[0001] Die Erfindung betrifft schnell oder von selbst erlöschende Cigaretten, deren Tabakstrang
von einer Hülle aus Cigarettenpapier umgeben ist, das Bereiche mit geringerer und
höherer Luftdurchlässigkeit in Form musterartig ausgebildeter, vorzugsweise ringartiger
Zonen aufweist.
[0002] Derartige Cigaretten sind beispielsweise aus der DE-OS 25 59 071 bekannt, wobei das
Cigarettenpapier Zonen geringerer Porosität in einem Bereich bis 100 und Zonen höherer
Porosität in einem Bereich von 150 bis 2000 bei einer durchschnittlichen Porosität
von 50 bis 500 Einheiten haben soll, wobei diese Einheiten in cm³.min⁻¹ je 10 cm²
und bei einem Druck von 10 cm Wassersäule bestimmt wurden. Bei diesen bekannten Cigaretten
soll durch die ringartigen Zonen wechselnder Porosität eine kontrollierte Brenngeschwindigkeit
und/oder eine erhöhte Zugzahl ermöglicht werden.
[0003] Anstelle der Porosität wird nunmehr nach DIN ISO 2965 die Luftdurchlässigkeit P als
Luftmenge in cm³ je Minute, je cm² und je kPa angegeben; sie berechnet sich aus dem
Verhältnis von Volumenstrom an Luft in cm³/min, der das Prüfmuster durchquert, zu
dem Produkt aus Prüffläche des Prüfmusters in cm² und der Druckdifferenz zwischen
den beiden Oberflächen des Prüfmusters in kPa und wurde früher auch als "Coresta-Wert"
angegeben.
[0004] Demnach wird gemäß DE-OS 25 59 071 ein Cigarettenpapier verwendet, dessen Bereiche
geringerer Porosität einem Luftdurchlässigkeitswert von bis zu 10 P und vorzugsweise
5 P entsprechen, während die Bereiche höherer Porosität einen Wert von 15 bis 200
P bei einer Gesamtporosität dieses Cigarettenpapiers von 5 bis 50 P haben. Die Verringerung
der Porosität in den Bereichen geringerer Porosität kann nach dieser Literatur ausgehend
von Papier mit hoher Porosität durch Aufbringung von gelbildenden Mitteln, wie Leim,
Methylcellulose, Gummen oder auch Lacken und Firnissen erzielt werden; es können
auch die dort als gering porös genannten Cigarettenpapiere mit einer Porosität von
etwa 3,6 P elektrostatisch oder durch Druckwalzen oder Markierpressen perforiert
werden, um Zonen höherer Porosität zu erreichen, wobei die Durchschnittsporosität
etwa bei 24 P liegt. Die Glimmgeschwindigkeiten einer dieser bekannten Cigaretten
liegt beispielsweise bei 3,2 mm/min bei einer Zugzahl von 9,7, während die entsprechende
Vergleichscigarette mit üblichem Papier mit einer durchschnittlichen Porosität von
etwa 26 P eine höhere Glimmgeschwindigkeit von 4,2 mm/min und eine niedrigere Zugzahl
von 7,5 aufweist.
[0005] Ferner ist es aus der DE-OS 23 15 613 bekannt, die Porosität des Papiers durch Abschleifen
in seiner Dicke zu vermindern, um die Durchlässigkeit oder Porosität des Papiers zu
erhöhen. Dadurch ist es angeblich möglich, den Geschmack der Cigarette besonders günstig
zu beeinflussen und das Cigarettenpapier nicht durch Perforationen in seiner Struktur
zu schwächen.
[0006] Ferner ist aus der DE-PS 17 61 500 bekannt, verdichtete Bereiche in Form eines gitter-
oder waffelartigen Musters aus, z.B. einem Silikatbrei, vorzusehen und die Kreuzungspunkte
mit einem unbrennbaren Stoff zu verstärken, um insbesondere ein Abfallen der Asche
zu verhindern.
[0007] Ferner ist es aus der US-PS 3 911 932 bekannt, Cigarettenpapiere zu verwenden, deren
Porosität in Richtung auf das Mundstück erhöht ist, um die Rauchzufuhr gleichmäßiger
zu gestalten.
