CH640708A5 - Verformbares tabakgemisch. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verformbares Tabakgemisch, auf die Verwendung des Tabakgemischs zur Herstellung eines rekonstituierten Tabakblattes und auf die erhaltenen, rekonstituierten Tabakblätter.
Es sind zahlreiche Ausführungsformen von rekonstituiertem Tabak und Verfahren zu deren Herstellung bekannt, wobei teilchenförmiger Tabak zu einem zusammenhängenden, integralen Gefüge, beispielsweise einem Stab oder Blatt, verarbeitet und dieses dann als Hüllblatt für Zigarren oder Füllung von Zigaretten und Zigarren verwendet wird. Die rekonstituierten Formen zeigen gewünschtermas-sen auch Festigkeit und selektive Oberflächeneigenschaften bezüglich Aussehen und Handhabung wie auch die nötigen Biegeeigenschaften für die Verarbeitung in Tabakverar-beitungsmaschinen, wodurch deren Aufbau hinsichtlich der Verarbeitungsbehandlung kritisch ist.
Bei konventionellen Methoden für die Herstellung von Tabakblättern aus zerkleinertem Tabak gelangen üblicherweise wässrige Aufschlämmungen relativ niedriger Viskosität und geringen Gehaltes von zerkleinertem Tabak und einem Bindemittel zum Einsatz, die auf eine Trägeroberfläche gegossen und getrocknet werden. Derartige Aufschlämmungen bleiben im allgemeinen nur bis zu einem Gesamtfestkörpergehalt von 9-11 Gew.-% giessbar. Derartige Methoden sind im Hinblick auf die Notwendigkeit der Entfernung von relativ grossen Wassermengen energieintensiv. Die Technik der Aufschlämmung von geringen Festkörperanteilen wurde jedoch bisher aufgrund der Schwierigkeit, Tabak in hohen Mengenanteilen zu benetzen und gleichmässig zu disper-gieren und weil als Bindemittel verwendbare und in hoher
Konzentration handhabbare, leicht dispergierbare Mittel nicht zur Verfügung standen, als notwendig erachtet.
Auf diesem Fachgebiet wurden Verbesserungen zur Schaffung von verarbeitbaren Aufschlämmungen mit hohem 5 Festkörpergehalt erzielt, die beispielsweise in der US-Patentanmeldung 811 022 beschrieben sind, wie auch verbesserte Mischmethoden bei hohem Festkörpergehalt, wie sie in der US-Patentanmeldung 001 249 beschrieben sind.
Hierdurch wurde es also ermöglicht, nun zur Vermin-io derung des Energiebedarfs bei derartigen Verfahren Aufschlämmungen mit hohem Festkörpergehalt einzusetzen, wobei jedoch noch nach weiteren Verbesserungen gesucht wurde. Ein Ziel derartiger Anstrengungen war, ein Verfahren für die Herstellung von rekonstituierten Tabakblättern 15 mit zweckentsprechenden Festigkeitseigenschaften zu schaffen, deren Reiss- und Weiterreissfestigkeiten genügend hoch sind, um Rissbildung, Zerkrümeln, Zerreissen oder Dehnen während der Handhabung und Verarbeitung zu verhindern.
In den US-PS 2 897 103, 3 097 653 und 3 115 882 wird 2o beschrieben, dass Tabakblätter mit erhöhter Reissfestigkeit durch sorgfältige Kontrolle der Teilchengrösse der Tabakteilchen beim trocknen oder nassen Mahlen erhältlich sind. Da in derartigen rekonstituierten Tabakblättern der Tabak mindestens 75 Gew.-% des Blattgewichtes darstellt, ist es 25 wünschenswerter und weniger energieintensiv, die Reissfestigkeit auf andere Weise zu kontrollieren.
Bestimmte Reiss- und Weiterreisseigenschaften sind erzielbar durch Sicherstellung einer zweckentsprechenden Zusammenhaftung und Flexibilität im Blatt, beispielsweise 3o durch Auswahl entsprechender Bindemittel. Im allgemeinen waren jedoch Bindemittel allein nicht dazu befähigt, das volle Mass an Festigkeit, Weiterreissfestigkeit und Beständigkeit gegen Zerfall über den ganzen Bereich der Verarbeitungsbedingungen zu gewährleisten, denen ein rekon-35 stituiertes Tabakblatt ausgesetzt wird. Bei Blättern für Zigarettenherstellung zeigen beispielsweise faserfreie Zubereitungen im allgemeinen eine nachteilige Zerschnitzelbarkeit, wodurch beim Zerschnitzeln in grösserem Ausmass Bruch auftritt und dabei kürzere Schnitzel erhalten werden. Hierdurch 40 wird anderseits die Füllkraft des erhaltenen, geschnittenen Tabaks, d.h. die den Zigaretten durch eine Gewichtseinheit dieser Schnitzel verliehene Festigkeit, nachteilig beeinflusst.
