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Aus vermahlenen Zellstoffasern bestehendes, feinporiges Zigarettenpapier
Die Erfindung bezieht sich auf ein aus vermahlenen Zellstoffasern bestehendes, feinporiges
Zigarettenpapier und beschäftigt sich mit der Aufgabe, die Feinporigkeit eines solchen
Papiers ohne wesentliche Änderungen seiner sonstigen mechanischen Eigenschaften
zu erhöhen.
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Die Erkenntnis, daß die Zuführung von Luft in den Hauptrauchstrom
einer glimmenden Zigarette Einfiuß auf die Temperatur des Rauches und damit auf
die Zusammensetzung und Menge des sogenannten Rauchteers hat und dadurch der Zigarette
der scharfe Geschmack genommen werden kann, hat dazu geführt, das Zigarettenpapier
möglichst porös herzustellen. Dieser Porosität sind aber bei den bisherigen Zigarettenpapieren
Grenzen gesetzt. Das bisher übliche Zigarettenpapier besteht weitgehend aus gemahlenen
natürlichen Pflanzenfasern, vorzugsweise aus Flachs und Hanf; aber auch aus Zellstoffen
von Holzarten und Einjahrespflanzen, denen für gewöhnlich zur Erzielung der Glimmfähigkeit
und Porosität Cälciumkarbonat als Füllstoff beigegeben ist. Über ein gewisses Maß
hinaus kann jedoch weder durch Erhöhung des Füllstoffgehaltes noch durch passend
gewählte Vermahlung der Faserarten die Feinporigkeit gesteigert werden, weil sonst
die mechanischen Eigenschaften des Papiers so weit gemindert werden, daß eine einwandfreie
Verarbeitung auf den Zigarettenmaschinen nicht mehr möglich ist.
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Es ist bei der Papierherstellung üblich, der Papiermasse zwecks Erzielung
bestimmter, wünschenswerter Eigenschaften Zusätze verschiedenster Art beizugeben.
Zu diesen bekannten Zusätzen gehören unter anderem Fäden aus regenerierter Cellulose.
Solche cellulosefädenhaltigenPapierzusammensetzungen wurden bisher als sogenannte
Overlay-Papiere oder Elektrolytkondensatorpapiere verwandt. Bei den Overlay-Papieren
haben die Kunstseidefäden den Zweck, die Papierstruktur nach Tränkung mit Melaminharz
und Pressung unsichtbar zu machen. Dies beruht darauf, daß die glasartigen Kunstseidefäden
einen ähnlichen Brechungsindex wie das Melaminharz besitzen und in dieser Beziehung
den natürlichen Cellulosefasernüberlegensind. Bei denElektrolytkondensatorpapieren
andererseits dient der Zusatz von Kunstseideschnitzeln dazu, das. Papier voluminöser
zu machen und dadurch seine Speicherfähigkeit für den Elektrolyten zu erhöhen. Diese
Spezialpapiere sind aber als Zigarettenpapiere nicht geeignet.
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Man hat auch bereits den Japanpapieren ähnliche Seidenpapiere dadurch
hergestellt, daß kurzstapelige Kunstseide in schleimhaltigem Wasser aufgeschlämmt
und ohne Mahlung unmittelbar zu Papier verarbeitet wurde. Von einer Mahlung wurde
dabei ausdrücklich abgeraten, weil Kunstseidenfasern beim Mahlen im Holländer keine
Fibrillenbildung aufweisen sollten.
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Schließlich ist es bekannt, ein Viskosefällprodukt in. Form eines
Häutehens mit eingelagerter Mineralölemulsion als Zigarettenumhüllung im Sinne von
Zigarettenpapier zu verwenden.
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Das Hauptziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines feinporigen
Zigarettenpapiers, das eine verhältnismäßig große mechanische Festigkeit aufweist
und die Nachteile der bisher gebräuchlichen Zigarettenpapiere vermeidet.
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Es hat sich bei den zur Erfindung. führenden Versuchen herausgestellt,
daß die Feinporigkeit des Zigarettenpapiers um ein Mehrfaches erhöht werden kann,
wenn den üblicherweise verwendeten, gemahlenen Pflanzenfasern Kunstfasern von üblicher
Zellstoffaserlänge, die aus umgefällter, d. h. gelöster und wieder ausgefällter
Cellulose bestehen, beigegeben werden. Vorzugsweise eignen sich hierfür solche Fasern,
die nach dem Kupferoxyd-Ammoniak-Verfahren hergestellt worden sind.
