DE2559071C2

DE2559071C2 -

Info

Publication number: DE2559071C2
Application number: DE2559071A
Authority: DE
Inventors: Richard Roland Southampton Hampshire Gb Baker; Sydney James Peaslake Surrey Gb Green; Keith Douglas Southampton Hampshire Gb Kilburn
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1975-01-09
Filing date: 1975-12-30
Publication date: 1987-07-23
Also published as: AU500814B2; JPS585662B2; DE2559071A1; US4077414A; DK5576A; BE837440A; ZA757980B; FI59912C; GB1524211A; FI753635A; FI59912B; JPS5195197A; CH604576A5; DK150174C; CA1035230A; DK150174B; BR7600035A; AU8786375A; NL7600147A

Description

Die Erfindung betrifft Rauchwaren, insbesondere Zigaretten, mit einer besonders ausgestalteten Papierhülle.

Es ist bekannt, Zigarettenpapier mit Substanzen zu behandeln, die beispielsweise eine erhöhte Brenngeschwindigkeit der Zigaretten, eine weiße Färbung der Asche oder eine Aromaverbesserung der Zigaretten bewirken. Im allgemeinen wird die gesamte Oberfläche des Papiers beschichtet. Jedoch können derartige Beschichtungsmittel auch in den ausgewählten Flächenbereichen entlang der Zigaretten aufgebracht werden. Ferner ist es bekannt, Zigarettenpapier mit einer Salzlösung, beispielsweise mit einer wäßrigen Lösung von Borax oder Kochsalz, zu behandeln, um die Brenngeschwindigkeit zu verringern oder ein Verlöschen der Zigaretten zu bewirken. Um jedoch in solchen Fällen die Verbrennung der Zigaretten zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß die Papierhüllen der Zigaretten ein gewisses Maß an Porosität aufweisen. Im allgemeinen brennen Zigaretten relativ schnell, auch wenn nicht daran gezogen wird. Dies ist nicht erwünscht.

Aus der US-PS 34 26 761 sind Zigaretten mit einer Papierumhüllung mit ringartig angeordneten Zonen unterschiedlicher Porosität bekannt. Durch eine Vielzahl von kreisförmigen Zonen von jeweils mindestens 3 mm Breite, in denen sich eine Vielzahl von Öffnungen mit einem Durchmesser von maximal 0,04 mm befindet, wird angestrebt, die Kondensation von Nikotin in dem Tabakstäbchen durch Kühlen mit der durch die Öffnungen einströmenden Luft zu bewerkstelligen. Diese Kühlflächen in den Tabakstäbchen werden an dem Ende, welches dem Mundstück am nahesten liegt, vorgesehen. Die Luft tritt in die Tabakstäbchen aufgrund der Öffnungen darin mit hoher Geschwindigkeit ein und kühlt dort den Rauch, wodurch Nikotin und andere flüssige Bestandteile aus dem Tabak in den luftdichten Flächen kondensieren. Wesentlich bei diesem Stand der Technik ist es unter anderem, daß die Zone mit einer niedrigen Porosität nahe dem Mundstück ausgebildet ist.

Weiterhin ist aus der DD-PS 25 440 eine Zigarette mit einer Hülse aus reliefiertem Papier bekannt, bei welcher das Hülsenpapier eine Vielzahl von dicht einander benachbarten kleinsten, gleichmäßig über seine ganze Breite verteilten, sich außenseitig der Hülse erstreckenden Vorsprüngen aufweist. In dem Zigarettenpapier sind in Abständen voneinander verdichtete Bereiche ausgebildet, wobei diese verdichteten Zonen durch gitter- oder waffelartige Einpressungen des Reliefpapiers ausgebildet werden können. Hierzu wird eine Prägewalze verwendet.

