EP0097968B1 - Rauchbare, zusammenhängende Folie und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Rauchbare, zusammenhängende Folie und Verfahren zu ihrer Herstellung Download PDF

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EP0097968B1
EP0097968B1 EP83106345A EP83106345A EP0097968B1 EP 0097968 B1 EP0097968 B1 EP 0097968B1 EP 83106345 A EP83106345 A EP 83106345A EP 83106345 A EP83106345 A EP 83106345A EP 0097968 B1 EP0097968 B1 EP 0097968B1
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EP
European Patent Office
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pectin
coating
low
esterified
smokable
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EP83106345A
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English (en)
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Laszlo Dr. Egri
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Tamag Basel AG
Original Assignee
Tamag Basel AG
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Publication date
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    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
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    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
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    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
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    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/18—Selection of materials, other than tobacco, suitable for smoking

Definitions

  • the invention relates to a smokable. coherent film made of comminuted plant materials and / or tobacco waste, which contains conventional binders and other additives and which has on at least one of its surfaces a water-insoluble surface coating based on a pectin, hardened by customary crosslinking by means of divalent and / or trivalent metal ions.
  • the invention is also directed to a method for producing such a film by adding a dough-like mass from the vegetable materials and / or tobacco waste, conventional binders, other additives, optionally water-soluble salts of divalent and / or trivalent metals, and water, in which the proportion of water is less than the proportion of the existing dry substances, formed under pressure between the deformation elements, the still moist film obtained with a moisture content of 30 to 50% is coated on at least one of its surfaces with a solution or suspension of a water-soluble pectin, which if necessary contains water-soluble salts of divalent and / or trivalent metals, and the coated film for crosslinking and curing the water-soluble pectin to form a surface coating of water-insoluble. Pectin dries.
  • the shredded tobacco is washed out with a relatively large amount of water and the washing liquid is partially recirculated.
  • the matted tobacco fibers with a relatively high proportion of cellulose fibers are poured onto a sieve belt. Due to the high moisture content, considerable amounts of energy are required for drying to the desired final moisture.
  • the ground tobacco is mixed with an approx. 10-fold amount of water and an appropriate proportion of binder to a paste and poured onto a steel belt. With this method too, the large excess of moisture requires a relatively high amount of energy for drying.
  • Binders water and / or solvents, generally in a smaller amount than the dry matter content, are added to the shredded tobacco, and the paste-like mass obtained after the mixing is applied using pressure by extrusion and / or shaping by means of rollers and / or belts formed into foils and then dried to the desired final moisture with a relatively low energy requirement.
  • the film produced with the extruder process and / or roller system namely with little water and using pressure, generally has a lower filling capacity, which reduces the energy advantages that are present in its production compared to the aforementioned systems. It is believed that this is due to the compact nature or the less porous structure compared to the film produced with the paper process or slurry system.
  • tobacco dust is sprinkled onto a film consisting of binder and tobacco.
  • the binder used to prevent dust abrasion can consist of methyl cellulose, dextrins, pectins, alginates, starches, guar gum, locust bean gum, karoya gum, tragacanth gum, amylose, carboxymethyl cellulose, honey, corn syrup, molasses or apple syrup.
  • guar gum and locust bean gum are used in the examples. No further details about the exact type and composition of these binders are given in this US-A-3 016 907, so that it does not contain any information about the use of certain structured pectins.
  • the moist film is dried before application, preferably spraying, of the coating material and, after coating, dried again to the desired final moisture.
  • a tobacco film with a thin, hydrophobic coating on at least one surface is produced by forming a tobacco film from finely divided tobacco and a water-soluble binder in aqueous solution, the film dries, the dried film is then coated with an alcoholic solution of ethyl cellulose and the coating finally dries. So this requires a double drying and also a long conveyor belt, which is uneconomical and space-consuming.
  • the film surface was coated with various binders, both water-soluble and water-insoluble, for which purpose, for example, solutions or suspensions of sodium carboxymethyl cellulose, guar gum, pectin, alginate or locust bean gum were used, if appropriate also contained crosslinking agents such as glyoxal or other dialdehydes.
  • binders both water-soluble and water-insoluble, for which purpose, for example, solutions or suspensions of sodium carboxymethyl cellulose, guar gum, pectin, alginate or locust bean gum were used, if appropriate also contained crosslinking agents such as glyoxal or other dialdehydes.
  • the smokable films produced from comminuted, vegetable materials and / or tobacco waste are not fully satisfactory with regard to their various properties, and the object of the invention is therefore to create a coherent, smokable film with good smoke quality which is known from those known from the prior art Overcomes disadvantages, and which is characterized above all by an increased filling capacity and high moisture resistance. Furthermore, an economical and simple method for producing such a film is to be provided.
