DE2644921A1

DE2644921A1 - Verbesserungen bei zigaretten

Info

Publication number: DE2644921A1
Application number: DE19762644921
Authority: DE
Inventors: Robin Arthur Crellin; Henry George Horsewell
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1975-10-28
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1977-05-05
Also published as: DK485076A; NL7611213A; NL178707B; CH610190A5; AU506303B2; FI61394C; FI762989A; BR7607027A; NL178707C; FI61394B; BE846999A; JPS5944030B2; AU1846376A; JPS5254099A; US4088142A; DK150175C; DK150175B; CA1037814A; GB1531464A; ZA765768B

Description

9 ^- 28 544 n/wa

BRITISH AMERICAN TOBACCO COMPANY, LIMITED, LONDON

ENGLAND

Verbesserungen bei Zigaretten

Die Erfindung betrifft eine in ein Papxermaterial gehüllte Zigarette sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Zigarettenhülle. Hierbei eingeschlossen sind ähnlich in Papier eingeschlossene Rauch- bzw. Tabakwaren. Zigaretten mit über das Hüllpapier verteilten Lochbereichen sind bekannt. Die resultierende Vermischung der Luft mit dem Rauch ergibt nicht nur einen kühleren und milderen Rauch, sondern verringert auch die Weiterführung einiger der Bestandteile des Rauches.

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Die Weiterführung eines Rauchbestandteiles, des Kohlenmonoxides, kann durch Verwendung eines Katalysators durch Reaktion mit Sauerstoff unter Bildung von Kohlendioxid verringert werden. Die Anwendung von Katalysatoren, insbesondere in Form feiner Teilchen, führt zu erheblichen Schwierigkeiten. Beispielsweise könnte der Katalysator mit dem Rauch geführt werden, wodurch unerwünschte Substanzen, häufig Schwermetallverbindungen, eingeführt werden würden. Darüberhinaus können Katalysatoren durch Wasseradsorption desaktiviert oder durch Rauchbestandteile "vergiftet" werden.

Es ist möglich, das Kohlenmonoxid im Zigarettenrauch in gewissem Ausmass dadurch zu verringern, dass man eine sehr poröse Papierhülle verwendet. Es ist auch festgestellt worden, dass das Nikotin ebenfalls in einem derart hohen Ausmass verringert wird, dass die Zigarette dem Raucher keine Befriedigung mehr verleiht. Auch ist festgestellt worden, dass hochporöses Papier die Anzahl der Züge der Zigarette vermindert, was ebenfalls unerwünscht ist. Schliesslich weisen Papiere einer sehr hohen inhärentai Porösität eine niedrige Bruchfestigkeit in der Longitudinalrichtung auf, was zu Schwierigkeiten bei der Zigarettenerzeugung führt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Zigarette zu schaffen, die einen Rauch mit einem niedrigen Verhältnis an Kohlenmonoxid zu Nikotin ergibt, d.h. mit einem im wesentlichen normalen annehmbaren Nikotingehalt, jedoch mit einem sehr niedrigen Kohlenmonoxidgehalt. Der gleichzeitige Erhalt einer normalen oder höher als normal liegenden Anzahl an Zügen ist ebenfalls bezweckt.

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Gemäss der Erfindung wird eine Zigarette in- ein Material eingehüllt bzw. eingewickelt, das aus sehr hochporösem Papier mit einer Luftporosität innerhalb des Bereiches von 2450 bis

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20 000 cm min 10cm /lOcmWG (WG = Wasser stand zeiger /water gauge/) besteht', welches aus einem Grundpapier mit einer Zugbruchfestigkeit von nicht weniger als 85 g/mm Papierbreite durch Perforation des Papiers hergestellt ist. Vorzugsweise beträgt die Bruchfestigkeit des Grundpapiers nicht weniger als 95 g/mm Papierbreite. Die Perforation wird in geeigneter Weise elektrostatisch oder durch Laser durchgeführt, wodurch die Festigkeit des Papiers nicht übermässig beeinträchtigt wird oder diese wird auf mechanische Weise erzeugt. Über den vorstehend angeführten Porositätsbereich kann die mittlere Zahl an Perfora-

2 tionen innerhalb des Bereiches von 10/cm des Papieres (für eine Porositätszahl von 2450) bis 150 (für eine Porositätszahl von 20 000) und deren mittlerer Durchmesser im Bereich von bis 200 Mikron jeweils in teilweiser Abhängigkeit von der Perforationsmethodik liegen.

Derartiges Hüll- bzw. Wickelpapier ist für dieAnwendung bei bekannten Zigarettenherstellungsmaschinen ausreichend fest bzw. stark. Zum Vergleich sei angeführt, dass ein hochporöses, nicht perforiertes Papier, mit dem ein Tabakstab ohne Bruch eingehüllt werden könnte, eine Porosität von lediglich etwa 1000

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cm min 10cm lOcmWG aufweist.

