DE2140861A1

DE2140861A1 - Smoking articles, in particular cigarettes

Info

Publication number: DE2140861A1
Application number: DE19712140861
Authority: DE
Inventors: Sydney James London. P Green
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1970-08-18
Filing date: 1971-08-14
Publication date: 1972-05-18
Also published as: BR7105342D0; CA946244A; NL162550B; NL7111255A; AU459985B2; AU3227071A; CH540396A; NL162550C; ZA715290B; BE771483A; DE2140861B2; GB1338913A

Description

British-American Tobacco Company Limited, 7, Westminster House, Millbank, London S.W. 1 / EnglandBritish-American Tobacco Company Limited, 7, Westminster House, Millbank, London S.W. 1 / England

Rauchartikel, insbesondere ZigarettenSmoking articles, in particular cigarettes

Die Erfindung betrifft Rauchartikel, insbesondere - jedoch nicht ausschließlich - Zigaretten.The invention relates to smoking articles, particularly, but not exclusively, to cigarettes.

Es ist bekannt, daß der Anteil des durch Rauchen einer Zigarette erzeugten Rauches durch die Zufuhr von zusätzli eher Luft herabgesetzt werden kann, d.h. durch einen wachsenden Anteil von Luft, die mit dem Rauch hinterhalb der glimmenden Kohle bzw. hinterhalb der Glimmzone (burningIt is known that the proportion of smoke generated by smoking a cigarette by the supply of additional rather Air can be decreased, i.e. by a growing proportion of air that is behind the with the smoke smoldering coal or behind the smoldering zone (burning

coal) eingesogen wird. Dies wurde bisher mittels durchlässi-coal) is sucked in. So far this has been done by means of permeable

mit
gern Zigarettenpapier bzw. mittelsvuffnungen versehenen Um hüllungen bzw. Papier erreicht. Mit derartigen Hüllen ver sehene Zigaretten erzeugen beim Glimmen bzw. Rauchen einen Geschmack, der weitgehend demjenigen von konvationellen Zigaretten entspricht, wobei die Anwesenheit von öffnungen, die den Zutritt von äußererJLuft ermöglichen, zur Folge hat, daß sie den Rauch in einem größeren oder geringeren Grade verdünnen. Der Zutritt von verdünnender Luft setzt den gesamten Anteil von Posts to f ['teilchen pro Zigarette herab ORIGINAL INSPECTED -2-with
like cigarette paper or by means of vuffing envelopes or paper. Cigarettes provided with such casings produce a taste when smoldering or smoking which largely corresponds to that of convational cigarettes, the presence of openings which allow the access of external air to result in the smoke being reduced to a greater or lesser extent dilute. The admission of diluting air reduces the total amount of posts to small particles per cigarette ORIGINAL INSPECTED -2-

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und führt zu einer gleichmäßigeren Rauchzusammensetzung. Die Zusammensetzung der ersten Züge entspricht mehr derjenigen des letzten Zuges als bei einer konventionellen Zigarette.and leads to a more even smoke composition. The composition of the first moves corresponds more to that of the last puff than a conventional cigarette.

