DE2457574C2 - - Google Patents
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- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
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Description
Die Erfindung betrifft
eine künstliche geschäumte Tabakfolie,
ein Verfahren zur Herstellung einer solchen
Tabakfolie, sowie deren Verwendung als Deckblatt, Umblatt und/oder
Wickel zur Herstellung von Zigarren.
Verfahren zur Herstellung künstlicher Tabakwaren wurden ursprünglich
aus wirtschaftlichen Gründen entwickelt, um dem
Wunsch der Industrie nach Ausnutzung des ganzen Tabakblattes
zur Tabakwarenproduktion zu entsprechen. Solche Verfahren waren
in den letzten zwanzig Jahren in kommerzieller Verwertung.
Die jüngsten Verfahren betreffen die Umwandlung von staubfeinen
Teilchen des Zigarrentabakblattes, die beim Dreschen und
Schnitzeln entstehen, und der Blattstengel in eine künstliche
Zigarettenfolie, die für die Herstellung von Zigaretten zerkleinert
und mit natürlichen Tabakschnitzeln wieder vermischt
werden kann. Für die Umwandlungskosten dieser Abfallmaterialien
in brauchbare Kunstfolien von annähernd 15-30 Cents pro
Pfund Folie (1 Pfund = 453,60 g) wurden Kunstfolien mit einem effektiven Wert gleich
dem Naturtabak von 1 Dollar pro Pfund und mehr produziert.
Die kommerzielle Nutzung dieser Verfahren wurde später auch
auf Zigarren ausgedehnt. Den Anstoß zur Benützung von Kunsttabakfolien
für Zigarren gaben einerseits Materialeinsparungen
im Vergleich zu den Kosten der ersetzten Naturtabakblätter
und andererseits Arbeitseinsparungen, da Kunstfolienrollen
automatisch in Zigarrenmaschinen eingegeben werden können und
damit das Personal an der Zigarrenmaschine, das bisher das
Naturtabakblatt von Hand eingeführt hat, überflüssig wird.
Zunächst wurde eine Kunstfolie für das Zigarren-Umblatt (das
Blatt unter dem Deckblatt der Zigarre) entwickelt; sie hat
schließlich in den USA das natürliche Umblatt in etwa 90% der
Zigarren ersetzt. Die Geschmackseigenschaften von Zigarren mit
künstlichem Umblatt waren jedoch denjenigen der gleichen Zigarren
mit natürlichem Umblatt nicht ebenbürtig, doch geboten die
Material- und Arbeitseinsparungen in einer Zeit der sonst sich
immer höher schraubenden Herstellungskosten diesen Wechsel.
Der Zigarrenabsatz in den USA folgt jedoch seit dieser Zeit
einem Trend nach unten und einige Leute führen diese Situation
auf die Verwendung von künstlichen Umblättern und den veränderten
Geschmack amerikanischer Zigarren mit künstlichem Umblatt
zurück.
Später wurden auch Kunstfolien für Zigarrendeckblätter entwickelt
und als Ersatz für die natürlichen Deckblätter kommerziell
eingeführt. Der wirtschaftliche Ansporn für die Verwendung
von künstlichen Deckblättern war wesentlich größer als
für künstliche Umblätter, da die natürlichen Deckblätter aus
Connecticut- oder Florida-Tabak, die ersetzt wurden, etwa 7
bis 20 Dollar pro Pfund kosteten, wogegen natürliche Umblätter
nur etwa 2 Dollar pro Pfund kosten. Außerdem trieb ein zunehmender
Mangel an Arbeitskräften, die gewillt waren, die Naturdeckblätter
von Hand anzubringen, die Hersteller zur Verwendung
von künstlichen Deckblättern, die automatisch zugerichtet werden
können. Trotzdem blieben alle Anstrengungen des Marktes,
die natürlichen Deckblätter an Zigarren durch Kunstdeckblätter
zu ersetzen, ohne Erfolg und spiegelten das Unvermögen der
nach der bisher bekannten Technik hergestellten Kunstdeckblätter
wieder, die Geschmackseigenschaften von natürlichen, gewachsenen
Deckblättern von Zigarren zu erreichen. Demzufolge
blieb die kommerzielle Verwendung von künstlichen Deckblättern
zumeist auf billige Zigarren vom Zigarillotyp mit Spitze beschränkt,
die nur etwa 30% des gesamten Zigarrenmarktes in
den USA ausmachen. Diese Zigarren verwendeten traditionsgemäß
die natürlichen Deckblätter der mindersten Qualität und lagen
mit ihren Geschmackseigenschaften am unteren Ende des Zigarrengeschmackspektrums.
Für größere Zigarren ohne Spitze haben
jedoch selbst Einsparungsmöglichkeiten von mehr als 10 Dollar
auf tausend Zigarren für den Hersteller nicht zu einer merklichen
kommerziellen Nutzung geführt, da alle Marktanstrengungen
mit diesen Waren aufgrund einer untragbaren Geschmacksbeeinträchtigung
zu einer wesentlichen Verkaufseinbuße geführt
haben.
Dazu ist festzustellen, daß Deckblatt und Umblatt einer Zigarre
zwar nur ungefähr 8% bzw. 12% des Gewichts der Zigarre
ausmachen, aber entscheidend mehr, als ihrem proportionalen
Anteil entspricht, zum Geschmack der ganzen Zigarre beitragen.
Das Deckblatt, d. i. der äußerste Teil der Zigarre, liefert
trotz seines geringen Gewichtsanteils den Hauptbeitrag. Das
Umblatt trägt etwas weniger bei. Für die Einlage der Zigarrenwickel
sind wesentlich größere Änderungen der Zusammensetzung
möglich, bevor Geschmacksänderungen feststellbar sind. Daher
wird eine gebräuchliche, nach der bisherigen Technik hergestellte
Kunstfolie noch bis zu einem Anteil von etwa 20% in
Zigarren benützt und auch akzeptiert. Die gleiche Situation
liegt bei Zigarettentabak vor. Eine gebräuchliche Zigarettenkunstfolie
kann in Zigarettentabakmischungen bis zu einem Anteil
von etwa 10-15% unbemerkt verwendet werden, und in einem
Anteil bis zu 20-25% ohne schwerwiegende Geschmacksänderung
der Zigarette. Dies steht im Gegensatz zum Zigarrendeckblatt,
wo ein Ersatz von nur 8% der Zigarre, aber an der Außenseite
des Zigarrenwickels, nicht nur feststellbare, sondern drastische
Änderungen in Geschmack und Aroma der Tabakware in solchem
Maß zur Folge hat, daß der Konsument die Ware radikal
ablehnt.
Die Technik, geschäumte künstliche Tabakwaren herzustellen,
ist verhältnismäßig neu. In den US-PS'n 33 64 935 (äquivalent mit DE-OS 15 17 241), 34 04 690,
34 04 691 und 34 10 279 sind Verfahren beschrieben, um ein
Schaummittel, ein Schaumstabilisierungsmittel und Tabak zu
vereinigen, wobei mindestens ein Element der Mischung klebend
ist. Die Mischung wird zu einem aufgeschäumten Tabakbrei verarbeitet,
der danach geformt und getrocknet wird, um ein
Schaumtabakprodukt, etwa eine Stange oder eine Folie zu bilden.
Bei bevorzugten Durchführungen solcher Verfahren werden
Produkte mit offenzellier Struktur erzeugt, wahrscheinlich wie
weiter unten beschrieben, als Folge der Instabilität des aufgeschäumten
Tabakbreis, die dazu führt, daß die Blasen während
des mechanischen Pumpens und Formens zerplatzen und zusammenlaufen
und daß sich während des Wasserentzugs Rinnen durch die
Struktur bilden, während die geformte Schaummasse getrocknet
wird. Dieses spezielle Verhalten des aufgeschäumten Tabakbreis
ist ohne Zweifel ganz brauchbar, wenn ein Produkt mit offener
Zellstruktur hergestellt werden soll.
In der US-PS 36 13 693 ist die Verwendung eines besonderen
Schaumstabilisierungsmittels, eine spezielle Sorte von Äthylhydroxyäthylzellulose,
beschrieben, das die Stabilität der
aufgeschäumten Tabakbreie von der in den erstgenannten US-PS'n
beschriebenen Art verbessert. Es wird eine verbesserte Steuerung
der Schaumdichte während der Herstellung beschrieben, die
günstigere Ergebnisse hinsichtlich der Gleichmäßigkeit des
Produkts - Gewicht, Beständigkeit und Zug betreffend - liefert.