Eine in das vorstehend angeführte perforierte Papier eingehüllte Zigarette ergibt einen Rauch, der einen niedrigen, im allgemeinen sehr niedrigen,Kohlenmonoxidgehalt, eine im wesentlichen normale annehmbare Nikotinführung und eine annehmbare

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normale oder höher als normal liegende Anzahl von Zügen aufweist. Das Papier wird verzugsweise derart perforiert, dass an jeder Kante bzw. Ecke ein nicht perforierter Spielraum bzw. Bereich verbleibt. Dies trägt dazu bei, dass das Papier während der Vorbereitung und der Herstellung der Zigaretten nicht bricht.

Eine in das vorstehend angeführte Material eingehüllte Zigarette kann mit einem Filter aus herkömmlichem Tabakrauchfiltermateriäl, wie beispielsweise Celluloseacetat, Verwendung finden. Vorzugsweise wird der Filter dann mit einer geringen Filtrationseffizienz für Nikotin, geeigneterweise im Bereich von 15 bis 30 %, zur Vermeidung der Verringerung der Nikotinführung auf ein unannehmbar niedriges Niveau hergestellt.

Gemäss der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer Zigarettenhülle geschaffen, das gekennzeichnet ist durch die Stufe der Perforation eines Grundpapiermaterials, einer Zugbruchfestigkeit von nicht weniger als 85 g/mm Papier breite, um dem Papier eine sehr hohe Luftporosität innerhalb des Bereic]

verleihen.

^ -1 -2 —1 des Bereiches von 2450 bis 20 000 cm"" min 10cm lOcmWG zu

Die folgenden Beispiele veranschaulichen Wege der Durchführung der Erfindung und die hierdurch erzielten Ergebnisse.

Die Porositätseinheit des Zigarettenpapiers ist als Fliess-

3 -1 geschwindigkeit durch das Papier (cm min ) definiert, wenn Luft durch einen Bereich von 10 cm'linter einem Druck von 10 cm WG hindurchgezwungen wird. Wenn das Papier eine unüblich hohe ■

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Porosität aufweist, ist die Fliessgeschwindigkeit durch jenen Bereich jedoch für eine bequeme exakte Messung zu hoch. Daher wurde in den folgenden Beispielen der Bereich des Papie-

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res auf 2,5 era unter Aufrechterhaltung des Druckes von 10 cmWG verringert. Zur Abschätzung der Porosität in den angegebenen Einheiten wurde die festgestellte Flussrate bzw. Fliessgeschwindigkeit mit dem Faktor 4 multipliziert, um der Flächenverringerung Rechnung zu tragen.

Beispiel 1

Es wurde eine Zigarette unter Verwendung eines Gemisches aus rauchgereiftemVirginia-Tabak hergestellt. Die Zigarette bestand aus einem Tabakstäbchen einer Länge von 70 mm mit einem Umfang von 25,0 mm.

Es wurde ein Zigarettenhüllpapier aus herkömmlichem Zigarettenpapier einer Zugbruchfestigkeit von 110 g/mm Papierbrexte und

3 -1 -2 -1 einer Porosität von 80 cm min 10cm lOcmWG erzeugt, wobei das Papier elektrostatisch auf an sich bekannte Weise unter

3 —1 —2 —1 Erhalt einer Porosität von 8500 cm min 10cm TOcmWG per-

2 foriert wurde. Die mittlere Lochzahl pro cm Papier betrug 80 und ihr mittlerer Durchmesser 110,u. Das elektrostatisch perforierte Papier besass eine Zugfestigkeit von 95 g/mm Papierbreite, welches nicht unannehmbar niedriger als die Ausgangsfestigkeit ist. Der Druckabfall des vorstehend angeführten Tabakstäbchens, das in dieses Papier eingehüllt ist, betrug

3 —1 4,1 bis 4,5 cmWG bei einer Fliessgeschwindigkeit von 1050cm min

Die hierdurch erzeugte Zigarette ergab, beim Rauchen unter

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Standardbedingungen von einem Zug pro Minute bei 3 5 cm Volumen und einer Dauer von 2 Sekunden, 13,7 mg TPM (Gesamtkornmaterial) , 1,00 mg Nikotin und 4,0 mg Kohlenmonoxid. Das Verhältnis von Kohlenmonoxid zu Nikotin betrug somit 4,0. Eine vergleichbare normal eingehüllte Zigarette unter Verwendung nicht perforierten Papieres ergab 43,0 mg TPM, 236 mg Nikotin und 23,3 mg Kohlenmonoxid, wobei das Verhältnis von CO zu Nikotin 9,9 betrug. Die Anwendung des perforierten Papieres ergab somit eine erhebliche Verringerung an Kohlenmonoxid. Darüberhinaus ergab die Zigarette mit der perforierten Hülle unter den angesprochenen Bedingungen 13,5 Züge, während eine in herkömmliches, jedoch nicht perforiertes Papier eingehüllte Zigarette 10,0 Züge ergab.

