DE102016121175A1

DE102016121175A1 - Stabförmiger Rauchartikel sowie Vorrichtung zu seiner Herstellung

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Publication number: DE102016121175A1
Application number: DE102016121175.3A
Authority: DE
Inventors: Hans-Heinrich Müller; Marc Kessler; Martina Stamer; Helmut Voss; Thomas Janthur; Nadine Leichsenring; Knut Tracht; Sven Stoffels; Stefan HOMANN
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2018-05-09
Also published as: WO2018083180A1

Abstract

Beschrieben wird ein stabförmiger Rauchartikel mit einem Tabakstock (6), der mit einer Papierlage (10) umhüllt ist, wobei zwischen dem Tabakstock (6) und der Papierlage (10) eine aus rekonstituiertem Tabak hergestellte Tabakfolie (8) angeordnet ist, die im Wesentlichen unmittelbar auf dem Tabakstock (6) aufliegt, den Tabakstock (6) im Wesentlichen umgibt und im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Tabakstockes (6) mit einer dreidimensionalen Struktur versehen ist, durch die Hohlräume (16) zwischen dem Tabakstock (6) und der Papierlage (10) gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen stabförmigen Rauchartikel mit einem Tabakstock, der mit einer Papierlage umhüllt ist. Bei einem solchen stabförmigen Rauchartikel handelt es sich bevorzugt um eine Zigarette.
Bei der Herstellung derartiger stabförmiger Rauchartikel gewinnt die Frage der Kostenersparnis immer mehr an Bedeutung. In der Vergangenheit wurden bereits verschiedene Maßnahmen im Bereich der Energieeinsparung an den für die Herstellung verwendeten Maschinen und Vorrichtungen wie beispielsweise die Reduzierung von Druckluft und die Erhöhung der Effizienz der Antriebe sowie des Weiteren im Bereich der Materialausnutzung wie beispielsweise Vermeidung von Staub und Rückführung von Kurztabak untersucht und umgesetzt. Allerdings lassen sich mit derartigen Maßnahmen für die bekannten Rauchartikel und Produktionsprozesse signifikante Kostenreduzierungen nicht in gewünschtem Umfang oder nur mit übermäßigem Aufwand erzielen.
Da insbesondere Tabak einen Großteil der Materialkosten eines stabförmigen Rauchartikels verursacht, sind Maßnahmen vorgeschlagen worden, die auf diesen Aspekt fokussieren und zu einer Reduzierung des Tabakanteils in den Rauchartikeln führen. Bei diesen Maßnahmen besteht der Grundgedanke darin, den Tabakstab als sog. Double-Wrap-Artikel mit reduziertem Tabakanteil herzustellen, indem bei gleichbleibendem Außendurchmesser des stabförmigen Rauchartikels entsprechend dem gewünschten Solldurchmesser der effektive Durchmesser des Tabakstocks verringert ist.
So ist beispielsweise aus der EP 0 160 380 A1 eine Zigarette bekannt, die einen Tabakstock mit reduziertem Durchmesser enthält, welcher von einer Sandwich-Umhüllung umgeben ist. Die Sandwich-Umhüllung besteht aus einer unmittelbar auf dem Tabakstock aufliegenden, glatten Innenhülle, einer ebenfalls glatten Außenhülle und einer zwischen der Innenhülle und der Außenhülle angeordneten, längsaxial geprägten Zwischenhülle. Die Umhüllung kann aus Tabakfolie bestehen, die mit Hilfe des sog. Papierverfahrens aus rekonstituiertem Tabak hergestellt ist.
Die US 3,773,053 A offenbart eine Zigarette, die an der Innenseite der aus Zigarettenpapier bestehenden Umhüllung eine zusätzliche streifenförmige Papierlage aufweist, die sich in ihrer Breite etwa über einen Viertel des Zigarettenumfanges erstreckt und zur Bildung von Kanälen gecrimpt ist. Die zusätzliche Anordnung einer solchen gecrimpten streifenförmigen Papierlage führt aber nicht zur Reduzierung des Tabakanteils, sondern ist zur gezielten Beeinflussung des Abbrandverhaltens und der Geschmackseigenschaften der Zigarette vorgesehen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen stabförmigen Rauchartikel der eingangs genannten Art einen neuartigen Aufbau vorzuschlagen, mit dem sich kostengünstig eine erhebliche Reduzierung des Tabakanteils realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem stabförmigen Rauchartikel mit einem Tabakstock, der mit einer Papierlage umhüllt ist, wobei zwischen dem Tabakstock und der Papierlage eine aus rekonstituiertem Tabak hergestellte Tabakfolie angeordnet ist, die im Wesentlichen unmittelbar auf dem Tabakstock aufliegt, den Tabakstock im Wesentlichen umgibt und im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Tabakstockes mit einer dreidimensionalen Struktur versehen ist, durch die Hohlräume zwischen dem Tabakstock und der Papierlage gebildet sind.
