CH647935A5 - Procede pour la production d'un materiau de remplissage, machine pour sa mise en oeuvre, application du procede et installation pour la production d'un boudin de filtres de cigarettes. - Google Patents

Description

L'invention a aussi pour objet une machine pour la mise en œuvre du procédé. Cette machine est caractérisée en ce qu'elle comprend un convoyeur présentant une surface agencée pour venir engager au moins une partie des filaments dudit flot sensiblement continu, des moyens pour guider ladite partie vers le convoyeur, des moyens pour actionner le convoyeur de manière que les filaments de ladite partie soient engagés et accélérés par la surface et rompus en des longueurs irrégulières, et des moyens pour recevoir les fibres dans l'autre flot où elles sont, au moins initialement, orientées au hasard.

De préférence, les fibres sont projetées depuis le convoyeur en des directions quelconques. Les moyens de réception peuvent être agencés pour amener l'autre flot à un dispositif de formation de boudins dans lequel cet autre flot est comprimé latéralement et transformé en un boudin continu. La surface du convoyeur présente de préférence des projections acérées pour engager les filaments de ladite partie et une paroi peut être prévue pour former, avec ce convoyeur, un canal à travers lequel passent ces filaments, ces projections s'étendant à travers le canal, sensiblement jusqu'à la paroi. Les projections peuvent être inclinées vers l'avant relativement au sens de déplacement de la surface du convoyeur. Le convoyeur peut être constitué par un cylindre à picots.

On a constaté, à la suite d'expériences, qu'un cylindre à picots constitue un moyen particulièrement efficace et fiable pour rompre des monofilaments continus d'une étoupe de filtrage pour produire un flot de filaments orientés de façon aléatoire. Ces expériences ont été effectuées avec une étoupe de filtrage crêpée typique en acétate de cellulose. Bien qu'on suppose que le crêpage facilite la rupture des filaments par les picots, on pense qu'il est possible de mettre en œuvre la présente invention avec des fibres qui sont moins crêpées que dans le cas de la fabrication de filtres traditionnels et éventuellement qui ne le sont pas du tout. Un crêpage restreint ou une suppression du crêpage aurait pour effet de diminuer le prix de l'étoupe de filtrage servant de point de départ à la fabrication.

Les moyens de réception peuvent comprendre des moyens pour distribuer les fibres, de préférence sur une bande de convoyeur, et peuvent comprendre des moyens pour réduire la largeur du flot sur cette bande. En variante, les moyens de réception peuvent comprendre des moyens capables de former à partir des fibres une masse roulante de manière que ces fibres tendent à suivre une trajectoire hélicoïdale autour d'un axe longitudinal dudit autre flot. Ces derniers moyens peuvent être constitués par une paire de rouleaux coopérant ensemble. Les moyens de réception peuvent comprendre des moyens pneumatiques capables d'acheminer les fibres directement vers un dispositif de formation de boudins.

Lorsque la machine est utilisée pour produire des filtres, les moyens de guidage peuvent être adaptés pour l'acheminement d'une étoupe de filtrage traditionnelle et comprendre des moyens pour aérer ou gonfler ou ils peuvent comprendre des moyens pour rendre fibreux un ruban d'une autre matière de filtrage.

Les moyens de guidage peuvent être agencés de manière qu'au moins deux flots sensiblement continus différents soient engagés par le convoyeur pour produire un mélange de fibres. Plusieurs convoyeurs peuvent être prévus, avec des moyens de réception communs, de sorte que le flot de fibres collectées comprend des fibres en provenance d'au moins deux convoyeurs différents.

Un additif fluide, tel qu'un plastifiant, si c'est nécessaire, peut être appliqué par les moyens de guidage, c'est-à-dire avant la rupture des filaments, ou par le convoyeur qui rompt les filaments, ou par les moyens de réception, ou encore en aval de ceux-ci.

Les moyens de réception peuvent comprendre des moyens pour convoyer un flot porteur de matière fibreuse sur lequel les fibres sont déposées. Les moyens de guidage peuvent comprendre des moyens pour partager ledit flot sensiblement continu en un premier flot passant vers le convoyeur et un second flot constituant le flot porteur. Des moyens peuvent être prévus pour rendre fibreux un ruban de matière de remplissage pour produire le flot porteur. Des moyens peuvent être prévus pour appliquer un additif fluide au flot porteur avant que les fibres ne soient déposées sur lui.

L'invention a d'autre part pour objet l'application du procédé ci-dessus pour la production d'un boudin de filtres pour cigarettes.

L'invention a enfin pour objet une installation pour la mise en œuvre de cette application. Elle est caractérisée en ce qu'elle com- ■ prend une machine conforme au deuxième objet de l'invention, pour produire un matériau de remplissage à partir d'au moins un flot sensiblement continu de filaments de matière de filtrage, les moyens de réception comprenant des moyens pour convoyer un flot porteur de matière de filtrage formée de filaments relativement longs sur lequel les fibres sont déposées pour former le matériau de remplissage, et en ce qu'elle comprend des moyens pour former un boudin continu de filtres à partir de ce matériau de remplissage.

Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple:

la fig. 1 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, d'une machine confectionneuse de boudins de filtres;

la fig. 2 est une vue en coupe et à plus grande échelle d'une partie d'un cylindre à picots, dans un plan perpendiculaire à son axe de rotation;

la fig. 3 est une vue en élévation et à plus grande échelle d'une partie de la surface du cylindre partiellement représentée à la fig. 2;

la fig. 4 illustre une disposition modifiée pour recueillir un flot de fibres rompues sur deux rouleaux;

la fig. 5 est une vue en plan d'une variante de la disposition illustrée à la fig. 4;

la fig. 6 est une vue en plan montrant une autre variante de la machine illustrée à la fig. 1 ;

la fig. 7 est une vue en plan d'une autre variante encore de la machine illustrée à la fig. 1 ;

la fig. 8 est une vue latérale d'encore une autre variante de la machine illustrée à là fig. 1 ;

la fig. 9 est une vue latérale d'une deuxième machine confectionneuse de boudins de filtres;

la fig. 10 est une vue latérale d'une troisième machine confectionneuse de boudins de filtres;

la fig. 11 est une vue en coupe et à plus grande échelle d'une variante de la machine selon la fig. 9 ou 10, et la fig. 12 est une vue latérale d'une quatrième machine confectionneuse de boudins de filtres.

A la fig. 1 on voit de l'étoupe de filtrage crêpée 10 en train d'être acheminée vers le bas entre des rouleaux 11 et 12 puis entre des rouleaux 13 et 14 tournant à une vitesse supérieure aux rouleaux 11 et 12 de manière à étirer l'étoupe. Si l'étoupe 10 n'est pas crêpée, les rouleaux 11 et 12 ne sont pas nécessaires. En quittant les rouleaux 13 et 14, l'étoupe est entraînée par des picots 15 disposés sur la périphérie d'un cylindre 16 tournant à vitesse élevée, par exemple à approximativement 5000 tr/min, ou de façon plus générale entre 1000 et 8000 tr/min.

Les picots 15 sur le cylindre 16 viennent engager les monofilaments de l'étoupe de filtrage et les rompent en portions de longueurs différentes. Ces portions sont ensuite entraînées par le cylindre 16 pour passer dans une conduite 17 se prolongeant vers le bas. La périphérie du cylindre peut, comme représenté, présenter des passages approximativement radiaux 18, à travers lesquels de l'air est soufflé vers l'extérieur à partir d'un distributeur 19 afin de faciliter le dégagement des fibres du cylindre; en variante, de l'air à la pression atmosphérique peut être admis dans le distributeur 19 et être propulsé à travers les passages 18 par un effet de pompage centrifuge. Dans la région supérieure du cylindre 16, on peut prévoir un effet de succion pour mieux plaquer les fibres contre le cylindre.

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Lorsqu'elles quittent le cylindre 16, les fibres ont une orientation aléatoire. Elles poursuivent leur chemin dans cet état, par exemple sur une bande convoyeuse 20 (représentée schématiquement) qui amène un flot de fibres à un dispositif producteur de boudins 21. Un effet de succion peut être appliqué à travers la bande 20 afin d'y fixer les fibres et assurer le convoyage du flot. Ce dispositif produit du boudin continu de filtres 22 qui est ensuite coupé à intervalles réguliers par une couperie 23 afin de produire des bâtonnets 24. Le dispositif d'alimentation en étoupe comprenant les rouleaux 11 à 14 peut revêtir différentes formes connues. Un exemple est décrit dans la publication défensive US N° T 941011, auquel il y a lieu de se référer en entier. Le dispositif d'alimentation en étoupe peut en général comprendre des moyens pour aérer ou gonfler pneumatique-ment l'étoupe de toute façon connue. Des moyens peuvent également être prévus pour appliquer un plastifiant, par exemple de toute façon connue; en variante, du plastifiant peut être soufflé à travers • les passages 18 ou appliqué d'autre façon après que l'étoupe a atteint le cylindre 16 et a été au moins partiellement rompue. Un dispositif d'alimentation en étoupe pouvant être utilisé est représenté schématiquement dans le fascicule de brevet US N° 3658626; à ce propos il y a lieu de noter que d'autres détails décrits dans ce brevet US et dans le brevet US N° 3377220 (à part ce qui concerne le dispositif de hachage de l'étoupe) peuvent être utilisés pour la mise en œuvre de la présente invention; par exemple, un boudin de filtres non enveloppé peut être produit comme décrit principalement dans le brevet US N° 3377220.

Les rouleaux 11 à 14 représentés à la fig. 1 (ou un rouleau de chaque paire) peuvent être cannelés axialement ou être recouverts de caoutchouc de manière à entrer en prise avec l'étoupe ou bien encore ils peuvent être constitués par des rouleaux filetés courants présentant des rainures circonférentielles.

Il y a lieu de noter qu'une paroi incurvée 45, constituant le prolongement de l'une des parois de la conduite 17, passe autour du cylindre 16 et forme avec une autre paroi incurvée 25 passant autour du rouleau 13 un racloir 26 contribuant à obliger les fibres de l'étoupe de continuer leur chemin sur le cylindre 16 plutôt que de passer autour du rouleau 13. A cet effet, la paroi 25 est montée aussi près que possible du rouleau 13 en ne laissant que l'intervalle nécessaire à la rotation du rouleau.

