DE2140861B2

DE2140861B2 - CIGARETTE PAPER MADE FROM CELLULOSE FIBER

Info

Publication number: DE2140861B2
Application number: DE19712140861
Authority: DE
Inventors: Sydney James London 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: 1977-03-03
Also published as: AU3227071A; CA946244A; BE771483A; ZA715290B; BR7105342D0; NL162550B; DE2140861A1; NL7111255A; GB1338913A; AU459985B2; NL162550C; CH540396A

Description

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Die Erfindung betrifft Zigarettenpapier aus Zellulosefasern und einem durch Wärmewirkung verschwindenden Material, insbesondere einem thermoplastischen Material, welches im Bereich der Glimmzone durch die Wärmewirkung öffnungen für den Luftzutritt bildetThe invention relates to cigarette paper made from cellulose fibers and one which disappears due to the action of heat Material, in particular a thermoplastic material, which in the area of the glow zone by the Heat effect forms openings for air access

Zigarettenpapier dieser Art ist aus der US-PS 92 647 und aus der US-PS 34 73 535 bekannt Auch die dort getroffenen Maßnahmen dienen der Verbesserung der Abbrennbedingungen des Zigarettenpapiers, das mit kleinen öffnungen versehen ist, die mit einem SS bei relativ niedrigen Temperaturen sublimierenden Material verschlossen sind, so daß diese öffnungen erst beim Rauchen der Zigarette durch die Wärme der längs der Zigarette fortschreitenden Glut allmählich freigegeben werden. Durch diese öffnungen ist dann der Zutritt von Umgebungsluft möglich, mit der Folge, daß der Rauch entsprechend verdünnt wird, d. h. der Feststoffanteil herabgesetzt und die Rauch-Zusammensetzung im Verhältnis der Gegebenheiten bei den ersten Zügen, bezogen auf die Gegebenheiten bei den letzten Zügen, 6s gleichmäßiger wird.Cigarette paper of this type is known from US Pat. No. 92,647 and US Pat. No. 3,473,535, too the measures taken there serve to improve the burning conditions of the cigarette paper, which is provided with small openings marked with an SS are closed at relatively low temperatures subliming material, so that these openings only gradually released when smoking the cigarette by the warmth of the embers progressing along the cigarette will. Admission of ambient air is then possible through these openings, with the result that the Smoke is diluted accordingly, d. H. the solids content is reduced and the smoke composition in relation to the conditions on the first moves, based on the conditions on the last moves, 6s becomes more even.

Die Herstellung dieses Zigarettenpapiers ist jedoch korriDliziert und erfordert zwei Verfahrensstufen, nämlich zunächst die Perforation des Papiers durch Einstanzen vieler kleiner Löcher mittels teuerer Stanzwerke und dann das Ausfüllen dieser Löcher mit dem unter Wärmeeinwirkung sublimierenden Material.The production of this cigarette paper is, however, correct and requires two process stages, namely first the perforation of the paper by punching many small holes using expensive Punching works and then filling these holes with the material that sublimates under the action of heat.