Demzufolge wurden raffinierte Cellulosefasern aus Weichholz eingesetzt, um die Bindewirkungim rekon-45 stituierten Tabakblatt zu verstärken und damit die Reissund Biegefestigkeit und die Beständigkeit gegen das Zerfallen zu erhöhen. Weichholz-Cellulosepulpe in nicht oder nur schwach raffiniertem Zustand enthält relativ lange Cellulosefasern, die frei ineinandergreifen und sich ineinander verso schlingen können, wobei Agglomerationen gebildet werden, die beim Giessen dünner Folien aus Aufschlämmungen von teilchenförmigem Tabak zu Schlitzbildung und anderen Schwierigkeiten führen können. Ausserdem neigen lange Fasern dazu, sich während des Giessens in Maschinenrichtung 55 auszurichten, wodurch grosse Festigkeitsunterschiede in Längs- und Querrichtung entstehen, was einem grossen Orientierungsfaktor entspricht, der für gewisse Verwendungszwecke unerwünscht ist. Durch weitere Raffination von Weichholz-Cellulosepulpe kann die Faserlänge so weit 60 vermindert werden, dass sie das Giessen von dünnen Folien nicht mehr beeinträchtigt. Durch die mechanische Einwirkung während der Raffination werden jedoch die Cellulosefasern in ein verzweigtes Netzwerk von feineren Fasern und Fibrillen aufgeteilt, was im schlussendlichen rekonstituierten 65 Tabakblatt zu einem verhakten Netzwerk führt. Dieses Netzwerk von feinen Fasern und Fibrillen ist im rekonstituierten Tabakblatt in grossem Ausmass verantwortlich für verbesserte physikalische Eigenschaften, wobei jedoch
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eine unerwünschte Folge der Raffination von Weichholzpulpe darin besteht, dass die Viskosität der Fasermasse mit zunehmender Fibrillierung und Hydratation ansteigt. Zusatz derartiger Pulpe zu einer Aufschlämmung von teilchenför-migem Tabak erhöht deren Viskosität wesentlich. Dies bedingt anderseits die Herstellung einer Aufschlämmung mit geringerem Festkörpergehalt, um deren Verformbarkeit zu dünnen Folien sicherzustellen, woraus wiederum erhöhte Trocknungskosten für die Entfernung des zusätzlichen Wasseranteils entstehen. Zusätzlich zu der erhöhten Viskosität und den höheren Trocknungskosten bei raffinierten Weichholzpulpen ergeben sich höhere Kapitalinvestitionen in der Fabrikeinrichtung, da hierfür ein Papier-Raffinationssystem benötigt wird, und durch die Raffinationsbehandlung und den damit einhergehenden höheren Energiebedarf werden auch die Verarbeitungskosten erhöht. In den US-PS 3 125 098 und 3 464 422 wird die Herstellung und Verwendung von sehr hoch raffinierter Pulpe in der Herstellung von rekonstituierten Tabakblättern zur Erhöhung von deren Reissfestigkeit und Herabsetzung der mit grober raffinierter Pulpe einhergehenden Orientierungsfaktoren beschrieben. Obwohl die dabei erhaltenen Produkte überlegen sind, führt das hohe Ausmass der Raffination jedoch zu Pulpen mit noch höheren Viskositäten, die bei noch geringerem Festkörpergehalt und mit dadurch erhöhten Trocknungskosten verarbeitet werden müssen. Ausserdem werden durch den längeren Raffinationszyklus derartiger Pulpen auch der Energiebedarf und der Arbeitsaufwand erhöht.
Die vorliegende Erfindung ist somit auf die Lösung der folgenden Aufgaben gerichtet: Rekonstituierte Tabakblätter sollen verstärkt werden unter Einsatz eines faserförmigen, mit den zum Einsatz gelangenden Giesseinrichtungen verträglichen Verstärkungsmitteis, wobei durch das faserför-mige Verstärkungsmittel die Viskosität der giessbaren Ta-bakaufschlämmung praktisch nicht erhöht werden soll. Ausserdem soll das faserförmige Verstärkungsmittel mit einer giessbaren Zubereitung, die teilchenförmigen Tabak in hohem Mengenanteil enthält, verträglich sein. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von rekonstituierten Tabakblättern mit zweckentsprechenden physikalischen Eigenschaften bei minimalem Kapitaleinsatz und geringstmöglichen Betriebskosten zu schaffen.