Die aufgeschäumten Kunstprodukte gemäß den erstgenannten PS'n
und diejenigen mit verbesserter Stabilität gemäß der US-PS
36 13 693 bleiben in Zigarettenmischungen bei einem Anteil
bis zu 5% im allgemeinen unbemerkt, werden aber ohne weiteres
wahrgenommen und auf dem Markt abgelehnt, wenn sie 10% oder
mehr in einer Zigarettentabakmischung ausmachen. Spätere Verbesserungen
der Herstellungsverfahren und Ansätze, wozu die
Verminderung der eingeschlossenen Luftmenge, eine erhöhte
Gleichmäßigkeit der Blasengröße und ein höherer Tabakgehalt
gehören, haben die Verwendung solcher Produkte in Anteilen
bis zu 25% der Zigarettentabakmischung möglich gemacht; jenseits
dieser Prozentanteile ist das Kunsttabakprodukt jedoch
ohne weiteres festzustellen und beeinträchtigt Geschmack und
Aroma in einem solchen Ausmaß, daß die Ware nicht angenommen
wird. Aus diesen Daten wird deutlich, daß die aufgeschäumte
künstliche Tabakfolie nur in beschränktem Maß den Naturtabak
ersetzen kann, in erster Linie wegen der Geschmacksbeeinträchtigung
bei einem Anteil von über 25% in der Fülltabakmischung.
Trotz der Verbesserungen an der aufgeschäumten Tabakfolie ist
es bis jetzt nicht möglich, einen 100%igen Ersatz des Naturtabaks
durch aufgeschäumten Tabak zu erzielen. Es erscheint auch
als praktisch nicht durchführbar, die natürlichen Deckblätter
von Zigarren ohne wesentliche Auswirkungen auf Geschmack und
Aroma durch solche Kunstprodukte zu ersetzen, weil eben die
Deckblätter in erheblichem Maß an Geschmack und Aroma der gesamten
Zigarre beteiligt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von künstlichen Tabakfolien, die Geschmack und Brenneigenschaften
von Naturtabakblättern, die sie ersetzen sollen,
erreichen.
Gegenstand der Erfindung ist eine künstliche Tabakfolie nach
Anspruch 1.
Weiterer Gegenstand ist ein Verfahren gemäß Anspruch 2 zur
Herstellung einer erfindungsgemäßen Tabakfolie. Zweckmäßige
Ausgestaltungen davon sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.
Die erfindungsgemäß verwendeten Schäume enthalten luftgetrocknete,
fermentierte, feine Tabakpartikel und zeichnen sich durch
verhältnismäßig kleine Blasen aus und durch ein spez. Gewicht
zwischen etwa 0,85 und 1,0 g/ccm. Diese Schäume sind im wesentlichen
stabile Schäume, in denen wenigstens 80% der
Blasen kleiner als etwa 100 µm sind. Diese Schäume werden in
üblichen Verfahren hergestellt, wobei z. B. ein Schaummittel
und ein Schaumstabilisator und eine Suspension der Tabakteilchen
in Wasser verwendet wird, was beim Rühren den Schaum ergibt.
Damit man die erforderliche Blasengröße erhält, muß
die Schaummischung starken Scherkräften unterworfen werden,
wie sie von Mischern mit
Rotor/Stator bei hohen Geschwindigkeiten erzeugt werden. In
der Praxis kann in dem Rotor/Stator-Rührer die Schaummischung
hergestellt und gleichzeitig die Blasenbildung bewirkt werden.
Alternativ kann der Schaum erst gebildet und dann in einem
nachfolgenden Schritt hohen Scherkräften unterworfen werden.
Die aufschäumbare Mischung kann also durch Standardmethoden
zubereitet werden, z. B. indem man eine wäßrige Dispersion
aus Tabak, einem Schaummittel, einem Schaumstabilisierungsmittel
und einem Klebemittel herstellt. Es ist praktisch, wenn
das Schaummittel und/oder das Schaumstabilisierungsmittel
selbst das für die spätere Formung der Tabakfolie benötigte
Klebemittel ist. Gewöhnlich dient das Schaummittel für den vorliegenden
Zweck auch noch als Klebemittel und manche Schaummittel
können auch als Schaumstabilisierungsmittel dienen. Im
allgemeinen sind Polysaccharid-Gummiarten mit der Eigenschaft
thermischer Gelatinierung, wie beispielsweise methylierte
Zellulose oder deren Derivate, besonders wirksame Schaummittel,
da die thermische Gelatinierung dem Schaum eine zusätzliche
Stabilität während der nachfolgenden Bearbeitung zu Folienmaterial,
insbesondere in dem Verfahrensschritt der Schaumtrocknung,
verleiht. Wenn der Tabak selbst gemäß dem in der US-PS
34 64 422 beschriebenen Verfahren bearbeitet wird, um Klebeeigenschaften
zu entwickeln, kann der Tabak als Schaummittel
dienen und es braucht lediglich noch ein Schaumstabilisator in
der aufschäumbaren Mischung vorhanden sein.
Brauchbare Schaumstabilisatoren sind die Klebstoffe mit
schaumstabilisierenden Eigenschaften in den Tabakschaumsystemen,
wie etwa Äthylhydroxyäthylzellulose, die in der US-PS
36 13 693 beschrieben ist.
Wenn die vorliegenden Schäume einer starken Scherkraft unterworfen
werden, um die erforderlichen feinen Blasen des Dispergierungsgases
zu formen, nämlich mindestens 80% der Blasen
mit weniger als 100 µm im Durchmesser, ist die Größenverteilung
der übrigen Blasen nicht kritisch. Gewöhnlich findet
man bei Anwendung der für die erwähnte Sollgröße der Blasen
notwendigen Scherkraft, daß weniger als etwa 8% der Blasen
größer als etwa 150 µm und von den in der Sollgröße liegenden
Blasen etwa 30% kleiner als etwa 50 µm im Durchmesser
sind. Selbstverständlich hat die Größenverteilung der Blasen
innerhalb der Sollgröße keine Bedeutung, solange nur 80%
der Blasen unter 100 µm im Durchmesser liegen. Die Größe
variiert je nach der schäumbaren Ausgangsmasse und deren Bestandteilen,
sowie je nach der auf den Schaum einwirkenden
Scherkraft, dem Dispergierungsgas und anderen Faktoren, wie
dem Fachmann bekannt.
Die Bildung der hier in Betracht kommenden
Schäume und die Formierung der erforderlichen Blasengröße
wird bei Temperaturen unter etwa 27°C durchgeführt, um
eine thermische Zersetzung des Schaums zu vermeiden. Wenn die
hohe Scherkraft für die Bildung der kleinen Blasen angelegt
wird, wirken Reibungskräfte im Sinn einer Temperatursteigerung,
die auf einfache Weise steuerbar ist, etwa indem man die aufschäumbare
Masse vorkühlt oder den entstandenen Schaum kühlt
oder einen Kühlmantel für den Rotor/Stator-Mischer vorsieht
oder je nach Bedarf eine Kombination dieser Möglichkeiten anwendet.
Um die erforderliche Blasengröße bei Verwendung eines
Rotor/Stator-Mischers zu erzielen, sind die Abstände zwischen
den Statorstiften und den Rotorstiften in der Größenordnung
von 0,25 bis 2,5 mm und der Mischer wird mit Umfangsgeschwindigkeiten
im Bereich von 3,05 bis 61 m/s betrieben. Die entstehenden
Schäume haben die erforderliche feine Blasengröße
und angestrebte Gleichförmigkeit. Das Verfahren, das üblicherweise
angewandt wird, besteht darin, einen Strom einer Tabaksuspension
in Wasser mit einem zweiten Strom des Schaumstabilisierungsmittels
und Klebemittels in Wasser zu vereinigen
und die vereinigten Ströme in den Rotor/Stator-Mischer einzuführen,
in den auch noch ein Dispergierungsgas eingeleitet
wird. Um die Zerteilung der Gasblasen auf die erforderliche
Größe zu unterstützen, kann ein Zusatzgerät verwendet werden,
um die Blasengröße des eingeleiteten Gases zu reduzieren, beispielsweise
ein Sprengrohr, d. i. ein Rohr, das am Eingang zum
Mischer präzise feine Poren enthält, und durch das das Gas in
den aufschäumbaren Flüssigkeitsstrom eingespritzt wird. Das
Sprengrohr zerteilt auf diese Weise den Einlaßstrom des Gases
in feine Blasen, die in dem Mischer weiter verfeinert werden.