Nicht zur Beeinflussung der Rauchzusammensetzung durch Freigabe von Luft-Öffnungen im Zuge des Fortschreitens des Verzehrs einer Zigarette, sondern zwecks Geschmacksverbesserung durch Aromabeeinflussung ist es aus der DT-PS 5 33 199 und aus der DT-PS 6 54 095 bekannt, in das Zigarettenpapier entsprechend aromatisierte Harze, Wachse, Zuckerlösungen und dergleichen einzuarbeiten. Die Bedingungen eines Luftzutritts durch das Zigarettenpapier hindurch werden hierdurch nicht in obenstehendem Sinne beeinflußt, eher behindert, weil die natürliche Porigkeit des Papiers durch bei der Papierherstellung der Pulpe zugesetzten Harze und dergleichen verringert wird. Aus der DT-PS 8 71 718 ist es bekannt, geschmacksbeeinflussende Aromastoffe (nicht dem Zigarettenpapier selbst sondern) dem Tabak einer Zigarette beizumengen. Not to influence the smoke composition by releasing air openings in the course of the Progress in consumption of a cigarette, but rather for the purpose of improving the taste by influencing the aroma it is known from DT-PS 5 33 199 and from DT-PS 6 54 095, in the cigarette paper incorporate appropriately flavored resins, waxes, sugar solutions and the like. The conditions air access through the cigarette paper is not in the above sense influenced, rather hindered, because of the natural porosity of paper is decreased by resins and the like added to the pulp in papermaking. the end the DT-PS 8 71 718 it is known to influence taste Add flavorings (not the cigarette paper itself but) to the tobacco of a cigarette.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit wesentlich geringerem Herstellungsaufwand erzielbares Zigarettenpapier der eingangs genannten Art zu schaffen, das jedoch ebenfalls ein wirksames Anwachsen des Luftanteils, der mit dem Rauch hinter der Glimmzone einer Zigarette eingesogen wird, zwecks volumenmäßiger Verminderung des beim Rauchen eingesogenen Rauches sicherstellt.The invention is based on the object of producing one that can be achieved with significantly lower manufacturing costs To create cigarette paper of the type mentioned above, but this is also an effective growth the proportion of air that is sucked in with the smoke behind the glow zone of a cigarette for the purpose of ensures a reduction in volume of the smoke drawn in when smoking.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Pulpe vor der Verarbeitung auf einer Papiermaschine Fasern oder Partikel aus dem thermoplastischen Material innig beigemischt sind, daß der Anteil des beigemischten Materials im Bereiche von 1 bis 50 Gewichtsprozent liegt daß die Größe der beigemischten Fasern innerhalb eines Längenbereiches von 0,1 bis 5 mm und eines Durchmesserbereiches von 0,2 bis 100 μπι bzw. der Partikai innerhalb eines Bereiches von 0,2 bis 60 μπι liegt.This object is achieved in that the pulp before processing on a Paper machine fibers or particles of the thermoplastic material are intimately mixed in that the Proportion of the admixed material in the range of 1 to 50 percent by weight is that the size of the added fibers within a length range of 0.1 to 5 mm and a diameter range of 0.2 to 100 μπι or the Partikai is within a range of 0.2 to 60 μπι.

Ohne daß es erforderlich wäre, in zunächst hergestelltem Papier Perforationen anzubringen und diese durch geeignete Materialien wieder zu verschließen, beruht das Zigarettenpapier nach der Erfindung also auf einer Pulpe, die geeignetes, thermisch beeinflußbares Material enthält das unter Hitzeeinwirkung unmittelbar zur Lochbildung zwecks Außenlufteintrittes beim Rauchen einer mit diesem Zigarettenpapier gewickelten Zigarette führt so daß die Ausbildung von Bereichen mit vergrößerter Porösität mit der Glimmzone vorwandert und erhöhtem Luftzutritt in den noch nicht von der Glimmzone erreichten Tabakabschnitt der mit diesem Zigarettenpapier erstellten Zigarette zuläßt. Durch entsprechende Dimensionierung des erfindungsgemäßen Materialzusatzes in der Pulpe läßt sich die Ausbildung der öffnungen im Zigarettenpapier unter Einfluß der Gluthitze beeinflussen, ohne daß die Länge des noch nicht gerauchten Abschnittes einer entspre chenden Zigarette hierauf von Einfluß ist.Without it being necessary to make perforations in initially produced paper and these through To close suitable materials again, the cigarette paper according to the invention is based on one Pulp, the suitable, thermally influenceable material, contains directly under the action of heat Hole formation for the purpose of outside air entry when smoking a cigarette wrapped with this cigarette paper leads so that the formation of areas with increased porosity migrates with the glow zone and increased air admission into the tobacco section not yet reached by the smoldering zone Cigarette paper. By appropriate dimensioning of the invention The formation of the openings in the cigarette paper can be avoided by adding material to the pulp Influence the influence of the glowing heat without the length of the not yet smoked section corresponding to one The corresponding cigarette has an impact on this.