Aus den nachstehenden Erläuterungen geht hervor, dass die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ermöglicht wird.
Es wurde gefunden, dass unraffinierte Kurzfaserpulpe, beispielsweise Hartholzpulpe, für die wirksame Verstärkung von rekonstituierten Tabakblättern eingesetzt werden kann, wenn sie einer giessbaren Zubereitung mit hohem Festkörpergehalt in relativ niedriger Konzentration zugesetzt wird. Im hieraus resultierenden Verfahren werden die Notwendigkeit einer teuren Papierraffinationseinrichtung und die hohen mit der Pulpenraffination verbundenen Arbeitskosten und der hohe Energiebedarf ausgeschaltet. Unraffinierte Kurzfaserpulpe zeigt niedrigere scheinbare Viskositätseigenschaften als auf gleiche Faserlänge raffinierte Weichholzpulpe, und demgemäss kann eine Zubereitung mit unraffinierten Kurzfasern bei höherem Festkörpergehalt verarbeitet werden. Dies ergibt einen geringeren zu verdampfenden Wassergehalt und somit ein wirtschaftlicheres und wirksameres Verfahren.
Delignifierte Holzpulpe mit überwiegend Hartholzanteil, wie Eichen-, Gummibaum- und Pappelholz, können somit in Mengenanteilen von so wenig wie 2-12 Gew.-% unraffiniert in Kombination mit 75 Gew.-% oder mehr teilchenför-migem Tabak und einem wirksamen Mengenanteil eines Bindemittels, mit einem Festkörperanteil von 10-40 Gew.-% oder mehr, in der wässrigen Aufschlämmung für wirtschaftlichere und wirksamere Herstellung von rekonstituierten Tabakblättern handelsüblicher Qualität eingesetzt werden.
Ohne sich auf eine im wesentlichen hypothetische Erläuterung festlegen zu wollen, wird angenommen, dass die Dimensionen der unraffinierten Hartholzpulpe in Kombination mit den Viskositätseigenschaften der Aufschlämmung mit hohem Festkörpergehalt während des Giessens zur Blattbildung zu einer relativ eingeschränkten Bewegung der Fasern im Medium hoher Viskosität führen. Dies wiederum führt zu einer verminderten Neigung zur Faseragglomeration und einer verminderten Neigung der Fasern, sich während des Giessens bevorzugt in Längsrichtung auszurichten. Demzufolge erfolgt die Blattbildung ohne Schwierigkeiten, und das erhaltene Tabakblatt zeigt einen verminderten Orientierungsfaktor, was für die meisten Verwendungszwek-ke erwünscht ist.
Die Fasern in der in der Erfindung als Verstärkungsmittel eingesetzten Pulpe zeigen eine durchschnittliche Länge von weniger als 2 mm, vorzugsweise von 0,5-1,5 mm, wobei auf einem 1,4 mm Clark-Klassifizierungssieb praktisch keine Fasern zurückgehalten werden, und eine Breite von 5-30 um und sind im allgemeinen zur Hauptsache aus Harthölzern gewonnen, in denen diese Faserdimensionen typisch sind. Die Pulpe kann chemisch delignifiert, d.h. praktisch von Lignin, anderen nichtcellulosischen Holzbestandteilen, Ballaststoffen und dergleichen befreit werden, und die Fasern, die dann zur Hauptsache aus Cellulose hoher Reinheit bestehen, sind dann in wässrigen Systemen trenn- und disper-gierbar.
Geeignete Harthölzer sind beispielsweise Eichen-, Gummibaum- und Pappelholz, zweckentsprechend in Form von gebleichter oder ungebleichter Pulpe, wie «St. Croix Kraft» von Georgia Pacific Co., «Oxy-Brite» von The Chesepeake Corporation of Virginia, und «Acetakraft» von International Paper Co. Eine besonders geeignete Hartholzpulpe aus dem Süden umfasst 38 Gew.-% Fasern aus Gummibaumholz und 30 Gew.-% Fasern aus Eichenholz im Gemisch mit Fasern aus acht anderen Hartholzarten und zeigt eine durchschnittliche Faserlänge von 1,26 mm und eine durchschnittliche Faserbreite von 21,9 |xm. Eine andere geeignete Pulpe besteht aus etwa gleichen Gewichtsteilen Fasern aus Gummibaumholz und Eichenholz mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 1,37 mm und einer durchschnittlichen Faserbreite von 25,7 um. Andere Kurzfaserpulpen, beispielsweise ungebleichte und gebleichte Fasern aus Bambus, Spartgras, Zuckerrohrtreber, Reis- und Weizenstroh können, falls sie zur Verfügung stehen, ebenfalls mit Erfolg eingesetzt und in verschiedener Hinsicht für ausgewählte Ausfuhrungsformen sogar bevorzugt werden.
