DE2251339A1

DE2251339A1 - Neue tabak-komposition, sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2251339A1
Application number: DE2251339A
Authority: DE
Inventors: Otto K Schmidt
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1971-10-22
Filing date: 1972-10-19
Publication date: 1973-04-26
Also published as: GB1346124A; BE790017A; FR2158879A5; JPS4849995A; CA959368A; LU66283A1; IT1048438B; US3821959A; NL7211931A; CH571831A5

Description

Patentanwälte

AMF Incorporated Dip.. Ing. F. Wöiokniann, · ' "

777 Westchester Avenue Dipl. ing.H.Weickmsnn, Dipl.Pnys. Dr.K.Ffncke

White Plains, N.T. 10604 Dipl.Ing.F.A.Weicknisnn, Dip!.C!i3«^.Hüi^e24

V. St.A. 8 München 27, f.iöhlsir. 22 2251339

Neue Tabak-Komposition, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Komposition aus Tabak und einem Adhäsiv sowie'daraus hergestellte Tabakblatt-Materialien, wobei das Adhäsiv aus einem substituierten Galacto-Mann an -Harz besteht.

Im breitesten Sinne betrifft die Erfindung .eine Komposition aus Tabak und substituiertem Galacto-Mannan-Harz. Der Einfachheit halber und zu Illustrationszwecken ist die Erfindung jedoch näher erläutert hinsichtlich ihrer Verwendung in Form von Blattmaterialien, in der die vorteilhaften Eigenschaften am besten zum Ausdruck kommen. .

Bei der Herstellung von Tabakblatt-Materialien wird üblicherweise fein vermahlener Tabak mit wäßrigen Harzlösungen vermischt„ so daß eine pastenähnliche Masse entsteht, welche dann durch übliche Maßnahmen zu einem kontinuierlichen Blatt verarbeitet wird. Vorzugsweise werden als Adhäsive für Tabakblätter natürlich vorkommende Polysaccharide verwendet, wie Robinienbohnen- und Guar-Harz. Diese natürlich vorkommenden Gälacto-Mannan-Harze werden gegenüber Methylcellulose-Harzen bevorzugt. Aus einer Reihe von Gründen werden sie beispielsweise leicht vernetzt, so daß das Tabakblatt feuchtigkeitsresistent wird. Demzufolge kann das Tabakblatt mit einer Feuchtigkeitsresistenz von beträchtlicher Größe versehen werden. Diese Feuchtigkeitsresistenz ist von spezieller Wichtigkeit für Tabakblätter, welche als Umhüllungen für Zigarren verwendet werden sollen, damit das Zigarrenende im Munde des Rauehers nicht zerfällt, sondern die erforderliche Kaubarkeit hat.

Ein weiterer Vorteil der Polysaccharide der Galacto-Mannan-Klasse gegenüber anderen wasserlöslichen Harzen, die von der Cellulose abgeleitet sind, ist ihre inhärente hohe Viskosität und demzufolge die große Stärke der aus solchen Harzen gemachten Filme, insbesondere wenn die Filme entweder aus Robinienbohnen-Harz, Guar-Harz oder Kombinationen derselben hergestellt sind.

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— c —

Darüber hinaus ist durch die Tatsache, daß diese Galacto-Mannane für Lebensmittel zugelassene Additive sind und als solche eine weitverbreitete Anwendung in der Nahrungsmittelherstellung finden, ihre Verwendung als Adhäsive für die Tabakblatt-Herstellung noch erwünschter, denn die Tabak-Produkte sind ja für den menschlichen Gebrauch bestimmt. Dieser ästhetische Wert ist daher ein weiterer Plus-Punkt für die Bevorzugung von Robinienbohnen- und Guar-Harz in der Tabakblatt-Herstellung.

Jedoch sind diese Harze trotz ihrer Vorzüge mit gewissen Eigenschaften behaftet, welche ihre Verwendung in der Technik einschränken. So haben beispielsweise daraus hergestellte wäßrige Adhäsiv-Zubereitungen eine beschränkte Lagerfähigkeit. Außerdem wurde in der Praxis gefunden, daß wäßrige Suspensionen aus Guar- und Robinienbohnen-Harzen ihre Viskosität und dementsprechend ihre Fähigkeit zur Bildung starker Filme verlieren, in welche große Mengen feinverteilten Tabaks eingearbeitet werden können. Dieser Viskositätsverlust wird verursacht durch die Wirkung natürlich vorkommender Enzyme, welche integrale Bestandteile

? Pflanzensamen sind, aus denen die Harze gemacht werden. Aaa kann zwar den Grad der enzymatischen Wirkung dieser natürlich vorkommenden Harze in einem gewissen Ausmaß durch das verwendete Mahlverfahren regulieren, jedoch läßt sich die Spaltung der Molekülketten sowie die daraus resultierende Viskositätsverminderung der wäßrigen Harz-Suspensionen durch inhärente enzymatische Wirkung nioht völlig eliminieren. Außerdem ist die Inaktivierung dieser nativen Harz-Enzyme durch chemische Mittel sehr unerwünscht, da hierdurch Substanzen in das Tabakblatt-Material eingeführt werden, welche aus ästhetischen und/oder Gesundheits-Gründen unerwünscht sind.

