DE1517264A1

DE1517264A1 - Tobacco substitutes

Info

Publication number: DE1517264A1
Application number: DE1963C0031289
Authority: DE
Inventors: Lee Leonard Alfred; Davis Howard Joseph; Kirkland Karl Vance; George Thomas Waller
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1963-10-31
Filing date: 1963-10-31
Publication date: 1969-09-25
Also published as: DE1517264C3

Description

Tabakersatz Die Erfindung bezieht sich auf einen Tabakersatz, insbesondere auf Zigaretten, die einen Tabakersatz enthalten.Tobacco substitute The invention relates to a tobacco substitute, in particular on cigarettes that contain a tobacco substitute.

Der erfindungsgemäße Tabakersatz besteht aus einem brennbaren Material mit geringen Mengen aromatisierender Bestandteile und anderer modifizierender Mittel, wobei das brennbare Material ein Cellulosematerial ist und in inniger Verbindung mit einer oder mehreren verbrennungsmodifizierenden anorganischen Verbindungen vorliegt, zu denen eine hydratisierte Metallverbindung gehört, die die Brenngeschwindigkeit des brennbaren Zellstoffmaterials verringert.The tobacco substitute according to the invention consists of a combustible material with small amounts of flavoring constituents and other modifying agents, wherein the combustible material is a cellulosic material and is in intimate connection with one or more combustion-modifying inorganic compounds, including a hydrated metal compound, the burning rate of the combustible Pulp material decreased.

Cellulose (z.B. zerfasertes Filterpapier aus a-Cellulose) brennt bei Verwendung als Tabakersatz in Zigaretten schnell mit charakteristischer gelber Flamme und einem Geruch nach brennenden Lumpen. Wenn hydratisiertes Magnesiumsulfat beispielsweise in einer Menge von 10% der Cellulose zugesetzt wird, nähert sich die Brenngeschwindigkeit derjenigen von gewöhnlichen fermentierten und aromatisierten Tabakblättern, jedoch sind der Geruch des Seitenstroms und der Geschmack des Hauptstroms viel angenehmer, die Farbe der Glimmzone oder Kohle ist anders, und die Asche ist dicht und selbsttragend (und viel heller in der Farbe als die Asche von nicht modifizierten Cellulosezigaretten).Cellulose (e.g. shredded filter paper made of a-cellulose) burns Use as a tobacco substitute in cigarettes quickly with a characteristic yellow flame and a smell of burning rags. When hydrated magnesium sulfate for example is added in an amount of 10% of the cellulose, the burning rate approaches that of ordinary fermented and flavored tobacco leaves, however the smell of the side stream and the taste of the main stream are much more pleasant, the color of the glow zone or coal is different, and the ash is dense and self-supporting (and much lighter in color than the ash from unmodified cellulose cigarettes).

Bei weitem die besten Ergebnisse werden bei Verwendung von hydratisiertem Magnesiumsulfat als hydratisierte Metallverbindung zur Senkung der Brenngeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Tabakersatzes erhalten. Diese Verbindung verbessert den Geschmack bzw. das Aroma und .den Geruch von brennender Cellulose erheblich. Als weitere hydratisierte Metallverbindungen kommen Natriumsulfat, hydratisiertes Aluminiumoxyd und Calciumtartrat anfrage. Auch Gemische von hydratisierten Metallverbindungen können verwendet werden. Beispielsweise können Magnesiumoxyd und saures Natriumsulfat so verwendet werden, daß hydratisiertes Magnesiumsulfat in situ gebildet wird. Ebenso können Magnesiumchlorid und Kaliumsulfat für den gleichen Zweck gebraucht werden. Natürlich können ebenso wie hydratisiertes Magnesiumsulfat die anderen Hydrate mit verbrennungsunterhaltenden Mitteln, aromatisierenden Mitteln, Kohlehydratäthern, Anfeuchtern, Nikotin, Ammoniumverbindungen oder anderen modifizierenden Mitteln einzeln oder in beliebiger Kombination verwendet werden. So enthält der Tabakersatz vorzugsweise weitere anorganische Verbindungen, z.B. Salze, die die Verbrennung der Zigarette mit aufrecht erhalten, insbesondere während der Ruheperiode des üblichen Rauchzyklus, während der kein Sauerstoff in die Glimmzone cesauz,;t wird. Als Beispiele für Mittel dieser Art, die die Verbrennung aufrecht erhalten, seien Kaliumchlorid, Magnesiumchlorid, Kaliumsulfat, Kaliumnitrat, Magnesiumnitrat, Fiseri(III)-oxyci und -hydroxyd, Bentonit und Diatomeenerde genannt.By far the best results will be when using hydrated Magnesium sulfate as a hydrated metal compound to reduce the burning rate obtained the tobacco substitute according to the invention. This compound improves the taste or the aroma and smell of burning cellulose is considerable. As more hydrated Metal compounds include sodium sulfate, hydrated aluminum oxide, and calcium tartrate inquiry. Mixtures of hydrated metal compounds can also be used. For example, magnesium oxide and acid sodium sulfate can be used so that hydrated magnesium sulfate is formed in situ. Magnesium chloride can also be used and potassium sulfate can be used for the same purpose. Of course you can as well like hydrated magnesium sulfate the other hydrates with combustion sustaining Agents, flavoring agents, carbohydrate ethers, moisteners, nicotine, ammonium compounds or other modifying agents used singly or in any combination will. The tobacco substitute preferably contains other inorganic compounds, E.g. salts, which maintain the burning of the cigarette, in particular during the dormant period of the usual smoking cycle, during which there is no oxygen in the glow zone cesauz,; t becomes. As examples of means of this kind that burn maintained, be potassium chloride, magnesium chloride, potassium sulfate, potassium nitrate, Magnesium nitrate, fiseri (III) oxyci and hydroxide, bentonite and diatomaceous earth.

Gewisse verbrennungsunterhaltende Mittel haben die besc@@@@tex:@ erwünschte zusätzliche Wirkung, daß sie eine vollständi;-,er#e Verbrennung begünstigen. Beispiele solcher Verbindungen siria die Carbonate einschließlich der normalen Carbonate und Bicarbonate, z.B. normale Carbonate, wie Kal Natriumcarbonat, Magnesiumcarbonat und Ammoniumcarb"r:ic , Bicarbonate, wie Kaliumbicarbonat, Natriumbicarbociat. , Ammoniumbicarbonat und Magnesiumbicarbonat. Eine Festlegung auf irgendeine Theorie ist nicht beabsichtigt, jedoch wird angenommen, daß das Kalium-, Natrium- und Ammoniumcarbonat mit einem Teil des Magnesiumsulfats unter Bildung von Magnesiumcarbonat während der Anwendung dieser Verbindungen reagiert. Es wird angenommen, daß die Anwesenheit des Carbonats eine Ausdehnung der Brennzone während des Brennens verursacht und das Eindringen einer größeren Luftmenge in alle Teile der brennenden Teilchen ermöglicht und auf diese Weise eine vollständigere Verbrennung fördert. Das Carbonat verursacht außerdem eine Ausdehnung der Asche, so daß diese poröser ist. Darüber hinaus wird durch die Anwesenheit von Carbonaten der Säuregehalt des Rauchs erheblich verringert. Der Rauch enthält wenig oder keine Schwefeloxyde. Das Carbonat'hat ferner einen Rauch zur Folge, der viel weniger Teer enthält. Besonders geeignet sind Kaliumearbonat und Kaliumbicarbonat, da sie nicht nur Carbonate sind, sondern auch Kalium zuführen, das sehr wirksam die Verbrennung aufrecht erhält. Weitere Mittel zur Unterhaltung der Verbrennung, die die Brenngeschwindigkeit erhöhen, wenn sie in geeigneten Konzentrationen verwendet werden, sind Natriumsulfat, Kaliumnitrat und ähnliche Salze.Certain combustion-maintaining agents have the additional desired effect that they promote complete combustion. Examples of such compounds include the carbonates including the normal carbonates and siria Bicarbonates, e.g. normal carbonates such as cal Sodium carbonate, magnesium carbonate and ammonium carb "r: ic, Bicarbonates such as potassium bicarbonate, sodium bicarbocate. , Ammonium bicarbonate and magnesium bicarbonate. Not wishing to be bound by any theory, it is believed that the potassium, sodium and ammonium carbonate will react with some of the magnesium sulfate to form magnesium carbonate during use of these compounds. It is believed that the presence of the carbonate causes the burn zone to expand during firing, allowing a greater amount of air to penetrate all parts of the burning particles, thus promoting more complete combustion. That Carbonate also causes the ash to expand, making it more porous. In addition, the presence of carbonates significantly reduces the acidity of the smoke. The smoke contains little or no sulfur oxides. The carbonate also results in a smoke that contains much less tar. Potassium carbonate and potassium bicarbonate are particularly suitable because they are not only carbonates, but also supply potassium, which is very effective in maintaining combustion. Other combustion maintenance agents which, when used in appropriate concentrations, increase the rate of burn are sodium sulfate, potassium nitrate, and similar salts.

Der erfindungsgemäße Tabakersatz kann ferner eine Ammoniumverbindung enthalten. Beispielsweise geben Verbindungen, wie Ammoniumsulfamat, Ammoniumsulfat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumpersulfat und Ammoniumperchlorat, Ammoniak frei und erhöhen dadurch den PH-Wert des Seitenstroms. Es wird angenommen, daß die Anwesenheit des auf diese Weise gebildeten Ammoniaks die Bildung von unerwünschtem 3,4-Benzpyren während des Schwelens verhindert. Ferner wird bei Verwendung von Ammoniumverbindungen eine hellere Asche gebildet.The tobacco substitute according to the invention can also contain an ammonium compound contain. For example, compounds such as ammonium sulfamate, ammonium sulfate, Ammonium carbonate, ammonium persulfate and ammonium perchlorate, ammonia free and increase thereby the pH of the side stream. It is believed that the presence of the ammonia formed in this way leads to the formation of undesirable 3,4-benzopyrene prevented during smoldering. Furthermore, when using ammonium compounds a lighter ash formed.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung eines Tabakersatzes, in dem die Glimmtemperatur während des Rauchens nur für einen sehr geringen Bruchteil der gesamten Rauchzeit im kritischen Bereich von 750 bis 900 o bleibt, in dem die Verbrennung die Bildung gewisser karzinogener polycyclischer aromatischer Verbindungen, wie 3,4-Brenzpyren, begtinstigt.Bei üblichen Zigaretten liegt die Brenntemperatur für einen viel größeren Bruchteil der gesamten Rauchzeit im kritischen Bereich. Dies lässt sich leicht durch übliche Brenntemperaturkurven von Zigaretten nachweisen, wie sie in der Abbildung.dargestellt sind.The invention enables the production of a tobacco substitute in which the smoldering temperature during smoking remains in the critical range of 750 to 900 o for only a very small fraction of the total smoking time, in which the combustion causes the formation of certain carcinogenic polycyclic aromatic compounds, such as 3,4 -Brenz pyrene, favored. With conventional cigarettes, the burning temperature is in the critical range for a much larger fraction of the total smoking time. This can easily be demonstrated by the usual burning temperature curves of cigarettes, as shown in the figure.