[0008] Alle diese bekannten Vorschläge führen, sofern sie technisch überhaupt realisierbar
sind, zwar zu gewissen Vorteilen, jedoch werden diese auf Kosten anderer erwünschter
Eigenschaften erreicht. Durch die Erhöhung der Porosität mittels elektrostatischer
Perforation wird der Zuggradient, also das Rauchangebot je Zug vom ersten bis zum
letzten Zug nachteilig während des Rauchens vergrößert. Bei einer Verminderung der
Porosität durch Aufbringen von unbrennbaren Stoffen oder Gelatine werden dem Raucher
Pyrolyseprodukte oder unerwünschte Brennstoffe zugeführt.
[0009] Darüber hinaus wird mit allen diesen Vorschlägen nicht erreicht, daß die Glutzone
der Cigarette nach einer vorgegebenen Zeit von allein erlischt.
[0010] Im Hinblick auf die erhebliche Unfallgefahr, die durch abgelegte, weggeworfene oder
beim Einschlafen hinfallende und weiterglimmende Cigaretten besteht, hat man bislang
z.B. gemäß US-PS 4 061 147 vorgeschlagen, in einem Cigarettenpapier mehrere gesonderte
Abschnitte aus nicht-brennbarem Material vorzusehen, wie beispielsweise Aluminiumfolien,
die bereichsweise an einer Sollbruchstelle abgerissen werden können. Abgesehen davon,
daß die Herstellung derartiger Cigaretten mit abreißbaren Aluminiumfolien auf einer
Papiergrundlage überaus aufwendig ist, haben derartige Cigaretten ein völlig ungenügendes
Zugverhalten und zeigen eine erheblich Qualitätsminderung.
[0011] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Cigarette vorzuschlagen, deren Glutzone
nach einer Glimmzeit ohne Zug von weniger als etwa 210 Sekunden oder nach einem Abglimmen
von weniger als 6 mm von selbst erlischt. Ferner soll auch die Cigarette einen geringeren
Nebenstromrauch erhalten, wobei ferner das Gesamtverhalten der Cigarette hinsichtlich
der Zugzahl und der Glimmgeschwindigkeit von Charge zu Charge gleichbleibend und in
allen anderen Eigenschaften üblichen Cigaretten entsprechen soll und letztlich die
Qualität des in den Mund gelangenden Tabakaromas nicht beeinträchtigt werden soll.
[0012] Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher eine Cigarette mit einem Cigarettenpapier der
eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, das gemäß Hauptanspruch ausgebildet ist, wobei
bevorzugte Ausführungsformen in den Unteransprüchen aufgeführt sind.
[0013] Die überraschende Erfüllung der aufgabengemäßen Anforderungen beruht auf der Erkenntnis,
daß zwei Kriterien für die Charakterisierung von üblichen Cigarettenpapieren und für
die damit gefertigten Cigaretten wesentlich sind, nämlich einmal die Porosität bzw.
Luftdurchlässigkeit und zum anderen die Glimmgeschwindigkeit bzw. Glimmzeit. Die Porosität
bestimmt den Ventilationsgrad, die Papier-Glimmgeschwindigkeit und die Schnelligkeit
des Abglimmens der Cigarette sowie unter der Voraussetzung genormter Abrauchbedingungen
die Verbrennungsrate und damit die Zugzahl. Die Porosität bezieht sich ausschließlich
auf das Papier, während bei der Glimmgeschwin digkeit zwischen Papier- und Cigaretten-Glimmgeschwindigkeit
unterschieden werden muß.
[0014] Bei herkömmlichen Cigarettenpapieren gleicher Grundpapiereigenschaften bestehen
proportionale, aber nicht lineare Abhängigkeiten. Bei steigender Porosität steigt
auch die Glimmgeschwindigkeit, während sie bei fallender Porosität sinkt. Eine Abnahme
der Glimmgeschwindigkeit ist identisch mit einer Zunahme der Glimmzeit. Im Extremfall
würde ein übliches Papier mit der Porosität Null nicht mehr glimmfähig sein und die
Cigarette würde direkt nach dem Anzünden verlöschen.
