Procédé de fabrication de filtres pour fumée de tabac, appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé et filtre obtenu au moyen du procédé
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de filtres pour fumée de tabac, notamment pour cigarettes, par exemple sous forme d'un boudin continu ou de bâtonnets.
Ces derniers temps on s'est beaucoup attaché aux matières en particules pour filtrer la fumée de tabac afin de la débarrasser de substances indésirables. Ces matières sont incorporées dans le filtre d'une cigarette et cela généralement au sein d'un compartiment se trouvant entre deux tampons réalisés en une matière filtrante de nature courante laissant passer la fumée. Or pour être efficace il faut que cette matière en particules soit introduite dans un espace se trouvant entre deux tampons de telle sorte que la fumée qui est aspirée à travers le filtre est obligée de traverser cette matière; cela revient à dire que la matière en particules doit complètement remplir le compartiment qui se trouve dans le filtre entre les tampons, donc ne pas laisser d'espaces vides qui permettraient à la fumée d'éviter la matière en particules.
Selon un procédé moderne utilisé pour la fabrication de tels filtres, on donne à une bande continue de papier d'enveloppage une forme de gouttière, on dispose ensuite des tampons de matière filtrante poreuse à la suite les uns des autres le long de la bande de papier ainsi formée en gouttière en laissant entre eux des espaces, puis on introduit dans ces espaces des doses de matière en particules, après quoi on rabat les bords de la bande de papier autour des tampons et de la matière en particules pour en faire un tube qu'on ferme de façon à obtenir un boudin continu qui est alors coupé en tronçons de longueur requise en s'assurant que la lame passe par les tampons.
Dans la mise en oeuvre de ce procédé, on a trouvé qu'il était difficile, d'une part, d'introduire dans les espaces se trouvant entre les tampons une quantité de matière en particules qui soit suffisante pour qu'il ne se produise pas par la suite de court-circuitage de la matière, et d'autre part d'empêcher que cette matière ne se répande en même temps dans des endroits où elle ne doit pas se trouver comme par exemple entre les tampons et le papier d'enveloppage.
Un des buts visés par l'invention a donc été de mettre au point un procédé perfectionné pour la fabrication de filtres renfermant de la matière filtrante en particules.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention est caractérisé par le fait qu'on dispose sur une bande d'enveloppage de façon espacée des tampons de matière filtrante ayant une section plus grande et une densité plus faible que celles requises dans le produit final, qu'on applique la bande contre les surfaces des tampons de manière à lui donner une forme de gouttière, qu'on introduit des doses de matière en particules dans la gouttière entre les tampons, qu'on rabat les bords de la bande en gouttière pour former un tube autour des tampons de manière à enfermer la matière particulaire, et qu'on comprime les tampons pour leur conférer la section et la densité requises.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif permettant de disposer sur une bande d'enveloppage de façon espacée des tampons de matière filtrante ayant une section plus grande et une densité plus faible que celles requises dans le produit final, des moyens appliquant la bande contre les surfaces des tampons de manière à lui donner une forme de gouttière, un dispositif pour introduire des doses de matière particulaire dans la gouttière entre les tampons, des moyens servant à rabattre les bords de la bande en gouttière pour former un tube autour des tampons de manière à enfermer la matière en particules, et des moyens pour comprimer les tampons pour leur conférer la section et la densité requises.
L'invention a d'autre part pour objet le filtre obtenu au moyen du procédé ci-dessus.
Dans le dessin schématique annexé:
La fig. 1 est une vue latérale, en grande partie en coupe, d'une partie d'une forme d'exécution possible de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention, cette forme d'exécution étant destinée à la confection de filtres pour cigarettes, et
les fig. 2 à 8 sont des coupes de l'appareil représenté à la fig. i suivant les lignes Il-Il à VIlI-VIII.