Die Brenntemperaturkurven in der Abbildung wurden durch laufende Registrierung der Temperatur an einem festliegenden Punkt der Zigarette erhalten, während die Zigarette normal geraucht wurde. Diese Methode wird von G.P.Touey und R.C. Mumpower in "Tobacco" 144, 18 (1957), beschrieben. Ein Feindraht-Thermoelement aus 87% Pt und 13% Rh wurde an einem Punkt 25 mm rückwärts von dem anzusteckenden Ende der Zigarette angeordnet. Die Verbindungsstelle des Thermoelements befand sich in der Längsachse der Zigarette, während die beiden feinen Drähte, die zur Verbindungsstelle führten,.im rechten Winkel zu dieser Achse verliefen und durch das,Zigarettenpapier an entgegengesetzten Seiten der Verbindungsstelle verliefen. Das Papier war um die Drähte in geeigneter Weise verschlossen, um Luftzutritt und Bewegung des Thermoelements zu verhindern. Die Zigarette wurde von einer Maschine geraucht, die Luft durch die angezündete Zigarette saugte und das eingesaugte Gas und den Rauch ins Freie ausstieß. Bei den hier beschriebenen Versuchen hatte die Maschine einen in einem Zylinder laufenden Kolben. Der Zylinder war mit der Zigarette über eine Falle verbunden, die mit einem Trockeneis-Aceton-Gemisch gekühlt wurde. Das durch den Kolben im Zylinder verdrängte Volumen betrug 35 cm3. Der Zylinder wurde bei Raumtemperatur (25o) gehalten. Die Rauchmaschine wurde mit 30 Sekunden-Takten betätigt, wobei die Luft durch die Kolbenbewegung zwei Sekunden durch die angezündete Zigarette und in den Zylinder gesaugt, das Gas im Zylinder dann durch die Kolbenbewegung zwei Sekunden in den Raum ausgestoßen und die Apparatur dann 26 Sekunden untätig gehalten wurde,-so daß die Zigarette sich 28 Sekunden im Ruhezustand befand. Mit dieser Anordnung wurde eine übliche, mit Tabak gefüllte Zigarette von 70 mm hänge und 22 - 26 mm Umfang ohne Filter in etwa 12 bis 14 Zyklen bis zu einem Rest von 25 mm Länge aufgeraucht.The firing temperature curves in the figure were obtained through ongoing registration the temperature obtained at a fixed point of the cigarette while the Cigarette was smoked normally. This method is used by G.P.Touey and R.C. Mumpower in "Tobacco" 144, 18 (1957). A fine wire thermocouple made of 87% Pt and 13% Rh was at a point 25 mm back from the end of the to be plugged Cigarette arranged. The junction of the thermocouple was in the Longitudinal axis of the cigarette while the two fine wires that lead to the junction ran, at right angles to this axis and through the, cigarette paper ran on opposite sides of the junction. The paper was about Wires closed in a suitable manner to allow air entry and movement of the thermocouple to prevent. The cigarette was smoked by a machine, the air through lit cigarette and expelled the sucked gas and smoke into the open. In the experiments described here, the machine had one in a cylinder running piston. The cylinder was connected to the cigarette by a trap, which was cooled with a dry ice-acetone mixture. That through the piston in the cylinder displaced volume was 35 cm3. The cylinder was kept at room temperature (25o). The smoke machine was operated at 30 second intervals, with the air flowing through the Piston movement through the lit cigarette and into the cylinder for two seconds sucked, the gas in the cylinder then by the piston movement in the two seconds Space ejected and the apparatus was then kept idle for 26 seconds, so that the cigarette was idle for 28 seconds. With this Arrangement became a usual, tobacco-filled cigarette of 70 mm hang and 22 - 26 mm circumference without filter in about 12 to 14 cycles to a remainder of 25 mm Length smoked.

Zur Messung der Temperatur diente ein Mehrbereich-Registriergerät (Lieferant E.H. Sargent & Co., Kat.-Nr. 872'I51), das mit einer Temperaturempfindlichkeit von 1,25 Sekunden für den vollen Registrierbereich ansprach. Der volle Registrierbereich umfasste 1150°C. .A multi-range recorder was used to measure the temperature (Supplier E.H. Sargent & Co., Cat.-No. 872'I51), which has a temperature sensitivity of 1.25 seconds for the full registration range. The full registration area comprised 1150 ° C. .

In der Abbildung ist die Zeit in Sekunden aufgetragen, wobei der Nullpunkt willkürlich so gelegt wurde, daß die Zeitdauer,, während der die Temperatur des Thermoelements ein Maximum erreichte, erkennbar ist. Die ausgezogene Linie und die punktierte Linie stellen Grenzen dar, zwischen deng, die Temperaturprofile der erfindungsgemäßQn Tabakersatzprodukte fielen. Die mit Querstrichen versehene durchgezogene Linie stellt ein typisches Temperaturprofil für eine übliche tabakgefüllte Zigarette dar.In the figure, the time is plotted in seconds, with the zero point was arbitrarily set so that the period of time during which the temperature of the Thermocouple reached a maximum, is recognizable. The solid line and the Dotted lines represent boundaries between which the temperature profiles of the Qn according to the invention Tobacco substitutes fell. The dashed solid line represents represents a typical temperature profile for a standard tobacco-filled cigarette.

Wie aus der Abbildung ersichtlich, steigt die Temperatur an der Lötstelle des Thermoelements mit jedem Zug des Rauchtaktes oder -zyklus (d.h. während des 2 Sekunden dauernden Einsaugens des Gases), während die Zigarette zur Lötstelle hin abbrennt. Die Temperatur am Thermoelement fällt leioht nach jedem Zug zu Beginn jeder Ruheperiode. Wenn jedoch die Temperatur während des Zuges in den kritischen Bereich steigt, bleibt die Temperatur während der Ruheperiode im kritischen Bereich. Es liegt eine lange Zeitdauer vor, während der die Temperatur in einem wesentlichen Teil der Zigarette vom glühenden Ende au s sich im kritischen Bereich befindet.As can be seen from the figure, the temperature rises at the solder joint of the thermocouple with each puff of the smoke stroke or cycle (i.e. during the 2 seconds of sucking in the gas) while the cigarette to the soldering point burns down. The temperature at the thermocouple drops after each pull at the beginning every rest period. However, if the temperature during the train is in the critical Range increases, the temperature remains in the critical range during the rest period. There is a long period of time during which the temperature is in a substantial Part of the cigarette from the glowing end is in the critical area.

Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß die Temperatur des erfindungsgemäßen Tabakersatzes na oh jedem Zug scharf abfällt, und daß auch dann, wenn die Temperatur während des Zuges in den kritischen Bereich gestiegen ist, die Temperatur der Ruheperiode weit außerhalb dieses Bereichs liegt. Darüber hinaus befindet sich nur ein sehr kleiner Teil der Zigarette während des Rauchtaktes bei einer Temperatur im kritischen Bereich. Beispielsweise liegt die Temperatur des Thermoelements während des Zyklus unmittelbar vor dem Verglimmen der Zigarette bis zum Thermoelement weniger als 50%, zuweilen weniger als 10% und sogar weniger als 5% der Zeit im kritischen Bereich. Die anfängliche Neigung der von jeder Maximumtemperatur innerhalb des kritischen Bereichs abfallenden Kurve ist viel steiler als bei der üblichen tabakgefüllten Zigarette, und zwar erheblich steiler als -30000C/Minute, im allgemeinen steiler als etwa -6006C/Minute und zuweilen Steiler als etwa Die Steigung der zu jeder Maximumtemperatur innerhalb des kritischen Bereichs aufsteigenden Kurve ist ebenfalls viel stärker als bei der üblichen tabakgefüllten Zigarette, nämlich weit über gewöhnlich stärker als etwa 50000C/Minute und zuweilen stärker als Der Unterschied zwischen der Spitzentemperatur und dem nächsten folgenden Minimum der Ruhezeittemperatur während der beiden Rauchzyklen, die einen Zug vor dem Zug mit der höchsten Temperatur beginnen, beträgt gewöhnlich wenigstens etwa 200o,.zuweilen wenigstens etwa 250°C.It can be seen from the figure that the temperature of the tobacco substitute according to the invention drops sharply after every puff, and that even if the temperature has risen to the critical range during the puff, the temperature of the rest period is far outside this range. In addition, only a very small part of the cigarette is at a temperature in the critical range during the smoking cycle. For example, the temperature of the thermocouple during the cycle immediately before the cigarette burns out to the thermocouple is less than 50%, sometimes less than 10% and even less than 5% of the time in the critical range. The initial slope of the curve descending from any maximum temperature within the critical range is much steeper than that of the conventional tobacco-filled cigarette, considerably steeper than -30000C / minute, generally steeper than about -6006C / minute and at times steeper than about the slope of the The curve ascending to any maximum temperature within the critical range is also much stronger than for the usual tobacco-filled cigarette, namely well above usually greater than about 50,000 ° C./minute and sometimes greater than the difference between the peak temperature and the next following minimum of the resting time temperature during the two smoking cycles that start a puff before the puff at the highest temperature is usually at least about 200o, sometimes at least about 250oC.

Die vorteilhaften Auswirkungen der Brenneigenschaften des Tabakersatzes gemäß der Erfindung wurden durch Analysen (durch Ultraviolett-Abeorptionsspektren und chromatographische Trennmethoden) des aus dem Rauch des Haup«hatroms erhaltenen Kondensats veranschaulicht. Diese Analysen zeigen, daß die Menge an 3,4-Benzpyren, die in dem Kondensat vorhanden ist, das durch Rauchen von 100 dieser Zigaretten (bis zu Resten von 25 mm Länge in 30 der vorstehend beschriebenen üblichen Rauchzyklen) erhalten wird, erheblich geringer ist als in dem Kondensat, das durch Rauchen von 100 üblichen filterlosen, tabakgefüllten Zigaretten in der gleichen Weise erhalten wird. Überraschenderweise wird dieser Unterschied auch dann festgestellt, wenn die Menge an Pyren (einer verwandten, jedoch nicht karzinogenen Verbindung) im Kondensat aus dem Rauch des Tabakersatzes die, gleiche ist wie in dem Kondensat aus dem Rauch von üblichem Tabak. Typische, gemäß der Erfindung hergestellte Tabakersatzprodukte bilden einen Rauch im Hauptstrom, der weniger als 3 Mikrogramm 3,4-Benzpyren, im allgemeinen weniger als 1 Mikrogramm, auf 100 Zigaretten enthält, die in der beschriebenen Weise geraucht wurden. Bei diesen Versuchen betrug das Gewicht des Tabakersatzes bzw. des Tabaks in jeder Zigarette 1 g. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung wird eine Substanz verwendet, die die Brenntemperatur nicht unter den kritischen Temperaturbereich senkt, sondern sie vielmehr während des Eineaugteils des Rauchzyklus über diesen Bereich hinaus erhöht, wodurch die Bildung von Kohlendioxyd anstelle von polycyclischen Aromaten begünstigt wird. Eine dieser Substanzen ist hydratisiertes Eisen(III)-oxyd, das man in die Gellulose in einfacher Weise einarbeitet, indem man sie mit wäßrigem Eisen(III)-chlorid imprägniert, die nasse, imprägnierte Cellulose der Einwirkung von Ammoniakdämpfen aussetzt, die das wäßrige Eisen(III)-chlorid in Eisen(III)-hydroxyd und Ammoniumchlorid umwandeln. Man entfernt dann das Ammoniumchlorid und einen etwaigen Überschuß von Eisen-(III)-chlorid durch Waschen mit Wasser, wobei unlösliches hydratisiertes Eisen(III)-oxyd in inniger Mischung mit der Cellulose zurückbleibt. Die Menge an hydratisiertem Eisen-(III)-oxyd, die zur Erhöhung der Glimmtemperatur auf den gewünschten Wert verwendet wird, liegt vorzugsweise über etwa 10%, z.B. im@Bereieh von 15 bis 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Tabakersatzes. Wenn also eine aus dem Tabakersatz hergestellte Zigarette etwa 750 bis 850 mg Cellulose enthält, liegt die Menge an hydratisiertem Eisen(III)-oxyd (gerechnet als Fe 203) vorzugsweise im Bereich von etwa 100 bis 250 mg. Das hydratisierte Eisen(III)-oxyd kann in Kombination mit hydratisiertem Magnesiumsulfat verwendet werden, wodurch der Geruch verbessert und der Brand gleichmäßiger wird. Weitere Substanzen, die zur Erhöhung der Brenntemperatur über den kritischen Bereich hinaus verwendet werden können, sind Magnesiumchloridhexahydrat, das in einer Menge von beispielsweise 10% verwendet wird, und -4mmoniumchlorid, das in einer Menge von z.B. 596 verwendet wird (bezogen auf das Gewicht der Gellulose).The beneficial effects of the burning properties of the tobacco substitute according to the invention have been illustrated by analyzes (by ultraviolet absorption spectra and chromatographic separation methods) of the condensate obtained from the smoke of the main gas. These analyzes show that the amount of 3,4-benzopyrene present in the condensate obtained by smoking 100 of these cigarettes (down to residues 25 mm in length in 30 of the usual smoking cycles described above) is significantly less than in the condensate obtained by smoking 100 common filterless, tobacco-filled cigarettes in the same manner. Surprisingly, this difference is also found when the amount of pyrene (a related but non-carcinogenic compound) in the condensate from the smoke of the tobacco substitute is the same as in the condensate from the smoke of common tobacco. Typical tobacco substitutes made in accordance with the invention form a mainstream smoke that contains less than 3 micrograms of 3,4-benzopyrene, generally less than 1 microgram, for every 100 cigarettes smoked in the manner described. In these tests, the weight of the tobacco substitute or tobacco in each cigarette was 1 g. According to a further characteristic of the invention, a substance is used which does not lower the firing temperature below the critical temperature range, but rather increases it during the first part of the smoking cycle beyond this range, whereby the formation of carbon dioxide instead of polycyclic aromatics is favored. One of these substances is hydrated iron (III) oxide, which is incorporated into the cellulose in a simple manner by impregnating it with aqueous iron (III) chloride, exposing the wet, impregnated cellulose to ammonia vapors, which exposes the aqueous iron Convert (III) chloride into iron (III) hydroxide and ammonium chloride. The ammonium chloride and any excess iron (III) chloride are then removed by washing with water, insoluble hydrated iron (III) oxide remaining intimately mixed with the cellulose. The amount of hydrated iron (III) oxide which is used to increase the smoldering temperature to the desired value is preferably above about 10%, for example in the range from 15 to 30%, based on the total weight of the air-dry tobacco substitute. So if a cigarette made from the tobacco substitute contains about 750 to 850 mg of cellulose, the amount of hydrated iron (III) oxide (calculated as Fe 203) is preferably in the range of about 100 to 250 mg. The hydrated ferric oxide can be used in combination with hydrated magnesium sulfate, which improves the smell and makes the fire more even. Further substances that can be used to increase the firing temperature beyond the critical range are magnesium chloride hexahydrate, which is used in an amount of, for example, 10% , and -4mmonium chloride, which is used in an amount of, for example, 596 (based on the weight of the Cellulose).