[0015] Durch das mehrfache Batonnieren wird die Porosität in den batonnierten Bereichen
auf nahezu Null gebracht, während die Gesamtporosität des bereichsweise batonnierten
Cigarettenpapiers unter 4 P liegt. Diese Gesamtporosität liegt erheblich unter den
Mindestwerten üblichen Cigarettenpapiers und unter denen der bevorzugten als gering
durchlässig bezeichneten ringartigen Bereiche gemäß Stand der Technik, die als untere
Grenze bezüglich ihrer gerade noch hinreichenden Glimmgeschwindigkeit zwecks Aufrechterhaltung
einer konsumentengerechten Abrauchbarkeit angesehen wurde. Das Batonnieren kann auf
der einen oder auf der anderen Seite des Papiers, oder beidseitig erfolgen.
[0016] Wenngleich die durch das Batonnieren verdichteten Zonen vorzugsweise ringartig ausgebildet
sind, ist die Ausbildung von Prägezonen längs zur Cigarettenachse, insbesondere bei
linienförmigen Prägezonen wegen der Aussteuerung der mehrfach zu batonnierenden diskreten
Zonen technologisch einfacher zu handhaben, da beim mehrfachen Batonnieren quer zur
Laufrichtung des Cigarettenpapiers die Möglichkeit besteht, daß die Prägewalzen nicht
exakt den vorher geprägten gleichen diskreten Bezirk treffen. Man erhält dann bei
der Cigarette allerdings statt einer diskontinuierlichen Glimmgeschwindig keit beim
quer batonnierten Cigarettenpapier eine kontinuierliche Glimmgeschwindigkeit bei
einem längs batonnierten Cigarettenpapier. Dieses läßt sich allerdings durch Batonnierungsmuster
in Zick-Zack- oder Wellenform wieder ausgleichen. Der Vorteil einer in Längsrichtung
erfolgenden Batonnierung ist die Vermeidung einer Ausbildung von sogenannten Glimmbrücken,
wobei allerdings eine Unregelmäßigkeit der Abbrandzone in Kauf genommen werden muß,
die allerdings nur optisch stört.
[0017] Besonders überraschend ist die Konstanz der Glimmgeschwindigkeit des erfindungsgemäß
batonnierten Cigarettenpapieres im unteren Porositätsbereich. Im allgemeinen steigt
bei üblichem Cigarettenpapier die Glimmgeschwindigkeit mit zunehmender Porosität,
jedoch entspricht der Anstieg im Bereich von Luftdurchlässigkeitswerten bis 5 P einer
sehr steilen Kurve, die erst bei höheren P-Werten in eine proportional ansteigende
Gerade übergeht. Da bei üblichem Cigarettenpapier mit geringer Luftdurchlässigkeit
diese Werte von Charge zu Charge schwanken, beeinflussen bereits geringe Änderungen
von 1/10 P die Glimmgeschwindigkeit erheblich. Geht man dagegen, wie es bei der erfindungsgemäßen
Cigarette der Fall ist, von einem Cigarettenpapier mit Luftdurchlässigkeitswerten
von 15 P aus, die durch Batonnieren unter 4 P verringert sind, spielen die geringen
herstellungsbedingten Änderungen der P-Werte praktisch keine Rolle.
[0018] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Cigaretten besteht darin, daß eine Steuerung
der Cigaretteneigenschaften ohne Zusätze zum Tabak oder zur Umhüllung erreicht wird.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Cigarettenpapiers mit Verdichtungszonen
in den Herstellungsprozeß des Papiers und der Cigarette mit einbezogen werden, so
daß diese Maßnahme zur Steuerung von Cigaretteneigenschaften äußerst kostengünstig
durchführbar ist.
[0019] Das Batonnieren von Cigarettenpapier ist an sich bekannt und z.B. in der "Tobacco
Encyclopedia" von E. Voges (1984) erwähnt; es erfolgt durch Prägung des Papiers auf
Filigrankalander. Hierbei wird das Papier zwischen einer Prägewalze und einer nachgiebigeren
oder elastischen Hartpapierwalze geführt, wobei an den geprägten Stellen das trockene
oder halbtrockene Papier verdichtet wird. Durch diese Prägung werden Firmen- oder
Monopolzeichen eingeprägt, wobei an den geprägten Stellen das Papier dichter ist und
das eingeprägte Zeichen in der Aufsicht an der Cigarette dunkel auf hellem Grund
erscheint und in der Durchsicht des Papieres hell auf weißem Grund aussieht und den
Eindruck eines imitierten Wasserzeichens ergibt. Die Intensität der Batonnierung kann
durch Einstellung der absoluten Papierfeuchte in einem Bereich von etwa 1 bis 10%,
durch den aufgewandten Druck von etwa 5 bis 3000 Newton/cm und bei verschiedenen Temperaturen
im Bereich von Zimmertemperatur bis zu 95°C beeinflußt werden.