L'appareil représenté au dessin, qui ressemble dans l'ensemble à une partie de celui qui est décrit et représenté dans l'exposé du brevet suisse No 433084, comprend un canal de formation dans lequel un ruban transporteur 1 entraîne une bande de papier d'enveloppage 2 d'une part à travers une suite de guides et d'autre part sous une roue 3 d'insertion de granules. Le ruban à papier 1, qui est sans fin, est flexible dans le sens de sa largeur et se meut le long d'un banc allongé 4 dans lequel est ménagé le fond du canal de formation, ce banc 4 présentant une gorge dont la forme change progressivement dans le sens de sa longueur comme le montrent les fig. 2 à 8.
Sur le banc 4 sont fixés plusieurs guides 5, 6 et 7 disposés à la suite l'un de l'autre pour conférer au canal de formation la forme requise, les sections qu'ont ces guides correspondant dans l'ensemble à celles visibles aux fig. 2 à 8. A l'extrémité amont du banc 4, des tampons filtrants 8 ayant le double de la longueur requise dans les cigarettes sont introduits sous un guide 9 à l'aide d'une courroie sans fin 10. Les tampons filtrants ont une plus grande section et une moindre densité que celles requises afin qu'ils puissent par la suite être comprimés à la grosseur et la densité qu'il faut pour les cigarettes.
Entre les guides 5 et au-dessus du banc 4 est disposée la roue 3 d'insertion de granules, celle-ci étant munie, sur son pourtour, d'une série de poches 1 1 servant à acheminer des quantités dosées d'une matière granuleuse filtrante 12 depuis une trémie, non représentée, située au-dessus de la roue 3, pour les amener dans les espaces laissés libres entre les tampons 8. Des guides 13 s'étendent autour de la roue 3 pour retenir la matière granuleuse dans les poches 11.
En aval de la roue 3 se trouve un disque rotatif horizontal 14 dont le rôle est d'appliquer de la colle à un bord vertical de la bande de papier 2 afin que ce bord puisse être rabattu et fixé sur l'autre bord de la bande.
Un autre guide 15 donne appui à la bande 2 pendant l'encollage de celle-ci.
Pendant que la bande de papier 2 est amenée à entrer dans le canal de formation par le ruban 1 sur lequel elle repose, les tampons 8 sont mis en place par la courroie 10 alors que les guides 5 amènent le ruban 1 et la bande de papier 2 à passer de la forme qu'ils ont à la fig. 2 à celle qui est représentée à la fig. 3 où les tampons 8 commencent à être comprimés pour leur conférer un fond et des flancs quelque peu aplatis. Ceci permet de diminuer l'épaisseur des tampons à une valeur qui n'est pas inférieure à leur diamètre final (c'est-à-dire après qu'ils ont été comprimés à la grosseur requise), mais ne réduit pas leur hauteur, et les flancs aplatis des tampons se trouvent alors en contact intime avec la bande de papier sur une très grande partie de cette hauteur.
Ceci ressort plus clairement de la fig. 4 où l'on voit le niveau qui est atteint par la matière granuleuse filtrante 12 insérée dans les espaces à l'aide de la roue 3, ce niveau correspondant à la hauteur à partir de laquelle les tampons 8 cessent d'être en contact intime avec la bande de papier 2 du fait que toute matière granuleuse venant à dépasser ce niveau aura tendance à venir se répandre, et donc à être pris, entre les tampons et la bande de papier 2, ce qui serait évidemment nuisible. Lorsque les espaces se trouvant entre les tampons 8 ont été remplis de matière granuleuse 12, le ruban 1 et la bande de papier 2 sont amenés à passer sous le guide 6 qui continue l'enveloppage de la bande de papier 2 autour des tampons et de la matière granuleuse et qui continue à comprimer les tampons 8 pour donner à ces derniers leur section définitive.
Dans un cas particulier donné à titre d'exemple, les tampons 8 avaient au départ une circonférence de 27 mm et ont fini, après compression, avec une circonférence d'environ 24,5 mm. Le degré de compression pour des tampons de grosseurs différentes serait proportionnellement le même. Comme cela se fait de façon courante, on laisse un des bords de la bande de papier 2 en position verticale pour permettre à celui-ci d'être encollé en passant entre les disques 14 et 15 avant d'être rabattu et fixé contre l'autre bord sous l'effet combiné des guides 6 et 7 qui continuent à comprimer et à former le boudin ainsi obtenu pour lui conférer une section circulaire.
