DE69014015T2

DE69014015T2 - Verfahren zur Verminderung oder Abschaffung der Fleckenbildung durch Zigaretten, Zigarette und Zigarettenpapier dieses Verfahrens betreffend.

Info

Publication number: DE69014015T2
Application number: DE69014015T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Baskevitch; Gars Marcelle Le
Original assignee: Papeteries de Mauduit SA
Current assignee: SWM Services SAS
Priority date: 1989-08-14
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2010-08-14
Also published as: OA09304A; FR2650735B1; ATE113803T1; FR2650735A1; CA2023079C; CA2023079A1; BG60023B2; ES2063941T3; DE69014015D1; MY107242A; EP0413632B1; JP2660876B2; EP0413632A1; US5143099A; JPH03151867A

Description

Die Erfindung betrifft eine Fabrikzigarette nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zigaretten sind im allgemeinen in weißes Zigarettenpapier eingewickelt. Der Weißegrad einer Zigarette wird als Qualitätsmerkmal verstanden. Umgekehrt wird von den Verbrauchern eine Gelbfärbung oder das Vorhandensein von braunen Flecken am Zigarettenpapier als ein Zeichen für schlechte Qualität oder für zu lange Lagerung aufgefaßt. Experten wissen jedoch, daß eine lange Lagerung keine Voraussetzung für eine Gelbfärbung oder für eine Fleckbildung ist. Wenn Zigaretten unter einer hohen Feuchtigkeit gehalten werden, kann eine Fleckbildung tatsächlich innerhalb Wochen oder sogar Tagen auftreten.
Die Fleckbildung wird durch die Übertragung von farbigen Tabakbestandteilen an der Kontaktstelle zwischen den Tabakteilchen und dem Zigarettenpapier erklärt. Zigarettenpapier ist ein stark hydrophiles Material aufgrund (i) der chemischen Beschaffenheit von Cellulose mit seiner großen Anzahl von Hydroxylgruppen, (ii) der physikalischen Struktur der Fasern, die eine Mikrokapillarität zeigen, und (iii) der porösen Struktur des Papierblattes (siehe N. Baskevitch, Annales du Tabac (Paris), Band 14, Seite 33-43 (1976)).
Unter dem Einfluß einer hohen relativen Feuchtigkeit wandern die Tabakteilchen, die zur Innenfläche des Zigarettenpapiers übertragen werden, durch das Papier, so daß sie sichtbare einzelne Flecken an der Außenseite der Hülle bilden. Es gibt gegenwärtig kein technisches Verfahren, das es erlaubt, das Problem der Fleckbildung zu lösen, wenn Zigaretten unter extremen klimatischen Verhältnissen gelagert werden.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Zigarette zu schaffen, die eine verringerte Fleckbildung zeigt.
Das wird gemäß der Erfindung durch eine Zigarette erreicht, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist.
Vorzugsweise beträgt die Luftdurchlässigkeit, die durch die Perforationen oder Makroporen erzielt wird, wenigstens 1000, oder besser mehr als 1500 oder noch besser mehr als 3000 Coresta Einheiten.
Coresta Einheiten nach der Definition durch das "Cooperation center for scientifc research related to tobacco" (CORESTA) sind der Durchsatz (in Kubikcentimeter pro Minute) von Luft, der durch eine Fläche von einem Quadratzentimeter des Zigarettenpapiers bei einem Druckunterschied von 10cm Wassersäule geht. Die Ergebnisse werden in Kubikzentimeter pro Minute pro Quadratzentimeter oder in Zentimeter pro Minute ausgedrückt.
Durch die Bildung von Makroporen, deren Mehrheit einen Radius zwischen 3 und 15 um hat, kann man in vorteilhafter Weise eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 30 000 bis 40 000 cm/min (Coresta Einheiten) erhalten.
Zweifach gewickelte Zigaretten sind vom Stand der Technik bekannt, wie es beispielsweise in den Patenten US-A-4,505,282 und US-A-3,6331589 und der Veröffentlichung NL-A-6703935 beschrieben ist. Dieser Stand der Technik befaßt sich jedoch nicht mit dem Problem der Fleckbildung. Weiterhin betrifft die Veröffentlichung NL-A-6703935 nicht eine Fabrikzigarette sondern eingewickelten, geschnittenen Tabak, aus dem der Benutzer eine Zigarette rollen kann.
