DD264949A1 - Verfahren zur herstellung von umhuellungspapier fuer rauchbare materialien - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Umhuellungspapier fuer rauchbare Materialien, insb. Zigarettenpapier mit hohem Gebrauchswert. Das Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zu finden, mit welchem Umhuellungspapier fuer rauchbare Materialien herstellbar ist, welches die erforderlichen mechanischen und stroemungstechnischen Eigenschaften aufweist sowie hervorragende Abbrand- und sehr gute Geschmacksmerkmale besitzt. Dies wird erreicht, indem 0,1 bis 45 Ma.-% Glasfasern bezogen auf den Gesamtfaserstoffgehalt der Faser- oder/und der Papierstoffsuspension zugemischt werden. Dabei weist der Faserstoff 82 bis 98 Schopper-Riegler sowie ein Wasserrueckhaltevermoegen von 140 bis 260% auf. Am fertigen Papierstoff sind 80 bis 95 Schopper-Riegler und ein Wasserrueckhaltevermoegen von 100 bis 240% messbar. Der durchschnittliche Durchmesser der Glasfasern betragen bis 0,008 mm, ihre Laenge 0,1 bis 5 mm. Die Glasfasern koennen neben den ueblichen Bestandteilen auch 50 bis 99,9% ZrO2 enthalten.

Description

Anwendungsgebiet dtr Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Umhüllungspaplor tür rauchbare Materialien, insbesondere Zigarettenpapier mit hohem Gebrauchswert.

Charakteristik dar bekannten technischen Losungen

Hochwertige Umhüllungspapiere für rauchbare Materialien, insbesondere Zigc rettenpapiere mit einer flächenbelogenen Masse zwischen 12 und 3Qg/rrr sollen heute hoch porös, aber ohne sichtbare Löcher soin, um so durch ausreichende Luftzufuhr in den Hauptstromrauch u.a. den Anteil der toxischen Rauchin)\altsetoffe weitestgehend reduzieren zu können. Dabei werden eine homogene Blattstruktur, die die erforderlichen mechaniuchen und s'.romungstethnischen Eigenschaften des Papieres sicher stellt, sowie «ehr gute Abbrand- und Geschmacksmerkmale in Verbindung mit dem rauchbaren Material und eine hohe Opazitlt vorausgesetzt.

Zur Herstellung von Zigarettenpapieren nimmt man heute vor allem Faserstoffe auf Basis Bast- und Blatt'asern (z. B. Flach», Hanf, Sisal), Gräter (z.B. Esparto) sowie Nadel- und Laubhölzer.

Alle diese cellulosehaltigen Faserstoffe haben den Nachteil, daß die erreichbare Porosität der Zigarettenpapiere nur mittelmäßig ist, daß stets spürbar geschmacklich unerwünschte Rauchinhaltsstoffe, insbesondere bestimmte Kohlenwasserstoffe vorhanden sind und das der Ascheschlauch mechanisch instabil ist.

Zwar kann man die Porosität des Papieres durch einen leicht gesteigerten f-üllstoffanteil (höchstens 35%) oder durch die Anwendung gering fibrilliorter Fasern erhöhen, aber beides fuhrt zu einer Verschlechterung der Blattstruktur und zu unvertretbaren Verlusten In der mechanischen Festigkeit.

Eine Verbesserung dieser Situation gibt die DD-PS 145863 an.

Die cellulosehaltigen Faserstoffe sind danach in wäßriger Suspension auf einen Mahlgrad von mehr als 90° Schopper-Riegler zu mahlen und dem Papierstoff ist so viel Füllstoff zuzufügen, daß dar Aschegehalt des daraus hergestellten Papieres mehr als 35% beträgt. Dadurch wurden zwar verbecserte Porosltäts- und Festigkeitswerte sowie Blattstruktur-, Abbrand- und Geschmackswerte iirreicht, die aber auch noch nicht hohen und höchsten Ansprüchen genügen.

In der DE-AS 1127199 wird zum Erreichen einer höheren Porosität der Einsatz von Viskose- oder Kupferseidestapelfasern beschrieben.

Diese organischen Chemiefasern haben aber wie die cellulosehaltigen organischen Naturfasern den Nachteil, daß sie beim Verrauchen nlner Zigarette bei Temperaturen in der Glutzone zwischen 800°C und 1000'C verbrennen, Die Folgo sind u.a.

unbefriedigende Abbrandeigenschaften, wie z.B. Aufblättern des Ascheschlauchs.

Hinzu kommt ein mehr oder weniger starker Abfall der mechanischen Festigkeit des Papieres.