Es sind auch andere Maßnahmen bekannt, um öffnungen in der Hülle vorzusehen. Wenn beispielsweise öffnungen in einer Papierhülle mit einer bei niedriger Temperatur schmelzenden Substanz bedeckt sind, öffnen sich diese öffnungen nacheinander während des Rauchens. Die Herstellung von derartigen Umhüllungen bzw. Zigarettenpapier ist ^ jedoch verwickelt und erfordert zwei Verfahrensstufen, nämlich die Perforation des Papiers und ein Beschichten bzw. Bedecken der Perforationen.There are also known other measures to open openings in to provide the shell. For example, if there are openings in a paper envelope with a low temperature are covered with the melting substance, these openings open one after the other while smoking. The production such wrappings or cigarette paper is, however, involved and requires two process stages, namely the perforation of the paper and a coating or covering of the perforations.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einfacher und in vorteilhafter Weise die Abbrennbedingungen bzw. die BrennCharakteristiken des Materials während des Rauchens zu ändern.The invention is based on the object, in a simple and advantageous manner, the burning conditions or the burning characteristics of the material during smoking to change.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rauchartikel mit einer Hülle versehen ist, die aus Zellulosefasern besteht und der Stoffe, nämlich Pasern oder Partikeln beigemischt sind und zwar aus einem Material, das bei einer niedrigeren Temperatur als der Ver- * brennungstemperatur der Zellulose sich verflüchtigt oder zerfällt. Ein Verflüchtigen kann durch Verbrennen oder durch einen durch die Hitze verursachten Zerfall oder Zersetzung erfolgen, durch Schmelzen oder durch Erweichen oder durch Sublimation der beigemischten Fasern oder Teilchen. Durch die Verwendung einer derartigen zusammenge setzten Hülle bei einer Zigarette wird in unmittelbarer Nachbarschaft der Glimmzone (burning coal) die Bildung von Bereichen mit Öffnungen oder mit vergrößerter Porosität in der Hülle ermöglicht, die den Luftzutritt in den noch nicht von der Glimmzone betroffenen Tabakabschnitt erlauben.Beim Rauchen der Zigarette zerfallen die geschmolzenen oder aufThis object is achieved according to the invention in that the smoking article is provided with a cover made of cellulose fibers and the substances, namely fiber or particles are mixed in, namely made of a material that is at a lower temperature than the * Burning temperature of the cellulose volatilizes or disintegrates. It may volatilize by burning or by heat-induced decomposition or decomposition take place by melting or by softening or by sublimation of the added fibers or particles. By using such a composite shell in a cigarette is in the immediate Neighborhood of the glow zone (burning coal) the formation of areas with openings or with increased porosity in the casing allows air to enter the tobacco section not yet affected by the smoldering zone Smoking the cigarette will disintegrate the melted or on

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andere Weise sich verflüchtigenden Bestandteile der Hülle, die von den unter- bzw. beigemischten Pasern oder Partikel herrühren, und bilden kleine Öffnungen in der Hülle.other way of volatilizing components of the shell, which originate from the mixed in or mixed fibers or particles, and form small openings in the casing.

Infolge der relativen Gleichmäßigkeit der Struktur der Papierhülle und des im wesentlichen konstanten Verbrennung-Temperatur-Zyklus der Kohle bzw. der Glimmzone werden die öffnungen unter dem Einfluß der Hitze in vorgegebenem bzw. vorgebbarem Abstand hinter der Glimmzone unabhängig von der Länge des noch nicht gerauchten Zigarettenabschnittes er zeugt. As a result of the relative evenness of the structure of the paper envelope and the substantially constant combustion temperature cycle of the coal or the glow zone are the Openings under the influence of the heat at a predetermined or predetermined distance behind the glow zone, regardless of the Length of the not yet smoked cigarette section he testifies.

Die Zellulosefasern können Zellulosefasern sein wie sie in konventioneller Weise bei der Herstellung von Papier, insbesondere von Zigarettenhüllen, verwendet werden. Weiter hin sind Pasern von Flachs und Pasern so. s hartem oder weichem Holz geeignet. Für die beigemischten Fasern oder Teilchen ist ein weiter Bereich sowohl von homopolymeren als auch von copolymeren thermoplastischen Stoffen geeignet. Stoffe mit Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff werden bevorzugt, jedoch sind auch Stoffe mit etwas Stickstoff oder Halogen annehmbar. Insbesondere wird abgewandeltes bzw. behandeltes Zellulosematerial und andere Stoffe, die die Blattbildung der Hülle möglicherweise durch Eingehen einer Wasserstoffbindung mit den erwähnten Zellulosefasern fördern, bevorzugt. Geschäumte oder zellenartige thermoplastische Stoffe, die einen raschen Wärmezerfall hervorrufen, sind ebenfalls geeignet. Deshalb können beispielsweise thermoplastische Fasern oder Teilchen folgendermaßen zusammengesetzt sein oder folgende Stoffe aufweisen :The cellulose fibers can be cellulose fibers such as are conventionally used in the manufacture of paper, in particular of cigarette sleeves. Further on, pasers of flax and pasers are like that. s suitable for hard or soft wood. A wide range of both homopolymer and copolymer thermoplastics are suitable for the admixed fibers or particles. Substances containing carbon, hydrogen and oxygen are preferred, however substances containing some nitrogen or halogen are also acceptable. In particular, modified or treated cellulosic material and other substances which promote sheet formation of the casing possibly by hydrogen bonding with the cellulosic fibers mentioned are preferred. Foamed or cellular thermoplastic materials that cause rapid thermal breakdown are also suitable. Therefore, for example, thermoplastic fibers or particles can have the following composition or the following substances:

'a) Polyolefine, wie z.B. Polyäthylen oder Polypropylen, Polyisopren und dergl. einschließlich der Copolymere;a) Polyolefins such as polyethylene or polypropylene, polyisoprene and the like including copolymers;

b) Vinylpolymere, wie z.B. Polyvinylalkohol, Polyvinyl chlorid und (^polymerisationsprodukte des Vinylchlorids mit Vinylalkohol, Vinylester und dergl.;b) vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride and (^ polymerization products of vinyl chloride with vinyl alcohol, vinyl ester, and the like;

c) Polyester und Polyamide, wie. z.B. Polymethylen-Phthalate oder Nylon;c) polyesters and polyamides, such as. e.g., polymethylene phthalates or nylon;

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d) Polystyren einschließlich der Copolymere des Styrens mit Butadien und Acrynitrilen;d) Polystyrene including copolymers of styrene with Butadiene and acryonitrile;

e) Polyacetale und Polycarbonate;e) polyacetals and polycarbonates;

f) abgewandelte bzw. behandeltes Zellulosematerial oder Abkömmlinge einschließlich der Ester und Äther und der oxydierenden Zellulose, wie z.B. Celluloseacetat, Cellulosenitrat und Cellulosepropionat, Athylcellulose und Carbo xymethylcellulose. f) modified or treated cellulose material or derivatives including the esters and ethers and the oxidizing cellulose such as cellulose acetate, cellulose nitrate and cellulose propionate, ethyl cellulose and carbon xymethyl cellulose.

Eventuell giftige Stoffe werden selbstverständlich nicht verwendet. Any toxic substances are of course not used.

Die thermoplastischen Stoffe werden erfindungsgemäß in Form von Pasern von kreisförmigem oder bandförmigem Querschnitt verwendet, als kleine Granalien oder sogar kleine Kugeln. Die Pasern weisen erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise eine Länge zwischen 0,1 bis 5 mm auf, insbesondere zwischen 1 bis j5 mm und einen Durchmesser zwischen 0,2 - 100 Mikron, insbesondere zwischen 1 - βθ Mikron auf. Die Zellulosefa sern können erfindungsgemäß von gleicher Länge sein. Falls das beizumischende Material als Granulat vorliegt, liegt die Partikelgröße erfindungsgemäß zwischen 0,2 - βθ Mikron. Anstelle von thermoplastischem Material können erfindungsgemäß kleine Kapseln aus schmelzbarer Gelatine oder aus einem Material, das sublimiert,beispielsweise sublimierbare Abkömmlinge der Kohlehydrate wie z.B. Glucosepentacetat oder eine organometallische Verbindung, die bei niedriger Temperatur sublimiert wie z.B. Aluminium-ter-Butoxid, verwendet werden.According to the invention, the thermoplastic materials are in the form of fibers with a circular or ribbon-shaped cross section used as small granules or even small balls. According to the invention, the fibers advantageously exhibit a length between 0.1 to 5 mm, in particular between 1 to 5 mm and a diameter between 0.2-100 microns, in particular between 1 - βθ microns. The cellulose fibers can be of the same length according to the invention. If the material to be admixed is in the form of granules, lies the particle size according to the invention between 0.2 - βθ microns. Instead of thermoplastic material, according to the invention, small capsules made of meltable gelatin or made of a material which sublimates, for example sublimable derivatives of carbohydrates such as glucose pentacetate or an organometallic compound which sublimes at low temperature such as aluminum ter-butoxide is used will.