  • the surface coating is preferably based on a low-esterified pectin with a degree of esterification of less than 10% in the form of alkali metal pectinate and / or ammonium pectinate.
  • a surface coating is preferred which is based on a low-esterified and amidated pectin with a degree of esterification of 35 to 20% and an degree of amidation of 15 to 30%.
  • the surface coating on the respective smokable, coherent film should preferably be at least 0.5% by weight, and in particular 1.2 to 1.5% by weight, based on the dry weight of the finished film.
  • the smokable, coherent film according to the invention is expediently produced using the process already mentioned at the outset, in that, according to the invention, an aqueous solution or suspension of a water-soluble modified pectin from the group of low-esterification pectin with a degree of esterification of less than 40% and / or amidated is used for surface coating low ester pectin with a degree of amidation of over 15% was used.
  • a low-esterified pectin with a degree of esterification of less than 10% in the form of alkali metal pectinate and / or ammonium pectinate is preferably used or preferably also a low-esterified and amidated pectin with a degree of esterification of 35 to 20% and an amidation degree of 15 to 30% is used.
  • the coating solution or coating suspension used preferably has a pectin concentration of 2 to 8% by weight.
  • the coating solution or coating suspension should preferably have a viscosity at the application temperature of 5,000 mPA xs to 60,000 mPa xs, preferably using a coating solution or coating suspension which contains 0.5 to 20% by weight of divalent and / or trivalent metal ions contains the amount of the modified pectin, and to form the necessary divalent and / or trivalent metal ions, water-soluble calcium salts and / or magnesium salts and / or aluminum salts are preferably used.
  • a tobacco film with high filling capacity and high moisture resistance is then produced using extruder processes and / or roller processes.
  • the energy requirement for the production of such films is far below that of the slurry process or of the paper process, and the films which can be obtained hereafter also have a significantly better smoke quality.
  • the degree of esterification of the low-esterified pectins suitable according to the invention can generally range from 0.5 to 40%, but pectins with a degree of esterification of 10 to 400/0 are preferred due to their better water solubility.
  • amidated, low-esterified pectins can also be used according to the invention, namely pectins in which some of the ester groups (methyl ester groups) have been replaced by amide groups or in which some of the free carboxyl groups have been converted to amide groups, as is the case with this is the case with the low-esterified and amidated pectins already mentioned above with the stated degrees of amidation.
  • a combination of one or more low-esterified pectins and one or more amidated, low-esterified pectins can of course also be used.
  • low-esterified pectins whose degree of esterification is below 10% can also be used, especially since such pectins already produce water-insoluble films of good stability with relatively small amounts of divalent and / or trivalent metal ions. Because of the low water solubility of such pectins, their alkali metal salts, such as sodium pectinate, or else their ammonium salts are advantageously used for the preparation of the coating solution or coating suspension.
  • the degree of esterification of such pectinates is preferably between 0.5 and 10% and in particular between 1 and 5%.
  • the film according to the invention produced by means of printing systems shows, using the above relatively simple and inexpensive measures, an equally good or even better fillability than a film which was produced by the much more complex paper process or slurry process, the improved properties of such films in particular also according to their machine processing to cigarettes are preserved.
  • the filling capacity of the cut products comprising the water-insoluble film according to the invention is on average about 20 to about 60% higher than the filling capacity of the products produced in the same way and having the same composition but uncoated, even if the latter has a higher binder content.
  • the calcium ions and / or magnesium ions and / or aluminum ions necessary to form a water-insoluble film can either be mixed into the coating solution or coating suspension or the comminuted, vegetable materials and / or tobacco waste.
  • the ions are advantageously added to the coating solution or coating suspension in the form of water-insoluble salts, such as in the form of CaC0 3 , Ca 3 (PO 4 ) 2 , AIP0 4 or MgC0 3 . If they are added to the shredded, vegetable materials and / or tobacco waste, then soluble salts, such as lactate or sulfates, can also be used.
  • the water-insoluble film is formed by exchanging the divalent or trivalent metal ions with cations of the soluble, modified pectins during the drying of the coated structure.
  • concentrations of the above ions are, depending on the type of application and coating material, preferably between 0.5 and 20 percent by weight, based on the amount of modified pectins when added to the coating solution or suspension, and preferably between 0.5 and 10 percent by weight based on the dry weight of the finished product when added to the shredded vegetable materials and / or tobacco waste. These limits are guide values, so that, depending on the type of modified pectin, the necessary amounts of ions are below or above.
