NO751053L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår røkeblandinger, særlig tobakkerstatninger, i filmform, og en fremgangsmåte til fremstilling derav.

Det er kjent å fremstille røkeblandinger i filmform

ved å føre en pastaaktig vandig masse av ingredienser gjennom en kalander, valsemølle eller en ekstruder. Slike filmer kan være gaufrert eller kruset på en slik måte at deres tilsynelatende tetthet er nedsatt, men dette komprimerer normalt filmen på endel steder og leder til en uensartet struktur.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en røke-blanding i filmform omfattende et bindemiddel og et uorganisk fyllstoff, idet filmen ikke er komprimert og har en overflate som er tett utstyrt med parallelle forhøyninger.

Den andre overflate av filmen kan være plan. I

tillegg dertil kan den ukomprimerte film ha et gaufrert mønster.

Som bindemidler brukes i røkeblandinger ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis vannløselige celluloseetere, særlig karboksymetylcellulose og dens salter, men andre bindemidler kan brukes, f.eks. naturlige harpikser, guar-harpikser, johannesbrødtre-harpikser, stivelser, pektiner, gummi eller polyvinylalkohol. Bindemidlet kan omfatte et plastseringsmiddel, f .eks. glycerol, etylenglykol eller polyetylenglykol.

Om ønsket, kan røkeblandingen inneholde så meget bindemiddel at bindemidlet utgjør stort sett hele det brennbare materiale eller røkdannende brennstoff. Et spesielt brennstoff kan imidlertid også være tilstede, f.eks. karbohydrater, såsom cellulose, modifiserte karbohydrater, karbon eller tobakk.

Uttrykket "modifisert karbohydrat" betegner kjemisk modifiserte karbohydrater og betyr at det opprinnelige karbohydrat har gjennomgått en forandring av kjemisk art.

Modifiserte karbohydrater som er tilstede som røk-dannende brennstoff i røkeblandingene kan fortrinnsvis omfatte varmedekomponerte karbohydrater, særlig varmedekomponert

cellulose fremstilt f.eks. som beskrevet i britisk patent nr. 1,113.979 ved å utsette karbohydrater for ett katalysert dekomponeringsprosess ved en temperatur på 100-250°C (eller ved høyere temperaturer som beskrevet i britisk patentsøknad nr. 40324/72) inntil vekten av det dekomponerte materiale er lavere enn 90% av tørrvekten av det opprinnelige karbohydrat.

Andre eksempler på modifiserte karbohydrater som kan være tilstede som røkdannende brennstoff i røkeblandingen, er oksydert cellulose (se f.eks. Kenyon o.a. "Industrial and engineering Chemistry, bind 41, side 2 o.f.).

Røkdannende brennstoff i røkeblandingen kan også omfatte et fast kondensat dannet ved syre- eller basekatalysert kondensasjon av en forbindelse med formelen:

(eller en forløper derav), hvor R 1 og R 2som kan være like eller forskjellige, hver representerer et hydrogenatom eller en alkyl-, hydrokasyalkyl- eller formylgruppe. Slike kondensater er beskrevet i britisk patent nr. 1 298 354.

Uorganisk fyllstoff er fortrinnsvis tilstede i stor mengde for å bringe til et minimum dannelsen av skadelige bestanddeler i røken. Røkeblandinger inneholdende store mengder av uorganisk fyllstoff er beskrevet i britiske patenter nr. 1 299 296 og nr. 1 244 441.

I røkeblanding-filmer ifølge oppfinnelsen kan de parallelle forhøyninger vanligvis sees med det blotte øye eller ved hjelp av et svakt forstørrelsesglass. Typiske avstander er ca. 10-30 forhøyninger pr. com for filmer med 0,04 til 0,30 mm tykkelse, idet de foretrukne filmer har avstander på 10 til 20 forhøyninger pr. cm og en tykkelse på 0,06 til 0,10 mm.