Gemäß dem vorgenannten Stand der Technik sind in der Papierhülse für die Zigarette Zonen unterschiedlicher Dichte bzw. unterschiedlicher Porosität vorgesehen, wobei die Porosität aber in Richtung des Mundstückes, also an dem dem brennenden Ende entgegengesetzten Ende, fortschreitend enger wird, um die beabsichtigte Kühlung und die damit verbundene Kondensation von unerwünschten Bestandteilen sicherzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rauchware, und zwar insbesondere Zigaretten zur Verfügung zu stellen, welche eine kontrollierte Brenngeschwindigkeit und/oder einer erhöhte Zugzahl ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch eine Rauchware mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das Verhältnis von geringerer Porosität zu höherer Porosität beträgt vorzugsweise höchstens 0,3. Vorzugsweise liegt die Porosität der geringen porösen Zonen im Bereich von 0 bis 50. Die durchschnittliche Porosität der Papierhülle liegt im Bereich von 50 bis 500, vorzugsweise 80 bis 325. Die hier angegebenen Werte für die Porosität sind mit einer Wiggins Teape-Vorrichtung zur Bestimmung der Papierpermeabilität bestimmt. Die Benennung ist cm³min^-1(10 cm²)^-1(10 cm Wassersäule)^-1.

Die Zugzahl von Rauchwaren, beispielsweise Zigaretten, hängt vom Verhältnis der Fläche der ringartigen Zonen von geringerer Porosität zur Fläche der ringartigen Zonen mit höherer Porosität ab. Somit ist das Breitenverhältnis der ringartigen Zonen ausschlaggebend. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Breite der Zonen geringerer Porosität zur Breite der Zonen höherer Porosität 1 : 1 oder mehr. Die Breite der ringartigen Zonen geringerer Porosität liegt im Bereich von 1,0 bis 3,0 mm, beispielsweise bei 2,0 mm. Die Breite der ringartigen Zonen höherer Porosität liegt im im Bereich von 0,1 bis 3,0.

Die wechselweise angeordneten ringartigen Zonen erstrecken sich über die ganze Länge oder im wesentlichen über die ganze Länge der um die Tabakstäbchen angeordneten Hülle. Ferner sollen sie im wesentlichen den vollständigen Umfang der Hülle um das Tabakstäbchen der Rauchware umfassen, d. h. mindestens 75 Prozent des Umfangs. Bevorzugt werden ringartige Zonen, die den gesamten Umfang umfassen.

Die wechselweise angeordneten ringartigen Zonen geringerer und höherer Porosität lassen sich auf verschiedene Weise herstellen. Geht man von Papier mit geringerer Porosität aus, so erhält man Zonen von höherer Porosität, indem man das Papier an den entsprechenden Stellen perforiert oder prägt. Zur Erzeugung von Zonen von unterschiedlicher Porosität können in der Papierverarbeitungsindustrie übliche Druckwalzen oder Markierpressen verwendet werden. Geht man von Papier mit hoher Porosität aus, so können Zonen geringerer Porosität hergestellt werden, indem man das Papier an den entsprechenden Stellen einer porositätsvermindernden Behandlung unterzieht. Dies läßt sich durch Behandlung mit Mitteln erreichen, die die Poren des Papiers blockieren oder sie mit einem Film überziehen. So können gelbildende Mittel an den entsprechenden Stellen auf das Papier durch Bestreichen, Bedrucken oder durch andere Überzugsverfahren aufgebracht werden. Besonders geeignet sind solche Mittel, die in Wasser ein Gel bilden. Bevorzugte Mittel sind Gelatine, Alginate, Methylcellulose, Methyläthylcellulose und Gums. Es können auch wasserunlösliche Mittel, wie Lacke und Firnisse, in organischen Lösungsmitteln verwendet werden. Ringartige Zonen geringerer Porosität können auch nach einem Verfahren zum Appretieren von Papier hergestellt werden.