  • Strips 1 mm wide were cut from the film samples A to F in the direction of the Walsen and transverse to the direction of the roll, their moisture content was adjusted to 14% water content, and their filling capacity was then measured using a Borgwaldt densimeter.
  • Table 2 shows that the films coated with low-esterified pectin (B) and amidated, low-esterified pectin (F), despite their reduced total proportion of binders, retain their increased filling capacity compared to the uncoated film (A) even after processing into cigarettes. With films (C), (D) and (E), the initially improved filling capacity is lost again after processing into cigarettes.
  • Tobacco foils were produced in the same way as in Example 1 and coated on a surface with different amounts of low-esterified (degree of esterification of about 20 to 22%) pectin.
  • the coating solution contained calcium ions in an amount of 2%. based on the low-esterified pectin.
  • films which are produced from so-called tobacco substitute materials namely ground plant parts, for example husks of cocoa beans, husks of coffee beans or wood cellulose.
  • Film B was produced from the same material and additives as film A, but with the difference that it was not coated but instead contained 1.5% by weight of the same sodium pectinate in the base material.
  • the film C was produced from the same material and additives as the films A and B, but with the difference that the production was carried out by the paper process.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine rauchbare. zusammenhängende Folie aus zerkleinerten pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen, die übliche Bindemittel und sonstige Zusätze enthält und die auf wenigstens einer ihrer Oberflächen eine durch übliche Vernetzung mittels zweiwertiger und/oder dreiwertiger Metallionen gehärtete wasserunlösliche Oberflächenbeschichtung auf Basis eines Pektins aufweist.
  • Weiter ist die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie gerichtet, indem man eine teigartige Masse aus den pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen, üblichen Bindemitteln, sonstigen Zusätzen, gegebenenfalls wasserlöslichen Salzen zweiwertiger und/oder dreiwertiger Metalle, und Wasser, bei welcher der Anteil an Wasser geringer ist als der Anteil der vorhandenen Trokkensubstanzen, zwischen Verformungselementen unter Druck formt, die erhaltene, noch feuchte Folie bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 30 bis 50 % auf wenigstens einer ihrer Oberflächen mit einer Lösung oder Suspension eines wasserlöslichen Pektins beschichtet, die gegebenenfalls wasserlösliche Salze zweiwertiger und/oder dreiwertiger Metalle enthält, und die beschichtete Folie zur Vernetzung und Härtung des wasserlöslichen Pektins unter Bildung einer Oberflächenbeschichtung aus wasserunlöslichem . Pektin trocknet.
  • Die Herstellung von regenerierten, rauchbaren Produkten aus zerkleinertem, pflanzlichem Material, vorzugsweise aus Tabak, geschieht heute hauptsächlich unter Anwendung der folgenden drei Verfahren und Systeme:
    • (1) Papierverfahren
  • Der zerfaserte Tabak wird mit einer relativ großen Wassermenge ausgewaschen und die Waschflüssigkeit teilweise rezirkuliert. Die verfilzten Tabakfasern mit einem relativ hohen Anteil an Cellulosefasern werden auf ein Siebband gegossen. Für die Abtrocknung auf die gewünschte Endfeuchte sind hierbei aufgrund des hohen Feuchtigkeitsgehaltes erhebliche Energiemengen erforderlich.
    • (2) Slurryverfahren
  • Der gemahlene Tabak wird mit einer etwa 10- fachen Wassermenge und einem entsprechenden Bindemittelanteil zu einem Brei vermischt und auf ein Stahlband gegossen. Auch bei diesem Verfahren erfordert der große Feuchtigkeitsüberschuß eine relativ hohe Energiemenge für die Trocknung.
    • (3) Extruderverfahren und/oder Walzensystem
  • Zum zerkleinerten Tabak werden Bindemittel, Wasser und/ oder Lösungsmittel, im allgemeinen in einer geringeren Menge als der Trockensubstanzgehalt, gegeben, und die nach dem Mischen erhaltene, pastöse Masse wird unter Anwendung von Druck durch Extrudierung und/oder Verformung mittels Walzen und/oder Bändern zu Folien verformt und dann mit einem relativ geringen Energiebedarf auf die gewünschte Endfeuchtigkeit getrocknet.
  • Beim Papierverfahren und beim Slurryverfahren wird bei der Verformung praktisch kein Druck angewandt, und die so hergestellte Folie hat daher im geschnittenen Zustand einen hohen Füllfähigkeitswert. Dies bedeutet eine Ersparnis an Rohtabakmaterial, weil bei der Zigarettenherstellung nicht das Gewicht, sondern die Zigarettenhärte bei gleichbleibendem Volumen maßgebend ist.