Experten verwenden ein Verfahren, das es erlaubt, die Struktur von porösen Papieren zu bewerten und zwischen Strukturen zu unterscheiden, die hauptsächlich aus Mikroporen oder Makroporen bestehen. Dieses Verfahren basiert auf den physikalischen Gesetzen, die die Strömung von Luft durch poröse Materialien beschreiben. Nach dem Poiseuille'schen Gesetzt ist der Luftstrom (F) durch mikroporöse Kapillaren eine direkte Funktion des Druckunterschiedes (ΔP) zwischen den beiden Flächen. Der Luftstrom ist laminar.
F = Z x Δ P
Im Gegensatz dazu ist nach dem Bernouilli'schen Theorem der Luftstrom durch mikroporöse Öffnungen eine Funktion der Quadratwurzel des Druckunterschiedes zwischen den beiden Flächen. Der Luftstrom ist turbulent.
F = Z x [Δ P]
In der Praxis wird die Art der porösen Struktur von Papier dadurch bewertet, daß seine Luftdurchlässigkeit unter zwei Druckunterschieden nämlich 0,5 und 2 cbar gemessen und der folgende Index berechnet wird:
Ein Index gleich 1,0 charakterisiert ein Papier, dessen poröse Struktur vollständig aus Mikroporen besteht. Zigarettenpapiere zeigen im allgemeinen einen Index im Bereich von 0,9 bis 1,0.
Ein Index unter 0,85 charakterisiert eine poröse Struktur, die vorherrschend aus Makroporen und Öffnungen besteht. Die Papiere, die als innere Hülle bei der Erfindung verwandt werden haben einen Index R, wie er oben beschrieben wurde, im Bereich von 0,6 bis 0,8.
Es ist vorteilhaft als innere Hülle ein Papier mit einem so niedrig wie möglichen Flächengewicht zu verwenden, um dessen Einfluß auf die Geschmackscharakteristik und die Abgabe von Teer und Kohlenmonoxid im Rauch so klein wie möglich zu halten. Gemäß der Erfindung ist es bevorzugt, als innere Hülle ein Papier zu verwenden, dessen Flächengewicht unter 20g/m² und besser unter 16g/m² liegt.
Gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung erlaubt erforderlichenfalls die Anwendung einer Wasserabstoßungsbehandlung an der inneren Hülle eine vollständige Vermeidung der Zigarettenfleckbildung.
Die Herstellung einer Zigarette mit zweifacher Umwicklung auf einer herkömmlichen Zigarettenherstellungsmaschine sollte für die Fachleute keine speziellen Probleme bieten. Es wird empfohlen, daß die innere Hülle eine Größe hat, die genau dem Zigarettenumfang entspricht, was es erlaubt, daß seine Seiten ohne Überlappung aneinandertoßen. Die Größe der äußeren Hülle wird vorzugsweise so sein, daß sie eine Überlappung von 2 bis 2,5 mm zuläßt. Beispiele Es wurde ein Labortest entwickelt, der eine beschleunigte Fleckbildung des Zigarettenpapiers ermöglicht.
Dieser Test besteht darin, die Zigaretten über 72 Stunden in einer Klimakammer (Modell HO - Flam and Cie - Neuilly sur Marne - Frankreich) zu lagern, die mit einer relativen Feuchtigkeit von 80% und bei 20º Grad arbeitet.
Eine Anzahl von anderen experimentiellen Bedingungen wurde bewertet. Die obigen Bedingungen waren bevorzugt, da sie die Simulation der Zigarettenfleckenbildung schnell, reproduzierbar und unterscheidbar erlauben. Die Testergebnisse werden in der Anzahl von einzelnen Flecken pro Zigarette mit einer Angabe des mittleren Durchmessers ausgedrückt.
Alle Fabrikzigaretten, die unter den Testbedingungen untersucht wurden, waren gleichmäßig mit braunen Flecken mit einem Durchmesser von mehr als 3mm gefleckt.
Unter den gleichen Testbedingungen zeigten Zigaretten, die mit Papieren gemäß der Erfindung versehen waren, keine sichtbaren Flecken am Ende des Tests.

