WO2003034845A1 - Zigarette mit erhöhter selbstverlöschungstendenz - Google Patents

Abstract

Zigarette mit erhöhter Selbstverlöschungstendenz, wobei das Zigarettenpapier ringförmige Zonen aufweist, deren Porosität durch die Gegenwart eines Polymers erniedrigt ist dessen Grenzflächenspannung über 33 mJ/m<2> beträgt.

Description

Zigarette mit erhöhter Selbstverlöschungstendenz

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zigarette mit erhöhter Selbstverlöschungstendenz, wobei das Zigarettenpapier ringförmige Zonen aufweist, deren Porosität durch die Gegenwart eines Polymers erniedrigt ist.

In den letzten Jahren wurde insbesondere in den USA zunehmend die Forderung aufgestellt, daß ungelöscht liegengelassene Zigaretten brennbare Materialien und hier insbesondere Textilien (Teppiche) nicht in Brand setzen dürften. Obwohl objektiv die Gefahr entsprechender Unfälle nicht sehr hoch ist, wurde eine Reihe von Vorschlägen gemacht, wie brennend liegengelassene Zigaretten zum raschen Verlöschen gebracht werden könnten.

Als typisch für den Stand der Technik kann der Vorschlag nach EP 0 864 259 angesehen werden. Hier wird ein Cellulosepolymer in nichtwäßriger Lösung in Form voneinander distanzierter Ringe auf das Zigarettenpapier aufgebracht. Im Bereich dieser Ringe weist das Papier verringerte Porosität auf und die Zigarette erlischt, wenn der Abbrand bis zu diesem Ring vorgeschritten ist. Für die Selbstverlöschungstendenz von Zigaretten gibt es einen anerkannten Standard, nämlich den NIST-Test (NIST Technical Note 1436 App.D). Aufgabe der Erfindung ist es einerseits, die Anforderungen dieses Tests zu erfüllen, andererseits die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Diese werden vor allem darin gesehen, daß die auf das Papier aufgebrachten Cellulosederivate, Füllstoffe bzw. hochvermahlenen Fasern an der Oberfläche der Zigarette einen Film bilden, in dessen Bereich die Dicke des beschichteten Papiers deutlich erhöht ist. Gesucht wird demgegenüber nach einem Material, bei welchem die gewünschte Selbstverlöschungstendenz nicht durch einen äußeren Film erzielt wird, sondern durch Veränderung der Papierstruktur im bedruckten Bereich. An sich war nicht anzunehmen, daß die eigentlich hydrophoben Polymere in das hydrophile Papier eindringen. Es stellt sich jedoch heraus, daß dann, wenn die Grenzflächenspannung der verwendeten Polymere in der Nähe derjenigen von regeneriertem Cellulose liegt, das Polymer in die Hohlraumstruktur des Papiers eindringt, ohne daß an der Oberfläche eine gewünschte Filmbildung auftritt. Vorteilhaft ist es dabei, wenn der polare Anteil der Grenzflächenenergie möglichst hoch ist. Für die Erfindung wesentlich ist somit, daß die Grenzflächenspannung des Polymers über 33 mJ/m² beträgt.

Als besonders geeignet haben sich unter anderem Polyvinylacetat, teilhydrolysiertes Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol gezeigt. Polyvinylacetat ist polar und seine Grenzflächenspannung beträgt 36,5 mJ/m². Die nichtpolare Ethylcellulose mit 32 mJ/m² ist hingegen wie besprochen filmbildend und im Rahmen der Erfindung unbrauchbar. (Alle Zahlen aus: Polymer Data Handbook, 1999, Oxford University Press Inc.)

Selbstverständlich ist es notwendig, das gewählte Polymer in hinreichender Menge und in geeigneter geometrischer Verteilung aufzutragen, um die Kriterien des NIST-Tests zu erfüllen. Was die Verteilung der Bänder angeht, so ist eine Breite von mehr als 4 mm günstig, wenn auch nicht kritisch. Die Bänder, welche das Abbrennen stoppen, dürfen natürlich auch nicht in allzu großen Abständen angebracht sein, weshalb diese Abstände vorzugsweise unter 20 mm liegen.

Was die aufgetragene Menge des Polymers angeht, so ist durch einfache Versuche festzustellen, ab welchen Werten die Selbstverlöschungstendenz ausreicht. Zu beachten ist dazu die überraschend festgestellte Tatsache, daß eine starke Absenkung der Porosität noch nicht automatisch zu einer wesentlich verbesserten Selbstverlöschungstendenz führt. Erst eine weitere Einführung von Material in das Papier führt zu einer fast sprunghaften Erhöhung der Selbstverlöschungstendenz. Im einzelnen wird in diesem Zusammenhang auf die anschließend wiedergegebenen Beispiele verwiesen.