Mit einer Porengröße des Sprengrohres zwischen 0,2 und 3,0 µm
werden bei gleichbleibenden Bedingungen für den Mischer
und den Breifluß kleinere Blasen erzielt; alternativ ist die
gleiche Blasengröße auch mit strengeren Bedingungen für den
Mischer oder schnellerer Strömung des Breis erreichbar.
Die erfindungsgemäß verwendeten Schäume, die auf diese Weise erzeugt
werden, haben eine ungewöhnlich hohe Stabilität, zeigen,
wenn überhaupt, nur ein geringes Zusammenfallen selbst nach
Zeiträumen bis zu einer Stunde bei Raumtemperatur, während
sie der Atmosphäre ausgesetzt sind. Im allgemeinen werden die
Schäume innerhalb einiger Minuten nach ihrer Bildung zu der
neuen Tabakfolie weiterverarbeitet; ihre ungewöhnlich hohe
Stabilität erlaubt jedoch eine Lagerung vor der Weiterverarbeitung,
wie sie in der fabrikmäßigen Produktion der künstlichen
Tabakfolie erforderlich sein kann.
Zum Zweck der Produktion der Tabakfolie werden die Schäume
mit Hilfe von in der Technik bekannten Gießverfahren zu der
gewünschten Folie gegossen, deren Breite und Dicke von dem
Gußverfahren vorgeschrieben wird. Zweckmäßigerweise werden
die Schäume auf ein bewegtes Band gegossen, auf dem sie der
weiteren Behandlung, je nach Bedarf, unterzogen werden, beispielsweise
einer Trocknung zu einem Folienmaterial. Die Abmessungen
der Folie können in breitem Bereich schwanken, wobei
die gesamte Breite und Dicke durch den späteren Verwendungszweck
vorgegeben ist. Wenn die Folie beispielsweise als
Zigarrendeckblatt verwendet werden soll, wird der Schaum zu
einer Dicke von etwa 0,4 bis etwa 0,45 mm ausgegossen, wogegen
für ein Zigarrenumblatt die Dicke gewöhnlich zwischen 0,64
und 0,76 liegt und für den Zigarrenwickel bis zu etwa 0,91 mm
reicht. Die Dicke des Schaums beim Gießen wird unter Verwendung
von in der Technik üblichen Verfahren mit Hilfe eines
Abstreichmessers gesteuert.
Nach dem Ausgießen wird der Schaum dann bis zu dem für die
beabsichtigte Verwendung erforderlichen Feuchtigkeitsgehalt
getrocknet. Normalerweise hat ein Zigarrendeckblatt einen
Feuchtigkeitsgehalt von etwa 30-35%, wogegen ein Umblatt gewöhnlich
16-20% Feuchtigkeit enthält und ein Zigarrenwickel
12-16%. Der Schaum kann entweder bis zu dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt
getrocknet werden oder er kann praktisch bis
zu einer trockenen Folie getrocknet und dann wieder bis zu
dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt angefeuchtet werden. Dieses
Verfahren des Trocknens und Wiederbefeuchtens der Folie
ist vorzuziehen, wenn die resultierende Folie Naßfestigkeitsmittel,
z. B. Vernetzungsmittel enthält.
Die Zigarrentabakfolie, die auf solche Weise erzeugt wird,
zeichnet sich durch ein spez. Gewicht zwischen etwa 0,2 und
0,45 g/ccm, vorzugsweise zwischen 0,28 und 0,45 g/ccm aus und
dient als Zigarrendeckblatt, Zigarrenumblatt und/oder Zigarrenwickel
unter Verwendung einer herkömmlichen Zigarrenmaschine.
Die erfindungsgemäßen stabilen Schäume zeichnen sich durch
eine praktisch einheitliche Blasengröße, überwiegend weniger
als 100 µm im Durchmesser bei weniger als 8% der Blasen
über 150 µm aus. Beispiele solcher Schäume haben
wenigstens 80% Blasen mit weniger als 100 µm, darunter
mehr als 30% mit weniger als 50 µm und weniger als
8% mit mehr als 150 µm im Durchmesser. Die durchschnittliche
Blasengröße solcher Schäume liegt gewöhnlich bei etwa 40
bis 65 µm. Besonders zweckmäßig sind Schäume, in denen
wenigstens 90% der Blasen kleiner als 100 µm und weniger
als 2% größer als 150 µm und mehr als 50% kleiner als
50 µm im Durchmesser sind. Die durchschnittliche Blasengröße
solcher Schäume liegt zwischen etwa 45 und 50 µm.
Schaumdichten zwischen etwa 0,92 und etwa 0,99 sind vorzuziehen.
Der Tabak, der für die Zubereitung der Schaummassen verwendet
wird, gehört vorzugsweise zu den billigeren Sorten, wenn das
gesamte Blatt verwendet wird, oder es finden die üblichen feinen
Teilchen oder der Tabakstaub Verwendung, wie dies normalerweise
für die Herstellung der Kunstfolie üblich ist. Diese
Wahl ermöglicht die Realisation der wirtschaftlichen Vorteile
der Erfindung, da die fertigen Tabakwaren aus der Kunstfolie
in Geschmack und Aroma derart verbessert sind, daß sie den
diesbezüglichen Eigenschaften eines gewachsenen Tabakblattes
teuerer Sorte, wie es normalerweise als Deckblatt für Zigarren
verwendet wird, gleichkommen.
Um die erfindungsgemäßen stabilen Schäume zu bilden, muß natürlich
ein Schaumstabilisierungsmittel vorhanden sein. Derzeit
ist das Stabilisierungsmittel besonders zweckmäßig, das in der
US-PS 36 13 693 beschrieben ist. Dieser Stabilisator ist
Äthylhydroxyäthylzellulose mit einem Substitutionsgrad (D.S.)
von Äthoxyl zwischen 1,2 und 1,6 und einer molaren Substitution
(M.S.) von Hydroxyäthyl zwischen 0,5 und 1,2. Die in dem
Schaum enthaltenen anteiligen Mengen an Stabilisierungsmittel
können beträchtlich schwanken. Gewöhnlich erweisen sich weniger
als etwa 1% des Stabilisators als ausreichend, um die erforderliche
Stabilität zu erzielen; normalerweise werden Anteile
von 0,1 bis 0,2% verwendet. Es können auch andere
Schaumstabilisierungsmittel verwendet werden, wobei man deren
Wirksamkeit einfach dadurch bestimmt, daß ein bestimmter Tabakbrei
aufgeschäumt wird und die Beschaffenheit des erzeugten
Schaums bestimmt wird, um dessen Stabilität abzuschätzen.
Gewöhnlich kann man den gewählten Schaumstabilisator als geeignet
für die erfindungsgemäßen Schäume ansehen, wenn die
Schaumblasen eine nahezu perfekte Kreisform annehmen. Durch
solche Routineuntersuchungen kann man mit einem Minimum an
Versuchen andere geeignete Schaumstabilisierungsmittel auswählen.
Als Klebemittel sind jene besonders zweckmäßig, die allgemein
für eine starke Gelatinierung bestimmt sind, wie beispielsweise
die Methylhydroxypropylzellulosen, die sich in besonderem
Maß für die neuen Schäume gemäß der Erfindung eignen. Äthylhydroxyäthylzellulose,
der bevorzugte Stabilisator, ist auch
für seine starke Gelierungseigenschaft bekannt.
Als Tabak wird überwiegend der in der Fachwelt gemeinhin als
Zigarrentabak bezeichnete verwendet, der luftgetrocknete und
fermentierte Sorten einschließt, wie dies durch den Cigar Research
Council der Cigar Manufacturer's Association festgelegt
ist.
Wenn 60% des zu verwendenden Tabaks aus einer oder mehreren
Zigarrentabaksorten besteht, kann der Rest des Tabakanteils
der Masse aus irgendeiner Form von Tabak oder Tabakersatz bestehen,
wobei letzterer beispielsweise Zellulose, frische
Maisblütengriffel, oxydierte Zellulose oder Zellulosederivate
usw. allein oder in einem beliebig proportionierten Gemisch
sein kann.