Durch die Verwendung von mit einer dreidimensionalen Struktur versehenen Tabakfolie, die unmittelbar auf dem Tabakstock aufliegt und diesen im Wesentlichen vollständig umhüllt, wird erfindungsgemäß auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise ein effektives Abstandsmittel geschaffen, welches trotz dadurch realisierter Bildung von Hohlräumen unter Beibehaltung des Außendurchmessers des stabförmigen Rauchartikels entsprechend dem gewünschten Solldurchmesser für die erforderliche Stabilität und ‚gefühlte‘ Härte des stabförmigen Rauchartikels sorgt. Dabei bleibt der Zugwiderstand gegenüber herkömmlichen stabförmigen Rauchartikeln im Wesentlichen unverändert. Somit orientiert sich der erfindungsgemäß aufgebaute stabförmige Rauchartikel eng an herkömmlichen stabförmigen Rauchartikeln. Des Weiteren lässt sich mit Hilfe der Erfindung der sog. Kopfausfall reduzieren, da erfindungsgemäß auf die Umhüllung des Tabakstocks durch eine Innenhülle aus Papier verzichtet wird und deshalb die Tabakfasern einem unmittelbaren Eingriff mit der dreidimensionalen Struktur der Tabakfolie ausgesetzt sind. Schließlich lassen sich für die Herstellung der erfindungsgemäßen stabförmigen Rauchartikel herkömmliche Herstellungsvorrichtungen und -anlagen ohne wesentliche Anpassungen oder Modifikationen verwenden.
Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bevorzugt sollte der Tabakstock im Wesentlichen frei von rekonstituierten Tabakbestandteilen oder Tabakfolienbestandteilen sein und somit keine derartigen Bestandteile enthalten. Denn die erfindungsgemäß verwendete, aus rekonstituiertem Tabak hergestellte Tabakfolie ersetzt den in der Tabakmischung gewöhnlich enthaltenen Anteil von rekonstituierten Tabakbestandteilen.
Eine weitere bevorzugte Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass die dreidimensionale Struktur etwa in Längsrichtung des Tabakstockes orientierte und über den Umfang abwechselnd nebeneinanderliegende längliche Erhöhungen und Vertiefungen aufweist. Mit einem solchen Muster aus abwechselnd nebeneinanderliegenden länglichen Erhöhungen und nach Art von Nuten ausgebildeten Vertiefungen lässt sich auf konstruktiv einfache und leicht herzustellende Weise ein besonders festes Abstandsmittel realisieren, was sich besonders vorteilhaft auf die geforderte Stabilität des stabförmigen Rauchartikels auswirkt. Vorzugsweise sollte die Anzahl dieser im Wesentlichen über die gesamte Länge des Tabakstockes verlaufenden Erhöhungen zwischen 9 und 15 betragen.
Es ist auch denkbar, dass die dreidimensionale Struktur im Wesentlichen zusätzlich zumindest an einem der beiden Enden des Rauchartikels in Umfangrichtung des Tabakstockes verlaufende, abwechselnd nebeneinanderliegende, längliche Erhöhungen und ebenfalls nach Art von Nuten ausgebildeten Vertiefungen aufweist. Diese Ausführung ist also zusätzlich mit einem quer zur Längserstreckung des Tabakstockes orientierten und über dessen Umfang umlaufenden Muster aus abwechselnd nebeneinanderliegenden, länglichen Erhöhungen und Vertiefungen versehen. Eine solche Maßnahme kann getroffen werden, um das Ziehen von Nebenluft im Wesentlichen zu unterbinden. Ferner ist es mit einer derartigen Maßnahme im Falle einer Filterzigarette möglich, in dem vor dem Filter endenden Bereich des Tabakstockes Tabakmaterial einzusparen, welches dort in der Regel ohnehin nicht mehr verbrannt wird.
Bevorzugt können die Erhöhungen und/oder Vertiefungen abgerundet sein, so dass der Querschnitt eines solchen Musters aus abwechselnd nebeneinanderliegenden länglichen, abgerundeten Erhöhungen und Vertiefungen dem einer Wellpappe ähnelt. Bei einer Weiterbildung dieser Ausführung können zwei benachbarte Flanken, die jeweils eine Erhöhung mit einer benachbarten Vertiefung verbinden, im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sein.
Alternativ ist es auch möglich, dass die Erhöhungen und/oder Vertiefungen im Querschnitt im Wesentlichen eine Dreiecksform aufweisen.
Es ist aber auch eine Mischform aus abgerundeten Erhöhungen und/oder Vertiefungen und im Querschnitt dreieckigen und somit spitzen Erhöhungen und/oder Vertiefungen denkbar.
Bei einer Weiterbildung können zwei benachbarte Flanken, die jeweils eine Erhöhung mit einer benachbarten Vertiefung verbinden, bevorzugt in einem Winkel von etwa 30° bis 40° aufeinanderzu geneigt sein.
Bevorzugt sollte die radiale Höhe zwischen dem tiefsten Punkt der Vertiefungen und dem höchsten Punkt der Erhöhungen etwa 1 mm bis 2 mm betragen, wodurch sich eine spürbare Tabakersparnis realisieren lässt.
Besonders einfach lassen sich die Erhöhungen und/oder Vertiefungen herstellen, wenn sie im Wesentlichen äquidistant zueinander angeordnet sind.
Vorzugsweise lassen sich die Erhöhungen und/oder Vertiefungen mit Hilfe eines Präge- und/oder Crimpvorganges herstellen, und zwar insbesondere wenn die Erhöhungen und/oder Vertiefungen abgerundet sind oder aus einer dreieckigen Spitze bestehen und des Weiteren im Wesentlichen äquidistant zueinander angeordnet sind.