Les pointes des picots 15 montés sur le cylindre 16 arrivent aussi près que possible des surfaces des rouleux 13 et 14 en ne laissant, ici aussi, que l'intervalle nécessaire pour leur permettre de tourner.

La fig. 8 illustre une variante dans laquelle les rouleaux 11 à 14 sont remplacés par un seul rouleau 50 placé comme le rouleau 13 et coopérant avec un guide opposé 52 relié à une paroi arrière 54 entourant le cylindre à picots 16. Une partie du guide 2 converge vers le rouleau 50 et sert à guider le flot d'étoupe 56 contre le rouleau. En aval de cette partie et au voisinage de son raccordement 58 à la porte 54, le guide 52 suit la périphérie du rouleau 50 et délimite un canal d'amenée 60 pour le cylindre à picots 16. Comparé à la disposition de la fig. 1 l'étoupe est plus resserrée à la position de contact initial avec le cylindre à picots 16; ceci peut présenter l'avantage de pouvoir produire des fibres plus courtes. Comme avec la disposition selon la fig. 1, l'intervalle laissé pour les picots 15 (par les parois 45 et 54 et par le rouleau 50) est minimal.

La fig. 2 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie de la portion périphérique du cylindre 16 et montre l'un des picots 15 ainsi que l'un des passages radiaux 18. On voit notamment que chacun des picots 15 est incliné vers l'avant. Non seulement l'axe du picot est incliné par rapport à un rayon du cylindre mais la face avant de l'extrémité amincie du picot est, de préférence, inclinée par rapport à un rayon en ce point, d'un angle a compris, de préférence, entre 10 et 15° mais pouvant être compris entre 5 et 40°. Le passage 18 représenté est radial mais au lieu de cela il pourrait être incliné en faisant le même angle que l'axe des picots.

Le cylindre lui-même peut être en aluminium. Un manchon 16B en matière plastique moulée est, de préférence, monté à l'intérieur d'une partie périphérique 16A du cylindre 16, les extrémités intérieures des picots étant encastrées dans ce manchon comme représenté à la fig. 2.

La fig. 3 montre une disposition préférée des picots 15 et des passages 18 pour l'air dans la périphérie du cylindre 16. Les picots 15 sont disposés en rangées 27 inclinées d'un petit angle par rapport à la direction de déplacement (représentée par une flèche 28). De plus, les picots situés dans des rangées adjacentes sont décalés les uns par rapport aux autres. Cette disposition ainsi qu'une vitesse de rotation élevée du cylindre contribuent à empêcher qu'aucun filament ne puisse se déplacer sur une distance appréciable autour du cylindre 16 sans être accroché par un des picots. Une bride 16C est montée de chaque côté du cylindre (une seule de celles-ci étant représentée), ces brides se prolongeant radialement de manière que leur surface intérieure arrive à fleur des sommets des picots. La largeur du cylindre 16 (entre les brides) peut être comprise approximativement entre 200 et 250 mm pour s'adapter à la largeur normale du flot étalé de l'étoupe de filtrage. En variante, le flot d'étoupe amené au cylindre 16 peut être plus étroit de manière que le cylindre n'ait pas besoin d'être aussi large; le cylindre et le flot peuvent avoir une largeur comprise entre 25 et 100 mm.

La fig. 4 montre une façon de réceptionner les fibres rompues tombant à travers la conduite 17 de la fig. 1. Il est prévu deux rouleaux 28 et 29 montés à proximité l'un de l'autre et tournant à la même vitesse et dans le même sens. Un flot 30 de fibres est amené dans la zone de contact entre les rouleaux 28 et 29 et est transformé en une masse roulante 31 qui tourne en douceur et qui se déplace axialement le long des rouleaux sous la forme d'un flot présentant une certaine consistance. Chacun des rouleaux présente une périphérie poreuse par laquelle une succion est appliquée aux fibres à partir d'une chambre de succion 32 ou 33 afin de contribuer à attirer les fibres contre les rouleaux. En variante l'une de ces chambres de succion peut être supprimée.

La fig. 5 est une vue en plan d'une variante du dispositif à rouleaux représenté à la fig. 4. Au lieu de rouleaux cylindriques on a prévu deux rouleaux coniques 34 et 35 tournant dans le même sens, comme à la fig. 4. Un flot de fibres à orientation aléatoire est amené dans la zone de contact entre les rouleaux et plus particulièrement dans une zone 46 voisine des extrémités de plus petit diamètre des rouleaux. Ainsi la force centrifuge exercée sur les fibres présente une composante qui déplace une masse roulante de fibres 36 vers les extrémités de plus grand diamètre des rouleaux.

La masse roulante de fibres des fig. 4 ou 5 peut être acheminée sur un ruban continu d'enveloppage ou dans un dispositif producteur de boudins pour produire un boudin de filtres non enveloppé.

La fig. 6 est une vue en plan d'un convoyeur 37 semblable au convoyeur 20 de la fig. 1. Des fibres sont déposées sur le convoyeur 37 dans une zone 38 et sont déflectées du convoyeur 37 par une chicane concave 39 qui est inclinée par rapport au convoyeur 37 et dont le bord avant 47 est incliné par rapport à la direction de déplacement du convoyeur 37. Cette disposition est telle que le flot de fibres est enlevé du convoyeur 37 par la chicane 39, laquelle imprime également en même temps un certain mouvement de rotation pour produire une masse roulante de fibres un peu comme décrit en regard des fig. 4 et 5.

