DE2257317C3

DE2257317C3 - Deckblatt für Rauchwaren

Info

Publication number: DE2257317C3
Application number: DE2257317A
Authority: DE
Inventors: Stuart Wayne Brevard Mccarty; Donald Taft Hendersonville Owen; William Fred Pisgah Forest Owens Jun.
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1971-11-24
Filing date: 1972-11-22
Publication date: 1979-09-20
Also published as: IT988050B; DE2257317A1; CA973443A; GB1414502A; CH558637A; NO130501C; AU4816472A; DK143834C; DE2257317B2; FI55758B; NL7215226A; SE395346B; DK143834B; BE791758A; FI55758C; AT315052B; JPS5327360B2; ZA727599B; FR2163008A5; US3744496A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Deckblatt für Rauchwaren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für Zigarren, Zigaretten od. dgl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Deckblatt zu schaffen, das bei einem mit diesem Deckblatt versehenen Tabakerzeugnis den Gehalt des Rauches an unerwünschten Bestandteilen verringert und dennoch das gewohnte Aussehen bietet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Deckblatt erfindungsgemäß so ausgebildet, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegeben.

Mit der Erfindung wird auf einem anderen Weg als mit den herkömmlichen Filtern der Rauchgehalt sowohl an teilchenförmigen Bestandteilen als auch an dampf förmigen. insbesondere organischen, Bestandteilen und gasförmigen Bestandteilen verringert. Dabei ergibt sich keine Verschlechterung der Raucheigenschaften. Ferner /α-igt sich, daß der vom Tabakerzeugnis insbesondere seitlich abgehende, also nicht angesaugte, sichtbare Rauch wesentlich reduziert wird, so daß das Tabakerzeugnis wahrend des statischer, Abbrennens einen nichtrauchcndcn Lindruck machi.

Die Zugabe von Aktivkohleteiichen zu Zellulosefascrpapicr ist bereits bekannt (CiH-PS 12 08

Dieses Papier wurde jedoch nur für Zigarettenfilter und nicht als Rauchwarendeckblatt eingesetzt Es ist weiterhin ein zweilagiges Deckblatt für Zigaretten bekannt (US-PS 33 95 714), bei dem unter einer Außenlage aus herkömmlichem Zigarettenpapier eine Innenlage aus wärmeisolierender Kunststoffolie mit niedrigem Schmelzpunkt angeordnet ist Diese Anordnung dient der Erniedrigung der Temperatur im Brennbereich der Zigarette, Ferner sind metallbeschichtete Zigarettenpapiere bekannt (US-PS 35 86 005). Derartige Deckblätter dienen der Erhöhung der Temperatur im Brennbereich der Zigarette, wobei allerdings eine Art Rohr auch um den verbrannten Tabak stehenbleibt und das einfache Abschütteln der Ai_:che ohne Mitnahme des Glutkegels aus der Zigarette erschwert

Mit dem erfindungsgemäßen Deckblatt erzielt man Reduktionen von mehr als 50% in der Gesamtubgabe von teilchenförmigem Material und der größeren Abgabe von organischen Stoffen in der Dampfphase. Wirkungen ähnlicher Größenordnung ergeben sich in der Verringerung des sichtbaren Nebenstromrauches. Der Grund dieser Verringerungen ist nicht mit Sicherheit geklärt Es kann jedoch angenommen werden, daß die durch das erfindungsgemäße Deckblatt normalerweise gesteigerte Abbrenntemperatur des Raucherzeugnisses sov.ie eine Absorption unerwünschter Bestandteile am Deckblatt stromabwärts vom Brennbereich des Tabakerzeugnisses von Bedeutung sind. Da das erfindiingsgemäße Deckblatt eine äußere Lage aus normalem Zigarettenpapier oder Zigarrendeckblatt aufweist, ist die normalerweise grau aussehende Innenlage abgedecket, so daß sich ein normal aussehendes Tabakerzeugnis ergibt. Außerdem wird durch das mehrlagige Deckblatt die Festigkeit des Tabakerzeugnisses erhöht und iäßt sich bei vergleichbar zufriedenstellendem Produkt das eingesetzte Tabakgewicht verringern.

