DE3141008A1 - Stengel aus rauchmaterial - Google Patents

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN (193W97i) . DIPL.-ING.W.EITLE - DR.RER. N AT.X.H O FFMAN N · Dl PL. -ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 MÖNCHEN 81 - TELEFON (089) 911087 - TELEX 05-29619 (PATH E)

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British-American Tobacco Company Limited, London / Großbritannien

Stengel aus Rauchmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf Rauchmaterialstengel für die Verwendung,als oder in Rauchartikeln, beispielsweise Zigaretten und Verfahren zum Herstellen solcher Stengel.

Das seit langer Zeit eingerichtete bekannte Verfahren zum maschinellen Herstellen von RauchmaterialStengeln für Zigaretten umfaßt das Zuführen von fein zerhacktem Tabak auf einem endlos sich bewegenden Band einer Zigarettenherstellmaschine, um auf dem Band einen Strom von zerhacktem Tabak vorbestimmter Höhe und Breite auszubilden. Dieser Tabakstrom wird zusammen mit einem kontinuierlichen Band aus Einwickelpapier in eine Garnitur der Herstellmaschine gebracht. In dieser Garnitur wird das Papier um den Tabak gewickelt und überlappend zu einem Saum geschlossen. Der kontinuierlich eingewickelte Stengel, welcher von der Garnitur abgegeben wird, wird in geeignete Längenabschnitte für Zigaretten geschnitten.

Obwohl einige Versuche vorgenommen wurden, dieses Verfahren zur Herstellung von Stengeln an die Herstellung von Stengeln anzupassen,- die eine Rauchmaterialzusammensetzung haben, welche sich innerhalb des Stengels auf vorbestiramte Weise ändert (siehe britische Patentschrift 1 382 266 und US-Patentschrift 3 902 504), waren die hierfür erforderlichen Mittel komplexe Der Umfang der Stengelkonstruktionsveränderungen war dabei begrenzt»

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine neue Konstruktion und ein Verfahren zum Herstellen von Rauchmaterialstengeln su schaffen, bei dem Möglichkeiten für eine verbesserte Flexibilität der Stengelgestaltung vorgesehen sind.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Stengel aus Rauchmaterial für die Verwendung als oder für das Bilden eines Teils eines Rauchartikels. Dieser Stengel besteht aus einer Vielzahl von blättchenförmigen Rauchmaterialelementen, die quer zur Stengellängsachse verlaufen und Seite-an Seite in Berührung miteinander stehen* Vorzugsweise sind die Elemente aneinander befestigt.

Die Rauchraaterialelemente können aus Tabakblattlaminaten aus rekonstituierten Tabakblättern, aus einem Tabakersatz in Blattform oder jeglichem anderen blattförmigen Material bestehen, welches geeignet ist, in einem Rauchmaterialstengel eines Rauchartikels eingeschlossen zu werden. Die Dicke der Elemente beträgt vorteilhafterweise bis zu etwa 2,5 mm und vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,1 mi bis etwa 0,8 mm. Die Dicke der Elemente innerhalb der Stange kann sich ändern. Die Länge des Stengels kann so sein, daß der Stengel geeignet ist, den Rauchmaterialstengel eines Rauchartikels> beispielsweise einer Zigarette, zu bilden. Die Länge kann jedoch kürzer sein und für die Ausbildung einer Untereinheit eines Rauchmaterialstengels\ eines Rauchartikels bilden.

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Die blättchenförmigen Rauchmaterialelemente müssen eine ausreichende Rauchpermeabilität haben, um für einen akzeptablen Gesamtdruckabfall durch den Rauchmaterialstengel zu sorgen. Wenn die Elemente aus rekonstituiertem Tabak oder einem Tabakersatzmaterial gebildet sind, können sie auf solche Weise hergestellt werden, daß sie eine ausreichende inhärente Rauchpermeabilität besitzen. Alternativ können die Rauchkanäle in den Elementen unmittelbar nach ihrer Herstellung ausgebildet werden. Die Kanäle in jedem Element, gleich ob sie inhärent oder nachfolgend auf die Produktion der Elemente ausgebildet sind, können so verteilt sein, daß sie eine identische relative Verbreitung von Element zu Element besitzen, in welchem Fall benachbarte Elemente so relativ zueinander winkelmäßig orientiert sein können, daß sie eine vorbestimmte Form eines Rauchkanales durch den Rauchmaterialstengel bilden. Die Weiterleitung der Kanäle von Element zu Element kann wunschgemäß veränderlich sein.