Die Art der Einbringung des Polymers in das Papier ist nicht kritisch, bewährt hat sich jedoch die Tiefdrucktechnik. Aufgrund der Tiefdrucktechnik haben die Banden eine hohe Randschärfe, eine stetige Zunahme der Auflage vom Rand zur Mitte ist nicht feststellbar. Die Auftragsmenge wird durch die Ätztiefe, das Raster, die Konzentration und die Viskosität der Drucklösung eingestellt.

Zur Verbesserung der Opazität des Papiers können Füllstoffe wie Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Titanoxid in der Drucklösung verwendet werden. Auf die Selbstverlöschungstendenz von Zigaretten haben diese Füllstoffe jedoch keinen meßbaren Einfluß.

Anschließend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Zigarettenpapier mit einer Ausgangsporosität von 38 CU werden mittels Tiefdruck mit einer Lösung von 35 % Polyvinylacetat in Ethylacetat (Auslaufviskosität 4mm = 18s) 6 mm breite Bänder mit einem Abstand von 19 mm aufgedruckt. Beispiel 2

Zigarettenpapier mit einer Ausgangsporosität von 38 CU werden mittels Tiefdruck mit einer Lösung von 35 % Polyvinylacetat in Ethylacetat (Auslaufviskosität 4mm = 1 8 s) 7 mm breite Bänder mit einem Abstand von 20 mm aufgedruckt.

Beispiel 3

Zigarettenpapier mit einer Ausgangsporosität von 38 CU werden mittels Tiefdruck mit einer Lösung von 35 % Polyvinylacetat in Ethanol (Auslaufviskosität 4mm = 20 s) 6 mm breite Bänder mit einem Abstand von 19 mm aufgedruckt.

Beispiel 4

Zigarettenpapier mit einer Ausgangsporosität von 50 CU werden mittels Tiefdruck mit einer Lösung von 35 % Polyvvinylacetat in Ethylacetat (Auslaufviskosität 4mm = 18 s) 6 mm breite Bänder mit einem Abstand von 19 mm aufgedruckt.

Beispiel 5

Zigarettenpapier mit einer Ausgangsporosität von 38 CU werden mittels Tiefdruck mit einer

Lösung von 31 % Polyvinylacetat und 7 % Aluminiumhydroxid in Ethylacetat

(Auslaufviskosität 4mm = 21 s) 6 mm breite Bänder mit einem Abstand von 19 mm aufgedruckt.

Beispiel 6

Zigarettenpapier mit einer Ausgangsporosität von 38 CU werden mittels Tiefdruck mit einer Lösung von 23 % Polyvinylacetat in Ethylacetat (Auslaufviskosität 4mm = 23 s) 6 mm breite Bänder mit einem Abstand von 15 mm aufgedruckt.

Beispiel 7

Zigarettenpapier mit einer Ausgangsporosität von 38 CU werden mittels Tiefdruck mit einer

Lösung von 20 % Polyvinylacetat und 8 % Aluminiumhydroxid in Ethylacetat

(Auslaufviskosität 4mm = 25 s) 6 mm breite Bänder mit einem Abstand von 15 mm aufgedruckt.

Ergebnisse:

Das Papier wird in 27 mm breite Bobinen geschnitten. Aus diesen werden Kingsize

Filterzigaretten gefertigt.

)* Papierporosität 39,8 CU

)** Selbstverlöschungstendenz gemäß NIST Test App. D

Die Beispiele 6 und 7 bestätigen die eingangs gemachten Aussage, daß eine Reduktion der Permeabilität gemessen in Coresta-Einheiten (CU) noch nicht die hinreichende Selbstverlöschungstendenz garantiert. Diese ist vielmehr direkt zu messen und die Auflagemenge so lange zu erhöhen, bis das gewünschte Resultat erreicht ist.

Claims

Ansprüche:

1. Zigarette mit erhöhter Selbstverlöschungstendenz, wobei das Zigarettenpapier ringförmige Zonen aufweist, deren Porosität durch die Gegenwart eines Polymers erniedrigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächenspannung des Polymers über 33 mJ/m² beträgt.

2. Zigarette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzflächenspannung zwischen 36 und 42 mJ/m² liegt.

3. Zigarette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer mindestens eine der Verbindungen Polyvinylacetat, teilhydrolysiert.es Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol umfaßt.

4. Verfahren zur Herstellung von Zigaretten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer in organischem Lösungsmittel gelöst im Tiefdruckverfahren auf das Zigarettenpapier aufgebracht wird und zum überwiegenden Teil in das Zigarettenpapier eindringt.