DE3118472A1 - Tabakwaren und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Tabakwaren und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft Tabakwaren, insbesondere solche Tabakwaren, die bestimmte physikalische Eigenschaften besitzen, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Tabakwaren derart, daß diese Eigenschaften hervorgerufen werden, wodurch ihr Verbrennungsverhalten in Richtung auf eine Verringerung der Teerabgabe während des Rauchens gesteuert wird.

Die Menge an Verbrennungsprodukten eines brennenden Bettes aus brennbarem Material, wie beispielsweise von Tabak- oder Tabakersatzwaren, hängt in erster Linie von bestimmten physikalischen Eigenschaften des brennbaren Materials ab. Die physikalischen Eigenschaften, die die Menge an Verbrennungsprodukten beeinflussen, sind beispielsweise die für die Verbrennung des Materials verfügbare Oberfläche, die Dichte und Porosität des Materials, das Volumen an für die Verbrennung zur Verfügung stehender Luft, die Geschwindigkeit, mit der Luft für die Verbrennung zur Verfügung gestellt wird, die Temperatur, bei der das Material verbrennt sowie die Zusammensetzung des brennbaren Materials.

Eine Hauptursache für die Erzeugung von Teer während der Verbrennung einer herkömmlichen Tabakware, wie beispielsweise einer Zigarette, Zigarre oder des Tabaks einer Pfeife, ist die Pyrolyse. Die Pyrolyse kann man als die thermische Entwicklung von-Teeren und Gasen durch Wärmeeinwirkung aufgrund der Verbrennung einer kohlenstoffabgebenden glühenden Kohle definieren. Da die Pyrolyse die Rauchware auf ihr kohlenstoffhaltiges Gerüst zurückführt,

verbrennen die kohlenstoffhaltigen Rückstände ihrerseits und liefern Wärme für weitere Pyrolyse frischen Materials, das dem verbrennenden Material benachbart ist.

Materialien, die in herkömmlichen Tabakwaren verwendet werden, liegen im allgemeinen in Form zerkleinerter Tabakblätter, zerkleinerter rekonstituierter Tabakblätter, Tabakrippen und Kombinationen davon vor und liefern daher eine verhältnismäßig große Oberfläche für die Pyrolyse. Beim Rauchen einer herkömmlichen Tabakware werden außerdem Gase, die durch einen Zug durch die glühende Kohle gesogen werden, erhitzt. Die erhitzten Gase strömen durch nicht verbrannten Tabak, der der Kohle benachbart ist, und es erfolgt Pyrolyse. Somit tritt die Pyrolyse bei herkömmlichen Tabakwaren nicht nur zufolge der Leitungs- und Strahlungswärme von der Kohle aus, sondern auch zufolge der Wärmeeinwirkung auf, die durch derartige erhitzte Gase auf nicht verbrannten Tabak, der der Kohle benachbart ist, ausgeübt wird.

Die Erfindung führt nun zu Tabakwaren, bei denen die Steuerung der Verbrennung und der Pyrolyse durch Einstellung von Eigenschaften erfolgt, wie beispielsweise der Porosität, der Oberfläche und der Dichte der tabakhaltigen Masse. Durch eine derartige Steuerung der Pyrolyse und Verbrennung werden gleichzeitig durch die Tabakwaren gemäß der Erfindung die Abgabe von Teer und Gasphase gesteuert.

Außerdem findet bei herkömmlichen Tabakwaren der oben genannten Art in Bereichen, die sich unmittelbar an die Kohle anschließen, eine beträchtliche Wärmeverteilung statt, wodurch die Temperatur der Verbrennungsgase während ihrer Wanderung durch die Tabakware bis zu einem Wert erniedrigt wird, an dem sie nicht mehr ausreicht, um stromabwärts der Kohle eine thermische Entbindung von Aromastoffen zu bewirken. Es wurde gefunden, daß eine derartige Wäraeverrin-

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gerung bei den Tabakwaren gemäß der Erfindung wesentlich geringer ausfällt, wodurch die stromabwärts der Kohle erfolgende thermische Entbindung von Aromastoffen ermöglicht wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine Tabakware, die gekennzeichnet ist durch eine zusammenhängende Masse aus brennbarem täbakhaltigen Material mit mindestens einem sich durch die Masse hindurch erstreckenden Durchlaß, der sich zwischen einer Öffnung in der Oberfläche der Masse und einer zweiten, von der ersten im Abstand angeordneten Öffnung erstreckt, wobei die tabakhaltige Masse eine derartige Porosität aufweist, daß dadurch nach dem Anzünden die Verbrennung unterstützt wird, sowie eine derartige Dichte und Porosität aufweist, daß dadurch die Gasströmung durch die Masse selbst nach außen hin abgeschlossen ist.