Beispiel 2

Ein Zigarettenhullpapier wurde aus dem gleichen herkömmlichen Zigarettenhullpapier, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde, hergestellt, wurde jedoch unter Erhalt einer Porosität von 2500 cm min 10cm lOcmWG elektrostatisch perforiert. Die mitt-

lere Lochzahl pro cm Papier betrug 45 und ihr mittlerer Durchmesser 70/U. Die Festigkeit des perforierten Papieres betrug 95 g pro mm Breite. Der Druckabfall des Tabakstäbchens, ähnlich zu dem des Beispiels 1, eingehüllt in dieses Papier betrug 5,9 bis 6,3 cmWG bei einer Flussgeschwindigkeit von 1050cm min

Die Zigarette ergab beim Rauchen unter Standardbedingungen 28,0 mg TPM, 1,68 mg Nikotin und 9,6 mg Kohlenmonoxid. Das Verhältnis von CO zu Nikotin betrug 5,7. Die Zigarette ergab 13 Züge.

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Beispiel 3

Das gleiche herkömmliche Zxgarettenhullpapier wurde mechanisch

3 -1 -2 -1 unter Erhalt einer Porosität von 5600 cm min 10cm lOcmWG

perforiert. Die mittlere Lochzahl pro cm Papier betrug 50 und ihr mittlerer Durchmesser 120,u. Die Festigkeit des perforierten Papieres betrug 95 g/mm Breite. Der Druckabfall des Tabakstäbchens, ähnlich zu dem des Beispiels 1, der in dieses Papier eingehüllt war, lag bei 4,9 bis 5,3 cmWG bei einer Flussgeschwindigkeit von 1050 cm min . Die Zigarette ergab beim Rauchen unter Standardbedingungen 20,7 mg TPM, 1,33 mg Nikotin und 5,4 mg Kohlenmonoxid, wobei das Verhältnis von CO τλχ Nikotin 4,1 ausmachte. Die Zahl der Züge lag bei 13,5.

Beispiel 4

Eine aus einem Gemisch von rauchgereiftem Virginia-Tabak erzeugte Zigarette bestand aus einem Tabakstäbchen von 4 5 mm Länge mit einem Rundumfang von 25,0 mm, an welche ein herkömmlicher Celluloseacetatfilter einer Länge von 25 mm einer Filtrationseffizienz für Nikotin von 22 % angefügt war. Wie in Beispiel 1 wurde herkömmliches Hüllpapier elektrostatisch unter Erhalt einer Porosität von 8500 perforiert. Die mittlere

Lochzahl pro cm Papier betrug 80 und ihr mittlerer Durchmesser 110,u. Die Festigkeit des perforierten Papieres betrug 95 g/mm Breite. Der Druckabfall des in dieses Papier eingehüllten Tabakstäbchens betrug 2,5 bis 2,9 cmWG. Die Filterzigarette ergab beim Rauchen unter Standardbedingungen 11,6 mg TPM, 0,90 mg Nikotin und 3,9 mg Kohlenmonoxid. Das Verhältnis

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von CO zu Nikotin betrug 4,3 und die Anzahl der Züge war 8.

Eine in nicht perforiertes Papier eingehüllte, sonst identische Filterzigarette ergab 6 bis 7 Züge und 23,6 mg TPM, 1,47 mg Nikotin und 16,3 mg Kohlenmonoxid, wobei das Verhältnis von CO zu Nikotin 11,1 betrug. Die Anwendung des perforierten Papieres ergab somit auch im Fall der Filterzigarette eine beträchtliche Verringerung an Kohlenmonoxid.

Beispiel 5

Es wurde eine Zigarette aus einem Gemisch aus rauchgereiftem, luftgereiftem und Orienttabaken hergestellt. Die Zigarette bestand aus einem Tabakstäbchen einer Länge von 70 mm mit einem Rundumfang von 25,0 mm. Herkömmliches Zigarettenhüllpapier, das zu dem in Beispiel 1 verwendeten ähnlich war, wurde unter Erhalt einer Porosität von 8500 elektrostatisch perforiert, wobei die mittlere Lochzahl 80 und der mittlere Durchmesser 110,u betrug. Die Zugfestigkeit des perforierten Papier es betrug 95 g/mm Breite. Der Druckabfall des in dieses Paier gehüllten Tabakstäbchens betrug 2,8 bis 3,0 cmWG.

