DE2442306A1 - Papier-tabakersatz zur herstellung von rauchwaren mit geringerem gehalt an feststoff- und gasphase im rauch - Google Patents

Description

Pisgah Forest, North Carolina, V.St.A.

" Papier-Tabakersatz zur Herstellung von Rauchwaren mit geringerem Gehalt an Feststoff- und Gasphase im Rauch "

Priorität: 10. September 1973, V.St.A., Nr. 395 643

Die Erfindung betrifft einen Papier-Tabakersatz zur Herstellung von Rauchwaren mit geringerem Gehalt an Feststoff- und Gasphase im Rauch.

Bekanntermassen können Cellulose und bestimmte Cellulosederivate zum Ersatz eines Teils oder manchmal des gesamten..Tabaks in einer Rauchware verwendet werden. Cellulose ist mit öinem Anteil von 15 bis 20 Gewichtsprozent einer der Hauptbestandteile einer Zigarette. Den grössten Celluloseanteil stellt der Tabak, wobei die Tabakblätter 5 bis 11 Gewichtsprozent und die Blattrippen bis zu 25 Gewichtsprozent enthalten, während 3 Prozent des Gesamtcellulosegehaltes auf die Papierhülle der Zigarette

B09811/0829

" ²" 24A2306

entfallen.

Während die Cellulose in den Blattrippen manchmal zu einem unangenehmen Geschmack im Rauch führt, wird der verhaltnismässig geringe Cellulosegehalt der Tabakblätter im allgemeinen maskiert und ruft keinen unangenehmen Geschmack oder Geruch hervor. Es wurde jedoch gefunden, dass ein zusätzlicher Cellulosezusatz zum Tabak, z.B. durch Zerfasern von herkömmlichem aus Cellulosepulpe hergestelltem Papier und Zumischen der Papierfasern zum Tabak in der Rauchware schon bei einem Cellulosei;usatz von nur 2 Gewichtsprozent zu einem streng und unangenehm schmeckenden Rauch dieses Gemisches führt. Dies war jedoch wegen des ganz allgemein bei brennendem Papier auftretenden beissenden und strengen Geruchs zu erwarten.

Es wurden verschiedene Versuche unternommen, durch bestimmte Abwandlung der Cellulose Cellulose-Tabakersatzmittel zur Überwindung dieses Problems herzustellen. So wird" z.B. in der US-Patentschrift 3 638 66O ein Verfahren zur Herstellung eines Tabakersatzes beschrieben, bei dem eine mindestens 90 Gewichtsprozent ^-Cellulose enthaltende faserige Holzpulpe sehr fein zermahlen, die zermahlene Pulpe innig mit bestimmten Verbrennungs-Modifizierungsmitteln vermischt und anschliessend daraus ein Blatt hergestellt wird, das zur Verwendung in den Rauchwaren zerschnitten und mit Tabak vermischt werden kann.

Ein Beispiel- eines ein Cellulosederivat enthaltenden Tabakersatzes ist in der US-Patentschrift 3 461 879 beschrieben, gemäss der zur Beseitigung von Komponenten mit unangenehmem Geschmack oxydierte Cellulose mit geringen Mengen einer hydrati-

50981 1 /0829

sierten Metallverbindung imprägniert wird. Eine Abart dieses Produkts wird in der US-Patentschrift 3 608 560 beschrieben, gemäss der oxydierte Cellulose mit 2 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das oxydierte Cellulosematerial, einer verbrennbaren Kohle vermischt und dadurch ein Tabakersatz hergestellt wird.

Obwohl alle diese Tabak-Ersatzmittel reinem Papier überlegen sind, weisen sie doch den Nachteil auf, dass ihre Herstellung kostspielig ist, während sie hinsichtlich der Annäherung oder Nachahmung der organoleptischen Wirkung von Tabakrauch erheblich zu wünschen übrig lassen. Ausserdem führt das Vermischen dieser Tabak-Ersatzmaterialien mit Tabak in einer Rauchware gegebenenfalls nicht zu der erwünschten Herabsetzung des Gesamtanfalls an unerwünschten Elementen im Rauch. "■-.-··.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es demgemäss, einen verbesserten und wenig kostspieligen Papier-Tabakersatz zur Verfugung zu stellen, bei dem im wesentlichen unbehandeltes Cellulosefasermaterial verwendet wird. .

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen teilweise aus Cellulosefasermaterial bestehenden Papier-Tabakersatz zur Verfügung zu stellen, der beim Vermischen mit Tabak und beim Verbrennen nicht zu den üblicherweise bei brennendem Papier auftretenden beissenden und'strengen Gerüchen führt. · ■

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen

509811/0829

Cellulosefasermaterial enthaltenden Papier-Tabakersatz zur Ver-'fügung zu stellen, der beim Vermischen mit Tabak in Rauchwaren zu einer Herabsetzung der unerwünschten Bestandteile im Tabakrauch führt.