Ein weiteres Verfahren, bei dem die beiden vorgenannten Verfahren kombiniert werden, besteht darin, eine Seite des Papiers mit einer Lösung eines gelbildenden Mittels zu beschichten, um dessen Porosität auf kontrollierte Weise auf Null oder einen anderen gewünschten niedrigen Wert zu verringern und anschließend die Zonen geringerer Porosität herzustellen, indem man das Papier an den entsprechenden Stellen perforiert oder prägt.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

In den Beispielen wird die Glimmgeschwindigkeit der Zigaretten in einer zugfreien Umgebung unter statischen Bedingungen bestimmt, ohne daß gezogen wird. Die Geschwindigkeit wird angegeben als die pro Minute verbrannte Länge des Tabakstäbchens. Als durchschnittliche Zugzahl ist der Mittelwert für mindestens acht Zigaretten angegeben, die unter Standardbedingungen von ein Zug pro Minute (35 ml Volumen und 2 Sekunden Dauer) auf eine Stummellänge von 23 mm geraucht worden sind. Soweit wie möglich wurden die Test- und Kontrollpapiere in bezug auf Porosität und Brennbarkeit sowie die Zigaretten auf Gewichts- und Druckabfall aufeinander abgestimmt. Alle Zigaretten waren 70 mm lang und wiesen einen Umfang von 25 mm auf. Als Tabak wurde jeweils ein geräucherter Virginiatabak verwendet.

Beispiel 1

Zigarettenpapier mit einer Porosität von 35 (vgl. die vorgenannte Definition) wurde auf übliche Weise elektrostatisch perforiert. Es entstanden wechselweise angeordnete Zonen von geringerer und höherer Porosität mit Breiten von x=2,0 mm bzw. y=0,2 mm. Die Perforationen wiesen Durchmesser von 50 bis 100 µm auf. Die Porosität in den perforierten Zonen betrug 2000. Die durchschnittliche Porosiät betrug 242.

Mit diesem Papier wurden unter Verwendung von geräuchertem Virginiatabak Zigaretten gewickelt, wobei die Zonen unterschiedlicher Porosität den Umfang der Zigaretten vollständig umfaßten, d. h. sich kreisförmig um die Zigarette schlossen. Es ergab sich eine Glimmgeschwindigkeit von 3,2 mm/min und eine Zugzahl von 9,7 unter den vorgenannten Bedingungen.

Eine mit einem üblichen Papier einer vergleichbaren durchschnittlichen Porosität von 258 gewickelte Kontrollzigarette mit dem gleichen Tabak ergab eine Glimmgeschwindigkeit von 4,2 mm/min und eine Zugzahl von 7,5.

Beispiel 2

Papier mit einer Porosität von 100 wurde elektrostatisch so perforiert, daß sich Zonenbreiten von geringerer und höherer Porosität von x=y=2 mm ergaben. Die Perforation hatten einen Durchmesser von 50 bis 100 µm. Die Porosität in den perforierten Zonen betrug 550 und die durchschnittliche Porosität 325. Mit diesem Papier wurde Zigarettentabak gewickelt, wobei die Zonen die Zigarette kreisförmig umschlossen. Es ergab sich eine Glimmgeschwindigkeit von 4,1 mm/min und eine Zugzahl von 8,4.

Unter Verwendung von üblichem Papier mit einer vergleichbaren durchschnittlichen Porosität von 340 hergestellte Zigaretten ergaben eine Glimmgeschwindigkeit von 5,1 mm/min und eine Zugzahl von 6,8

Beispiel 3

Papier mit einer Porosität von 37 wurde auf übliche Weise so geprägt, daß sich Zonen geringerer und höherer Porosität mit Breiten von x=y=2 mm ergaben. Die Porosität in den geprägten Bereichen betrug 239 und die durchschnittliche Porosität 138.

Mit diesem Papier wurden Zigaretten hergestellt, wobei die Zonen die Zigaretten kreisförmig umschlossen. Es ergab sich eine Glimmgeschwindigkeit von 3,6 mm/min und eine Zugzahl von 9,3.