Im Interesse eines wirtschaftlichen Materialverbrauchs können die blättchenförmigen Elemente einen mittleren Flächenbereich einnehmen, welcher beträchtlich kleiner ist als der Querschnittsflächenbereich des Rauchmaterialstengels, von dem"sie einen Teil bilden.

Vorteilhafterweise beträgt der Flächenanteil im Mittel weniger als 50 % des Stengelquerschnittes und vorzugsweise im Mittel 10 bis 40 % des Stengelquerschnitts.

Additive können einigen oder allen Elementen zugegeben sein oder können in diesen inkorporiert sein. Solche Additive können dabei gleichmäßig über die Elemente verteilt oder alternativ auf oder in ausgewählten Bereichen, beispielsweise einer Ring- oder Axialzone aufgebracht oder

inkorporiert sein. " ■

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Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Stengels aus Rauchmaterial für die Verwendung als oder sum Ausbilden eines Teils eines Rauchartikels, wobei eine Vielzahl von blättchenförmigen Rauchmaterialelementen Seite an Seite in Berührung miteinander angeordnet werden, so daß jedes der Elemente quer sum Stengel verläuft. Die Elemente werden einem Befestigungsprozeß unterworfen.

Vorteilhafterweise haben die Rauchmaterialelemente eine Scheibenform und insbesondere eine Kreisscheibenform. Bevorzugterweise wird der Stengel so hergestellt, daß die Elemente horizontal angeordnet sind, um so einen vertikal verlaufenden Stapel zu bilden. Jedes Element kann anfänglieh ein Teil einer Reihe von Elementen bilden, möglicherweise abgeleitet von einem kontinuierlichen Blatt von Rauchmaterial. Dabei ist jedes Element an seinem benachbarten Element durch vorspringende Gelenke angebracht, welche weggeschnitten werden, so daß nachfolgend zu dem Stapeln

der Elementreihen ausgebildete Stengel verbleiben.

Die Elemente können durch Verwendung eines aufgebrachten Klebstoffes miteinander verbunden sein. Allerdings kann die Verklebung auch durch den für die Elemente verwendeten

Tabakmaterials innewohnenden Klebeigenschaften erfolgen-..

Alternativ können die Elemente dadurch relativ zueinander, befestigt werden, daß sie in Papier oder in eine andere Einwickelhülle eingewickelt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Seichungen rein schematisch dargestellten Aüsführungs-

beispiele. Es zeigt? .

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zigarettenstange, umfassend eine Vielzahl von scheibenförmigen Elementen von rückgebildetem Tabak, wobei jede Scheibe eine Reihe von Kreislöchern hat, die die Scheibe durchlaufen,

Fig. 2 bis 4 vergrößerte Ansichten von Lochmustern mit von der Kreisform abweichenden Lochformen,

Fig. 5a und 5b ein Paar von Scheiben, bestimmt für die gemeinsame Verwendung, um einige geschlossene Rauchwege vorzusehen,

Fig. 6 ein Paar von übereinander gelegten Scheiben, 15

Fig. 7 einen Abschnitt eines kontinuierlichen Stranges

von plattenförmigen Elementen einer von der Scheibenform abweichenden Form,

Fig. 8 und 9 Elemente einer der Fig. 7 ähnlichen Konfiguration, jedoch anderer Form und

Fig. 10 und 11 weitere Formen von Elementen, die bei der Formation einer Zigarettenstange verwendet werden können.

Die Vielzahl von Scheibenelementen 1 aus rekonstituiertem Tabak eines Zigarettenstengels 2 der Fig. 1 sind in ein Zigarettenpapier 3 eingewickelt. Jedes Element 1 wird von einer Reihe von 1024 Kreislöchern 4 durchragt, welches jeweils einen Durchmesser von 0,2 mm hat. Einige der Löcher eines Endelementes 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Jedoch aus Gründen der klaren Darstellung wurden sie mit einem größeren Durchmesser relativ zum Elementdurchmesser gezeichnet. . ·

Es ist ebenfalls verständlich,, daß die Dicke der Elemente in Fig. 1 vergrößert dargestellt ist.

Die Disposition der Löcher 4 ist über das Element 1 gleichförmig« Jedes Element ist so relativ zum unmittelbar darunterliegenden Element winkelmäßig orientiert,, daß 1024 Rauchkanäle vorgesehen sind. Jeder Rauchkanal verläuft von einem Ende des Stengels 2 zum anderen Ende, und zwar parallel zur Achse des Stengels 2.