Beispiel 1 (Kontrollexperiment)

Einfache Zigaretten mit einem Durchmesser von 8mm, die 850mg heißluftgetrockneten Tabak enthielten, in ein Zigarettenpapier der Sorte Verge 30C (Luftdurchlässigkeit 30cm/min, Index R 0,99, als Verbrennungssalze Natrium- und Kaliumcitrat 0,8%) wurden den Testbedingungen unterworfen. Nach 72 Stunden wurde eine große Anzahl von Flecken (mehr als 250 pro Zigarette) mit einem mittleren Durchmesser von mehr als 3mm beobachtet.

Beispiel 2

Eine Zigarette mit den gleichen Eigenschaften wie die Kontrollzigarette wurde in zwei Schichten des gleichen Zigarettenpapiers "Verge 30C" eingewickelt.
Die Abmessung der inneren Hülle betrug 25mm.
Die Abmessung der äußeren Hülle betrug 27,5mm. Nach 72 Stunden unter den Testbedingungen wurden etwa 100 Flecken pro Zigarette mit einem mittleren Durchmesser von 3mm beobachtet.

Beispiel 3

Zigaretten mit den gleichen Eigenschaften wie die Kontrollzigarette wurden zweifach eingewickelt. Die innere Hülle war ein Papier "65-18" mit einer Luftdurchlässigkeit von 6500 Coresta Einheiten, einem Index R von 0,62 und einem Flächengewicht von 18g/m². Die äußere Hülle war ein Zigarettenpapier Verge 30C".
Die Abmessung der inneren Hülle betrug 25mm.
Die Abmessung der äußeren Hülle betrug 27,5mm. Nach 72 Stunden unter den Testbedingungen wurden etwa 100 Flecken pro Zigarette mit einem mittleren Durchmesser von 1mm beobachtet.

Beispiel 4

Zigaretten mit den gleichen Eigenschaften wie die Kontrollzigarette wurden zweifach gewickelt. Die innere Hülle war ein Papier "13 TUC" mit einer Luftdurchlässigkeit von 3500 Coresta Einheiten, einem Index R von 0,60 und einem Flächengewicht von 13g/m². Die äußere Hülle war ein Zigarettenpapier "Verge 30".
Die Abmessung der inneren Hülle betrug 25mm.
Die Abmessung der äußeren Hülle betrug 27,5mm. Nach 72 Stunden unter den Testbedingungen wurden etwa 50 Flecken pro Zigarette mit einem mittleren Durchmesser von 1mm beobachtet.

Beispiel 5

Zigaretten mit den gleichen Eigenschaften wie die Kontrollzigarette wurden zweifach gewickelt. Die innere Hülle war ein Papier "15 TUC" mit einer Luftdurchlässigkeit von 8000 Coresta Einheiten, einem Index R von 0,61 und einem Flächengewicht von 15g/m². Die äußere Hülle war ein Zigarettenpapier "Verge 30C".
Die Abmessung der inneren Hülle betrug 25mm.
Die Abmessung der äußeren Hülle betrug 27,5mm. Nach 27 Stunden unter den Testbedingungen wurden etwa 50 Flecken pro Zigarette mit einem mittleren Durchmesser von 1mm beobachtet.

Beispiel 6

Zigaretten mit den gleichen Eigenschaften wie die Kontrollzigarette wurden zweifach gewickelt. Die innere Hülle war ein Papier "65-18 aqua" mit einer Luftdurchlässigkeit von 6500 Coresta Einheiten, das eine Wasserabstoßungsbehandlung durch die Zugabe von 0,5% Alkylketen-Dimer (Aquapel TM von der Hercules Corporation) erfahren hatte, dessen Index R bei 0,62 und dessen Flächengewicht bei 18g/m² lag. Die äußere Hülle war ein Zigarettenpapier "Verge 30C".
Die Abmessung der inneren Hülle betrug 25mm.
Die Abmessung der äußeren Hülle betrug 27,5mm. Nach 72 Stunden unter den Testbedingungen wurde keinerlei Fleckbildung beobachtet.