Das Tabakmaterial, bestehend aus Tabakblättern, Stengeln, Abfall
usw., wird relativ fein gemahlen, so daß es durch ein
Sieb mit 0,125-0,15 mm Maschenweite (100-120 mesh-US-Standard
Sieb) geht. Vorzugsweise hat die Hauptmasse des Materials
eine Größe von weniger als 0,10 mm und ein überwiegender Teil
liegt im Bereich von weniger als 0,1 mm und mehr als etwa
0,044 mm.
Das Tabakmaterial wird zu einer Masse verarbeitet, die allgemein
übliche Kunsttabakzusätze enthält, die bis zu 35 Gew.%
der gesamten Masse ausmachen können, normalerweise aber nur in
einem Anteil von 10-30% vorhanden sind. Diese Zusätze schließen
die in der Natur vorkommenden Gummi ein, wie etwa Galaktomannan-
Gummi, z. B. Kassiaschoten-Gummi (locust bean gum)
und Guar-Gummi oder deren Derivate, insbesondere Äther-
Derivate; ferner andere Pflanzengummis, wie die Algine, Isländisches
Moos, Laminarine, Agar-Agar, Stärken, Pectine usw.,
Zellulose, wie Zellstoffpulpe, oft mit einem hohen (90% u.
mehr) Gehalt an Alphazellulose, und Zellulosederivate, insbesondere
die Äther, speziell Methylzellulose, Hydroxyäthylzellulose,
Methylhydroxyäthylzellulose, Äthylhydroxyäthylzellulose
usw., Vernetzungs- oder Naßfestigkeitsmittel, wie beispielsweise
Glyoxal, Dialdehydstärke und Melamin und Harnstoff-
Formaldehyd-Kunstharze; Befeuchtungsmittel, wie Glyzerin,
Triäthylenglykol und Propylenglykol; verschiedene Zucker;
Fungizide; Farbstoffe, wie etwa F.D. + C Gelb Nr. 5, F.D. + C Blau
Nr. 1; und anorganische Streckmittel, wie beispielsweise Infusorienerde,
Calciumkarbonat, verschiedene Tonerden und Magnesiumkarbonat
oder -sulfat. Selbstverständlich kann ein oder
der andere Zusatz sowohl als Klebemittel als auch als Naßfestigkeits-
Kunstharz oder als Farbstoff usw. dienen.
Für die praktische Anwendung der Erfindung ist es wichtig, daß
die Schaumblasen sorgfältig innerhalb der beschriebenen Größengrenzen
gehalten werden, und zu diesem Zweck ist ein gewöhnlich
inertes Gas das bequemste Hilfsmittel; es können jedoch
auch andere herkömmliche Methoden zum Einbringen von Leerräumen
in die Tabakdispersion angewandt werden, etwa können Aufblasmittel
benutzt werden. Zu den bevorzugten Gasen gehören
Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Freon (Dichlor-difluor-
methan) und ähnliche Gase. Nach Wunsch kann das Gas gekühlt
werden; alternativ kann es mit Hilfe eines elektrischen Heizbandes,
das an der Zuleitung angebracht wird, auch erwärmt werden.
Es kann sich als zweckmäßig erweisen, bereits in einer
Zuleitung, die nur einen Teil der Dispersionsbestandteile
enthält, vor dem Eintritt in die Zone mit starker Scherwirkung
zu vergasen, d. i. wenigstens die Struktur mit großen Blasen
herzustellen.
Die eingeleitete Gasmenge ist eine Funktion der angestrebten
Dichte unter Standardbedingungen und würde gewöhnlich einfach
auf dieser Basis gesteuert; aber es hat sich herausgestellt,
daß auch die Trocknungsgeschwindigkeit durch den Gasgehalt
beeinflußt wird. Die optimale Trocknungsgeschwindigkeit scheint
bei einem spez. Gewicht des Schaumes von etwa 0,92 g/ccm einzutreten,
wobei diese Geschwindigkeit um 15% höher liegt als
die für den gleichen ungeschäumten Brei mit 1,03 g/ccm. Eine
Aufschäumung über 0,92 g/ccm hinaus kehrt den Trend um, weil
die Isolierwirkung des Schaumes gegen die Wärmeübertragung
vorzuherrschen beginnt und der Verminderung der Dichte in der
Praxis eine Grenze setzt, wenngleich auch größere spez. Gewichte
erzielt werden könnten.
Ein spezieller Vorzug der Erfindung besteht darin, daß Zigarrenprodukte
mit bemerkenswert gutem Geschmack aus den oben
beschriebenen Kunsttabakfolien hergestellt werden können. Kunstfolien
sind zwar von Wert für viele Rauchwaren, etwa als
Schnitzel in Zigaretten, haben aber niemals Aufnahme in Zigarren
gefunden, weil deren Deckblatt und Umblatt ausgeprägt
zum Geschmack beiträgt, und zwar mehr, als der prozentuale
Gewichtsanteil vermuten läßt. Frühere Versuche zur Herstellung
einer künstlichen Folie vom Zigarrentyp konnten dem kritischen
Test der Geschmacksqualität für diesen Markt nicht standhalten.
Organoleptische Eigenschaften sind zwar notwendigerweise subjektiv,
doch wird durch wiederholte gleiche Geschmacksprüfungen,
die von einer Experten-Testgruppe unter Anwendung der
üblichen Blindproben- und Doppelblindprobendarbietung vorgenommen
werden, ein Standardisierungsmaß erzielt, das für die
Marktforschung von Belang ist.
Bei dem Test, von dem hier berichtet wird, wurden Testgruppen
mit 10 Teilnehmern organisiert, wobei jeder Teilnehmer hinsichtlich
seiner Fähigkeit, Geschmackseigenschaften von Tabakprodukten
zu unterscheiden und zu beschreiben, geübt und
getestet war; geprüft wurden unbezeichnete Proben einschließlich
konventionell hergestellter Zigarren und Materialien gemäß
der Erfindung.
Die Ergebnisse dieser Testgruppen zeigen, daß das geschäumte
Kunstfolienmaterial einen merklich ungünstigen Geschmackseffekt
ausübt bei einem 25%igen Anteil als Zigarettenfülltabak,
wogegen bei einem Zigarrendeckblatt und -umblatt gemäß der
Erfindung der Geschmack bei 100%iger Substitution nicht nur
annehmbar ist, sondern eine solche Substitution auch zur Verwendung
gewöhnlicher Zigarrentabake (im Gegensatz zu erstklassigen
und daher teueren Blättern) fortschreiten kann. Dieser
Effekt ist bemerkenswert, da ja die Ergebnisse der Testgruppe
auch zeigen, daß Geschmackseigenschaften von Zigarren in typischer
Weise am meisten durch Veränderung des Deckblattes oder
Umblattes beeinflußt werden.
Zwar ist das Inhalieren beim Zigarrenrauchen nicht typisch;
doch ist die Beobachtung vielleicht wichtig, daß Zigarren mit
geschäumtem Deckblatt und Umblatt bei der Verbrennung in Standardversuchen
20-25% weniger Teer freisetzen als Zigarren
mit natürlichem Deckblatt und künstlichem Umblatt herkömmlicher
Art bei gleichem Gewicht. Die Brenngeschwindigkeit wird
bei den erfindungsgemäßen Substanzen um bis zu 20% erhöht und
dies mag sowohl mit dem vorstehenden Phänomen als auch mit
dem modifizierten Geschmacksspektrum, wie es aus den Gruppentests
hervorgeht, zu tun haben.
Ästhetische Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folie hinsichtlich
Farbe, Struktur und allgemeinem Aussehen sind ebenfalls
gegenüber den gewöhnlich bei früheren künstlichen Folien
beobachteten wesentlich verbessert. So ist mit bloßem Auge
eine regelmäßige Kornstruktur sichtbar. Diese Regelmäßigkeit
der Struktur scheint in Beziehung zu stehen mit den Brenneigenschaften
und also auch mit dem Geschmack. Die Struktur
hellt außerdem die sichtbare Färbung auf und erhöht die Undurchsichtigkeit,
so daß die sonst zu diesem Zweck verwendeten
Zusätze zumindest reduziert werden können.