Geschmack und Geruch des erfindungsgemäßen Tabakersatzes können mit aromatisierenden Mitteln. verbessert werden. Hierzu können die üblicherweise zur Aromatisiernmg von Tabak verwendeten Produkte verwendet werden, z. B. Menthol, Tonkabohne, gepulverte Rotwildzunge, Süßholz oder die werkseigenen Mischungen, die als "Alva" G-1, G-5, G-6, G-16, G--189, G-32 und G-32? bekannt sind (Hersteller Van Ameringen-Haabler, Ino., eine Tochtergesellschaft der International Plavors and Frangrances Inc.). Vanillin hat eine ausgezeichnete Wirkung auf Aroma und Geruch von Tabakereatz und macht die daraus hergestellten Zigaretten erheblich milder. Zu diesem Zweck kann der übliche Haushalt-Vanilleeatrakt der Gelluloseverbindung zugemischt werden.The taste and smell of the tobacco substitute according to the invention can be included flavoring agents. be improved. For this purpose, the usually used for Flavoring products used in tobacco are used, e.g. B. menthol, tonka bean, powdered deer tongue, licorice or the proprietary mixtures known as "Alva" G-1, G-5, G-6, G-16, G-189, G-32 and G-32? are known (manufacturer Van Ameringen-Haabler, Ino., A subsidiary of International Plavors and Frangrances Inc.). Vanillin has an excellent effect on the aroma and smell of tobacco smoke and makes the cigarettes made from it considerably milder. To this end can the usual household vanilla extract can be added to the cellulose compound.

Der Tabakersatz kann ferner ein Gemisch von Isoamylalkohol, Isoamylacetat und Isobutylheaanoat in Lösung in einem verhältnismäßig nichtflüchtigen Stoff, der den Geruch hält (vorzugsweise fropylenglycol), enthalten. Dieser Zusatz beseitigt in überraschend hohem Maße den unangenehmen Geschmack und Geruch des brennenden Gemisches von Cellulose und Sulfat. Eine besonders geeignete Mischung enthält: Propylenglycol 94 Isoamylalkohol 0,5% Isoamylacetat 1,596 Iaobutylheaanoat 1,096 Flüchtiger Romogenisator, z. B. Äthanol 390% Diese Mischung hat als solche einen apfelähnlichen Geruch. Zwar ist dieser Geruch nicht wahrnehmbar, wenn geringe Mengen der Mischung in Zigaretten aus Gemischen von Cellulose und Sulfat vorhanden sind, jedoch ist der Bauch dieser Zigaretten merklich milder und angenehmer als der Bauch des gleichen, jedoch nicht aromatisierten Bauchmaterials. Vanillin oder die vorstehend beschriebene Würze mit dem Apfelgeruch können in Kombination miteinander oder in Kombination mit anderen aromatisierenden Mitteln dem Tabakersatz zugegeben werden..Mit diesen Kombinationen werden gewöhnlich stärkere Geschmacks- und Geruchsverbesserungen erzielt, als sie aus den Ergebnissen mit den einzeln angewendeten Zusätzen zu erwarten wären.The tobacco substitute can also contain a mixture of isoamyl alcohol, isoamyl acetate and isobutyl heaanoate in solution in a relatively non-volatile material that holds the odor (preferably propylene glycol). This addition removes to a surprisingly large extent the unpleasant taste and odor of the burning mixture of cellulose and sulfate. A particularly suitable mixture contains: Propylene glycol 94 Isoamyl alcohol 0.5% Isoamyl acetate 1,596 Iaobutyl heaanoate 1.096 Volatile Romogenizer, z. B. Ethanol 390% As such, this mixture has an apple-like odor. Although this odor is not noticeable when small amounts of the mixture into cigarettes from mixtures of cellulose and sulfate are present, but the abdomen is significantly milder the cigarette and more convenient than the belly of the same, but not flavored abdominal material. Vanillin or the above-described seasoning with the apple scent can be added to the tobacco substitute in combination with one another or in combination with other flavoring agents would be.

Der Tabakersatz kann ferner einen Kohlehydratäther enthalten, insbesondere einen brennbaren thermoplastischen Alkyläther eines Kohlehydrats, z.B. Äthylcellulose oder Methylcellulose. Durch den Zusatz des Äthers werden Geruch und Aroma des erfindungsgemäßen Tabakersatzes verbessert, so daß sie weniger scharf und beißend sind. Die entgegengesetzte Wirkung wird erzielt, wenn ein Celluloseester, z.B. Celluloseacetat, anstelle der Alkyleellulose verwendet wird. Der Celluloseäther dient ferner dazu, die anderen Zusatzstoffe während des ganzen Verarbeitungs- und Brennprozesses fest an die Cellulose zu binden. Hierdurch ist sichergestellt, daß eine innige Verbindung zwischen der Cellulose und diesen Zusätzen während des Brennprozesses besteht. Ferner schmilzt der Äther und fließt über das glimmende Material, so daß der Glimmbereich gleichmäßiger verteilt ist. Eine weitere Wirkung des Celluloseäthers, besonders bei Verwendung in größeren Mengen, ist eine Versteifung des Tabakersatzes, die zur Erzielung einer festeren Zigarette erwünscht ist.The tobacco substitute can also contain a carbohydrate ether, in particular a combustible thermoplastic alkyl ether of a carbohydrate, e.g., ethyl cellulose or methyl cellulose. By adding the ether, the smell and aroma of the invention Tobacco substitutes improved so that they are less sharp and acrid. The opposite Effect is achieved if a cellulose ester, e.g. cellulose acetate, instead of the Alkyl cellulose is used. The cellulose ether also serves the other Additives stuck to the cellulose during the entire processing and burning process to tie. This ensures that an intimate connection between the Cellulose and these additives exist during the firing process. It also melts the ether and flows over the smoldering material, so that the smoldering area is more even is distributed. Another effect of the cellulose ether, especially when used in larger quantities, a stiffening of the tobacco substitute is necessary to achieve a Solid cigarette is desirable.

In der Praxis ist es zweckmäßig, ein Feuchthaltemittel zuzusetzen, um übermäßiges Austrocknen des Tabakersatzes zu verhindern. Geeignet sind die üblicherweise in der Zigarettenherstellung verwendeten Feuchthaltemittel, z.B. 8orbit, der bevorzugt wird, oder andere mehrwertige Alkohole, z.B. Glycerin. Der Feuchtigkeitsgehalt des Tabakersatzes kann im Bereich von etwa 5 bis 25% liegen und beträgt vorzugsweise 10 - 15 ausschließlich der als Hydratwasser anwesenden Feuchtigkeit. Dem Tabakersatz kann außerdem Nikotin oder ein anderes, in geeigneter Gleise aromatisiertes Alkaloid zugesetzt werden.In practice it is advisable to add a humectant, to prevent the tobacco substitute from drying out excessively. They are usually suitable humectants used in cigarette manufacture, e.g. 8orbitol, which is preferred or other polyhydric alcohols such as glycerin. The moisture content of the Tobacco substitute can range from about 5 to 25% and is preferred 10 - 15 excluding the moisture present as water of hydration. To the Tobacco substitutes can also be nicotine or another, suitably flavored Alkaloid can be added.

Die Anwesenheit des Alkaloids erhöht den Genuß für den Raucher. Das Nikotin kann beispielsweise als solches oder in Form seines Sulfats, Citrats, Citrat-Sulfats, Malonats oder Malats zugegeben werden.Vorzugsweise wird die Menge des Nikotins so niedrig gewählt, daß dem synthetischen Rauchmaterial keine ausgesprochene Farbe verliehen wird. Auch bei Verwendung in unreiner, farbiger Form bewirkt das Nikotin lediglich eine ganz leichte Tönung des Produkts.The presence of the alkaloid increases the enjoyment for the smoker. That Nicotine can, for example, as such or in the form of its sulfate, citrate, citrate sulfate, Malonate or malate may be added. Preferably the amount of nicotine is so chosen low so that the synthetic smoking material does not have a distinct color is awarded. Even when used in impure, colored form, the nicotine causes just a very light tint of the product.

Zur Verbesserung des Aussehens des Tabakersatzes kann ein färbendes Mittel zugegeben werden. Vorzugsweise wird als Farbe tabakbraun oder gelbbraun gewählt, jedoch können auch andere Farben, wie purpur und rosa, verwendet werden. Infrage kommen die von den jeweiligen Behörden genehmigten Farben. Für die Vereinigten Staaten sind dies z.B. F, D und C (Food, Drug & Cosmetic Aet) Gelb Nr. 5; F, D und C Schokoladenbraun, Neu, Schattierung B; Colour-Index 17590; Braun PG; 20170 Braun Y; 30045 Gelbbraun K.A coloring agent can be used to improve the appearance of the tobacco substitute Means are added. Preferably tobacco brown or yellow brown is chosen as the color, however, other colors such as purple and pink can be used. In question come the colors approved by the respective authorities. For the United States are these e.g. F, D and C (Food, Drug & Cosmetic Aet) Yellow No. 5; F, D and C Chocolate Brown, New, Shade B; Color index 17590; Brown PG; 20170 brown Y; 30045 yellow brown K.