Uttrykket "ukomprimert" brukt for filmer av røkeblan-dingen har en generell betydning. Filmene er ikke fullstendig homogene da de nødvendigvis inneholder minst to fysikalske faser, dvs. en bindemiddel-fase og en uorganisk fast fase, med

partikkelformet brennstoff som valgfri tredje fase. Tverrsnitt gjennom filmene sett under mikroskopet viser imidlertid ikke store variasjoner i fordelingen av ingredienser i filmen og

viser ingen komprimering av ingredienser ved bunnen av forhøyninger som kunne føre til betydelige tetthetsvariasjoner i filmen.

Védføyde tegning viser i større målestokk deler av

to røkeblanding-filmer som representerer utførelsesformer av oppfinnelsen.

En første utførelsesform er vist i fig. 1-3.

Fig. 1 er et grunnriss, fig. 2 et snitt og fig. 3

et isometrisk riss.

Som det best kan sees på fig. 2 og 3 har denne film

en plan overflate, mens den andre overflate er forsynt med en rekke av i like avstander liggende parallelle forhøyninger som alle har samme høyde. Sett ovenfra viser derfor filmen en rekke nær hverandre anordnede og i like avstander liggende parallelle linjer på sin overflate.

En annen utførelsesform er vist på fig. 4-6.

Fig. 4 er et grunnriss, fig. 5 et snitt og fig. 6 et

isometrisk riss.

Denne film har en plan overflate, mens den andre overflate er forsynt med parallelle forhøyninger og et diamantmønster. I denne spesielle utførelsesform er forhøyninger (A) dannet av diamantmønstret høyere enn dem som er dannet av de nærmere hverandre liggende parallelle forhøyninger (B), (skjønt dette ikke behøver å være tilfellet). Sett ovenfra viser derfor denne film en hovedsakelig diamantmønstret overflate og mindre tydelig en rekke av nær hverandre liggende og i like avstand anordnede parallelle linjer som løper tvers over diamantmønstret.

Som følge av forhøyninger og de dannede luftrom mellom dem har filmer av røkeblandingen ifølge oppfinnelsen en lavere tilsynelatende tetthet enn tilsvarende filmer med to plane overflater. Med "tilsynelatende tetthet" forstås her tett-heten beregnet fra vekten pr. overflateenhet og tykkelsen av filmen over forhøyningene. Etter at de er revet opp til en

tobakklignende imitasjon, har derfor røkeblandingene en større fylleevné for sigaretter en filmer med plane overflater, dvs. at de har en større evne til å danne sigaretter med standard-fasthet eller grep, med mindre enn den vanlige vekt av materialet. Da filmen er ukomprimert, har den utmerkede forbrennings-egenskaper.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen omfatter fremgangsmåten til fremstilling av en film av røkeblandingen de trekk at man danner en pastaaktig masse som inneholder bindemiddel, uorganisk fyllstoff og vann, hvilken pastakktig masse har en lav fasevinkel, dvs. svarende heller til et viskoelastisk

materiale enn til en viskøs væske, nærmere bestemt en fasevinkel på 2° til 45° når undersøkt under skjærsvingingsbetingelser ved små amplituder under bruk av et Weissenberg-rheogoniometer, og at man mater denne pastaaktige masse til en valsemølle i hvilken suksessive valser arbeider med suksessivt høyere omkretshastigheter, idet disse hastigheter og klaringer mellom valsene blir så inn-stilt at de tilveiebringer en film hvis ene overflate er tett dekket med parallelle forhøyninger.

Når den ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen brukte valsemølle har valser med glatte overflater, er den overflate av filmen som ikke har forhøyninger plan.

Bestemmelsen av fasevinkelen av en pastaaktig masse er en standard metode beskrevet f.eks. i "Testing of materials by means of the rheogoniometer" av K. Weissenberg, publisert av Sangamo Controls Limited av Bognor Regis. Instrumentet er også beskrevet i "Rheology, theory & application" av Frederick R. Eirich, b.II (Academic Press Inc. New Yorkl side 511.