[0020] Beim Batonnieren des Cigarettenpapieres kann man beispielsweise einen Prägekalander
verwenden, der aus einer oberen Andruckwalze, einen darunter angeordneten Gegendruckwalze
und einer unter dieser liegenden Prägewalze, einer darunter befindlichen unteren Gegendruckwalze
und einer starr angeordneten unteren Andruckwalze besteht. Die Andruckwalzen sind
meist Stahlwalzen mit einem Durchmesser von 32,0 cm und einer Arbeitsbreite von 119
cm, während die mit der Prägewalze in Eingriff gelangenden Gegendruckwalzen mit Papier
belegte Walzen mit einem Durchmesser von 27,0 cm und einer Arbeitsbreite von 119 cm
sind. Die Prägewalze selbst ist eine gravierte Stahlwalze mit einem Durchmesser von
beispielsweise 19,4 cm und einer Arbeitsbreite von 118 cm auf deren Umfang ringförmig
angeordnete erhabene Stege vorgesehen sind, die je nach der gewünschten Batonnierung
beispielsweise eine Einzelbreite von 0,05 cm und einen Abstand von 0,05 cm haben,
die aber auch von Steg zu Steg dadurch eine verschiedene Prägung bewirken können,
wenn die Stege breiter oder höher ausgebildet sind. Im allgemeinen wird das Cigarettenpapier
über eine Abwickelvorrichtung in einer Arbeitsbreite von 100 cm in der Preßspalt zwischen
Prägewalze und unterer Gegendruckwalze eingezogen, wobei über Seitenregulierung und
Papierleitwalzen der Bahnlauf kontinuierlich gesteuert und das Papier nach dem Batonnieren
gegebenenfalls mit einer zwischengeschalteten Breitstreckeinrichtung aufgewickelt
wird. Die Aufwicklung erfolgt meist mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 200 m/min,
wobei der Antrieb der Walzenkombination synchronisiert ist. Besonders gute Ergebnisse
werden bei Arbeitstemperaturen zwischen 30 bis 50°C und einer Papierfeuchte von 5
bis 7 % absolut erzielt.
[0021] Das Batonnieren des Cigarettenpapieres kann auch bei der Herstellung der Cigarette
selbst erfolgen und wird dann außerhalb oder direkt in der Cigarettenmaschine vorgenommen,
wobei die Prägekalander eine sehr viel geringere Arbeitsbreite entsprechend dem fertig
zugeschnittenen Cigarettenpapier haben und demzufolge auch kleiner sind und eine geringere
Arbeitsbreite entsprechend dem fertig zugeschnittenen Cigarettenpapier haben und mit
geringeren Arbeitsdrucken auskommen. In diesem Falle liegt die ZonenBatonnierungszusatzvorrichtung
beispielsweise zwischen Cigarettenpapier-Bobine und dem Formatfinger einer üblichen
Cigarettenmaschine, so daß Taktzeiten bzw. Einsteuerungen des entsprechend zu batonnierenden
Cigarettenpapiers einfacher durchgeführt werden können. Man kann auch das Stempelwerk
der Cigarettenmaschine mit der Batonnierungszusatzvorrichtung direkt bzw. synchron
koppeln.
Beispiel
[0022] Es wurden Cigaretten mit einem Cigarettenpapier mit einer Ausgangsluftdurchlässigkeit
von etwa 2,5 P (Tabelle A) und von etwa 6,6 P (Tabelle B) durch mehrfaches Batonnieren
auf eine niedrige Gesamtluftdurchlässigkeit eingestellt. Das Cigarettenpapier hatte
einen Gesamtfasergehalt von etwa 66% und einen Füllstoffgehalt von etwa 34%, der im
wesentlichen aus Calciumcarbonat und einem geringen Anteil Titanoxid bestand. Als
Glimmsalz wurde Natriumacetat zugesetzt. Hinsichtlich des Flächengewichtes von 25,0
g/m² und einer Dicke von etwa 35 µm, einem Glimmsalzgehalt von 0,7% und einem Aschegehalt
von etwa 18% entsprach dieses Cigarettenpapier den üblichen Spezifikationen.
