DE3736335C2 - Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Verwendung des nach diesem Verfahren hergestellten Zellstoffs zur Herstellung von Zigarettenpapier - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Zellstoff und Verwendung des nach diesem Verfahren hergestellten Zellstoffs zur Herstellung von ZigarettenpapierInfo
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
-
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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
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- A24D1/02—Cigars; Cigarettes with special covers
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Zellstoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1,
sowie eine Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Zellstoffs zur Herstellung von Zigarettenpapier.
Bekanntlich wird bei der Herstellung von Zigaretten zur
Umhüllung des Tabaks überwiegend Zigarettenpapier ver
wendet. Die physikalischen, chemischen und organoleptischen
Eigenschaften von Zigaretten werden durch die Art des
verwendeten Zigarettenpapiers beeinflußt.
Für unterschiedliche Zigarettensorten müssen daher auch
verschiedene Zigarettenpapiere mit diesen unterschied
lichen Zigarettensorten angepaßten Eigenschaften verwen
det werden. Die unterschiedlichen Eigenschaften können
grob in physikalische Eigenschaften, chemische Eigen
schaften und organoleptische Eigenschaften unterteilt
werden.
Zu den physikalischen Eigenschaften zählen beispielsweise
Flächengewicht, Papierdicke, Volumen, Porosität, mechanische
Festigkeit, Dehnbarkeit, Weißgrad, Opazität usw.
Chemische Eigenschaften sind beispielsweise die Alkalität
des Papiers, Menge und Art der Füllstoffe, Menge und Art
der Imprägnationssalze, Menge und Art der polysaccharidischen
Komponenten im verwendeten Rohmaterial, wie z. B. Pentosane,
Menge und Art der nicht-polysaccharidischen Reststoffe im
verwendeten Rohmaterial, wie z. B. Harz usw., Menge und
Art der beim Herstellungsprozeß verwendeten Hilfsstoffe
usw.
Unter den organoleptischen Eigenschaften sind beispiels
weise Geruch, Geschmack usw. zu verstehen, also letztlich
die von der Art des Zigarettenpapiers, des Tabaks und
eventuell des Zigarettenfilters ausgehende Summe der Ein
flüsse, welche vom Raucher beim Abrauchen der Zigarette
qualifiziert und quantifiziert wird; diese organoleptischen
Eigenschaften werden entsprechend durch die natürlichen
menschlichen Sensoren, also die Geruchsorgane, Geschmacks
organe usw. beurteilt.
Alle oben angegebenen Eigenschaften des Zigarettenpapiers,
also die physikalischen Eigenschaften, die chemischen
Eigenschaften und die organoleptischen Eigenschaften,
hängen von den verwendeten Roh- und Hilfsmaterialien,
den für die Herstellung des Zigarettenpapiers eingesetzten
maschinellen Anlagen und der Technologie des Herstellungs
prozesses für das Zigarettenpapier ab.
Entsprechend dieser Vielzahl von Eigenschaften werden auch
unterschiedliche Rohmaterialien eingesetzt: So werden
beispielsweise als Rohmaterial für die Herstellung von
Zigarettenpapier chemisch vorbereitete Fasern aus Ein
jahrespflanzen und/oder Holz verwendet, wobei in letzter
Zeit unterschiedliche Arten von Nadel- und Laubhölzern
immer stärker an Bedeutung gewonnen haben. Als älteste
faserspendende Pflanze für die Herstellung von Zigaretten
papier gilt Flachs (Linum usitatissimum). Später wurden
dann noch Hanf (Kanabis sativa), Jute (Corchorus olitorius),
Kenaf (Hibiscus sabdariffa), Sunnhanf (Crotalaria junicee),
Manilahanf (Musa textilies), Sisal (Agave sisalena),
Esparto (Stipa tenacissima) usw. eingesetzt.
Die Verarbeitung der Pflanzen zu dem Zwischenprodukt
Zellstoff wird mittels eines mechanisch-chemischen Pro
zesses vorgenommen, wobei sich bei bestimmten Pflanzen
an den mechanischen Prozeß noch ein biologischer Prozeß
anschließen kann, in welchem nicht-zellulosehaltige
Komponenten abgebaut werden und der chemische Aufschluß
im folgenden chemischen Prozeß erleichtert wird.
