Verfahren zur Herstellung von Zigarettenpapier Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung von Zigarettenpapier, das ausschliesslich aus Fasern der Tabakpflanzenstengel besteht, und ein derartiges Zigarettenpapier.
Obwohl Tabakstoffe, z. B. Tabakblätter oder künstlich hergestellte Tabakfolien, bekannt als rekon- stituierte oder homogenisierte Tabakfolien, aus Teil chen der Tabakblätter oder aus dem Tabakabfall, z.
B. zerstossenen Tabakblattrippen oder den star ken Blattadern, aus Tabakstaub und dergleichen mehr seit Jahren als Zigarettenpapier und Deckblät ter für Zigarren verwendet wurden, bestanden sie vor wiegend aus Tabakblatteilen und besassen also nicht die Eigenschaften, Vorteile und Güte, die von einem Zigarettenpapier gefordert werden, d. h. ein leichtes Gewicht, weisse Farbe, Dünne, Festigkeit, Porosität, Undurchsichtigkeit und leichte Brennbarkeit.
Bei den Versuchen, diese Umhüllungen brauch barer zu machen, sind die verschiedensten chemischen Behandlungen und Verfahren für die Zerkleinerung der Tabakpflanzenteile vorgeschlagen worden. Sol che Behandlungen haben indessen zu einem grossen Teil nur Umhüllungen geliefert, die kein Papier an sich darstellten, das sich bei der automatischen Her stellung von Zigaretten oder beim Drehen mit der Hand als nützlich erwies. Ausserdem benötigten die se Verfahren den Zusatz von anderen Fasern und Bindemitteln.
Man hat herausgefunden, dass die Stengel der Tabakpflanzen einen überraschend nützlichen Grund stoff für Zigarettenpapiere darstellen, wenn sie entspre chend bearbeitet werden. Die Erfindung macht sich daher zur Aufgabe, ein Zigarettenpapier zu liefern, das ausschliesslich aus Teilen der Tabakpflanze be steht, ohne dass ein fremdartiges Fasermaterial zuge setzt wird, wie es meistens bei der Herstellung von Zigarettenpapier der Fall ist, z. B. Lumpen, Flachs, Leinen, Hanf, Flachsstroh und andere Stoffe.
Das nach der Erfindung hergestellte Zigaretten papier soll möglichst das geeignete Gewicht und die Stärke besitzen und eine ausreichende Zugfestigkeit, so dass es leicht bei der Zigarettenherstellung verwend bar ist, unabhängig davon, ob diese mit der Hand oder in der üblichen Weise automatisch mit rasch laufenden Maschinen erfolgt.
Die wichtigste Eigenschaft des Zigarettenpapiers ist die, eine ausserordentlich geringe Menge an Gas, Dampf oder Rauch bei seiner Verbrennung zu ent wickeln, so dass der Raucher einen besseren, müde ren und reineren Tabakgenuss erlebt. Die gewünsch ten Eigenschaften eines Zigarettenpapiers aus Ta bakpflanzenfasern sind in dem U. S. Patent Nr. 1016 844 vom 6. Februar 1912 dargestellt wor den.
Die Menge der Gase, Dämpfe oder des Rau ches, die das Ergebnis des Abbrennens des Papiers aus den Fasern der Tabakpflanzenstengel sind, ist wie chromotographisch geprüft wurde, etwa um das Zehnfache schwächer als bei bekanntem Zigaretten papier und liefert also eine bessere Vereinigung der Gase, Dämpfe oder des Rauches von Zigarettenpa pier und Tabak, aus dem die Zigarette besteht.
Weitere Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervorgehen. Es handelt sich um eine Beschreibung, die lediglich der Erklärung dienen soll und in keiner Weise eine Einschränkung der Erfindung darstellt, da die verschiedensten Ab wandlungen im Sinne und Rahmen der Erfindung von Fachleuten vorgenommen werden können.
Die Zeichungen stellen dar: Fig. 1 die wesentlichen Teile einer Tabakpflanze, die erfindungsgemäss verwendet werden; Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Sten- gel der Tabakpflanze entlang der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt entlang ddr Linie 3-3 der Fig. 2;
Fig. 4 ein schematisches Schaubild, das die we sentlichen Verfahrensschritte des Verfahrens nach der Erfindung angibt.
Die Darstellung der Tabakpflanzenstengel aller Figuren ist rein schematisch.