Mit üblichem Papier einer vergleichbaren durchschnittlichen Porosität von 132 wurden Zigaretten hergestellt. Diese wiesen eine Glimmgeschwindigkeit von 3,9 mm/min und eine Zugzahl von 8,3 auf.

Beispiel 4

Auf folgende Weise wurde eine Gelatinelösung hergestellt: 900 g deionisierte Gelatine und 500 g Citronensäure wurden unter Rühren zu 2,3 Liter Wasser gegeben. Man ließ die Gelatine 30 Minuten bei Raumtemperatur quellen. Anschließend wurde das Gemisch erwärmt, bis sich die Gelatine löste. Sodann wurden langsam 3 Liter fast siedendes Methanol zugesetzt. Unter weiterem Erwärmen und Rühren wurden weitere 12 Liter fast siedendes Methanol und anschließend 4 Liter kaltes Aceton zugesetzt. Sodann ließ man die Lösung auf Raumtemperatur abkühlen. Diese Lösung ergab folgende Analysenwerte:

Die suspendierten Gelatineteilchen wiesen einen Durchmeser von etwa 2 bis 4 µm auf.

Papier mit einer Porosität von 320 wurde auf seiner gesamten Oberfläche gleichmäßig mit der Gelatinelösung so beschichtet, daß sich eine Schichtdicke von 0,9 g/m² ergab. Die Beschichtung wurde mit einer Lösungsmittel-Streichmaschine (Dixon Nr. 164 Solvent Coater mit einem Meyer Rod, wie er zum Bedrucken von Papier verwendet wird) vorgenommen. Die Porosität des Papiers wurde dabei auf 15 vermindert. Das beschichtete Papier wurde auf übliche Weise so geprägt, daß Zonen mit Breiten von x=y=2 mm entstanden. Die Porosität in den y-Zonen betrug 165 und die durchschnittliche Porosität 90. Unter Verwendung dieses Papiers wurden Zigaretten hergestellt, wobei die Zonen die Zigaretten kreisförmig umschlossen und der Gelatineüberzug auf der Innenseite der Hülle lag. Es ergab sich eine Glimmgeschwindigkeit von weniger als 2,2 mm/min und eine Zugzahl von 9,5. Bei mit diesem Papier hergestellten Zigaretten, deren beschichtete Seite an der Außenseite der Hülle lag, betrug die Glimmgeschwindigkeit 2,9 mm/min und die Zugzahl 8,8. Bei Zigaretten mit herkömmlichem Papier mit einer durchschnittlichen Porosität von 90 ergaben sich vergleichsweise eine Glimmgeschwindigkeit von 4,2 mm/min und eine Zugzahl von 7,9.

Beispiel 5

Papier mit einer Porosität von 370 wurde mit einer 5prozentigen wäßrigen Gelatinelösung so beschichtet, daß sich Zonen mit einer Breite von x=y=2 mm ergaben. Die Schichtdicke entsprach einem Wert von 1,0 g/m². Die Porosität in den x-Zonen betrug Null und die durchschnittliche Porosität 173.

Unter Verwendung dieses Papiers wurden Zigaretten hergestellt, wobei die Zonen die Zigaretten kreisförmig umschlossen und der Gelatineüberzug auf die Außenseite der Hülle zu liegen kam. Es ergaben sich eine Glimmgeschwindigkeit von 4,4 mm/min und eine Zugzahl von 7,9. Bei einem herkömmlichen Papier einer durchschnittlichen Porosität von 170 hergestellten Zigaretten ergaben sich Werte von 4,9 mm/min und 7,2.