Eine andere Möglichkeit, eine höhere Porosität des Papieres zu erreichen, wird in der DE-PS 3210461 angegeben. Der hierzu vorgeschlagene Zusatz von AljOjFasern soll weiterhin eine homogene Blattstruktur sowie verbesserte Abbrand- und Geschmackseigenschaften bewirken. Das heißt, durch die unverbrannten AI,Oj-Fasern In der Papierachse soll ein geschlossener, fester Ascheschlauch entstehen. Ein solcher, mit AljOj-Fasern gearbeitetes Papier müßte danach nach heutigem Wissensstand

somit am besten die genannten Qualitätsanforderungen en ein hochwertiges Zigarettenpapier erfüllen. Nachteilig ist jedoch,daß die in der Papierasche vorliegenden, unverbrannten bzw. unveränderten Ausgangefasern keinen spürbaren festeren

Ascheschlauch bilden, die Porosität des Papiere« kaum über das übliche Maß ansteigen lassen und Al_tOj-Fasern

herstellungsbedingt extrem teuor sind.

Glasfasern sind bereits seit dem Altertum bekannt. Seit 1930 werden sie industriell gefertigt. Der Einsatz von Glasfasern im Papier ist seit längerer Zeit bekannt, nicht aber im Zigarettenpapier. Ut.: 1) H.Hentschel: .Chemische Technologie der Zellstoff-und Papierherstellung"

2} J.-D.Schnapp: .Glas allgemein verstandlich" VEB Fachbuchverlag Leipzig 1977, I.Auflage, S. 158

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zu finden, mit welchem Umhüllungspapier für rauchbare Materialien, insbesondere Zigarettenpapier herstellbar ist, welches die erforderlichen physikalischen Eigenschaften aufweist sowie hervorragende Abbrand- und sehr gute Geschmacksmerkmale besitzt.

Darlegung dts Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Umhüllungspapier für rauchbare Materialien

(insbesondere Zigarettenpapier) mit den erforderlichen physikalischen Eigenschaft in sowie hervorragende Abbrand· und

Geschmacksmerkmale herstellbar ist. Das schließt die Stabilität der Asche bzw. de Xscheschlauches ein. Es wurde gefunden, daß die Aufgabe gelöst wird, indem 0,1 bis 46 Ma.-% Glasfasern. ezoyen auf den Gesamtfaserstoffgehalt In

wflßrioer Suspension dem Faser· und/oder dem Papierstoff zugefügt werden und daraus Papier nach einem bekannten

Verfahren hergestellt wird. Der verwendete Faserstoff muß dabei 82 bis 98 "Schopper-Rlegler und ein Wasserrückhaltevermögen

von 140 bis 260% aufweisen.

Am fertigen Papierstoff sind dann 80 bis 95 "Schopper-Rlegler und ein Wasserrückhaltevermögen von 100 bis 240"C meßbar. Als Glasfasern werden solche zugesetzt, die einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,0002 bis 0,008mm, vorzugsweise von

0,0003 bis 0,006mm und eine durchschnittliche Lange von 0,1 bis 6mm, vorzugsweise von 1,5 bis 4mm besitzen. Dieverwendeten Glasfasern bestehen aus 67,6-70,1 % SiO,, 2,6-3,0% AI₁O₃,6,0-7,0% CaO, 3,0-3,9% MgO, 12,9-14,2% Na₁O,0,7-3,9% K]0,1,0-2,7% B₂O₁,0-0,4% BaO, 0,1~0,161j Fe₂O₁ und müssen hygienisch unbedenklich sein bzw. der

Lebensmittelgesetzgebung entsprechen. Neben den üblichen Bestandteilen der Glasfasern können diese auch 60 bis 99,9% ZrO₁

enthalten.

Durch den Einbau der genannten Fasern In die Papierstruktur werden die brennbaren Papierbestandteile reduziert. Glasfasern

weisen eine hohe Temperaturbeständigkeit auf, verbrennen bei den In dor Glutzone erreichbaren Temperatur von max. 10OO'Cnicht. Somit nehmen die anorganischen Fasern keine unmittelbare Wirkung auf die Rauchinhaltsstoffe und führen zu elnctrpositiven Beeinflussung des Rauchgeschmackes.

Überraschender Weise wurde unter den angegebenen Bedingungen beim Abbrand des Papleres bzw. elnnr Zigarette gefunden,

daß die unbehandelten Glasfasr η die Porosität stark fördern Dadurch wird die llildung toxischer Verbindungen (7. B. CO und

Stickoxide) verringert und die geschmacksbildend en Stoffe worden nach Wunsch beeinflußt. Eine positiv» katalytischa Wirkung

der beschriebenen anorganischen Fasern auf die Bildung und !Zusammensetzung der Rauchlnhaltsstoffe Ist dibel ebenfalls nichtauszuschließen.