Man hat festgestellt, dass die Fasern des vasku- laren Gewebes der Tabakpflanzenstengel von beson ders vorteilhafter Länge und Festigkeit und Fein heit sind, so dass sie zur Herstellung von Zigaret tenpapier besonders geeignet sind, und dass diese Fasern die Herstellung und Bearbeitung wesentlich er leichtern und ein Enderzeugnis liefern, das ein unge wöhnlich festes, doch leichtes und dünnes Zigaret tenpapier aus Tabakfasern ist.
Es würde selbstverständlich erwünscht sein, das Mark im Innern des Tabakstengels weitgehend zu ent fernen, aber die Fasern des vakularen Gewebes des Mittelteils des Tabakstengels sind in ihrer Festigkeit so wesentlich, dass selbst beim Verbleib von Mark bestandteilen im endgültigen Zigarettenpapier, die gewünschte Struktur überwiegt und dazu dient, dass eine ungewöhnliche und wirkungsvolle Festigkeit des Zigarettenpapiers und zugleich eine grosse Dauer haftigkeit und ein leichtes Gewicht geliefert wird.
Bei der Verwirklichung der genannten Ziele hat man herausgefunden, dass man äusserst befriedi gende Ergebnisse bei einem Zigarettenpapier aus Ta bakstoffen und insbesondere aus Tabakpflanzensten- geln erzielt, wenn man eine alkalische Behandlung mit einem Bleichverfahren kombiniert.
Bei dem bevorzugten Verfahren werden die Sten gel zunächst mit oder ohne Mark aufgeteilt, so dass man den Grundstoff erhält. Der wichtigste Be standteil der Stengel, der nachfolgend zum Papier verarbeitet wird, ist der mittlere Teil und die äusse- re Schale. Der äussere Teil der Tabakstengel liefert eine starke Faser mit ungewöhnlich vorteilhaften Eigenschaften, die die Güte und- die Dichtigkeit des Zigarettenpapiers wesentlich verbessern.
Obwohl das vaskulare Gewebe als Faserstoff allein verwendet wer den kann, kann auch das Mark mitverwendet werden.
Chromotographische Prüfungen, die auf der Ab- sortionsspektrometrie beruhten, wie noch be schrieben werden wird, zeigten, dass der isolierte neutrale Teil des nicht wasserlöslichen Teiles im ge samten Rückstand eines Zigarettenpapiers aus Ta- bakstengelfasern nach dem Rauchen Gase mit einer bis zu 10 mal geringeren optischen Dichte enthält.
Das ergab ein Vergleich der Ablesungen für das er- findungsgemässe Zigarettenpapier mit denen eines der üblichen Papiere, die aus Flachs, Lumpen oder Leinen hergestellt wurden.
In der nachstehend beschriebenen Weise wurden das herkömmliche Zigarettenpapier und das erfin- dungsgemässe chromotographisch mit Hilfe der Ab- sorptionsspektrometrie geprüft:
Proben von beiden Zigarettenpapiersorten liess man verglühen, d. h. verbrennen oder verrauchen, ohne dass eine Flamme vorhanden war, wodurch man die Bedingungen beim menschlichen Tabakrauchen weitgehend nachahmte. Bei einer Temperatur von 750 C, die der Temperatur beim üblichen Rauchen entspricht, wurde eine genau geregelte Luftmenge, in diesem Fall 5 1 Luft je Gramm verbrauchten Pa piers, nach dem Anzünden der zu prüfenden Pro ben eingeleitet.
Nach dem Verbrauch von 200 g jeder Probe, d. h. nach dem Verglühen, wurden alle frei geworde nen flüchtigen Bestandteile einzeln aufgefangen und der neutrale Kohlenwasserstoffanteil, der abgetrennt worden war, wurde durch Adsorptionschromotogra- phie gereinigt.
Die optische Dichte des Adsorptions- spektrums des Kohlenwasserstoffanteils jeder Probe ergab die nachstehende Durchlässigkeit (das ist der Grad der Lichtdurchdringung durch die gas- oder dampfförmigen Verbindungen): Die gasförmigen Verbindungen, die aus dem Rückstand des herkömmlichen Zigarettenpapiers frei wurden, besassen eine Lichtdurchlässigkeit von 12,5-84 %, während die Lichtdurchlässigkeit des erfindungsgemässen Zigarettenpapiers 79-100 0/0 betrug, wodurch angezeigt wird,
dass, wie oben er wähnt, die optische Dichte des Verbrennungsgases und der Rauch nach dem Verglühen des Zigaret tenpapiers der Erfindung beinahe 10 mal schwächer als bisher üblich ist.