Insbesondere ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, einen haupt-

einem Papier
sächlich aus /aus unbehandelter Cellulosefaserpulpe und einem Füllstoff bestehenden Tabakersatz zur Verfügung zu stellen, der mit Tabak vermischt und geraucht werden kann und dabei einen gleichwertigen organoleptischen Effekt, wie Tabak selbst, hervorruft.

Überrasche nierweise wurde gefunden, dass aus vermahlener organischer Cellulosefaser und einem Füllstoff aus fein pulverisierter Kohle hergestelltes Papier, das mindestens 55 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Cellulosefaser, an Kohlefüllstoff enthält, als wenig kostspieliger Tabakersatz verwendet werden kann, der beim Verbrennen zu einem Rauch führt, der angenähert die organoleptische Wirkung von Tabakrauch, nicht jedoch den strengen üblicherweise mit dem Zusatz von Cellulose zu Rauchwaren verbundenen Geschmack aufweist. Es kann jede herkömmliche Cellulosefaser, wie yermahlene'Flachsfaser, Holz pulpe mit hohem Gehalt an «^-Cellulose oder eine Cellulosefaser aus Baumwolle oder anderen organischen Pflanzen, verwendet werden, wobei ausser den üblicherv/eise bei der herkömmlichen Papierherstellung herbeigeführten Veränderungen keine Veränderungen der natürlichen Eigenschaften dieser Fasern erforderlich sind. Vorzugsweise werden Flachsfasern verwendet.

50981 1/0829

Die Erfindung betrifft demgemäss einen Papier-Tabakersatz, zur 'Herstellung von Rauchwaren mit geringerem Gehalt an Feststoff- und Gasphase im Rauch, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er Cellulosefasermaterial und einen Füllstoff enthält, der zu mindestens 55 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Cellulosefasermaterials, aus feinem Kohlepulver besteht.

Es wurde gefunden, dass ein mindestens 55 Gewichtsprozent Kohlefüllstoff, bezogen auf das Gewicht der Cellulosefaser,

ausgewogenen enthaltendes Cellulosefaserpapier beim Verbrennen zu einem/ Acrolein/Teer-Verhältnis führt, das praktisch dem von Tabak entspricht. Acrolein, das bei der Verbrennung von Cellulose gebildet wird, wird in der Tabakindustrie allgemein als guter Maßstab für den Gasphaseanfall betrachtet und stellt einen grösseren Bestandteil des Zigarettenrauchgeschmaeks dar. Ein ausgewogenes Verhältnis von Acrolein zu Teer, wie es der aus natürlichem Tabak erhaltene Tabakrauch mit einem Acrolein/Teer-Verhältnis von ungefähr 3 X 10 aufweist,.führt zu einer angenehmen organoleptischen Wirkung.. Wenn das Acrolein/Teer-Verhältnis nicht ausgewogen ' und insbesondere höher ist, führt dies zu einem strengen Geschmack, wie er auch bei Rauch aus reinem Cellulosepapier mit einem Acrolein/Teer-Verhältnis von ungefähr 5 X 10 erhalten wird. Überraschenderweise· wurde gefunden, dass ein Cellulosefaser und mindestens 55 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Cellulosefaser, Kohlenfüllstoff enthaltendes Papier zu_: dem erwünschten ausgewogenen -Acrolein/Teer-Verhältnis führt, während ein weniger als 55 Gewichtsprozent Kohlenfüllstoff, bezogen auf das Gewicht

509611/0829

der Cellulosefaser, enthaltendes Papier zu einem Rauch mit einem ,höheren unausgewogehen .Acrolein/Teer-Verhältnis mit strengem und beissendem Geschmack führt.

Als Kohlefüllstoff kann entweder aktivierte oder nichtaktivierte Kohle verwendet werden, und er wird üblicherweise so weit pulverisiert» dass er durch ein Sieb mit einer Maschenweite von höchstens 0,177 mm geht. Typischerweise v/erden feingepulverte Holzkohlen, Kohlen aus Mühlenabfall, Kohlen auf Erdölbasis- mit niedrigem Schwefelgehalt und aktivierte Nußschalen-Holzkohle für den erfindungsgemässen Papier-Tabakersatz verwendet.