Bevorzugt kann die Tabakfolie zumindest vor einem der beiden Enden des Tabakstockes von der dreidimensionalen Struktur in einen im Wesentlichen glatten Zustand ohne Bildung von Hohlräumen übergehen. Auch mit einer solchen Maßnahme ist es möglich, das Auftreten von unerwünschter Nebenluft zu unterbinden. Sofern mit einer solchen Maßnahme das Brandende strukturfrei ausgebildet wird, so ist dort der Tabak wie bei einem herkömmlichen Rauchartikel über dessen gesamten Querschnitt verteilt, wodurch sich in vorteilhafter Weise der erfindungsgemäße Rauchartikel auch insoweit hinsichtlich seines Erscheinungsbildes nicht von einem herkömmlichen Rauchartikel unterscheidet und außerdem anfänglich ein gleiches Abbrandverhalten wie bei einem herkömmlichen Rauchartikel ergibt.
Um den Zugwiderstand zu erhöhen, kann bevorzugt die dreidimensionale Struktur stellen- oder abschnittweise durch eine glatte Kontur unterbrochen sein, wodurch dann die durch die dreidimensionale Struktur gebildeten Hohlräume zwischen dem Tabakstock und der Papierlage abschnittsweise im Wesentlichen verschlossen sind und deshalb im Wesentlichen keine Luft durchlassen. Die Stellen, an denen die dreidimensionale Struktur unterbrochen ist, können beispielsweise über die Länge des stabförmigen Rauchartikels und/oder in Längsrichtung des stabförmigen Rauchartikels und über den Umfang versetzt herum verteilt angeordnet sein.
Vorzugsweise wird die Tabakfolie aus gemahlenen Tabakrippen und Tabakstaub hergestellt, wobei bevorzugt die erfindungsgemäß zu verwendende Tabakfolie etwa 65 % bis 85 %, vorzugsweise etwa 70 %, gemahlene Tabakrippen, etwa 15 % bis 25 %, vorzugsweise etwa 20 %, Tabakstaubanteil und 0 % bis etwa 15 %, vorzugsweise 10 %, Zellulose aufweisen kann.
Für die Stabilität des Rauchproduktes ist es besonders vorteilhaft, wenn die Tabakfolie ein Flächengewicht von etwa 60 g/m² bis 130 g/m², vorzugsweise 100 g/m² bis 110 g/m², und/oder eine Zugfestigkeit von mindestens 10 N/m, vorzugsweise mindestens 12 N/m, aufweist.
Die zuvor genannte Aufgabe wird des Weiteren gelöst mit Hilfe einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Rauchartikels mit einer Einrichtung zum Zuführen eines aus rekonstituiertem Tabak hergestellten Tabakfolienstreifens, einer Einrichtung zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur im Tabakfolienstreichen, einer Einrichtung zum Zuführen eines Papierstreifens, einer Einrichtung zum Zuführen von Tabak, einer Einrichtung zur Umhüllung des Tabakstranges mit einer Anordnung aus innenliegendem strukturiertem Tabakfolienstreifen und außenliegendem Papierstreifen und einer Einrichtung zur Vereinzelung des so gebildeten, umhüllten Tabakstranges in mit einer Anordnung aus innenliegender strukturierter Tabakfolie und außenliegender Papierlage umhüllte, diskrete Tabakstöcke.
Ein Vorteil der Erfindung besteht somit darin, dass die Herstellung des erfindungsgemäßen Rauchartikels im Wesentlichen mit bekannten Prozessfunktionen stattfinden kann, wobei lediglich für das Einbringen der dreidimensionalen Konturierung eine weitere Funktion integriert werden muss. Somit wird in einem herkömmlichen Prozess Tabak aufgeschauert, wobei sich das Format bzw. die Kanalbreite an dem reduzierten Durchmesser orientiert, der sich aus der Innenkontur ergibt, um daraus Tabakstöcke mit entsprechend reduziertem Durchmesser herzustellen. Die Umhüllung findet als modifizierter sog. Double-Wrap-Prozess statt. Die Zufuhr des als Außenhülle zu verwendenden Papierstreifens erfolgt in herkömmlicher Form und im entsprechenden Format. Des Weiteren wird der erfindungsgemäß als Innenlage zu verwendende Tabakfolienstreifen zugeführt und in einem anschließenden Strukturierungsprozess mit der gewünschten dreidimensionalen Struktur versehen. Danach erfolgt die Umhüllung des Tabaks mit einer Anordnung aus innenliegendem strukturiertem Tabakfolienstreifen und außerliegendem Papierstreifen.
Bevorzugt wird die dreidimensionale Struktur der Tabakfolie durch einen Präge- und/oder Crimpprozess erzeugt, wozu die Einrichtung zur Erzeugung der dreidimensionalen Struktur entsprechende Mittel zum Prägen und/oder Crimpen des Tabakfolienstreifens aufweist. Beispielsweise können zur Erzeugung von Erhöhungen und/oder Vertiefungen als dreidimensionale Struktur in der Tabakfolie als Prägemittel eine Prägeform verwendet werden, auf deren mit dem Tabakfolienstreifen in Eingriff bringbaren Wirkfläche entsprechende Erhöhungen und/oder Vertiefungen ausgebildet sind.