  • -Die mit dem Extruderverfahren und/oder Walzensystem, nämlich mit wenig Wasser und unter Anwendung von Druck, hergestellte Folie weist im allgemeinen eine niedrigere Füllfähigkeit auf, was die bei ihrer Herstellung vorhandenen energetischen Vorteile gegenüber den vorerwähnten Systemen schmälert. Es wird angenommen, daß dies auf die kompakte Beschaffenheit beziehungsweise auf die weniger poröse Struktur im Vergleich zu der mit dem Papierverfahren oder Slurrysystem hergestellten Folie zurückzuführen ist.
  • Bei Tabakfolien, die in der Zigarettenindustrie als Umblatt oder Deckblatt verwendet werden, wird wiederum keine hohe Füllfähigkeit benötigt, dafür aber eine hohe Wasserbeständigkeit beziehungsweise Speichelfestigkeit verlangt, da solche Folien mit den Zigarren direkt in den Mund genommen werden.
  • Die US-A 2 797 689 beschreibt bereits ein Verfahren zur Erhöhung der Wasserfestigkeit von rauchbaren Folien, indem man als Bindemittel Carboxymethylcellulose (freie Säure) verwendet. Die Carboxymethylcellulose bewirkt jedoch eine außerordentliche Schärfe im Rauch, was man durch Zusatz von entsprechenden Siliciumkatalysatoren zu reduzieren versucht.
  • Es gibt noch weitere Verfahren zur Erhöhung der Wasserfestigkeit, beispielsweise durch Anwendung sogenannter Quervernetzungsmittel, wie Glyoxal und dergleichen, wie dies in der DE-C 2 653 377 beschrieben wird.
  • Weiter sind auch Verfahren bekannt, um der nach dem Slurryverfahren hergestellten Folie eine bessere Speichelfestigkeit zu verleihen, so daß sie vor allem auch als Zigarrendeckblatt verwendet werden kann.
  • Ein Verfahren dieser Art geht aus US-A 3 185 161 hervor, wonach ein in einem organischen Lösungsmittel lösliches und nach dessen Entfernung unlösliches Cellulosepolymerisat, beispielsweise alkohollösliche Ethylcellulose, als Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche einer rauchbaren Folie aufgebracht wird.
  • Bei dem aus US-A 3 016 907 bekannten Verfahren wird auf einen aus Bindemittel und Tabak bestehenden Film Tabakstaub aufgestreut. Um den auf der Oberfläche befindlichen Tabakstaub vor mechanischem Abrieb zu schützen, wird dieser zusätzlich mit verschiedenen Bindemittellösungen besprüht und dann getrocknet. Das zur Verhinderung des Staubabriebs verwendete Bindemittel kann aus Methylcellulose, Dextrinen, Pektinen, Alginaten, Stärken, Guargummi, Johannisbrotkerngummi, Karoyagummi, Traganthgummi, Amylose, Carboxymethylcellulose, Honig, Maissirup, Melassen oder Apfelsirup bestehen. Bei den Beispielen werden von diesen polysacchariden nur Guargummi und Johannisbrotkerngummi erwendet. Nähere Angaben über die genaue Art und Zusammensetzung dieser Bindemittel werden in dieser US-A-3 016 907 nicht gemacht, so daß darin auch keinerlei Hinweise über die Anwendung bestimmt aufgebauter Pektine enthalten sind.
  • Alle obigen bekannten Methoden sind jedoch nicht auf die Verbesserung der Füllfähigkeit ausgerichtet.
  • Bei den meisten genannten Verfahren wird die feuchte Folie vor dem Auftragen, vorzugsweise Aufsprühen, des Beschichtungsmaterials getrocknet und nach dem Beschichten nochmals auf die gewünschte Endfeuchtigkeit getrocknet. So wird beispielsweise gemäß US-A-3185161 und US-A-3 185 162 eine Tabakfolie mit einer dünnen, hydrophoben Beschichtung auf mindestens einer Oberfläche dadurch hergestellt, daß man aus feinzerteiltem Tabak und einem wasserlöslichen Bindemittel in wässriger Lösung eine Tabakfolie formt, die Folie trocknet, die getrocknete Folie dann mit einer alkoholischen Lösung von Ethylcellulose beschichtet und die Beschichtung schließlich trocknet. Dies erfordert also eine zweimalige Trocknung und zudem ein langes Transportband, was unwirtschaftlich und platzaufwendig ist.
  • Beim bereits erwähnten Papierverfahren wird zur Sicherung der Reißfestigkeit der Folie ein relativ hoher Anteil an Cellulosefasern benötigt. Das Slurrysystem erfordert für den gleichen Zweck einen relativ hohen Bindemittelanteil. All diese Stoffe beeinflussen jedoch die Rauchqualität negativ. Beim Extruderverfahren und/oder Walzenverfahren, bei dem weniger Wasser, Cellulosefasern und Bindemittel verwendet werden, ist zwar die Rauchqualität entsprechend besser, die von der Wirtschaftlichkeit her heute allgemein geforderte Füllfähigkeit dagegen schlechter.
