Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
~(~4~552
~ 'invention concerne un procédé pour confectionner
des filtres à cigarettes de haute efficacité en formant un
nouveau type de structure filtrante ~ partir d'une nappe de
matière fibreuse, cette nappe étant conformée en boudin cylin-
drique selon un mode de conformation géométrique connu.
On connaît déjà des filtres à cigarettes ré~ultant de
1'enroulement en spirale d'une nappe de matière fibreuse tran~-
formée par gaufrage sur certaines plages de sa surface sous
forme de petits reliefs alternés avec d'autre~ plage~ non trans~
formées qui conservent donc leur état d'origine. Ces reliefs
sont, selon le motif choisi, constitués par des bo~sages hémis-
phériques, triangulaires ou en labyrinthe. Ces motifs sont le ;-
plus souvent disposés en quinconce de mani~re à définir dan~ le
boudin filtrant une multitude de passages étroits et tourmentés
à tra~ers lesquels la fumée s'écoule, ces passages étant intar-
rompu~ par des chicanes.
On conna~t, en outre, un autre procédé consistant à
réaliser des boudins cylindriques filtrants à partir d'au moins
deux nappes superposées de matière fibreuses, enroulées en spi- ^-
rale, chacune d'elles ayant subi préalablement une transforma-
tion par plissage, les plis parallèles d'une nappe étant entre- ~i
croisés avec les plis parallèles de l~autre nappe superpo~ée,
de façon à former un réseau quadrillé de canaux de~tinés au
passage de la fumée dù tabac.
Bien que les motifs des reliefs des nappes fibreuse~
préoitées soient di~férents, les filtres réalisés à partir de
ces nappes ont pour inconvénient commun d'être tous réalisés
~elon un mode de conformation en spirale, à un centre, dont le
principe et la réalisation ne sont pas appropriés à l'obtention
d'un filtre performant. En effet, l'enroulement plus ou moins
rudimentaire d'une spirale ~ un centre de ou des nappes de
matière ne concourt pas à la construction d~une structure géomé-
...'..',' ~ ' ',.
. . , . - .
- 1 - ` ', .. '.
~ 04~55Z
trique organisée entre les zones en relief et ~szones intac~. En
effet, la structure spiralée résultant d'un tel enroulement
conduit nécessairement à un re~serrement progressif du motif
des reliefs au fur et ~ mesure qu'on se rapproche du centre
de la spirale, étant donné que le pas de répétition de ces
reliefs est constant, alors que le rayon de courbure de~ spires
est décroissant de la périphérie au centre du filtre. Cette
concentration progressive des relief~ en direction de l'axe ~ ~ -
du filtre engendre une ab~ence d'homogénéité de la structure -
filtrante, de sorte que la surface spécifique de la matière
fibreuse n'e~t pas intégralement utilisée pour la filtration
des goudrons de la fumée du tabac.
On conna~t, par contre, un autre procédéde conforma-
tion géométrique (brevet français No. 1 536 323 du 30 juin 1967)
qui permet de réaliser des filtres à cigarettes de structure
homogène et, par conséquent, performant~. Suivant ce procédé,
on réalise une structure filtrante à partir de plusieurs nappe~
de matière fibreuse différentes (une nappe d'armature du genre
gaufré et deux nappes d'ouate de cellulose) assemblées par 9U-
perposition en une nappe composite que l'on découpe en rubans,~ensiblement d'égale largeur, ces ruban~ étant assembl~ les
uns oontre les autres a~ant d'être progressivement conformé~
en un boudin cylindrique filtrant dont la section est un "S"
spiralé, c'est-à-dire l~amorce d~une spirale à deux centres.
~ outefois, si ce procédé permet d'obtenir un type de
filtre de qualité satisfaisante, il présente, à son tour,
llln¢onvénient de ne pa~ ~tre adapté aux vitesses de fonction-
nement des confectionneuses modernes de filtres. En effet,
sachant, d'une part, que les bobines d'ouate sont de faible
densité (0 1 m env. pour une longueur relati~ement courte de
l~ordre de 2.000 m), que, d'autre part, la fréquence admissible
du changement de telles bobine~ est de 5 minutes environ et
~.Q4~5~Z
qu'il y a deux bobines d'ouate, la vitesse de la confectionneuse
de filtres est par conséquent limitée à 200 mètres/~inute, alors
que celles des confectionneu~qe~ moderne~ de filtres peut attein-
dre 400 mètres/~inute. ~:
~ 'invention a pour but de remédier à cet inconvénient :~:en exploitant intégralement les po~ibilités de ces nouvelle
confectionneuse~ de filtres par utilisation d'une ou de deux
bobines de grande longueur de matière fibreuse, à la place de
la bobine d'armature et des deux bobines d'ouate, ce qui, tout
en permettant d'atteindre des vites3es de l'ordre de 400 mètres/
minute (double de la vites~e permise par le procédé en "S")
n'augmente pas et même diminue sensiblement la fréquence de :
changement des bobines de matière utilisée. : . :
~'invention concerne donc un procédé combinant les
avantages li~ à l'e~ploi d~une ~eule nappe de matière avec
ceux résultant d'un mode de conformation géométrique, notamment ;`
celui en "S" spiralé. .