Die mit Kohlenstoff gefüllte Lage vi";s erfindungsgemäßen Deckblattes kann unter Verwendung von gewöhnlichem Papierrohstoff hergestellt werden, beispielsweise aus Holzfaserpulpe oder aus Flachs- bzw. Leinfaserbrei, dem eine ausreichende Menge pulverisierter Kohlenstoff als Füllmaterial zugesetzt wird. Das aus Faserpulpe und Kohlenstoffüllmasse bestehende Material wird dann zur Herstellung einer Papierbahn auf herkömmlichen Papierfertigungsmaschinen verarbeitet. Es ist also keine spezielle Fasermasse erforderlich, vielmehr eignen sich alle Zellulosefaserpulpen, die tür die Papierherstellung verwendet werden können. Bevorzugt sind jedoch Faserpulpen, wie sie gewöhnlich für die Herstellung von Papierhüllen für Zigaretten verwendet werden, oder Tabakmaterialien, wie man sie zur Fertigung von Zigarrendeckblättern benutzt. So kann die Masse zusätzlich zu den Holz- und Leinfasern auch in den Breizustand gebrachte Tabakstreben oder Stengel aufweisen, der dann das Kohlenstoffüllmaterial zugesetzt wird. Der Kohlensotff kann auch der Masse zugesetzt werden, die zur Herstellung von reconstituicrten Tabakbahnen für Zigarrendeckblätter verwendet wird.

Bei Zigaretten kann das mit Kohlenstoff gefüllte Papier als innere Lage zugeklebt werden oder nicht. Wenn es nicht zugeklebt bleibt, halt die äußere zugeklebte Lage die innere Lage um den Umfang der Zigarette herum fest.

Wegen des Aussehens sollte die Teilchengröße des Kohlenstoffes so klein sein, daß im Papier keine

Klumpen sichtbar sind. Dies ist im allgemeinen mehr von Bedeutung, wenn das mit Füllmaterial versehene Blatt als innere Lage bei Zigaretten verwendet wird, da größere Kohlenstoffteilchen als Klumpen unter der äußeren Lage in Form von Zigarettenpapier sichtbar werden. Bei Zigarren sind solche Klumpen weniger erkennbar und deshalb nicht von Bedeutung. Vorzugsweise ist der Kohlenstoff fein pulverisiert, wobei Kohlenstoff besonders günstig ist, dessen Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 175 μίτι hindurchgehen oder dessen Teilchen kleiner sind.

Die Porosität des mit Kohlenstoff gefüllten Papiers kann so zugeschnitten werden, daß sie den Anforderungen an die fertiggestellte Zigarette oder Zigarre angepaßt ist, beispielsweise hinsichtlich der Luftverdünnung des Rauches. Die Porosität des mit Kohlenstoff gefüllten Papiers kann aber auch in einem großen Bereich variieren, da die Porosität des gesamten Deckblattes bei der fertiggestellten Zigarette oder Zigarre über das übliche äußere Deckblatt eingestellt werden kann.

Der Kohlenstoffgehalt der Innenlage kann in einem weiten Bereich variieren, was von der gewünschten Verringerung der unerwünschten Bestandteile abhängt. Kohlenstoffgehalte von wenigstens 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Papiers, führen zu zufriedenstellenden Ergebnissen. Es können auch Gehalte in der Höhe von 90% erfolgreich benutzt werden. Höhere Gehalte an Kohlenstoffüllmaterial führen zu einer größeren Reduzierung an teilchenförmigen Bestandteilen oder Bestandteilen in der Dampfphase. In dem mit Kohlenstoff gefüllten Deckblattmaterial kann entweder Aktivkohle oder inaktive Kohle verwendet werden, obwohl Aktivkohlen bevorzugt werden. Erfolgreich wurden Kohlensorten eingesetzt, die sich von pulverisierter Kohle bis zu Kokosnußhüllen-Holzkohle mit sehr hoher Aktivität erstrecken. Andere typische Beispiele sind Aktivkohlen aus Holz, Mühlenabfälle.., Kohle auf Petroleumbasis, nicht aktivierte Bitumen-Kohle und pulverisierte Holzkohlenbriketts.