Die Erfindung verwendet lediglich Tabakpflan- zenstengel zur Herstellung des Zigarettenpapiers. Das entstandene Erzeugnis besitzt folgende Eigenschaften: ein leichtes Gewicht von annähernd 16-25 g je m2, eine Zugfestigkeit von 2-5 kg, gemessen an einem Streifen von 30 mm Breite und 150 mm Län ge, wobei das übliche Prüfverfahren angewendet wur de.
Eine Porosität von 40-90 Sekunden, gemes sen mit Hilfe eines Grenier-Prüfgeräts, das die Zeit anzeigt, in der 50 cm3 Luft durch die Oberflä che von 2 cm2 des Papiers unter dem Druck einer Wassersäule von 27 cm zu Beginn der Luftdurchbla- sung und 14 cm am Ende des Prüfverfahrens.
Undurchsichtigkeit: 60-70 Einheiten, gemes sen mit Hilfe des herkömmlichen Verfahrens unter Verwendung eines General Electric photoelektrischen Photovolt-Prüfgeräts.
Helle: 75-85 Einheiten, gemessen mit Hil- fe des üblichen Prüfverfahrens unter Verwendung ei nes General Electric photoelektrischen Photovolt- Prüfgeräts.
Man hat festgestellt, dass Tabakstengelfasern mit besonderen physikalischen Eigenschaften, z. B. aus verhältnismässig kurzen molekulargebundenen Anhydroglucose-Einheiten mit einer kurzen dünnwan digen und schwachen Struktur nicht mit dem bekann ten Verfahren zur Herstellung einer Pulpe für ein Zigarettenpapier bearbeitet werden konnten, bei dem der entscheidende Verfahrensschritt darin besteht, dass die Pulpe sehr stark geschlagen wird, wodurch die Längsfasern zerfasert und in Querrichtung zer schnitten werden.
Bei der herkömmlichen Art der Papierherstel lung, die ein Papier von guter Stärke liefert, muss die Pulpe stark geschlagen werden. Der Grad des Ge- schlagenwerdens ist ausschlaggebend für die Fähig keit der Pulpe, die Feuchtigkeit oder Wasser zurück zuhalten. Diese wird durch den Mahlungsgrad (Schopper-Riegler-Mahlungsgrad) bestimmt, der ein Mass für die Fähigkeit der Drainierung einer faseri gen Aufschwemmung, oder einfacher gesagt, die Fähigkeit zur Wasserabgabe ist.
Je stärker die Pulpe geschlagen wurde, desto grösser sind die durch das Zerschneiden in Querrichtung und die Zerfaserung in Längsrichtung geschaffenen Oberflächen, so dass ein grösseres Oberflächengebiet und damit eine Ver langsamung des Wasserflusses über die Fasern ge währleistet wird. Dieser Verfahrensschritt, das Schlagen, bei der Papierherstellung führt zum me chanischen Bruch der Fasern. Durch das Schlagen werden die Zellwände aufgebrochen und die inneren Faserteilchen freigelegt.
Diese Freilegung beruht auf dem Zerschneiden in Querrichtung und der Zerfa- serung in Längsrichtung. Wenn die Pulpe nach der Herstellung der Papierfolie getrocknet ist, entwickelt sich eine Spannung, das Wasser verdampft und die Oberfläche zieht sich eng zusammen, so dass die Folie selbst stärker wird. Da aber ein Zigarettenpa pier nicht nur stark sondern auch porös sein muss, verwendet man üblicherweise zu dessen Herstellung die stärksten erhältlichen Fasern, d. h. Flachs, Lei nen, Lumpen, usw., in denen die Faserteilchen stark sind.
Die Pulpe aus solchen Stoffen wird notwendiger weise sehr stark geschlagen, damit sich die zweck entsprechende Oberfläche entwickelt.
Im Gegensatz zu diesem Schlagen erfordert das Ausgangsmaterial der Erfindung, d. h. die Tabak- stengelfasern, keinen solchen Verfahrensschritt, der ein Aufteilen oder Zerschneiden in Querrichtung der Fasern oder ein Zerfasern in Längsrichtung bewirkt. Derartige Fasern sind sehr kurz und schwach und die übliche mechanische Bearbeitung zum Zerschneiden und Zerfasern erübrigt sich.