~'invention conoerne donc une procédé pour confection-
ner des filtres à cigarettes de haute efficacité en formant
un nouveau type de structure filtrante à partir d'une nappe de
matière fibreuse, la nappe étant conformée en boudin cylindri~ue
selon un mode de conformation géométrique connu, le boudin fil-
trant étant, ~elon oe mode de conformatlon, oonstitué de rubans
découpés dans la nappe et assemblés les uns contre les autres,
ce procédé étant caractérisé en ce que l'on met en oeuvre une
nappe transversalement crêpée d'une matière fibreuse possédant :
des propriétés absorbantes vis-~-vis des produit~ de la fumée
du tabac, sans être appropriée, dans son état d'origine, à la
formation d'une structure de filtres à cigarettes, en ce que
l'on transforme la nappe par un mode de transformation que l'on :
combine avec ~e mode de sa conformation en boudin cylindrique et
en ce que l'on réali~e par cette combinaison, une structure de .
.- ,.
- 3 - ~;
..:
~4'~S~Z :
filtres à cigaretteæ d'un nouveau type, la transformation ayant
pour objet d'obtenir deux matériaux différents ~ur une seule
nappe en créant9 sur certaine~ plages de la surface de la nappe,
un nouvel état de la matière et un nouveau relief et en lai~ant
intactes le~ autres plages dans leur état crêpé d'origine, l'opé-
ration effectuée sur certaines plages de la nappe consistant à
den~ifier la matière par écrasement des nervure~ transrersales
de crêpage et à former un relief comportant de fines cannelures
longitudinales du genre gaufré, c'est-à-dire orthogonales aux
nervures transversales de crêpage, ces plages étant ainsi rigidi-
fiées par la densification de la matière et par la nervuration
du relief, les plages rigidifiées et les plages intactes dans k,~
leur état crêpé étant situées sur la surface de la nappe dans
un tracé géométrique approprié à la formation d'un modèle du
nouveau type de structure filtrante, ce tracé étant composé
d'au moins un motif occupant sur la nappe une surface longitudi-
nalement sans fin et d'une largeur donnée qui peut etre égale
la largeur de la nappe, les plages composant un motif étant
des bandes déli~itées par des droites parallèles équidistantes,
les bandes rigidifiées étant alternées avec les bandes crêpées,
les paramètres d'un tel motif étant sa largeur et les deux
paramètres du faisceau des droites m~dianes de~ bandes, à
9avoir: .
- la dimension des interralles des médianes mesurée
dans la direction transversale de la nappe, : :
- l'angle formé par la direction des médianes et la
direction transrersale de la nappe.
On réalise différents modèles de structure en trans-
formant la nappe selon différents motifs, on découpe la nappe
en rubans d'égale largeur, les bandes rigidifiées et crêpées de
chaque ruban provenant de la découpe de celles de la nappe, on
fait subir à chaque ruban un pivotement de 90 autour de son : :
,:
55~ ::
axe médian, ce qui a pour effet de ranger les rubans dans des
plans parallèle~ et de préparer leur asse~blage, le sens de
pivotement des rubans de rangs pairs par rapport à celui des ;
rubans de rangs impairs étant déterminé en tenant compte des
paramètres des ~otifs formés par les bandes ~ur les rubans, de
façon à obtenir, en assemblant les rubans, un entrecroisement
des bandes des rubans pairs et de ce~es des rubans impairs, on
obtient par cet entrecroisement un d~uble résultat, d'une part
on construit le~ éléments de l'ossature~ d'autre part on forme
les textures du réseau filtrant, l'osqature étant construite ~... -
en treillit par les bandes rigidifiées entrecroisées et liées ~ .
entre elles par une certaine imbrication de leurs cannelures,
on obtient une structure compacte par construction et non par
tassement de la matière et, de ce fait, ouverte au passage de
la fumée, d'autre part en assemblant les ruban~, on forme des
textures absorbantes par le~ assemblages d'éléments de matière
rigidifiée et longitudinalement cannelée et d'éléments de matière
trans~ersalement crêpée, ces assemblage3 étant réalisés dans les
airès de recouvrement des bandes, trois sortes de testure étant
formées dans les trois combinaisons des deux matériaux assemblés,
l'assemblage d'un élément rigidifié et d'un élément cr8pé formant
des canaux de passage de la fumée dans les cannelures longitudi-
nales de la matière rigidifiée garnies par les nervures trans-
versales de la matière crêpée, l'assemblage des deux éléments
crêpés formant des cellules absorbantes peu tassées dans les- .
