DE2738972A1 - Zum rauchen bestimmtes material und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

DR.-ING. DIPL.-ING M. SC- DIPL. -TMVS. OW. DIf³L₁-(¹HYS

HÖGER - STELLRIfCHT - GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 42 425 b Anmelder: R.J.Reynolds

k - 163 Tobacco Company

24.August 1977 4Ο4 North Main Street

Winston-Salem, N.C,

USA

Beschreibung

Zum Rauchen bestimmtes Material und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein zum Rauchen bestimmtes Material, insbesondere ein FUllermaterial für Zigaretten, auf der Basis eines Tabakersatzstoffes, dessen äusseres Erscheinungsbild an dasjenige von Tabak angeglichen ist sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Materials.

In den letzten Jahren ist das Interesse an der Verwendung von Tabakersatzstoffen bei der Herstellung von Rauchtabakmate—.!alien ständig angestiegen. Als Tabakersatzstoffe wurden dabei Mischungen auf der Basis von natürlichen Polymeren, wie z.B. Zellulose und Stärke, auf der Basis von synthetischen Polymeren, wie z.B. eines Vinylmethyläther-Maleinsäureanhydrid-Mischpolymers und auf der Basis von Pflanzenteilen, wie z.B. Kopfsalatblättern und Getreidekörnern vorgeschlagen. Im allgemeinen haben diese Ersatzstoffe nicht die Farben, die für Tabak charakteristisch sind, weshalb Produkts aus bzw. mit diesen Ersatzstoffen vom Verbrauchar nicht akzeptiert warden. Dass dieser Nachteil tatsächlich weit verbreitet ist, beweisen die zahlreichen Vorschläge, das angsdeutste Problem zu lösen. Beispielsweise ist in der US-PS 3 638 660 ein Rauchtabakersatz-

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material auf der Basis von Zellulose beschrieben, welche mit Hilfe von Farbstoffen eingefärbt wird, um das Aussehen des Ersatzstoffes demjenigen von Tabak anzugleichen. In der US-PS 3 931 824 ist ebenfalls ein Zellulosematerial als Tabakersatzstoff beschrieben, welcher mit Farbstoffen, wie Kohle, Eisenoxid, Nahrungsmittelfarben, Tabakextrakten, organischen Färbungsmitteln und anorganischen Pigmenten gefärbt wird, die beim fertigen Ersatzstoff in einer Menge bis zu 5% vorhanden sind. Obwohl nun die vorstehend angegebenen Farbstoffe durchaus geeignet sein können, die gewünschte Farbe zu erzeugen, sind sie insofern nicht voll befriedigend, als sie Grund für unerwünschte Geschmacksveränderungen beim Rauchen des Tabakersatzstoffes sein können und/oder aus wirtschaftlichen Erwägungen für den grosstechnischen Einsatz ungeeignet sind.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein zum Rauchen bestimmtes Material und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, bei dem auf wirtschaftliche Weise eine optische Angleichung der Tabakersatzstoffe an Rauchtabak erreicht wird, ohne dass hierdurch unerwünschte Geschmacksveränderungen hervorgerufen würden.

Die gestellte Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Tabakersatzstoff in Form von Ersatzstoffpartikeln vorgGS2hcn int, dsren Obarflächs aine im wesentlichen gleichmassige Tabakstaubschicht mit oinsr Partikalgrösse von höchstens 75 ,um aufweist.

Zum ü-jrstolian eines derartigen Materials hat sich ein Verfahren als besonders günstig erwiesen, das erfindungsgemäss dadurch

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gekennzeichnet ist, dass man als Trägermaterial einen geschroteten Tabakersatzstoff verwendet, dass man auf die Oberfläche der Ersatzstoffpartikel Klebstoff aufbringt und dass man die Ersatzstoffpartikel dann derart in Kontakt mit Tabakstaub mit einer Partikelgrösse von höchstens 75 um bringt, dass sich auf ihnen eine im wesentlichen einheitliche Schicht aus Tabakstaub ergibt.