Die Fasern, die während der chemischen Behandlung des Digerierens und Bleichens geschwächt werden, werden während dieser Verfahrensschritte vorsichtig behandelt, so dass die Zellwände angegriffen werden und dadurch kleine Ka- pillarporen in den Fasern geöffnet werden, aber kein vollständiges Aufbrechen der Fasern bewirkt wird.
Durch einfaches Rühren gelangen die Wassermole küle in die Kapillarporen der Wände der Fasern und werden absorbiert und in den Fasern zurückge halten, so dass sie eng mit den inneren Faserteil chen der Fasern verbunden sind.
Nach dem Trocknen der Papierfolie verdampft das Wasser aus den Kapillarwänden der Fasern, wodurch sich die erforderliche Porosität ergibt, die im fertigen Zigarettenpapier in besonderem Mas- se erwünscht ist. Das Verdampfen des Wassers aus den Fasern oder deren Kapillarporen verursacht eine ausreichende Spannung, die die Fasern sich zusam menziehen lässt und das Papier stärker macht.
Die gewünschte Festigkeit oder Stärke und Poro- sität des Zigarettenpapiers aus Tabakstengelfasern wird erfindungsgemäss durch ein Verfilzen der Ta- bakstengelfasern von unterschiedlicher Länge und un terschiedlichen physikalischen Eigenschaften in ei nem besonderen Verhältnis bewirkt.
In erster Linie wird der gewünschte Grad der hydrolytischen Ver mengung nicht durch das herkömmliche Schlagen der Pulpe, das aus Bürsten, Zerfasern und Zerschneiden besteht, sondern durch die Kapillarwirkung oder die Einverleibung von Wassermolekülen in die inneren Faserteilchen der Tabakfasern, ohne dass eine phy sikalische Aufteilung, z. B. ein Zerschneiden oder Zerfasern der Tabakstengelfasern, stattfindet, bewirkt.
Die hydrolytische Vermengung soll die Fähig keit zur Wasserabsorption und zur Wasseraufnahme bezeichnen.
Die Fasern der Tabakpflanzenstengel lassen -sich aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften und nach dem Gebiet des Tabakstengels, in dem sie auf treten, in vier Gruppen unterteilen, in denen die fol genden Anteile gefunden werden und für das Zigaret tenpapier der Erfindung verwendet werden:
65-70 % der Fasern aus dem vaskularen Ge webe des Mittelteiles der Tabakstengel mit einer Län ge von 0,5-1,5 mm und einer Breite von 20-60 Tausendstel ,u und einer Stärke von 5-l0 Tausend stel ,u 10-15 % Fasern aus dem gleichen vaskularen Gewebe der Tabakstengel, die als Gefässfasern der wassertragenden Fasern bezeichnet werden,
mit einer isodiametrischen Natur und einem sägezähnigen Ge füge der Wände 10-15 % elementare Tabakbastfasern der äus- seren Borke der Stengel und aus dem Gebiet zwi schen dem vaskularen Gewebe und dem Mark mit einer Länge von 1,5-12 mm und einer Breite von 25-100 Tausendstel ,u und einer Stärke von 5-25 Tausendstel ,u 5-10 /o Markfasern der Tabakpflanze aus dem Mark oder dem Mittelteil der Stengel mit einer Län ge von 0,01-0,
5 mm und einer Breite von 40-320 Tausendstel ,u und einer Stärke von 5-10 Tau sendstel ,u.
Das Enderzeugnis der Erfindung besteht aus den vorstehend beschriebenen Faseranteilen mit ihren besonderen physikalischen Eigenschaften, die che misch und mechanisch in verschiedenen Verfahrens schritten bearbeitet wurden, und besitzt die von einem Zigarettenpapier gewünschten Eigenschaften.
Die Vereinigung von langen und kurzen, nicht zerfaserten oder nicht in Längsrichtung zerschnitte nen und auch nicht in Querrichtung zerschnittenen Fasern aus dem gleichen Ausgangsmaterial, wobei die Fasern nicht in einzelne Faserteilchen getrennt wur- den, welche in Längsrichtung die Fasern aufbauen, ist das entscheidende Kennzeichen der Erfindung.
Bei dem Erzeugnis nach der Erfindung behalten die Tabakstengelfasern ihre natürliche physikalische Form, Gestalt und Struktur bei.