Bei den erfindungsgemäßen Rauchwaren wird die Teerabgabe während der Verbrennung durch Einstellung von Dichte, Porosität, Oberfläche und bzw. oder Zusammensetzung der Rauchware eingestellt.

Bei der Herstellung einer derartigen Rauchware v/ird ein brennbares Tabakmaterial in Teilchenform mit einem oder mit mehreren anderen Bestandteilen einschließlich einer Flüssigkeit vermischt, wonach das Gemisch zu einer zusammenhängenden Formmasse weiterverarbeitet wird, die einen Durchlaß enthält. Die Verformung wird durch Anwendung von Druck auf das Gemisch erzielt; anschließend wird die verformte Masse getrocknet.

Die Formkörper können durch Extrudieren eines homogenen Gemisches aus Tabakmatorial, das sowohl Wasser als auch eine flüchtige organische Flüssigkeit, die mit dem Tabak verträglich ist, enthält, wobei das Gemisch einen Feststoffgehalt von 55 bis 75 Gev.-% aufweist, sowie durch Trocknen

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des Extrudats hergestellt werden. Für die Extrusion enthält das Gemisch vorzugsweise zerkleinerten Tabak von einer Teilchengröße von unter etwa 0,59 mm (30 mesh). Nicht aus Tabak bestehende Füllteilchen sowie Verbrennungszusätze und bzw. oder Aromastoffe können in die Tabakmasse mit eingearbeitet werden.

Der hergestellten Tabakmasse können weiter verbesserte Eigenschaften verliehen werden, indem man die getrocknete zusammenhängende Masse weiterbehandelt, wobei sie beispielsweise erneut befeuchtet und erneut getrocknet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Rauchware gemäß der Erfindung einen Durchlaß, der sich axial durch eine Masse von zylindrischer Form hindurch erstreckt, wobei der Querschnitt des Durchlasses vorzugsweise größer ist als derjenige der Masse ohne den Durchlaß. Bevorzugt ist es außerdem, daß an mindestens einem Ende des Durchlasses ein leicht entflammbarer, luftdurchlässiger Pfropfen den Durchlaß absperrt. Ein zusätzlicher Pfropfen oder zusätzliche Pfropfen aus demselben oder einem anderen Material können an mindestens dem Auslaßende des Durchlasses angeordnet sein und gewünschtenfalls Aromastoffe enthalten, die thermisch in Freiheit gesetzt werden.

Wenn die Pfropfen im Zusammenhang mit dem bevorzugten Extrusionsverfahren angebracht werden, werden sie bevorzugt gleichzeitig mit der zusammenhängenden Masse extrudiert.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert, worin

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F I G . 1 einen Längsschnitt durch eine Tabakware gemäß der Erfindung mit einem herkömmlichen' Filter, das mit Hilfe von Mundstückspapier angebracht ist,

FIG. 1b eine Ansicht des nicht mit dem Filter versehenen Endes der Rauchware gemäß Fig. 1,

F I G . 2 einen Längsschnitt durch eine Tabakware ähnlich derjenigen gemäß Fig. 1 mit jeweils einem Pfropfen, der sowohl am Mundstückende als auch am brennenden Ende der Tabakware angeordnet ist,

F I G . 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tabakware in Form eines zigarrenähnlichen Gebildes mit verdickten Wänden, das außerdem mit einem Mundstück ausgestattet ist,

FIG. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tabakware in Form eines vorgeformten Körpers aus Tabakmaterial mit mehreren Kanälen, der im Kopf einer Pfeife angeordnet ist,

F I G . 5 eine Rauchware ähnlich derjenigen gemäß Fig. 4, bei der der gesamte Pfeifenkopf aus rauchbarem Material vorgeformt ist,

F I G . 6 ein Fließschema der bei der Herstellung einer Tabakware gemäß bestimmten Verfahren gemäß der Erfindung durchlaufenen Stufen,

F I G . 7 eine schematisehe Anordnung von Ausrüstungsgegensfcänden für die Durchführung einer Extrusion gemäß einer besonderen Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und

F I G . 8 einen Werkzeugkopf für die Extrusionsanlage gemäß Fig. 7

darstellen.