Ein vorzugsweise für den erfindungsgemässen Papier-Tabakersatz verwendetes Papier erhält man, wenn der Gesamtfüllstoff ein Gemisch aus pulverisierter Kohle und inerten Materialien, wie ein Erdalkalimetallcarbonat oder -oxyd, enthält. Als Erdalkalimetallcarbonat- oder -oxyd werden vorzugsweise CalcrumcHrbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxyd oder Calciumoxyd verwendet. Insbesondere wird Calciumcarbonat verwendet. Mit dieser Kombination kann der Anteil des Kohlenstoffs im Füllstoff auf 55 Gewichtsprozent des Fasermaterials gehalten und gleichzeitig ein hoher Gesamtfüllstoffgehalt erzielt werden. Überraschenderweise fördert und verbessert diese Kombination die organoleptische Wirkung des aus dem Papier-Tabakersatz erhaltenen Rauches

beim Verbrennen. Die verwendeten Prozentsätze an-Kohlefüllstoff, bezogen auf das Gewicht der Cellulosefasern, können Werte-von 55 bis 400 aufweisen,und als restlicher Füllstoff, sofern zusätzlicher Füllstoff erforderlich ist, wird ein Erdalkalimetallcarbonat oder -oxyd verwendet. Vorzugsweise wird der Kohlenstoff

50.9811/0829

in einer Menge von 55 bis 250 Gewichtsprozent, bezogen auf das ,Gewicht der Cellulosefaser, eingesetzt.

Der erfindungsgemässe Tabakersatz kann mittels jedes herkömmlichen Verfahrens zur Herstellung von Papier ,hergestellt werden. Geschraacksstoffe, Chemikalien zur Verbesserung der Verbrennung und Farbstoffe können zu dem Material erwünschtenfalls vor der Herstellung der Papierbahn zugesetzt oder sie können in späteren Verfahrensstufen auf das Papier aufgesprüht werden. Nach der Herstellung des Papiers kann dieses zur Nachahmung von natürlichem Tabak geschnitten oder zerfasert und mit Tabak in Abhängigkeit von der in der Rauchware, wie in Zigaretten, erwünschten Wirkung in jeder beliebigen Menge vermischt werden.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel' 1"

30 Gewichtsprozent Flachsfaser mit hohem ^-Cellulosegehalt und 233 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Fasermaterials, feinpulverisierte (0,177 mm Siebweite) aktivierte Mühlenabfallkohle enthaltendes Papier wird mittels eines herkömmlichen Papierherstellungsverfahrens hergestellt. Das Papier wird zur Nachahmung von Tabak zerfasert, in Mengen von 10, 20, 30, 40 und 50 Gewichtsprozent mit Tabak vermischt und jedes Papier-Tabak-Gemisch zu besonderen Zigaretten verarbeitet. Ausserdem werden.identische Kontrollzigaretten hergestellt, die 100 Prozent des gleichen Tabaks, jedoch kein zerfasertes Kohlepapier enthalten. Proben jeder Zigarettenart werden in einem ■

5 098 11/0829

standardisierten analytischen Rauchapparat geraucht und der

im Rauch
_;Gesamtgehalt an Feststoffen/jeder Zigarettenprobe in insgesamt 10 Zügen gemessen. Dabei fallen bei den Kontrollzigaretten 33,26 mg Gesarntgehalt an trocken Feststoffen an, während die 10, 20, 30, 40 bzw. 50 Gewichtsprozent zerfasertes, Kohle enthaltendes Papier aufweisenden Proben eine Ausbeute des Gesamtgehalts an trockenem Feststoff von 20,67, 10,59, 8,3, 5,66, bzw. 3,7 mg ergeben. Bei der Messung werden auch erheblich verminderte Ausbeuten an organischer Gasphase beobachtet.

Proben jedes Zigarettentyps werden dann zur Prüfung des Geschmacks geraucht, und es wurde gefunden, dass alle zerfasertes. Kohle enthaltendes Papier aufweisenden Gemische praktisch die gleiche organoleptische Wirkung wie die nur Tabak enthaltenden Kontrollzigaretten aufweisen.

Beispiel 2-

Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise werden verschiedene 30 Gewichtsprozent Celluloseflachsfaser und 233 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Fasermaterials, an Füllstoff enthaltende Papierbahnen hergestellt und dabei die nachstehend beschriebenen unterschiedlichen Füllstoffgemische verwendet :- 100 Prozent pulverisierte aktivierte Holzkohle und 133 Gewichtsprozent Calciumcarbonat; 166 Gewichtsprozent pulverisierte, aktivierte Holzkohle und 67 Gewichtsprozent Calciumcarbonat. Alle Gewichtsprozentwerte sind auf das Gewicht der Cellulosefaser bezogen. Das Papier wird zerfasert, in Mengen von 10 bis 50 Gewichtsprozent mit Tabak vermischt, und es werden aus jedem

509811/0829

Papier-Tabak-Gemisch Zigaretten hergestellt. Beim Rauchen auf 'dem standardisierten analytischen Prüfgerät, das zehn Züge lang durchgeführt wird, zeigt jede Probe eine ausgeprägte Abnahme

und der der Ausbeute des Gesamtgehalts an Feststoffmaterial im Rauch / Ausbeute an organischer Dampfphase gegenüber den nur Tabak und kein zerfasertes, Kohlenstoff-Füllstoff enthaltendes Papier auf v/eisenden Zigaretten. Die Geschmacksprüfung durch Rauchen ergibt, dass die Proben ausgezeichnete organoleptische Eigenschaften auf v/eisen und bei einem Vergleich mit aus 100 Prozent Tabak bestehenden Zigaretten sehr gut abschneiden,

B.ei'spiel 3

jeweils .'