Eine Änderung des Aromas des Rauchs kann auch durch Zugabe anderer Mittel zum Cellulosematerial erzielt werden. Geeignet 'sind u.a. Citronensäure (z.B. in einer Menge von 0,5 bis 1,5%), die die Flüchtigkeit von etwa zugesetztem Nikotin verringert, höhere Fettsäureamide, wie Laurylamid, das in kleinen Mengen anwesend sein kann (z.B. 1 - 5%), Fettsäureester, wie Glycerinstearat ("Crisco", mit dem ein angenehmer Geruch erzielt wird) und Fettkohlenwasserstoffe, wie Paraffinwachs. Die letztgenannten Stoffe verringern etwas die Abkühlung der Zigarettenkohle zwischen den Zügen in Zigaretten, die hydratisiertes Magnesiumsulfat enthalten. Alle diese modifizierenden Mittel können in Mischung mit den bereits genannten modifizierenden Mitteln verwendet werden.A change in the aroma of the smoke can also be achieved by adding others Means to cellulosic material can be achieved. Citric acid (e.g. in an amount of 0.5 to 1.5%), which reduces the volatility of any added nicotine decreased, higher fatty acid amides, such as laurylamide, which are present in small amounts can be (e.g. 1 - 5%), fatty acid esters such as glycerol stearate ("Crisco", with the a pleasant smell is achieved) and fatty hydrocarbons, such as paraffin wax. The latter substances somewhat reduce the cooling of the cigarette coal between the puffs in cigarettes that contain hydrated magnesium sulfate. All these Modifying agents can be mixed with the modifying agents already mentioned Funds are used.

Die Menge der hydratisierten Verbindungen, z.B. von hydratisiertem Magnesiumsulfat, im erfindungsgemäßen Tabakersatz liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 2 - 25;6, vorzugsweise im Bereich von etwa 10 - 15%, bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Tabakersatzes. Der Anteil des Salzes bzw. der Salze, die die Verbrennung unterhalten, liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 0,5 bis 5%, vorzugsweise von etwa 1 -bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Tabakersatzes. Vorteilhaft wird die Menge des verbrennungsunterhaltenden Mittels so gewählt, daß die Zigarette während der Ruhepause des Rauchzyklus nicht erlischt, wobei die Mengen natürlich nicht so hoch sein dürfen, daß die Zigarette während des "Ziähens" aufflammt oder Geschmack oder Geruch beeinträchtigt werden. Im allgemeinen hängt die zur Erzielung bester Ergebnisse erforderliche Menge des die Verbrennung unterhaltenden Mittels von der physikalischen Form der Cellulose und von der Menge des hydratisierten M9S04 (oder einer anderen Verbindung, die die Glimmgeschwindigkeit senkt) ab. Bei Verwendung von Kaliumcarbonat zur Unterhaltung der Verbrennung werden beste Ergebnisse im allgemeinen bei Mengen von etwa 0,5 bis 2%, vorzugsweise von etwa 1 bis 1,8%, bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Tabakersatzes, erhalten.The amount of hydrated compounds, e.g., hydrated Magnesium sulfate, in the tobacco substitute according to the invention is convenient in the range from about 2 to 25; 6, preferably in the range from about 10 to 15% on the total weight of the air-dry tobacco substitute. The proportion of salt or of the salts that sustain the combustion is suitably in the range of about 0.5 to 5%, preferably from about 1 - based on the total weight of the air-dry Tobacco substitutes. The amount of the combustion-maintaining agent becomes advantageous chosen so that the cigarette does not go out during the resting pause of the smoking cycle, although the quantities must of course not be so high that the cigarette during "Tough" flares up or the taste or smell are impaired. In general depends on the amount of combustion required for best results entertaining agent on the physical form of the cellulose and the amount of hydrated M9S04 (or any other compound that increases the smoldering rate lowers). When using potassium carbonate to maintain the combustion best results generally at amounts from about 0.5 to 2%, preferably from about 1 to 1.8%, based on the total weight of the air-dry tobacco substitute, obtain.

Bei anderen Carbonaten sind Mengen zweckmäßig, bei denen der gleiche C®_3-Gehalt eingeführt wird. Die Menge des aromatisierenden Mittels liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 0,001 bis 10%, wobei die besten Ergebnisse gewöhnlich bei Mengen zwischen 0,1 und 0,5%, bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Produkts, erhalten werden. Der Anteil des gegebenenfalls verwendeten Kohlehydratäthers liegt gewöhnlich im Bereich bis zu etwa 20%, vorzugsweise zwischen etwa 5 ,und 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Tabakersatzes. Der Anteil der Feuchthaltemittel oder Konsistenzmittel liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 1 - 3;6, vorzugsweise von etwa 1,5 - 2,5%, bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Tabakersatzes. Die Mengen der weiteren Zusätze, die gegebenenfalls verwendet werden, liegen in folgenden Bereichen (bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Tabakersatzes: Nikotin bis zu etwa 2%, vorzugsweise etwa 0,5 - 1,59; Ammoniumverbindung etwa 0,5 - 2%, vorzugsweise etwa 0,5 - 1%, gerechnet als NH3; färbende Mittel etwa 0,1 - 3%, vorzugsweise 0,2 - 1%.In the case of other carbonates, quantities are appropriate in which the same C®_3 content is introduced. The amount of flavoring agent suitably ranges from about 0.001 to 10% with best results usually being obtained at amounts between 0.1 and 0.5% based on the total weight of the air dry product. The proportion of the optionally used carbohydrate ether is usually in the range up to about 20%, preferably between about 5 and 10%, based on the total weight of the air-dry tobacco substitute. The proportion of humectants or consistency agents is expediently in the range from about 1 to 3; 6, preferably from about 1.5 to 2.5%, based on the total weight of the air-dry tobacco substitute. The amounts of other additives that may be used are in the following ranges (based on the total weight of the air-dry tobacco substitute: nicotine up to about 2%, preferably about 0.5-1.59; ammonium compound about 0.5-2%, preferably about 0.5-1%, calculated as NH3; coloring agents about 0.1-3%, preferably 0.2-1%.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Tabakersatzes wird als Cellulosematerial vorzugsweise ein solches mit hohem Gehalt an a-Cellulose verwendet, z.B. zur Acetat- oder Viskoseherstellung geeigneter Holzzellstoff mit einem Gehalt an a-Cellulose von 92% oder mehr. Gegebenenfalls kann jedoch auch Kraftzellstoff (der etwa 75% a-Cellulose enthält und dem Rauch einen etwas strengeren Geruch verleiht) oder Sulfitzellstoff inngebleichter, ungebleichter oder halbgebleichter Form verwendet werden. Es ist zweckmäßig, wenn die a-Cellulose einen größeren Teil, vorzugsweise wenigstens etwa 60%, des Gesamtgewichts des lufttrockenen Tabakersatzes ausmacht. Geeignete Ausgangsmaterialien für den Holzzellstoff sind u.a. Hemlocktanne, Fichte und andere Koniferen.Cellulose material is used to produce the tobacco substitute according to the invention preferably one with a high content of α-cellulose is used, e.g. for acetate or viscose production of suitable wood pulp with a content of α-cellulose of 92% or more. If necessary, however, kraft pulp (which is about 75% a-cellulose and gives the smoke a slightly stronger odor) or sulphite pulp can be used in bleached, unbleached or semi-bleached form. It is expedient if the α-cellulose a larger part, preferably at least about 60%, of the total weight of the air-dry tobacco substitute. Suitable starting materials for the wood pulp include hemlock, spruce and other conifers.

Die gebildete Teermenge beim Rauchen von Zigaretten, die den Tabakersatz enthalten, z.B. ein Gemisch von Cellulose und Magnesiumsulfat, kann verringert werden, indem man als Cellulosematerial einen leicht gemahlenen Holzzellstoff mit hohem Gehalt an a-Cellulose verwendet. Das Mahlen des Stoffs ist ein üblicher Arbeitsgang bei der Papierherstellung. Er besteht aus einer mechanischen Bearbeitung der Fasern in Gegenwart von Wasser in Stoffmühlen, z.B. Holländern, Mühlen des Typs Horne, Niagara, Jones Betram, Victory, Vortex und Stabmühlen. Beschrieben sind diese Stoffmühlen in "Pule and Paper Manufacture", Band 2, "Preparation of Stock for Paper Making", herausgegeben von J.N. Stephenson, 1.Auflage, McGraw-Hi11, S. 200 - 212. Sehr gute Ergebnisse werden für die Zwecke der Erfindung erzielt, wenn der Stoff bis zu einem solchen Grade gemahlen wird, daß er ein Papier bildet, das der mechanischen Verarbeitung, insbesondere der Verarbeitung im nassen Zustand (z.B. Durchgang durch ein wäßriges Tauchbad ohne Zerfall) widersteht, und das Mahlen abgebrochen wird, bevor der Stoff seine "Sohmierigkeit" zum größten Teil verloren hat. Allgemein sollte das Mahlen abgebrochen werden, wenn die Schmierigkeit des Stoffs im Bereich von 1i-00 - 700 em3, vorzugsweise von etwa 500 - 600 cm-3 liegt (gemessen gemäß TAPPT, Norm m-50 unter Verwendung eines Canadian-Standard-Mahlungsgradprüfers, wie er in dem genannten Buch von Stephonson, Band 2, auf den Seiten 238 und 239 beschrieben ist). Der gemahlene Stoff kann zu Papier verarbeitet werden, z.B. mit Hilfe eines geeigneten Siebes (z.B. eines Fourdrinier- oder Valey-Mold-Siebes) mit anschließendem Abpressen und Trocknen. Zweckmäßig wird der Stoff in einer solchen Menge auf das Sieb abgelegt, daß das trockene Papier eine mittlere Dicke im Bereich von etwa 75 bis 250u hat. Weitere Zusätze können in den gemahlenen Stoff oder in das fertige Papier eingearbeitet werden.The amount of tar formed when smoking cigarettes, which is the tobacco substitute contain, e.g. a mixture of cellulose and magnesium sulphate, can be reduced, by using a lightly ground wood pulp with a high Content of a-cellulose used. Milling the fabric is a common operation in papermaking. It consists of mechanical processing of the fibers in the presence of water in pulp mills, e.g. Holländer, mills of the Horne type, Niagara, Jones Betram, Victory, Vortex, and Stick Mills. These mills are described in "Pule and Paper Manufacture", Volume 2, "Preparation of Stock for Paper Making", edited by J.N. Stephenson, 1st edition, McGraw-Hi11, pp. 200-212. Very good Results are achieved for the purposes of the invention when the substance is up to one is ground to such an extent that it forms a paper suitable for mechanical processing, in particular when processing in a wet state (e.g. passage through an aqueous Immersion bath without disintegration), and the grinding is stopped before the fabric his "humility" to the greatest Lost part. Generally Milling should be stopped if the greasiness of the fabric is in the area from 1i-00 - 700 em3, preferably from about 500 - 600 cm-3 (measured according to TAPPT, Norm m-50 using a Canadian Standard Freeness Tester, such as he is described in the aforementioned book by Stephonson, Volume 2, on pages 238 and 239 is). The ground material can be processed into paper, e.g. with the help of a suitable sieve (e.g. a Fourdrinier or Valey Mold sieve) with subsequent Pressing and drying. Appropriately, the substance is applied in such an amount to the Sieve filed that the dry paper has an average thickness in the range of about 75 has up to 250u. Other additives can be in the ground substance or in the finished Paper can be incorporated.