Wie vorstehend ausgeführt wurde, sorgt bereits der Kohlenstoff in der Innenlage des Deckblattes für die angestrebten Wirkungen. Die Verwendung eines Carbonats eines Erdalkalimetalls, beispielsweise Calcium- ode^r Magnesiumcarbonat, als zusätzliches Füllmaterial des Deckblattes verbersert weiterhin die Wirkungen, die man durch Verwendung von Kohlenstoff als alleiniges Füllmaterial erhäi,. Die Abgabe am gesamten teilchenförmigen Material und am größeren Teil der in Dampfphase vorliegenden organischen Stoffe wird durch Zugabe von Calciumcarbonat zu dem mit Kohlenstoff gefüllten Papier auch dann verringert, wenn nur die geringe Menge von 5 Gewichtsprozent Calciumcarbonat, bezogen auf das Papier, zugegeben wird. Maximale Verringerungen scheint man bei einer Gesamtfüllmaterialmenge von annähernd 50 bis 80 Gewichtsprozent in dem Deckblatt zu erhalten, wenn man Kohlenstoff als alleiniges Füllmaterial oder ein Kohle nstoff-Calciumcarbonat- Füll ma terialgcmisch ver wendel, das wenigstens 5 Gewichtsprozent Calciumcarhonai bezogen auf das fertiggestellte Papier, enthüll. DiL Anteile von Kohlenstoff und Calciumcarbonat \ .minen nach WiT.sch geändert werden, um so verschiedene Abgaben am gesamten teilchenförmigen Material oder an organiu hen Hauptkomponenten in der Dampfphase im I lauptstromrauch, also dem durch das Tabakerzeugnis gezogenen Rauch, zu erhalten oder um ein gewünschtes Ausmaß der Sichtbarkeit des Nebenstromrauches, also des von dem brennenden Tabakerzeugnis abgehenden, nicht durch das Tabakerzeugnis gezogenen Rauches einzustellen.

Das erfindungsgemäße Deckblatt ergibt die gewünschte Wirkung, ohne daß irgendeine Abbrennchemikalie zugesetzt wird, wie sie gewöhnlich bei Zigarettenpapier oder bei Zigarrendeckblättern verwendet wird. Die Verwendung von solchen Brenn- bzw. Abbrennchemikalien scheint jedoch synergistisch mit dem Kohlenstoff zu wirken, so daß man verbesserte Ergebnisse bei der Verringerung der Dampfphasenbestandteile und der gesamten teilchenförmigen Materie in dem Rauch zusätzlich zu der verbesserten Regulierung der Abbrenngeschwindigkeit erhält. Als äußerst wirksame Abbrennchemikalien haben sich Alkalimetallhydroxide, -bicarbonate und -carbonate erwiesen, obwohl auch viele andere bekannte Abbrennchemikalien verwendet werden können, wie C^:'"ate, Phosphate und Nitrate. Zur Modifizierung der Verbrennungseigenschaften des Deckblattes ist es auch möglich, Abbrennverzögerer zusammen mit dem Kohlenstoffüllmaterial zu verwenden.

2Ί In Weiterbildung der Erfindung können auf einfache Weise einer Zigarette oder Zigarre Aromastoffe zugesetzt werden, da man sie leicht dem mit Kohlenstoff gefüllten Papier hinzufügen kann. Der Kohlenstoff hält die Duftstoffe, bis er sie durch die Hitze der

«ι Abbrennzone freigibt, so daß sie in den von der Zigarette weggehenden oder in den durch die Zigarette gezogenen Rauch, d. h. in den Nebenstromrauch bzw. Hauptstromrauch, gehen. Beispiele für übliche Aromastoffe für Zigaretten und Zigarren, die man dem mit

jj Kohlenstoff gefüllten Papier zusetzen kann und die zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen, sind Menthol, Vanillin sowie Glycyrrhiza bzw. Süßholz.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern dip mit dem erfindungsgemäßen Deckblatt erreichten Effekte:

Beispiel 1

Unter Verwendung eines mit Kohlenstoff gefüllten Papiers als inneres Deckblatt für den säulenartig geformten Tabak und eines üblichen Zigarettenpapiers als äußeres Deckblatt werden Probezigaretten hergestellt. Alle Proben sind 70 mm lang und haben einen Durchmesser von etwa 8 mm. Das mit Kohlenstoff gefüllte Papier für das innere Deckblatt wird in herkömmlicher Weise aus Flachsfaserpulpe hergestellt, wobei als Füllmaterial Aktivkohle aus Holzpulpe verwendet wird. Die Teilchengröße des Kohlenstoffes ist »o bemessen, daß alle Teilchen durch ein Sieb mit einer Maschenweite von etwa 175 μιη hind'ia-hgehtti und etwa 25 bis 50% durch ein Sieb mit einer Maschenweite von etwa 45 μπι gehen. Das fertiggestellte, mit Kohlenstoff gefüllte Blatt hat ein Flächengewicht von 60 g/m² und cithält etwa 70 Gewichtsprozent Kohlenstoff. Bei der Hälfte der hergestellten Proben wird das mit Kohlenstoff gefüllte Papier für das innere Deckblatt weiterhin mit einem Oxydations'satalysator behandelt, der aus einer 5%igen Natriumcarbonatlö-Ming besieht. Für Prüflingszwecke werden identische Zigarettenproben oh,,." mit Kohlenstoff gefülltem Papier als inneres Deckblatt hergestellt, wobei der gleiche Tabak und das gleiche Zigarettenpapier verwendet werden. Ir. der nachstehenden Tabelle I sind

die Versuchsergebnisse in Prozent der Eigenschaft zusammengestellt, die man im Vergleich mit der Kontrollzigarette mißt, welche ein mit Kohlenstoff

Tabelle 1

Gemessene Eigenschaften

Kontroll-/igarctte

HXH.

Ciesiiinthauptstrom,

Abgabe des teilchenförmigen Materials

Abgabe der im llauptstrotn vorliegenden
größeren organischen Dampfphase
Sichtbarer Nchenstmnimiirh 100%

A bbre η ngesc Ii windigkeit 100%

Temperatur der Abbrcnn/.onc 1(X)%

gefülltes Papier als inneres Deckblatt hat Dabei wird der Ranch gemessen, den man beim Abbrennen von M) mm derTabaksäiilc einer jeden Zigarette erhält.

/ii:arelte mil innerem
Deckblatt .ms einfachem,
mit Kohlenstoff
la'fulllem Papier

70"

I 15"

Zigarette mit innerem Deckblatt aus mit 5%igcr Na.CO·,-l.ösung behandeltem, mit
Kohlenstoff gefülltem Papier

48%
40%

150"..

120%

Wie die Ergebnisse der vorstehenden Tabelle deutlich /eigen, sind die Gesamtabgabe an teilchenförmigen! Material und die Hauptabgabe der organischen Stoffe in Dampfphase im Hauptstromrauch der Zigaretten, die ein mit Kohlenstoff gefülltes inneres Deckblatt haben, wesentlich reduziert im Vergleich zu den Kontroll/igaretten, die herkömmliches Zigarettenpapier als Deckblatt haben. Der sichtbare Seitcnstronirauch bzw. der an der Spitze abgehende Rauch ist ebenfalls wesentlich verringert.