Dabei wird von einem aus der US-PS 3 136 321 bekannten Verfahren ausgegangen, gemäss welchem die bei dar Rauchtabakherstellung und der Zigarettenherstellung als Abfall anfallenden Tabakpartikel unterschiedlicher Grosse vorzugsweise unter Ausnutzung des im Tabak vorhandenen Klebstoffes mit der Oberfläche von frischem Tabak verklebt werden, so dass sie für den Produktionsprozess nicht endgültig verloren gehen.

Gemäss einer bevorzugten Ausfülirungsform dor Erfindung Wi^rI der Ersatzstoff zunächst geschnitten, geschrotet oder auf andere Weise zerkleinert, bis sich die gewünschte Partikelgrösse ergibt. Beispielswaise v/erden Blätter oder dünne Stücke des Ersatzstoffes mit einem Schnittabstand von unter 1 mm geschnitten, wenn das Material für die Herstellung von Zigaretten verwendet werden soll. Der Feuchtigkeitsgehalt des Ersatzstoffes sollte dabei vor dem Schneiden auf den jeweils günstigsten Wert eingestellt werden, üabai ist zu beachten, dass eine; übormässiya Feuchtigkeit varmiodan werden sollts, um oina soointrächtijung dar Qualit.it des Ersatzstoffes zu vartn^idan und un dun Enorgiobodarf für das Auötr^iben dar übGrschüJsiyan Feuchtigkeit nach Aufbringen d^r Tabakstaubschicht so gering wi-2 nöglich zu haltern.

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Der geschnittene bzw. zerkleinerte Ersatzstoff wird dann mit einem geeigneten Klebmittel behandelt, und zwar derart, dass sich auf dar Oberfläche der Ersatzstoffpartikel eine relativ gleichmässige Klebstoffbeschichtung ergibt. Eine geeignete Vorrichtung zum Aufbringen des Klebstoffs ist beispielsweise eine rotierende Trommel mit schräger Achse und Sprüheinrichtungen, mit deren Hilfe eine Lösung des Klebstoffs auf die Ersatzstoffpartikel aufgesprüht wird, während diese in der Trommel umgewälzt werden. Als Klebstoffe eignen sich solche, die einerseits die erforderliche Klebkraft haben, andererseits das Aroma des fertigen, zum Rauchen bestimmten Materials, nicht beeinträchtigen. Vorzugsv/eise werden Klebstoffe auf der Basis von Kohlehydraten verwendet, beispielsweise auf der Basis von Stärke, Zellulose und Saccharose. Als Kleber besonders geeignet sind Dextrine, Maissirup, Karbomothylzellulose, Invertzucker und Molassen. Die Klebstoffe v/erden vorzugsweise als Lösung in Wasser, Alkohol, Glyzerin oder einer Mischung dieser Stoffe verwendet. Wenn es erwünscht ist, kann der Klebstoff auch in Form eines trockenen Pulvers auf die Oberfläche der Ersatzstoff partikel aufgebracht werden, wobei dann später auf die so behandelten Ersatzstoffpartikel Wasser, Alkohol oder eine andere geeignete Flüssigkeit aufgesprüht wird, um den Klebstoff zu aktivieren. Die Verwendung von Glyzerin als Lösungsmittel für dan Klebstoff ist Insofern besonders vorteilhaft, als Glycerin barauchtaivi und plastifiziarand wirkt und damit verhlndort, dass dia Klobatoff3 nach dom Aufbringen auf dij Ersatz-3tofcpartik^l und nach dom Trocknen zu npröda werden.

Di.j pro Mangen Jinhait das Er jatzstof f es or forderliche Klebstoff-T^ng^ L:>t von varöchLodcnen Faktor in abhängig, beispielsweise