Auch die Zerfaserung der Pflanze in Einzelfasern, welche
für die Herstellung von Zigarettenpapier geeignet sind,
wird in einem kombinierten chemisch-mechanischen Prozeß
vorgenommen. Zu diesem Zweck werden die bereits mechanisch
bzw. biologisch vorbereiteten Fasern mit anorganischen
Chemikalien gekocht, anschließend mechanisch zerfasert,
ausgewaschen und dann ein- oder mehrstufig gebleicht und
erneut ausgewaschen. Seit einiger Zeit werden zusätzlich
und anstelle der erwähnten anorganischen Chemikalien auch
organische Chemikalien zur Beeinflussung des Delignifi
zierungsprozesses eingesetzt, wie beispielsweise Anthrachinon
usw.
Bei diesem Zerfasern werden aus dem faserigen Rohmaterial
auch bestimmte Komponenten entfernt, wobei es sich um
etwa 20 bis sogar 70 Gew.-% der ursprünglichen Masse han
deln kann. Damit werden aber auch solche Komponenten ent
fernt oder chemisch verändert, die durchaus einen posi
tiven Einfluß auf die Eigenschaften des Zigarettenpapiers
und der Zigarette selbst haben.
Zusammenfassend ergibt sich hieraus, daß durch Auswahl
der faserspendenden Pflanze und Modifikation des Koch-
und Bleichprozesses stark die chemischen und organolep
tischen Eigenschaften von Zigarettenpapier beeinflußt
werden können.
In der DE-PS 1 96 789 ist ein Verfahren zur Herstellung
von Zigarettenpapier beschrieben, bei dem Flachsfasern,
Hanffasern und Tabakabfälle in Gegenwart von Alkalilauge
mit Quetschwalzen ohne äußere Wärmezufuhr bearbeitet wer
den, um so auch größere Mengen an Tabak für die Her
stellung von Zigarettenpapier verwenden zu können.
Weiterhin ist aus der DE-AS 11 95 156 ein Verfahren zur
Herstellung eines von Fremdzellstoff freien Tabakpapiers
durch Verarbeitung von mit Wasser vorbehandelten Tabak
abfällen auf einer Papiermaschine zu Bahnen bekannt. Bei
diesem Verfahren wird der bei der Verarbeitung von Tabak
blättern zu Tabakwaren anfallende Abfall gehäckselt, mit
Wasser bedeckt und stehengelassen, bis der Quellwert min
destens etwa 10% erreicht hat. Das Quellgut wird dann
einer Zerfaserungsvorrichtung zugeführt und anschließend
in eine Sortiervorrichtung eingegeben, in welcher der
kurzfaserige Anteil abgetrennt wird. Der langfaserige An
teil wird sodann in üblicher Weise weiter verarbeitet.
Schließlich beschreibt noch die DE-OS 15 46 300 ein Ver
fahren zur Herstellung von Tabakformkörpern, nämlich ins
besondere Tabakfolien, aus Tabakstengeln, bei welchem die
Stengel in Wasser bei 110-130°C gekocht und auf me
chanischem Wege fein gemahlen werden, so daß ein aus
reichender Pulpenmahlgrad erreicht wird und die Pulpe so
dann ausgeformt werden kann.
Aus der CH 418 816 ist ein Verfahren zur Herstellung von
Zigarettenpapier, das aus Fasern der Tabakpflanze besteht,
bekannt geworden. Als Ausgangsmaterial werden Reste,
insbesondere Stengel der Tabakpflanze 90 bis 180 Tage auf
einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 15% getrocknet. Die
geschnittenen Stengel werden dann in einer
Digeriervorrichtung bei einer Temperatur von etwa 170°C über
eine Dauer von 1 bis 3 Stunden unter Druck von 5-10 at. in
einer alkalischen Natriumsulfid-Flüssigkeit gekocht. Die
damit erhaltene Pulpe enthält 20-50% der ursprünglichen
Tabakstengel. Anschließend wird die Pulpe gereinigt,
gewaschen, gebleicht und gesiebt und einer
Papierherstellungsmaschine zugeführt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung von Zellstoff, bei dem als Ausgangsmaterial
die nach der Tabakernte auf den Feldern zurückbleibenden
Stengel der Tabakpflanze verwendet werden, zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein
gattungsgemäßes Verfahren, bei dem die Stengel auf eine Länge
von 2 bis 8 cm geschnitten werden, mit etwa 7,5 Gew.-% NaOH,
5,5 Gew.-% Na₂SO₃ und 0,1 Gew.-% organischen Additiven
versetzt und zu einem Hydromodul im Verhältnis 1 : 4,5
gefeuchtet werden, der Hydromodul während ungefähr 3 Stunden
imprägniert und dann während ungefähr 8 Stunden bei 150°C
gekocht wird, und mechanische Verunreinigungen und
bleichresistente Pigmentstoffe aus den so gekochten
Tabakstengeln entfernt werden, indem diese intensiv gebleicht
werden.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zellstoffs zur
Herstellung von Zigarettenpapier, wobei der Zellstoff auf
65°SR und auf eine Faserlänge von unter 8% Restbestand auf
einem Sieb 16 ausgemahlen wird, und eine Imprägnierung mit
einer wäßrigen Lösung eines Natriumazetatsalzes vorgenommen
wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der Verwendung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist die Ver
wendung der Tabakpflanze selbst und insbesondere der
Stengel der Tabakpflanze als faserbringende Pflanze für
das Zigarettenpapier. Im Gegensatz zu dem aus der DE-OS
15 46 300 beschriebenen Verfahren wird bei der vorliegen
den Erfindung aus den Stengeln der Tabakpflanze Zellstoff
bzw. Zigarettenpapier und nicht ein Tabakformkörper bzw.