  • Zur Verbesserung der verschiedenen physikalischen Eigenschaften der mit dem Extruderverfahren und/oder Walzenverfahren hergestellten Folie wurde die Folienoberfläche mit verschiedenen, sowohl wasserlöslichen als auch wasserunlöslichen Bindemitteln beschichtet, wozu beispielsweise Lösungen oder Suspensionen von Natriumcarboxymethylcellulose, Guarkernmehl, Pectin, Alginat oder Johannisbrotkernmehl verwendet wurden, die gegebenenfalls auch Quervernetzungsmittel enthielten, wie Glyoxal oder andere Dialdehyde. Dadurch ließ sich zwar eine gewisse Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, wie der Reißfestigkeit, solcher Folien erreichen, doch waren beim Verarbeiten solcher Folien in Zigaretten die Resultate nicht zufriedenstellerid.
  • Obigen Ausführungen zufolge sind die aus zerkleinerten, pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen hergestellten rauchbaren Folien bezüglich ihrer verschiedenen Eigenschaften nicht voll befriedigend, und Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer zusammenhängenden, rauchbaren Folie mit guter Rauchqualität, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet, und die sich vor allem auch durch eine gesteigerte Füllfähigkeit und hohe Feuchtigkeitsresistenz auszeichnet. Ferner soll ein wirtschaftliches und einfaches Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie bereitgestellt werden.
  • Diese Aufgabe wird bei der rauchbaren, zusammenhängenden Folie der eingangs genannten Art erfindungsgemäß nun dadurch gelöst, daß die Oberflächenbeschichtung auf einem vor der Härtung wasserlöslichen und dann wasserunlöslichen modifizierten Pektin aus der Gruppe niedrig-verestertes Pektin mit einem Veresterungsgrad von unter 40 % und/oder amidiertes niedrig-verestertes Pektin mit einem Aimidierungsgrad von über 15 % basiert. Vorzugsweise basiert die Oberflächenbeschichtung auf einem niedrig- veresterten Pektin mit einem Veresterungsgrad von unter 10 % in Form von Alkalimetallpektinat und/oder Ammoniumpektinat. Weiter ist eine Oberflächenbeschichtung bevorzugt, die auf einem niedrig-veresterten und amidierten Pektin mit einem Veresterungsgrad von 35 bis 20 % und einem Amidierungsgrad von 15 bis 30 % basiert. Die auf der jeweiligen rauchbaren, zusammenhängenden Folie befindliche Oberflächenbeschichtung soll vorzugsweise mindestens 0,5 Gew.-%, und insbesondere 1,2 bis 1,5 Gew.-%, auf das Trockengewicht der fertigen Folie bezogen betragen.
  • Die erfindungsgemäße rauchbare, zusammenhängende Folie wird zweckmäßigerweise unter Anwendung des eingangs ebenfalls bereits genannten Verfahrens hergestellt, indem man erfindungsgemäß zur Oberflächenbeschichtung eine wäßrige Lösung oder Suspension eines wasserlöslichen modifizierten Pektins aus der Gruppe niedrig- verestertes Pektin mit einem Veresterungsgrad von unter 40 % und/oder amidiertes niedrig- verestertes Pektin mit einem Amidierungsgrad von über 15 % verwendet. Hierzu wird vorzugsweise ein niedrig-verestertes Pektin mit einem Veresterungsgrad von unter 10 % in Form von Alkalimetallpektinat und/oder Ammoniumpektinat angewandt oder vorzugsweise auch ein niedrig-verestertes und amidiertes Pektin mit einem Veresterungsgrad von 35 bis 20 % und einem Amidierungsgrad von 15 bis 30 % verwendet. Die angewandte Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension weist vorzugsweise eine Pektinkonzentration von 2 bis 8 Gew.-% auf. Die Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension soll vorzugsweise eine Viskosität bei Auftragstemperatur von 5 000 mPA x s bis 60 000 mPa x s haben, wobei vorzugsweise eine Beschichtungs-lösung oder Beschichtungssuspension verwendet wird, die 0,5 bis 20 Gew.-% an zweiwertigen und/oderdreiwertigen Metallionen auf die Menge des modifizierten Pektins bezogen enthält, und zur Bildung der hierzu erforderlichen zweiwertigen und/oder dreiwertigen Metallionen werden vorzugsweise wasserlösliche Calciumsalze und/oder Magnesiumsalze und/oder Aluminiumsalze verwendet.