Die Cellulosesubstanz muß mit den Zusätzen innig vereinigt werden. Die Zusätze können ganz oder zu einem beliebigen Teil während der Papierherstellung in den Stoff eingearbeitet werden. Eine einfache Methode besteht aus der Einarbeitung des wasserlöslichen Zusatzmaterials in den gemahlenen Stoff, Verarbeitung des Stoffs zu Papier auf einer üblichen Papier-, maschine, anschließender Behandlung des vorzugsweise noch nassen Papiers mit einem wäßrigen Gemisch der wasserunlöslichen Materialien und der teureren wasserlöslichen Bestandteile (z.B. Nikotin) und anschließender Trocknung und Zerfaserung. In diesem Fall enthält das von der Papiermaschine ablaufende Wasser die wasserlöslichen Zusätze und kann wiederverwendet werden. Vorzugsweise werden die Zusätze sämtlich dem Papier zugegeben, nachdem dieses das Fourdrinier-Sieb der Papiermaschine verlassen hat. Beispielsweise kann das Material in einer Papierfabrik hergestellt werden, indem man das vom Sieb kommende Papier kontinuierlich teilweise trocknet (z.B. durch kontinuierlichen Durchgang durch eine Preßvorrichtung und dann über eine Reihe heißer Walzen) und es dann kontinuierlich durch ein wäßriges Bad leitet, das in Lösung oder Dispersion alle in das Papier einzuarbeitenden Stoffe enthält, worauf man das imprägnierte Papier völlig trocknet, indem man es kontinuierlich über eine zweite Gruppe von heißen Walzen führt. Wenn das Papier zu nass oder zu schwach ist, um unter Spannung durch das Imprägnierbad geführt zu werden, kann es auf einem Band oder Sieb durch dieses Bad geleitet werden. Es ist auch möglich, den Papierbrei unmittelbar mit den Zusätzen in gelöster, emulgierter oder feinteiliger trockener Form zu mischen und das Gemisch dann in die gewünschte Form zu bringen (z.B. durch Strangpressen), zu trocknen und zu schneiden. Nach einer anderen Methode gibt man die Cellulose mit den Zusätzen zusammen, indem man eine Bahn der Cellulose (z.B. Fließpapier oder Filterpapier) mit einer Lösung, Dispersion oder Emulsion der Zusatzstoffe (die einzeln oder gemeinsam zugegeben werden können) tränkt oder beschichtet und anschließend die Bahn trocknet und zerfasert oder in Streifen schneidet. Gegebenenfalls kann man eine Bahn in Streifen schneiden oder zerfasern und mit einer Lösung oder Dispersion des Zusatzes bzw. der Zusätze besprühen, dann das Material zur gleichmäßigen Verteilung der Zusatzstoffe auf der Cellulose stehen lassen oder umwälzen und anschließend trocknen.The cellulose substance must be intimately combined with the additives. The additives can be used in whole or in any part during papermaking be incorporated into the fabric. One simple method is training of the water-soluble additive in the milled substance, processing of the substance to paper on a conventional paper machine, subsequent treatment of the preferred still wet paper with an aqueous mixture of the water-insoluble materials and the more expensive water-soluble ingredients (e.g. nicotine) and thereafter Drying and defibering. In this case, this includes what is coming from the paper machine Water contains the water-soluble additives and can be reused. Preferably the additives are all added to the paper after it passes the Fourdrinier screen left the paper machine. For example, the material can be used in a paper mill can be produced by continuously partially cutting the paper coming from the wire dries (e.g. by continuous passage through a press device and then over a series of hot rollers) and then continuously through an aqueous bath conducts that in solution or dispersion all substances to be incorporated into the paper contains what you get the impregnated paper completely dries by it is passed continuously over a second set of hot rollers. If that Paper is too wet or too weak to pass through the impregnation bath under tension it can be passed through this bath on a belt or sieve. It it is also possible to use the paper pulp directly with the additives in dissolved, emulsified form or finely divided dry form and then mix the mixture into the desired Bringing shape (e.g. by extrusion), drying and cutting. After a Another method is to combine the cellulose with the additives by adding a Web of cellulose (e.g. blotting paper or filter paper) with a solution, dispersion or emulsion of additives (which can be added individually or together) soaks or coated and then dries the web and shreds or in Strip cuts. If necessary, you can cut a web into strips or fiber and spray with a solution or dispersion of the additive or additives, then the material for evenly distributing the additives on the cellulose Let stand or stir and then dry.

Wenn ein normales Carbonat und Magnesiumsulfat gemeinsam in dem gleichen Bad anwesend sind, das zur Herstellung des erfindungsgemäßen Tabakersatzes verwendet wird, muß das entstehende unlösliche Magnesiumcarbonat, das ausgefällt wird, in Suspension gehalten werden, damit es mit den wasserlöslichen Bestandteilen gleichmäßig im Papier verteilt wird. Wenn jedoch ein Bicarbonat anstelle des normalen Carbonats verwendet wird, kann dieses Problem vermieden und eine wäßrige Lösung hergestellt werden, in der alle Komponenten gelöst sind. Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Bicarbonats ist festzustellen, wenn eine Ammoniumverbindung in der Lösung anwesend ist. In diesem Fall verhindert das Bicarbonat einen Verlust von Ammoniak aus dem Material während des Trocknens der imprägnierten Cellulose unter Wärmeanwendung. Dies kann darauf zurückzuführen sein, daß der pH-Wert des Gemisches niedriger ist, wenn das Bicarbonat anstelle des Carbonats verwendet wird.When a normal carbonate and magnesium sulfate come together in the same Bath are present, which is used for the preparation of the tobacco substitute according to the invention is, the resulting insoluble magnesium carbonate that is precipitated in Suspension must be kept so that it is even with the water-soluble components is distributed in the paper. However, if a bicarbonate instead of the normal carbonate is used, this problem can be avoided and an aqueous solution can be prepared in which all components are solved. Another benefit of using it of the bicarbonate can be determined if an ammonium compound is present in the solution is. In this case, the bicarbonate prevents ammonia from being lost from the Material during the drying of the impregnated cellulose with the application of heat. This may be due to the fact that the pH of the mixture is lower, if the bicarbonate is used instead of the Carbonate is used.

Zuweilen ist es vorteilhafter, lösliches Carbonat getrennt zuzugeben. Dies kann durch Aufbringen einer. wäßrigen Lösung des Carbonats auf das Papier vor oder nach dem Aufbringen der Lösung des Sulfats geschehen. Die Carbonatmenge ist klein im Verhältnis zur Magnesiumsulfatmenge. Eine geringe Menge der Carbonatlösung kann beispielsweise mit Auftragswalzen unmittelbar vor der Tränkung des Papiers mit der Magnesiumsulfatlösung ohne zwischenzeitliche Trocknung aufgetragen werden.Sometimes it is more advantageous to add soluble carbonate separately. This can be done by applying a. aqueous solution of the carbonate on the paper or happen after the solution of the sulfate has been applied. The amount of carbonate is small in relation to the amount of magnesium sulfate. A small amount of the carbonate solution can for example with application rollers immediately before the impregnation of the paper can be applied with the magnesium sulfate solution without drying in between.

Die Menge der Lösung oder Dispersion und der Bestandteile der Lösung und Dispersion, die vom Papier aufgenommen werden, hängt u.a. vorn Feuchtigkeitsgehalt und der Porosität des Papiers, der Verweilzeit des Papiers in der Lösung und dem Grad des Pressens oder Abquetschens des Papiers nach dem Austritt aus dem Imprägnierbad ab. Es ist somit am besten, die Konzentrationen der Lösung durch Vorversuche für jeden Maschinentyp und ,jedes Verfahren zu ermitteln. Geeignete Konzentrationen von Magnesiumsulfat in Wasser liegen beispielsweise im Bereich von etwa 2 bis 40%, während die anderen Bestandteile entsprechend dem im Produkt gewünschten Verhältnis dieser Bestandteile zum hydratisierten Magnesiumsulfat bemessen werden. Bei getrennter Zugabe von Kaliumcarbonat kann seine Konzentration in Wasser beispielsweise im Bereich von etwa 0,5 bis 6% liegen. Wenn das Carbonat nach der Zugabe der hydratisierten Metallverbindung zugesetzt wird, kann die Gefahr einer Extraktion der letzteren aus der Cellulose durch die Carbonatlösung durch Verwendung eines Gemisches von Wasser und eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels, wie Äthanol, zur Auflösung des Carbonats verringert werden. Es zeigte sich, daß in diesem Fall das Carbonat sich bevorzugt auf der Ce11ulose in einem höheren Anteil absetzt, als wenn eine wäßrige Lösung des gleichen Carbonats in der gleichen Konzentration aufgebracht wird. Ein Verlust der hydratisierten Metallverbindung durch Extraktion in die Carbonatlösung kann auch verringert werden, indem man die Carbonatlösung.auf das Gemisch aus hydratisierter Metallverbindung und Cellulose sprüht anstatt das Gemisch in die wäßrige Carbonatlösung zu tauchen.The amount of solution or dispersion and the constituents of the solution and dispersion that are absorbed by the paper depends, among other things, on the moisture content and the porosity of the paper, the residence time of the paper in the solution and the degree of pressing or squeezing of the paper after exiting the impregnation bath. It is therefore best to determine the concentration of the solution through preliminary tests for each type of machine and each process. Suitable concentrations of magnesium sulfate in water are, for example, in the range from about 2 to 40%, while the other components correspond to the ratio of these components to hydrated magnesium sulfate desired in the product be measured. If potassium carbonate is added separately, its concentration in water can be, for example, in the range from about 0.5 to 6%. If the carbonate is added after the hydrated metal compound has been added, the risk of the latter being extracted from the cellulose by the carbonate solution can be reduced by using a mixture of water and a water-miscible organic solvent such as ethanol to dissolve the carbonate. It was found that in this case the carbonate is preferentially deposited on the cellulose in a higher proportion than when an aqueous solution of the same carbonate is applied in the same concentration. Loss of the hydrated metal compound by extraction into the carbonate solution can also be reduced by spraying the carbonate solution onto the mixture of hydrated metal compound and cellulose instead of dipping the mixture into the aqueous carbonate solution.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine oxydierte Cellulose, bestehend aus einem Polymeren von Anhydroglucurri nsäure, als Cellulosematerial allein oder zusammen mit anderem Cellulosematerial, z.B. dem oben beschriebenen, verwendet. Wenn oxydierte Cellulose in Form eines Polymeren von Anhydroglucuronsäure im Tabakersatz verwendet wird, ist das Produkt mild und hat eine unerwartet geringere Reizwirkung, als wenn Cellulose selbst verwendet wird. Dies kann darauf zurückzuführen sein, daß der Rauch einer Zigarette, die Cellulose und beispielsweise 10% hydratisiertes Magnesiumsulfat enthält, eine gewisse Menge von Schwefeloxyden enthalten kann. Im Gegensatz dazu ist bei Ersatz der Cellulose durch oxydierte Cellulose, die ein Polymeres von Anhydroglucuronsäure enthält, .in der gleichen Mischung mit hydratisiertem Magnesiumsulfat der Rauch noch milder und praktisch oder völlig frei von Schwefeloxyden-und anderen Säurekörpern. Dies ist sehr überraschend angesichts der Tatsache, daß oxydierte Cellulose, die ein Polymeres von Anhydroglucuronsäure enthält, ein Kationenaustauschmaterial ist und daher gewöhnlich keine Anionen oder Schwefeloxyde aufzunehmen oder zu entfernen pflegt.According to another embodiment of the invention, an oxidized Cellulose, consisting of a polymer of anhydroglucuric acid, as a cellulose material alone or together with other cellulosic material, e.g. the one described above, used. When oxidized cellulose in the form of a polymer of anhydroglucuronic acid Used in tobacco substitutes, the product is mild and has an unexpectedly lower level Irritant effect as if cellulose itself is used. This can be attributed to be that the smoke of a cigarette, the cellulose and for example 10% hydrated Contains magnesium sulphate, may contain a certain amount of sulfur oxides. in the In contrast, when cellulose is replaced by oxidized cellulose, which is a polymer of anhydroglucuronic acid, in the same mixture with hydrated magnesium sulfate the smoke is even milder and practically or completely free of oxides of sulfur and others Acid bodies. This is very surprising in view of the fact that it was oxidized Cellulose containing a polymer of anhydroglucuronic acid, a cation exchange material is and therefore usually does not take up or remove anions or sulfur oxides maintains.