Der Verlust an Viskosität und dementsprechend der Verlust der filmbildenden Eigenschaften infolge von enzymatischen Reaktionen beschränkt die brauchbare Lagerfähigkeit unter Produktionsbedingungen auf 5-20 Stunden. Gelegentlich ist die brauchbare Lagerfähigkeit weiter drastisch vermindert durch mikrobielle Verunreinigung, so daß man beträchtliche MaterialVerluste erhält; auch muß die kontinuierliche Tabakblatt-Hersteilung häufig unterbrochen werden, was sehr kostspielig ist.

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Ein Vergleich des Viskositätsprofils von Robinienbohnen-Ears; für Nahrungsmittel zwecke mit dem eines guten technischen Robinienbohnen-JEfarzes zeigt die Zusammenhänge zwischen Reinheit des Harzes und Sol-Stabilität. Wäßrige Harzsuspensionen mit 2 # Feststoffgehalt werden im Laboratorium hergestellt. Man hält diese Lösungen bei Raumtemperatur und bestimmt die Viskosität in Zeitintervallen mit einem Brookfield-Viscometer, Modell RVF (Sphdel-Hr. 4) bei 21-24°C und 20 rpm. Man erhält die folgenden Resultate:

Viskositätsprofil von Robinienbohnen-Lösungen

	O	Alterungszeit/Stunden	-	48
		5 20 24	28
Harz-Typ	3800 1200	Brookfield-Visk. GPS		340 0
LBG 1/11 (für Nahrungsmittel) Techn. LBG	5400 5200 2750 I5OO I3OO 650	2400 520

DieDaten zeigen, daß das für Nahrungsmittel zugelassene Harz ein Sol von größerer Viskosität liefert, welches daher dem enzymatisehen Abbau weniger zugänglich ist als das Harz, das aus einem guten technischen Robinienbohnen-Harz hergestellt wurde.

Der Sol-Abbau durch Reaktion der nativen Harzenzyme · ist nicht auf Robinienbohnen-Harz allein beschränkt. Ähnliche Umstände * herrschen auch beim Guar-Harz. Zwar ist die Geschwindigkeit, mit der die enzymatisehen Reaktionen in Guar-Harz-Lösungen stattfinden, langsamer; gleichwohl findet ein Viskositätsabbau statt, wie aus den folgenden Daten'ersichtlich wird.

Die Testmethode ist die gleiche wie bei Robinienbohnen-Harz; man arbeitet ebenfalls mit einem Sol von 2 % Feststoff-Gehalt.

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Viskositätsprofil von Guar-Harz-Lösungen

	0	Alterungszeit/Stunden	24	48	72
		5 20	-CPS
Harz-Typ	24000 2700	Visk.	34000 31400	17500 16000	8200 7000
Guar D/F (für Nahrungsmittel) Guar 1005 (für Nahrungsmittel)	35000 37000 32000

Die Anfälligkeit von Galacto-Mannan-Harzen gegenüber Spaltung wird weiter gesteigert, wenn die daraus hergestellten Adhäsiv-Zubereitungen in innigem Kontakt mit Tabak kommen, der enzymatisch aktiv ist und daher wäßrige Polysaccharid-Suspensionen abbauen kann. Das Ausmaß der Viskositätsbeeinflussung von Harz-Lösungen durch die enzymatische Aktivität des Tabaks kann durch die folgenden Untersuchungen gezeigt werden.

Eine Laboratoriumsmethode zur Bestimmung der enzymatischen Wirkung des Tabaks auf die Viskosität von wäßrigen Harzsuspensionen besteht aus dem folgenden Verfahren.

100 g Tabak werden 1 Stunde in Leitungswasser eingeweicht. Die Mutterlauge wird abdekantiert und durch ein Polster aus Nesseltuch filtriert. 100 g dieses Tabakextrakts wird dann zu einem aliquoten Teil einer Harzsuspension gegeben, die entweder aus Robinienbohnen-Harz oder Guar-Harz hergestellt wurde. Ein Kontroll-Teil der Harzlösung wird mit 100 g Leitungswasser versetzt, um die identische Harzkonzentration der Proben aufrechtzuerhalten. Man stellt die Testlösungen in ein Wasserbad von 35-37⁰C und führt die Viskositätsbestimmung in bestimmten Zeitintervallen wie oben beschrieben durch.