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Das Gesamtgewicht der aus dem rekonstituierten Tabak gebildeten Elemente 1 beträgt 1 g. Die Länge des Stengels beträgt 7 cm. Der Gesamtzugwiderstand des Stengels 2 beträgt, geinessen an der Strömungsmenge von 17,5 cm³/s 5,74 cm(WG)„

Anstatt von 1024 Kanälen mit einem Durchmesser von 0,2 mm

s können auch 1561 Kanäle mit einem Durchmesser von 0,18 mm den Stengel durchragen. Das Gewicht der Elemente 1 aus rekonstituiertem Tabak würde dadurch von 1 g auf 0,85 g reduziert. Dies bedeutet eine Gewichtsersparnis von 42 %.

Wenn die 1024 Kanäle mit einem kreisförmigen Querschnitt von 0,2 mm Durchmesser ersetzt würde durch die gleiche Anzahl von Kanälen mit einem nicht-kreisförmigen Querschnitt desselben Flächenbereichs wie bei den kreisförmigen Kanälen mit 0,2 mm Durchmesser, würde ein Widerstand (Druckabfall) für den Stengel erzielt werden, die anders sind als 5,74 cm (WG). So bringt ein sechseckiger Querschnitt für die Kanäle einen Stengeldruckabfall von 6,07 cm (WG) hervor. Bei einem quadratischen Querschnitt ergäbe sich ein Druckabfall von 6,51 cm(WG). Ein Querschnitt eines gleichschenkligen Dreieckes würde in einem Druckabfall von 7,93 cm(WG) resultieren. Geeignete Reihen von sechseckigen, quadratischen und dreieckförmigen Löchern sind in Fig. 2 bis 4 dargestellt. Wenn die Kanäle einen schmalen recht-

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winkligen Querschnitt haben, beträgt die größere Dimension etwas das 10-fache der kleinen Dimension. Der sich dabei einstellende Druckabfall beträgt 29,31 cm(WG).

Durch eine geeignete Veränderung der Zahl, der Form und der Größe der Kanäle ist es möglich, verschiedene Stengelgewichte für einen gegebenen Druckabfall im Stengel zu erzielen.

In Fig. 5a ist ein scheibenförmiges Element 5 dargestellt, welches einen Ring von 12 im gleichen Winkelabstand angeordneten Löchern 6 aufweist. Das scheibenförmige Element 5¹ der Fig. 5b umfaßt einen Ring'von Löchern 6¹, der identisch mit dem Ring von Löchern 6 des Elementes 5 ist, jedoch mit der Ausnahme, daß an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen des Elementes 5', die Stellen des Elementes 5 entsprechen, an denen Löcher 6 angeordnet sind, keine Löcher angeordnet sind. Wenn bei einem Zigarettenstengel, welcher aus einem Stapel von scheibenförmigen Elementen 5 mit den Löchern 6 besteht, die Löcher 6 der scheibenförmigen Elemente zur Ausbildung von Rauchkanälen miteinander fluchten, befindet sich ein Element 5" mit den Löchern 6¹ dazwischen, und zwar so, daß die Löcher 6¹ des Elementes 5¹ mit den Löchern 6 des Elementes 5 fluchten, wobei allerdings zwei der 12 Kanäle blockiert sind.

Das Element 5' kann am oder in der Nähe des Endes des Zigarretenstengels angeordnet sein, welches dazu bestimmt ist, das Mundende des Stengels zu sein. In diesem Fall verbleiben die beiden blockierten Rauchkanäle während der gesamten Rauchzeit des Zigarettenstengels blockiert. Alternativ kann das Element 5 * auch an einer Lage des Zigaretten-Stengels angeordnet sein, daß sich das Blockieren während des Rauchens des Zigarettenstengels aufhebt. Im letzteren Fall wird der Druckabfall des Zigarettenstengels nach dem Aufrauchen des Elementes 5¹ abnehmen. Vor dem Aufbrauchen

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des blockierenden Elementes 5' hat, obwohl der Zigarettenstengel einen höheren Druckabfall aufweist als der, welcher durch die Stange bestehen würde, wenn das blockierende Element 5" weggelassen worden wäre, der Stengel niemals ein geringeres Gewicht als dies der Fall wäre, wenn die

blockierenden Kanäle nicht bestehen würden. Die Verwendung eines blockierenden Elementes 5¹ an einer Stelle des Zigarettenstengels, an der das Element während des Rauchens des Stengels verbraucht wird, erlaubt die Erzielung ein vorbestimmtes Totalabgabeprofil für partikelförmige je.