Beispiel 6

Papier mit einer Porosität von 360 wurde mit einer 5prozentigen wäßrigen Lösung von Natriumalginat so beschichtet, daß sich Zonen mit einer Breite von x=y=2 mm ergaben. In den x-Zonen entsprach die Schichtstärke einem Wert von 1,2 g/m² und die Porosität war Null. Die durchschnittliche Porosität betrug 167. Mit diesem Papier hergestellte Zigaretten ergaben eine Glimmgeschwindigkeit von 3,0 mm/min und eine Zugzahl von 8,9.

Beipspiel 7

Papier mit einer Porosität von 360 wurde mit einer 5prozentigen wäßrigen Lösung von Methylcellulose so beschichtet, daß sich Zonenbreiten von x=y=2 mm ergaben. In den x-Zonen entsprach die Schichtstärke einem Wert von 1,0 g/m² und die Porosität war Null. Die durchschnittliche Porosität betrug 177. Beim Rauchen von mit diesem Papier hergestellten Zigaretten ergaben sich eine Zugzahl von 8,1 und eine Glimmgeschwindigkeit von 4,5 mm/min.

Beispiel 8

Ein Papier mit einer Porosität von 360 wurde mit einer 5prozentigen Lösung eines Firnis auf Schellackbasis in Aceton so beschichtet, daß sich Zonenbreiten von x=y=2 mm ergaben. In den x-Zonen entsprach die Schichtstärke einem Wert von 2,8 g/m² und die Porosität war Null. Die durchschnittliche Porosität betrug 148. Mit diesem Papier hergestellte Zigaretten wiesen eine Glimmgeschwindigkeit von 3,6 mm/min und eine Zugzahl von 8,8 auf.

Beispiel 9

Papier mit einer Porosität von 360 wurde mit einer 5prozentigen wäßrigen Gelatinelösung so beschichtet, daß sich Zonenbreiten von x=y=1 mm ergaben. In den x-Zonen ergab sich eine Schichtstärke von 1,0 g/m² und eine Porosität von Null. Die durchschnittliche Porosität betrug 154. Mit diesem Papier hergestellte Zigaretten wiesen eine Glimmgeschwindigkeit von 4,8 mm/min und eine Zugzahl von 7,7 auf.

Beispiel 10

Papier mit einer Porosität von 360 wurde mit der Lösung gemäß Beispiel 9 so beschichtet, daß sich Zonenbreiten von x=y=3 mm und eine durchschnittliche Porosität von 160 ergaben. Mit diesem Papier hergestellte Zigaretten wiesen eine Glimmgeschwindigkeit von 4,8 mm/min und eine Zugzahl von 7,5 auf.

Vergleichswerte zu den Zigaretten gemäß Beispiel 6 bis 10 ergeben sich aus Beispiel 5.

Beispiel 11

Papier wurde gemäß Beispiel 9 so beschichtet, daß sich Zonenbreiten von x=2 mm und y=1 mm ergaben. Die durchschnittliche Porosität betrug 120. Mit diesem Papier hergestellte Zigaretten ergaben eine Glimmgeschwindigkeit von 4,3 mm/min und eine Zugzahl von 7,7.

Mit einem Papier einer Porosität von 100 hergestellte Kontrollzigaretten wiesen eine Glimmgeschwindigkeit von 4,7 mm/min und eine Zugzahl von 7,1 auf.

Beispiel 12

Papier mit einer Porosität von 360 wurde gemäß Beispiel 9 so beschichtet, daß sich Zonenbreiten von x=1 mm und y=2 mm und eine durchschnittliche Porosität von 204 ergaben. Mit diesem Papier hergestellte Zigaretten wiesen eine Glimmgeschwindigkeit von 4,8 mm/min und eine Zugzahl von lediglich 7,3 auf. Eine mit üblichem Papier einer vergleichbaren Porosität von 207 hergestellte Kontrollzigarette wies ähnliche Werte in bezug auf die Glimmgeschwindigkeit (4,9 mm/min) und die Zugzahl (7,0) auf. Dies zeigt, daß das x/y-Verhältnis der Breite der Zonen geringerer Porosität zur Breite der Zonen höherer Porosität vorzugsweise größer als 1 sein soll, wenn die Glimmgeschwindigkeit wesentlich verringert und die Zugzahl erhöht werden soll.