Ein besonderer Gesichtspunkt der ästhetischen Vorzüge der erfindungsgemäßen
Folie ist das Fehlen von Färbung im Bereich
der Spitze, die das darunterliegende Klebemittel sichtbar
macht. Dies war bisher eine Schwierigkeit bei der Verwendung
einer Kunstfolie für Zigarrendeckblätter.
Der bei weitem größte Vorteil der Erfindung, sowohl was den
Herstellungsprozeß als auch das Aussehen des Endproduktes betrifft,
ist die Geschmeidigkeit und Drapierbarkeit der Folie
bei vernünftiger Naßfestigkeit im Vergleich mit herkömmlichen
Kunsttabaken. Dies wird am deutlichsten durch die Ausschußraten
bei der Zigarrenherstellung, wenn Deckblatt und Umblatt
gestreckt und in Spiralform gezogen werden, um die typische
ovaloide Gestalt zu formen. Die gemeinhin dabei auftretende
Ausschußrate für Naturtabakblätter und für die Kunsttabakfolie
bisheriger Art kann durch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Folie um die Hälfte oder mehr reduziert werden.
Die Zigarrenfolie und die Zigarren selbst können mit irgendeinem
üblichen Verfahren hergestellt werden. Die bevorzugten
Tabakwaren sind Zigarren, bei denen wenigstens das Deckblatt
ganz aus dem geschäumten Tabakmaterial gemäß der Erfindung besteht.
Das Umblatt ist möglichst ebenfalls so konstruiert und
nach Wunsch kann die ganze Zigarre aus der erfindungsgemäßen
Folie hergestellt werden. Wenn hier von Zigarren und Zigarrenfolie
die Rede ist, so sollen darunter sowohl große als auch
kleine Zigarren und Zigarillos verstanden sein, bei denen
die integrale Folie verwendet ist.
Die erfindungsgemäßen Zigarrenfolien gleichen bei Vergrößerung
Naturschwämmen oder Korallen und enthalten zahlreiche Hohlräume,
Spalten, Lufteinschlüsse usw. in verschiedener geometrischer
Gestalt, die voneinander durch dünne, oft durchgehende
feder- oder blattartige Wände getrennt sind. Das Aussehen
gleicht der Struktur natürlicher tierischer oder pflanzlicher
Materie, woraus sich zum Teil der außerordentliche Erfolg dieses
Ersatzes für erstklassige natürliche Blätter erklärt.
Das normale natürliche Zigarrentabakblatt ist im wesentlichen
nichtporös und hat ein spez. Gewicht von etwa 0,59 g/ccm.
Die künstliche Zigarrenfolie wird im typischen Fall auf ein
spez. Gewicht von 0,5 g/ccm und eine Dicke von 0,07 mm eingestellt.
Die geschäumten Folien gemäß der Erfindung werden gewöhnlich
in einer Dicke von wenigstens 0,076 mm für Deckblätter
und wenigstens 0,18 mm für Umblätter mit einem Gewicht der
Folie von etwa 32 g/m² für Deckblätter und etwa 54 g/m² für
Umblätter hergestellt.
Nachstehend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung beschrieben, wobei alle Teile, soweit nichts anderes
vermerkt, sich auf das Gewicht beziehen.
Spez. Gewicht des Schaumes:
Eine Probe des Schaums wird in einen Becher mit geeichtem Volumen eingefüllt, das Gewicht des Schaums wird bestimmt und dann durch das Bechervolumen dividiert, woraus sich das spez. Gewicht ergibt.
Eine Probe des Schaums wird in einen Becher mit geeichtem Volumen eingefüllt, das Gewicht des Schaums wird bestimmt und dann durch das Bechervolumen dividiert, woraus sich das spez. Gewicht ergibt.
Feuchtigkeitsgehalt der Folie in Prozent:
Die Werte für die prozentuale Feuchtigkeit erhält man bei einer Trocknungstemperatur von 95°C und einer Trockenzeit von zwei Stunden. Die prozentuale Feuchtigkeit berechnet sich wie folgt:
Die Werte für die prozentuale Feuchtigkeit erhält man bei einer Trocknungstemperatur von 95°C und einer Trockenzeit von zwei Stunden. Die prozentuale Feuchtigkeit berechnet sich wie folgt:
Foliengewicht:
Soweit nicht anders spezifiziert, bezieht sich der Ausdruck Foliengewicht auf das Trockengewicht der Folie pro Flächeneinheit. Die Trocknungsbedingungen für die Bestimmung des "Volltrocken-Gewichtes" einer bestimmten Folienfläche sind die gleichen wie die oben zur Bestimmung der prozentualen Feuchtigkeit erwähnten. Wenn weniger als = 929 cm² der Folie getrocknet wurde, wurde das gewogene Volltrockengewicht auf das Gewicht für 929 cm² umgerechnet.
Soweit nicht anders spezifiziert, bezieht sich der Ausdruck Foliengewicht auf das Trockengewicht der Folie pro Flächeneinheit. Die Trocknungsbedingungen für die Bestimmung des "Volltrocken-Gewichtes" einer bestimmten Folienfläche sind die gleichen wie die oben zur Bestimmung der prozentualen Feuchtigkeit erwähnten. Wenn weniger als = 929 cm² der Folie getrocknet wurde, wurde das gewogene Volltrockengewicht auf das Gewicht für 929 cm² umgerechnet.
Porosität der Folie:
Es wurde die Geschwindigkeit des Luftdurchganges durch eine Folienprobe mit einem Gurley-Dichtemesser (Modell Nr. 4110) gemessen. Die Porosität wird als die Zeit in Sekunden ausgedrückt, die 300 ml Luft benötigen, um durch eine Standardfolienfläche durchzugehen. Je kleiner die Anzahl von Sekunden ist, desto poröser ist die Folienprobe. Wenn die Zeit länger als 5 Minuten ist, wird die Folie als nicht-porös angesehen.
Es wurde die Geschwindigkeit des Luftdurchganges durch eine Folienprobe mit einem Gurley-Dichtemesser (Modell Nr. 4110) gemessen. Die Porosität wird als die Zeit in Sekunden ausgedrückt, die 300 ml Luft benötigen, um durch eine Standardfolienfläche durchzugehen. Je kleiner die Anzahl von Sekunden ist, desto poröser ist die Folienprobe. Wenn die Zeit länger als 5 Minuten ist, wird die Folie als nicht-porös angesehen.
Foliendicke:
Zur Messung der Foliendicke wird eine Normmeßeinrichtung (Federal gauge Model Nr. 57B-1-Y-7692) verwendet. Die Folie wird unter den Meßtisch der Meßeinrichtung geschoben und die Dicke wird abgelesen.
Zur Messung der Foliendicke wird eine Normmeßeinrichtung (Federal gauge Model Nr. 57B-1-Y-7692) verwendet. Die Folie wird unter den Meßtisch der Meßeinrichtung geschoben und die Dicke wird abgelesen.
Spez. Gewicht der Folie:
Das spez. Gewicht (Gewicht/Volumen) wird nach einer Formel unter Verwendung des Trockengewichtes in g/929 cm² und der Foliendicke (68% rel. Feuchtigkeit, 22,2°C berechnet. Es wird in g/ccm ausgedrückt. Die Formel für das spez. Gewicht leitet sich wie folgt ab:
Das spez. Gewicht (Gewicht/Volumen) wird nach einer Formel unter Verwendung des Trockengewichtes in g/929 cm² und der Foliendicke (68% rel. Feuchtigkeit, 22,2°C berechnet. Es wird in g/ccm ausgedrückt. Die Formel für das spez. Gewicht leitet sich wie folgt ab:
Viskosität:
Die Viskosität wurde mit einem Brookfield RVF Viskometer, Spindel Nr. 4 bei 20 U/min unter Temperaturen zwischen 16 und 25°C gemessen.
Die Viskosität wurde mit einem Brookfield RVF Viskometer, Spindel Nr. 4 bei 20 U/min unter Temperaturen zwischen 16 und 25°C gemessen.
Bestimmung der Blasengröße:
Der Schaum wurde auf einen Objektträger gebracht und Schnitte des Schaums wurden unter dem Mikroskop willkürlich photographiert. Fünf photographierte Proben jedes Schaums wurden dann vergrößert und geprüft, die Blasen wurden gemessen und die Größenverteilung der Blasen wurde durch Zählen ermittelt.