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Gemäß der Erfindung werden tabakhaltige Waren aus einer zusammenhängenden Masse erzeugt, die mindestens einen Durchlaß durch sich hindurch aufweisen. Die Abgabe von Teer- und Gasphasenbestandteilen wird gesteuert, indem man die Dichte, die Oberfläche und die Porosität des verbrennenden Anteils der Masse einstellt. Durch Erniedrigen der Oberfläche und der Porosität der Masse, die zur Verbrennung bestimmt ist, und der gleichzeitigen Erhöhung ihrer Dichte ist e:i möglich, die Teerabgabe durch die Tabakwaren gemäß der Erfindung auf ein Minimum herabzusetzen.

Insbesondere können die Tabakwaren gemäß der Erfindung aus einer zusammenhängenden Masse aus brennbarem tabakhaltigen Material hergestellt werden, wobei die Oberfläche der Masse, die für die Erzeugung von Teer zur Verfügung steht, beträchtlich niedriger sein kann als diejenige einer herkömmlichen Tabakware, wie sie derzeit konsumiert wird. Darüber hinaus kann die Dichte der Masse bei der Tabakware gemäß der Erfindung beträchtlich größer sein, als sie in herkömmlichen Tabakerzeugnissen beobachtet wird, während die Porosität der Masse beträchtlich niedriger ist. Die erhaltene Tabakware besitzt eine gegenüber herkömmlichen Tabakerzeugnissen beträchtlich verringerte Abgabe von Teer und Gasphase.

Durch die Verringerung der Porosität und der Oberfläche und durch die Erhöhung der Dichte des Materials, das verbrannt wird, erzeugen die Tabakwaren gemäß der Erfindung eine geringere Menge an Pyrolyseprodukten Je Zug. Da Dichte, Porosität und Geometrie der Tabakwaren gemäß der Erfindung das Volumen an Luft und die Geschwindigkeit, mit der sie während eines Zuges über und durch brennende Kohle gesogen wird, steuern und den Zugang von erhitzten Gasen zu unverbranntem Tabakmaterial behindern, ist eine Steuerung der Pyrolyse und der Verbrennung bei den Tabakwaren gemäß der Erfindung möglich. Außerdem kann die Tempe-

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ratur der Luft, die durch den Durchlaß der Tabakwaren gemäß der Erfindung hindurchtritt, auf einem Wert gehalten werden, der hoch genug ist, um eine thermische Entbindung von Aromastoffen stromabwärts von der brennenden Kohle zu bewirken, wodurch eine Abgabe von Rauch mit geringem Teergehalt und vollem Aroma gewährleistet wird. Die Tabakwaren gemäß der Erfindung sind somit deshalb vorteilhaft, weil Form, Dichte und Porosität ihrer Masse die Teerabgabe auf natürliche Weise ohne Zusatz von Chemikalien, die die Verbrennung beeinflussen und in bestimmten Fällen die subjektiv zu spürenden Eigenschaften des Tabak3 ungünstig beeinflussen, erniedrigen und dabei gleichzeitig die Destillation von Aromastoffen ermöglichen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen -Verfahrens wird ein brennbares tabakhaltiges Material zu einer zusammenhängenden Masse verformt, die mindestens einen Durchlaß aufweist, der sich von einer ersten Öffnung in der Oberfläche der Masse aus zu einer zweiten Öffnung erstreckt, die im Abstand von der ersten Öffnung angeordnet ist. Sowohl Dichte als auch Porosität der Formmasse sind derart, daß der durch den Zug bewirkte Luftstrom durch die·Tabakware vorzugsweise durch den Durchlaß hindurch erfolgt, d.h., daß Dichte und Porosität der Masse derart gewählt sind, daß der Gasstrom in Längsrichtung durch die Masse selbst im wesentlichen abgeschlossen ist. Jedoch muß die Porosität hoch genug sein, daß die Verbrennung unterhalten wird, und insbesondere ausreichend sein, um eine statische Verbrennung, die nicht durch einen Zug unterstützt vrird, zu unterhalten.