Beispiel 2

Man stellt eine Anzahl von mit Kohlenstoff gefüllten Papieren mit einem Kohlenstoffüllmaterial unterschiedlicher Aktivität, unterschiedlicher Art und unterschiedlicher Mengen her. wobei einmal zusätzlich Calciumcarbonatfüllmaterial zugesetzt wird und einmal nicht, tinige der Kapiere werden auüeraem mit üxydationskatalysatoren behandelt. Die Teilchengröße eines jeden der untersuchten Kohlenstoffe war so bemessen, daß der Kohlenstoff durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,175 mm oder durch kleinere Maschen hindurchgeht. Die mit Kohlenstoff gefüllten Papiere werden nach herkömmlichen Papierferiijningv verfahren hergestellt, wobei f lachspulpc als Grundfaser verwendet wird und das Gewicht eines jeden der fertiggestellten Blätter etwa 60 g/m² beträgt. Jedes der mit Kohlenstoff gefüllten Blätter wird dann zur Fertigung von Zigaretten verwendet, die 70 mm lang sind und einen Durchmesser von etwa 8 mm haben, wobei das mit Kohlenstoff gefüllte Blatt als inneres Deckblatt für den säulenartigen Tabak unter einem herkömmlichen Zigarettenpapier als äußeres Deckblatt verwendet wird. Weiterhin stellt man identische Kontrollzigaretten aus dem gleichen Tabak und unter Verwendung des gleichen Zigarettenpapiers als Hüllmatcrial. jedoch ohne ein mit Kohlenstoff gelulltes Papier als inneres Deckblatt her. In den nachstehenden Tabellen 2 bis 4 sind die Ergebnisse als Prozent der gemessenen Eigenschaften im Vergleich mit den Nontronzigaretten aulgetutin, die ein mit Kohlenstoff gefülltes Papier als inneres Deckblatt nicht haben. Alle Ergebnisse basieren auf dem Rauch, den man beim Abbrennen von 60 mm jeder Zigarette mit etwa 10 Normzügen (bzw. Blaszügen, Puffs) von 35 cm¹ pro Zigarette erhält.

Tabelle 2

Vergleich aktivierter und nicht aktivierter Kohlenstoffe

Beschreibung:

Inneres Deckblatt aus mit Kohlenstoff gefülltem Papier

mit einem Gehalt von 70 Gewichtsprozent Kohlenstoff

Gesamtabgahe Abgabe des in Gesamtabgabe von

von teilchen- Dampfphase vor- teilchenförmigen!

förmigem liegenden Material im

Material im Akroleins im Seitenstrom

Hauptstrom Hauptstrom

Hochaktivierte Holzkohle; 73%

72 mg Kohlenstoff pro Zigarette

Mittel aktivierter Kohlenstoff aus Mühlenabfällen; 77%

72 mg Kohlenstoff pro Zigarette

Nicht aktivierte Bitumenkohle; 89%

72 mg Kohlenstoff pro Zigarette

Nicht aktivierte, pulverisierte Holzkohlenbriketts: 85%

72 mg Kohlenstoff pro Zigarette

61%
54%
98%
89%

64%

55%
78%
77%

Tabelle 3

Wirkuni; bei Beiaabe eines Rillmiltcls aus Calciumearbonat

Heschreibung:

Inneres D'-kblatt aus mit Kohlenstoff

gelulltem iViier

Cicsiimuihgahe Abgabe des in Gesamtabgabe von

von teilchen- Dampfphase vor- teilchenförmigen!

förmigem liegenden Material im

Material im Akroleins im Seitenstrom

llauptstrom llauptstrom

Mittel aktivierter KohlenstolT aus Münlenabfallen; 77%

das Papier enthalt 70Gewichtsprozent Kohlenstoff; 72 mg Kohlenstoff pro Zig., kein CaCOj

Mittel aktivierter Kohlenstoff aus Mühlenabfällen; 74%

das Papier enthält 50Gewichtsprozent Kohlenstoff; 52 mg Kohlenstoff pro Zig., 20 mg CaCO₁

Mittel aktivierter KohlenstolT aus Mühlenabfällen; 74%

das Papier enthält 30Gewichtsprozent Kohlenstoff; 31 mg Kohlenstoff pro Zig., 41 mg CaCO₁

Mittel aktivierter KohlenstolT aus Mühlenabfällen; 74%

das Papier enthält 10Gewichtsprozent KohlenstolT; 10 mg Kohlenstoff pro Zig., 62 mg CaCOi 54%