Abbau von Robinienbohnen-Lösungen durch Tabakenzyme

	Brookfield-Viskosität/CPS	Test
Zeit/Min.	Kontrolle	3200
0	3480	1520
30	3650	860
60	3230	580
90	2850	410
120
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In dieser Versuchsreihe verwendet man als Harz LBG 1/11 (für Nahrungsmittel^als Tabak Broadleaf Lot #C213-

Der Abbau der Galacto-Mannan-Harze durch Tabakenzyme bekümmert die Tabakblatt-Hersteller*- Bekannte Verfahren zur Überwindung dieses Problems sind die Pasteurisierung von wäßrigen Tabaksuspensionen, bevor sie mit den Adhäsiv-Zubereitungen in Kontakt kommen, oder die Eliminierung der enzymatischen Aktivität durch Erhitzen des Tabaks in einer Formalin-Atmosphäre, um die Tabakenzyme zu inaktivieren..Diese Tabak-Behandlungsmethoden haben offensichtliche Nachteile, unter anderem Verlust der meisten wünschenswerten Raucheigenschaften des so behandelten Tabaks, Kapitalaufwand für die Tabak-Behandlungsvorrichtungen sowie demzufolge wirtschaftliche Nachteile wegen gesteigerter Labor- und Bearbeitungskosten.

Es besteht daher ein Bedürfnis, die obigen Nachteile bei der Verwendung von Galacto-Mannan-Harzen in Tabak-Kompositionen zu überwinden.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die genannten Nachteile durch Verwendung chemisch-substituierter Galacto-Mannan-Harze, welche gegenüber enzymatischem Abbau resistenter sind und ausgezeichnete Adhäsive bilden, die für die Herstellung von Tabak-Kompositionen brauchbar sind.

Gegenstand der Erfindung ist eine Tabak-Komposition, welche mindestens ein Harz enthält, das aus einem filmbildenden, in polaren Lösungsmitteln löslichen, durch Äther, Ester oder gemischte Äther-Ester substituierten Galacto-Mannan-Harz besteht. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der neuen Komposition besteht darin, daß man den Tabak und das Harz unter Rühren in Gegenwart eines polaren Lösungsmittels vermischt, worauf man die erhaltene homogene Mischung durch Gießen oder Entfernung des Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur in einen Film· oder ein Blatt umwandeln kann.

Man kann für die erfindungsgemäße Komposition Derivate aller Galacto-Mannan-Harze verwenden. Jedoch sind die Derivate·natürlich vorkommender Galacto-Mannane bevorzugt, insbesondere

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Robinienbohnen-Harz und Guar-Harz.

Wie bereits erwähnt, sind die in der erfindungsgemäßen Komposition verwendeten Galacto-Marman-Harze substituiert, wobei sich die Substituenten von Äthern und Estern ableiten; sie können im Galacto-Mannan-Material als gleiche oder verschiedene Substituenten vorliegen, z.B.:

1) Eine oder mehr der verfügbaren und ersetzbaren Hydroxylgruppen der Zuckerhälfte ist durch die gleiche funktioneile Ithergruppe ersetzt, wie Methyl-Galacto-Mannan etc.;

2) Mehr als eine verfügbare und ersetzbare Hydroxylgruppe der Zuckerhälfte ist durch verschiedene funktioneile Äthergruppen ersetzt, wie Methjl-hydroxypropyl-Galaatc-Mannan, Äthyl-hydroxypropyl-Galacto-Mannan etc.;

3) Wie bei 1) und 2), jedoch sind Estergruppen eingeführt; und

4-) Mehr als eine verfügbare und ersetzbare Hydroxylgruppe der Zuckerhälfte ist durch verschiedene funktionelle Äther- und Ester-Gruppen ersetzt, wie Methyl-acetyl-Galacto-Mannan etc.

Es gibt also eine große Anzahl verschiedener Äther- und Ester-Derivate der Galacto-Mannane. Verbindungen dieser Art sind bekannt, einige davon im Handel erhältlich; man erhält sie durch ähnliche Methoden, wie sie zur Herstellung der analogen Cellulose-Derivate verwendet werden.

Im allgemeinen sind erfindungsgemäß die niedrigen Alkyl-Typen dieser Verbindungen bevorzugt, d.h. solche mit 1-3 Kohlenstoffatomen. Diese Materialien bilden im allgemeinen die Hydroxyalkyl- und Alkylhydroxyalkyl-substituierten Galacto-Mannan-Harze mit niederen Alkylgruppen, d.h. Derivate von Robinienbohnen-Harz und Guar-Harz mit 1-3 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen der Substituenten sind erfindungsgemäß besonders bevorzugt. Spezielle Beispiele von derartig substituierten Harzen sind Hydroxypropyl-Guar-Harz, Methyl-hydroxyäthyl-Robinienbotmen-Harz, Methyl-hydroxyäthyl-Guar-Harz, Propyl-hydroxymethyl-Robinienbohnen-Harz, Propyl-hydroxyäthyl-Giiar-Harz und ähnlich

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substituierte Galacto-Mannan-Harze, welche filmbildend und in polaren Lösungsmitteln löslich sind.

In den erfindungsgemäßen Kompositionen kann die Menge des Tabaks und des Harzes innerhalb weiter Bereiche schwanken, da sie in allen Mengenverhältnissen miteinander verträglich sind. Aus ' praktischen Gründen jedoch sollte genügend Tabak verwendet werden, so daß die Komposition einen wirksamen Tabak-Gehalt hat. Dementsprechend verwendet man den Tabak im allgemeinen in einem Bereich von etwa 20-90 Gew.-^ (bezogen auf das Gesamtgewicht der Komposition), vorzugsweise etwa 65-75 Gew.-$.