Die ein Polymeres von Anhydroglucuronsäure enthaltende oxydierte Cellulose kann in einfacher Weise durch Umsetzung von Cellulose mit Stickstoffdioxyd erhalten werden. Diese Reaktion und ihre Produkte werden von Kenyon u.Mitarbeitern in ttIndustrial and Engineering Chemistrytt 41, S.2 ff. (1949) beschrieben. Der Oxydationsgrad kann beispielsweise so geregelt werden, daß das Molverhältnis von Anhydroglucuronsäureeinheiten zu Anhydroglucoseeinheiten im Produkt beispielsweise etwa 1:1 bis 1,5 : 1 beträgt. Vorzugsweise wird der Oxydationsgrad so gewählt, daß ein Öffnen eines wesentliehen Teils der Pyranringe des Produkts und die Bildung eines Produkts, das seine Zugfestigkeit praktisch ganz verloren hat, vermieden werden.The oxidized cellulose containing a polymer of anhydroglucuronic acid can be obtained in a simple manner by reacting cellulose with nitrogen dioxide will. This reaction and its products are supported by Kenyon and employees in ttIndustrial and Engineering Chemistrytt 41, page 2 ff. (1949). The degree of oxidation can for example be regulated so that the molar ratio of anhydroglucuronic acid units to anhydroglucose units in the product is, for example, about 1: 1 to 1.5: 1. The degree of oxidation is preferably chosen so that opening of a substantial one Part the pyran rings of the product and the formation of a product, its tensile strength has practically completely lost, should be avoided.

Eine besonders gute Zigarette wird erhalten, wenn der erfindungsgemäße Tabakersatz die Form dünner, schmaler Streifen ungleichmäßiger Länge und Breite hat. Wenn die Streifen von ungleichmäßiger, d.h. regelloser Länge und Breite sind, ist die Zigarette leichter anzuzünden, die Füllung lässt sich besser packen und die Zigarette hat ein besseres Aussehen. Die Streifen können beispielsweise 0,2 bis 2 mm breit und 1 bis 25 mm lang sein. Ferner ist es zweckmäßig, wenn ihre Dicke schwankt: So können Teile der Streifen weniger als 75p dick sein. Diese Ungleichmäßigkeit lässt sich erreichen, indem der Papierbrei ungleichmäßig auf das Sieb abgelegt wird, beispielsweise durch leichtes Neigen des Siebes quer zur Breite der Bahn, oder durch leichtes Rühren der Stoffmasse, so daß sie während des Aufbringens auf das Sieb verhältnismäßig heterogen ist (unterschiedliche Konzentrationen in verschiedenen Teilen des Breies), oder durch Auftragen des Stoffbreies durch einen Schlitz von ungleichmäßiger Breite. Auch gekräuselte Streifen ermöglichen besseres Stopfen des Tabakersatzes in die Zigaretten und führen zu gleichmäßigerem Brennen. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Streifen eine rauhe Oberfläche haben. Besonders vorteilhafte Streifen können beispielsweise hergestellt werden, indem man eine dünne Bahn aus dem Tabakersatz (mit einer Dicke von beispielsweise 75 bis 200 p) kontinuierlich mit einer angetriebenen Prägewalze in eine Schneidvorrichtung einführt, wo die Bahn in wendelförmig gekräuselte Streifen von etwa 0,2 bis 2 mm Breite geschnitten wird, die dann regellos quer zur Längsrichtung durchgeschnitten werden.A particularly good cigarette is obtained when the tobacco substitute according to the invention is in the form of thin, narrow strips of uneven length and width. If the strips are of irregular, ie random length and width, the cigarette is easier to light, the filling can be better packed and the cigarette has a better appearance. The strips can be, for example, 0.2 to 2 mm wide and 1 to 25 mm long. It is also useful if their thickness fluctuates: for example, parts of the strips can be less than 75p thick. This unevenness can be achieved by placing the paper pulp unevenly on the screen, for example by tilting the screen slightly across the width of the web, or by gently stirring the pulp so that it is relatively heterogeneous during application to the screen (different concentrations in different parts of the pulp), or by applying the pulp through a slit of uneven width. Curled strips also make it easier to plug the tobacco substitute into the cigarette and lead to a more even burning. It is also advantageous if the strips have a rough surface. Particularly advantageous strips can be produced, for example, by continuously introducing a thin web of the tobacco substitute (with a thickness of, for example, 75 to 200 μm) with a driven embossing roller into a cutting device, where the web into helically crimped strips of about 0.2 to 2 mm wide, which are then cut through randomly across the longitudinal direction.

Der erfindungsgemäße Tabakersatz kann mit Tabak oder einem der üblichen aufgearbeiteten Tabake gemischt werden. Diese Vermischung kann beispielsweise in Trommeln oder in anderer Weise (z.B. in einem turbulenten Luftstrom) mit dem zerfaserten Tabakersatz und zerfasertem Tabak erfolgen, oder man kann Tabakblätter oder eine Bahn von aufgearbeitetem Tabak und eine Bahn oder Streifen des Tabakersatzes zusammen einer Zerfaserungsvorrichtung zuführen, wo die beiden Komponenten gleichzeitig zerfasert und gemischt werden, oder man kann beliebige Mischmethoden anwenden, wie sie in der Tabakindustrie üblich sind. Die in dieser Weise dem Tabakersatz zugemischte Tabakmenge kann beispielsweise im Bereich von 5 bis 75% liegen. #enn der Anteil an üblichem Tabak erheblich ist, z.B. über 50%, kann es zweckmäßig sein, den Anteil an Nikotin, Würze und Kohlehydratäther zu verringern oder diese Zusätze im Tabakersatz ganz wegzulassen.The tobacco substitute according to the invention can be made with tobacco or one of the usual Reclaimed tobacco can be mixed. This mixing can, for example, in Drumming or in some other way (e.g. in a turbulent air flow) with the frayed Tobacco substitutes and shredded tobacco, or tobacco leaves or a web of processed Tobacco and a web or strip of the tobacco substitute together to a defiber feed, where the two components are shredded and mixed at the same time, or you can use any mixing method, as is common in the tobacco industry are. The amount of tobacco mixed with the tobacco substitute in this way can, for example range from 5 to 75%. #if the proportion of common tobacco is significant, e.g. over 50%, it may be useful to reduce the proportion of nicotine, spice and carbohydrate ether to reduce or to omit these additives in tobacco substitutes altogether.

Wie bereits erwähnt, ermöglicht die Verwendung von leicht gemahlenem Zellstoff eine erhebliche Verringerung der Menge an Rauchkondensat (Teer), das durch den Tabakersatz gebildet wird. Beispielsweise enthielt bei einem Versuch mit Zigaretten aus gleichen Gewichtsmengen von Faserstoffen mit Schmierigkeitsgraden von etwa 560 em3 bzw. 250 cm3 der Rauch der ersteren nur etwa ein Drittel der Teermenge, die im Rauch der letzteren enthalten war. Eine einwandfreie Erklärung dieser unvorhergesehenen Wirkung gibt es noch nicht. Es ist möglich, daß die größere Porosität eine vollständigere Verbrennung oder eine bessere Filtration des durch die Zigarette strömenden Rauchs bewirkt. Möglicherweise sind weitere verwickelte physikalische und physikalisch-chemische Wechselwirkungen im Spiel. Die Erfindung ermöglicht nicht nur eine Verringerung der Menge an Rauchkondensat, sondern das Kondensat hat auch einen sehr niedrigen Gehalt an polycyclischen Aromaten (erkennbar an der sehr niedrigen Fluoreszenz).As mentioned earlier, allows the use of lightly ground Wood pulp significantly reduces the amount of smoke condensate (tar) that passes through the tobacco substitute is formed. For example, contained in an experiment with cigarettes from equal amounts by weight of fibrous materials with degrees of greasiness of about 560 em3 or 250 cm3 the smoke of the former only about a third of the amount of tar that was contained in the smoke of the latter. A flawless explanation of this unforeseen There is no effect yet. It is possible that the greater the porosity, the more complete Combustion or better filtration of the smoke flowing through the cigarette causes. There may be more physical and physico-chemical implications Interactions in the game. The invention not only enables a reduction the amount of smoke condensate, but the condensate also has a very low level Content of polycyclic aromatics (recognizable by the very low fluorescence).

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Filters mit dem Tabakersatz. Wie bereits erwähnt, verringert der Zusatz von Carbonaten zum Tabakersatz die Acidität des Rauchs und macht ihn milder. Ähnliche Ergebnisse können erzielt werden, wenn man Carbonate einem Rauchfilter zugibt, z.B. einem beliebigen Filter üblicher Art aus Celluloseacetat oder Cellulose. Zu diesem Zweck können normale Carbonate, z.B. Natrium-, Kalium-, Calcium- oder Magnesiumcarbonat, oder die entsprechenden Bicarbonate oder Carbonatgemische verwendet werden. Auch andere Stoffe, die die während der Verbrennung von Cellulose-Sulfatsalz-Gemischen gebildeten Säuren (z.B. Schwefeloxyde) zu neutralisie-en oder binden-vermögen, können zugesetzt werden, um den Rauch milder zurrrä,chen. Beispiele solcher Filterzusatzstoffe sind Cellulose-Aminoderivate und basische Anionenaustauschharze, 2.B. vernetzte Harze, die quaternäre Ammoniumgruppen oder tertiäre Aminogruppen enthalten, beispielsweise die Harze, die durch Umsetzung von tertiären Aminen mit halogenalkylierten, vernetzten Polymeren von vinylaromatischen Verbindungen, z.B. chlormethylierten Polymeren von Styrol und Divinylbenzol, hergestellt werden (McBurney, U.S.-Patent 2 591 573),@öder die Produkte der Umsetzung von Methylchlorid, Dimethylsulfat oder anderen Alkylierungsmitteln mit aminhaltigen Harzen, z.B. das Produkt der Umsetzung von Formaldehyd, Anilin und nthylendiamin. Die Einarbeitung dieser neutralisierenden oder fixierenden Mittel kann u.a. durch Tränken oder Besprühen des Filtermaterials, das aus einem Celluloseacetatstrang bestehen kann, mit einer wäßrigen Lösung des Mittels und anschließende Trocknung erfolgen.Another aspect of the invention relates to use a filter with the tobacco substitute. As mentioned earlier, the addition of Tobacco substitute carbonates reduce the acidity of the smoke and make it milder. Similar Results can be achieved by adding carbonates to a smoke filter, e.g. any filter more common Kind of cellulose acetate or cellulose. For this purpose, normal carbonates, e.g. sodium, potassium, calcium or Magnesium carbonate, or the corresponding bicarbonates or carbonate mixtures are used will. Also other substances that are produced during the incineration of cellulose-sulphate salt mixtures to neutralize or bind acids (e.g. sulfur oxides) formed can be added to reduce the smoke. Examples of such filter additives are cellulose amino derivatives and basic anion exchange resins, 2.B. networked Resins containing quaternary ammonium groups or tertiary amino groups, for example the resins that crosslink by reacting tertiary amines with haloalkylated ones Polymers of vinyl aromatic compounds, e.g., chloromethylated polymers of Styrene and divinylbenzene (McBurney, U.S. Patent 2,591,573) @ öder the products of the reaction of methyl chloride, dimethyl sulfate or other alkylating agents with amine-containing resins, e.g. the product of the conversion of formaldehyde, aniline and ethylene diamine. The incorporation of these neutralizing or fixing agents can, among other things, by soaking or spraying the filter material, which consists of a cellulose acetate strand can exist with an aqueous solution of the agent and subsequent drying take place.