Die Pulpe wird als Verstärkungsmittel in kleinen Mengenanteilen eingesetzt, die genügen, um die Reiss- und Weiterreisseigenschaften des Blattes zu erhöhen. Bezogen auf das Gesamt-Trockengewicht des Tabakblattes, beträgt der Mengenanteil der Pulpe 2-12 Gew.-% oder die entsprechend proportionalen Werte im Basisgemisch bzw. in der giessbaren Zubereitung.
Für die Aufschlämmung der Pulpe kann diese zweckmässig in einem Teil des Verfahrenswassers in einer Konzentration von 2-4 Gew.-% hydratisiert werden, beispielsweise während etwa 15 min, unter heftigem Rühren, damit sich die Fasern voneinander trennen. Für die Bildung eines Basisgemisches zur Vereinigung mit zerkleinertem, trockenem Tabak wird ein Bindemittel für den Tabak zugesetzt, und gegebenenfalls können weitere Hilfsmittel, wie Vernetzungs-, Feuchthalte-, Färbe-, antimycotische und antibakterielle Mittel, Aromastoffe und dergleichen, zugesetzt werden.
Das Basisgemisch wird in Abhängigkeit vom angestreb5
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30
35
40
45
50
55
60
65
640 708
ten Festkörpergehalt der Aufschlämmung und vom erwünschten Tabakgehalt zweckmässig auf einen Festkörpergehalt von 4-6 Gew.-% eingestellt und dann zur Herstellung einer giessbaren Zubereitung mit zerkleinertem, trockenem Tabak vereinigt.
Vorzugsweise wird das verformbare Tabakgemisch nach der Erfindung auf die in der bereits genannten US-Patentanmeldung 001 249 beschriebene Art hergestellt, indem der trockene zerkleinerte Tabak und das Basisgemisch in einer Mischzone hoher Intensität schnell miteinander vereinigt und die erhaltene Zubereitung in einer kürzeren Zeitdauer zu einem Blatt gegossen wird, als der Tabak benötigen würde, um zu einem Ausgleichszustand mit dem vorhandenen Wasser zu gelangen. Bei dieser Behandlung wird die Pulpe selbst, deren Mengenanteil im Basisgemisch 2-12 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, beträgt, nicht im üblichen Sinn raffiniert, obwohl das Gemisch während des kurzen Durchgangs durch die Mischzone hoher Intensität in messbarem Ausmass bearbeitet wird. Alternativ kann die Pulpe auf konventionellere Art und mittels einer konventionelleren Mischeinrichtung zu einer Aufschlämmung mit geringerem Festkörpergehalt aufgearbeitet werden. Auch in diesem Fall werden noch Ersparnisse erzielt, durch Ausschaltung von Papierraffinationseinrichtungen und Arbeitskraft- und Energiekosten aufgrund der Ausschaltung einer Raffinationsbehandlung der Pulpe.
Der nach der Erfindung zum Einsatz gelangende Tabak kann auf konventionelle Art zerkleinert werden, beispielsweise auf Abmessungen, dass er durch ein US-Standardsieb mit einer Maschenöffnung von 0,149-0,177 mm hindurchgeht. Der Tabak kann aus den Sorten Burley, Connecticut Breitblatt, Virginia hell oder anderen zur Verfügung stehenden Sorten, allein oder im Gemisch untereinander, bestehen und kann einen Anteil von Stengel, Rippen oder rückgewonnenem Tabakstaub enthalten. Zweckmässig beträgt der Mengenanteil Tabak mindestens 75 Gew.-%, vorzugsweise 80-90 Gew.-%, bezogen auf das Fertiggewicht des rekonstituierten Tabakblattes oder den entsprechend proportionalen Mengenanteil, bezogen auf das Gewicht des verformbaren Tabakgemischs bzw. der giessbaren Zubereitung.
Das im Basisgemisch enthaltene Bindemittel für den Tabak ist zweckmässig in Wasser löslich oder zumindest di-spergierbar.