Wie oben erwähnt, verwendet man ein polares" Lösungsmittel, um die zur Herstellung des Blattmaterials verwendeten Suspensionen und/oder Aufschlämmungen zu gewinnen. Man kann eine große Anzahl polarer Lösungsmittel benutzen, z.B. Wasser, niedere Alkohole und Ester. Beispiele für niedere Alkohole sind Methylalkohol, Äthylalkohol, I^opylalkohol etc., ferner die niederen Ester, wie Methylacetat, Äthylacetat, Propylacetat etc. Auch die Gesamtmenge von Tabak und Harz im polaren Lösungsmittel kann in weiten Bereichen schwanken, da sie in allen Mengenverhältnissen miteinander verträglich sind; jedoch muß mindestens so viel vorhanden sein, daß eine Aufschlämmung oder Suspension entsteht. In der Praxis enthalten die Aufschlämmungen und/oder Suspensionen etwa 8-20 Gew.-^ Tabak und Harz (bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, d.h. Tabak plus Harz plus Lösungsmittel); der bevorzugte Feststoff-Gehalt liegt im Bereich von etwa 10-15 %·

Es ist im allgemeinen wünschenswert, wenn auch nicht absolut"^ nötig, daß man ein Vernetzungsmittel verwendet, wenn Wasser eine Komponente des Systems der erfindungsgemäßen Komposition ist; man setzt das Vernetzungsmittel im allgemeinen in Mengen von weniger als 0,5 Gew.-^ ein^ um die Feuchtigkeitsresistenz des daraus hergestellten Blattmaterials zu verbessern. Es lassen' sich alle bekannten Vernetzungsmittel verwenden, z.B. Glyoxal.

Die erfindungsgemäßen Kompositionen werden hergestellt, indem man den Tabak in feinverteilter Form mit dem substituierten. Harz in Gegenwart des Lösungsmittels vermischt und die Mischung

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rührt, bis sie homogen ist. Das Bühren kann in einem weiten Temperaturbereich vom Gefrierpunkt bis zum Siedepunkt der Mischung durchgeführt werden. In der Praxis rührt man das Gemisch im allgemeinen bei einer Temperatur von ca. 21-24⁰C₁ bis Homogenität erreicht ist. Andererseits kann man zur Bildung eines Blattmaterials alle üblichen Blattbildungsmethoden verwenden. Vorzugsweise wird die Komposition in Form eines Films auf ein erhitztes Metallband gegossen, welches durch Trockenöfen läuft und zwar bei einer Temperatur, die zum Abdampfen des Lösungsmittels, ausreichend ist (ca. 65-77°C) bei einer Bandgeschwindigkeit von etwa 15-200 Fuß pro Minute; auf diese Weise erhält man ein Blattmaterial, welches Tabak und das Harz als A&häsiv enthalt. . "

Vorzugsweise wird zur Herstellung der erfindungsgemäßen Komposition das Harz in einem Teil des Lösungsmittels gelöst und der Tabak in feinverteilter Form dann im restlichen Lösungsmittel suspendiert. Anschließend kombiniert man die zwei Mischungen, so daß die endgültige Aufschlämmung entsteht. Man kann aber auch den Tabak und das Lösungsmittel vermischen und das Harz anschließend zufügen, um die endgültige Komposition herzustellen.

Diese Verfahren empfehlen sich, wenn die Komposition längere Zeit aufbewahrt werden soll, bevor man daraus das Blattmaterial herstellt, da hierdurch jeder mögliche Abbau durch die Tabak-Enzyme vermieden wird.

Das auf diese Weise erhaltene Blatt kann geschnitzelt oder sonst zerkleinert werden; man verwendet es als Zigarren- oder Zigaretten-Füller oder man formt daraus Stücke für Pfeifentabak. Auch eignen sich die Blätter als Zigarrenumhüllung, da sie eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsresistenz aufweisen.

Die oben näher erläuterten substituierten Harze sind nicht nur ausgezeichnete Adhäsive, welche gegenüber dem enzymatischen Abbau resistenter sind, sondern sie haben auch eine größere Viskosität in wäßrigen Suspensionen.

Der Vergleich der Viskositätsdaten von 2 #igen wäßrigen Harzlösungen zeigt diese Tatsache deutlich, desgleichen die

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verbesserte SoI-Stabilität der modifizierten Harze im Vergleich zu den nicht-substituierten Harzen.

Die Teste werden wie oben beschrieben durchgeführt, man erhalt die folgenden Viskositätsdaten:

Vergleichende Viskositätsmessungen
2 % Harzlösungen

Alterungszeit/Stunden

Harztyp

Kontrolle LBG 1/11 LBG Tee HEH #1 HEM #2 HPG #492

Kontrolle Guar D/F

24

28

44

48 1?.O

3800 5400 5200 2750 24üO 1840 340

1200 I5üö 1300 650 520 332 0

10000 21000 25200 21400 255υΟ 25200 23100

1580Ü 24ü0ü 28uüü 285uü 242üO 23400 240U0

22Ö0Ü 31400 33200 3500U 342υΰ 31600 29600

24600 35000

34000

175OU *82üü (72Hr)

Legende: LBG 1/11 LBG Tee.