  • Unter Anwendung von Extruderverfahren und/oder Walzenverfahren entsteht danach eine Tabakfolie mit hoher Füllfähigkeit und hoher Feuchtigkeitsresistenz. Der Energiebedarf für die Herstellung solcher Folien liegt weit unter demjenigen von Slurryverfahren beziehungsweise von Papierverfahren, wobei die hiernach erhältlichen Folien zudem über eine wesentlich bessere Rauchqualität verfügen.
  • Es hat sich demnach überraschenderweise gezeigt, daß das Aufbringen einer viskosen Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension der angegebenen Art auf eine Oberfläche der noch nicht getrockneten, bereits verformten Folie mit einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt nach anschließender Trocknung dann eine signifikante Erhöhung der Füllfähigkeit der geschnittenen, rauchbaren Folie bewirkt, wenn die oben angegebenen erfindunqsgemäßen Maßnahmen angewandt werden. Durch Zusammenbringen und Reaktion der erwähnten modifizierten Pektine mit zweiwertigen und/oder dreiwertigen Metallionen der genannten Art und Trocknung ergibt sich auf der Oberfläche der rauchbaren Folie ein wasserunlöslicher Film, dessen Füllfähigkeitserhöhung auch nach der Verarbeitung der Folie zu Zigaretten erhalten bleibt.
  • Der Veresterungsgrad der erfindungsgemäß geeigneten niedrigveresterten Pektine kann zwar allgemein von 0,5 bis 40 % reichen, doch werden infolge ihrer besseren Wasserlöslichkeit Pektine mit einem Veresterungsgrad von 10 bis 400/0 bevorzugt.
  • Statt lediglich niedrig-veresterten Pektinen lassen sich erfindungsgemäß auch amidierte, niedrig-veresterte Pektine verwenden, nämlich Pektine, bei denen ein Teil der Estergruppen (Methylestergruppen) durch Amidgruppen ersetzt ist oder bei denen ein Teil der noch freien Carboxylgruppen in Amidgruppen überführt ist, wie dies bei den oben bereits erwähnten niedrig- veresterten und amidierten Pektinen mit den angegebenen Amidierungsgraden der Fall ist. Es können natürlich auch Kombination aus einem oder mehreren niedrig-veresterten Pektinen und einem oder mehreren amidierten, niedrig- veresterten Pektinen angewandt werden.
  • Erfindungsgemäß lassen sich, wie bereits angegeben, auch niedrig-veresterte Pektine verwenden, deren Veresterungsgrad unter 10 % liegt, zumal solche Pektine bereits mit relativ geringen Mengen an zweiwertigen und/oder dreiwertigen Metallionen wasserunlösliche Filme von guter Stabilität ergeben. Wegen der geringen Wasserlöslichkeit solcher Pektine werden für die Zubereitung der Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension mit Vorteil jedoch ihre Alkalimetallsalze, wie Natriumpektinat, oder auch ihre Ammoniumsalze angewandt. Der Veresterungsgrad solcher Pektinate liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 % und insbesondere zwischen 1 und 5 %.
  • - Überraschenderweise zeigt die mittels Drucksystemen hergestellte erfindungsgemäße Folie durch Anwendung der obigen relativ einfachen und billigen Maßnahmen eine gleich gute oder sogar bessere Füllfähigkeit als eine Folie, die nach dem wesentlich aufwendigeren Papierverfahren oder Slurryverfahren hergestellt wurde, wobei die verbesserten Eigenschaften solcher Folien insbesondere auch nach ihrer maschinellen Verarbeitung zu Zigaretten erhalten bleiben. Die Füllfähigkeit der den erfindungsgemäßen wasserunlöslichen Film aufweisenden geschnittenen Produkte liegt durchschnittlich um etwa 20 bis etwa 60 % höher als die Füllfähigkeit der auf gleiche Weise hergestellten und eine gleiche Zusammensetzung aufweisenden, jedoch unbeschichteten Produkte, auch wenn die letzteren über einen höheren Bindemittelanteil verfügt.