quelles ~e produit une certaine expansion de la fumée, oes cel-
lules étant principalement ouvertes dans le sens transversal du .:
ruban, l'assemblage des éléments rigidifiés et longitudinalement
cannelés formant des passages entre les cannelures longitudina- ;~ : .
les, ces passages étant étranglés dans la mesure où les couches
sont imbriquées, le degré d'imbrication, et par suite l'étrangle-
ment des passages étant déterminés par le relief formé sur les
' :
- 5 -
5S2
bandes rigidifiées, on obtient un réseau filtrant formé par
les voies de pa~sage de la fumée, dans ces trois textures dis-
posées selon un dessin géométrique par le recouvrement des
bandes, le 9 propriété 9 absorbantes de la matière étant mises
en valeur dans le~ trois textures, leurs differences étant
favorables à la filtration par les changements de direction,
le~ expansions et les étranglements qu'elle provoque dans le
cheminement de la fumée, on obtient pour cette raison, un ré-
seau filtrant de haute efficacité.
~'invention s'étend également à une matière fibreuse
pour la mise en oeuvre du procédé caractérisée en ce qu'elle
est constituée d'une nappe formée d'au moins une couche d'ouate
de cellulose absorbante crêpée transversalement, cette nappe
étant transformée de façon ~ présenter un motif composé de
bandes rigidifiées, alternées avec de~ bandes cr8pées, comprises
entre des droite~ parallèles équidistantes formant un angle
donné avec une direction transversable quelconque de la nappe.
~ 'invention s'étend également à un procédé de
conformation de modèles d'un nouveau type de structure filtran-
te à partir d'une ou plusieurs nappes de matière fibreuse trans-
formée selon le motif précité, caractérisé en ce que les rubans
découpés dans cette nappe et assemblés sont conformés en "S"
spiralé pour l'obtention d'un boudin cylindrique.
I.'invention s'étend encore à un dispositif pour la
mise en oeu~re du procédé de conformation ci-dessus, ainsi
qu'aux filtres obtenus et aux cigarettes équipées de ces filtres.
D'autres caractéristiques et avantages res~ortiront
de la description ci~jointe et des dessin~ annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue en élévation du dispositif
3 pour la mise en oeuvre du procédé,
- la figure 2 est une vue partielle en perspective
d'une nappe de ~atière fibreuse après tran~for~ation selon un
- 6 - ~ -
S~ ~
seul motif constitué par des bandes obliques parallèles et
d'égale largeur alternativement rigidifiées et crêpées, : :
- la figure 2A est une vue en coupe transversale de
la figure 2 selon la ligne AA,
- la figure 2B est une vue en coupe longitudinale de
la figure 2 selon la ligne BB,
- les figures de 3 - 7 sont des vues illustrant les
différentes étapes de l'assemblage des rubans, les uns contre
les autres en position verticale,
1~ - la figure 8 est une vue s~hématique d'une section
transveræale des rubans assemblés représentés en figure 7, ces
rubans étant disposés horizontalement les uns contre les autres,
- les figures 3A à 3D scnt desvuesmontrantle détail des
aires de recouvrement formées par l'entrecroisement de~Q bandeQ ~- :
de rubans contigus découpés dans la nappe selon la figure 3 ;
et repérés aux quatre niveaux successifs N1, N2, N3, ~4, vi~ibles ...
en $igure 8, .
- la figure 3E est une vue partielle en coupe trans- ;
versale de huit rubans assemblés selon la ligne AA de la figure ~ .
3A,
- la figure 3F est une vue partielle en coupe oblique
des m8mes rubans as~emblés suivant la ligne BB de la figure 3A,
- les figures de 9 à 11 sont des vue~ partielles en
perspective des trois sortes de textures: rigidifié sur rigidi-
fié, crêpé sur cr~pé, rigidifié sur cr8pé, formées dans les ..
aires de recouvrement des bandes entrecroisées de deux rubans
contigus,
- la figure 12 est une vue schématique en perspective
du parallélépipède formé par les rubans assembl~s par super- .
position, dont on a entaillé l'une des faces frontales afin de
faire appara~tre les deux plans médians perpendiculaires de
deux prismes contigus de stratification,
7 _ .
.
i52
- la figure 13 est une v~e schématique agrandie de la
fenêtre vi~ible en figure 12,
- la figure 14 est une vue en coupe transversale du
boudin cylindrique filtrant obtenu après conformation des ru-
bans assemblé~ partiellement représentés en coupe transversale
sur la figure 3E,
- la figure 15 est une vue de détail de la fenêtre F
représentée en figure 14,
- la figure 16 est une vue longitudinale correspondant
à la figure ~5,
- la figure 17 est une vue en perspective d'un filtre
selon l'invention, volontairement ouvert axialement pour montrer
l'entrecroisement des bandes rigidifiées en treillis et des
bandes crêpées des rubans contigus.
On part donc (fig. 1) de deux couches de matière fibreu-
se 1 et 2 déroulées à une vitesse contr81ée à partir de deux
bobines 3 et 4.