Die Anzahl und Größe der erzeugten öffnungen hängen ab von dem proportionalen Anteil bzw. Beimengung der beigemisch ten Substanz, der relativen Größe der Fasern oder Partikelgröße dieses Materials und insbesondere dem Temperaturbe reich, in dem es schmilzt, erweicht oder sich zersetzt.Dementsprechend hängt die Auswahl dieses Materials undjsein zugesetzter bzw. verwendeter Anteil vom geforderten Effekt ab. Ein Material, dessen Schmelzpunkt im Bereich von j55 - 250°The number and size of the openings produced depend on the proportional proportion or admixture of the added substance, the relative size of the fibers or particle size this material and especially the temperature range in which it melts, softens or decomposes the selection of this material and its added or used proportion depends on the required effect. A material with a melting point in the range of 55 - 250 °

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Celsius liegtj ist hierfür geeignet. Insbesondere sollte jedoch der minimale Wert des Temperaturbereiches bei 45 bis 50° Celsius liegen, um Schwierigkeiten, die durch die Umgebungsbedingungen bedingt sind, zu vermeiden. Das Verhältnis der Menge der Zellulosefasern zu der des beige mischten Materials hängt nicht nur vvn dem gewünschten Grad der Luftzufuhr ab, sondern auch von den Schmelz- ode'.r Zersetzungstemperaturen des Materials. Allgemein gespro chen, wird ein wesentlicher Anteil von beizumischenden Pasern oder Teilchen von kleinem Durchmesser oder ein geringerer Anteil mit größerem Durchmesser als der an Zellulosefasern gewählt. Im allgemeinen liegt erfindungsgemäß der Anteil der untermischten bzw. beigemischten Pasern oder Teilchen zu der Gesamtmenge des die Hülle bildenden Materials im Bereich von 1-50, insbesondere 5 - 30 Gewichtsprozent. Celsius is suitable for this. In particular, should however the minimum value of the temperature range at 45 up to 50 ° Celsius to avoid difficulties caused by the Environmental conditions are to be avoided. The ratio of the amount of cellulose fibers to that of the blended Material depends not only on the desired degree of air supply, but also on the melting point Decomposition temperatures of the material. Generally speaking, becomes a substantial proportion of fibers or small-diameter particles to be admixed or less Selected proportion with a larger diameter than that of cellulose fibers. In general, according to the invention the proportion of the intermixed or admixed fibers or particles to the total amount of that which forms the casing Materials in the range of 1-50, especially 5-30 percent by weight.

Um das beizumischende Material bzw. die Pasern oder Teilchen in eine Schicht ("Gewebe") von Zellulosefasern ein -zubringen, können konventionelle Techniken der Papierherstellung verwendet werden.In order to be blended material or the parsers are particles or in a layer ( "tissue") of cellulosic fibers - accommodate conventional techniques of paper making can be used.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand von Beispielen näher erläutert.Further advantages and features of the invention are explained in more detail using examples.

example 1

117 ml einer- wässrigen Dispersion von gestampftem Flachsschnitzelbrei von einer Konsistenz (consistency) von 0 _syfo wird sorgfältig mit einem wässrigen Brei von 0,1 g Kalk gemischt. Diese Menge wird innig mit einer getrennt her gestellten wässrigen Dispersion von 0,05 g Polypropylen fasern von 3 mm durchschnittlicher Länge und 21 Mikron durchschnittlichem Durchmesser gemischt» Mit einer an sich bekannten Papierherstellungstechnik wurde die Mischung zu einer Schicht mit einer Masse von 25 g/m und einem Gehalt von etwa 20 Gewichtsprozent Kalk und 10 Gewichtsprozent Polypropylenfasornmasse verarbeitet,117 ml of an aqueous dispersion of crushed flax escalope pulp of a consistency of 0 _s yfo is carefully mixed with an aqueous pulp of 0.1 g of lime. This amount is intimately mixed with a separately prepared aqueous dispersion of 0.05 g of polypropylene fibers with an average length of 3 mm and an average diameter of 21 microns. Using a papermaking technique known per se, the mixture was made into a layer with a mass of 25 g / m 2 and a content of about 20 percent by weight lime and 10 percent by weight polypropylene fiber mass processed,