Das Bindemittel kann ein beliebiger der konventionell für Filmbildung eingesetzten Polysaccharid-Haftgummis sein, wie Johannisbrotkernmehl-, Tragacanth-, Karaya-, Galactomannan-, z.B. Guargummi und dergleichen, sowie deren Derivate; oder ein Celluloseäther und deren Derivate, wie Methyl-, Hydroxypropyl-, Hydroxyäthyl-, Hydroxy-äthyl-carboxylmethyl-Cellulose; oder ein Polyuronid, wie Pectine; oder ein Algin oder Derivat davon.
Der Mengenanteil und die Art des verwendeten Bindemittels sind in erster Linie abhängig von den verlangten Blatteigenschaften, da das Bindemittel den Hauptverformungsbestandteil des Blattes darstellt, das diesem nach Trocknung auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt Integrität und Zusammenhalt verleihen muss, so dass das Blatt genügend Festigkeit und Flexibilität aufweist, um von der Giessoberfläche abgezogen und danach verarbeitet werden zu können. Vorzugsweise wird der Mengenanteil Bindemittel auf einem Minimum gehalten, teils um den Tabakgehalt auf ein Maximum bringen zu können, und im allgemeinen liegt ein genügender Mengenanteil im Bereich von 5-12 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des Blattes.
Für die Herstellung von giessbaren Zubereitungen mit hohem Festkörpergehalt an der oberen noch brauchbaren Grenze, d.h. mit 16-40 Gew.-% oder mehr Festkörpergehalt, wird als Bindemittel Tamarindengummi bevorzugt, wie in der bereits genannten US-Patentanmeldung 811 022 beschrieben.
Die giessbare Zubereitung, d.h. der mit dem Basisgemisch vereinigte zerkleinerte Tabak, kann direkt in die 5 Giesseinrichtung gepumpt und dort auf konventionelle Art zu einem Blatt gegossen werden, wobei ein dünnes Blatt gegossen, getrocknet und auf übliche Art gewonnen werden kann, um zu Füllmaterial für Zigaretten und Zigarren oder zu Deckblättern für Zigarren verwendet zu werden, io Eine bevorzugte Zubereitung mit 16-40 Gew.-% Festkörpergehalt kann äusserst viskos sein. Ausserdem quillt der Tabak bei Erreichen eines Ausgleichszustandes mit dem vorhandenen Wasser, wobei praktisch das gesamte zur Verfügung stehende Wasser aufgenommen wird und das System 15 dann schwierig oder überhaupt nicht mehr durch Giessen verformbar ist. Demzufolge wird in einer bevorzugten Ausführungsform die giessbare Zubereitung mit hohem Festkörpergehalt praktisch unmittelbar vergossen, d.h. bevor der Tabak zu einem Ausgleichszustand mit dem in der wässrigen 20 Phase zur Verfügung stehenden Wasser gelangt ist. Üblicherweise wird für das Giessen ein endloses Band aus rostfreiem Stahl eingesetzt, wie in der US-PS 2 769 734 beschrieben. Die aus der Aufschlämmung erhaltene Folie kann dann durch Erwärmung auf 80-90 °C getrocknet oder einen 25 vorbestimmten Feuchtigkeitsgehalt von beispielsweise 13 Gew.-% eingestellt werden. Nach der Trocknung des rekonstituierten Tabakblattes kann dieses in vorbestimmtem Ausmass rückbefeuchtet werden, beispielsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 10-30%, abhängig vom vorge-3o sehenen Verwendungszweck des Blattes.
Das erhaltene Blatt kann mit einer Oberflächenbeschich-tung zur Kontrolle von Oberflächeneigenschaften, beispielsweise Klebrigkeit, versehen werden. Üblicherweise erfolgt eine Beschichtung mit einem Celluloseäther, wie Äthyl-35 cellulose, wie in der US-PS 3 185 161 beschrieben.
Nach der Erfindung wie beschrieben hergestellte rekonstituierte Tabakblätter zeigen bevorzugt Eigenschaften wie in Tabelle 1 angegeben.