Cette matière est avantageusement choisie dans la sorte
des ouates de cellulose absorbante et présente un taux d'allonge- `
ment par décrêpage et une hauteur de nervuration relativement ~;
faibles par rapport aux valeurs des mêmes caractéristiques dans
le cas d'une ouate absorbante standard, telle que ¢elle utilis~
dans le procédé ayant fait l~objet du brevet No. 1 536 323 du
30 juin 1967.
Ces deux ¢ou¢hes sont rassemblées par superposition
en une nappe double 5 juste avant le poste de transformation 6.
Ce poste de transformation est constitué d'une paire de cylin-
dres gaufreurs, gravés suivant le motif à obtenir sur la nappe
de la matière fibreuse.
La vitesse des cylindres gaufreurs 6 est déterminée
par,la vitesse de la machine confectionneuse de filtres (non
représentée), ~a vitesse de déroulement de chacune des deux
,
-~ - 8 -
. -
~Q4i~SZ
couches 1 et 2 à partir de~ bobines 3 et 4 est inférieure à lavitesse des cylindres gaufreurs pour provoquer, ~i néce~saire,
un certain décrêpage de chaque couche dont le taux détermine
la résistance au tirage du filtre. On assure la constance de
la ré~istance au tirage en règlant le taux de décrêpage en
jouant sur l'écart de vitesse. En effet, le décrêpage de~ cou-
ches de matière, réduisant la hauteur de leurs nervures transver-
sales de crêpage, a pour effet de diminuer la rési~tance au ti-
rage du fil~re, autorisant ainsi une ~orrection instantanée des
écarts de rési3tance au tirage, ce qui réduit la dispersion de
cette caractéristique.
~e déroulement des bobines 3 et 4 est réalisé au moyen
de courroies entraîneuseq 7 et 8 de viteæse réglable. ~e~ bobi- :~
nes schématisées en 9 sont en attente de déroulement pour être
utilisées après épuisèment des bobines 3 et 4. ~;
Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention,
on accroit la raideur de la nappe gaufrée en soumettant les
deux couches 1 et 2, préalablement à leur transformation, à un
léger humectage d'eau au moyen d'organe~ de pul~érisation 10
et 11 (connus en soi), situés de part et d'autre desdites cou-
ches. ~a nappe double 5 encore humide, sortant des cylindres
de gaufrage, est séchée par passage sur le cyli~dre sécheur 12,
dispos~ lmmédiatement à la suite de~ cylindres gaufreurs 6.
Cet humectage permet, en outre, de réduire sensiblement la
charge d~électricité statique qui se développe normalement dans
la matière lors de son gaufrage à chaud et au cours de son
défilement du fait de son frottement sur les organe~ métalliques
du dispositif de conformation en "S" spiralé.
~a nappe de matière transformée et séchée est ensuite
acheminée, après passage ~ur un rouleau valseur 13, dans un or-
gane dynamique de marquage 14 constitué de di~ques rotatifs
alignés sur deux axes et s'appliquant alternativment sur les
lQ~S5Z
deux faces de la nappe de matière pour, d~une part, préfigurer
des lignes de plis~age et, d'autre part, entrainer ladite nappe.
~'organe statique de plissage 15 est constitué de
réglettes convergentes de grande longueur qui s'interpénètrent
en agissant simultanément ~ur les lignes de marquage réalisées
~ur les deux faces de la nappe pour la plisser sou~ la forme
d'un accordéon.
A la sortie de ce poste de plissage, la nappe de matiè-
re, plissée en accordéon, eQt découpée en rubans d~égale largeur
au moyen de deux jeux de couteaux rotatifs 16, 17, entra~nés à
la vitesse de la nappe 5 et appliqués en pression sur des contre-
parties 1~, 19, les jeux de couteaux 16 et 17 coupant respective-
ment les sommets de pliage inférieurs et supérieurs de la nappe
plissée en accordéon.
~a transformation de la nappe de matière est rendue
nécessaire car, utilisée en l'état pour la fabrication d'un
filtre, cette nappe dépourvue de rigidité ne permettrait d'ob- -
tenir la compacité qu'au détriment de la résistance av. tirage
du filtre par mise en oeuvre d~une quantité excessive de matière.
On transforme donc la nappe d~ouate de cellulose en
créant, comme cela est visible sur les figures 2, 2A, 2B, sur
certaines plages de sa surface 20, un nouvel état de la matière
et un nouveau relief et en lais~ant intactes les autre8 plages
21 dans leur état crêpé 22 d~origine. On obtient ainsi sur la
surface de la nappe deux matériaux différents. ~es plage~ trans-
formée~ 20 80nt densifiées par écrasement des nervures trans-
versales de crêpage, le relief ainsi rigidifié étant constitué
de fines cannelures 23 longitudinales, rectilignes, uniformes,
de forme évasée du genre gaufré.