[0023] Dieses Cigarettenpapier wurde quer zur Laufrichtung in Zonen von 0,4 mm Breite mit
jeweils einem Abstand von 1 mm batonniert.
[0024] Die folgenden Tabellen zeigen in Abhängigkeit von dem mehrmaligem Batonnieren den
Abfall der Luftdurchlässigkeit, die Selbsterlöschung als Glimmzeit in mm und in Sekunden
jeweils ohne Zug, sowie die durchschnittliche Zugzahl bei zwei verschiedenen Cigarettenpapieren:
[0025] In der Tabelle A konnte die Glimmzeit in Sekunden je 50 mm Länge der Cigarette nicht
bestimmt werden, weil die Cigarette bereits nach 27 mm bei unbatonniertem Papier und
sogar nach 6 bis 1,5 mm bei batonniertem Papier erlosch. Bei den Werten der Tabelle
B konnten dagegen diese Glimmzeiten bis zum zweiten Batonnieren gemessen werden; erst
nach dem dritten Batonnieren konnten die äquivalenten Parameter, nämlich das Erlöschen
in mm und Sekunden gemessen werden.

[0026] Die obigen Werte zeigen bei Tabelle A deutlich eine verhältnismäßig konstante Abnahme
der Luftdurchlässigkeit mit Anzahl der Batonnierungsvorgänge, eine erhebliche Zunahme
der Glimmzeit entsprechend der Zahl der Batonnierungsvorgänge und überraschenderweise
trotz üblicher Streuung bei handgefertigter Cigaretten eine nicht unterscheidbare
Zugzahl. Der angestrebte selbstlöschende Effekt innerhalb von etwa 210 Sekunden
wird hier schon nach zweimaligem Batonnieren erreicht.
[0027] Die Werte in Tabelle B zeigen ebenfalls eine deutliche Abnahme der Luftdurchlässigkeit
entsprechend der Zahl der Batonnierungsschritte, sowie einen deutlichen Anstieg in
der Glimmzeit der Cigarette bis zu dem selbstlöschenden Effekt nach dem dritten Batonnierungsschritt
bei einer ebenfalls sehr konstanten Zugzahl.
1. Schnell oder von selbst erlöschende Cigarette, deren Tabakstrang von einer Hülle
aus Cigarettenpapier umgeben ist, das Bereiche mit geringerer und höherer Luftdurchlässigkeit
in Form musterartig ausgebildeter Zonen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Cigarettenpapier durch ein- oder mehrmaliges Batonnieren der jeweiligen
musterartig ausgebildeten Zonen von einer Ausgangsluftdurchlässigkeit von weniger
als 15 P (nach DIN ISO 2965) auf eine mittlere Gesamtluftdurchlässigkeit unter 4 P
eingestellt worden ist.
2. Cigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cigarettenpapier von einer Ausgangsluftdurchlässigkeit von 2 bis 5 P durch
das Batonnieren auf eine mittlere Gesamtluftdurchlässigkeit von weniger als 2 P eingestellt
worden ist.
3. Cigarette nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Batonnieren verdichteten Zonen ringartig ausgebildet sind.
4. Cigarette nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Batonnieren verdichteten ringartigen Zonen etwa 0,1 bis 8 mm breit
sind und einen Abstand von 0,1 bis 5 mm aufweisen.
5. Cigarette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichteten ringartigen Zonen etwa 0,3 bis 0,5 mm breit sind und einen
Abstand von 1 mm haben.
6. Cigarette nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Prägebreiten als auch die Abstände dieser batonnierten ringartigen
Zonen auf einer Cigarette verschieden groß sind.
7. Cigarette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägebreiten bei gleichen Abständen zum Filter abnehmen.
8. Cigarette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichen Prägebreiten die Abstände zum Filter zunehmen.
9. Cigarette nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägezonen in gegebenenfalls unterbrochener Linien-, Wellen-, Rauten- oder
Zick-Zackform ausgebildet sind.
10. Cigarette nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägezonen in gegebenenfalls unterbrochener Linien-, Wellen-, Rauten- oder
Zick-Zackform längs zur Cigarettenachse ausgebildet sind.
11. Cigarette nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägezonen durch beidseitiges Batonnieren des Cigarettenpapier erzeugt worden
sind.
12. Cigarette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Prägezonen frei wählbar ist und auch eins sein kann.