Die Umhüllung des aufgeschauerten Tabaks kann insbesondere auf zweierlei Art geschehen.
Zum einen kann bevorzugt die Einrichtung zur Umhüllung ausgebildet sein, in einem ersten Schritt den aufgeschauerten Tabak mit dem strukturierten Tabakfolienstreifen zu umhüllen und anschließend den Papierstreifen um den dann bereits unmittelbar auf dem Tabakstock aufliegenden strukturierten Tabakfolienstreifen herum zu legen.
Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die Einrichtung zur Umhüllung ausgebildet ist, in einem ersten Schritt eine gemeinsame Anordnung aus dem strukturierten Tabakfolienstreifen und dem Papierstreifen zu bilden und in einem zweiten Schritt den aufgeschauerten Tabak mit der Anordnung aus strukturiertem Tabakfolienstreifen und Papierstreifen so zu umhüllen, dass der strukturierte Tabakfolienstreifen direkt auf dem so gebildeten Tabakstock zu liegen kommt. Hierzu kann im zweiten Schritt der aufgeschauerte Tabak zunächst auf die kombinierte Anordnung aus strukturiertem Tabakfolienstreifen und Papierstreifen aufgelegt und dann in einem einzigen gemeinsamen Strangformungsprozess mit der kombinierten Anordnung aus strukturiertem Tabakfolienstreifen und Papierstreifen umhüllt werden.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Filterzigarette gemäß einer ersten bevorzugten Ausführung mit einem Double-Wrap-Tabakstab in schematischer Seitenansicht (a) und in vergrößerter Stirnansicht auf das freie Ende des umhüllten Tabakstabes (b);
2 eine Filterzigarette gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführung mit einem Double-Wrap-Tabakstab in schematischer Seitenansicht (a) und in Stirnansicht auf das freie Ende des umhüllten Tabakstabes (b);
3 eine Filterzigarette gemäß einer dritten bevorzugten Ausführung mit einem Double-Wrap-Tabakstab in schematischer Seitenansicht (a) und in Stirnansicht auf das freie Ende des umhüllten Tabakstabes (b);
4 eine Filterzigarette gemäß einer vierten bevorzugten Ausführung mit einem Double-Wrap-Tabakstab in schematischer Seitenansicht (a) sowie in einer Stirnansicht auf das freie Ende des umhüllten Tabakstabes (b) und in einer ersten Querschnittsansicht durch eine etwa mittig im Tabakstock gelegenen Stelle (d) und in einer zweiten Querschnittsansicht durch das filterseitige Ende des umhüllten Tabakstabes (c);
5 eine Filterzigarette gemäß einer fünfte bevorzugten Ausführung mit einem Double-Wrap-Tabakstab in schematischer Seitenansicht (a) und in Stirnansicht auf das freie Ende des Tabakstockes (b);
6 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Double-Wrap-Tabakstäben für Zigaretten;
7 schematisch nach Art eines Ablauf- bzw. Flussdiagramms den Prozess zur Herstellung von Double-Wrap-Tabakstäben für Zigaretten;
8 schematisch im Querschnitt das Oberflächenprofil eines Prägewerkzeuges gemäß einer ersten bevorzugten Ausführung;
9 schematisch im Querschnitt das Oberflächenprofil eines Prägewerkzeuges gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführung; und
10 schematisch im Querschnitt das Oberflächenprofil eines Prägewerkzeuges gemäß einer dritten bevorzugten Ausführung.

In 1 ist schematisch eine Filterzigarette mit einem Double-Wrap-Tabakstab 2 gemäß einer ersten Ausführung dargestellt. Der umhüllte Tabakstab 2 weist ein freies erstes Ende 2a, das auch als Brandende bezeichnet wird und an dem sich der Brandbereich ausbildet, und ein inneres zweites Ende 2b auf, an dem der Filter oder Filterstöpsel 4 angeordnet ist. Wie ferner 1b im Einzelnen erkennen lässt, enthält der umhüllte Tabakstab 2 einen aus Tabakfasern bestehenden Tabakstock 6, auf dem unmittelbar eine Tabakfolie 8 aufliegt. Somit wird der Tabakstock 6 von der Tabakfolie 8 vollständig umhüllt. Die Tabakfolie 8 ist aus rekonstituiertem Tabak hergestellt und weist bevorzugt etwa 65 % bis 85 %, vorzugsweise etwa 70 % gemahlene Tabakrippen, etwa 15 % bis 25 %, vorzugsweise etwa 20 %, Tabakstaubanteil und 0 % bis etwa 15 %, vorzugsweise 10 %, Zellulose auf. Ferner sollte bevorzugt die verwendete Tabakfolie 8 ein Flächengewicht von etwa 60 g/m² bis 130 g/m², vorzugsweise 100 g/m² bis 110 g/m² und eine Zugfestigkeit von mindestens 10 N/m, vorzugsweise mindestens 12 N/m, haben.
Die Tabakfolie 8 ist mit einer dreidimensionalen Struktur versehen, die gemäß dem in 1b dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt eine Wellenform bildet. Weitere Einzelheiten zur dreidimensionalen Struktur werden nachfolgend näher erörtert.