40 Tabelle 1
45
Flächengewicht des Blattes, g/m2 Blattdicke, mm
Reissfestigkeit, g/2,54 cm Breite Längsrichtung, trocken (DL) Längsrichtung, nass (WL) Querrichtung, trocken (DT) Querrichtung, nass (WT)
70-81
0,127-0,178
1400-1900 150- 250 650- 900 90- 130
Der Orientierungsfaktor errechnet sich aus den Reissfe-stigkeitswerten des Blattes nach der Formel:
Reissfestigkeit in Längsrichtung Reissfestigkeit in Querrichtung
55
und beträgt im trockenen Zustand vorzugsweise weniger als 2,0 und höchstens 10% weniger im nassen Zustand. Die 60 Reissfestigkeiten werden auf einem «Scott Serigraph» unter Verwendung von Prüfstreifen einer Breite von 2,54 cm gemessen. Das zu prüfende Blatt wird unter kontrollierten Klimabedingungen auf eine konstante Feuchtigkeit in Abhängigkeit von der jeweiligen Tabaksorte im Bereich von 12-16 65 Gew.-% konditioniert. Die Prüfung der Nassfestigkeiten erfolgt, indem die Oberfläche des Blattes in einem Abstand von etwa 6,5 mm von einer Kante benetzt wird.
Die Porosität des zu prüfenden Blattes wird unter Ver-
5
640 708
wendung eines «GurIey»-Densometers mit einer Luft-Durchflussrate von 300 ml gemessen und in Sekunden angegeben.
Die Viskositäten werden als Lösungsviskositäten angegeben und mittels eines «Brookfield»-Viskosimeters unter Verwendung der Spindel Nr. 1 bzw. 4 bei einer Tourenzahl von 20/min gemessen.
Die Füllkraft des zu prüfenden Blattes wird im zerschnitzelten Zustand bei einem auf 12,5 Gew.-% eingestellten Feuchtigkeitsgehalt unter Verwendung eines «Borgwald»-Densometers gemessen. Die in cm3/g angegebenen Werte entsprechen dem komprimierten bzw. spezifischen Volumen. Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen erläutert, wobei alle Teil- (T) und Prozentangaben gewichts-mässig sind, wenn nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1
Durch Giessen und Trocknen einer Zubereitung in Form einer wässrigen Aufschlämmung, enthaltend, bezogen auf das Trockengewicht des Blattes, 85% zerkleinerten Tabak s und ein Basisgemisch, enthaltend 4,2% aufgeschlämmte Pulpe der in Tabelle 2 angegebenen Art und der nachstehenden Zusammensetzung in bezug auf die Faserlänge nach der Clark-Klassifizierung mit Sieben der nachstehenden Maschenweiten: 1,410 mm = 0%; 0,595 mm = 30-40%; io 0,297 mm = 30-40%; 0,149 mm = 10-15%; <0,149 mm = 20-30%; 9,0% Tamarindengummi, 1,05% Guargummi und 0,75% Glyoxal-Vernetzungsmittel, wurden rekonstituierte Tabakblätter hergestellt.
Die jeweils verwendete Pulpenart und die Eigenschaften i5 der damit erhaltenen Blätter sind in Tabelle 2 angeführt.
Tabelle 2
Kurzfaserpulpe Reisstroh Spartgras Bambus Bambus Weizen gebleicht stroh
Flächengewicht, g/m2
68
80
73
74
71
Blattdicke, mm
0,132
0,135
0,137
0,132
0,135
Dichte, g/cm3
0,51
0,59
0,53
0,56
0,53
Reissfestigkeiten, g/2,54 cm
DL
-
-
640
—
DT
-
—
526
—
WL
81
110
Ii5
97
68
WT
50
80
80
84
42
Orientierungsfaktor
nass
1,62
1,38
1,44
1,15
1,62
trocken
-
-
-
1,22
Beispiel 2
Auf gleiche Art wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Basisgemisch, enthaltend 34% Hartholzpulpe «Oxibrite», 24% rohres Tamarindengummi «Amatex» 83,25% beschichtetes Tamarindengummi «Amatex» 83,7% Guargummi und 10% Glyoxal-Vernetzungsmittel in einem «Eppen-bach»-Mischer mit Ausschussblättern von Tabak Virginia hell in solchen Mengenanteilen vereinigt, dass durch Giessen einer Aufschlämmung mit einem Gesamtfestkörpergehalt von 22% Tabakblätter mit einem Tabakgehalt von 85 bzw. 80% erhalten wurden.
Der Aufbau der beiden Blätter und deren Eigenschaften sind in Tabelle 3 angeführt.
