (132, 136) servant à diriger des filaments du courant.

- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ca-

ractérisé par le fait que les moyens de guidage comprennent des moyens de

fibrillation d'une bande de matière filtrante.

11 - Appareil selon l'une quelconque des revendications là 10, ca-

ractérisé par le fait que les moyens de guidage sont conçus de telle sorte qu'au moins deux courants différents peuvent subir l'action du transporteur

(144).

12 -Appareil selonl'une quelconque des revendications 1 à 11, ca-

ractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs transporteurs (144, 146) et un

dispositif de réception commun (152) de sorte que le courant de filaments re-

cueilli comprend des filaments venant d'au moins deux transporteurs diffé-

rents (144, 146).

13 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, ca-

ractérisé par le fait que les moyens de réception comprennent des moyens

(84, 88, 112, 114) servant à transporter un courant porteur de matière fila-

menteuse sur laquelle les filaments brisés se déposent.

14 - Appareil selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les moyens de guidage comprennent des moyens (70) permettant de diviser le courant en un premier courant qui arrive au transporteur (80) etun deuxième

courant qui devient le courant porteur.

- Appareil selon la revendication 13, caractérisé parle faitque

les moyens de transport du courant porteur comprennent des moyens de fi-

brillation d'une bande de matière de bourrage.

16 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, ca-

ractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (86, 124) servant à façonner le courant porteur de manière à confiner au moins partiellement le courant

de filaments brisés.

17 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, ca-

ractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (1 18) permettant d'appliquer

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un additif liquide au courant porteur avant que les filaments brisés ne se dé-

posent dessus.

18 - Procédé de fabrication de matière de bourrage en partant d'un courant pratiquement continu de filaments, caractérisé par le fait que chaque filament du courant subit l'action et est accéléré de telle sorte que le filament se brise et que le courant se convertit en filaments de longueurs irrégulières, les filaments brisés étant reçus en un courant dans lequel ils sont, au moins

initialement, orientés statistiquement.

19 - Article en forme de tige, spécialement filtre pour cigarette, caractérisé par le fait qu'il comprend un bourrage de filaments de longueur

irrégulière orientés statistiquement.

- Article selon la revendication 19, caractérisé par le fait que

la gamme de longueur des filaments est pratiquement de 10:1.

21 - Appareil pour la fabrication d'une tige de filtre, caractérisé

par le fait qu'il comprend des moyens (80, 96) permettant de former un cou-

rant de matière de bourrage formé de filaments relativement courts en par-

tant d'un premier courant de matière filtrante, des moyens (84, 88, 112, 114) permettant de transporter un courant porteur de filaments relativement longs d'une matière filtrante, des moyens (82, 98) permettant de déposer le courant

de matière de bourrage sur le courantporteur et des moyens (92, 120)per-

mettant de former une tige continue de filtre en partant du courant de matière

de bourrage et du courant porteur réunis.

22 - Tige de filtre caractérisée par le fait qu'elle comprend un

coeur de filaments de matière filtrante de longueur relativement courte, dis-

posés statistiquement, et une couche extérieure de filaments relativement

longs de matière filtrante.