Le boudin continu ainsi formé est ensuite acheminé vers une coupent qui n'a pas été représentée et qui le tranche par le milieu de chaque deuxième tampon de sorte qu'on obtient des bouts filtres de double longueur, chacun de ces bouts filtres de double longueur étant alors réuni à deux longueurs de tabac disposées aux extrémités opposées de celui-ci et encore une fois tranché en son milieu pour former deux cigarettes à bout filtre.
Dans les filtres confectionnés de cette manière, on a trouvé que la matière filtrante des tampons est bien tassée et que l'espace se trouvant entre les tampons est bien rempli de matière granuleuse de sorte qu'on obtient un filtre qui, dans l'ensemble, fonctionne de manière satisfaisante et qui permet d'exposer la fumée appelée à le traverser de manière efficace à l'action filtrante de la matière granuleuse.
I1 est clair que les particules de la matière granuleuse peuvent avoir des grosseurs différentes, la gamme de ces grosseurs pouvant s'étendre du pulvérulent à des particules ayant un diamètre d'environ 1 mm.
Process for manufacturing filters for tobacco smoke, apparatus for carrying out this process and filter obtained by means of the process
The present invention relates to a method of manufacturing filters for tobacco smoke, in particular for cigarettes, for example in the form of a continuous rod or sticks.
In recent times much attention has been paid to particulate matter to filter tobacco smoke to rid it of unwanted substances. These materials are incorporated into the filter of a cigarette and this generally within a compartment located between two pads made of a filter material of a common nature allowing smoke to pass. However, to be effective, this particulate matter must be introduced into a space located between two buffers so that the smoke which is drawn in through the filter is forced to pass through this material; this is to say that the particulate matter must completely fill the compartment which is in the filter between the buffers, therefore not to leave empty spaces which would allow the smoke to avoid the particulate matter.
According to a modern process used for the manufacture of such filters, a continuous web of wrapping paper is formed into a gutter shape, then the pads of porous filter material are placed one after the other along the web. paper thus formed into a gutter, leaving spaces between them, then doses of particulate material are introduced into these spaces, after which the edges of the strip of paper are folded around the pads and the particulate material to make a tube which is closed so as to obtain a continuous coil which is then cut into sections of the required length while ensuring that the blade passes through the buffers.
In the implementation of this process, it has been found that it is difficult, on the one hand, to introduce into the spaces between the pads a quantity of particulate matter which is sufficient so that it does not occur. not subsequently short-circuiting the material, and on the other hand to prevent this material from spreading at the same time in places where it should not be found such as between the pads and the paper of wrapping.
One of the aims of the invention has therefore been to develop an improved process for the manufacture of filters containing filter material in particles.
The method which is the object of the invention is characterized by the fact that there is placed on a wrapping strip in a spaced manner pads of filtering material having a larger section and a lower density than those required in the product. Finally, that the strip is applied against the surfaces of the pads in such a way as to give it a shape of a gutter, that doses of particulate matter are introduced into the gutter between the pads, that the edges of the strip are folded back gutter to form a tube around the pads so as to enclose the particulate matter, and the pads are compressed to give them the required section and density.
The subject of the invention is also an apparatus for carrying out the above method, this apparatus being characterized in that it comprises a device making it possible to place buffers of filtering material on a wrapping strip in a spaced manner. having a larger section and a lower density than those required in the final product, means for applying the strip against the surfaces of the pads so as to give it a gutter shape, a device for introducing doses of particulate matter into the gutter between the pads, means for folding the edges of the gutter strip to form a tube around the pads so as to enclose the particulate material, and means for compressing the pads to give them the required section and density.
Another subject of the invention is the filter obtained by means of the above method.
In the attached schematic drawing:
Fig. 1 is a side view, largely in section, of part of a possible embodiment of the apparatus for carrying out the method forming the subject of the invention, this embodiment being intended for the manufacture of filters for cigarettes, and
figs. 2 to 8 are cross sections of the apparatus shown in FIG. i following lines Il-Il to VIll-VIII.