Tabelle 3
Tabakgehali, %
85
80
Gehalt Hartholzpulpe, %
5
5
Flächengewicht, g/m2
84
69
Feuchtigkeitsgehalt, %
13,8
13,6
Blattdicke, mm
0,146
0,136
Dichte, g/cm3
0,56
0,50
Porosität, s
20-32
11-13
Reissfestigkeiten, g/2,54 cm
DL
1368
1150
DT
1020
725
WL
215
165
WT
105
88
Beispiel 3
Es wurde eine Reihe von giessbaren Zubereitungen hergestellt, um in rekonstituierten Tabakblättern mit einem Tabakgehalt von 85% Ausschuss-Tabakblättern Virginia hell bei Standard-Herstellungsbedingungen in einem Bereich von
35 4-6% variierende Mengenanteile Hartholzpulpe und in einem Bereich von 1,0-1,5% variierende Mengenanteile von Vernetzungsmittel zu erzielen.
Das Kontroll-Basisgemisch mit einem Festkörpergehalt von 4,1% enthielt 27% Hartholzpulpe «Oxibrite», 28% ro-40 hes Tamarindengummi, 28% gekochtes Tamarindengummi, 7% Guargummi und 10% Glyoxal und zeigte einen pH-Wert von 6,6 und mit Spindel Nr. 4 bei 30 °C eine Viskosität von 2800 mPa • s. Nach Vereinigung mit dem Tabak in einem Mischer hoher Intensität wurde eine giessbare Zube-45 reitung in Form einer Aufschlämmung mit einem Festkörpergehalt von 20,5% erhalten, die einen pH-Wert von 5,5 und mit Spindel Nr. 1 bei 30 °C eine Viskosität von 34 000 mPa • s aufwies, die dann zu einem Blatt gegossen wurde. Für die übrigen Versuche wurde das Basisgemisch auf so die nachstehenden Festkörper- und Pulpegehalte eingestellt: Für 5%ige Pulpe mit 34% Pulpe «Oxibrite», 24% rohem Tamarindengummi und 25% gekochtem Tamarindengummi, wonach die Aufschlämmung einen Festkörpergehalt von 22,8% und mit Spindel Nr. 1 bei 30 °C eine Viskosität von 55 44 000 mPa • s aufwies;
für 6%ige Pulpe mit 40% Pulpe «Oxibrite» und nötigenfalls unter Zusatz von Glyoxal, wonach die Aufschlämmung einen Festkörpergehalt von 20,5% und mit Spindel Nr. 1 bei 30 °C eine Viskosität von 40 000 mPa • s aufwies. 60 Der Aufbau der jeweiligen rekonstituierten Tabakblätter und deren Eigenschaften sind in Tabelle 4 angeführt.
Die hier verwendete Bezeichnung «Tabak» bezieht sich auf Tabak, rekonstituierten Tabak, Tabakabfälle, wie Stengel, Rippen und Staub, Tabakersatz, wie Kakaoblätter und 65 andere natürlich gezüchtete Gewächse, tabakähnliche Substanzen und gleichartig strukturierte synthetische, dem Fachmann wohlbekannte Substanzen, wie Cellulose oder Cellulosederivate.
640 708
6
Tabelle 4
Versuch Nr.
1
2
3
41
51
Hartholzpulpe-Gehalt, %
4
5
5
6
6
Glyoxal-Vernetzungsmittel, %
10
10
15
10
15
Flächengewicht, g/m2
70-76
74-82
78-86
91-101
85-94
Feuchtigkeitsgehalt, %
9,2-10,8
8,8-12,8
12,4-20,2
9,0-12,5
10,4-11,5
Blattdicke2, mm
0,123-0,130
0,126-0,147
0,133-0,146
0,151-0,182
0,146-0,163
Dichte2, g/cm3
0,57-0,58
0,56-0,57
0,57-0,59
0,54-0,60
0,56-0,58
Porosität, s
12-30
15-28
13
15-27
11-16
Reissfestigkeiten, g/2,54 cm
DL
1400,1360
1300,1630
1200,
1140
2000+, 1500
1300,
1200
DT
610, 745
485, 780
780,
540
800, 695
478,
640
WL
155, 180
160, 185
183,
200
193, 190
210,
195
WT
94, 72
77, 85
79,
80
89, 95
80,
85
Füllkraft, cm3/g
4,2
4,08
4,06
4,00
4
,03
1 84/16-Basisgemisch
2 ausgedrückt als Bereich der an drei Stellen in Querrichtung des Blattes ermittelten Werte.
Beispiel 4
Auf gleiche Art wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde aus einer Aufschlämmung, die 85% Tabak, nur gekochtes Tamarindengummi, 4% Hartholzpulpe und 1,5% Glyoxal enthielt, einen Festkörpergehalt von 21,6% und bei 40 °C mit Spindel Nr. 1 eine Viskosität von 50 000 mPa • s aufwies, ein rekonstituiertes Tabakblatt hergestellt.