Bei den umfangreichen Experimenten, die zur Verwirklichung der Ziele der Erfindung führten, stellte man fest, dass der faserbindende Stoff in den Tabakstengeln in seiner Güte ganz verschieden von den üblichen Bindemitteln ist, die in anderen Stof fen vorhanden sind, die die Pulpe liefern. Es ist ein lignitisches Bindemittel,
an das ein grosser Anteil von spezifischem Tabakpektin mit einem hohen Pro zentsatz von Hexuronsäure in den Molekülen ange lagert ist.
Man hat festgestellt, dass es sich empfiehlt, das Tabakpektin aus den Tabakstengeln zu entfernen oder wenigstens dessen Gehalt herabzusetzen, ehe man das Lignit entzieht.
Ausserdem fand man heraus, dass der Ver fahrensschritt zur Abtrennung der Fasern von dem bindenden Pekto-Lignin während des Digerierens der Tabakstengel unter ganz bestimmten Bedingun gen im Hinblick auf die Menge der Chemikalien, die Temperatur, Zeit und den Druck durchgeführt wer den muss, wenn ein Enderzeugnis mit den gewünsch ten Eigenschaften erhalten werden soll.
Der Anteil der Chemikalien in der hydrolyti- schen Kochflüssigkeit wird so abgeändert, dass die chemische Reaktion beim Entzug des lignitischen Bindemittels zu Fasern führt, die die gewünschten Eigenschaften besitzen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Er- findung sollte die Art der Ernte der Tabakstengel erheblich abgewandelt werden. Beispielsweise können die geernteten oder abgeschnittenen Stengel mit oder ohne die Blätter zu Bündeln gepresst werden, gebün delt abtransportiert werden zur Fabrik, welche die Pulpe herstellt oder sie können abgeschnitten wer den, nachdem die Blätter abgeerntet wurden, oder sie können auch noch eine längere Zeit auf den Fel dern stehen bleiben.
Andererseits können die Sten gel gesammelt werden, wobei die Blätter abgestreift werden können oder nicht, und können getrocknet und in Ballen an die zuständige Fabrik versandt werden, in der die Pulpe hergestellt werden soll.
Es empfiehlt sich, die Tabakpflanzenstengel zu schneiden oder zu ernten, wenn etwa vier bis sechs Monate nach der Blatternte verstrichen sind. Man hat als besonders günstig herausgefunden, die Sten gel über Winter oder wenigstens einen Monat lang in der kalten Jahreszeit auf dem Feld zu lassen. Man beobachtete, dass; je länger die Stengel auf dem Feld blieben, desto heller wurde die Färbung des Papiers, d. h., dass das Bleichen erleichtert wird.
Man stellte auch fest, dass die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn man die Tabakstengel natürli chen oder künstlichen ultravioletten Strahlen aussetzt. Wird die natürliche Sonnenbestrahlung ausgenutzt, dann stellte sich heraus, dass die Tabakstengel frü- hestens 90 Tage, vorzugsweise aber 180 Tage, nach Beendigung der Tabakblatternte geschnitten werden sollten. Bei einer derartigen Behandlung verringert sich die vorhandene Menge des Marks.
Die Anwe- senheit von mehr als 5-10 % Mark in dem gesam- ten Fasergehalt des Enderzeugnisses ist, wie bereits beschrieben wurde, nachteilig.
Die Tabakstengel sind entweder von der geräu cherten Art oder von anderer Art und werden dem entsprechend auf unterschiedliche Weise geerntet. Die geräucherte Art wird beispielsweise 2,5-5 cm über dem Erdboden in sonnegetrocknetem Zustand abgeschnitten.
Andere Möglichkeiten der Ernte sind z. B., dass die Stengel gleichzeitig mit den Blättern geschnitten werden und dann die Blätter von gehärteten Stengeln abgestreift werden, so dass die Stengel zu einer Pul- pe verarbeitet werden können.
Man fand heraus, dass es für die Herstellung eines guten Zigarettenpapiers von Vorteil ist, wenn die Stengel auf dem Feld durch die Sonne getrocknet wurden, so dass ihr Feuchtigkeitsgehalt weniger als 15 % betrug.
Obwohl die Stengel geschnitten und getrocknet werden können mit Hilfe der verschiedenen mecha nischen zweckentsprechenden Vorrichtungen, stellte sich heraus, dass ein Zigarettenpapier von besonde rer Güte geschaffen werden kann, wenn an der Sonne getrocknete Stengel verwendet werden, die unverän dert auf dem Feld verblieben, bis ihr Feuchtigkeits gehalt auf den gewünschten Wert abgesunken war.