Beim Rauchen unter Standardbedingungen ergab die Zigarette 16,5 mg TPM, 1,05 mg Nikotin und 4,1 mg Kohlenmonoxid, wobei das Verhältnis von CO zu Nikotin 3,9 war. Die Zahl der Züge betrug 14. Eine aus dem gleichen Tabak hergestellte Zigarette, die in herkömmliches, nicht perforiertes Papier eingehüllt war, ergab 45,6 mg TPM, 2,7 5 mg Nikotin und 18,9 mg CO, wobei das

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Verhältnis von CO zu Nikotin 6,9 betrug. Die Zahl der Züge lag bei 11,5.

Beispiel 6

Es wurde eine Filterzigarette, wie für Beispiel 4, jedoch unter Verwendung der Tabakmischung des Beispiels 5 hergestellt. Das Hüllpapier wurde unter Erhalt einer Porosität von 8500 elektrostatisch perforiert. Das Papier besass eine Zugfestigkeit von 95/mm Breite. Die mittlere Lochzahl lag bei 80 und der mittlere Durchmesser betrug 110,u. Der Druckabfall des in dieses Papier eingehüllten Tabakstäbchens betrug 2,0 bis 2,2cmWG, wobei der Filter eine Filtrationseffizienz für Nikotin von 22 % besass.

Die Filterzigarette ergab beim Rauchen unter Standardbedingungen 13,3 mg TPM, 1,04 mg Nikotin und 6,0 mg Kohlenmonoxid, , wobei das Verhältnis von CO zu Nikotin 5,8 betrug.

Die Zahl der Züge lag bei 7,5. Eine ähnliche Filterzigarette, die jedoch nicht in nicht-perforiertes Papier eingehüllt war, ergab 26,5 mg TPM, 1,57 mg Nikotin und 13,9 mg Kohlenmonoxid, wobei das Verhältnis von CO zu Nikotin 8,9 ausmachte. Die Zahl der Züge betrug 6.

Beispiel 7

Es wurde eine Filterzigarette wie in Beispiel 6 aus einem Tabakgemisch, wie dies in Beispiel 5 angegeben ist, hergestellt,

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wobei jedoch das Hüllpapier unter Erhalt einer Porosität von 5600 mechanisch perforiert wurde. Die Zugfestigkeit des perforierten Papieres betrug 95 g/mm Breite. Die mittlere Zahl der Löcher betrug 50 und deren mittlerer Durchmesser 120,u. Das Tabakstäbchen besass einen Druckabfall von 2,4 bis 2,6 cmWG und der Filter wies eine Filtrationseffizienz für Nikotin von 2 2% auf. Die Filterzigarette ergab beim Rauchen unter Standardbedingungen 21,5 mg TPM, 1,36 mg isiikotin und 7,1 mg Kohlenmonoxid. Das Verhältnis von CO zu Nikotin betrug 5,2 und die Zahl der Züge war 7. Die Ergebnisse bei einer ähnlichen Filterzigarette, die in herkömmliches nicht perforiertes Papier eingehüllt ist, waren wie in Beispiel angegeben.

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Claims

- i/i -

PATENTANSPRÜCHE

In ein Papiermaterial eingehüllte Zigarette, dadurch gekennzeichnet , dass das Hüllmaterial aus einem hochporösen Papier mit einer Luftporosität innerhalb des

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Bereiches von 2450 bis 20 000 cm min 10cm 10cmWG besteht, das aus einem Grundpapier mit einer Zugbruchfestigkeit von nicht weniger als 85 g/mm Papierbrexte durch Perforation des Papiers hergestellt ist.
2. Zigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Zahl der Perforationen im Be-

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reich von 10 bis 150/cm des Papieres und deren mittlerei Durchmesser im Bereich von 30 bis 200 Mikron liegt.
3. Zigarette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Hüllmaterial in Form eines Streifens einen nicht perforierten Rand an jeder Longitudinalkante aufweist.
4. Zigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Tabakrauchfilter mit einer Filtrationseffizienz für Nikotin innerhalb des Bereiches von 15 bis 30 %.
5. Verfahren zur Herstellung einer Zigarettenhülle, gekennzeichnet durch die Stufe der Perforierung eines Grundpapiermaterials einer Zugbruchfestigkeit von nicht weniger als 85 g/mm Papierbreite, um dem Papier eine sehr hohe Luftporosität im Bereich von 2450 bis 20 000

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cm min 10cm lOcmWG zu verleihen.

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•ι.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass die Perforation des Grundpapieres elektrostatisch oder mechanisch durchgeführt wird.

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