Bevorzugt ist der Tabakstock 6 im Wesentlichen frei von rekonstituierten Tabakbestandteilen oder Tabakfolienbestandteilen und enthält somit keine derartigen Bestandteile. Denn die aus rekonstituiertem Tabak hergestellte Tabakfolie 8 soll den in der Tabakmischung gewöhnlich enthaltenen Anteil von rekonstituierten Tabakbestandteilen ersetzen.
Auf der Tabakfolie 8 ist eine Papierlage 10 aufgebracht, die die Anordnung aus Tabakstock 6 und Tabakfolie 8 vollständig umhüllt. Somit bilden die Tabakfolie 8 und die Papierlage 10 eine doppellagige Umhüllung, wobei die Tabakfolie 8 die Innenhülle und die Papierlage 10 die Außenhülle bildet. Deshalb wird der hier beschriebene Tabakstab 2 auch als Double-Wrap-Tabakstab bezeichnet.
Wie 1a in Verbindung mit 1b schematisch erkennen lässt, bildet die Wellenform der Tabakfolie 8 eine in Längsrichtung des umhüllten Tabakstabes 2 bzw. des Tabakstockes 6 orientierte längsaxiale Struktur 12, die im dargestellten Ausführungsbeispiel von 1b in Längsrichtung des umhüllten Tabakstabes 2 bzw. des Tabakstockes 6 orientierte und über den Umfang des Tabakstockes 6 abwechselnd nebeneinanderliegende längliche Erhöhungen 14 und nach Art einer Nut ausgebildete Vertiefungen 15 aufweist. Obwohl die strukturierte Tabakfolie 8 von der als Außenhülle vorgesehenen Papierlage 10 überdeckt und somit unsichtbar ist, ist aus Gründen des besseren Verständnisses in der Ansicht von 1a die Papierlage 10 weggelassen, also nicht dargestellt, um die längsaxiale Struktur 12 in der Tabakfolie 8 schematisch sichtbar zu machen. Wie sich des Weiteren 1b entnehmen lässt, werden zwischen dem Tabakstock 6 und der Papierlage 10 durch die in die Tabakfolie 8 eingeprägte dreidimensionale Struktur in den Vertiefungen 15 Hohlräume 16 gebildet, die einerseits von der Tabakfolie 8 und andererseits von der Papierlage 10 begrenzt werden und in Längsrichtung des umhüllten Tabakstabes 2 bzw. des Tabakstockes 6 verlaufen. Durch die Bildung der Hohlräume 16 wird unter Beibehaltung des Außendurchmessers des umhüllten Tabakstabes 2 entsprechend dem gewünschten Solldurchmesser eine Reduzierung der für den Tabakstock 6 benötigten Tabakmenge erreicht. Außerdem sorgt die gewählte und somit dreidimensional strukturierte Tabakfolie 8 für die erforderliche Stabilität und ‚gefühlte‘ Härte des umhüllten Tabakstabes 2. Bevorzugt beträgt der radiale Abstand zwischen dem höchsten Punkt der Erhöhungen 14 und dem tiefsten Punkt der Vertiefungen 15 etwa 1 mm bis 2 mm. Auch wenn 1b eine höhere Anzahl von Erhöhungen 14 zeigt, so sollte bevorzugt die Anzahl der Erhöhungen 14 zwischen 9 und 15 betragen. Des Weiteren lässt 1b erkennen, dass die Erhöhungen 14 und die Vertiefungen 15 im Wesentlichen äquidistant zueinander angeordnet sind.
Durch die in 1b gezeigte Ausbildung einer wellenförmigen Struktur sind die Erhöhungen 14 und die Vertiefungen 15 abgerundet und die Erhöhungen 14 jeweils mit einer benachbarten Vertiefung 15 über eine Flanke 17 verbunden. Bei dem in 1b gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei benachbarte Flanken 17 in einem Winkel aufeinanderzu geneigt, wobei in Abweichung von der Darstellung von 1b der Winkel bevorzugt etwa 30° bis 40° betragen sollte. Es ist aber auch grundsätzlich denkbar, dass alternativ an einigen Umfangsabschnitten vereinzelt zwei benachbarten Flanken im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sein können.
Es ist beispielsweise aber auch denkbar, anstelle der in 1b abgebildeten wellenförmigen Struktur die Erhöhungen und Vertiefungen mit einem dreieckigen Querschnitt und somit als spitze Erhöhungen und Vertiefungen vorzusehen, wie schematisch in den 2b, 4d und 5b dargestellt ist. Des Weiteren kann auch eine Mischform aus abgerundeten Erhöhungen und/oder Vertiefungen und im Querschnitt dreieckigen und somit spitzen Erhöhungen und/oder Vertiefungen vorgesehen werden.
Bei der in 1 gezeigten Filterzigarette erstreckt sich die längsaxiale Struktur 12 über die gesamte Länge des umhüllten Tabakstabes 2 von dessen erstem Ende 2a, das zugleich auch das freie erste Ende des Tabakstockes 6 bildet, zu dessen zweitem Ende 2b, das zugleich auch das filterseitige zweite Ende des Tabakstockes 6 bildet. Somit ist der umhüllte Tabakstab 2 auch an seinem das Brandende bildenden ersten Ende 2a mit dem in 1b gezeigten Aufbau versehen. Da die Tabakfasern des Tabakstockes 6 einem unmittelbaren Eingriff mit der dreidimensionalen Struktur 12 der Tabakfolie 8 ausgesetzt sind, lässt sich am ersten Ende 2a des umhüllten Tabakstabes 2 der sog. Kopfausfall reduzieren.