Die Stengel werden dann in entsprechenden Vor richtungen gebündelt, so dass sie leicht verschickt werden können und werden trocken gehalten.
An Stelle eines Versands von Bündeln können die Stengel auch sofort in einer Zerkleinerungsan- lage in kleine Stücke von etwa 12,7-130 mm Länge zerhackt werden, so dass sie sich gut in eine Digerier- vorrichtung einbringen lassen und beim Kochen zu besseren Ergebnissen führen.
Die beste Stückelungsgrösse ist etwa 25-50 mm. Man hat festgestellt, dass nach dem Zerhacken der Tabakstengel diese am besten bei erhöhten Tempe raturen und einem überatmosphärischen Druck ge kocht oder digeriert werden, wobei in herkömmlicher Art und Weise als Sulfat, Soda, neutrale Sulfit-Halb- chemikahe oder Sulfitlauge, die zum Digerieren von Tabakstengeln abgewandelt wurde, digeriert wird.
Der Druck betrug 5-10 at. und die Temperatur 125-180 C. Diese Bedingungen wurden 1-3 Stunden lang beibehalten, und das Verhältnis von Kochflüssigkeit zu Tabakstengeln betrug 2: 1 bis 8 : 1, wodurch die gewünschte Güte des Zigaretten papiers aus Tabakstengelfasern erhalten wird.
Bei einem derartigen Digerieren kann jedes der nachstehend erwähnten Verfahren vorteilhaft an gewendet werden: (a) 1600 kg Tabakstengel mit einem Feuchtig- keitsgehalt von 15 % wurden in eine rotierende Di- geriervorrichtung: in Form von 12,7-51 mm lan- gen Stücken eingebracht.
Eine Zusammensetzung von 316 kg Natriumhydroxyd (NaOH) 89 kg Natriumsulfid (Na2S) 95 kg Natriumcarbonat (Na2C03) wurde vermischt und mit 5400 1 gefiltertem kaltem Wasser in die Digeriervorrichtung eingebracht.
Die Digeriervorrichtung wird auf annähernd 90 C erhitzt, wobei das Ventil eine Minute lang zum Entweichen der Gase geöffnet bleibt, wird dann auf 170 C erwärmt und 115 Minuten lang gekocht, dann gewaschen, gesiebt, gereinigt und gebleicht.
(b) Die gleiche Menge von Tabakstengeln wie un ter (a) wurde verwendet. Eine Zusammensetzung von 270 kg Natriumhydroxyd 75 kg Natriumsulfid 60 kg Natriumcarbonat wurde vermischt und mit 5400 1 gefiltertem, kal tem Wasser in eine Digeriervorrichtung einge bracht; diese wurde auf annähernd 90 C erhitzt, dann wurde das Ventil eine Minute lang zum Entweichen der Gase geöffnet, und nachfolgend wurde auf 168 C erhitzt und 145 Minuten lang gekocht, dann gewa schen, gesiebt, gereinigt und gebleicht.
(c) Tabakstengel (zerhackt) wurden in einer fest stehenden Digeriervorrichtung, die senkrecht ge halten wurde, mit der Kochlösung vereinigt, die darin zirkulierte. Die Zusammensetzung betrug je 100 kg Trockengewicht der Tabakstengel: 21 kg Natriumhydroxyd 5,8 kg Natriumsulfid 6,6 kg Natriumcarbonat Die angegebene Mischung wurde mit 500 1 gefil tertem Wasser zur Verwendung als zirkulierende Flüssigkeit vermischt und auf etwa 90-95 C er hitzt. Das Ventil wird dann geöffnet, damit die Gase entweichen können.
Die Erwärmung der Kochflüssig keit wird bis auf eine Temperatur von 168 C fort gesetzt, und dann wird 170 Minuten lang gekocht.
Die Pulpe, die nach dem Digerieren in einer der beschriebenen Formen entsteht, kann durch me chanische Operationen feiner zerteilt werden, d. h. gewaschen und gereinigt, gesiebt und in herkömm licher Weise gebleicht werden, so dass man eine ge reinigte Pulpe aus Tabakfasern gewinnt.
Als Ergebnis dieser Verfahrensschritte erhält man eine faserige Pulpe, die annähernd 20-50 % der ursprünglichen Tabakstengel enthält.