HEM #1 HEM f£

HPG #492

Robinienbohnen-Harz (für Nahrungsmittel) Robinienbohnen-Harz, technisch Hydroxyäthyl-Robinienbohnen-Hara Hydroxyäthyl-Guarharz Hydroxypropyl-Guarharz

Die Daten zeigen eine nahezu 5-fache Viskosität bei dem substituierten Robinienbohnen-Harz gegenüber dem natürlichen Robinienbohnen-Harz bei der maximalen Hydratation nach 20 Stunden. Dies ist in der Tat überraschend; diese Eigenschaft wird weiter verbessert durch die Stabilität der Sole über eine Zeit von
mindestens 120 Stunden.

Die verbesserte Viskosität der chemisch-substituierten

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Harze und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Abbau durch die nativen Enzyme der Harze ist zwar von großem Wert in der Herstellung von Tabakblättern, und zwar wegen der größeren Filmstärke und der längeren Lagerfähigkeit der Adhäsiv-Zubereitungen; es wurde jedoch gefunden, daß diese erwünschten Eigenschaften noch durch eine weitere Eigenschaft ergänzt werden, nämlich die größere Resistenz der Sole aus substituierten Harzen gegenüber Tabak-Enzymen. Die Ergebnisse der Laboratoriumstests zeigen das volle Ausmaß dieses neuen Effekts der chemischen Substitution. Zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit gegenüber enzymatischem Abbau wird der enzymatisch hoch-aktive Broadleaf-Tabak Lot #0213 verwendet.

Man stellt Harzsuspensionen mit 2 % Feststoffen her. 300 ecm dieser Sole werden mit 25 g 80 Me^h Broadleaf-Tabak Lot fC2l3 versetzt. Diese Bestandteile vermischt man in einem Wering-Mischer. Die Testproben werden in einem Wasserbad von 36-37°0 gehalten, worauf man die Viskosität in bestimmten Intervallen in der oben beschriebenen Weise bestimmt. Man erhält die folgenden Besultate.

Zeit/Minuten	LBG- Kontrolle	LBG + Tabak C213	Substituiertes LBG + Tabak 0213
0	3480 CPS	2630 CPS	37000 CPS
30	3650 CPS	530 CP8	29800 GPS
60	$230 CPS	220 CPS	23600 CPS
$0	2850 CPS	140 CPS	21000 CPS
120	2580 CPS	100 CPS	17400 GPS

Die aus diesen Daten ersichtliche Stabilität der substituierten Galacto-Mannan-Harze gegenüber Abbau durch die Tabakenzyme ist natürlich von großem Wert bei der Technologie Von Tabakblättern, da hierdurch das vorzeitige Verderben der Adhäsiv-Zubereitungen verhindert wird, welches u.a. durch Verunreinigung mit durch die Luft herbeigetragenen Tabakstaub-Teilchen verursacht werden kann.

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~ Ii -

Die vorliegende Erfindung bietet eine- Reihe von Vorteilen· So steht z.B. die Filmbildungsstärke und die Fähigkeit-des Harzfilmes zur Bindung großer Mengen von Tabak in einer brauchbaren •Tabakfolie in Zusammenhang mit dem Viskositätsgrad der bei der Herstellung der Tabakblätter verwendeten Harze* Die Erfahrung hat gezeigt, daß Filme, die aus Harzen.mit höherer Viskosität hergestellt wurden, eine größere Stärke-besitzen als ähnliche Filme,_% die aus Harzen niedrigerer Viskosität hergestellt wurden. Die verbesserte Filmstärke wird weiter zu Gunsten der höheren Viskositätsgrade -verschoben, da die Harzfilme bei der Herstellung von Tabakblättern mit verhältnismäßig großen Mengen Tabak beladen werden müssen. Der beträchtliche Viskositätsanstieg hei chemischmodifiziertem Robinienbohnen-Harz und die demzufolge stark verbesserte Filmstärke und iadungskapazität sind von großem Wert für die Herstellung von Tabakblatt-Produkten, da hierdurch ein erhöhter Tabakgehalt im Blatt erhalten -wird, während die für die industrielle Verwendung von Tabakblättern erforderiiehe Stärke aufrechterhalten bleibt.

Die erhöhte Viskosität und größere Ladungskapazität führen zu einem weiteren günstigen Effekt: Tabakblätter, die aus verbesserten Harzen hergestellt wurden, zeigen eine größere Ausdehnung und die Druckbelastungskurven der-Tabakblätter ähneln mehr demjenigen des natürlichen Blattes. Diese Verbesserung der physikalischen Eigenschaften führt zu einer besseren maschinellen Bearbeitbarkeit des Tabakblattes und zu einer besseren Umhüllung von komplizierten Zigarrenformen.