Beim Vergleich der Beispiele 5, 9, 10, 11 und 12 ergibt sich, daß man bei einer Zonenbreite von x=2,0 mm und einem x/y-Verhältnis von mindestens 1 die günstigsten Ergebnisse erhält.

Beispiel 13

Papier mit einer Porosität von 345 wurde mit einer gemäß Beispiel 4 hergestellten Gelatinelösung zonenweise beschichtet, wobei eine in der Druckindustrie übliche Tiefdruckwalze an der Lösungsmittel- Streichmaschine verwendet wurde. Die Schichtstärke entsprach einem Wert von 2,0 g/m². Die Zonenbreiten betrugen x=2,5 mm und y=1,5 mm. Die Porosität in den x-Zonen betrug Null und die durchschnittliche Porosität 80. Mit diesem Papier wurden Zigaretten hergestellt, wobei die beschichtete Seite auf die Innenseite der Hülle zu liegen kam. Diese Zigaretten wiesen eine Glimmgeschwindigkeit von 3,0 mm/min und eine Zugzahl von 9,0 auf.

Mit diesem Papier hergestellte Zigaretten, bei denen die beschichtete Seite an der Außenseite der Hülle lag, ergaben eine Glimmgeschwindigkeit von 3,2 mm/min und eine Zugzahl von 9,6. Mit üblichem Papier einer vergleichbaren durchschnittlichen Porosität von 85 hergestellte Kontrollzigaretten ergaben eine Glimmgeschwindigkeit von 4,4 mm/min und eine Zugzahl von lediglich 7,5.

Claims

1. Raucherwaren mit einer Papierumhüllung mit ringartig angordneten Zonen geringerer und höherer Porosität, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen geringer und höherer Porosität wechselweise im wesentlichen über die ganze Länge der Umhüllung angeordnet sind, und daß die Breite der Zonen geringerer Porosität im Bereich von 1,0 bis 3,0 mm und die Breite der Zonen höherer Porosität im Bereich von 0,1 bis 3,0 mm liegt und die Porositätswerte in den Zonen geringerer Porosität 0 bis 100 und in den Zonen höherer Porosität 150 bis 2000 betragen, wobei die Porositätswerte die Benennung cm³ min^-1 (10 cm²)^-1 (10 cm Wassersäule)^-1 haben.

2. Rauchwaren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Porosität der Papierhülle im Bereich von 50 bis 500 liegt.

3. Rauchwaren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Breite der Zonen geringerer Porosität zur Breite der Zonen höherer Porosität 1 : 1 oder mehr als 1 : 1 beträgt.

4. Rauchwaren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier von Haus aus eine geringere Porosität aufweist und die Zonen mit höherer Porosität durch Perforieren oder Prägen des Papiers hergestellt worden sind.

5. Rauchwaren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier von Haus aus eine hohe Porosität aufweist und die Zonen geringerer Porosität durch eine porositätsvermindernde Behandlung des Papiers in den entsprechenden Bereichen hergestellt worden ist.

6. Rauchwaren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen geringerer Porosität durch Beschichten oder Bedrucken des Papiers in den entsprechenden Bereichen mit einem gelbildenden Mittel hergestellt worden sind.

7. Rauchwaren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier durch Beschichten mit einem gelbildenden Mittel zur Verminderung der Porosität auf den in den Zonen geringerer Porosität erforderlichen Wert und durch Perforieren oder Prägen des beschichteten Papiers in den für die Zonen höherer Porosität vorgesehenen Bereichen hergestellt worden ist.

8. Rauchwaren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als gelbildendes Mittel ein Mittel verwendet, das in Wasser oder organischen Lösungsmitteln ein Gel bildet.