Die Pulpe, die auf diese Weise erhalten wird, be sitzt den oben beschriebenen Gehalt an langen, mitt leren und kurzen Fasern, wodurch eine verbesserte Stärke erzeugt wird. Mit den langen Fasern ist eine grosse Anzahl von mittleren Fasern mit einer Länge von 0,5-1,5 mm verflochten und vermengt, die ein Zigarettenpapier liefern, welches die gewünsch ten Eigenschaften für eine derartige Umhüllung und die notwendige Festigkeit besitzt.
Bei der Bereitung der Pulpe für die Papiermas se wird diese gereinigt, gewaschen und nach dem Bleichen gesiebt. Nach dem vollzogenen Bleichen sollte die Pulpe durch eine Reinigungs- oder Raffi- nerierungsanlage geschickt werden, z. B. durch eine Hydrozyklon-Anlage, in der die Pulpe wenigstens zwei Mal gereinigt wird.
Das erste Mal wird bei einem geringeren Druck von 2-3 at. und bei einer höheren Konzentration von 0,5 % der Pulpe, ausgehend vom Gesamtgewicht der wässrigen Aufschwemmung gerei nigt, und das zweite Mal wird ein höherer Druck von 3-4 at. auf eine geringere Konzentration von 0,3- 0,4 % Fasern, ausgehend vom Gesamtgewicht der wässrigen Aufschwemmung, angewendet.
Die Pulpe wird dann in einen geeigneten Behälter oder eine Rührvorrichtung gegeben, so dass die Pulpe mit einer Konsistenz von 10-25 % Pulpe in wässriger Aufschwemmung gerührt wird, womit der letzte Ver fahrensschritt bei der Herstellung der Tabaksten- gelpulpenbereitung durchgeführt wird, ehe diese zur Folienherstellung über die Papiermaschine geschickt wird.
Dieser Verfahrensschritt ist insofern vor teilhaft, als eine ausserordentlich geringe Bewe gung der Masse (2-10 Umdrehungen der Pul- pe in einer Stunde) der Fasern in wässriger Auf- schwemmung mit einem Gehalt von 10-26 % Fasern, ausgehend vom Trockengewicht der Fasern, bei erhöhten Temperaturen von 35-40 C 10 bis 15 Stunden lang beibehalten wird. Das Rühren und die Bewegung der Masse wird mit der ge wünschten Geschwindigkeit vorgenommen, die durch Einstellung des Mechanismus auf 2-l0 Umdre hungen je Stunde die Pulpe bewegt.
Die herkömm liche Vorrichtung zum Schlagen der Pulpe, die in der nachstehend beschriebenen Weise abgewandelt wurde, kann zu diesem Zweck verwendet werden. In diesem Fall werden die Schläger lediglich als Rührbe- hälter verwendet. Die Messer, die während des Schlagens zum Bürsten, Zerschneiden und Zerfasern dienen, müssen entfernt werden. Die drehbare Trom mel, die ebenfalls mit Messern versehen ist, sollte vollständig herausgehoben werden, so dass keine Be rührung zwischen dem Messer am Boden und dem der Trommel stattfinden kann. Die Trommel wird nur als Rührvorrichtung benutzt.
Die Pulpe, die mit Hilfe dieser Vorrichtung bear beitet wurde und gereinigt und raffiniert wurde, wird nachfolgend der Papierherstellungsmaschine zuge führt. Das Sieb wird derartig eingestellt, dass eine Geschwindigkeit von 35-60 m je Minute die er forderliche Stärke liefert, nachdem die Fasern mit einander verfilzt wurden und sich gesetzt haben und das Wasser entzogen wurde.
Das siebende Band führt die Tabakstengelfasern, d. h. sowohl die langen als auch die kurzen Fasern über das verfilzende Band in einen Trockenzylinder, der aus einer oder mehreren grossen Trockentrom meln besteht.
Jetzt wird die Pulpe auf einer Fourdrinier-Pa- piermaschine zu einer verfilzten Folie. Obwohl die Fourdrinier-Maschine in bestimmter Weise einge stellt werden kann, empfiehlt es sich, eine Geschwin- digkeit von annähernd 35-55 m je Minute anzu setzen, wobei gewisse Abstimmungen nötig sind, so dass man ein Papier mit einem Gewicht von 16 25 g je m? erhält.