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Example 2

0,28 g einer breiigen Masse von trocken geschnitzelten Flachsschnitzeln wurden mit 0,07 g Celluloseacetatfasern von 3 η™ durchschnittlicher Länge und 18 Mikron Durch Schnittsdurchmesser in Wasser unter Bildung eines wässrigen Breies gestampft. Ein wässriger Brei mit 0,11 g Kalk wurde diesem Gemisch zugegeben und zu einer Schicht in an sich bekannter Weise verarbeitet. Die fertiggestellte Schicht hatte eine Substanz von 23 gv^enthielt unge -r fähr 20 Gewichtsprozent Kalk und 15 Gewichtsprozent Zelluloseacetatfasern. 0.28 g of a pulpy mass of dry shredded flax chips were mixed with 0.07 g of cellulose acetate fibers of 3 η ™ average length and 18 microns by cut diameter tamped in water to form an aqueous pulp. An aqueous slurry of 0.11 g Lime was added to this mixture and processed into a layer in a manner known per se. The completed Layer had a substance of 23 gv ^ contained un -r about 20 percent by weight lime and 15 percent by weight cellulose acetate fibers.

Example 3

100 ml eines wässrigen Breies von gestampften Flachs schnitzeln mit 0,09 g Kalk wurde wie in Beispiel 1 her gestellt und innig mit einer wässrigen Dispersion von 0,07 g Acrylonitrilbutadienstyren-Pulver mit durchschnittlicher Partikelgröße: von 50 V^eWscht. Um das Dispergieren zu fördern, wurde ein Benetzungsmittel wie z.B. "Humifen-BA-35"i das von der General .Aniline and Film Corporation hergestellt wird, verwendet. Das Gemisch wurde zu100 ml of an aqueous pulp of mashed flax chips with 0.09 g of lime was prepared as in Example 1 and intimately with an aqueous dispersion of 0.07 g of acrylonitrile butadiene styrene powder with average Particle size: from 50% washed. About dispersing To promote, a wetting agent such as "Humifen-BA-35" i that from General Aniline and Film Corporation is used. The mixture turned to

einer Schicht verarbeitet mit einer Masse von 23 g/m mit ungefähr 20 Gewichtsprozent Kalk und 15 Gewichtsprozent des obengenannten Pulvers.one layer processed with a mass of 23 g / m about 20 percent by weight lime and 15 percent by weight of the above powder.

Example 4

Eine breiige Masse von Hartholzfasern wurde geschnitzelt und in Wasser bis zu einer Konsistenz von 1,5 % disper giert. Nach innigem Rühren wurde diese Menge auf eine Konsistenz von 0,5 % verdünnt. Eine genügende Menge von Kalkbrei und einer wässrigen Dispersion von Polyäthylen-Äthylen-Vinyl-Acetat-Copolymeren Partikeln geringer Dichte und von 50 Mikron durchschnittlichem Durchmesser wur den getrennt beigefügt und ergaben einen Anteil von 15 Gewichtsprozent der Beimengungen (bezogen auf den Schnitzelanteil) in der fertiggestellten Schicht. Nach sorgfältigemA pulpy mass of hardwood fibers was chipped and dispersed in water to a consistency of 1.5 %. After thorough stirring, this amount was diluted to a consistency of 0.5%. A sufficient amount of lime slurry and an aqueous dispersion of polyethylene-ethylene-vinyl acetate copolymer particles of low density and 50 microns average diameter WUR the added separately and resulted in a proportion of 15 percent by weight of the admixtures (based on the cuttings) in the finished Layer. After careful

Mischen dieser Menge wurden Schichten mit 25 g/m SubstanzMixing this amount were layers with 25 g / m of substance

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in einer konventionellen Papierherstjellungsmaschine hergestellt. made in a conventional papermaking machine.