Eine weitere Verbesserung in der Technologie von Tabakblattern durch die Verwendung von chemisch-modif izierten Harzen, die mit der größeren Filmstärke zusammenhängt, ist die Tatsache, daß die Menge der Gellulosefasern bis um 40 % vermindert werden kann, ohne daß die Blattstärke Verluste erleidet. Gellulosematerial in stark faserförmiger Form ist ein wesentlicher Teil der Tabake blatt-Komposition; es fungiert in der Hauptsache als Versteifungsmittel für die mit Tabak beladenen Harzfilme» Da die Menge an Öellulosefasern in einem Zigarrenumhüllungsblatt die Dehnungsund Biegsamkeitseigenschaften des Hüllungsblattes proportional beeinflussen kann, ist die Verminderung des Fasergehaltes besonders

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wertvoll. Die Bearbeitbarkeit des Tabakblattes kann daher sehr verbessert werden, und der verminderte Cellulosegehalt'des Tabakblattes führt zu einem verbesserten Geschmack und Hauchvergnügen.

In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert, Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile und Prozentzahlen auf das Gewicht.

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Beispiel. 1

In einer Versuchsanlage stellt man Adhäsive her, indem man wäßrige Lösungen aus unsubstituiertem Robinienbohnen-Harz und Hydroxyäthyl-Robinienbohnen-Harz zubereitet, und zwar jeweils aus zwei Teilen Harz pro Lösung. Die unsubstituierte Harzlösung dient als Kontrolle. Die Kontroll-Lösung enthält außerdem 0,8 Teile hoch-gereinigter Cellulose, die Testlösung 0,6 Teile; beide Lösungen enthalten ferner 0,05 Teile Glyoxal und 6,8 Teile feinverteilten Tabak. Man vermischt Tabak,Harz und Wasser in einem Tank bei Raumtemperatur (etwa 21-24⁰O), so daß eine homogene Komposition entsteht, welche 71-72 % Tabak auf knoeh.entrockener Basis enthält.

Die so erhaltenen Kompositionen werden dann als Filme auf ein rostfreies Stahlband gegossen, welches sich mit einer Geschwindigkeit von 60 Fuß pro Minute bewegt. Das Band lauft durch Trockenöfen und wird durch Einwirkung von' Dampf auf die Unterseite des Bandes erhitzt, so daß eine« Temperatur von 90°C entsteht, wodurch das Wasser entfernt und das Tabakblatt gebildet wird. Diese Blätter eignen sich als Zigarrenumhüllungen und haben die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Eigenschaften.

Die Bruchstärke und die Naßbruchstärke werden mit einem Scott-Tester bestimmt.

Legende Versuch Nr.16 Versuch Nr. 225

Kontroll-Zigarren- ' Test-Zigarren-Umhüllung Umhüllung

Harztyp unsubstituiertes LBG Hydroxyäthyl-LBG

Blattgewicht 2.99-3.08 g/ft² 3.00-5.06 g/ft² Feuchtigkeit 32.4-32.7 % 32.5-33.0#

Bruchstärke,

längs 240-250 g/in. 430-450 g/in. Bruchstärke,

Transv. 120-125 g/in. 250-260 g/in. Naßbruchstärke,

längs 110-120 g/in. 215-220 g/in. Naßbruchstärke,

Transv. 80-85 g/in. .175-185 g/in.

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Ein Vergleich der Bruchstärke zeigt die Schwäche der aus natürlichem Robinienbohnen-Harz hergestellten Tabakumhüllungsblätter· Diese strukturelle Schwäche erlaubt keine befriedigende Zigarrenherstellung. Das Bündel läßt sich schlecht rollen, das Saumende der Perfectο-geformten Zigarren reißt, so daß dieses Umhüllungsblatt unbrauchbar ist. Im Vergleich dazu läßt sich die Zigarrenumhüllung, welche aus Hydroxyäthyl-Robinienbohnen-Harz hergestellt wurde, auf der Zigarrenmaschine gut verarbeiten, Es gibt keine zerrissenen Säume, das Bündel läßt sich besser rollen, ohne daß Falten am Sauu und Körper der gut-geformten Zigarre auftreten. Durch Fachleute wird das Gesamt-Aussehen der Zigarre als überlegen befunden.

Die mit Hydroxyäthyl-Robinienbohnen-Harz hergestellten Zigarren werden einem Schiedsgericht von Raucherexperten gegeben; diese berichten über eine verbesserte Rauchqualität der Testzigarren und kommentieren günstig über die merkliche Verminderung des Cellulose-Brennaromas.

Beispiel 2

Man wiederholt das Beispiel 1, jedoch verwendet man als Adhäsiv bei der Umhüllungsblatt-Herstellung Hydroxyäthyl-Guarharz. Die Adhäsiv-Zubereitung enthält wieder 0,6 Teile (bezogen auf den Gesamt-Harzgehalt) hoch-gereinigten Cellulosebrei, der Tabakgehalt ist 70 % (auf knochentrockener Basis).