Es empfiehlt sich, die Pulpe, ehe sie in die Four- drinier-Maschine gelangt, durch eine Jordan-Raffi- nieranlage oder eine konische Raffinieranlage zu schicken, die im Handel als Jons -Raffinieranlage bekannt ist. Es ist besonders wichtig, diese Raffinier- anlage so einzustellen, dass die Fasern nicht zer schnitten oder zerfasert werden.
Sie soll ausserdem so eingestellt sein, dass die grösstmögliche Öffnung zwi schen der äusseren und der inneren konischen Hülle und den Messern geliefert wird. Eine derartig einge stellte Raffinieranlage dient dazu, die Fasern mit dem zugesetzten Carbonat gründlich zu vermischen und Klösse, Klümpchen oder spiralige Fasern zu eli minieren. Das ist wichtig, weil gewöhnlich derartige Raffiniervorrichtungen dazu benutzt werden, um die Fasern zu zerschneiden oder zu zerkleinern.
Aus dem Trockenzylinder wird das Papier zur wei teren Bearbeitung aufgerollt und für die Herstellung von Zigaretten aufbewahrt.
Der letzte Schritt nach dem Aufrollen ist, dass das Zigarettenpapier in die entsprechende Länge und Breite geschnitten wird, so dass es einer selbst tätig arbeitenden Maschine zugeführt werden kann. Es kann aber auch für selbsttätig arbeitende Ziga rettenpapiermaschinen in Rollen zerschnitten werden oder in einzelne Teile zerschnitten werden, die zum eigenen Zigarettendrehen geeignet sind.
Man kann auch kalandem, Wasserzeichen anbringen oder das Papier mit bestimmten Extrakten würzen oder mit ei ner harmlosen wässrigen Lösung von Salzen organi scher Säuren überziehen, damit die Brennbarkeit und die helle Farbe der Asche des Zigarettenpapiers ver bessert werden.
Es ist auch möglich, Magnesiumcarbonat und Calciumcarbonat und Titandioxyd zuzusetzen, da mit die Undurchsichtigkeit und die Brennbarkeit ver bessert werden. Calciumcarbonat kann in einer Menge von 5-45 % und Magnesiumearbonat und Titandioxyd in einer Menge von je
1-10 % zu- gesetzt werden, wobei ein Verlust von annähernd 75-85 % dieser Zusätze im Enderzeugnis fest- zustellen ist, der während des Auswaschens bei der Herstellung der Folien eintritt.
Die Carbonate und das Titandioxyd sollte vor der Verwendung gesiebt werden, so dass sie ein Sieb mit 60 Maschen je cm2 passieren können. Beide Stoffe werden am besten in der gewünschten Menge und den entsprechenden Anteilen der Pulpe zugesetzt und mit dieser gründlich vermischt, ehe sie der Pa piermaschine zugeführt wird. Diese Stoffe sollten in dessen besser nicht zugesetzt werden, wenn ein Zi garettenpapier von grosser Stärke gewünscht wird, da sie die Festigkeit etwas mindern.
Das Zigarettenpapier sollte so hergestellt werden, dass es ein Gewicht von etwa 10-40 g je m2 be sitzt. Das entstandene Zigarettenpapier nach der Er- findung, das zu 100 % aus Tabakstengelfasern be- steht, ist durch eine Zugfestigkeit von 2-5 kg ge kennzeichnet, die an Streifen von 30 mm Breite und 150 mm Länge gemessen wurde und durch einen Aschengehalt von 7-20 II/o mit weisser Farbe,
ein Gewicht von 16-25 g je m2, eine Stärke von et wa 0,033-0,035 mm und eine Undurchsichtigkeit und Helligkeit von 60-85 Einheiten, gemessen mit einer der üblichen photoelektrischen Photovolt-Prüf- vorrichtungen und eine Bruchdehnung von 1-3 0/0 in Längsrichtung und von 1-2 % in Querrichtung.
Vorstehend wurde eine bevorzugte Ausführungs form der Erfindung beschrieben. Es soll angemerkt werden, dass Änderungen und Abwandlungen der Einzelheiten und der Anordnungen im Sinne und Rahmen der Erfindung möglich sind.
Es soll weiterhin angemerkt werden, dass das Pa pier der Erfindung, obwohl es für die selbsttätig ar beitenden Maschinen der Zigarettenindustrie entwik- kelt worden ist, in gleicher Weise für die von Hand hergestellten Zigaretten als auch für Zigarettenpapier verwendet werden kann, mit dessen Hilfe sich der Raucher selbst aus Schnitt- oder Krülltabak seine Zigaretten dreht.