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von der Klebkraft des verwendeten Klebstoffs, von der Dichte des Ersatzstoffes und von der Grosse der Oberfläche der Ersatzstoff partikel. Vorzugsweise wird der Klebstoff in solchen Mengen verwendet, die gerade ausreichen, um die gewünschte Menge von Tabakstaub festzuhalten. Allgemein kann man sagen, dass mindestens etwa 5 Gew.-% (bezogen auf den Feststoffgehalt) an Klebstoff, bezogen auf das Trockengewicht des zu behandelnden Ersatzstoffes benötigt werden. Die Konzentration des Klebstoffs in dem jeweils gewählten Lösungsmittel sollte so hoch sein, dass die Viskosität der resultierenden Lösung beim Aufsprühen oder dergleichen auf die Ersatzstoffpartikel zur Entstehung einer gleichmässigen Klebstoffschicht führt. Es ist erwünscht, dass die Konzentration des Klebstoffs in der fertigen Lösung so hoch wie möglich ist, damit der Feuchtigkeitsgehalt der behandelten Ersatzstoffpartikel nicht übermässig erhöht wird.

Im Anschluss an das Aufbringen der Klebstoffschicht warden die Ersatzstoffpartikel, so lange der Klebstoff noch klebrig ist, mit einer ausreichenden Menge von Tabakstaub behandelt, um den gewünschten Grad der Einfärbung zu erhalten. Dabei ist unter Tabakstaub ein fein zerkleinertes Tabakmaterial zu verstehen, dessen Partikclgrösse im Durchmesser weniger als etwa 75 /um beträgt. Einen solchen Tabakstaub kann man durch Mahlen ganzer Blätter, antrippter Blätter oder anderer Taile der Tabakpflanze erhalten. Wirtschaftlicher ist es jedoch, wenn man den Tabakstaub sammelt, der bei der Herstellung von Rauchtabaken bzw. Tabakprodukton ohnehin als Abfall anfällt und gasanunelt wird. Beispielsweise ergeben sich beim Schneiden, Trocknen und

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Transportieren von Tabak beträchtliche Mengen von feinen Tabakabfällen, deren Wiederverwendung aus wirtschaftlichen Gründen wünschenswert ist. Diese feinen Tabakabfälle enthalten normalerweise jedoch einen beträchtlichen Anteil von Partikeln, die grosser sind, als 200,/um, so dass sie für das erfindungsgemässe Verfahren nicht ohne weiteres geeignet sind. Es ist daher erforderlich, die feinen Tabakabfälle, die sich bei der normalen Produktion ergeben, zu mahlen, um die gewünschte Partikelgrösse zu erhalten.

Das Mahlen der Tabakabfälle zur Erzeugung von Tabakstaub mit der gewünschten Partikeigrösse kann auf jede geeignete Weise erfolgen. Beispielsweise kann eine keramische Mühle verwendet werden. Besonders gute Mahlergebnisse werden erzielt, wenn die Tabakabfälle vor dem Mahlen getrocknet werden. Ein Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 5 und vorzugsweise weniger als 3% ist sowohl für das zu mahlende Material als auch für den dabei erhaltenen Tabakstaub, welcher auf den Tabakersatzstoff aufgebracht werden soll, wünschenswert. Die Verwendung von sehr trockenem Tabakstaub führt zu einer besseren Haftung desselben an der Klebstoffbeschichtung und wirkt ausserdem der erhöhten Feuchtigkeit entgegen, die in den Ersatzstoffpartikeln bei der Behandlung derselben mit der Klebstofflösung entstanden ist.

Es ist wichtig, dass der überwiegende Teil des Tabakstaubes, dar auf dia Ersatzstoffpartikel aufgebracht wird, aus Partikeln mit einer Grosso von höchstens 75 >um, vorzugsweise 30 /um und insbesondere weniger als 10 ,um besteht. Je kleiner die Partikelgrösse ist, desto gleichmässiger wird die Tabakstaubschicht

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auf den Ersatzpartikeln, desto geringer wird die pro Flächeneinheit benötigte Tabakstaubmenga und desto gleichmässigar wird die Farbe und Textur der Tabakstaubschicht. Ausserdem ist die Gefahr, dass sich bei nachfolgenden Vorarboitungsschritten Partikel der Tabakstaubschicht lösen, umso geringer, je kleiner die Partikelgrösse ist.