Das Umhüllungsblatt wird wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Das Endprodukt in Form eines Zigarrentabak-Umhüllungsblattes wird der normalen physikalischen Untersuchung unterworfen, die Resultate sind unten tabellarisch zusammengestellt.

Beispiel?

Man stellt ein Adhäsiv für die Herstellung von Umhüllungsblättern her, wie im Beispiel 1 beschrieben. Als Harz wird Hydroxypropyl-Guarharz verwendet. Der Gehalt an hoch-gereinigtem Cellulosebrei in der Adhäsiv-Zubereitung beträgt 0,6 Teile,

·- 15 —

bezogen auf den Gesamt-Harzgehalt, der Tabak-Gehalt ist 70 # (auf knochentrockener Basis). ,

Das Umhüllungsblatt wird wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Das Endprodukt in Form eines Zigarrentabak-Umhüllungsblattes wird der normalen physikalischen Untersuchung unterworfen, die Resultate sind unten tabellarisch zusammengestellt

Beispiel 4-

Man stellt eine Adhäsiv-Komposition zur Herstellung eines Umhülllungshiattes her, wie im Beispiel 1 beschrieben. Als Harz wird unsubstituiertes, normalerweise benutztes 'Guarharz (für Nahrungsmittel) eingesetzt. Der Gehalt an Cellulosefasern wird so eingestellt, daß in diesem Fall ein Teil auf ein Teil des Gesamt-Harzgehaltes kommt; der Tabak-Gehalt-ist 70 $ (auf knochentrockener Basis). Das Verhältnis Harz/Faser entspricht weitgehend einem Standard-Umhüllungsblatt und dient daher als Kontrolle für die substituierten Guar-Harze, die gemäß Beispiel 2 und 3 verwendet werden.

Ein Tabakblatt wird wie in Beispiel 1 hergestellt und der physikalischen Untersuchung unterworfen, die Resultate sind in. der folgenden tabelle zusammengestellt:-

Legende

Beispiel 2 Versuch Nr.227

Beispiel 3
Versuch Nr.221

Beispiel A Kontroll-Versuch 104-

Hydroxyäthyl-Guarharz

Harztyp

Harz-Gehalt

(total) : 1.0 Teil

Brei-Gehalt 0.6 Teile Blatt-Gewicht 2.90-3.00 g/ft' Feuchtigkeit 32.4-32.9 %

Transv. Naßbruchstärke 155-160 g/in.

Hydroxypropyl-Guarharz

1.0 Teil ·

0.6 Teile
2.90-3.00 g/ft²
32.8-33.9 %

128-140 g/in.

Guarharz D/i¹

1.0 Teil 1.00 Teil 2.90r-3.00 g/f 31.9-32.6 %

135-155 g/i«.

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Die Daten zeigen, daß die verschiedenen Tabakumhüllungsblätter vergleichbare Stärke-Eigenschaften haben. Die Verminderung des Brei-Gehaltes von ein Teil auf 0,6 Teile,welche normalerweise zu einer Verminderung der Naßstärke-Werte führen und das Tabakumhüllungsblatt unbrauchbar machen würde, wird durch die größere Filmstärke und Beladungskapazität der substituierten Galacto-Mannan-Harze völlig aufgewogen.

Die Zigarrenumhüllungsblätter werden außerdem hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Umhüllung einer komplizierten Zigarre in Perfecto-Form untersucht. Bei einem Seite-an-Seite-Vergleich der Umhüllungen auf einer Zigarrenmaschine zeigt sich die Umhüllung gemäß Beispiel 2 und 3 gegenüber der Kontrolle gemäß Beispiel 4· überlegen. Die Vorteile bestehen in 'figendem:

a) Glatteres, faltenfreies Rollen des Körpers,

b) Gute Saumbildung, frei von Taschen,

c) Gute Kopfbildung, frei von Schulterfalten·

Das Gesamt-Aussehen der Testzigarren im Vergleich zu den Kontroll-Zigarren zeigt ganz allgemein eine verbesserte Verarbeitung.

In Analogie zu Beispiel 1 untersuchte ein Schiedsgericht aus Raucher-Experten die Rauchqualität der Zigarren. In federn Fall wurde die Verminderung des Cellulose-Brennaromas als wesentliche Verbesserung erwähnt, außerdem das faltenlosere Aussehen der Zigarren, die aus den substituierten Galacto-Mannan-Harzen hergestellt wurden.

Die erfindungsgemäßen Tabak-Produkte können Zigärrenumhüllungen, Zigarrenbinder, und Zigarren- oder Zigaretten-Füller sein; sie enthalten im allgemeinen mehr als 2/3 des Gewichts an Tabak und können 4-/5 oder mehr ^abak enthalten.