La fig. 7 illustre une bande convoyeuse 40 sur laquelle des fibres sont déposées dans une zone 41, et qui coopère avec des bandes latérales convergentes 42 et 43 se déplaçant dans le même sens que la bande 40 afin de presser ensemble les fibres. On obtient ainsi un flot étroit 44 de fibres orientées au hasard qui est acheminé vers un dispositif producteur de boudins non représenté. A la place des bandes convergentes 42 et 43 on pourrait prévoir des parois latérales convergentes fixes.

La bande 40, de même que les bandes correspondantes 20 et 37 des fig. 1 et 6, peuvent être poreuses pour permettre à un effet de succion d'être transmis à travers elle depuis dessous de manière à fixer les fibres sur la bande aux endroits appropriés. Par exemple, à la fig. 7, la chambre de succion pourrait progressivement se rétrécir

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de manière que ses côtés coïncident avec les bandes convergentes 42 et 43.

En l'absence de bandes convergentes 42 et 43, on pourrait prévoir des distributeurs convergents d'air sous pression, situés au-dessus ou au-dessous de la bande 40, dirigeant des jets vers l'intérieur de manière à déplacer les fibres vers le centre du convoyeur 40 lorsqu'elles se déplacent sur celui-ci. En variante, d'autres moyens peuvent être prévus pour tranformer un flot de fibres relativement large en un flot étroit pouvant être facilement compressé à la section d'un filtre de cigarette terminé, par exemple comme décrit dans le fascicule de brevet US N° 3548837.

Une autre façon consiste à distribuer les fibres provenant du cylindre 16 et à les transformer en un flot étroit comme dans une confectionneuse de cigarettes telle la machine Molins Mark 6, 8 ou 9, la machine Hauni Garant ou la machine Sasib: Sigma. D'autres façons de façonner le flot de fibres sont décrites dans le fascicule de brevet GB N° 2048968. Si les fibres sont suffisamment courtes il peut être possible d'écrêter le flot (comme cela se fait dans les confectionneuses de cigarettes modernes) avant d'introduire le flot dans un dispositif producteur de boudins.

A titre d'exemple seulement et pour donner une idée des dimensions, le cylindre 16 représenté à la fig. 1 a un diamètre de 120 mm et les picots 15 dépassent la surface périphérique du cylindre de 3 mm et sont espacés dans les rangées 27 (fig. 3) de 7 mm.

Au lieu de maintenir en place les fibres brisées par un effet de succion appliqué à travers le convoyeur 20 représenté à la fig. 1 (et les convoyeurs 37 et 40 représentés aux fig. 6 et 7), celui-ci peut être chargé électrostatiquement pour maintenir les fibres en place là où il le faut. De même un des deux rouleaux 28 et 29 représentés à la fig. 4, ou les deux, peuvent être chargés électrostatiquement afin d'assurer le maintien des fibres à la place de l'effet de succion; il est clair que dans ce cas les rouleaux doivent être construits en un matériau non conducteur approprié.

Une autre possibilité consiste à introduire les fibres quittant le cylindre 16 par une ouverture latérale dans un tuyau horizontal à travers lequel de l'air est soufflé afin de propulser les fibres, par exemple directement dans le dispositif producteur de boudins. L'air peut être soufflé obliquement dans le tuyau de manière à produire un tourbillon tendant à faire rouler le flot de fibres. Cette disposition est représentée à la fig. 8, où un tuyau sensiblement horizontal 132 s'étend sous une goulotte 134 et comprend des admissions d'air obliques 136. Le flot ainsi produit est amené à une unité 138 productrice de boudins.

La longueur moyenne des fibres quittant le cylindre 16 dépendra généralement de la vitesse de ce dernier relativement à la vitesse de l'étoupe 10, de la densité des picots sur le cylindre, de la résistance des monofilaments et du frottement entre les filaments d'une part et les picots et la surface du cylindre d'autre part. Dans un test effectué en utilisant une étoupe de denier moyen, par exemple dont le denier total est compris entre 40 000 et 50 000 et de 3-4 deniers par fibre, les fibres avaient une longueur comprise entre environ 6 et 60 mm.

Au lieu de ne tourner que dans un seul sens, les rouleaux 28 et 29 de la fig. 4 peuvent tous deux osciller à la même vitesse et à la même fréquence de manière à tourner tous deux à la même vitesse et dans le même sens à un instant donné. Par exemple, la course périphérique de chacun des rouleaux peut être comprise entre 25 et 100 mm; la fréquence d'oscillation peut atteindre entre 3000 et 10000 cycles par minute. Le déplacement du flot de fibres 31 peut être assisté par un courant d'air longitudinal.

La ou les mêmes modifications peuvent être appliquées aux rouleaux 34 et 35 représentés à la fig. 5.

Afin d'améliorer les caractéristiques de filtrage des filtres terminés, une matière de filtrage supplémentaire peut être ajoutée au flot de fibres orientées au hasard pour produire le boudin de filtres. Par exemple, des particules de carbone ou d'une autre matière de filtrage peuvent être répandues sur le flot de fibres par une unité 142 représentée à la fig. 1 par exemple.

