DE102004050960B4

DE102004050960B4 - Rauchwarenumhüllungsmaterial mit verbesserten Kohlenmonoxidreduzierungseigenschaften

Info

Publication number: DE102004050960B4
Application number: DE102004050960A
Authority: DE
Inventors: Thomas Fritzsching
Original assignee: Glatz Feinpapiere Julius Glatz GmbH
Current assignee: Glatz Feinpapiere Julius Glatz GmbH
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: WO2006042817A2; DE102004050960A1; WO2006042817A3; ES2303691T3; DE502005004048D1; US20090044819A1; EP1809128B1; ATE394039T1; EP1809128A2

Abstract

Rauchwarenumhüllungsmaterial, das als Füllstoff Calciumcarbonate unterschiedlicher Teilchengröße enthält, wobei eines der Calciumcarbonate eine Teilchengröße von 0,1 bis 2 μm aufweist und in einer Menge von 70–95%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Calciumcarbonatfüllstoffen, enthalten ist und ein anderes Calciumcarbonat eine Teilchengröße von 3,5–10 μm aufweist und in einer Menge von 5–30%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Calciumcarbonatfüllstoffen, enthalten ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Rauchwarenumhüllungsmaterial, das bei Rauchwaren, z. B. Zigaretten, das Kohlenmonoxid als Bestandteil von Rauchinhaltsstoffen reduziert, ohne dass die Luftdurchlässigkeit des Rauchwarenumhüllungspapiers im unverbrannten Zustand verändert wird.
Auf dem einschlägigen Fachgebiet ist es bekannt, dass durch Erhöhung der Luftdurchlässigkeit des Rauchwarenumhüllungspapiers oder durch Veränderung des Anteiles von organischen (z. B. Zellulose) und anorganischen Substanzen (z. B. Füllstoff, vorzugsweise Calciumcarbonat) im Rauchwarenumhüllungsmaterial (vgl. beispielsweise CA 2065788 C oder durch Reduzierung der Masse des Rauchwarenumhüllungsmaterials (vgl. beispielsweise WO 03/034846 A1 oder durch Einsatz von Katalysatoren eine Reduzierung des Kohlenmonoxid (CO) als Bestandteil der Rauchinhaltsstoffe erreicht werden kann.
Die bekannten Erfindungen und Anwendungen zielen direkt oder indirekt auf eine Veränderung der Luftdurchlässigkeit des Rauchwarenumhüllungsmaterials ab, wodurch in nur wenig veränderten Verhältnissen alle Rauchinhaltsstoffe reduziert und die Zugzahl der Rauchwaren verändert werden.
Häufig erzielen diese Lösungen jedoch nur eine geringe Reduzierung des Kohlenmonoxidgehalts oder das Verhältnis der Rauchinhaltsstoffe, insbesondere das durch gesetzliche Regulierungsmaßnahmen interessierende Verhältnis von CO und Trockenkondensat, wird nur unwesentlich beeinflußt.
Ferner verändern die im Stand der Technik eingesetzten Katalysatoren zur Reduzierung von CO das Aussehender Rauchwarenumhüllungspapiere oder entsprechen nicht gesetzlichen Regelungen.
Die EP 0 842 615 A1 beschreibt ein Verfahren zur Einstellung und Steuerung der Permeabilität eines Zigarettenumhüllungspapiers, das die folgenden Stufen umfaßt:

1) Zugeben von mindestens zwei Füllstoffen unterschiedlicher Größe zu einem Zigarettenumhüllungspapier; und
2) Selektives Erhöhen oder Senken der anteiligen Menge des Füllstoffs größerer Teilchengröße, bezogen auf die Menge des Füllstoffs kleinerer Teilchengröße, um die Permeabilität des Zigarettenumhüllungspapiers zu erhöhen bzw. zu senken.