Das Zumischen insb. dünnster Glasfasern führt unter sonst konstanten Bedingungen zu einer Verbesserung der Opazität de· Papiers um 1 bis 2% gegenüber Ver|)lelchspapler<in. Das gewünscht« Abdecken des rauchbaren Materials durch das Umhüllungspapier kann damit sehr gut erfüllt werden. Ausfuhrungsbeispiele Beispiel 1 Als Ausgangsmatoriel wurdon Glasfasern mit einem Durchmesser von durchschnittlich 0,006mm und einer Länge von 2 bin

6mm verwendet. Die Fasern wurden mit einem Anteil von 2,6%, bezogen auf den Gesarntfaierstoffgehalt, In Form einer0,6%igiin Suspension In bekannter Welse dem sonst fertigen Papierstoff unmitt« Ibar vor der Blattbildung zuijemlscht. Derverwendete natürliche Faserstoff wlos dabei 83 "Schopper-Rieglei und ein Wassnirrückhaltevermögen von 105% auf. Am

Papierstoff selbst wurden 81 'Schopper-Rlegler und ein Wasserrückhalteve'mög »n von 100% gemessen. Danach erfolgte ebenfalls In bekannter An die Herstellung von UmhüllungspapUir für rauchbare Materialien mit einer

flächenbezogenen Mause von 42 g/·»*.

Dieses Papier wies gute Porositäts- und Blattstrukturmerkmale sowie Opazitäts- \ind Abbrandelgenschaften auf. Dor Ascheschlauch war geschlossen und fest. Beispiel 2 Einen cellulosehaltigen Faserstoff mit einem Schopper-Rlegler-Wert von 90* und einem Wuiiserrückhaltevermögen von 21C %

werden 20% Glasfasern bezogen auf den Gesamtstoffgehelt in Form einer etwa 0,8%lgen Suspension In bekannter V/eisezugemlRcht. Die zugesetzten Glasfasurn haben einen Durchmesser von durchschnittlich 0,W)I mm und ein· Länge von etwa 2 bis

Nunmehr erfolgt die Zugabe der Füll- und Hilfsstoffe. Der dadurch entstandene Papierganzrloff wies Jetzt «inen Mahlgrad ν sn

86' SR und «in Wasserrückhaltevermögen von 120% auf.

Danach wird In bekannter Weis« die 'Herstellung von Zigarettenpapier mit einer flächenbezogenen Masse von etwa 24g/m¹

vorgenommen.

Dieses Papier wies sehr gute Porositäts· und Abbrandeigenschaften sowie beste Opazitäts- und Blattstrukturmerkmalc auf. So lag die Opazität um 0,8% höher als normal, und der Ascheschlauch war durchgängig geschlossen und fest sowie mechanisch stabil.

Beispiel 3

Einem cellulosehaltigen Fasorstoff mit einem Srhopper-Riegler-Wert von 98° und einem Wasserrückhaltevermöge.i von 255% werden 30% Glasfasern bezogen auf den Gesamtfasprstoffgehalt in Form einer 0,1%igen Suspension in bekanntet Weise dem sonst fertigen Faserstoff zugemischt. Die zugesetzten Glasfasern haben einen Durchmesser von durchschnittlich 0,005mm und eine Länge von 1,5 bis 3mm. Nunmehr erfolgt die übliche Zugabe der Füll· und Hilfsstoffe. Der dadurch entstandene Papierganzstoff wies jetzt einen Mahlgrad von 93 °C SR und ein Wasserrückhaltevermögen von 210% auf. Danach wird in bekannter Weise die Herstellung von Zigarettenpapier mit einer flächenbezogenen Masse von 18g/m² vorgenommen. Dieses Papier wies beste Porositäts- und Abbrandeigenschaften sowie sehr gute Opazitäts- und Blattstrukturmerkmale auf. Beispielsweise lag die Opazität um 2% höher als normal, und der Ascheschlauch war durchgängig geschlossen und extrem fest sowie vollkommen mechanisch stabil.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Umhüllungspapier für rauchbare Materialien, insb. Zigarettenpapier, mit einer flächenbezogenon Masse von 12 bis 55g/m², dadurch gekennzeichnet, daß dem Faserstoff, der einen Mahlgrad von 82° bis 98° Schopper-Riegler und ein Wasserrückhaltevermögen von 140% bis 260% aufweist, 0,1-45 Ma.-% Glasfasern, bezogen fiuf den Gesamtfaserstoff gehe It, bestehend aus

67,6-70,1% SiO₂

2,6-3,0% AI₂O₃

5,0-7,0% CaO

3,0-3,9% MgO
12,9-14,2% Na₂O

0,7-3,6% K₂O

1,0-2,7% B₂O₃

0-0,4% BaO

0,1-0,15% Fe₂O₃

und die einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,0003 bis 0,006mm aufweisen und eine durchschnittliche Lunge von 1,5 bis 4mm besitzen, zugesetzt werden und daraus ein Papier nach bekannten Verfahren hergestellt wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Umhüllungspapier für rauchbare Materialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am fertigen Papierstoff 80° bis 90° Schopper-Riegler sowie ein Wasserrückhaltevermönen von 100 bis 240% gemessen werden.

3. Verfahren zur Herstellung von Umhüllungspapier für rauchbare Materialien nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern einen Anteil von 50 bis 99,9% ZrO₂ enthalten.