In einer bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Masse zu einem Zylinder geformt, der mindestens einen axialen Durchlaß aufweist. Dieser Durchlaß ermöglicht es, daß das dichte Tabakmaterial geraucht wird, unterstützt die Steuerung von Volumen und Geschwin-

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digkeit der Luft, die durch die Kohle strömt, verringert das Kohlenvolumen und dient als Luftleitung, wodurch der Rauch, der während der Verbrennung erzeugt wird, durch Luft verdünnt wird, wenn er durch den Raucher angesogen wird. Dadurch erübrigt sich die Notwendigkeit, hociiverdünnende, belüftete Filter vorzusehen, die häufig bei herkömmlichen Tabakwaren mit geringer Teerabgabe verwendet werden.

Das tabakhaltige Material, das zur Herstellung der zusammenhängenden Masse verwendet wird, kann aus hochwertigem, hocharomatischen Tabak, wie beispielsweise aus hellem (bright), Burley-, Orienttabak oder einem Gemisch daraus bestehen und liegt vorzugsweise in feinzerkleinerter Form vor. Andere Tabakmaterialien, wie bei spiel svrei se rekonstituierte oder vorpyrolysierte Tabake, können ebenfalls die Gesamtmenge oder einen Teil der tabakhaltigen Materialien ausmachen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die Tabakware in Form eines Hohlzylinders vor. In den am meisten bevorzugten Fällen ist die Wanddicke der zusammenhängenden Masse derart, daß der Querschnitt der Masse geringer ist als der entsprechende Querschnitt des Durchlasses. Bei einer derartigen Tabakware ist es zweckmäßig, mindestens einen Pfropfen vorzusehen, der zur Blockierung des Durchlasses eingesetzt werden kann. Der Pfropfen kann an dem Ende oder den Enden der Tabakware und bzw. oder an einer dazwischen liegenden Stelle im Durchlaß angeordnet sein. Derartige Pfropfen können entweder zur Unterstützung der Verbrennung oder als Prallflächen dienen, um ein blitzartiges Erhitzen durch das Rohr hindurch zufolge des Ansaugens beim Anzünden oder beim Wiederanzünden zu verhindern. Außerdem können einer oder mehrere der Pfopfen Aromastoffe enthalten. Das Pfopfanmaterial muß luftdurchlässig und mindestens an einem Ende leicht entzündbar sein.

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Die Pfropfen bestehen vorzugsweise aus zerkleinertem Tabakmaterial, das in ähnlicher Weise hergestellt ist wie die zusammenhängende Masse.

Aromastoffe können den Pfropfen (oder der zusammenhängenden Masse) während der Herstellung entweder des tabakhaltigen Materials, des Pfropfenmaterials oder beider zugesetzt werden. Typische Tabakaromastoffe können an jeder beliebigen Stelle des Verfahrens zugesetzt werden, jedoch ist es im allgemeinen zweckmäßig, dies während des Vermischens zu tun. Tabakextrakte können außerdem an dieser Stelle als Teil des flüssigen Bestandteils eingearbeitet werden. Es können Extrakte aus Burleytabak verwendet werden, die nach Verfahren gemäß den US-PSn 4 I3I 117 und 4 131 118 hergestellt worden sind. Andere Tabakextrakte oder -aufschlämmungen, die nach Verfahren hergestellt worden sind, bei denen das pectinartige Bindematerial, das in ihnen enthalten ist, in Freiheit gesetzt wird, können analog als Teil der flüssigen Bestandteile bei der Herstellung der Tabakv/aren verwendet werden. Verfahren zum Freisetzen der natürlichen Tabakpectine sind in den US-PSn 3 53 541 oder 3 420 421 beschrieben.