Figur 6 illustriert ein Paar von übereinanderliegenden scheibenförmigen Elementen Ί, 7", von denen jedes vier in gleichem Winkelabstand angeordneten Löchern 8,8' umfaßt. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, sind die Löcher 8, 8' nur teilweise fluchtend ausgerichtet. So haben die von einem Paar von Löchern 8, 8" gebildeten Rauchkanäle einen kleineren Querschnittsbereich als der jedes.der einzelnen Löcher. Offensichtlich ist der Druckabfall höher als der, welcher dann vorliegen würde, wenn die Löcher axial miteinander fluchten würden. Ein Zigarettenstengel kann aus einem Stapel von Elementen 7, 7" zusammengesetzt sein, in welchem Stapel die meisten der Löcher 8, 8' axial ausgerichtet sind und miteinander fluchten» Es können aber im Stapel ein Paar oder mehrere Paare von Elementen relativ so zueinander angeordnet sein/ daß die Löcher eines Elementes teilweise nicht fluchtend mit den Löchern des anderen Elementes ausgerichtet sind.

Alternativ könnten über einen Abschnitt oder die gesamte Länge des Stapels solcher Elemente jedes Element winkelmäßig relativ zum nachfolgenden Element so orientiert sein, daß vier schraubenförmige, spiralförmige oder indirekte, weit-scheifige Rauchkanäle vorgesehen sind.

Alle der vorgenannten blättchenförmigen Elemente haben eine Kreisscheibenform. Jedoch muß dies nicht unbedingt der Fall sein. Beispielsweise kann ein Zigarettenstengel aus einem Stapel von blättchenförmigen Elementen zusammengesetzt sein, die beispielsweise aus rekonstituiertem Tabak bestehen. Diese Elemente haben in diesem Falle beispielsweise die Gestalt entsprechend Fig. 7. Die Gestalt des Elementes 9 entsprechend der in Fig. 7 dargestellten Form leitet sich ab von einer gedachten Sechseckaußenlinie 9'. Der Oberflächenbereich des Elementes 9 beträgt weniger als 50 % des Oberflächenbereiches des gedachten Sechsecks 9¹. Natürlich beträgt die Fläche weniger als der Flächenbereich eines Kreises, welcher gerade das Sechseck 9¹ umgibt.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, kann das Element 9 als ein kontinuierlicher Streifen solcher Elemente ausgebildet sein, wobei in einem solchen Fall ziehharmonikaartig an den Grenzlinien A gefaltet werden kann, um so einen Stapel von Elementen 9 zu bilden. Eine Anzahl derartiger Stapel kann übereinander mit unterschiedlichen Winkelausrichtungen so angeordnet werden, daß ein Zigarettenstengel mit einer im wesentlichen sechseckigen Umfangsflache gebildet wird. Die Elemente 10 und 11 der Fig. 8 bis 9 haben dieselbe Allgemeinkonfiguration wie das Element 9 der Fig. 7. Die Konfiguration der Elemente leitet sich von sechs Ecken derselben Dimension ab wie beim Sechseck 9', jedoch mit unterschiedlichen Größen.

Durch die Verwendung der Elemente 9, 10 und 11 in geeigneter Kombination und relativ Winkelausrichtungen zueinander können Zigarettenstengel mit einem gewünschten Druckabfall und geringem Gewicht verglichen mit einem herkömmlichen Stengel gleichen Druckabfalls vorgesehen werden. Der gewünschte Druckabfall leitet sich von der Tortuosität der Rauchkanäle ab, die sich durch das übereinanderlegen der Elemente 9, 10 und 11 in verschiedenen Winkelausrichtungen ergeben. Der Grad der Tortuosität kann unabhängig von der

Stengeldichte verändert werden» Wenn ein Zigarettenstengel, welcher aus einer Vielzahl von Elementen 9, 10 und 11 geeigneter Winkelausrichtung zusammengesetzt ist, wird in eine Wickelhülle geeigneter Steifigkeit eingewickelt, wobei der Wickel eine im wesentlichen zylindrische Form annehmen wird.