Dans l~example de réali~ation illustré, les plages
rigidifiées 20 et les plages intactes 21 du motif sont des ban-
des délimitée~ par des droite5 parallèles équidistantes, les
. ~,' ': . ;
- 10 -
, ,', ~ -'
SZ
bandes rigidifiées etant alternées avec les bandes crêpées, le
faisceau des droite~ m parallèles et équidistantes (figure 2)
étant le faisceau des médianes de ceæ bandes. Ie motif de la
nappe, illustré en figure 3, correspondant à la figure 2, est
défini par deux paramètres:
1. -la dimenqion D des intervalles de deu~ médianes
contigUes m mesurée dan~ la direction transversale de la nappe,
2. - l'angle ~ ~ormé par la direction de ces médianes
m et la direction transver~ale de la nappe. Dans l'exemple
considéré, l'angle ~ eæt de 45 degrés.
Selon les figures de 3 à 7, la nappe de matière trans- -
formée est marquée au moyen deq organes 14 (figure 1) suivant
les lignes longitudinales 24 facilitant le pliage et la coupe
ultérieure en rubanæ. ;
1a nappe de matière gaufrée (figure 4) ainsi marquée,
eæt ensuite plissée longitudinalement en accordéon (figure 5).
~es zones longitudinales Z~ d'égale largeur préfigurant les
rubans B1, B2, B3, B4 (figure 5) passent progre~sivement de la
position horizontale à la position verticale par un pivotement
autour de leur axe médian 25. ~es zones impaires B1, B3, B5,
etc..., pivotent dans un sens et les zones paires B2, B4, et
~uivantes pivotent dans le sens oppo3é (v. flèches).
~e plissage en acoordéon est réalisé progressivement
dans le sens de déroulement de la nappe jusqu'au polnt où les
angles au sommets 26 sont environ de 45 (figure 6).
~ ce stade, le trajet convergent des zones longitudi- -
nales ZL de la nappe est prolongé par un trajet parallèle pour
permettre une coupe franche en rubans d'égale largeur au niveau
des sommets supérieurs et inférieurs 26.
Après cette découpe, les rubanæ ainsi obtenus conger- -
gent en continuant le pivotement alterné du mouvement de l'accor-
déon et sont rassembléæ verticalement (figure 7). Les rubans
- 11 - '
. , -- .
10~5S~
étant assemblés les uns contre le~ autres, leq bandes des ruban~
pairs sont entrecroisées avec les bandes des rubans impairs.
Cet entrecroisement délimite des aires de forme carrée (figure
de 3A à 3D) con~tituées par les recouvrements des bandes rigi- .
difiées 2~ et crêpées 21. :;
La figure 8 est une vue ~chématique d'une section
transversale partielle du parallélépipède constitué par les
rubans assemblés, sur laquelle e~t indiquée en N1, N2, N3, ~4, -
la position des quatre niveaux successifQ de recou~rement formés
respectivement par les paires de rubans contigus de parités
différente~: B1-B2, B2-B3, B3-B4, B4-B5. : .
A chacun de ces niveaux (figure de 3A à 3D), les aires
de recouvrement en forme de carré de deux rubans de parité~
différentes forment une épure quadrillée.
- ~e carré 27 (figure 3A, 3E, 3F) traversé en son
centre par les lignes A-A et B-B est formé par le recouvrement
de la bande rigidifiée 28 du ruban B1 entrecroisée avec la bande
rigidifiée 29 du ruban B2, ~.
- ~e carré 30, traversé par la ligne A-A (figure 3A,
3E) est ~ormé par le recouvrement de la bande crêpée 33 du ruban
B1 entreoroisée avec la bande crêpée 31 du ruban B2,
- Le carré 32 (figure 3A, 3F) est formé par le recou-
vrement de la bande rigidifi~e 28 du ruban Bl entrecroisée avec
la bande cr8pée 31 du ruban B2.
- ~e carré 34 (figure 3A) est formé par le recrouvre-
ment de la bande crêpée 33 du ruban B1 entrecroisée avec la
bande rigidifiée 29 du ruban B2.
Ainsi, dans chaque niveau de recouvrement de deux .:
rubans contigus, chaque groupe de quatre carrés, tel que le :
groupe 27, 32, 30, 34 (figure 3A), est constitué par jumelage
des reliefs suivant~ formant quatre texture~, à savoir~
- rigidifié sur rigidifié 27 (traits verticaux conti-
.
- 12 -
'
1~ i5~
nus alternés avec des traits verticaux discontinus pour une
proportion de 25%); .