The apparatus shown in the drawing, which generally resembles a part of that which is described and shown in the disclosure of Swiss Patent No. 433084, comprises a forming channel in which a conveyor belt 1 drives a web of paper. wrapping 2 on the one hand through a series of guides and on the other hand under a wheel 3 for inserting granules. The paper tape 1, which is endless, is flexible in the direction of its width and moves along an elongated bench 4 in which is formed the bottom of the forming channel, this bench 4 having a groove whose shape changes gradually in the direction of its length as shown in fig. 2 to 8.
On the bench 4 are fixed several guides 5, 6 and 7 arranged one after the other to give the forming channel the required shape, the sections that these guides have corresponding overall to those visible to fig. 2 to 8. At the upstream end of bank 4, filter pads 8 having double the length required in cigarettes are introduced under a guide 9 using an endless belt 10. The filter pads have a larger cross section and lower density than required so that they can subsequently be compressed to the size and density required for cigarettes.
Between the guides 5 and above the bench 4 is disposed the wheel 3 for inserting granules, the latter being provided, on its periphery, with a series of pockets 1 1 serving to convey metered quantities of a material granular filter 12 from a hopper, not shown, located above the wheel 3, to bring them into the spaces left free between the buffers 8. Guides 13 extend around the wheel 3 to retain the granular material in the pockets 11.
Downstream of the wheel 3 is a horizontal rotating disc 14 whose role is to apply glue to a vertical edge of the paper strip 2 so that this edge can be folded down and fixed to the other edge of the strip. .
Another guide 15 gives support to the strip 2 during the gluing of the latter.
While the paper web 2 is brought into the forming channel by the tape 1 on which it rests, the pads 8 are put in place by the belt 10 while the guides 5 bring the tape 1 and the paper web. 2 to go from the shape they have in FIG. 2 to that shown in FIG. 3 where the pads 8 begin to be compressed to give them a somewhat flattened bottom and sides. This allows the thickness of the pads to be reduced to a value which is not less than their final diameter (i.e. after they have been compressed to the required size), but does not reduce their height, and the flattened sides of the pads are then in intimate contact with the strip of paper over a very large part of this height.
This emerges more clearly from FIG. 4 where we see the level which is reached by the granular filtering material 12 inserted into the spaces using the wheel 3, this level corresponding to the height from which the pads 8 cease to be in intimate contact with the strip of paper 2 because any granular material that exceeds this level will tend to spread, and therefore to be caught, between the pads and the strip of paper 2, which would obviously be harmful. When the spaces between the pads 8 have been filled with granular material 12, the tape 1 and the paper strip 2 are made to pass under the guide 6 which continues the wrapping of the paper strip 2 around the pads and granular material and which continues to compress the pads 8 to give them their final section.
In a particular case given by way of example, the pads 8 initially had a circumference of 27 mm and ended, after compression, with a circumference of about 24.5 mm. The degree of compression for tampons of different sizes would be proportionally the same. As is customary, one of the edges of the paper strip 2 is left in a vertical position to allow it to be glued by passing between the discs 14 and 15 before being folded down and fixed against the another edge under the combined effect of the guides 6 and 7 which continue to compress and form the rod thus obtained to give it a circular section.
The continuous rod thus formed is then conveyed to a cut which has not been shown and which cuts it through the middle of each second buffer so that filter tips of double length are obtained, each of these filter tips of double length being then joined to two lengths of tobacco disposed at opposite ends thereof and again sliced in the middle to form two filter-tipped cigarettes.
In filters made in this way, it has been found that the filter material of the pads is well packed and that the space between the pads is well filled with granular material so that a filter is obtained which, on the whole , operates in a satisfactory manner and which allows the smoke called upon to pass through it to be exposed effectively to the filtering action of the granular material.
It is clear that the particles of the granular material can have different sizes, the range of these sizes being able to extend from the powder to particles having a diameter of about 1 mm.