eine Tabakfolie hergestellt. Weiterhin werden bei der Er
findung auch keine Tabakblätter bzw. deren Abfall zu
Tabakpapier verarbeitet. Es werden nämlich erfindungsge
mäß die Reste der Tabakpflanzen, die nach der Ernte auf
den Feldern zurückbleiben, für die Herstellung des ge
bleichten Zellstoffes eingesetzt, aus dem dann das
Zigarettenpapier gewonnen wird.
Bei der vorliegenden Erfindung verliert durch den Koch
prozeß die Tabakpflanze ihre ursprünglichen Eigenschaften,
so daß sie als Faserrohmaterial für die Herstellung des
Zellstoffes dienen kann. Dieser Kochprozeß ist von der
mechanischen Bearbeitung verschieden, wie diese bei
spielsweise in der DE-PS 1 96 789 beschrieben ist. Ohne
den angegebenen Kochprozeß ist es nicht möglich, aus der
Tabakpflanze und insbesondere deren Stengel, die nach der
Ernte auf den Feldern verbleiben, Zellstoff bzw. Zigaretten
papier zu fertigen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß seit etwa 50 Jahren ver
sucht wird, auf dem Feld nach der Ernte verbleibende
Stengel der Tabakpflanze zu Papierstoff zu verarbeiten.
Erfolge sind bisher aber nicht bekannt geworden, da alle
Versuche nur zu einem Papierstoff ohne papierbildenden
Eigenschaften führten, so daß das schließlich gefertigten
Papier zu spröde und brüchig war.
Durch die Erfindung wird so erstmals ein Weg eröffnet,
wie die auf dem Feld nach der Ernte zurückbleibenden
Reste der Tabakpflanzen, nämlich deren Stengel,
in vorteilhafter- und gewinnbringender Weise zu einem
Zigarettenpapier verarbeitet werden können, das in seinen
Eigenschaften möglichst eng an den Tabak der Zigarette
angepaßt ist.
Durch zahlreiche Versuche hat sich gezeigt, daß speziell
der aus dem Stengel gewonnene Zellstoff für die Her
stellung von Zigarettenpapier eingesetzt werden kann.
Eine biologische Bearbeitung der Tabakpflanze ist während
deren Verarbeitung zu Zellstoff nicht notwendig, da bio
logisch nicht abgebaute Tabakpflanzen in zahlreichen Ver
suchen bessere Ergebnisse geliefert haben.
Die Reste der Tabakpflanze, also die Stengel,
können in feuchtem Zustand mit einem Wassergehalt von bis
zu 88% oder in einem schonend getrockneten Zustand mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
Von Bedeutung an dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Her
stellung des Zellstoffes aus der Tabakpflanze sind die
relativ niedrigen Kochtemperaturen von etwa 150°C und auch
die geringe Chemikalien-Konzentration mit NaOH (7,5 Gew.-%),
Na₂SO₃ (5,5 Gew.-%) und organischen Additiven (0,1 Gew.-%).
Das Schneiden der Pflanzenteile bzw. Stengel auf eine
Länge von 2-8 und insbesondere 4 cm erfolgt zur Be
schleunigung des eigentlichen Kochprozesses und des an
schließenden Imprägnationsprozesses.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs
beispieles näher erläutert.
Stengel der Tabakpflanze, die auf eine Länge von 2-8 cm
und insbesondere 4 cm geschnitten sind, werden mit
7,5 Gew.-% NaOH, 5,5 Gew.-% Na₂SO₃ und 0,1 Gew.-% or
ganischen Additiven versetzt und anschließend gefeuchtet,
um ein Hydromodul im Verhältnis 1 : 4,5 zu erhalten. Es
schließt sich eine Imprägnation während etwa 3 Stunden
und ein Kochen bei einer Temperatur von 150°C während
einer Zeitdauer von etwa 8 Stunden an.