- rigidifié sur cr~pé 32 (traits verticaux oontinus
croisés avec des lignes horizontales ondulées pour une propor-
tion de 25~
- crêpé sur crêpé 30 (lignes horizontales onduléeis
pour une proportion de 25%);
- crêpé sur rigidifié 34 (traits verticaux discontinus :
croiséis avec des lignes horizontale~ ondulée~ pour une propor-
tion de 25%)
A condition de choisir la dimension transversale d'un
intervalle séparant deux lignes médianes m dians la série des
sous-multiples impairs de la largeùr de deux rubans, les épures :~
des carrés de recouvrement de chaque paire de rubans contigu~
~figures 3A à 3D) sont identiques et superposables. Dans
l'exemple décrit, ce sous-multiple est égal à 1/7 de la largeur
de deu~ rubans, ce qui revient à dire que chaque largeur de
ruban est divisée en 3,5 intervalles de médianes (figure 3A,
ligne A-A)
Dans les rubans assemblés, les médi~nes des bandes
des rubans de m8me parité sont situées dans des plan~ parallèles
entre eux (plansmédians) et perpendiculaire~ ~ la surface de~
rubans (figure 13). Tout plàn médian formé par les médiane~
des rubans impairs est perpendiculaire à tout plan médian formé
par les médiane~ des rubans pairs.
he plan médian A B A' B' est perpendiculaire au plan
médian B C ~' C~, lui-même étant perpendiculaire au plan médian
C D C~ D~ (figures 12 et 13).
D~autre part, dan~ le plan médian A B A~ ~', les
médianes des bandes or8pées (droites formées de croix inter-
rompues par des tirets) des rubans 2, 6, 10, ~ont alternées avec
les médianes des bandes rigidifiées (droites en traits pleins
~4~5~
interrompues par de~ points) des rubans 4, 8, 12.
De même, dans la plan médian B C B' C', les médianes
des bandes crêpées des rubans 3, 7, 11, sont alternées avec les
médianes des bande~ rigidifiées des rubans 1, 5, 9, 13.
De même, dan~ le plan médian C D C' D', les médianes
de~ bandes crêpée~ des rubans 4, 8, 12, Ront alternées avec les
médianes des ba~de~ rigidifiées des rubans 2, 6, 10; etc...
Ain~i, dans l'ensemble formé par leæ rubans a~semblés
les uns contre les autres, une séquence de quatre ruban~ est
identiquement répétée, le premier et le troisième ruban de la
séquence d'une part, et le deuxième et le quatrième ruban d'au-
tre part, ont leur tracé de bandes identiques dans une même posi-
tion, leur relief des bandes comprises dans ce tracé étant inver-
sé. D'autre part, les rubans de parités différentes et contig~3
ont leur tracé de bandes entrecroisées.
Sur la coupe oblique de la figure 3A suivant la ligne
B-B (figure 3F), la bande rigidifiée 28 du ruban B1 se retrouve
identiquement disposée sur le ruban B5.
Ila bande crêpée 35 du ruban B3, de même trace que la
bande rigidifiée 28, mais de relief inversé, se retrouve iden-
tiquement sur le ruban B7. Par contre, la bande rigidi~iée 28
du ruban B1 est entrecroisée avec les bandes respectivement
cr~pées 31, rigidifiées 29 et crêpée~ 31 bis du ruban B2.
~ e modèle de structure décrit dans cet exemple de
réalisation est donc une structure stratifiée. ~a stratifica-
tion ~opère par l'alternance de couches de deux bandes rigidi-
fiées et de couches de deux bandes crêpées.
Cette structure est composée de prismes de stratifica-
tiQn (de section M N P Q, figure 12), formés par les aires de
reoouvrement en carré de bandes dont les médianes ~ont situées
~ . . . . . .
dans un m8me plan médian quelconque (par exemple A B A' B') de
rubans pairs et par les bandes (entrecroisées à 90 avec les
..
- 14 -
S~2
premières) dont les médianes sont également situées dans un même
plan médian quelconque (perpendiculaire au premier) de rubans
impairs ~par exemple B C B' C~
~ e~ deux plan~ médians précités se coupent suivant
la droite ~B'. ~es intersections avec BB' des médianes des deux
plans sont rangées dans un ordre qui est celui de la stratifica-
tion des couches dans le prisme.
~ igure 13:
- les points d'intersection 49 et 50 correspondent
à deux médianes de bandes crêpées,
- les points d'inter~ection 51 et 52 correspondent
à deu~ médianes de bandes rigidi~iées,
- les points d~intersection 53 et 54 correspondent à
deux médianes de bandes crêpée~, etc... Cette alternance se
rép~te figure 13 pour les points d'intersection 55-56, 57-58,
59-60.
Ainsi, dans un prisme quelconque, deux point dlinter-
section voisins correspondant à deux médianes de bandes crêpées
sont alternés avec deux points d'intersection ~oisins corres-
pondant à deux médianes de bandes rigidifiées.
D'autre part, les points d~intersection 61 et 62
correspondent à deux médianea de bandes cr8p~es,
- le~ point~ d~intersection 63 et 64 correspondent
deux médianes de bandes rigidifiees,
.. .