Der Schaum wurde auf einen Objektträger gebracht und Schnitte des Schaums wurden unter dem Mikroskop willkürlich photographiert. Fünf photographierte Proben jedes Schaums wurden dann vergrößert und geprüft, die Blasen wurden gemessen und die Größenverteilung der Blasen wurde durch Zählen ermittelt.
Bestimmung der Zugfestigkeit:
Die Zugfestigkeit der Folien wurde mit einem Standard Scott Tester (Modell Nr. IP-2) gemessen. Die Proben wurden mit einem Rasiermesser unter Verwendung einer Metallschablone von 2,54 × 10,16 cm abgeschnitten, und zwar sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Folie. Die Zugfestigkeit bezieht sich auf die Last pro 2,54 cm der Probe, die zum Zerreißen des Teststreifens erforderlich war, und ist in Gramm/2,54 cm aufgezeichnet.
Die Zugfestigkeit der Folien wurde mit einem Standard Scott Tester (Modell Nr. IP-2) gemessen. Die Proben wurden mit einem Rasiermesser unter Verwendung einer Metallschablone von 2,54 × 10,16 cm abgeschnitten, und zwar sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Folie. Die Zugfestigkeit bezieht sich auf die Last pro 2,54 cm der Probe, die zum Zerreißen des Teststreifens erforderlich war, und ist in Gramm/2,54 cm aufgezeichnet.
Eine Grundmasse, die Nichttabakbestandteile enthält, wird hergestellt.
382,8 kg einer 3,39%igen wässerigen Dispersion
einer hochverfeinerten Sulfitpulpe wird in einen Cowles-Mischer
eingefüllt, der mit einem Vakuumtank ausgerüstet ist,
und 72,5 kg Wasser werden zugegeben. 7,79 kg Guargummi,
der vorher mit 13,6 kg Isopropylalkohol angefeuchtet worden
ist, wird unter Rühren zu der Pulpe zugefügt und das Rühren
wird unter einem Vakuum von 92 300 Pa (71 cm/Hg) 45 Minuten lang fortgesetzt.
Dann wird zu der Dispersion zunächst 0,67 kg 85%iger H₃PO₄,
verdünnt mit 4,5 kg Wasser, zugegeben und anschließend 2,72 kg
einer 80%igen Lösung des Trimethyläthers von Trimethylolmelamin,
vorverdünnt mit 9 kg Wasser. Das Mischen unter
Vakuum wird 30 Minuten lang fortgesetzt. Dann wird eine Dispersion
von 1,67 kg Infusorienerde, 6,11 kg Triäthylenglykol
und 40,7 kg H₂O zugegeben und weitere 15 Minuten lang unter
Vakuum gemischt. Gesondert werden 4,62 kg Methylhydroxypropylzellulose
(2%ige Lösung Viskosität = 15 000 Cp, Gelatinierungstemperatur
90°C), 4,62 kg Methylhydroxypropylzellulose
(2%ige Lösung, Viskosität = 4000 Cp, Gelatinierungstemperatur
90°C) und 0,22 kg Äthylhydroxyäthylzellulose (Äthoxylgehalt
1,2; Hydroxyäthyl-Substitution 0,5; 2%ige Lösung Viskosität
= 15 000 Cp) mit 90,6 kg heißem Wasser (über 90°C)
angefeuchtet und die Dispersion wird in den Vakuumtank gesaugt,
wobei das Vakuum aufrechterhalten wird und weitere
15 Minuten lang gerührt wird.
Nacheinander werden 135,9 kg Eis und 90,6 kg Wasser
beim Abspülen
der Kesselwände zugegeben. Die gesamte fertige
Grundmasse wiegt 985 kg und wird 45 Minuten lang bei Temperaturen
unter 18°C entlüftet. Die fertige Dispersion hat
3,88% Feststoffe und einen pH-Wert von 3,85.
In einem eigenen Mischkessel, der mit einem Schaufelrührer
ausgerüstet ist, werden 87,88 kg Wisconsin-Tabakblattstaub
(mehr als 99% geht durch ein US-Standardsieb mit Siebweite
0,15 mm), 2,72 kg Türkischer Ganzblattstaub (gleiche Feinheit),
3,62 kg CaCO₃, 3,62 kg Infusorienerde, 0,21 kg Fungizid und
0,77 kg einer 10%igen Lösung von FD & C gelb Nr. 5 in 464 kg
H₂O und 45,3 kg Eis unter Mischen dispergiert. 4,07 kg
einer 28%igen NaOH-Lösung (aq) werden zugefügt, um ein pH 8,1
einzustellen. Die fertige Dispersion hat einen Feststoffanteil
von 15,8%.
In einem kontinuierlichen Mischsystem, das von Pumpen mit regelbarer
Geschwindigkeit gesteuert wird, werden ein Strom der
Grundmasse und der Tabakstrom kontinuierlich in einen Mischtank
eingeleitet, und zwar in einem Verhältnis von 0,924 kg
Grundmasse auf 0,453 kg Tabakdispersion. Der Kessel ist so
groß, daß eine durchschnittliche Verweilzeit zum Mischen von
15 Minuten verstreicht, bevor die Masse in einen Cakes Rotor/
Stator-Mischer mit hoher Scherwirkung gebracht wird, in dem
der Zwischenraum zwischen den Rotor- und Statorstiften 0,5 mm
und die Umfangsgeschwindigkeit 42,7 m/s beträgt.
Der Durchsatz von Brei beträgt 6,79 kg in der Minute, wobei
in den Kopf des Mischers Stickstoff in einem solchen Verhältnis
eingeblasen wird, daß der austretende geschäumte Brei ein
spez. Gewicht von 0,98 g/ccm hat.
Die mikroskopische Untersuchung des Schaums zeigt, daß 53,5%
der Blasen weniger als 50 µm im Durchmesser haben; 98,6%
sind kleiner als 100 µm und 0% sind größer als 150 µm
im Durchmesser, was eine durchschnittliche Abmessung von
50 µm ergibt.
Der geschäumte Brei wird auf ein nichtrostendes Band, das
sich mit einer Geschwindigkeit von 19,8 m/min (65 Fuß/Min)
bewegt, in einer Naßfilmdicke von 0,45 mm (0,018 Zoll) gegossen
und getrocknet, indem man die Bandunterseite mit Dampf in
Kontakt bringt und zugleich über die Oberfläche der Schaumschicht
trockene Heißluft streichen läßt. Die getrocknete
Schaumschicht wird mit einer 4%igen Lösung von Äthylzellulose
in 91% Isopropanol in einem Anteil von 1,61 · 10-3 g/cm²
(1,5 g der Lösung pro 929 cm² (1 Quadratfuß) der Schicht) bedeckt
und das Lösungsmittel wird abgedampft. Dann wird die
Schicht wieder auf 32% Feuchtigkeit angefeuchtet und mit einem
Abstreicher von dem Band entfernt. Die Folie wiegt 3,2 · 10-3 g/cm²
(3,0 g/929 cm²) (Trockengewicht), hat eine Dicke von
0,096 mm und eine Naßzugfestigkeit in Querrichtung von
5,9 g/mm (150 g/25,4 mm) Breite. Die Folie wird gerollt.
Die Rolle der Tabakfolie wird in 50 mm breite Streifen geschnitten,
die annähernd der Breite der speziellen Zigarrenmaschinenform,
in der die Zigarren hergestellt werden, entsprechen.
Die 50 mm breite Rolle wird in eine automatische
Deckblatt-Zuführeinrichtung für die Zigarrenmaschine eingeladen
und von dort automatisch eingespeist, um Zigarren zu umwickeln.
Zigarren, die ein auf diese Weise hergestelltes Deckblatt, ein
herkömmliches Umblatt (ungeschäumt) und eine übliche Zigarrenwickelmischung
haben, wurden mit sonst gleichen Zigarren, die
als Deckblatt einen gewachsenen Connecticut-Tabak haben, von
Experten-Testgruppen unter Verwendung statistischer Verfahren
zur Bestimmung des Gewichtes der Ergebnisse verglichen. Die
Ergebnisse zeigen, daß die miteinander verglichenen Zigarren
in allen Geschmacks- und Aromaeigenschaften einschließlich
dem kalten Aroma, dem kalten Geschmack, dem Verbrennungsaroma,
dem Verbrennungsgeschmack und dem Nachgeschmack, identisch
waren. Eine Prüfung der physischen Eigenschaften der Zigarren
mit künstlichem Deckblatt zeigt eine ausgezeichnete Übereinstimmung
mit der Zigarrenform ohne sichtbare Faltenbildung,
keine sichtbare Verfärbung der Zigarrenspitzen durch den
Klebstoff und eine mit einem natürlichen Deckblatt des Connecticut-
Wachstums vergleichbare Farbe. (Struktur und Aussehen
des Deckblattes war durchaus mit einem Connecticuttabak-Deckblatt
vergleichbar.)