For å gjennomføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen må man innstille klaringene mellom valsene og de relative omkretshastigheter således at det dannes en med forhøyninger forsynt film. Innstillingen er avhengig av visko-elastisiteten, dvs. av fasevinkelen av den pastaaktige masse, som igjen er avhengig av massens bestanddeler, særlig av bindemidlet, og av den vannmengde som den inneholder. Når man bruker som bindemiddel celluloseetere, og særlig karboksymetylcellulose og salter derav, spesielt natrium-karboksymetylcellulose, har pastaaktige masser med en fasevinkel på 2° til 45° vanligvis et' innhold av faste stoffer på ca. 40 til 80 vektprosent. Ved å bruke en tredobbelt valsemølle, f.eks. en fjærbelastet mølle, er det funnet at man ifølge oppfinnelsen kan arbeide med en slik masse når den nominelle klaring mellom valsene er ca. 0,04 mm. Forholdet mellom omkretshastighetene for den første, annen og tredje valse kan da være f.eks. 1:2:4 til 1:4:25. Hvis man ved et første forsøk ikke danner en med forhøyninger forsynt film, er det meget enkelt for operatøren å innstille gapet mellom valsene

og/eller omkretshastighetene således at man oppnår denne effekt. Vanligvis oppstår en film med plane overflater eller en film med utilfredsstillende forhøyninger når klaringene mellom valsene r

er for store, når det er en utilstrekkelig forskjell mellom valsenes omkretshastigheter, eller når den pastaaktige masse har en for høy viskositet for vedkommende klaringer og/eller valsehastigheter.

Antall valser i møllen som brukes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er ikke kritisk. Om ønsket, kan man bruke en enkel valsemølle omfattende to valser, men man oppnår bedre forhøyningseffekter når man bruker en tredobbelt valsemølle eller en 4-valsers mølle, en L-mølle eller Z-mølle. Om ønsket, kan

valsemøllen bære et endeløst bånd rundt endevalsen, idet båndet passerer gjennom spalten mellom denne og nestsiste valse.

Oppfinnelsen kan med fordel brukes for dessuten å danne parallelle forhøyninger under fremstillingen av med for-høyninger forsynte filmer, hvorved man øker eller modifiserer filmens retningsegenskaper eller oppnår nye overflateeffekter. Således kan ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen f.eks. en valse av valsemøllen eller et bånd som passerer mellom valsene bære et overflatemønster som preges i den pastaaktige masse, og samtidig, ved å drive suksessive valser med høyere omkretshastigheter kan man danne nær hverandre liggende parallelle forhøyninger på den ene overflate.

På en slik måte danner man filmer med en kombinasjon av parallelle forhøyninger og et gaufrert mønster. Om ønsket, kan man f.eks. ved å bruke et diamantmønstret bånd danne en film som ligner et vevet maskemateriale og som har meget lav tilsynelatende tetthet på grunn av mellomrom i tillegg til de parallelle

forhøyninger. Slike filmer kan f.eks. ha ved tykkelser på 0,05 til 0,07 mm og en grunnvekt på 35 til 65 g/m 2, tettheter på 0,7 til 0,8 g/cm .

Oppfinnelsen er illustrert, men ikke begrenset, ved hjelp av følgende eksempel, hvor deler og prosenter er vektdeler og vektprosenter.

Eksempel.

Det fremstilles en pastaaktig masse ved å blande følgende ingredienser i en sigma-blad blandemaskin:

Dette materiale har en fasevinkel av 10°-12° når

det undersøkes under de tidligere nevnte standard-betingelser.

Materialet innmates i en tredobbelt valsemølle med nesten kontakt mellom den første og den annen valse og en klaring på ca. 0,04 mm mellom den annen og tredje valse. Arbeidshastig-hetene er som følger:

Når man betrakter filmen som fås fra den tredje valse gjennom et elektronmikroskop, kan man se at den har en ensartet konsistens og har ensartede forhøyninger med en hyppighet på ca. 25 forhøyninger pr. cm. Høyden av hver forhøyning er ca. 0,06 til 0,10 mm og tykkelsen av filmen ved hver renne ca. 0,03 mm. Forhøyningene kan således sees med det blotte øye. Den tilsynelatende tetthet av filmen etter tørring er ca. 0,6 g/cm , og basisvekten er ca. 55 g/m<2>.

Filmer fremstilt på konvensjonell måte av det samme materiale med en tykkelse på ca. 0,08 mm har en plan øvre og nedre overflate og har basisvekter på 85-130 g/m og tettheter på o 0,9-1,4 g/cm 3og er derfor mindre økonomiske på grunn av sin lave fylleevne for standard-sigaretter.