Beispiel 7

Die Art der Tabakmischung hat im allgemeinen einen geringen Einfluß auf die Fleckbildung von Zigaretten, die unter einer hohen relativen Feuchtigkeit gelagert werden. Die meisten Tabake bieten ähnliche Eigenschaften bezüglich der Fleckbildung bei Zigaretten mit einer einzigen Hülle. Mentholtabakmischungen neigen bekannterweise stärker zur Erzeugung von Zigarettenfleckbildungen.
Zigarettenpapiere zeigen unabhängig von ihren physikalischen Eigenschaften (Flächengewicht, Dicke) oder ihren chemischen Eigenschaften (Faserzusammensetzung, Füllstoffgehalt) im allgemeinen ähnliche Eigenschaften hinsichtlich der Fleckbildung, wenn die klimatischen Verhältnisse extrem werden. Das Vorhandensein von Verbrennungssalzen wie beispielsweise Natrium- oder Kaliumcitrat in einer hohen Konzentration im Zigarettenpapier ist ein die Fleckbildung verschlechternder Faktor.
Um die Erfindung unter schwierigsten Bedingungen zu prüfen, wurde ein Experiment entwickelt, bei dem eine Mentholtabakmischung mit einem Zigarettenpapier kombiniert wurde, das einen hohen Wert an Kaliumcitrat enthielt.

Kontrollexperiment

Einfache Kontrollzigaretten wurden aus einer mentholhaltigen American blend Tabakmischung (850mmg Tabak, 8mm Durchmesser) hergestellt, die in eine einzige Schicht eines Zigarettenpapiers "80 C7" mit einer Luftdurchlässigkeit von 80 Coresta Einheiten, einen Index R von 0,98 und als Verbrennungssalz 7% Kaliumcitrat eingewickelt waren.
Nach 72 Stunden unter den Testbedingunen waren die Zigaretten vollständig gefleckt.

Experiment

Zigaretten mit den gleichen Eigenschaften wie die Kontrollzigaretten wurden aus der mentholhaltigen Tabakmischung eingewickelt in zwei Papierschichten hergestellt.
Die innere Hülle war ein Papier "65-18 aqua" mit einer Luftdurchlässigkeit von 6500 Coresta Einheiten und einem Index R von 0,62. Dieses Papier hatte eine Wasserabstoßungsbehandlung durch die Zugabe von 0,5% eines Alkylketen-Dimers erfahren. Die äußere Hülle war ein Zigarettenpapier 80 C7 (Luftdurchlässigkeit 80 Coresta, Verbrennungssalz Kaliumcitrat 7%).
Nach 72 Stunden in der Klimakammer (80% relative Feuchtigkeit, 20º C) wurden keinerlei Flecken auf dem Zigarettenpapier beobachtet.

Bemerkung

Bei den Beispielen sind die Bezeichnungen der Papiere "Verge 30C, 65-18, 13 TUC, 15 TUC, 65-18 aqua, 80C7 kommerzielle Sorten, die von PAPETERIES DE MAUDUIT (Frankreich) hergestellt werden.

Claims

1. Fabrikzigarette mit einer inneren und einer äußeren Hülle, die um den Tabak gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet daß die innere Hülle aus Papier aus Zellulosefasern mit einem Flächengewicht von höchstens 30g/m² besteht, das zur Verringerung oder sogar Unterdrückung der Ausbildung von Flecken auf der äußeren Hülle Poren zeigt, deren Mehrheit einen Radius zwischen 3 und 15 um hat, so daß die innere Hülle einen Index R der Luftdurchlässigkeit im Bereich von 0, 6 bis 0,8 hat, wobei

und F2cbar den Luftstrom durch die Hülle bei einem Druckunterschied von 2cbar und F0,5cbar den Luftstrom bei 0,5 cbar bezeichnen.

2. Zigarette nach Anspruch 1, bei der die Luftdurchlässigkeit der inneren Hülle über 1000 vorzugsweise über 1500 und insbesondere über 3000 Coresta Einheiten liegt.

3. Zigarette nach Anspruch 2, bei der die Luftdurchlässigkeit der inneren Hülle im Bereich von 30000 bis 40000 Coresta Einheiten liegt.

4. Zigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die innere Hülle ein Flächengewicht von unter 20g/m², insbesondere unter 16g/m² hat.

5. Zigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die innere Hülle eine Wasserabstossungsbehandlung erfahren hat.

6. Zigarette nach Anspruch 5, bei der die innere Hülle eine Zugabe eines Alkylketen-Dimers erhalten hat.