  • Die zur Bildung eines wasserunlöslichen Films notwendigen Calciumionen und/oder Magnesiumionen und/oder Aluminiumionen können entweder der Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension oder den zerkleinerten, pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen zugemischt werden. Zur Vermeidung einer vorzeitigen Gelierung werden die Ionen der Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension mit Vorteil in Form wasserunlöslicher Salze zugesetzt, wie in Form von CaC03, Ca3(PO4)2, AIP04 oder MgC03. Werden sie zu den zerkleinerten, pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen gegeben, dann lassen sich auch lösliche Salze verwenden, wie beispielsweise Lactat oder Sulfate. In beiden Fällen entsteht der wasserunlösliche Film durch Austausch der zweiwertigen beziehungsweise dreiwertigen Metallionen mit Kationen der löslichen, modifizierten Pectine während der Trocknung des beschichteten Gebildes. Die Konzentrationen der obigen Ionen liegen, je nach Anwendungsart und Beschichtungsmaterial, vorzugsweise zwischen 0,5 und 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die Menge des modifizierten Pectins, wenn sie der Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension zugegeben werden, und vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht des fertigen Endproduktes, wenn sie den zerkleinerten, pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen zugesetzt werden. Diese Grenzen sind Richtwerte, so daß je nach Art des modifizierten Pectins die notwendigen lonenmengen darunterliegen oder darüberliegen können.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
    • Beispiel 1
  • Gemahlene Tabakabfälle, Bindemittel (NaCMC = Natriumcarboxymethylcellulose), Calciumcarbonat und Wasser wurden gründlich zusammengemischt und auf einem Dreiwalzenstuhl zu einer Folie ausgewalzt. Die Folie wurde auf der dritten Walze mit Hilfe einer Aufstreichvorrichtung mit verschiedenen Beschichtungslösungen beschichtet, bevor sie auf ein perforiertes Band abgenommen, vorgetrocknet und in einem Trommeltrockner auf eine Endfeuchte von 14 bis 16 % Wassergehalt gebracht wurde. Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungen der einzelnen Folien.
  • Figure imgb0001
  • Von den Folienproben A bis F wurden in Walsenlaufrichtung sowie quer zur Walzenlaufrichtung 1 mm breite Streifen geschnitten, ihre Feuchtigkeit auf 14 % Wassergehalt eingestellt und anschließend ihre Füllfähigkeit mittels eines Borgwaldt-Densimeters gemessen.
  • Tabelle 2 zeigt, daß die mit niedrig-verestertem Pectin (B) und amidiertem, niedrig-verestertem Pectin (F) beschichteten Folien, trotz reduzierten Gesamtanteils an Bindemitteln ihre gegenüber der unbeschichteten Folie (A) erhöhte Füllfähigkeit auch nach der Verarbeitung zu Zigaretten beibehalten. Bei den Folien (C), (D) und (E) wird die anfänglich verbesserte Füllfähigkeit nach der Verarbeitung zu Zigaretten wieder eingebüßt.
    Figure imgb0002
    • Beispiel 2
  • Es wurden Tabakfolien auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und auf einer Oberfläche mit unterschiedlichen Mengen an niedrig-verestertem (Veresterungsgrad von etwa 20 bis 22 %) Pectin beschichtet. Die Beschichtungslösung enthielt dabei Calciumionen in einer Menge von 2 %. bezogen auf das niedrig-veresterte Pectin.
  • Figure imgb0003
  • Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die Füllfähigkeit mit erhöhter Konzentration des Beschichtungsmaterials auf der Folienoberfläche zunimmt. Oberhalb 1,5 % wird die Zuwachsrate der Füllfähigkeitsverbesserung jedoch deutlich kleiner.
  • Das gleiche gilt auch für Folien, die aus sogenannten Tabakersatzmaterialen hergestellt werden, nämlich gemahlenen Pflanzenteilen, beispielsweise Schalen von Kakaobohnen, Schalen von Kaffeebohnen oder Holzcellulose.
    • Beispiel 3
  • Für die Herstellung der Folie A wurden 2300 g gemahlene Tabakabfälle mit 50 g Natriumcarboxymethylcellulose, 37,5 g Guarkernmehl, 25 g Magnesiumformiat und 50 g Aluminiumsulfat zuerst trocken und anschließend mit 1000 g Wasser gründlich vermischt. Die feuchte, aber noch rieselfähige Masse wurde auf einem Dreiwalzenstuhl zu einer Folie ausgewalzt. Auf der dritten Walze wurde die noch feuchte Folie mit Hilfe einer Walze mit einer 5 %-igen Lösung von Natriumpectinat (Veresterungsgrad des Pectins etwa 1 bis 4 %, Viskosität der Lösung etwa 40 000 mPa s bei Raumtemperatur) so beschichtet, daß die fertige Folie 1,5 Gewichtsprozent Natriumpectinat auf der Oberfläche enthielt. Die beschichtete Folie wurde anschließend auf einem Band bis zu einer Feuchte von 14 % Wassergehalt getrocknet.
  • Die Folie B wurde aus gleichem Material und Additiven hergestellt wie die Folie A, jedoch mit dem Unterschied, daß sie nicht beschichtet wurde, sondern stattdessen 1,5 Gewichtsprozent des gleichen Natriumpectinats in der Grundmasse enthielt.