Aus Celluloseflachsfaser und einem/0, 11, 25, 43, 54, 67, 100, 150 und 233 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Cellulosefaser, pulverisierte aktivierte Holzkohle enthaltendem Füllstoff v/erden Papierbahnen hergestellt. Jede Papierbahn wird zerfasert und mit Tabak in einem Verhältnis von 15 Gewichtsprozent zerfasertem Papier und 85 Gewichtsprozent Tabak-vermischt. Aus den Gemischen werden Zigarettenproben hergestellt und ge-, raucht. Die im Rauch jeder Zigarettenprobe gemessenen Acrolein/ Teer-Verhältnisse weisen die nachstehenden Werte auf :

5098 11/0829

Zigarettenprobe

Prozent Kohle, bezogen auf das Gewicht der Cellulose im Papier

Verhältnis von Acrolein/Teer ^v

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0%

11% 25% 43% 54% 67% 100% • 150% 233%

4, 94 X 10
4,78 X 10

-3

-3

3, 84 X 10

3,27 X 10
3,20 X 10

3,15 X 10

-3

-3

-3

-3

-3

3, 14 X 10

2,83 X 10~³ 3,17 X 10"³

Aus den vorstehenden Werten geht hervor, dass ungefähr mindestens 55 Gewichtsprozent Kohle, bezogen ,auf das Gewicht des Cellulosefasermaterials, enthaltendes mit Tabak vermischtes Papier beim Rauchen zu einem ausgewogenen Verhältnis von Acrolein zu Teer im Rauch führt, während weniger als 55 Gewichtsprozent Kohle enthaltende Papiere zu einem unausgewogenen . Verhältnis von Acrolein zu Teer mit einer höheren Dampfphasemenge . /und demgemäss einem strenger schmeckenden Rauch als dem der zu 100 Prozent aus dem gleichen Tabak bestehenden Kontrollproben führen, die ein Acrolein/Teer-Verhältnis von 3,18 X 10 aufweisen. Ausserdem erhält man bei Verwendung von mindestens 55 Gewichtsprozent Kohlenfüllstoff enthaltendem Papier erhebliche Verminderungen der Teergehalte und

509811/0829

der entsprechenden Gasphase, wodurch ein,ausgeglichener Geschmack aufrecht erhalten "bleibt.

Wie in den vorstehenden Beispielen gezeigt, führt die Verwendung von zerfasertem, mindestens 55 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Cellulosefasermaterials, Kohlefüllstoff enthaltendem Papier zu einem Tabakersatz, mit dem sich erheblich verminderte Mengen an Gesamtfeststoffen und organischer Gasphase im Zigarettenrauch erzielen lassen, der ein ausgeglichenes . Acrolein/Teer-Verhältnis aufweist , wodurch der Geschmack des Rauches hinsichtlich seiner organoleptischen Eigenschaften ziemlich unbeeinflusst bleibt. ·'

509811/0829

Claims (5)

Patentansprüche / Il 111! ill Il II I Il ■■ Il I III .I Il I I I ■ I..I !■ ■ ■■■!-I-IIII-

1. Papier-Tabakersatz zur Herstellung von Rauchwaren· mit geringerem Gehalt an Feststoff- und Gasphase im Rauch,, dadurch gekennzeichnet, dass er Cellulosefasermaterial und einen Füllstoff enthält, der zu mindestens 55 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Cellulosefasermaterials, aus feinem Kohlepulver besteht.

?.. Tabakersatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Füllstoff enthält, der zu 55 bis 250 Gewichtsprozent, bezogen auf das. Cellulosefasermaterial, aus feinem Kohlepulver besteht.

3. Tabakersatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er als Cellulosefasermaterial eine Flachsfaser mit hohem e* -Cellulosegehalt enthält.

4. Tabakersatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

er einen Füllstoff enthält, der zum Teil aus einem Erdalkalimetallcarbonat oder Erdalkalioxyd besteht.

5. Tabakersatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass er als Erdalkalimetallcarbonat Calciumcarbonat enthält.

509811/0829