- les point~ d'intersection 63 et 64 correspondent à
deux médianes de bandes rigidifiées,
- les points d'intersection 65 et 66 correspondent
deux médianes de bandes-cr2pées, etc... Cette alternance se
répète pour les points d'intersection 67-68 et 69-70.
Ainsi, dans deux prismes contigus, les point~ d'inter-
section correspondant aux bandes rigidifiées et ceux correspon-
dant aux bandes cr8pée~ sont décalés d'un rang dans l'ordre de
~` - 15 -
.-
~ 4 ~ 5
rangement.
~e modèle de structure statifiée décrit dans cet
exemple de réali~ation est donc formé par l'alternance de cou-
che~ de deux bandes rigidifiées et de coucheæ de deux bandes
cr8pées dans tous les prismes de la structure, les niveaux de
stratification étant décalés de l'épaisseur d'une bande dans
deux prismes contigus. ~ -
Da~s la figure 3E, est représenté, en coupe transver-
sale, un prisme élémentaire formé par les carrés de recouvrement:
- 27 (rigidifié sur rigidifié),
- 36 (crêpé sur crêpé),
- 37 (rigidifié sur rigidifié),
- 38 (crêpé ~ur crêpé), etc
~'ordre de rangement des couches rigidifiées et crêpées
27, 36, 37, 38, de ce prisme élémentaire est décalé de l'épais-
seur d'une couche par rapport à l'ordre de rangement dans un
prisme contigu.
Un exemple d'un tel prisme contigu est formé par la ~ ;
séquence des carrés de recouvrement suivants (figure 3E):
- 30 (crêpé sur crêpé),
- 39 (rigidifié sur rigidigié),
- 40 (crêpé sur crêpé),
- 41 (rigidifié sur rigidifié), et¢~
Les bandes rigidifiées entrecroisées des rubans
contigus B1-B2 (figure 9) sont assemblées en treillis. Ce r'~
treillis est vi~ible également figure 3F avec l'entrecroisement
des bandes 28 (ruban B1) et 29 (ruban B2), 45 (ruban B4) et 46
(ruban B5), 47 (ruban B4) et 46 (ruban B5), 46 (ruban B5) et 48
(ruban B6), etc
Ce treillis for~e l'ossature de la structure filtrante
principalement par la présenoe des entrecroisements en carré,
~éritablés noyaux compacts dans lesquels les cannelures d~une
,'.'''"
_ 16 -
~ ,.
~ 5 5
bande ~ont pariellement imbriquée~ avec les cannelures de
l'autre bande. Cette imbrication, ~isible en 71 figure g, lie
entre elles les aires d'entrecroisement en carré, renforçant
ainsi llossature de la structure filtrante.
Ces noyaux N (figures 3E - 3F - liaison rubans 4 et 5,
8 et g, 12 et 13, figure 13) sont alternés avec des cellule~ -
garnies par des couches de deux rubans crepés peu tassés C
(figures 3E - 3F, liaison rub~ns 2 et 3, 6 et 7, 10 et 11,
fi~Are 13, etc...).
On conforme en boudin cylindrique, par le mode de
conformation géométrique, objet du brevet français No. 1 536 323 ,~
du 30 juin 1967, les ruban~ assemblés par un cintrage qui permet
de retrou~er pratiquement dans le boudin filtrant la ~tructure
stratifiée décrite avant con~ormation. Les glissement~ des
rubans les uns sur le~ autres sont négligeables par rapport aux
dimensions trans~ersales des rubans.
Dans le modèle de structure filtrante décrit ci-deæsu~
le cheminement du courant principal de fumée, de ré~ultante '
orientée parallèlement à l~axe du filtre, 91 opère selon un par-
cours sinueux et ramifié qui dépend de la nature de~ textures ';
absorbantes formées par les assemblages d'éléments de matière
rigidlfiée et cannelée longitudinalement et d~éléments de matière
crêpée transversalement, ces assemblages étant r~alisés dans
les oarrés de recouvrement des bandes de deux rubans contigus.
~es trois sortes de textures absorbantes formées dans
les trois combinaison~ des deux matériaux assemblés (rigidifié
sur cr8pé - crêpé sur cr8pé - rigidifié sur rigidifié) opposent
à la fumée un réseau d~obstacles répartis dans les trois dimen-
slons qui l'obligent à modifier sans cesse sa direction lors du
~; 30 passage d'une sorte de texture à une autre sorte.
Dans les texture~ mixtes 72 et 73 ~IAi~Are 3~) (as~em-
blage d'un élément rigidifié et dlun élément crepé), la fumée
.::
- 17 -
'.
4~55~
progresse longitudinalement dans le~ canaux constitué~ par
les courtes sections cannelées de la matière gaufrée garnies
par le~ nervure~ transversales de la matière crêpée.
Quittant les textures mixtes, la fumée pénètre dans
les textures ~ormées par l'assemblage de deux éléments crêpés.