Andererseits stellt es einen besonderen wirtschaftlichen Vorteil dar, aufgrund der Natur des der Pulpe zugesetzten Materials für die Herstellung des Zigarettenpapiers, also für die Verarbeitung der Pulpe, herkömmliche Papiermaschinen benutzen zu können. Die Anzahl und Größe der im Zigarettenpapier unter Einfluß der Gluthitze erzeugbaren öffnungen hängt vom Anteil der Materialbeimengung in der Pulpe ab, sowie von der Wahl der Abmessungen der Fasern bzw. Partikel dieses Materials und der Einstellung desOn the other hand, it presents a particular economic advantage due to the nature of the pulp added material for the production of the cigarette paper, i.e. for the processing of the pulp, to be able to use conventional paper machines. The number and size of the cigarette papers under Influence of the scorching openings that can be generated depends on the proportion of material added to the pulp, as well as the choice of the dimensions of the fibers or particles of this material and the setting of the

Temperaturbereiches, in dem dieses Material schmilzt, erweicht, sich zersetzt, oder dergleichen. Dementsprechend hängt die Auswahl dieses Materials und sein mengenmäßiger Anteil in der Pulpe von den geforderten Wirkungen des Zigarettenpapiers ab. Der geeignete Temperaturbereich für den Schmelzpunkt des Materials liegt zwischen etwa 35° C und 250⁰G Die minimale Temperatur sollte aber zweckmäßigerweise bei etwa 45° C bis 50⁰C liegen, um Schwierigkeiten zu vermeiden, die durch die Umgebungstemperatur entstehen könnea Die zugefügte Materialmenge hängt nicht nur vom gewünschten Grad der Luftzufuhr ab, sondern auch von den Schmelz- oder Zersetzungstemperaturen des Materials. Als Beimischung für das erfindungsgemäße Zigarettenpapier eignet sich ein weiter Bereich sowohl von homopolymeren als auch von copolymeren thermoplastischen Stoffes. Stoffe mit Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff werden bevorzugt, jedoch sind auch Stoffe mit etwas Stickstoff oder Halogen annehmbar. Insbesondere ist abgewandeltes bzw. behandeltes ZeHulosematerial bevorzugt, oder ein anderer Stoff, der die Blattbildung des Zigarettenpapiers möglicherweise durch Eingehen einer Wasserstoffbindung mit den erwähnten Zellulosefasern fördert. 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:Temperature range in which this material melts, softens, decomposes, or the like. Accordingly, the selection of this material and its quantitative proportion in the pulp depends on the required effects of the cigarette paper. The suitable temperature range for the melting point of the material is between about 35 ° C and 250 ⁰ G, the minimum temperature should however conveniently be at about 45 ° C to 50 ⁰ C in order to avoid difficulties caused by the ambient temperature könnea The added amount of material depends not only on the desired degree of air supply, but also on the melting or decomposition temperatures of the material. A wide range of both homopolymeric and copolymeric thermoplastic material is suitable as an admixture for the cigarette paper according to the invention. Substances containing carbon, hydrogen and oxygen are preferred, however substances containing some nitrogen or halogen are also acceptable. In particular, modified or treated cellulose material is preferred, or another material which promotes sheet formation of the cigarette paper, possibly by forming a hydrogen bond with the cellulose fibers mentioned. 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 dergleichen, einschließlich der Copolymere;a) polyolefins, such as. B. polyethylene or polypropylene, Polyisoprene and the like including copolymers;

b) Vinylpolymere, wie z. B. Polyvinylalkohol;b) vinyl polymers, such as. B. polyvinyl alcohol;

c) Polyester und Polyamide, wie z. B. Nylon;c) polyesters and polyamides, such as. B. nylon;

d) Polystyrol einschließlich de^r Copolymere des Styrols mit Butadien und Acrylnitril (ABS);d) polystyrene, including de ^r copolymers of styrene with butadiene and acrylonitrile (ABS);

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

f) abgewandeltes bzw. behandeltes ZeHulosematerial oder Abkömmlinge einschließlich der Ester und Äther und der oxidierenden Zellulose, wie z. B. Zelluloseacetat, Zellulosenitrat und Zellulosepropionat, Äthylcellulose und Carboxymethylzellulose.f) modified or treated cellulose material or derivatives including the esters and Ether and the oxidizing cellulose, such as. B. cellulose acetate, cellulose nitrate and cellulose propionate, Ethyl cellulose and carboxymethyl cellulose.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt der Anteil des der Pulpe beigemischten Materials im Bereiche von 5 bis 30 Gewichtsprozent.According to an advantageous development of the invention, the proportion of that added to the pulp is Materials ranging from 5 to 30 percent by weight.