Claims (22)

1. Røkeblanding i filmform omfattende bindemiddel og uorganisk fyllstoff,karakterisert vedat filmen er ukomprimert og har en overflate forsynt med tette parallelle forhøyninger,

2. Røkeblanding som angitt i krav 1,karakterisert vedat den andre overflate av filmen er plan.

3. Røkeblanding som angitt i krav 1 eller 2 i form av en film med en tykkelse på 0,04 til 030 mm,karakterisert vedat de parallelle forhøyninger er i avstander av 10 til 30 forhøyninger pr. cm.

4. Røkeblanding som angitt i krav 1 eller 2 i form av en film med en tykkelse på 0,06 til 0,10 mm,karakterisert vedat de parallelle forhøyninger er i en avstand av 10 til 20 forhøyninger pr. cm.

5. r Røkeblanding som angitt i hvilket som helst av de forangående krav,karakterisert vedat filmen i tillegg har et gaufrert mønster.

6. Røkeblanding som angitt i hvilket som helst av de forangående karv,karakterisert vedat bindemidlet utgjør i det vesentlige hele det forbrennbare materiale.

7. Røkeblanding som angitt i krav 1-5,karakterisert vedat det også er tilstede partikkelformet brennstoff.

8. Røkeblanding som angitt i krav 7,karakterisert vedat det partikkelformede brennstoff er et modifisert karbohydrat.

9. Røkeblanding som angitt i krav 7,karakterisert vedat det partikkelformede brennstoff er varmedekompnert karbohydrat fremstilt ved å utsette et karbohydrat for en katalysert dekomponeringsprosess ved en temperatur på minst 100°C inntil vekten av det dekomponerte materiale er lavere enn 90% av vekten av det opprinnelige karbohydrat.

10 Røkemateriale som angitt i krav 9,karakterisert vedat det partikkelformede brennstoff er varmedekomponert cellulose.

11. Røkemateriale som angitt i hvilket som helst av de forangående krav,karakterisert vedat bindemidlet er karboksymetylcellulose eller et salt derav.

12. Røkemateriale i filmform som beskrevet under hen-visning til fig. 1, 2 og 3.

13. Røkemateriale i filmform som beskrevet under hen-visning til fig. 4, 5 og 6.

14.Fremgangsmåte for fremstilling av en film av røke-blanding,karakterisert vedat man danner en pastaaktig masse inneholdende et bindemiddel, uorganisk fyllstoff og vann, hvilken pastaaktig masse har en lav fasevinkel, og mater denne pastaaktige masse til en valsemølle hvor suksessive valser virker med suksessivt høyere omkretshastigheter, idet disse hastigheter og klaringer mellom valsene innstilles således at man danner en film som har en overflate tett forsynt med parallelle forhøyninger.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 14,karakterisert vedat den pastaaktige masse har en fasevinkel på 2° til 45° når den undersøkes under skjærsvingingsbetingelser som angitt.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 14 eller 15,karakterisert vedat den pastaaktige masse inneholder som bindemiddel karboksymetylcellulose eller et salt derav og har et innhold av fast stoffer på 40 til 80 vektprosent.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 16,karakterisert vedat den utføres i en tredobbelt valsemølle, hvor den nominelle klaring mellom valsene er ca.

0,04 mm.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 17,karakterisert vedat forholdet mellom omkretshastighetene for den første, annen og tredje valse i valsemøllen er fra 1:2: 4 til 1:4:25.

19.Fremgangsmåten som angitt i krav 14 - 18,karakterisert vedat den utføres i en valsemølle som bærer et endeløst bånd rundt endevalsen og gjennom spalten dannet mellom endevalsen og nestsiste valse.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 14 - 19 brukt for å danne i tillegg parallelle forhøyninger under fremstillingen av faufrerte filmer ved hjelp av en valsemølle,karakterisert vedat en valse eller et bånd som passerer mellom valsene, bærer et overflatemønster som blir preget i den pastaaktige masse.

21. Fremgangsmåte for fremstilling av en med forhøyninger forsynt film av røkemateriale i det vesentlige som beskrevet.

22. Filmer av røkeblanding fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge krav 14-21.