Beim Aufbringen von Tabakstaub auf mit Klebstoff beschichtete Ersatzstoffpartikel ist es erforderlich, letztere in Bewegung zu halten bzw. umzurühren, damit alle Oberflächanbereiche der Ersatzstoffpartikel gloichmässig mit dom Tabakstaub beschichtet werden. Zu diesem Zweck kann jeder geeignete Apparat verwendet werden. Insbesondere ist eins schräg gestellte rotierende Trommel geeignet, deren Verwendung obon bsrcits für das Aufbringen der Klebstoffschicht angeregt wurde. Im Anschluss an die Erzeugung der Tabakstaubschicht werden die beschichteten Ersatzstoffpartikel in geeigneter Wuise getrocknet, um den für die weitere Verarbeitung geeigneten Feuchtigkeitsgehalt zu erreichen. Wenn eine besonders intensive Färbung dar Ersatzstoffpartikel erwünscht ist, dann besteht die Möglichkeit, die bereits beschichteten Partikel erneut mit einer Klebstoffschicht zu versehen und darauf eine weitere Tabakstaubschicht anzubringen. Nachstehend werden noch Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens angegeben:

Boisoiel 1

Fain2 Tabakabfälla aus d^r '!igarettanproduktion v/erdün in ainom Of.2η bai ^in^r Temperatur von 125°C gjtrojkr.ee, bin dor Feuchtigkeitsgehalt bsi at'./a 2i liegt. Dia TnbaicnbräLis; worden Jann

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in einer Trockenmühle gemahlen, bis im wesentlichen alle Tabakpartikcl eine Partikelgrösse von weniger als 10/um aufweisen. (Die Partikelgrösse wurde nach dem Verfahren ermittelt, die von R.L.Harris in "Public Health Service Publication", Nr. 614, Sec. B-7A angegeben sind.) Der so hergestellte trockene Tabakstaub wird dann für die anschliessende Verwendung bereitgestellt.

Ein handelsüblicher Tabakersatzstoff, wie er beispielsweise unter der Marke "Cytrel" von der Firma Celanese Corp., New York, N.J., USA unter der Typenbezeichnung 361 erhältlich ist, wurde auf eine für die Herstellung von Zigaretten geeignete Grosse zerkleinert bzw. geschrotet. 120 g der geschroteten Ersatzstoffpartikel mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 7% wurden zusammen mit 30 g pulverförmiger^ Maissirup in einer rotierenden Trommel gemischt, um Ersatzstoffpartikel zu erhalten, deren Oberfläche gleichmässig mit den festen Partikeln des Kornsyrups badeckt war. Der pulverförmig^ Kaissiru|>wurde dann durch_Besprühen der Mischung mit einem Gemisch von 25 g Glyzerin,11 g Äthanol und 1 g Wasser aktiviert. Man liess die Trommel dann weiter rotieren und setzte 60 g des zuvor hergestellten Tabakstaubes zu. Die mit dem Tabakstaub beschichteten Ersatzstoffpartikel besassen eine gleichmässige Farbe, die derjenigen von geschnittenem Tabak sehr ähnlich war.

Coispijl 2

Ej vurdvi im -./os^ntlichan, wie im Beispiel 1, vorgegangen; als nr.-.iC23tof f v/urd^ j2doch zerkleinerter Pur f.;^-ί varwondet, wie er in d.:r 'JJ-PS 3 96-1 495 beschrieben ist. 120 g ?uff:aij wurden

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In der rotierenden Trommel mit 30 g pulverförmigem Maissirup gemischt und dann mit einer Mischung von 25 g Glyzerin, 7,5 g · Äthanol und 1 g Wasser besprüht, woraufhin anschliessend 60 g Tabakstaub zugesetzt wurden. Das Endprodukt besass eine gleichmassige Tabakstaubbcschichtung mit einer tabakähnlichen Farbe.