Die so gekochte Tabakpflanze enthält neben mechanischen
Verunreinigungen noch bleichresistente Pigmentstoffe, die
beide durch intensives Bleichen entfernt werden können.
Durch Kochen und Bleichen wird so ein Zellstoff ge
schaffen, der für die Herstellung von Zigarettenpapier
direkt oder im Gemisch mit anderen Zellstoffen geeignet
ist. Dabei hat sich gezeigt, daß beispielsweise 75% des
Zellstoffes aus den Tabakpflanzen-Resten mit 25% anderem
Zellstoff vermischt werden kann. Selbstverständlich ist
es aber auch möglich, nur Zellstoff zu verwenden, der
gemäß dem obigen Verfahren aus den Resten der Tabakpflanze
hergestellt ist.
Bezogen auf das fertige Papier werden sodann beispiels
weise 100% des Zellstoffes aus der Tabakpflanze (oder
beispielsweise 80% dieses Zellstoffes und 20% eines ande
ren Zellstoffes) auf 65°SR und eine Faserlänge unter 8%
Restbestand auf einem Sieb 16 ausgemahlen. Füllstoff in
Form von etwa 28,5% CaCO₃, 1,5% TiO₂, 1,2% NaNO₂ und
organische Hilfsmittel werden vor den Egalisieranlagen der
Papiermaschine zugefügt, und es wird eine Imprägnierung
mit einer wäßrigen Lösung des Natriumacetatsalzes vor
genommen.
Das schließlich so gewonnene Zigarettenpapier, das aus
Tabakpflanzen-Zellstoff hergestellt ist, kann dann auf
normalem Wege in für die Herstellung von zigarettenkonzi
pierten Anlagen weiterverarbeitet werden.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Zellstoff, bei dem als
Ausgangsmaterial die nach der Tabakernte auf den Feldern
zurückbleibenden Stengel der Tabakpflanze verwendet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stengel auf eine Länge von 2 bis 8 cm geschnitten werden, mit etwa 7,5 Gew.-% NaOH, 5,5 Gew.-% Na₂SO₃ und 0,1 Gew.-% organischen Additiven versetzt und zu einem Hydromodul im Verhältnis 1 : 4,5 gefeuchtet werden,
der Hydromodul während ungefähr 3 Stunden imprägniert und dann während ungefähr 8 Stunden bei 150°C gekocht wird, und
mechanische Verunreinigungen und bleichresistente Pigmentstoffe aus den so gekochten Tabakstengeln entfernt werden, indem diese intensiv gebleicht werden.
die Stengel auf eine Länge von 2 bis 8 cm geschnitten werden, mit etwa 7,5 Gew.-% NaOH, 5,5 Gew.-% Na₂SO₃ und 0,1 Gew.-% organischen Additiven versetzt und zu einem Hydromodul im Verhältnis 1 : 4,5 gefeuchtet werden,
der Hydromodul während ungefähr 3 Stunden imprägniert und dann während ungefähr 8 Stunden bei 150°C gekocht wird, und
mechanische Verunreinigungen und bleichresistente Pigmentstoffe aus den so gekochten Tabakstengeln entfernt werden, indem diese intensiv gebleicht werden.
2. Verfahren zur Herstellung von Zellstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stengel auf eine Länge von
etwa 4 cm geschnitten werden.
3. Verwendung des Zellstoffs, der nach dem Verfahren gemäß
Anspruch 1 oder 2 hergestellt ist, zur Herstellung von
Zigarettenpapier, wobei
der Zellstoff auf 65°SR und auf eine Faserlänge von
unter 8% Restbestand auf einem Sieb 16 ausgemahlen wird, und
eine Imprägnierung mit einer wäßrigen Lösung eines
Natriumazetatsalzes vorgenommen wird.
4. Verwendung des Zellstoffs gemäß Anspruch 3, wobei der
ausgemahlene Zellstoff aus der Tabakpflanze bis zu 25% durch
andere Zellstoffe ersetzt wird, bevor die Imprägnierung mit
der wäßrigen Lösung eines Natriumazetatsalzes vorgenommen
wird.
5. Verwendung des Zellstoffs gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei
dem ausgemahlenen Zellstoff - bezogen auf das fertige
Zigarettenpapier - Füllstoffe in Form von etwa 28,5% CaCO₃,
1,5% TiO₂, 1,2% NaNO₂ und organische Hilfsmittel vor den
Egalisieranlagen der Papiermaschine zugesetzt werden.
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- 1987-10-27 DE DE19873736335 patent/DE3736335C2/de not_active Expired - Fee Related
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