  • Die Folie C wurde aus gleichem Material und Additiven hergestellt wie die Folien A und B, jedoch mit dem Unterschied, daß die Herstellung nach dem Papierverfahren erfolgte.
  • Alle drei Folientypen wurden mit Hilfe eines Aktenvernichters diagonal zur Laufrichtung in 1 mm breite und gleich lange Streifen geschnitten, ihre Feuchte auf 14,0 % Wassergehalt eingestellt und anschließend ihre Füllfähigkeit mit Hilfe eines Borgwaldt-Densimeters gemessen. Parallel dazu wurden Zigaretten aus allen drei Folien hergestellt und von einem Raucherpanel beurteilt. Die Resultate sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.
  • Figure imgb0004

Claims (12)

1. Rauchbare, zusammenhängende Folie aus zerkleinerten, pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen, die übliche Bindemittel und sonstige Zusätze enthält und die auf wenigstens einer ihrer Oberflächen eine durch übliche Vernetzung mittels zweiwertiger und/oder dreiwertiger Metallionen gehärtete wasserunlösliche Oberflächenbeschichtung auf Basis eines Pectins aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung auf einem vor der Härtung wasserlöslichen und dann wasserunlöslichen modifizierten Pektin aus der Gruppe niedrigverestertes Pektin mit einem Veresterungsgrad von unter 40% und/oder amidiertes niedrig-verestertes Pektin mit einem Amidierungsgrad von über 15% basiert.
2. Rauchbare Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung auf einem niedrig- veresterten Pektin mit einem Veresterungsgrad von unter 10% in Form von Alkalimetallpektinat und/oder Ammoniumpektinat basiert.
3. Rauchbare Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbesmhichtung auf einem niedrig- veresterten und amidierten Pektin mit einem Veresterungsgrad von 35 bis 20% und einem Amidierungsgrad von 15 bis 30% basiert.
4. Rauchbare Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung mindestens 0,5 Gew.- % auf das Trockengewicht der fertigen Folie bezogen beträgt.
5. Rauchbare Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung 1,2 bis 1,5 Gew.-% auf das Trockengewicht der fertigen Folie bezogen beträgt.
6. Verfahren zur Herstellung einer rauchbaren, zusammenhängenden Folie aus zerkleinerten pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, indem man eine teigartige Masse aus den pflanzlichen Materialien und/oder Tabakabfällen, üblichen Bindemitteln, sonstigen Zusätzen, gegebenenfalls wasserlöslichen Salzen zweiwertiger und/oder dreiwertiger Metalle, und Wasser, bei welcher der Anteil an Wasser geringer ist als der Anteilder vorhandenen Trockensubstanzen, zwischen Verformungselementen unter Druck formt, die erhaltene, noch feuchte Folie bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 30 bis 50 % auf wenigstens einer ihrer Oberflächen mit einer Lösung oder Suspension eines wasserlöslichen Pektins beschichtet, die gegebenenfalls wasserlösliche Salze zweiwertiger und/oder dreiwertiger Metalle enthält, und die beschichtete Folie zur Vernetzung und Härtung des wasserlöslichen Pektins unter Bildung einer Oberflächenbeschichtung aus wasserunslöslichem Pektin trocknet, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Oberflächenbeschichtung eine wäßrige Lösung oder Suspension eines wasserlöslichen modifizierten, Pektins aus der Gruppe niedrig- verestertes Pektin mit einem Veresterungsgrad von unter 40% und/ oder amidiertes, niedrig- verestertes Pektin mit einem Amidierungsgrad von über 15% verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, daß man ein niedrig-verestertes Pektin mit einem Veresterungsgrad. von unter 10% in Form von Alkalimetallpektinat und/oder Ammoniumpektinat verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein niedrig-verestertes und amidiertes Pektin mit einem Veresterungsgrad von 35 bis 20% und einem Amidierungsgrad von 15 bis 30% verwendet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension mit einer Pektinkonzentration von 2 bis 8 Gew.-% verwendet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension mit einer Viskosität bei Auftragungstemperatur von 5 000 mPa x s bis 60 000 mPa x s verwendet.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension verwendet, die 0,5 bis 20 Gew.-% an zweiwertigen und/oder dreiwertigen Metallionen auf die Menge des modifizierten Pektins bezogen enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Beschichtungslösung oder Beschichtungssuspension verwendet, die wasserlösliche Calciumsalze und/oder Magnesiumsalze und/oder Aluminiumsalze zur Bildung der erforderlichen zweiwertigen und/oder dreiwertigen Metallionen enthält.
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