2 zeigt eine Filterzigarette gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführung, die sich von der ersten bevorzugten Ausführung gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass im Bereich des zweiten Endes 2b des umhüllten Tabakstabes benachbart zum Filter 4 der Abschnitt 18 der Tabakfolie 8 nicht strukturiert, sondern glatt ist. In diesem filterseitigen Abschnitt 18 liegt somit die Tabakfolie 8 an der Papierlage an, wodurch die Hohlräume 16 (1b) in Richtung auf den Filter 4 verschlossen werden, um auf diese Weise das unerwünschte Auftreten von Nebenluft zu vermeiden.
3 zeigt eine Filterzigarette gemäß einer dritten bevorzugten Ausführung, die sich von der zweiten bevorzugten Ausführung gemäß 2 dadurch unterscheidet, dass die Tabakfolie 8 in einem Abschnitt 20 benachbart zum ersten Ende 2a des umhüllten Tabakstabes 2 ebenfalls keine Struktur aufweist, sondern glatt ist und demnach mit der gleichen Konfiguration wie der filterseitige Abschnitt 18 versehen ist. Somit weitet sich auch im Abschnitt 20 der Tabakstock 6 entsprechend auf, wie die Ansicht auf das freie erste Ende 2a des umhüllten Tabakstabes 2 gemäß 3b erkennen lässt.
4 zeigt eine Filterzigarette gemäß einer vierten bevorzugten Ausführung, die sich von der dritten bevorzugten Ausführung gemäß 3 dadurch unterscheidet, dass der filterseitige Abschnitt der Tabakfolie 8 mit einer über den Umfang des Tabakstockes 6 verlaufenden, queraxialen Struktur 22 versehen ist, die bevorzugt in Umfangsrichtung des Tabakstockes 6 verlaufende, abwechselnd nebeneinander liegende, längliche Erhöhungen und/oder Vertiefungen bildet, die in ähnlicher oder gleicher Weise wie die in 1b dargestellten Erhöhungen 14 und Vertiefungen 15 konfiguriert sind. Somit ist das freie erste Ende 2a des umhüllten Tabakstabes 2 in gleicher Weise wie bei der dritten bevorzugten Ausführung gestaltet, wie ein Vergleich von 4b mit 3b erkennen lässt. Demgegenüber sorgt die queraxiale Struktur 22 in gleicher Weise wie die längsaxiale Struktur 12 für eine Verringerung des effektiven Durchmessers des Tabakstockes 6, wie die Schnittansicht von 4c schematisch erkennen lässt. Im Übrigen weist der umhüllte Tabakstab 2 den gleichen Aufbau wie bei der ersten bevorzugten Ausführung gemäß 1b auf, wie ein Vergleich mit 4d schematisch erkennen lässt.
5 schließlich zeigt eine Filterzigarette gemäß einer fünften bevorzugten Ausführung, die sich von den Ausführungen gemäß den 1 bis 4 dadurch unterscheidet, dass die Vertiefungen 15 der längsaxialen Struktur 12 und die dadurch gebildeten Hohlräume 16 an bestimmten Stellen 24 unterbrochen sind, die im darstellten Ausführungsbeispiel über die Länge des umhüllten Tabakstabes 2 und gleichzeitig über dessen Umfang versetzt herum verteilt angeordnet sind, um den Zugwiderstand zu erhöhen. An diesen Stellen 24 kann die längsaxiale Struktur 12 beispielsweise durch eine glatte Kontur unterbrochen sein; es sind aber auch grundsätzlich andere Möglichkeiten denkbar, die Stellen 24 als Unterbrechungsstellen zu konfigurieren, indem beispielsweise an diesen Stellen 24 in den Vertiefungen 15 eine Art Stopfen o.dgl. angeordnet ist.
Nachfolgend wird anhand der 6 bis 10 die Herstellung eines Double-Wrap-Tabakstranges 2 beschrieben. Die hierzu verwendete Vorrichtung, die insgesamt schematisch in 6 abgebildet ist, umfasst eine Tabakstrangherstelleinheit 30, eine Tabakfolienaufbereitungseinheit 32 und eine Strangeinheit 34, die in Förderrichtung gemäß Pfeil A hintereinander angeordnet sind. Der nachfolgend anhand von 6 beschriebene Prozess ist in 7 in vereinfachter Form als Ablauf- bzw. Flussdiagramm unter Verwendung der relevanten Bezugszeichen aus 6 dargestellt.