61%

59%

60%

54%

67%

72%

78%

Tabelle 4

Wirkungen bei Calciumearbonat und Verbrennungschemikalien

Inneres !.»eckblatt aus mit KohlenstolT
gelulltem Papier

Gesamtabgjbe
um teilchenförmigen)
Material im
Ilauptslrom

Abgabe des in Dampfphase vorliegenden Akroleins im llauptstrom

Gesamtabgabe von teilchenförmigen! Material im Seitenstrom

Ilochaktiver Holzkohlenstoff; das Papier enthält 661

70 Gewichtsprozent Kohlenstoff; das Papier wird mit einer 2prozentigen Na_:COrLösung behandelt; 72 mg Kohlenstoff pro Zig., kein CaCO₁

Hochaktiver Holzkohlenstoff; das Papier enthält 731

50Gewichtsprozent Kohlenstoll; das Papier wird mit einer l,5prozentigen NaCO,-Lösung behandelt; 52 mg KohlenstolT pro Zig.. 20 mg CaCO₁

Ilochaktiver Holzkohbnstoff; das Papier enthält Hl"·

30 Gewichtsprozent Kohlenstoff; das Papier wird mit einer l,0prozentigen Na>CO-,-Lösung behandelt;

31 mg Kohlenstoff pro Zig., 41 mg CaCO₁

llochaktiver Flolzkohlenstoff; das Papier enthält 83"

10Gewichtsprozent Kohlenstoff: das Papier wird mit einer ().5prozentigen NaCO-,-Lösung behandelt; 10 mg Kohlenstoff pro Zig.. 62 mg CaCO₁ 44%

19%

!3%

56%

32%

40"/,,

52"

65":.

Man erhält ähnlich günstige Resultate bei Verwendung von mit Kohlenstoff gefüllten Deckblättern, die v. aus Hol/pulpe mit oder ohne Zusatz von Calciumcarbo· njt als Füllmaterial hergestellt werden.

Ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert die Erfindung. Sie zeigt vergrößert im Axialschnitt ein Stück einer Zigarette mit einem m erfindungsgemäßen Deckblatt.

Eine Deckblaliinnenlage 2 mit I'tillniaterral J. das aK wesentlichen Bestandteil Aktivkohle und gegebenenfalls einen bestimmten Anteil von C alciumcarbonjt und/oder Aromastoffen enthält, ist um eine Tabaksäule 1 gewickelt. Dm die Deckblattinnenlage 2 ist eine Deckblattaußenlage 4 gewickelt, die aus herkömmlichem Zigarettenpapier oder Zigarrendeckblatt besieht.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Deckblatt für Rauchwaren, das Zellulosefaserpapier enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckblatt eine innere Lage aus Zellulosefaserpapier (2) mit eingelagertem, feinpulverisiertem Kohlenstoff (3) sowie eine äußere Lage (4) aus normalem Zigarettenpapier oder Zigarrendeckblatt aufweist

2. Deckblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteii an eingelagertem Kohlenstoff (3) im Zellulosefaserpapier (2) mindestens 5%, vorzugsweise 5 bis 90%, beträgt

3. Deckblatt nach den Ansprüchen 1 oder 2, π dadurch gekennzeichnet, daß dem Zellulosefaserpapier (2) zusätzlich ein Erdalkalimetallcarbonal, vorzugsweise Calciumcarbonat, zugesetzt ist

4. Deckblatt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil an zugesetztem Eidalkalirnetaücarbonat mindestens 5% beträgt

5. Deckblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgewichtsantei! an eingelagertem Kohlenstoff (3) oder an eingelagertem Kohlenstoff (3) und zugesetztem r> Erdalkalimetallcarbonat im Zellnlosefaserpapier (2) 50 bis 80% beträgt.

6. Deckblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eingelagerte Kohlenstoff (3) mittel bis stark aktivierter Kohlen- in stoff ist.

7. Deckblatt nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellulosefaserpapier (2) vom eingelagerten Kohlenstoff (3) absorbierte Aromastoffe enthält. !")