Gemäß einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung liegt die Länge der der Pulpe beigemischten Fasern innerhalb eines Bereiches von 1 bis 3 mm; der Faser-Durchmesser beträgt zweckmäßigerweise zwischen 1 und 60 μιη.According to another expedient development of the invention, the length of the pulp is that of the pulp admixed fibers within a range of 1 to 3 mm; the fiber diameter is expediently between 1 and 60 μm.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit nachstehender Erläuterung von Beispielen für das erfindungsgemäße Zigaretten-Papier.Further features of the invention emerge from the subclaims in conjunction with the following Explanation of examples for the cigarette paper according to the invention.

example 1

Es wird 117 ml einer wäßrigen Dispersion von gestampftem Flachsschnitzelbrei von einer Konsistenz von 0,3% sorgfältig mit einem wäßrigen Brei von 0,1 g Kaliumcarbonat gemischt. Diese Menge wird innig mit einer getrennt hergestellten wäßrigen Dispersion von 0,05 g Polypropylenfasern von 3 mm durchschnittlicher Länge und 21 μηι durchschnittlichem Durchmesser gemischt. Unter Anwendung der Papierherstellungstechnik wurde die Mischung zu einer Schicht mit einer Masse von 25 g/m² und einem Gehalt von etwa 20 Gewichtsprozent Kaliumcarbonat und 10 Gewichtsprozent Polypropylenfasermasse verarbeitet.117 ml of an aqueous dispersion of crushed flax pulp pulp with a consistency of 0.3% is carefully mixed with an aqueous pulp of 0.1 g of potassium carbonate. 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 μm. Using the papermaking technique, the mixture was processed into a layer with a mass of 25 g / m ² and a content of about 20 percent by weight potassium carbonate and 10 percent by weight polypropylene fiber pulp.

Example 2

0^28 g einer breiigen Masse von trocken geschnitzelten Piachsschnitzeln wurden mit 0,07 g Zelluloseacetatfasern von 3 mm durchschnittlicher Länge und 18 um Durchschnittsdurchmesser in Wasser unter Bildung eines wäßrigen Breies gemahlen. Ein wäßriger Brei mit 0,11 g Kaliumcarbonat wurde diesem Gemisch zugegeben und zu einer Schicht in an sich bekannter Weise verarbeitet Die fertiggestellte Schicht hatte eine Substanz von 23 g/m², enthielt ungefähr 20 Gewichtsprozent Kalziumcarbonat und 15 Gewichtsprozent Zelluloseacetatfasern.0 ^ 28 g of a pulpy mass of dry shredded Piachsschnitzeln were ground with 0.07 g of cellulose acetate fibers of 3 mm average length and 18 µm average diameter in water to form an aqueous paste. An aqueous slurry containing 0.11 g of potassium carbonate was added to this mixture and made into a layer in a manner known per se. The finished layer had a substance of 23 g / m ² , contained approximately 20 percent by weight calcium carbonate and 15 percent by weight cellulose acetate fibers.

Example 3

100 ml eines wäßrigen Breies von gestampften Flachsschnitzeln mit 0,09 g Kalziumcarbonat wurde wie in Beispiel 1 hergestellt und innig mit einer wäßrigen Dispersion von 0,07 ABS-Pulver mit durchschnittlicher Partikelgröße von 50 μιη gemischt. Um da» Dispergieren zu fördern, wurde ein Benetzungsmittel verwendet. Das Gemisch wurde zu einer Schicht verarbeitet, mit einer Masse von 23 g/m² mit ungefähr 20 Gewichtsprozent Kalziumcarbonat und 15 Gewichicprozent des obengenannten Pulvers.100 ml of an aqueous pulp of mashed flax chips with 0.09 g of calcium carbonate was prepared as in Example 1 and intimately mixed with an aqueous dispersion of 0.07 ABS powder with an average particle size of 50 μm. A wetting agent was used to aid dispersion. The mixture was made into a layer with a mass of 23 g / m ² with approximately 20 percent by weight calcium carbonate and 15 percent by weight of the above powder.