Die Eigenschaften des erhaltenen Blattes sind in Tabelle 5 angeführt.
Tabelle 5
Flächengewicht des Blattes, g/m2 81-91
Feuchtigkeitsgehalt, % 14,2-15,3 Blattdicke, mm 0,136-0,149 Dichte, g/cm3 0,57-0,61
Porosität, s 27-36 Reissfestigkeiten, g/2,54 cm
DL 1800-1060 DT 895,615 WL 185,205 WT 90,105
Beispiel 5
Auf gleiche Art, wie in Beispiel 3 beschrieben, wurden Tabakblätter hergestellt aus Aufschlämmungen mit im Be-25 reich von 3-5% variierendem Pulpegehalt, enthaltend 1,0% Glyoxal und stets 85% Tabak, wobei Versuche mit Tabak aus 100% Ausschussblättern Virginia hell (VBSL) und Versuche mit einem 65/35-Gemisch von VBSL und zerschnittenen Stengeln desselben Tabaks (VBCS) ausgeführt wur-30 den.
Das Basisgemisch enthielt für die Versuche mit 3%iger Pulpe 20% Pulpe «Oxibrite», 28% rohes Tamarindengummi, 35% gekochtes Tamarindengummi, für die Versuche mit 4%iger Pulpe 27% Pulpe «Oxibrite», 28% rohes Tamarin-35 dengummi, 28% gekochtes Tamarindengummi; und für die Versuche mit 5%iger Pulpe 34% Pulpe «Oxibrite», 24% rohes Tamarindengummi und 25% gekochtes Tamarindengummi. Der Festkörpergehalt der Aufschlämmungen variierte im Bereich von 21,7-22,6%.
40
Der Aufbau der einzelnen Versuche und die Eigenschaften der dabei erhaltenen rekonstituierten Tabakblätter sind in Tabelle 6 angeführt.
Tabelle 6
Versuch, Nr.
1
2
3
4
5
6
Tabak
VBSL
VBSL/VBCS
VBSL
VBSL/VBSC
VBSL
VBSL/VBSC
Hartholzpulpe-Gehalt, %
3
3
4
4
5
5
Flächengewicht, g/m2
74-89
82-91
85-96
80-89
75-84
79-91
Feuchtigkeitsgehalt, %
16,1-17,8
10,2-11,0
11,0-13,6
8,6-9,6
8,3-8,9
10,7-11,9
Blattdicke, mm
0,133-0,169
0,152-0,176
0,152-0,170
0,158-0,170
0,142-0,153
0,140-0,169
Dichte, g/cm3
0,52-0,56
0,48-0,54
0,56-0,57
0,50-0,52
0,53-0,54
0,54-0,57
Porosität, s
6
4-5
10-12
3-6
6-7
8-10
Reissfestigkeiten, g/2,54 cm
DL
1120
1493
1630
2000+
1180
1236
DT
845
825
922
1965
740
840
WL
144
137
157
162
140
132
WT
75
72
75
87
64
62
Füllkraft, cm3/g
4,23
4,14
4,29
4,21
4,5
4,25
s
Claims (8)
1. Verformbares Tabakgemisch, dadurch gekennzeichnet, dass es zerkleinerten Tabak, ein Bindemittel für den Tabak und 2-12 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht, unraffinierte kurze Cellulosefasern einer durchschnittlichen Länge von weniger als 2 mm enthält und in Form einer wässrigen Aufschlämmung mit einem Festkörpergehalt von mindestens 10 Gew-% vorliegt.
2. Tabakgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel für den Tabak Tamarindengummi umfasst.
3. Tabakgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Cellulosefasern aus der Gruppe von unraffinierter Hartholzpulpe, Zuckerrohrtreber, Bambus, Reisstroh, Weizenstroh und Spartgras ausgewählt sind.
4. Tabakgemisch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Cellulosefasern eine delignifierte, unraffinierte Hartholzpulpe sind.
5. Tabakgemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartholzpulpe zur Hauptsache aus Eichenholz, Gummibaum- und Pappelholz abgeleitet ist.
6. Tabakgemisch nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Aufschlämmung einen Festkörpergehalt von mindestens 16 Gew.-% aufweist.
7. Verwendung des Tabakgemischs nach Anspruch 1 zur Herstellung eines rekonstituierten Tabakblattes, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Aufschlämmung zu einem Blatt giesst und dieses trocknet.
8. Rekonstituierte Tabakblätter, die nach Anspruch 7 erhalten werden.
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