Une autre possibilité consiste à inclure des fibres d'une matière différente aux fibres d'acétate de cellulose. Par exemple ces fibres en matière différente peuvent être constituées par des fibres en matière plastique ou en carbone, ou encore en un matériau à base de carbone ou portant du carbone, le carbone étant de préférence activé dans chaque cas. De telles fibres peuvent être amenées sous forme de fibres continues pour être rompues au hasard en étant amenées soit au cylindre 16 en même temps que les fibres d'acétate de cellulose, soit à un cylindre distinct correspondant au cylindre 16. Dans l'un ou l'autre cas, les fibres en matière différente sont de préférence rompues au hasard et sont introduites avec des orientations aléatoires dans ou avec les fibres d'acétate de cellulose.

La fig. 12 montre deux cylindres à picots 144 et 146 semblables chacun au cylindre 16. Un premier flot 148 de matière de filtrage fibreuse est amené au cylindre 144 en même temps qu'un second flot 150 de matière de filtrage fibreuse différente, de sorte qu'un mélange de fibres en provenance des deux flots est déposé sur une bande convoyeuse 152 passant sous le cylindre. La bande 152 passe ensuite sous l'autre cylindre à picots 146 auquel un troisième flot 154 de matière de filtrage fibreuse encore différente est amené de sorte que la bande 152 transporte à son extrémité aval un flot 156 formé de fibres provenant de trois matières de filtrage différentes, ce flot étant délivré dans une unité 158 productrice de boudins. La bande 152 peut coopérer avec des moyens de succion ou autre afin d'assurer un déplacement non glissant du flot.

Pour permettre un contrôle des opérations de fabrication des filtres, le boudin de filtres 22 ou le flot de fibres utilisés pour former ce boudin peut être surveillé en continu en ce qui concerne son poids, par exemple à l'aide d'un dispositif d'exploration nucléoni-que. En réponse à un signal fourni par le dispositif de surveillance de poids, nucléonique ou autre, le débit des fibres continues d'acétate de cellulose en direction du cylindre 16 est réglé automatiquement de manière à maintenir sensiblement constant le poids par unité de longueur du boudin de filtres terminé. En variante, ou en plus, on peut, lorsqu'on utilise un dispositif d'écrêtage du flot formé par les fibres, utiliser ce signal pour commander ce dispositif.

La fig. 9 illustre une balle 62 d'étoupe de filtrage crêpée de laquelle un flot continu 63 est tiré par des rouleaux d'extraction 64 et des rouleaux d'étirement 66. Un jet 68 est prévu en amont des rouleaux 64 pour étaler l'étoupe. Un ou plusieurs autres jets 70 sont prévus en aval des rouleaux 66 pour partager l'étoupe en deux flots 72 et 74. Ceci peut être obtenu en dirigeant le ou les jets 70 de manière que le flot 63 soit partagé latéralement. Le flot principal 72, qui de préférence comprend au moins 70% de l'étoupe du flot 63, est dirigé vers le haut pour d'abord passer par-dessus un rouleau 76 puis être introduit dans une tuyère transporteuse 78 en forme d'entonnoir dans laquelle de l'air est soufflé pour acheminer l'étoupe sur la périphérie d'un cylindre à picots 80. La tuyère transporteuse 78 peut être semblable à celle décrite dans le fascicule de brevet GB N° 1588506 ou dans le fascicule de brevet US N° 3016945. Le cylindre à picots 80 agit sur le flot d'étoupe 72 et produit un flot de fibres rompues dans une goulotte 82 comme dans le cas du cylindre à picots 16 de la fig. 1.

Le flot 74 formé par une partie du flot 63 après partage par les jets 70 est acheminé en avant (par la traction de rouleaux 84 en aval) en alignement avec le flot 63 et passe directement sous la goulotte 82. Des jets supplémentaires 86, agissant sur le flot 74, peuvent être prévus pour régler sa largeur avant de passer sous la goulotte 82. Cet agencement est tel que la pluie de fibres rompues descendant de la goulotte 82 tombe sur le flot d'étoupe 74, lequel agit ensuite comme support pour ces fibres. Une bande convoyeuse 88 peut être prévue pour supporter le flot 74.

Après que les fibres en provenance du cylindre à picots 80 ont été répandues sur le flot porteur 74, les fibres et le flot sont passés à travers une chambre de plastifiant 90. Ensuite, le flot plastifié et les fibres sont acheminées à travers une unité productrice de boudins de filtres 92 d'où sortent des bâtonnets de filtres sextuples 94. Un boudin de filtres continu est formé dans l'unité 92, et ce boudin peut être

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soit enveloppé, soit non enveloppé comme précédemment. Les moyens de formation du boudin dans l'unité 92 peuvent être agencés de manière que le flot porteur 74 vienne envelopper les fibres à la manière d'un ruban de papier venant envelopper un câble de remplissage dans une unité usuelle de confection de boudins. Ainsi les bâtonnets 94 peuvent comprendre un noyau central qui est composé de fibres provenant du flot 72 et qui est entouré d'une couche annulaire comprenant le flot 74.