Jedes der blättchenförmigen Elemente der im Zusammenhang mit Fig. 1-9 zuvor beschriebenen Art kann aus rekonstituiertem Tabak bestehen. Alternativ können sie aus Tabakersatz-Tabakblattlaminaten oder jeglichem anderen Material bestehen, welches für den Einschluß in den Rauchmaterialstengel eines Rauchartikels geeignet ist. Wenn ein Element ein Additiv trägt, könnte das Element beispielsweise aus Papier bestehen. Durch die in den blättchenförmigen Elementen vorgesehenen öffnungen, die der Ausbildung von Rauchkanälen in dem ausgebildeten Zigarettenstengel dienen, wird eine Gewichtsersparnis erzielt» Darüber hinaus kann eine Gewichtsersparnis dadurch erzielt werden, daß eine oder beide Flächen der Elemente mit Vorsprüngen oder Wellurigen versehen werden«. Jedes der Elemente 12 in Fig. 10 ist an beiden Flächen mit Vorsprüngen 12" versehen. Fig. 11 zeigt ein Paar von Elementen 13, welche mit gewellten Flächen versehen sind.

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Durch Anordnung dahingehend, daß die blättchenförmigen EIemenge einer Zone des Zigarettenstengels von unterschiedlicher Konstitution und/oder Dichte gegenüber denen der benachbarten Zone sind, kann vorgesehen sein, daß die jeweiligen Glimmraten der Zonen unterschiedlich sind.

Claims (18)

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1. Stengel aus Rauchmaterial für die Verwendung als Rauchartikel oder Teil davon, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Stengel(2) aus einer Vielzahl von blättchenförmigen, selbsttragenden Rauchmaterialelementen (1) gebildet sind, welche quer zum Stengel verlaufen und Seite an Seite einander berührend angeordnet sind.
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2. Stengel nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η seich net_r daß die Elemente miteinander befestigt sind.. . -

3. Stengel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Elemente bis zu 2,5 mm beträgt- ·

4. Stengel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Dicke der Elemente innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 0,8 mm beträgt.

5. Stengel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e kennzeichne-t , daß die Dicke der Elemente innerhalb des Stengels oder von Element zu Element entlang des Stengels veränderlich ist.

6· Stengel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Rauchmaterial der Elemente eine inhärente Rauchpermeabilität hat, die ausreicht, um einen annehmbaren Druckabfall durch den Stengel zu gewährleisten.

7. Stengel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Elemente mit dieser durchlaufen-.den Rauchkanälen (4) versehen sind.

8. Stengel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,-daß die Rauchkanäle (4) in jedem Element dieselbe relative Verbreitung von Element zu Element haben.

9. Stengel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Elemente so in Relation zueinander orientiert sind, daß Rauchkanäle von vorbestimmter Form durch den Stengel vorgesehen sind.

10. Stengel nach Anspruch 1 bis 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Rauchmaterial der Elemente über einen Flächenbereich verläuft, der kleiner ist als der Querschnittsbereich des Stengels.

11. Stengel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchmaterial im Mittel von 10 bis 40 % des Querschnittsbereiches der Stange einnimmt.

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12. Stengel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch g e ke η η-■■■zeichnet, daß die Elemente eine Scheibenform haben und in Stapelform zusammengesetzt sind.

13«, Stengel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch ge k en η zeichnet „. daß die Elemente, vorbereitet in Streifenform, zu einem Stapel gefaltet sind.

14. Stengel nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch g e ΊΟ kennzeichnet, daß ein oder mehrere Additive an einigen oder allen Elementen entweder gleichförmig in ausgewählten Teilen derselben angebracht oder in diesen inkorporiert sind.

15. Stengel nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente dadurch aneinander befestigt sind, daß ein Klebstoff aufgebracht ist oder dank der wirklichen Klebeigenschaften des Rauchmaterials der Elemente. " ■ ■ -

16. Stengel nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente dadurch miteinander verbunden sind, daß sie von einer Umwicklung (39) eingeschlossen sind.

: ■ ■ ο Stengel nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Elemente mit Vorsprüngen (12') oder Wellungen (13) versehen sind, die an den jeweiligen Flächen ausgebildet sind»

18. Verfahren zum Herstellen eines Stengels aus Rauchmaterial entsprechend den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von blättchenförmigen Rauchmaterialelementen, beispielsweise Scheiben und vorzugsweise kreisförmige Scheiben zusammengesetzt und_ Seite an Seite in Querausrichtung zum Stengel aneinander befestigt werden»