Nach einer anderen Methode wird eine Suspension des feinteiligen neutralisierenden oder bindenden Mittels, z.B. eine Suspension in Wasser oder in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel oder in einem Gas, z.B. ein Aerosol, auf das Filtermaterial aufgebracht. Die Menge des neutralisierenden oder fixierenden Mittels liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 1 - 5%, bezogen auf das Gewicht des Filtermaterials.Another method is a suspension of the finely divided neutralizing agent or binding agent, e.g. a suspension in water or in a volatile organic solvent or in a gas, e.g. an aerosol, onto the filter material upset. The amount of the neutralizing or fixing agent is general in the range of about 1 - 5%, based on the weight of the filter material.

In üblichen Filterzigaretten aus Tabak, deren Länge gewöhnlich etwa 70 bis 85 mm beträgt, liegt die Länge des Filters im allgemeinen im Bereich von etwa 10 bis 20 mm und die Länge des Rauchmaterials gewöhnlich bei etwa 50 bis 75 mm. Die gleichen Werte kommen für die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung des Tabakersatzes infrage. Die Verwendung eines neutralisierenden und fixierenden Mittels im Filter wird jedoch weniger bevorzugt als die Verwendung eines Carbonats im Tabakersatz selbst. Das letztere ermöglicht es, die Säuren sowohl aus dem Rauch des Seitenstroms als auch aus dem Rauch des Hauptstroms praktisch auszuschalten (das Filter wirkt nur auf den Rauch des Hauptstroms), und zwar mit viel geringeren Carbonatkonzentrationen, als sie im Filter erforderlich sind. Diese Erscheinung ist noch nicht völlig geklärt, jedoch wird angenommen, daß das Carbonat in der Glimmzone die Konzentration an Kohlendioxyd erheblich erhöht und auf diese Weise das chemische Gleichgewicht in der Glimmzone verändert. Ferner wird, wie bereits erwähnt, in Gegenwart des Carbonats eine porösere Asche gebildet. Hierdurch wird möglicherweise die Geschwindigkeit der Zufuhr von Sauerstoff zur Glimmzone verändert. Es ist ferner möglich, daß die Entwicklung von Kohlendioxyd aus dem Carbonat während des Glimmens zu einem basischeren Rückstand führt, der eine Neutralisation der Säuren des Rauchs bewirken dürfte. Gegebenenfalls kann der ganze Tabakersatz durch Vermischen mit einem unbrennbaren Füllstoff verdünnt werden. Geeignete Füllstoffe sind beispielsweise Ton (z.B. Bentonit oder Attapulgaston) und Aluminiumoxyd, beispielsweise in Mengen von etwa 30%.In conventional filter cigarettes made from tobacco, the length of which is usually about Is 70 to 85 mm, the length of the filter is generally in the range of about 10 to 20 mm and the length of the smoking material usually about 50 to 75 mm. The same values apply to the embodiment of FIG Invention using the tobacco substitute in question. The usage however, a neutralizing and fixing agent in the filter is less preferred than the use of a carbonate in the tobacco substitute itself. The latter enables it, the acids from both the smoke of the side stream and from the smoke of the Practically switching off the main stream (the filter only affects the smoke of the main stream), with much lower carbonate concentrations than required in the filter are. This phenomenon has not yet been fully clarified, but it is believed that the carbonate in the glow zone increases the concentration of carbon dioxide considerably and in this way changes the chemical equilibrium in the glow zone. Further As already mentioned, a more porous ash is formed in the presence of the carbonate. This will potentially reduce the rate of delivery of oxygen to the Glow zone changed. It is also possible that the evolution of carbon dioxide from the carbonate during the smoldering leads to a more basic residue, the neutralization of the acids in the smoke. If necessary, the whole tobacco substitutes can be diluted by mixing them with a non-flammable filler. Suitable fillers are, for example, clay (e.g. bentonite or attapulgas clay) and alumina, for example in amounts of about 30%.

Der erfindungsgemäße Tabakersatz kann zum Rauchen zu beliebigen üblichen Formen verarbeitet werden. Beispielsweise kann er zur Herstellung von Zigarren, Zigaretten und Pfeifentabak verwendet werden.The tobacco substitute according to the invention can be used for smoking to any usual Shapes are processed. For example, it can be used to make cigars, Cigarettes and pipe tobacco are used.

- Beispiel 1 Eine 4%ige Suspension@von Cellulose (Holzzellstoff für Viskoseherstellung mit etwa 92% a-Cellulose) wurde in üblicher Weise gemahlen, worauf eine konzentrierte wäßrige Lösung von MgS04.7 H20 und KC1 zugesetzt und der Stoffbrei auf eine Konzentration von 1% verdünnt wurde. Das erhaltene Gemisch wurde in üblicher Weise zu einer Papierbahn verarbeitet, die getrocknet wurde. Die zugesetzten Salzmengen und das Papierherstellungsverfahren wurden so gewählt, daß ein Papier mit einem Riesgewicht von 22,68 kg (Gewicht eines Stapels von 61 cm x 101,6 cm) und einem MgSO4.7 H20-Gehalt von etwa 135 und einem KC1-Gehalt von etwa 1% erhalten wurde. Das getrocknete Papier wurde in eine Lösung von Raumtemperatur getaucht, die pro 100 em3 1,5 g Äthylcellulose (Standard-Sorte von Dow Ethocel, Viskosität 7 Centipoise, Äthoxygehalt 48 bis 49,5%) und 0,5 g Nikotin in einem Gemisch aus gleichen Raumteilen Methylenchlorid und absolutem Äthanol enthielt.- Example 1 A 4% suspension @ of cellulose (wood pulp for viscose production with about 92% α-cellulose) was ground in the usual way, whereupon a concentrated aqueous solution of MgS04.7 H20 and KCl was added and the pulp was reduced to a concentration of 1 % has been diluted. The mixture obtained was processed into a paper web in a conventional manner, which was dried. The amounts of salt added and the papermaking process were chosen so that a paper with a base weight of 22.68 kg (weight of a stack of 61 cm x 101.6 cm) and a MgSO4.7 H20 content of about 135 and a KCl content of about 1% was obtained. The dried paper was immersed in a solution at room temperature containing 1.5 g of ethyl cellulose (standard grade from Dow Ethocel, viscosity 7 centipoise, ethoxy content 48 to 49.5%) and 0.5 g of nicotine in a mixture per 100 cubic meters equal parts by volume of methylene chloride and absolute ethanol.

Das imprägnierte Papier wurde getrocknet und dann zu gekräuselten Streifen von 0,3 bis 1 mm Breite und 2 bis 20 mm Länge geschnitten und unter Verwendung von üblichem Zigarettenpapier zu Zigaretten verarbeitet. Das durchschnittliche Gewicht dieser Zigaretten betrug 1,06 g, wovon 50 mg auf-das Zigarettenpapier entfielen. Die Zigaretten, die eine Länge von 70 mm hatten, zeigten ein Temperaturprofil innerhalb des in der Abbildung dargestellten Bereichs. Der während des mechanischen Rauchens dieser Zigaretten abgeschiedene Teer zeigte geringere Fluoreszenz als der Teer, der beim Rauchen von üblichem Tabak ohne Filter gebildet wurde. Die den Tabakersatz enthaltenden Zigaretten brannten gleichmäßig, zogen gut und bildeten einen angenehmen, zufriedenstellenden Rauch.The impregnated paper was dried and then curled Cut strips 0.3 to 1 mm wide and 2 to 20 mm long and using processed from common cigarette paper to cigarettes. The average weight of these cigarettes was 1.06 g, of which 50 mg were accounted for by the cigarette paper. The cigarettes, which were 70 mm in length, showed a temperature profile within of the area shown in the figure. The one during mechanical smoking The tar deposited by these cigarettes showed less fluorescence than the tar, that was formed when smoking common tobacco without a filter. The tobacco substitute containing cigarettes burned evenly, drew well and formed a pleasant, satisfactory smoke.

Beispiel 2 Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß eine wäßrige Kaliumcarbonatlösung auf die luftgetrocknete Bahn gesprüht wurde, die das Magnesiumsulfat und Kaliumchlorid enthielt, worauf die Bahn erneut getrocknet wurde. Wenn die Menge an K2 C03 1% betrug, bezogen auf das Gesamtgewicht des lufttrockenen Produkts, betrug die Zugzahl der erhaltenen Zigarette 14 bis 15. "Zugzahl" ist die Gesamtzahl der Züge, die erforderlich ist, um die Zigarette bis zu einem Rest von 25 mm Länge mit der Rauchmaschine bei dem beschriebenen 30 Sekunden-Zyklus aufzurauchen. Die Zugzahl einer üblichen filterlosen Zigarette aus Tabak beträgt 12 bis 14, die der Zigarette gemäß Beispiel 1 18-19. Wenn der Anteil an Kaliumcarbonat auf 1,2%, 1,6% und 3% erhöht wurde, betrugen die Zugzahlen 13 - 14, 10 - 12 bzw. 5. In jedem Fall war der Rauch der Zigarette milder als bei der Zigarette gemäß Beispiel 1. Das Brennprofil lag in dem in der Abbildung dargestellten Bereich. Example 2 The experiment described in Example 1 was repeated except that an aqueous potassium carbonate solution containing the magnesium sulfate and potassium chloride was sprayed onto the air-dried web, and the web was dried again. When the amount of K2 CO3 was 1% based on the total weight of the air-dry product, the puffs of the obtained cigarette was 14-15 mm length to be smoked with the smoke machine in the 30 second cycle described. The number of puffs of a conventional filterless cigarette made of tobacco is 12 to 14, that of the cigarette according to Example 1 is 18-19. When the proportion of potassium carbonate was increased to 1.2%, 1.6% and 3%, the puffs were 13-14, 10-12 and 5. In each case, the smoke of the cigarette was milder than that of the cigarette according to the example 1. The firing profile was in the area shown in the figure.