La fig. 10 montre une autre machine confectionneuse de boudins de filtres, qui comprend un cylindre à picots 96 et une goulotte 98 semblables au cylindre à picots 80 et à la goulotte 82 de la machine représentée à la fig. 9. Une tuyère de transport 100, pouvant être semblable à la tuyère 78 de la fig. 9, est également prévue. Un flot d'étoupe 102 destiné à être amené à la tuyère de transport 100 est acheminé par des rouleaux 104 à partir d'une balle d'étoupe (non représentée). Les rouleaux 104 peuvent correspondre aux rouleaux 66 de la fig. 9. Le flot 102 passe par une chambre d'application de plastifiant 106 avant d'atteindre la tuyère de transport 100.

Les fibres sortant de la goulotte 98 tombent sur un flot porteur 108 comprenant de la matière filtrante fibreuse en feuille. Un ruban continu de cette matière filtrante en feuille est tiré d'une bobine 110 par des rouleaux 112 et 114, entre lesquels la tension du ruban est contrôlée. Un cylindre 116 de formation de fibres, tournant de préférence à une vitesse relativement élevée, produit des fentes discontinues dans le ruban afin d'obtenir un grand nombre de fibres sensiblement parallèles.

Le cylindre 116 peut être constitué par un cylindre à picots sensiblement similaire au cylindre à picots 16. D'autres façons de rendre fibreux un ruban en matière filamenteuse sont décrits dans les fascicules de brevet GB N°s 1073741, 1244982, 1298561, 1421324, 1421325 et 1440111 et dans les fascicules de brevet US Nos 3474611 et 3675541.

Après avoir été rendu fibreux, le flot 108 passe par une chambre de plastification 118 et sous la goulotte 98 où elle reçoit une pluie de fibres provenant du flot 102. Ensuite le flot 108 et les fibres convoyées par lui sont transformés en un boudin continu dans une unité productrice de boudins 120, qui peut être semblable à l'unité 92, puis coupée pour produire des bâtonnets de filtres sextuples 122. La matière filtrante de la bobine 110 peut être sensiblement la même que celle du flot 102 ou être différente. Ainsi les deux flots 102 et 108 peuvent être de l'acétate de cellulose, le flot 102 se présentant normalement sous forme d'étoupe fibreuse et le flot 108 se présentant initialement sous forme de feuille.

Toutefois, l'un des flots 102 et 108 ou les deux peuvent être en d'autres matières filtrantes, plastiques, par exemple en poly-propylène, auquel cas la plastification n'est normalement pas nécessaire. Lorsque la plastification est nécessaire, elle peut être effectuée en aval de la position où les fibres aboutissent sur le flot 108, par exemple un endroit correspondant à l'emplacement de la chambre 90 de la fig. 9. De même, dans la machine représentée à la fig. 9, la chambre 90 peut être remplacée par des dispositifs distincts agissant respectivement sur les flots 72 et 74 ou même par un dispositif agissant en amont des jets de séparation 70. Même là où une plastification est normalement nécessaire pour des matières du type utilisé tant pour le flot porteur que pour les fibres, cette plastification peut ne pas être nécessaire soit pour le flot porteur, soit pour la matière de remplissage, étant donné qu'une quantité suffisante de plastifiant pour former un boudin stable ou modifier d'autre façon la matière filtrante peut être appliquée soit au flot porteur, soit à la matière de remplissage. Il est possible qu'une certaine migration du plastifiant se produise à l'intérieur du flot avant le durcissage final.

Les chambres de plastification 90, 106 et 118 peuvent être sensiblement analogues à des chambres de plastification usuelles, où le plastifiant est généralement giclé, par exemple comme utilisé dans l'unité de traitement d'étoupe Amcel 103, mais pourrait être de toute autre forme. Par exemple, le plastifiant peut être appliqué sous forme de mousse à l'étoupe ou autres fibres, sensiblement sous la forme d'un écoulement de mousse. Cela peut être particulièrement utile là où on veut préserver ou établir une certaine cohérence dans un flot de fibres rompues.

A la fig. 10 on peut prévoir un poste de traitement supplémentaire pour crêper le flot rendu fibreux. Ce poste peut être situé à l'emplacement ou au voisinage de la chambre 118 et peut comprendre des moyens pour traiter de différentes façons les côtés opposés du ruban, par exemple avec différents additifs fluides ou différentes quantités d'additif fluide, de manière que les filaments produits par l'opération de fibrillation deviennent crêpés. La plastification, si elle est nécessaire, peut alors être effectuée après que l'opération de distribution par la goulotte 98 a eu lieu.

Comme indiqué plus haut la matière à partir de laquelle sont produites les fibres n'est pas nécessairement constituée par une étoupe d'acétate de cellulose. Ainsi, n'importe lequel des agencements rerésentés aux fig. 1,4 à 10, ou 12 peut être alimenté avec d'autres matières capables d'être débitées sous la forme d'un flot sensiblement cohérent mais susceptible d'être séparé en fibres ou en particules. Par exemple, les flots 10, 30, 63,102,148,150 et 154 peuvent être constitués par des flots en acétate de cellulose rendue fibreuse ou une autre matière appropriée. Une autre matière pouvant être utilisée est constituée par de la matière expansée en feuille, par exemple de l'acétate de cellulose expansée ou plus généralement, une matière expansée ou chargée présentant des propriétés de filtrage, par exemple du polypropylène expansé ou chargé. L'action d'un cylindre à picots tel que le cylindre 16 sur une matière est de produire des particules orientées au hasard de longueurs différentes comme pour les fibres produites avec de l'étoupe classique. Le flot 102 peut être fourni à partir d'une bobine semblable à la bobine 110 et peut comprendre un ruban expansé aplati en matériau approprié.