In der Tabakstrangherstelleinheit 30 wird loser Tabak aufgeschauert und in Förderrichtung gemäß Pfeil A als aufgeschauerter Tabak 36 in Form eines langgezogenen Faserkörpers ausgegeben. Des Weiteren ist ein Tabakfolienbobinenabspuler 38 vorgesehen, in dem ein Tabakfolienstreifen 40 von einer nicht dargestellten Bobine abgezogen wird. Nach Austritt aus dem Tabakfolienbobinenabspuler 38 wird der Tabakfolienstreifen 40 in Richtung des Pfeils B über in 6 nur schematisch abgebildete Führungseinheiten 41 im ausgebreiteten, flachliegenden Zustand in die Tabakfolienaufbereitungseinheit 32 gefördert wird, wie 6 erkennen lässt. Die Tabakfolienaufbereitungseinheit 32 enthält eine Prägeeinheit 42, durch die der Tabakfolienstreifen 40 transportiert wird. Hierzu weist die Prägeeinheit 42 eine erste Prägewalze 44 und eine zweite Prägewalze 45 auf, die nachstehend noch näher erläutert werden. Ferner ist in die Prägeeinheit 42 gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel eine nicht dargestellte Heizeinrichtung integriert, die mittels Wärmestrahlung, beispielsweise Infrarotstrahlung, den Tabakfolienstreifen 40 erwärmt. Alternativ oder zusätzlich kann eine derartige Heizung auch in einer oder in beiden Prägewalzen 44, 45 vorgesehen sein. Wenigstens eine Prägewalze ist mit einer nicht dargestellten Schwenkeinrichtung versehen, die im Falle eines Wicklers ein Abschwenken einer Prägewalze von der anderen Prägewalze ermöglicht. Bevorzugt sind zwei Schwenkeinrichtungen, d.h. für jede Prägewalze eine Schwenkeinrichtung vorgesehen. Die Prägewalzen 44, 45 können beispielsweise auch linear verschiebbar angeordnet sein.
Die Oberflächen der Prägewalzen 44, 45 sind komplementär zueinander so ausgebildet, dass sie die gewünschte dreidimensionale Struktur durch Prägen oder Crimpen in den Tabakfolienstreifen 40 einprägen, der flach ausgebreitet durch die Prägewalzen 44, 45 läuft.
In den 8 bis 10 sind in einer radialen Querschnittsansicht beispielhaft verschiedene Oberflächenprofile für die Prägewalzen 44, 45 abgebildet. Die in den 8 und 9 gezeigten Oberflächenprofile sind für die Erzeugung einer wellenförmigen, längsaxialen Struktur 12 mit in Längsrichtung des umhüllten Tabakstabes 2 bzw. Tabakstockes 6 orientierten Erhöhungen 14 und Vertiefungen 15, wie insbesondere in 1b abgebildet, vorgesehen. Die in 10 dargestellte Oberflächenstruktur ist demgegenüber für die Erzeugung einer längsaxialen Struktur in Dreiecksform mit spitzen Erhöhungen und spitzen Vertiefungen gemäß den Abbildungen der 2b, 4d und 5b vorgesehen.
Der immer noch flach liegende, nunmehr jedoch geprägte Tabakfolienstreifen 46 wird nach Austritt aus der Prägeeinheit 42 durch eine in der Tabakfolienaufbereitungseinheit 32 gemäß dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehene, jedoch ebenfalls nicht abgebildete Trocknungseinheit und nach Austritt aus der Tabakfolienaufbereitungseinheit 32 über weitere Führungseinheiten 41 zur Strangeinheit 34 geführt..
Wie 6 ferner erkennen lässt, ist zusätzlich noch eine Papierstreifenzuliefereinheit in Form von Bobinen 56 vorgesehen, von denen ein Papierstreifen abgezogen wird. Der Papierstreifen 58 wird mit Hilfe von Umlenkwalzen, von denen in 6 nur eine Umlenkwalze 60 abgebildet ist, so umgelenkt, dass auf ihn der geprägte Tabakfolienstreifen 46 zu liegen kommt. Gemäß dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein ebenfalls nicht dargestelltes Führungselement vorgesehen, das dazu dient, den geprägten Tabakfolienstreifen 46 gegenüber dem Papierstreifen 58 so auszurichten, dass diese lagerichtig aufeinander zu liegen kommen. Zuvor wird der Papierstreifen 58 an seiner einen die Klebefläche bildenden Seite 58a mittels einer gemäß dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehenen, jedoch ebenfalls nicht dargestellten Beleimeinheit beleimt, wodurch sich eine sichere Verbindung des Papierstreifens 58 mit dem geprägten Tabakfolienstreifen 46 ergibt. Die so gebildete Anordnung aus geprägtem Tabakfolienstreifen 46 und Papierstreifen 58 wird gemeinsam mit dem aufgeschauerten Tabak 36 zu einem in der Strangeinheit 34 angeordneten Format 62 transportiert. In dem Format 62 wird dann der Tabak 36 von der kombinierten Anordnung aus dem geprägten Tabakfolienstreifen 46 und dem Papierstreifen 58 so umhüllt, dass der geprägte Tabakfolienstreifen 46 direkt auf dem Tabak 36 zu liegen kommt. Der so gebildete, umhüllte Tabakstrang wird nach Verlassen des Formates 62 einer ebenfalls in den Figuren nicht dargestellten Schneideeinheit zugeführt, um in diskrete umhüllte Tabakstäbe entsprechend dem in den 1 bis 5 abgebildeten Tabakstab 2 vereinzelt zu werden. Die so hergestellten Tabakstäbe werden in einer in 6 schematisch abgebildeten, nachgeschalteten Filteransetzeinheit 64 mit Filterstöpseln bzw. Filtern entsprechend dem in den 1 bis 5 dargestellten Filter 4 versehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0160380 A1 [0004]
US 3773053 A [0005]

Claims

Stabförmiger Rauchartikel mit einem Tabakstock (6), der mit einer Papierlage (10) umhüllt ist, wobei zwischen dem Tabakstock (6) und der Papierlage (10) eine aus rekonstituiertem Tabak hergestellte Tabakfolie (8) angeordnet ist, die im Wesentlichen unmittelbar auf dem Tabakstock (6) aufliegt, den Tabakstock (6) im Wesentlichen umgibt und im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Tabakstockes (6) mit einer dreidimensionalen Struktur (12, 22) versehen ist, durch die Hohlräume (16) zwischen dem Tabakstock (6) und der Papierlage (10) gebildet sind.
Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstock (6) im Wesentlichen frei von rekonstituierten Tabakbestandteilen oder Tabakfolienbestandteilen ist.
Rauchartikel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Struktur (12, 22) etwa in Längsrichtung des Tabakstockes (6) orientierte und über den Umfang abwechselnd nebeneinander liegende längliche Erhöhungen (14) und Vertiefungen (15) aufweist.
Rauchartikel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Erhöhungen (14) zwischen 9 und 15 beträgt.
Rauchartikel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Struktur (12, 22) zumindest an einem der beiden Enden (2b) des Tabakstockes (6) in Umfangsrichtung des Tabakstockes (6) verlaufende, abwechselnd nebeneinander liegende, längliche Erhöhungen und Vertiefungen aufweist.
Rauchartikel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (14) und/oder Vertiefungen (15) abgerundet sind.
Rauchartikel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Erhöhung (14) mit einer benachbarten Vertiefung (15) über eine Flanke (17) verbunden ist.
Rauchartikel nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Flanken (17) im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind.
Rauchartikel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (14) und/oder Vertiefungen (15) im Querschnitt im Wesentlichen eine Dreiecksform aufweisen.
Rauchartikel nach Anspruch 7 sowie des Weiteren nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Flanken (17), bevorzugt in einem Winkel von etwa 30° bis 40°, aufeinanderzu geneigt sind.
Rauchartikel nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Höhe zwischen dem tiefsten Punkt der Vertiefungen (15) und dem höchsten Punkt der Erhöhungen (14) etwa 1 mm bis 2 mm beträgt.
Rauchartikel nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (14) und/oder Vertiefungen (15) im Wesentlichen äquidistant zueinander angeordnet sind.
Rauchartikel nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen (14) und/oder Vertiefungen (15) mit Hilfe eines Präge- und/oder Crimpvorganges hergestellt sind.
Rauchartikel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabakfolie (8) zumindest vor einem der beiden Enden (2a, 2b) des Tabakstockes (6) von der dreidimensionalen Struktur in einen im Wesentlichen glatten Zustand ohne Bildung von Hohlräumen übergeht.
Rauchartikel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Struktur (12) stellen- und/oder abschnittsweise, bevorzugt durch eine glatte Kontur, unterbrochen ist.
Rauchartikel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabakfolie (8) etwa 65 % bis 85 %, vorzugsweise etwa 70 %, gemahlene Tabakrippen, etwa 15 % bis 25 %, vorzugsweise etwa 20 %, Tabakstaubanteil und 0 % bis etwa 15 %, vorzugsweise 10 %, Zellulose aufweist.
Rauchartikel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabakfolie (8) ein Flächengewicht von etwa 60 g/m²bis 130 g/m², vorzugsweise 100 g/m² bis 110 g/m², aufweist.
Rauchartikel nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabakfolie (8) eine Zugfestigkeit von mindestens 10 N/m, vorzugsweise mindestens 12 N/m, aufweist.
Vorrichtung zur Herstellung eines Rauchartikels nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Einrichtung (38, 41) zum Zuführen eines aus rekonstituiertem Tabak hergestellten Tabakfolienstreifens (40), einer Einrichtung (42) zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur im Tabakfolienstreifen (40), einer Einrichtung (56, 60) zum Zuführen eines Papierstreifens (58), einer Einrichtung (30) zum Zuführen von Tabak (36), einer Einrichtung zur Umhüllung des Tabak (36) mit einer Anordnung aus innenliegendem strukturiertem Tabakfolienstreifen (46) und außenliegendem Papierstreifen (58) und einer Einrichtung zur Vereinzelung des so gebildeten, umhüllten Tabakstranges in mit einer Anordnung aus innenliegender strukturierter Tabakfolie (8) und außenliegender Papierlage (10) umhüllte, diskrete Tabakstöcke (6).
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (42) zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur im Tabakfolienstreifen (40) Mittel (44, 45) zum Prägen und/oder Crimpen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Umhüllung ausgebildet ist, in einem ersten Schritt den Tabakstrang mit dem strukturierten Tabakfolienstreifen zu umhüllen und anschließend den Papierstreifen um den strukturierten Tabakfolienstreifen herum zu legen.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Umhüllung ausgebildet ist, in einem ersten Schritt eine gemeinsame Anordnung aus dem strukturierten Tabakfolienstreifen (46) und dem Papierstreifen (58) zu bilden und in einem zweiten Schritt den Tabak (36) mit der Anordnung aus strukturiertem Tabakfolienstreifen (40) und Papierstreifen (58) zu umhüllen.