Beispiel 3 Holzzellstoff für die Viskoseherstellung (etwa 92@# a-Cellulose) wurde in Wasser gemahlen. Der Stoffbrei wurde mit einer wäßrigen Lösung gemischt, die Magnesiumsulfat, Magnesiumnitrat, Sorbit und Ammoniumsulfat enthielt. Der Brei wurde dann mit einer Valley-Blechform zu einem Papierblatt verarbeitet, getrocknet und in eine Lösung von Kaliumcarbonat, Nikotin, braunem Farbstoff (F.D. & C. Schokoladenbraun, neue Schattierung B, und F.D. und C Gelb Nr. 5) und Würze in einem Gemisch aus 40 Vol. -% Wasser und 60 Vol. - l Äthanol getaucht und erneut getrocknet. Die Mengen wurden so gewählt, daß das fertige luftgetrocknete Produkt folgende Zusammensetzung hatte: M9s04.7 H20 13,3% Mg(N03)2.6H20 1,8% Sorbit 1,2% (NH4)2 So 4 -3,3% K2Co3 1,2% Nikotin 1% Brauner Farbstoff 0,45% Gelber Farbstoff 0,1% Die trockene Bahn wurde in leicht gekäuselte (z.B. 20 Kräuselungen pro m) Streifen von willkürlicher Breite von 0,3 bis 2 mm geschnitten. Die Streifen wurden quer in beliebige Längen von 2 bis 20 mm geschnitten. Folgende Würzen wurden verwendet: Menthol in Mengen von 0,05 bis 1% (beste Ergebnisse wurden mit 0,1% oder weniger erhalten), Tonkabohnenextrakt (in Mengen von 0,01 bis 0,5%), der mit einem üblichen Schokoladenaroma gemischt werden kann, wie es für Zigaretten aus Tabak verwendet wird, oder ein Gemisch der folgenden werkseigenen Würzen: 0,1% G-e, 0,1% G-318 und 0,05;6 G-321 (International Flavors & Flagrances Co.). Das Produkt wurde zu Zigaretten verarbeitet, die je 1 g des Produkts als Füllung enthielten. Die Temperaturprofile lagen innerhalb des in der Abbildung dargestellten Bereichs. Der Rauch war mild und angenehm. Menge und Grad der Fluoreszenz des Rauchkondensats waren geringer als bei üblichen Zigaretten. Example 3 Wood pulp for making viscose (about 92 @ # a cellulose) was ground in water. The pulp was mixed with an aqueous solution containing magnesium sulfate, magnesium nitrate, sorbitol and ammonium sulfate. The pulp was then made into a sheet of paper with a Valley sheet metal mold, dried, and dipped in a solution of potassium carbonate, nicotine, brown dye (FD & C. Chocolate Brown, New Shade B, and FD and C Yellow # 5), and seasoning all in one Mixture of 40 vol.% Water and 60 vol. L ethanol immersed and dried again. The quantities were chosen so that the finished air-dried product had the following composition: M9s04.7 H20 13.3% Mg (N03) 2.6H20 1.8% Sorbitol 1.2% (NH4) 2 Sun 4 -3.3% K2Co3 1.2% Nicotine 1% Brown dye 0.45% Yellow dye 0.1% The dry web was cut into lightly puckered (e.g. 20 pimples per meter) strips of arbitrary width from 0.3 to 2 mm. The strips were cut transversely into any length from 2 to 20 mm. The following seasonings were used: menthol in amounts of 0.05 to 1% (best results were obtained with 0.1% or less), tonka bean extract (in amounts of 0.01 to 0.5%) mixed with a common chocolate flavor as used in tobacco cigarettes, or a mixture of the following proprietary flavorings: 0.1% Ge, 0.1% G-318 and 0.05; 6 G-321 (International Flavors & Flagrances Co.) . The product was made into cigarettes, each containing 1 g of the product as a filling. The temperature profiles were within the range shown in the figure. The smoke was mild and pleasant. The amount and degree of fluorescence of the smoke condensate were less than that of conventional cigarettes.

Beispiel 4 Ein 4%iger wäßriger Brei. von Sulfitzellstoff für Viskoseherstellung mit 92257 a-Cellulose wurde in einem Holländer bis zu einem Mahlungsgrad von 574 cm3 (bestimmt gemäß TAPPI-Norm T 227 m-50) gemahlen. Der gemahlene Stoff wurde auf eine Konsistenz von 1% verdünnt. Ein gemessenes Volumen des 1%igen Stoffbreies wurde in einem gemessenen Volumen einer konzentrierten wäßrigen Lösung von MgS04.7 H20 suspendiert, die gleichzeitig Mg(N03)2.6 H20, (NH02S04 und Sorbit in viel geringeren Konzentrationen enthielt. Die mit Zusätzen versehene Stoffsuspension wurde in üblicher Weise zu Papier verarbeitet und getrocknet. Das getrocknete Papier wurde in eineLösung von 250C getaucht, die pro Liter 5,0 g Kaliumcarbonat und 4,0 g Nikotin enthielt. Die Verweilzeit des Papiers in der Lösung betrug etwa 2 Sekunden. Das imprägnierte Papier, das während des Tauchens nicht zerfiel, wurde getrocknet und dann zu Streifen von regelloser Länge von 1 mm bis 25 mm und regelloser Breite von 0,3 bis 1,3 mm zerschnitten. Das Material wurde über Nacht bei einer relativen Feuchtigkeit von 65;ö und 240C gehalten und unter Verwendung von üblichem Zigarettenpapier zu einwandfreien Zigaretten verarbeitet. Das durchschnittliche Gewicht dieser Zigaretten betrug 0,96 g. Hiervon entfielen 50 mg auf das Umhüllungspapier. Die hänge der Zigaretten betrug 70 mm. Example 4 A 4% aqueous slurry. of sulfite pulp for viscose production with 92257 a-cellulose was ground in a hollander to a degree of freeness of 574 cm3 (determined according to TAPPI standard T 227 m-50). The milled fabric was diluted to a consistency of 1%. A measured volume of the 1% pulp was suspended in a measured volume of a concentrated aqueous solution of MgS04.7 H2O which simultaneously contained Mg (NO3) 2.6 H2O, (NH02S04 and sorbitol in much lower concentrations. The stock suspension provided with additives was in Conventionally processed into paper and dried. The dried paper was immersed in a solution of 250C containing 5.0 g of potassium carbonate and 4.0 g of nicotine per liter. The residence time of the paper in the solution was about 2 seconds. that did not disintegrate during the immersion was dried and then cut into strips of random length from 1 mm to 25 mm and random width from 0.3 to 1.3 mm The material was left overnight at a relative humidity of 65; δ and 240C and processed into perfect cigarettes using conventional cigarette paper.The average weight of these cigarettes was 0.96 g 50 mg on the wrapping paper. The length of the cigarette was 70 mm.

Die Mengen der Zusatzstoffe wurden so gewählt, daß der luftgetrocknete Tabakersatz folgende Zusammensetzung hatte: MgS04.7 H20 13,3% Mg(N03)2.6 H20 1,8% Sorbit 1,2% (NH4) 2SO4 3,3% K2C03 1,2% Nikotin 1% Beispiel 5 Ein Rauchmaterial wurde aus oxydierter Cellulose hergestellt, die Anhydroglucuronsäure ("Oxycel", hergestellt durch Parke, Davis & Co.,.beschrieben von Kenyon u:Mitarbeitern in «Industrial Engineering Chemistry'l 41, S.2 ff. (1949)) enthielt. Die oxydierte Cellulose in Gazeform wurde mit einer wäßrigen Lösung von Magnesiumsulfat, Kaliumchlorid, Glycerin, Ammoniumsulfamat und einem braunen Farbstoff imprägniert, getrocknet, , mit einer Lösung von Äthylcellulose (Dow Ethocel, Äthoxygehalt 48 bis 49,5%, Viskosität 7 Centipoise) und Nikotin in einem Gemisch aus 80% Toluol und 20% Äthanol (Vol.) imprägniert, an der Luft getrocknet und bei 71% relativer Feuchtigkeit konditioniert. Die Analyse des erhaltenen Produkts (ofentrocken, ausschließlich Hydratwasser) ergab folgende Werte: 69,1% "oxycel" 8,6% Mgso4 5,2% KC1 1,5% Ammoniumsulfamat 3,0% Glycerin 11,3% Äthylcellulose 1,3% Nikotin Das Produkt wurde von Hand zu Fasern von 4 bis 8 mm Länge zerfasert und zu einer Zigarette von üblicher Größe mit einem Gewicht von 0,9 g und einer Länge von 70 mm gerollt. Der Rauch war mild. Eine Analyse des Teers aus dem Rauch des Hauptstroms der Zigarette ergab kein Anzeichen von vorhandenem Sulfat bei Anwendung einer Analysenmethode, mit der etwa 0,02 mg S04 (als Buntere Grenze) nachgewiesen werden konnten. In der vorstehenden Beschreibung sind die Mengen für die ursprünglich zugesetzten Verbindungen ohne Rücksicht auf etwaige chemische Reaktionen zwischen. den Verbindungen angegeben. Obwohl also Kaliumcarbonat mit einem Teil des Magnesiumsulfats unter Bildung von Kaliumsulfat und Magnesiumcarbonat reagiert, sind die Analysenwerte (die auf den im Produkt vorhandenen Mengen an K, S04, Mg und C03 basieren) als Prozentsätze von Kaliumcarbonat und Magnesiumsulfat ausgedrückt.The amounts of the additives were chosen so that the air-dried tobacco substitute had the following composition: MgS04.7 H20 13.3% Mg (N03) 2.6 H20 1.8% Sorbitol 1.2% (NH4) 2SO4 3.3% K2C03 1.2% Nicotine 1% Example 5 A smoking material was made from oxidized cellulose containing anhydroglucuronic acid ("Oxycel", manufactured by Parke, Davis & Co.,. Described by Kenyon et al. In "Industrial Engineering Chemistry'l 41, p.2 ff. (1949)) ) contained. The oxidized cellulose in gauze form was impregnated with an aqueous solution of magnesium sulfate, potassium chloride, glycerine, ammonium sulfamate and a brown dye, dried, with a solution of ethyl cellulose (Dow Ethocel, ethoxy content 48 to 49.5%, viscosity 7 centipoise) and nicotine impregnated in a mixture of 80% toluene and 20% ethanol (vol.), air-dried and conditioned at 71% relative humidity. The analysis of the product obtained (oven dry, excluding water of hydration) gave the following values: 69.1% "oxycel" 8.6% Mgso4 5.2% KC1 1.5% ammonium sulfamate 3.0% glycerin 11.3% ethyl cellulose 1.3% nicotine The product was frayed by hand into fibers 4 to 8 mm in length and rolled into a conventional size cigarette weighing 0.9 g and 70 mm in length. The smoke was mild. An analysis of the tar from the smoke of the main stream of the cigarette showed no signs of sulfate present when using an analytical method with which about 0.02 mg SO4 (as a colorful limit) could be detected. In the above description, the amounts for the compounds originally added are without regard to any chemical reactions between. indicated the connections. So even though potassium carbonate reacts with some of the magnesium sulfate to form potassium sulfate and magnesium carbonate, the analytical values (based on the amounts of K, SO4, Mg and CO3 present in the product) are expressed as percentages of potassium carbonate and magnesium sulfate.

In den vorstehend beschriebenen Versuchen wurde übliches nichtporöses Zigarettenpapier verwendet ("Yorkshire"-Papier, Hersteller Sears Roebuck & Co.). Natürlich kann auch statt dessen das in der Zigarettenindustrie bekannte Papier mit winzigen Löchern verwendet werden.In the experiments described above, the usual non-porous Cigarette paper used ("Yorkshire" paper, manufacturer Sears Roebuck & Co.). Of course, the paper known in the cigarette industry can also be used instead can be used with tiny holes.

Claims

Patent claims tobacco substitute consisting of a combustible material and small amounts of flavoring and other modifying agents, characterized in that the combustible material is a cellulosic material and is in intimate association with combustion-modifying inorganic compounds which comprise hydrated metal compounds. 2.) Tobacco substitute according to claim 1, characterized in that the combustible material is a material with a high content of α-cellulose, preferably Holzze7_lstoff, is present. 3.) tobacco substitute according to claim 1, characterized in that an oxidized cellulosic product is present as the combustible material, which: contains anhydroglucuronic acid. 4.) Tobacco substitute according to Claims 1 to 3, characterized in that alkali, alkaline earth or ammonium carbonate4 bicarbonates, sulfates, chlorides or nitrates are present as modifiers, in particular hydrated magnesium sulfate. 5.) Process for the production of tobacco substitutes according to Claims 1 to 4, characterized in that a gelulose material is impregnated with a mixture of water and the inorganic additives and dried. 6.) The method according to claim 5, characterized in that the inorganic compounds are slurried with the cellulose material, in particular the pulp, this is processed into paper and this is then impregnated with the flavoring agents and comminuted,