Le flot porteur 108 peut être constitué par un flot d'étoupe classique. La bobine 110 serait alors remplacée par une balle d'étoupe et l'étoupe serait aérée de façon usuelle. La matière filtrante dans le flot d'étoupe 102 peut être différente de celle dans le flot 108. Dans l'agencement représenté à la fig. 8, un porteur en matière filtrante appropriée, comme indiqué en 140, peut être prévu pour le flot contenu dans le tuyau 132.

La fig. 11 est une vue en coupe d'une tubulure de mise en forme 124 comprenant un passage annulaire 126 le long duquel un flot d'étoupe 128 peut être acheminé tout en étant soumis à l'action de jets d'air introduits par exemple par des lumières 130. La disposition est telle que le flot 128 est étalé autour du passage 126 de manière à prendre une forme en U. La tubulure 124 peut présenter un changement de forme progressif allant de la forme plate usuelle à celle représentée au dessin, de sorte que le flot 128 est initialement étalé à plat. Le flot d'étoupe 128 en forme de U ainsi obtenu peut être avantageusement utilisé comme porteur pour les fibres d'étoupe rompues tombant sur lui sous forme de pluie (ou distribuées sur lui d'autres façons). Par exemple une tubulure de mise en forme 124 peut être disposée en aval de la tubulure 86 visible à la fig. 9 afin d'agir sur le flot 74. De même, un guide semblable à la tubulure 124 peut être prévu pour préformer de façon appropriée le flot 108 de la fig. 10.

Dans la machine représentée à la fig. 12, on a représenté de façon schématique des moyens d'entraînement 160 et 162 pour les cylindres à picots'144 et 146. Ces moyens peuvent être réalisés de différentes façons; ils peuvent par exemple comporter des moteurs commandés séparément ou des liaisons à roues et chaînes avec un moteur principal pour l'unité productrice de boudins 158. Il est clair que l'entraînement des cylindres 16, 80 et 96 peut être réalisé de façon semblable.

On a déjà mentionné la possibilité d'écrêter un flot de fibres. Particulièrement dans le cas où l'on a déjà effectué une imprégnation avec de l'additif fluide, cela peut conduire à un encrassage rapide des écrêteurs classiques; une variante acceptable consiste à utiliser un jet

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d'air à haute vitesse ou une autre forme d'écrêteur n'entrant pas directement en contact avec le flot.

On a déjà mentionné la possibilité d'utiliser le polypropylène ou d'autres matières plastiques sous forme appropriée (par exemple fibreuse, obtenue en fibrillant une matière de base en feuille, expansée 5

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ou chargée) ou des fibres de carbone à la place de (ou en plus de) l'étoupe en acétate de cellulose pour produire des fibres rompues ou des particules. Une matière appropriée est le polypropylène chargé, commercialisé par la Shell Chemical Company sous la marque Carifil.

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3 feuilles dessins

Claims (19)

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   REVENDICATIONS

   1. Procédé de production d'un matériau de remplissage à partir d'au moins un flot sensiblement continu de filaments, caractérisé en ce qu'on engage et accélère chaque filament d'au moins une partie du flot de manière à le rompre et à transformer les filaments de ladite partie en fibres de longueurs irrégulières, et en ce qu'on réceptionne les fibres dans un autre flot où elles sont, au moins initialement, orientées au hasard.
2. 2. Machine pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un convoyeur (16, 80, 96,144, 146) présentant une surface (15) agencée pour venir engager au moins une partie des filaments dudit flot sensiblement continu, des moyens (13,14, 50,52, 78,100) pour guider ladite partie vers le convoyeur, des moyens (160, 161) pour actionner le convoyeur de manière que les filaments de ladite partie soient engagés et accélérés par la surface (15) et rompus en des longueurs différentes, et des moyens (20, 28, 29, 37, 40, 74,108,132, 140, 152) pour recevoir les fibres dans l'autre flot où elles sont, au moins initialement, orientées au hasard.
3. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de réception (20, 28, 29, 37, 40, 74,108, 132, 140, 152) sont agencés pour amener l'autre flot à un dispositif de formation de boudins (21, 92, 120,138,158) dans lequel cet autre flot est compressé latéralement et transformé en un boudin continu.
4. 4. Machine selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la surface du convoyeur (16, 80, 96, 114,146) présente des projections acérées (15) pour engager les filaments de ladite partie.
5. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les projections (15) sont inclinées vers l'avant relativement au sens de déplacement de la surface du convoyeur (16, 80, 96,144,146).
6. 6. Machine selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que des lumières (18) sont prévues dans la surface du convoyeur (16, 80, 96,144,146) et des moyens (19) sont prévus pour acheminer un fluide à travers les lumières.
7. 7. Machine selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le convoyeur (16, 80, 96,144,146) est constitué par un cylindre à picots.
8. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les picots (15) sont disposés sur le cylindre (16, 80, 96,144,146) en rangées (27) décalées.
9. 9. Machine selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que les moyens de réception comprennent des moyens (28, 29, 34, 35, 39) capables de former, à partir des fibres, une masse roulante de manière que ces fibres tendent à suivre une trajectoire hélicoïdale autour d'un axe longitudinal dudit autre flot.
10. 10. Machine selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisée en ce que les moyens de réception comprennent des moyens pneumatiques (132,136) pour diriger les fibres.
11. 11. Machine selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que les moyens de guidage comprennent des moyens pour rendre fibreux un ruban de matière de filtrage.
12. 12. Machine selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisée en ce que les moyens de guidage sont agencés de manière qu'au moins deux flots sensiblement continus (148,150), différents, peuvent être engagés par le convoyeur (144).
13. 13. Machine selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs convoyeurs (144,146) et des moyens de réception communs (152) de manière que l'autre flot comprenne des fibres en provenance d'au moins deux convoyeurs différents (144,146).
14. 14. Machine selon l'une des revendications 2 à 13, caractérisée en ce que les moyens de réception comprennent des moyens (84, 88, 112, 114) pour convoyer un flot porteur de matière filamenteuse sur lequel les fibres sont déposées.
15. 15. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce que les moyens de guidage comprennent des moyens (70) pour partager ledit flot sensiblement continu en un premier flot (72) passant vers le convoyeur (80) et un second flot (74) formant le flot porteur.
16. 16. Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce que les moyens pour convoyer le flot porteur comprennent des moyens pour