Zur Herstellung kombiniert man Tabak mit einer Adhäsiv-Zubereitung, wobei die Zusammensetzung der letzteren in beträchtlichem Ausmaß die Verwendung des Endproduktes bestimmt. Ob es sich um Zigarrenumhüllungen, Zigarrenbinder, Zigarrenfüller oder Zigarettenfüller handelt, das Bindemittel ist jeweils

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die Grundlage für das Blattbildungs-Konzept. Die aufgezeigten Verbesserungen in den Viskositätseigenschaften, in'der Sol-Stabilität und in der Resistenz gegenüber enzymatischem Abbau bezieht sich deshalb auf alle Tabak-Produkte und ist nicht auf irgendeine in den Beispielen aufgezeigte Form beschränkt.

Der in dieser Anmeldung gebrauchte Ausdruck "filmbildend" bezieht sich auf ein natürliches oder synthetisches Material, welches mit einem polaren Lösungsmittel ein System bilden und mit einer anderen Substanz beladen werden kann, wobei es diese Substanz in einem kontinuierlichen Film bindet, wenn man das mit dem Lösungsmittel gebildete System vergießt.

Der Ausdruck "Tabak" bedeutet Tabak^; in allen Formen, d.h. vom Feld sowie Tabak-Substitute, entweder natürlich oder synthetisch welche Materialien ohne Nikotin sind, die anstelle von Tabak benutzt werden können, z.B. natürlich vorkommende Nikotin-freie Pflanzenderivate, wie "Kornseide", Torf und andere natürlich vorkommende Materialien sowie teilweise oxidierte Cellulosematerialien, welche bei der Verbrennung praktisch vollständig oxidiert werden können. Solche teilweise oxidierten Oellulosematerialien sind z.B. Cellulose und substituierte Cellulose in teilweise oxidiertem Zustand.

Ob man in der erfindungsgemäßen Komposition einen natürlichen Tabak oder ein Tabak-Substitut verwendet, es wird auf alle Fälle vor der Blatt-Bildung zerkleinert oder fein verteilt. Ferner.kann man gewünschtenfalls die erfindungsgemäße Komposition mit Feuchthaltemittel, Geschmacksstoffen und anderen Additiven, wie Schaummitteln etc. versetzen.

Aus dem Obigen wird ersichtlich, daß die*erfindungsgemäße Komposition viele Vorteile aufweist. Auch kann, man zahlreiche Variationen durchführen, ohne vom Geist der Erfindung-abzuweichen; diese soll daher nicht auf die beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen beschränkt sein.

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Claims

Patentansprüche .

fly Neue Tabak-Komposition, welche mindestens ein Harz enthält, das aus einem fumbildenden, in polaren Lösungsmitteln löslichen, durch Äther, Ester oder gemischte Äther-Ester substituierten
Galacto-Mannan-Harz besteht.

2. Komposition gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz ein Hydroxyalkyl-substituiertes Galacto-Mannan-Harz verwendet.

3- Komposition gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz ein Alkylhydroxyalkyl-substituiertes Galacto-Mannan-Harz verwendet.

4. Komposition gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz vom Robinienbohnen-Harz abgeleitet ist.

5. Komposition gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz Hydroxymethyl-Bobinienbohnen-Harz verwendet.

6. Komposition gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz Hydroxyäthyl-Robinienbohnen-Harz verwendet.

7- Komposition gemäß Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz Hydroxypropyl-Robinienbohnen-Harz verwendet.

8. Komposition gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz Äthylhydroxyäthyl-Robinietibohnen-Harz verwendet.

9. Komposition gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz Methylhydroxyäthyl-Robinienbohnen-Harz verwendet.

10, Komposition gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz Propylhydroxymethyl-Robinienbohnen-Harz verwendet.

11. Komposition gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz vom Guar-Harz abgeleitet ist.

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12. Komposition gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz flydroxymethyl-Guar-Harz verwendet.

15. Komposition gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als Harz Hydroxyäthyl-Guar-Harz verwendet.

14. Komposition gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ■ man als Hars Hydroxypropyl-Guar-Harz verwendet. ·

15·· Komposition gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak feinverteilt ist.

16. Verfahren zur Herstellung einer neuen Tabak-Komposition, dadurch gekennzeichnet, daß man Tabak, ein polares Lösungsmittel und mindestens ein filmbildendes, in polaren Lösungsmitteln lösliches, durch Äther, Ester oder gemischte A'ther-Ester substituiertes Galacto-Mannan-Harz bei einer Temperatur zwischen dem Gefrierpunkt und dem Siedepunkt des Gemische vermischt und bis zur Entstehung einer homogenen Komposition rührt.

1". Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die homogene Komposition anschließend zu einem Film vergießt, wobei die Temperatur mindestens so hoch sein muß, daß das polare Lösungsmittel entfernt und ein Blatt erhalten wird, welches den Tabak und das substituierte Galacto-Mannan-Harz· enthält.

Ί8. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Wasser verwendet.

19. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Alkohol verwendet.

20.. Verfahren gemäß Anspruch 16»' dadurch gekennzeichnet, daß das Harz vom Robinienbohnen-Harz abgeleitet ist.

21. Verfahren gemäß Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet, daß' das Harz vom Guar-Harz abgeleitet ist.

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