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Demgemäß besteht die Erfindung aus einem aus vermahlenen Zellstoffasern
bestehenden, feinporigen Zigarettenpapier,- dessen Besonderheit darin besteht, daß
es vermahlene Fäden üblicher Zellstoffaserlänge aus regenerierter Cellulose, wie
z. B. Viskose oder Kupferseide, in Mengen von 10 bis 50%, vorzugsweise von 30% enthält.
Durch richtige Auswahl der Feinheit der Fasern und günstigste Kürzung bei der Mahlung,
die naß und trocken erfolgen kann, kann das Mischungsverhältnis zwischen Naturfasern
und Kunstfäden weitgehend variiert werden, um optimale Feinporigkeit zu erzielen.
In der Praxis hat sich eine Beimischung von 10 bis 50% Kunstseidenfäden zu den Naturfasern
als vorteilhaft erwiesen. Vorzugsweise
werden den Naturfasern etwa
30 % Kunstseidefäden beigegeben. Es kann angenommen werden, daß die vorteilhafte
Qualität des erfindungsgemäßen Zigarettenpapiers in erster Linie darauf beruht,
daß etwa der mitverwendete .Füllstoff Calciumkarbonat die feinen Cellulosefäden
voneinander trennt und ein Zusammenkleben der Fibrillen verhindert, so daß sich
die gewünschte größere -P.orosität. und Luftdurchlässigkeit ergibt.
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Andererseits. hat sich bei dem erfindungsgemäßen Zigarettenpapier
neben der erheblichen Vergrößerung des Porenvolumens als weiterer Vorteil die ausgezeichneteGlimmfähigkeit
ergeben, die so groß ist, daß sogar die Zugabe von Calciumkarbönat zum Papier erheblich
herabgesetzt werden kann, wodurch wiederum die mechanische Festigkeit des erfindungsgemäßen
Papiers wesentlich erhöht wird.
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Erfindungsgemäß werden die durch umlaufende Messer in kurze Abschnitte
zerschnittenen Kunstseidefäden dem Holländer beigegeben.
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Die Querschnittseigenschaften der zugesetzten Cellulosefäden beeinflussen
ebenfalls das Ausmaß der erzielbaren Verbesserung der Zigarettenpapiereigenschalten:
So haben sich beispielsweise Schnitzel aus Cellulose-Hohlfäden wegen ihrer erhöhten
Luftdurchlässigkeit als besonders günstig erwiesen. Andererseits wird bei Zugabe
von Kräuselfäden das Papier poröser als mit der gleichen Menge glatter Fäden. Kupferseidefäden
werden vor Viskosefäden bevorzugt, da hierbei keine Gefahr besteht, daß etwa schwefelhaltige
Verunreinigungen des Viskosematerials den Geschmack der Zigarette beeinträchtigen
könnten.
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Zur Verbesserung der Glimmfähigkeit können dem erfindungsgemäßen Zigarettenpapier
auch noch andere an. sich bekannte Salzzusätze, wie z. B. Peroxyde, Salpeter, phosphorsaure
Salze; oder andere Oxydationsmittel beigegeben werden.
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Die Erfindung besteht also im Prinzip darin; die an sich bekannte
Aufgabe der Schaffung eines hochporösen Zigarettenpapiers dadurch zu lösen, daß
ein bei anderen Papiersorten gelegentlich benutzter Zusatz, nämlich Kunstseidenabfälle;
unter Ausnutzung einer bisher nicht ausgenutzten Eigenschaft dieses Materials, nämlich
seiner vergleichsweise höheren Steifigkeit@ im Vergleich zu Naturfasern, und unter
passender Abstimmung seiner physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Fadenlänge,
verwendet wird.
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Die wesentlich erhöhte Porosität des erfindungsgemäßen Zigarettenpapiers
wird aus den nachfolgenden Ergebnissen von Porositätsuntersuchungen ersichtlich.
Als Maß für die Porosität wird dabei das Volumen der unter bestimmtem Druck stehenden
Luft angesehen, das in der Zeiteinheit durch eine bestimmte Fläche des zu untersuchenden
Papiers hindurchtritt. Es wurden dabei eine Fläche von 10 Cm2 und ein Unterdruck
von 10 cm Wassersäule gewählt. Die Versuche wurden jeweils an einer Doppellage des
Papiers vorgenommen. Es ergab sich, daß ein Zigarettenpapier mit einem erfindungsgemäßenRegeneratcellulosezusatz
von 301/o eine Porosität von 120 cm3 Luft je Minute aufwies, während bei einem gewöhnliehen
Zigarettenpapier gleicher Stärke nur 25 bis 30 cm3 Luft je Minute hindurchgingen.
Bei einem gewöhnlichen Papier ohne Regeneratcellulosezusatz konnte selbst bei Verminderung
der Papierstärke die Porosität nur auf 70 bis $0 cm3 Luft je Minute gesteigert werden.