    5 rendre fibreux un ruban de matière de remplissage.
17. 17. Machine selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (86,124) pour conformer le flot porteur de manière qu'il entoure au moins partiellement les fibres déposées sur lui.

    io 18. Machine selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (118) pour appliquer un additif fluide au flot porteur avant que les fibres soient déposées sur lui.
18. 19. Application du procédé selon la revendication 1 pour la production d'un boudin de filtres pour cigarette.

    15 20. Application selon la revendication 19, caractérisée en ce que les longueurs des fibres varient dans un rapport de 1 à 10.
19. 21. Application selon la revendication 19, caractérisée en ce que le boudin comprend un noyau formé de fibres orientées au hasard et une couche extérieure formée de fibres plus longues.

    20 22. Installation pour une mise en œuvre de l'application selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle comprend une machine selon la revendication 2 pour produire un matériau de remplissage à partir d'au moins un flot sensiblement continu de filaments de matière de filtrage, les moyens de réception comprenant des moyens

    25 (84, 88,112, 114) pour convoyer un flot porteur de matière de filtrage formée de filaments relativement longs sur lequel les fibres sont déposées pour former le matériau de remplissage, et en ce qu'elle comprend des moyens (92,120) pour former un boudin continu de filtres à partir de ce matériau de remplissage.

    35 La présente invention se rapporte à la production d'un matériau de remplissage, notamment pour filtres de cigarettes.

    Les filtres de cigarettes ont généralement été fabriqués à partir d'étoupe de filtrage formée par un faisceau de monofilaments crêpés, généralement en acétate de cellulose. L'étoupe est tirée d'une balle, 40 étirée par des rouleaux à vitesse différentielle afin de séparer les filaments et les étaler de façon homogène, puis est finalement comprimée de façon à former un câble ayant la section transversale des filtres terminés. Un plastifiant tel que de la triacétine (triacétate de glycéryle) est généralement giclé sur les filaments pendant qu'ils sont 45 étalés. Le flot de filaments comprimé, ou câble, peut être enveloppé dans une enveloppe continue ou peut être figé à l'aide de vapeur ou d'une autre source de chaleur pour former un boudin continu qui est ensuite coupé à intervalles réguliers. Bien que les fibres aient une direction essentiellement longitudinale au sein du boudin, il a été cons-50 taté que si les fibres ont aussi des parties s'étendant transversalement, comme c'est par exemple le cas lorsqu'on utilise des fibres crêpées, on peut réduire la quantité de matière fibreuse requise sans diminuer les propriétés filtrantes du boudin.

    Ainsi, dans le fascicule de brevet US N° 3658628, on s'est pro-55 posé de hacher l'étoupe de filtrage après application du plastifiant, les fibres obtenues étant ensuite soufflées dans un dipositif de formation de boudins. Cependant, en hachant l'étoupe de filtrage, on obtient des fibres régulières, c'est-à-dire des fibres ayant apparemment des longueurs sensiblement uniformes.

    60 On a maintenant trouvé qu'il était préférable de ne pas produire des fibres de longueurs uniformes. En effet, bien qu'il soit souhaitable de produire des fibres relativement courtes orientées au hasard, il est également souhaitable qu'une certaine proportion des fibres soient quelque peu plus longues, car cela contribue à produire un s5 flot relativement cohérent de fibres avant leur arrivée au dispositif de formation de boudins.

    Ainsi, l'invention a pour premier objet un procédé de production d'un matériau de remplissage à partir d'au moins un flot sensible

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    ment continu de filaments, caractérisé en ce qu'on engage et accélère chaque filament d'au moins une partie du flot de manière à le rompre et à transformer les filaments de ladite partie en fibres de longueurs irrégulières, et en ce qu'on réceptionne les fibres dans un autre flot où elles sont, au moins initialement, orientées au hasard.

    La longueur des fibres les plus longues peut être de plusieurs fois supérieure (par exemple dix fois) à la longueur des fibres les plus courtes.