Example 4

Eine breiige Masse von Hartholzfasern wurde gemahlen und in Wasser bis zu einer Konsistenz von 1,5% dispergiert. Nach innigem Rühren wurde diese Menge auf eine Konsistenz von 0,5% verdünnt Eine genügende Menge Kalziumcarbonat-Brei und einer wäßrigen Dispersion von Polyäthylen Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren geringer Dichte und von 50 μιη durchschnittlichem Durchmesser wurde getrennt beigefügt und ergab einen Anteil von 15 Gewichtsprozent der Beimengen (bezogen auf den Zellulosenanteil) in der fertiggestellten Schicht. Nach sorgfältigem Mischen dieser Menge wurden Schichten mit 25 g/m² Substanz in einer konventionellen Papiermaschine hergestellt.A pulpy mass of hardwood fibers was ground 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 calcium carbonate paste and an aqueous dispersion of low-density polyethylene-vinyl acetate copolymers with an average diameter of 50 μm was added separately and gave a proportion of 15 percent by weight the additions (based on the cellulose content) in the finished layer. After carefully mixing this amount, layers with a ^{substance of 25 g / m 2 were produced} in a conventional paper machine.

Example 5

Eine breiige Masse aus Weichholzschnitzel wurde in Wasser dispergiert und auf eine Konsistenz von 1,5% gebracht. Ein getrennt hergestellter wäßriger Brei von Kalziumcarbonat zum Herstellen einer Schicht mit 10 Gewichtsprozent Füllstoff wurde hinzugefügt, anschließend eine wäßrige Dispersion von Nylonpulver hinzugegeben, dessen Partikelgröße im Durchschnitt 30 μπι betrug, die mittels eines Dispersionsmittels hergestellt wurde. Das Nylonpulver wurde in einer Menge hinzugefügt die 15 Gewichtsprozent der fertig hergestellten Schicht entspricht. Nach einer Verdünnung auf eine durchschnittliche Konsistenz von 0,5% und nach sorgfältigem Mischen wurde das Gemisch auf dem Sieb einer Papiermaschine abgelegt und ein Papier mit 24 g/m² hergestellt.A pulpy mass of softwood chips was dispersed in water and brought to a consistency of 1.5%. A separately produced aqueous slurry of calcium carbonate for producing a layer with 10 percent by weight filler was added, then an aqueous dispersion of nylon powder was added, the particle size of which was on average 30 μm, which was produced by means of a dispersant. The nylon powder was added in an amount corresponding to 15 percent by weight of the finished layer. After dilution to an average consistency of 0.5% and after careful mixing, the mixture was deposited on the wire of a paper machine and a paper with 24 g / m ^{2 was} produced.

Zigaretten, die Hüllen aus in den obengenannten Beispielen beschriebenen Schichten aufweisen, 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 Zigaretten erhalten wurde, die mit konventionellen Papierarten der entsprechenden Porösität umhüllt waren.Cigarettes having casings made up of the layers described in the above examples have been used smoked by means of a smoke machine, which has a puff per minute of 2 seconds duration and 35 ml volume submitted. It was found that the total release of solid particles was reduced by 5-20% depending on the proportion and on the range of the melting temperature of the added substance. the The levy was lower than that obtained with cigarettes made with conventional paper types corresponding porosity were enveloped.

Claims

Patent claims:

1. Clean cigarette paper. Cellulose fibers and a material that disappears due to the effect of heat, in particular a thermoplastic material, which forms openings for the inlet in the area of the rubber zone through the heat effect, characterized in that the pulp before processing on a paper machine ό fibers or particles of the thermoplastic material intimately are admixed that the proportion of the admixed material is in the range of 1 to 50 percent by weight, that the size of the fibers admixed is within a length range of 0.1 to 5 mm and a diameter range of 0.2 to 100 pounds or the particles within a range from 02 to 60 μπι is

2. Paper according to claim I, characterized in that the proportion of the admixed material in the Range from 5 to 30 weight percent

3. Paper according to claim 1, characterized in that the length of the added fibers is within a range of 1 to 3 mm

4. Paper according to claims 1 to 3, characterized characterized in that the diameter of the admixed Fibers between 1 and 60 μm

5. Paper according to claims 1 to 4, characterized in that the cellulose fibers are flax fibers are.

6. Paper according to claims 1 to 5, characterized in that the added fibers Are polypropylene fibers or cellulose acetate fibers.

7. Paper according to one of claims 1 and 2, characterized in that the admixed Particles made of acrylonitrile-butadiene-styrene, polyethylene-ethylene-vinyl acetate copolymers or nylon.

8. Paper according to one of claims 1 to 7, characterized by an additional calcium carbonate component.