Dan~ ce type de te~ture, compte tenu de la disposition tran~
versale des nervures des élements crêpé~, le trajet de la fumée
s'infléchit de 90.
~a figure 3C montre qu'à la sortie des textures mixtes
~0 72 et 7~, la fumée pénètre dans la te~ture 74 simultanément
par la gauche et par la droite.
L'assemblage des éléments crêpés de ces textures étant
,
peu serré, la matière s'y trouvant peu tassée, ces texture~
con~tituent, pour la fumée, de véritables cellules ab~orbantes.
En même temps, ces textures jouent le rôle de chambre ~
d'expansion. Eh effet, la rencontre de~ deux flux opposés de ~ ;
fumée provoque une turbulence créant un phénomène de coalescence
des particule~ de goudron favorable ~ leur fixation sur le
réseau fibreux des parois absorbantes de la texture considérée.
~a fumée non fixée poursuit ~on trajet en quittant ,
les cellules d'ab~orption. Une fraction débouche dans les tex-
tures mixtes 75 et 76 situées plus en aval.
Une autre fraction tend à traverser les parois de la
cellule ab30rbante 74, lui permettant d'accéder aux textures
mixtes adjacentes 77 (figure 3B), 78 (figure 3D), apparten~nt
à des niveaux de recouvrement situés de part et d'autre de la
cellule 74. Au mécani~me de filtration des goudrons par coales-
,
cence s'ajoute ainsi un mécanisme de filtration par traversée ; ;~
de~ réseaux fibreux des rubans crêpéR assurant au filtre une
efficacité rétentive supérieure aux modèles existant~.
Il est à remarquer q~e les noyaux compact~ de~ textures
formés par l'assemblage de deux éléments rigidifiés longitudina-
:. '.:
- 18 - ~
lQ~552
lement cannelés, moins absorbants qu0 les deux sortes de texture
precitées, du fait de la densification de la matière lors du
gaufrage, participent néanmoins à la filtration de la fumée qui
traverse les passages formés par les cannelures imbriquées entre
elles, ce~ passages étant plus ou moins étranglés selon le degré
d~imbrication des cannelures.
~e cycle ci-dessus décrit se répète dans llensemble de
la structure du filtre et le cheminement de la fumée se poursuit
ae proche en proche dans le~ trois plans: axial, latéral et
radial
~e fait que la structure filtr~nte soit obtenue à
partir d~une nappe de matière fibreuYe conformée géoDétriquement
et comportant à elle seule, d'une part, lés moyens nécessaires
pour réaliser un~ os?Yature compacte dans la masse filtrante et,
d'autre part, les moyens nécessaires p~ur obtenir un réseau de
cheminement de la fumée, géométriquement tracé, présente un grand
nombre d'avantages.
Eh effet, le procédé ~elon l'in~ention, tout en conser-
vant les avantages inhérents au procédé de conformation géométri-
que en "S" tel que décrit dans le brevet français No. 1 536 323,
permet en outre d'améliorer les caractéristiques du filtre ainsi
que llexploitation des possibilités des confectionneuses de fil-
tres ~es plus rapides.
~amérioration de llefficaoité rétentive du flltre
s~explique par le fait que la matière constitutive est une ouate
de cellulose absorbante et que la parfaite répartition des cellu-
les filtrantes dans le filtre permet à la fumée de cheminer selon
un trajet sinueux et ramifié e~ploitant ainsi au mieux la surface
spécifique de la matière.
~'homogénéité de la structure filtrante résultant de
la stratification confère au filtre un bon a~pect qui s'apparente
à celui d'un filtre en acétate de cellulo~e. i ?
- 19 _
1~4552
~ a pos~ibilité de varier les rnodèles geométriques des
réseaux filtrants permet d~obtenir un plus large éventail de
résistance au tirage et d'efficacité rétentive vis-à-vis deq
goudrons de la fumée et autorise une meilleure souplesse dans
le réglage deq caractéristiqu~ du filtre.
~ e fait que la matière constitutive du flltre soit
déroulée à partir d'une ou de deux bobines de plu8 grande lon~
gueur que les deux bobines d'ouate jusqu'alor~ nécessaires a
pour effet de réduire la fréquence des changements de bobines, de
sorte que l'opérateur, jusqu'alors asservi9 est déchargé d'une
grande part du travail manuel qui était nécessairep ce qui lui
permet de mieux se consacier ~ la conduite de la machine.
Cette réduction de la fréquence des changement~ ~ -
de bobines permet d~améliorer la productivité. En effet, la
vitesse qui était limitée aux environ~ de 200 m/mn en raison de
la fréquence admissible de changements de bobines par l~opérateur,
peur atteindre désormais, du fait de la fréquence nettement plus
faible de ces changements, 400 m/mn, c'est-à-dire, la vitesse ;
maximale des confectionneuses modernes.
ZO
,', " .
.',,' .
' ~ :
' ' ' , . ..
~ ~ ''.'
- 20 -
., ~ - . .