Example 5

Eine breiige Masse aus Weichholzschnitzel wurde in Wasser dispergiert und auf eine Konsistenz bzw. Flottenverhält nis (Qonsistency) von 1,5 % gebracht. Ein getrennt hergestellter wässriger Brei von Kalk zur Herstellung einer Schicht mit einer zusätzlichen Füllmenge (Massebelastung) von 10 Gewichtsprozent wurde hinzugefügt, anschließend eine wässrige Dispersion von Nylonpulver hinzugegeben, dessen Partikelgröße im Durchschnitt 50 Mikron betrug, die mittels eines für "Humifen" (wie in Beispiel 3) als Dispersionsmittel dienenden Mittels hergestellt wurde. Das Nylonpulver wurde hinzugefügt und zwar in einer Menge, die I5 Gewichtsprozent der fertig hergestellten Schicht entspricht. Nach eineifrerdünnung auf eine durchschnittliche Konsistenz von 0,5 $> und nach sorgfältigem Mischen wurde das Gemisch auf Draht zur Durchführung eines konventionellen Papierherstellungsverfahrens nie dergebracht, um eine Schicht mit einer Substanz von 24 g/m herzustellen.A pulpy mass of softwood chips was dispersed in water and brought to a consistency or liquor ratio (Qonsistency) of 1.5 % . A separately prepared aqueous slurry of lime for the production of a layer with an additional filling quantity (mass load) of 10% by weight was added, then an aqueous dispersion of nylon powder, the average particle size of which was 50 microns, which was determined by means of a for "Humifen" (as in Example 3) A dispersing agent was prepared. The nylon powder was added in an amount corresponding to 15 percent by weight of the finished layer. After diluting to an average consistency of $ 0.5 and after thorough mixing, the mixture was never brought onto wire for a conventional papermaking process to produce a layer with a substance of 24 g / m 2.

Zigaretten, die Hüllen aus den obengenannten Beispielen beschriebenen Schichten aufwiesen, wurden mittels einer Rauchmaschine geraucht, die einen Zug pro Minute von 2 Sekunden Dauer und 35 ml Volumen abgab. Es wurde gefunden, daß die Gesamtabgabe von festen Teilchen um 5 - 20$ vermindert wurde und zwar abhängig von dem Anteil und von dem Bereich der Schmelztemperatur des beigemischten Stoffes. Die Abgabe war geringer als sie mit Zigaret ten erhallten wurde, die mit konventionellen Papierarten der entsprechenden Porosität umhüllt waren.Cigarettes which had casings from the layers described above were produced by means of a Smoke machine smoked, which delivered a puff per minute of 2 seconds duration and 35 ml volume. It was found, that the total delivery of solid particles is around $ 5 - $ 20 was reduced, depending on the proportion and on the range of the melting temperature of the admixed Substance. The tax was lower than that obtained with cigarettes and conventional paper the corresponding porosity were enveloped.

- Ansprüche -- Expectations -

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Claims

Expectations

l \ ) Smoking article, in particular cigarette, with a casing ms cellulose fibers, characterized in that fibers or particles of a material which melts, sublimates or decomposes at a temperature lower than the combustion temperature of the cellulose, are admixed with the cellulose fibers.

2.) smoking article according to claim 1, characterized in that the admixed fibers or particles are made of thermoplastic material.

3) Article according to claim 1 or 2, characterized in that the proportion of the added particles or parsers are centered in the envelope in the range of 1-50 percent by weight, in particular in the range of 5-30 Gewichtspro lies. .

4) Article according to claim 1 to 3, characterized in that the melting temperature, sublimation or decomposition temperature of the material of the admixed or parsers are particles in the range of 35 - 250 ° Celsius lies.

· 5) Article according to claim 1 to 4, characterized in that the length of the admixed parsers are in Be ranging from 0.1 - 50 mm is located and that it has a diameter in the range of 0.2 - 100 microns have.

6) Article according to claim 1 to 4, characterized in that the admixed particles have a diameter in the range of 0.2 - have βθ microns.

· 7) Article according to claim 1 to 6, characterized in that the cellulose fibers are flax fibers.

8) Article according to claim 1 to 5 and 7, characterized ge k ennzeichnet that the admixed parsers are polypropylene fibers, or cellulose acetate fibers are.

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9.) smoking article according to claim 1 to 4, 6 and 7 * characterized in that the added fibers of acrylo nitrile-butadiene-styrene powder, polyethylene-ethylene-vinyl acetate copolymer powder or nylon powder.

10.) smoking article according to claim 1 to 9, characterized in that the casing also has a lime content.

11.) Sheath for smoking articles with cellulose fibers, characterized by a proportion of fibers or particles of a material that melts, sublimates or decomposes at a temperature lower than the combustion temperature of the cellulose, which is mixed with the cellulose fibers.

12.) A method for the production of wrappings for smoking articles according to claim 11, characterized in that the cellulose fibers and the other fibers or particles are mixed with a dispersion or a slurry and brought into sheet form on a paper making machine.

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