Der Rauch der Zigarren mit geschäumtem Kunstdeckblatt wurde
mit demjenigen von Zigarren mit natürlichem Deckblatt unter
Verwendung der genormten analytischen Verfahren verglichen.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle niedergelegt.
Ein Vergleich der Zigarren mit Deckblättern aus einer ungeschäumten
Kunsttabakfolie mit Zigarren, die natürliche Deckblätter
haben, zeigt normalerweise eine Erhöhung der Naßteerstoffe
von etwa 25% und eine Zunahme des Kohlenmonoxids von
etwa 60%.
Bei der Zigarrenherstellung mit Deckblättern aus geschäumtem
Kunsttabak hat man nach längerer Beobachtungszeit verschiedener
Zigarrengrößen festgestellt, daß der gesamte prozentuale
Ausschuß an Zigarren aufgrund aller Ursachen, einschließlich
menschlichem Versagen, schlechter oder gebrochener Umfaltungen,
schlechter Bündelung, fehlerhafter Rollung und diverser Mängel,
gegenüber der normalen Ausschußrate für Zigarren mit
natürlichen Deckblättern um 50% reduziert wurde. Die Herabsetzung
des Ausschusses aufgrund der Qualität des Deckblattes
allein lag noch wesentlich höher.
Eine Zigarrenumblatt-Folie wird nach dem Verfahren des Beispiels
1 hergestellt. Die Dispersion, in der die Grundmasse
und der Tabak vereinigt sind, wird auf eine Schaumdichte von
0,92 g/ccm geschäumt, wobei in dem Rotor/Stator-Mischer eine
Umfangsgeschwindigkeit von 9,15 m/s verwendet wird
und der Abstand der Stifte von Rotor und Stator auf 2,5 mm eingestellt
wird.
Der Schaum wird mit einer Fließgeschwindigkeit von 10 kg/min
in einer Dicke von 0,8 mm auf ein Stahlband gegossen. Die
Größenverteilung der Blasen im Schaum zeigt, daß 43,2% der
Blasen weniger als 50 µm, 88,8% weniger als 100 µm
und 4,8% mehr als 150 µm hatten, wobei der mittlere Durchmesser
65 µm beträgt. Die entstandene getrocknete Schicht
wiegt 5,5 · 10-3 g/cm² (5,1 g/929 ccm) bei einer Dicke von
0,18 mm. Die auf diese Weise hergestellte Umblattrolle mit
einem Feuchtigkeitsgehalt von 18% wird zu einer Rollenbreite
von 92 mm gespalten, um als Zigarrenumblatt zu dienen.
Die mit diesem Umblatt und einem Deckblatt nach Beispiel 1
hergestellten Zigarren zeigen allgemein eine etwas stärkere
Reduktion der unerwünschten Geschmacks- und Aromaeigenschaften
bei der Prüfung durch Expertengruppen.
Ein künstliches Zigarrendeckblatt wird nach dem Verfahren des
Beispiels 1 aber mit folgenden Bestandteilen hergestellt:
Feststoffe %
Sulfitpulpe (hochfein)9,734
Guar-Gummi5,548
H₃PO₄0,442
Trimethylolmelamin (Trimethyläther)1,634
Infusorienerde3,846
Triäthylenglykol4,595
Methylhydroxypropylzellulose
(2% Lösung Viskosität = 15 000 Cp, Gelatinierungstemperatur 90°C)3,301 Methylhydroxypropylzellulose
(2% Lösung Viskosität = 4000 Cp, Gelatinierungstemperatur 90°C)3,301 Äthylhydroxyäthylzellulose
(Äthoxylgehalt 1,2; Hydroxyäthyl - M.S. 0,5; 2% Lösung, Viskosität = 15 000 Cp)0,136 Tabak (Wisconsinblattstaub)61,215 CaCO₃2,652 NaOH0,551 Thiabendazol (Fungizid)0,204 Ovalbumin (wasserlöslich)2,836
(2% Lösung Viskosität = 15 000 Cp, Gelatinierungstemperatur 90°C)3,301 Methylhydroxypropylzellulose
(2% Lösung Viskosität = 4000 Cp, Gelatinierungstemperatur 90°C)3,301 Äthylhydroxyäthylzellulose
(Äthoxylgehalt 1,2; Hydroxyäthyl - M.S. 0,5; 2% Lösung, Viskosität = 15 000 Cp)0,136 Tabak (Wisconsinblattstaub)61,215 CaCO₃2,652 NaOH0,551 Thiabendazol (Fungizid)0,204 Ovalbumin (wasserlöslich)2,836
Die Grundsubstanz hatte einen Feststoffgehalt von 4,03%,
eine Viskosität von 29 500 Cp, ein pH = 3,84 und eine Temperatur
von 15°C. Die Tabakdispersion hatte einen Feststoffanteil
von 16,84% und ein pH = 7,85. Wenn die Grundsubstanz und
die Tabakdispersion vereinigt wurden, hatte der entstehende
Brei einen Feststoffgehalt von 7,95%, eine Viskosität von
12 750 Cp, ein pH von 7,95 und eine Temperatur von 17°C.
Nach dem Schäumen zeigte der Brei praktisch die gleiche Blasengröße
und -verteilung wie der Schaum gemäß Beispiel 1.
Der Schaum wurde dann zu einer Schicht mit den folgenden Werten
gegossen:
Gewicht 3,24-3,31 × 10-3 g/cm²
Feuchtigkeit 33-36,2%
Transversale Naßfestigkeit 7,4 g/mm Breite
Farbe (Gardner-Colorimeter) Rd 13,7, +a 5,6, +b 18,0
Feuchtigkeit 33-36,2%
Transversale Naßfestigkeit 7,4 g/mm Breite
Farbe (Gardner-Colorimeter) Rd 13,7, +a 5,6, +b 18,0
Zigarren, die mit dieser Schicht als Deckblatt hergestellt
wurden, zeigten ausgezeichnete Geschmacks- und Aromaeigenschaften
und lieferten beim Vergleich mit sonst gleichen Zigarren,
die ein gewachsenes Tabakblatt als Deckblatt hatten,
durch die Geschmacksexperten ein positives Ergebnis.
Ein künstliches Zigarrenumblatt wurde nach dem Verfahren des
Beispiels 2 aber unter Verwendung der folgenden Bestandteile
hergestellt:
Feststoffe %
Sulfitpulpe (hochfein)11,453
Gummi der Kassiaschotenbohne (locust bean gum)7,514
Carboxymethylzellulose (gute Qualität)3,756
Infusorienerde2,291
Triäthylenglykol5,726
Methylhydroxypropylzellulose (2% Lösung, Viskosität = 50 Cp)2,624
Äthylhydroxyäthylzellulose
(Äthoxylgehalt 1,2; Hydroxyäthyl-Substitution 0,5; 2% Lösung, Viskosität = 15 000 Cp)0,198 Glyoxal3,438 Tabak (Wisconsinblattstaub)63,00
(Äthoxylgehalt 1,2; Hydroxyäthyl-Substitution 0,5; 2% Lösung, Viskosität = 15 000 Cp)0,198 Glyoxal3,438 Tabak (Wisconsinblattstaub)63,00
Die Grundsubstanz hatte einen Feststoffgehalt von 7,67%,
eine Viskosität von 40 000 Cp (22°C) und ein pH = 6,12.
Die Tabaksuspension hatte einen Feststoffgehalt von 16,6%,
eine Viskosität von 600 Cp (16°C) und ein pH = 6,58.
Der vereinigte Brei aus der Grundsubstanz und der Tabaksuspension
hatte einen Feststoffgehalt von 11,35%, eine Viskosität
von 17 000 Cp bei 20°C und ein pH = 6,52. Die Grundsubstanz
und die Tabaksuspension wurden in einem Verhältnis von 1,28
kombiniert, um 65% Tabak in der trockenen Schicht zu erhalten.