Die JP 2000 157 245 A beschreibt ein Zigarettenpapier, das 15–50 Gew.-% eines gefällten Calciumcarbonats mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5–0,6 μm und 15–85 Gew.-% eines spindelförmigen Calciumcarbonats mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 3–4 μm enthält.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es somit, die oben geschilderten Probleme zu überwinden und ein Rauchwarenumhüllungsmaterial bereitzustellen, das bei unveränderter Luftdurchlässigkeit eine Reduzierung des Kohlenmonoxidgehaltes der Rauchinhaltsstoffe ermöglicht.
Überraschenderweise haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass die obige Aufgabe durch ein Rauchwarenumhüllungsmaterial gelöst wird, das als Füllstoff zwei in der Teilchengröße und Menge unterschiedliche Calciumcarbonate beinhaltet.
Gegenstand eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist somit ein Rauchwarenumhüllungsmaterial, das als Füllstoff Calciumcarbonate unterschiedlicher Teilchengröße enthält, wobei eines der Calciumcarbonate eine Teilchengröße von 0,1 bis 2 μm aufweist und in einer Menge von 70–95%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Calciumcarbonatfüllstoffen, enthalten ist und ein anderes Calciumcarbonat eine Teilchengröße von 3,5–10 μm aufweist und in einer Menge von 5–30%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Calciumcarbonatfüllstoffen, enthalten ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Rauchwarenumhüllungsmaterial um ein Zigarettenpapier.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Gesamtfüllstoffgehalt des erfindungsgemäßen Rauchwarenumhüllungsmaterials 10–50%, vorzugsweise 25 bis 40%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rauchwarenumhüllungsmaterials.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Calciumcarbonaten handelt es sich um ein Calciumcarbonat einer Teilchengröße von 0,1 bis 2,0 μm, vorzugsweise 0,3 bis 1 μm, das in einer Menge von 70–95%, bezogen auf die Gesamtmenge der Füllstoffe, enthalten ist, sowie um ein zweites Calciumcarbonat einer Teilchengröße von 3,5–10 μm, vorzugsweise 4 bis 6 μm, das in einer Menge von 5–30%, bezogen auf die Gesamtmenge der Füllstoffe, enthalten ist.
Des weiteren können dem erfindungsgemäßen Rauchwarenumhüllungsmaterial optional weitere Füllstoffe wie Calciumcarbonat einer anderen Teilchengröße, Titandioxid, Magnesiumoxid, Talkum oder Kaolin zugesetzt werden.
Die Differenzierung der Teilchengröße des Calciumcarbonates bewirkt beim Verbrennungsprozess des Rauchwarenumhüllungsmaterials in Kombination mit einer daraus gefertigten Rauchware, vorzugsweise Zigarette, die Bildung eines äußeren Ascheschlauches, der eine in besonderer Weise poröse Struktur aufzeigt.
Die poröse Struktur des verglimmten Rauchwarenumhüllungspapiers wird im wesentlichen durch die erfindungsgemäße Kombination von zwei in der Teilchengröße und Menge unterschiedlichen Calciumcarbonate und die Gesamtmenge des Calciumcarbonates und nur unwesentlich durch die Höhe der Luftdurchlässigkeit des Rauchwarenumhüllungsmaterials bestimmt.
Ferner kann das erfindungsgemäße Rauchwarenumhüllungsmaterial optional eine die Brenngeschwindigkeit verzögernde Substanz und/oder eine die Brenngeschwindigkeit beschleunigende Substanz enthalten.
Als die Brenngeschwindigkeit verzögernde Substanz läßt sich erfindungsgemäß Dinatriumhydrogenphosphat nennen.
Als die Brenngeschwindigkeit beschleunigende Substanz lassen sich erfindungsgemäß Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, wie Natrium-, Kalium- und Magnesiumsalze, oder Carbonsäuresalze, wie Essigsäure-, Citronensäure-, Äpfelsäure-, Milchsäure- und Weinsäuresalze, insbesondere Citronensäuresalze, einsetzen.
Die Anteile der jeweiligen Bestandteile in dem erfindungsgemäßen Rauchwarenumhüllungsmaterial betragen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Rauchwarenumhüllungsmaterials, üblicherweise – falls vorhanden – 0–6%, vorzugsweise 0–3% die Brenngeschwindigkeit verzögernde und/oder beschleunigende Substanz.
Das erfindungsgemäß einzusetzende Basisumhüllungsmaterial für das Rauchwarenumhüllungsmaterial besteht üblicherweise aus Cellulosefasern, die beispielsweise aus Flachs, Weichholz oder Hartholz erhalten werden. Um die Eigenschaften des Basisumhüllungsmaterials – falls gewünscht – zu verändern, können auch verschiedene Gemische von Cellulosefasern als Basisumhüllungsmaterial verwendet werden.
Die Flächenmasse des erfindungsgemäß eingesetzten Rauchwarenumhüllungsmaterials beträgt üblicherweise 15 bis 60 g/m², vorzugsweise 18 bis 40 g/m².
Gegenstand eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Rauchwarenartikel, der einen Tabakstrang, ein Rauchwarenumhüllungsmaterial, dessen Füllstoff zwei in der Teilchengröße und Menge unterschiedliche Calciumcarbonate mit einerseits 0,1–2 μm Teilchengröße und 51–99% Anteil und andererseits 3,5–10 μm Teilchengröße und 1–49% Anteil enthält, und gegebenenfalls einen Filter umfasst.
Die Teilchengröße des erfindungsgemäß eingesetzten Calciumcarbonats wurde mittels eines Sedigraphen bestimmt.
Beispiel 1:
Ein glimmfähiges Zigarettenpapier Cigla 60 (Luftdurchlässigkeit 60 CU, Glimmsalz Natriumacetat, 33% Füllstoffgehalt, 25 g/m², Julius Glatz GmbH, Neidenfels) wurde hergestellt. Der Füllstoff setzt sich aus 80% Precarb 720 (mittlere Teilchengröße 0,5 μm gemäß Sedigraph-Messung, Schaefer Kalk, Dietz) und 20% Precarb 160 G (mittlere Teilchengröße 4,2 μm gemäß Sedigraph-Messung, Schaefer Kalk, Dietz) zusammen.
Testzigaretten, wobei obiges Zigarettenpapier als Umhüllungsmaterial verwendet wird, wurden hergestellt mit folgenden Merkmalen:
Durchmesser 7,8 mm, Gesamtlange 84 mm, Stranglange 59 mm. Gesamtzugwiderstand 129 mmWs.
Die ermittelten Rauchinhaltsstoffe betrugen:

Trockenkondensat 6,6 mg/cig
Kohlenmonoxid 6.7 mg/cig
Kohlenmonoxid/Trockenkondensat 1,02

Beispiel 2:
Ein glimmfähiges Zigarettenpapier Cigla 60 (Luftdurchlässigkeit 60 CU, Glimmsalz Kaliumcitrat, 29% Füllstoffgehalt, 25 g/m², Julius Glatz GmbH, Neidenfels) wurde hergestellt. Der Füllstoff setzt sich aus 80% Precarb 720 (mittlere Teilchengröße 0,5 μm gemäß Sedigraph-Messung, Schaefer Kalk, Dietz) und 20% Precarb 160 G (mittlere Teilchengröße 4,2 μm gemäß Sedigraph-Messung, Schaefer Kalk, Dietz) zusammen.
Testzigaretten, wobei obiges Zigarettenpapier als Umhüllungsmaterial verwendet wird, wurden hergestellt mit folgenden Merkmalen:
Durchmesser 7,8 mm, Gesamtlänge 84 mm, Stranglänge 59 mm, Gesamtzugwiderstand 130 mmWs.
Die ermittelten Rauchinhaltsstoffe betrugen:

Trockenkondensat 6,3 mg/cig
Kohlenmonoxid 6.6 mg/cig
Kohlenmonoxid/Trockenkondensat 1,05

Vergleichsbeispiel:
Ein glimmfähiges Zigarettenpapier Cigla 60 (Luftdurchlässigkeit 60 CU, Glimmsalz Natriumacetat, 33% Füllstoffgehalt, 25 g/m², Julius Glatz GmbH, Neidenfels) wurde hergestellt. Der Füllstoff setzt sich aus 100% Precarb 122VP (mittlere Teilchengröße 1,6 μm gemäß Sedigraph-Messung, Schaefer Kalk. Dietz) zusammen.
Testzigaretten, wobei obiges Zigarettenpapier als Umhüllungsmaterial verwendet wird. wurden hergestellt mit folgenden Merkmalen:
Durchmesser 7,8 mm. Gesamtlänge 84 mm. Stranglange 59 mm, Gesamtzugwiderstand 129 mmWs.
Die ermittelten Rauchinhaltsstoffe betrugen:

Trockenkondensat 7.0 mg/cig
Kohlenmonoxid 8.2 mg/cig
Kohlenmonoxid/Trockenkondensat 1,17

Bei unveränderter Luftdurchlässigkeit und weiteren identischen Merkmalen des Zigarettenpapiers im Beispiel 1 und 2 und Vergleichsbeispiel einerseits und identischer Testzigarettenkonstruktion andererseits wurde der Kohlenmonoxidanteil im Rauchgas mit der erfindungsgemäßen Prüflinge um mehr als 15% reduziert und des weiteren das Verhältnis von Kohlenmonoxid zu Trockenkondensat in eine gewünschte Richtung verändert.

Claims

Rauchwarenumhüllungsmaterial, das als Füllstoff Calciumcarbonate unterschiedlicher Teilchengröße enthält, wobei eines der Calciumcarbonate eine Teilchengröße von 0,1 bis 2 μm aufweist und in einer Menge von 70–95%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Calciumcarbonatfüllstoffen, enthalten ist und ein anderes Calciumcarbonat eine Teilchengröße von 3,5–10 μm aufweist und in einer Menge von 5–30%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Calciumcarbonatfüllstoffen, enthalten ist.
Rauchwarenumhüllungsmaterial nach Anspruch 1, bei dem es sich um ein Zigarettenpapier handelt.
Rauchwarenumhüllungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei das eine der Calciumcarbonate eine Teilchengröße von 0,3 bis 1 μm aufweist und in einer Menge von 70–95%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Calciumcarbonatfüllstoffen, enthalten ist und das andere Calciumcarbonat eine Teilchengröße von 4–6 μm aufweist und in einer Menge von 5–30%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Calciumcarbonatfüllstoffen, enthalten ist.
Rauchwarenumhüllungsmaterial nach einem der Ansprüche 1–3, wobei der Gesamtfüllstoffgehalt 10–50%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rauchwarenumhüllungsmaterials, beträgt.
Rauchwarenumhüllungsmaterial nach Anspruch 4, wobei der Gesamtfüllstoffgehalt zwischen 25% und 40% liegt.
Rauchwarenumhüllungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner einen oder mehrere weitere Füllstoffe enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Calciumcarbonat einer unterschiedlichen Teilchengröße, Titandioxid, Magnesiumoxid, Kaolin und/oder Talkum besteht.
Rauchwarenartikel, der einen Tabakstrang, ein Rauchwarenumhüllungsmaterial nach einem der Ansprüche 1–6 und gegebenenfalls einen Filter umfasst.