Beispiel 3

Zunächst wurde Tabakstaub in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt. 120 g Ersatzstoff,und zwar zerkleinertes "Cytrel" wurden in eine rotierende Trommel eingebracht und mit einer Klebstoffmischung aus Glyzerin (12 g), Äthanol (15 g), Wasser (1 g) und einem handelsüblichen kora&ellisicrtcn Zuckerprodukt (12 g) besprüht, wobei als Zuckerprodukt ein Produkt der Firma Sethness Products Company, Chicago, Illinois, USA des Typs "Double Strength Carar.el Color" verwendet wurde. Nach dem Aufsprühen der Klebstoffmischung wurden in die rotierende Trommel 30 g des zuvor hergestellten Tabakstaubes eingebracht, woraufhin man die Trommel für eine kurze Zeit noch weiter umlaufen liess, um eine gleichmässige Verteilung des Tabakstaubes sicherzustellen. Das auf diese Weise erhaltene Produkt wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 12% getrocknet und besass ein sehr ähnliches Aussehen wie zerkleinerter Tabak.

Beispiel 4 Der Tabakstaub wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise

hergestellt. 120 g zerkleinerter Puffmais (Vgl. OS-PS 3 964 495) wurden in eine rotierende Trommel eingebracht und

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mit der Klebstoffmischung gemäss Beispiel 3 besprüht. Das besprühte Material wurde dann mit 30 g des vorbereiteten Tabak- ' staubes gemischt, wobei die Umwälzung bis zur Erreichung einer gleichmässigen Verteilung des Tabakstaubs auf der Oberfläche der Puffniaispartikel aufrechterhalten wurde. Das so erhaltene Erzeugnis wurde dann aus der rotierenden Trommel herausgenommen und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 12% getrocknet. Das Endprodukt war durch den Tabakstaub gleichmässig gefärbt und in seinem Aussehen zerkleinertem Tabak sehr ähnlich.

Die der Erläuterung der Erfindung dienende einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen beschichteten Ersatzstoffpartikel 10, wobei deutlich wird, dass der ursprüngliche Ersatzstoffpartikel 12 an seiner Oberfläche eine Leimschicht 14 aufweist, die aussen von einer Tabakstaubschicht 16 bedeckt ist. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnung zur Verdeutlichung der Zusammenhänge nicht maßstäblich gefertigt wurde.

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   Zum Rauchen bestimmtes Material, insbesondere Füllmaterial für Zigaretten, auf der Basis eines Tabakersatzstoff es, dessen äusseres Erscheinungsbild an dasjenige von Tabak angeglichen ist, dadurch gekennzeichnet, dasr. der Tabakersatzstoff in Form von Err.atzstof fpartikeln vorgesehen ist, deren Oberfläche eine im wcsantliehen gleichmässige Tabakstaubschicht mit einer Partikelgrösse von höchstens 75 ,um aufweist.

   Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabakstaubschicht mittels eines Klebstoffs auf Kohlehydratbasis mit der Oberfläche der Ersatzntoffj_~irtikel /erbunden ist.

   Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelgrösse in der Tabakstaubschicht höchsten'; 30 ^um beträgt.

   Verfahren zum Herstellen eines zum Rauchen bestimmten Materials , insbesondere Jinis S-ϊΙ u;at jr l i L ι i^;ir :ΐαΐΓ:τ:- i_n, nncn oi:¹.jsi *ior Anspricht ΐ iL.2 2, \.^:.. ;;Lr:i^r:i r^it α :r Oborf lache .lir.i-ia Trajarrrici CiL^-I Ai^ ir. \;v;.:^;:;^;:ic vo ι :-'l?iJ3tofc Tabaknartilcol vnrhur.ci.:n v/ori-i., :.i-iur.;'.-. τ^::-γ.π-,:cichnat, dass man ilr; Trliqnrr.a^^r:..-L .-.r..:; ,•j'.^.-.DLstsr.

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   BAD ORfQI

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   Tabakersatzstoff verwandet, dass man den Klebstoff auf die Oberfläche dor Ersatzstoffpartikel aufbringt und dass man die Ersatzstoffpartikai dann derart in Kontakt mit dan in Form von Tabakstaub mit einer Partikelgrösse von höchstens 75 ,um vorliegenden Tabakpartikeln bringt, dass sich auf ihnen eine im v/esentlichen einheitliche Schicht aus Tabakstaub ergibt.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man ein^n Klebstoff auf Kohlehydratbasis verwendet.

   6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass man Tabakstaub mit einer Partikelgrösse von höchstens 30 ,um verwandet.

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