Der geschäumte Brei zeigte im wesentlichen die gleiche Blasengröße
und -verteilung wie der Schaum des Beispiels 2. Das
spez. Gewicht des Schaums betrug 0,921 g/ccm, die gegossene
Schaumschicht hatte eine Dicke von 0,81 mm und das Trocknungsband
wurde mit 13,7 m/min bewegt.
Die entstandene Umblattfolie hatte die folgenden Werte:
Gewicht5,53-5,57 × 10-3 g/cm²
Feuchtigkeit18-20,5%
Festigkeit
Länge (trocken)47,2 g/mm Länge (feucht)31,1 g/mm Breite (trocken)21,1 g/mm Breite (feucht)9,7 g/mm Farbe (Gardner Colorimeter) Rd 14,3, +a 5,9, +b 17,3
Länge (trocken)47,2 g/mm Länge (feucht)31,1 g/mm Breite (trocken)21,1 g/mm Breite (feucht)9,7 g/mm Farbe (Gardner Colorimeter) Rd 14,3, +a 5,9, +b 17,3
Die Verwendung dieses Umblattes in Zigarren mit dem Deckblatt
des Beispiels 3 ergab praktisch die gleichen Resultate wie
das Umblatt des Beispiels 2.
In gleicher Weise wie nach dem Verfahren des Beispiels 1 kann
eine Schaumschicht unter Verwendung einer Dispersion hergestellt
werden, die lediglich Tabakpartikel in Wasser zusammen
mit weniger als 1% Äthylhydroxyäthylzellulose als Schaumstabilisator
enthält.
Zum Vergleich wurden Schäume nach den vorstehend
erwähnten US-PS'n hergestellt, wobei genau die Verfahren des
Beispiels 1 jeder dieser Patentschriften wiederholt wurden.
Diese Schäume wurden dann im Vergleich mit den gemäß der Erfindung
hergestellten Schäumen geprüft.
Die geschäumten Substanzen nach der US-PS 36 13 693 waren stabiler
als diejenigen nach den anderen Patentschriften. Die
mikroskopische Analyse der betreffenden Schäume hinsichtlich
Blasengröße und -verteilung ergab die folgenden Resultate:
- a) Schäume, die gemäß US-PS 36 13 693, Beispiel 1 (spez. Gewicht 0,535) hergestellt wurden. Sie erlitten während der Prüfung Veränderungen, weil die größeren Blasen platzten.
- b) Schäume, die gemäß der US-PS 33 64 935 usw. hergestellt wurden (spez. Gewicht 0,065). Sie waren nicht so stabil wie die Schäume a) und konnten nur unter Schwierigkeiten geprüft werden. Wenn diesem Schaum der Tabakstaub zugegeben wurde, zeigte der Schaum die Tendenz zusammenzufallen, weshalb nicht ausreichend Zeit für eine gründliche Analyse blieb. In diesem Fall wurde der Schaum ohne beigefügten Tabakstaub untersucht. Die Blasen des Schaums a) waren wohlgeformte, kreisrunde Blasen, aber in ihrer Größe nicht sehr gleichmäßig, was aus der Größenverteilung oben deutlich wird. Die Schäume b) entwickelten gutdefinierte Blasen, aber von stark wechselnder Form, ohne daß regelmäßige geometrische Muster festgestellt werden konnten.
Der Bereich der Blasengröße (festgestelltes Minimum bis Maximum)
lag bei den Schäumen a) zwischen 20 und 516 µm und für die
Schäume b) zwischen 40 und 546 µm.
Tabakfolien, die mit den Schäumen a) hergestellt werden, haben
nicht die feine Struktur und das Aussehen, den ausgezeichneten
Geschmack und das hervorragende Aroma, um sich für Zigarettendeckblätter
zu eignen, wie dies die erfindungsgemäßen Schaumfolien
tun. Die Schaumfolien a) zeigen eine beträchtliche Anzahl
von Löchern, die zwar fein sind, aber doch mit dem bloßen
Auge sichtbar.
Claims (7)
1. Im wesentlichen nicht poröse, geschäumte künstliche
Tabakfolie mit einem spezifischen Gewicht von 0,2 bis
0,45 g/ccm, hergestellt durch Trocknen einer mit üblichen
Mitteln stabilisierten Schaumzusammensetzung,
in der Tabak oder Tabakersatz, wobei der überwiegende
Anteil Zigarrentabak ist und der so fein vermahlen ist,
daß er durch ein Sieb mit 0,125 bis 0,15 mm lichter
Maschenweite geht, wobei vorzugsweise die Hauptmasse
des Tabaks eine Größe von weniger als 0,10 mm und ein
überwiegender Teil eine Größe im Bereich von weniger
als 0,1 mm und mehr als 0,044 mm aufweist, gleichmäßig
verteilt ist und die feine Blasen enthält, ein spezifisches
Gewicht von 0,85 bis 1,0 g/ccm besitzt und worin
wenigstens 80% der Blasen kleiner als 100 µm im Durchmesser
sind.
2. Verfahren zur Herstellung einer künstlichen Tabakfolie
nach Anspruch 1 durch Aufschäumen von feinteiligem Tabak
zusammen mit einem Schaumstabilisierungsmittel und
gegebenenfalls einem Schaummittel und/oder einem Klebemittel,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
Tabakbrei bereitet wird, der Tabak, der überwiegend aus
Zigarrentabak besteht und der so fein vermahlen ist, daß
er durch ein Sieb mit 0,125 bis 0,15 mm lichter Maschenweite
geht, wobei vorzugsweise die Hauptmasse des Tabaks
eine Größe von weniger als 0,10 mm und ein überwiegender
Teil eine Größe im Bereich von weniger als 0,1 mm und mehr
als 0,044 mm aufweist in einem solchen Anteil enthält,
daß der Tabak in der Folie wenigstens 65 Gew.-% ausmacht,
sowie einen Celluloseäther, daß der Brei einem Dispergierungsgas
ausgesetzt und bei einer Temperatur
unter 27°C einer hohen Scherkraft unterworfen wird,
so daß eine Dichte des austretenden Schaumes zwischen
0,85 und 1,0 g/ccm und eine solche Schaumblasenbildung
in dem Brei erzielt wird, daß wenigstens 80% der Blasen
weniger als 100 µm im Durchmesser und mehr als 30%
weniger als 50 µm im Durchmesser haben und daß der Brei
zu einer Schicht ausgegossen und getrocknet wird, die
im wesentlichen nicht porös ist und ein spezifisches
Gewicht von 0,2 bis zu 0,45 g/ccm hat.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tabakbrei auch noch einen
brennbaren Füllstoff enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der brennbare Füllstoff Zellstoffpulpe
ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zelluloseäther
als Substituenten niedrige Alkyl- und Hydroxy-niedrige
Alkylgruppen trägt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Folie eine Dicke
bis zu 0,18 mm und ein Gewicht zwischen etwa 3,2 · 10-3 g/cm²
und 5,4 · 10-3 g/cm² hat.
7. Verwendung einer Tabakfolie nach einem der Ansprüche 1
bis 6 als Deckblatt, Umblatt und/oder Wickel zur Herstellung
von Zigarren.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US428949A US3872871A (en) | 1973-12-27 | 1973-12-27 | The method of making a reconstituted tobacco foamed sheet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2457574A1 DE2457574A1 (de) | 1975-07-10 |
DE2457574C2 true DE2457574C2 (de) | 1988-11-10 |
Family
ID=23701092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742457574 Granted DE2457574A1 (de) | 1973-12-27 | 1974-12-05 | Schaeume und geschaeumte folien fuer die zigarrenproduktion sowie verfahren zu deren herstellung |
Country Status (11)
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---|---|
US (1) | US3872871A (de) |
JP (1) | JPS5745549B2 (de) |
BE (1) | BE823954A (de) |
CA (1) | CA1018853A (de) |
CH (1) | CH603081A5 (de) |
DE (1) | DE2457574A1 (de) |
DK (1) | DK150532C (de) |
GB (1) | GB1456930A (de) |
NL (1) | NL187956C (de) |
SE (3) | SE417570B (de) |
ZA (1) | ZA747626B (de) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4109664A (en) * | 1975-03-05 | 1978-08-29 | Brown & Williamson Tobacco Corporation | Smoking materials |
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