Die Tabakwaren gemäß der Erfindung erfordern kein äußeres Hüllblatt der Art, wie sie bei der Herstellung herkömmlicher Zigaretten verwendet werden. Jedoch kann selbstverständlich eine äußere Umhüllung aus Zigarettenpapier oder dergleichen, wie beispielsweise aus Überzugsmaterial oder Pigmenten, die unmittelbar in die Tabakware eingearbeitet sind, verwendet werden, um ein gewünschtes Aussehen zu erzielen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Tabakwaren dadurch hergestellt, daß man zunächst eine Menge aus tabakhaltigem Material mit Wasser und einer flüchtigen organischen Flüssigkeit vermischt, um ein Tabakgemisch herzustellen, das

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sich zum nachfolgenden Weiterverarbeiten eignet, d.h. zum Verformen, um eine Formmasse in einer beliebigen aus einer Anzahl bestimmter Formen herzustellen. Allgemein besitzt das Tabakmaterial, das angemischt wird, einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von etwa 5 bis 15% und vorzugsweise 10% Ofenfeuchtigkeit. Die Ofenfeuchtigkeit entspricht dem Feuchtigkeitsgehalt von Tabak, bestimmt als prozentuale Menge an durch Erhitzen im Ofen verflüchtigten Bestandteilen. Die Ofenfeuchtigkeit wird dadurch bestimmt, daß man eine eingewogene Tabakprobe in einen Umluftofen einbringt und 3 h bei 100 ⁰C im Ofen beläßt, wonach sie ausgewogen wird. Die Gewichtsdifferenz, ausgedrückt als prozentualer Anteil des ursprünglichen Gewichtes, wird als Ofenfeuchtigkeit definiert.

Vor dem Vermischen kann der Tabak auf eine erwünschte Teilchengröße zerkleinert werden. Zur Zerkleinerung können herkömmliche Mittel, wie beispielsweise eine Kugelmühle, eine Kolloidmühle vom Platten- oder Stifttyp oder eine Mischmaschine verwendet werden. Die Zeit, die zum Vermischen erforderlich ist, hängt natürlich von der ursprünglichen Größe der Tabakbestandteile ab, die zerkleinert werden sollen, sowie zu einem gewissen Ausmaß von der Art des verwendeten Tabaks sowie von seinem Feuchtigkeitsgehalt ab.

Das Vermischen des Tabaks mit flüssigen Bestandteilen kann ebenfalls mit herkömmlicher Ausrüstung durchgeführt werden. Beispielsweise eignen sich hierfür herkömmliche Hobart-Mischer, die mit einem flachen Rührpaddel oder einem Rührblatt vom Holländertyp ausgestattet sind, Bandmischer und dergleichen sowie beliebige andere Mischer, die eine Homogenisierung oder gleichmäßige Verteilung von Flüssigkeit in Tabak bewirken.

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Beim Vermischen kann der Zusatz der flüssigen Bestandteile zu den Tabakteilchen gleichzeitig erfolgen, oder das Wasser kann als erstes und danach das flüchtige organische Agens zugesetzt werden. Das Vermischen wird allgemein bei Raumtemperatur sowie in einem geschlossenen Behälter durchgeführt, um eine vorzeitige Verflüchtigung der organischen Flüssigkeit zu verhindern. Die Zeit, die erforderlich ist, um eine gleichmäßige Verteilung von Flüssigkeit und Tabakteilchen zu erzielen, hängt zu einem großen Teil von der Teilchengröße sowie von der Art der Flüssigkeitskombination, die angewandt wird, ab. Im allgemeinen sind 15 min bis einige Stunden ausreichend, um die erwünschte Verteilung der Flüssigkeit herbeizuführen.

Wenngleich es üblicherweise zweckmäßig ist, ein derartiges Gemisch unter Verwendung von sowohl Wasser als auch einer flüchtigen organischen Flüssigkeit herzustellen, um die Porosität und die Dichte der zusammenhängenden Masse zu steuern, ist es auch möglich, lediglich V/asser zur Herstellung des Gemisches zu verwenden, insbesondere in Fällen, bei denen das Verformen des Gemisches mittels Extrudieren unter Bedingungen erfolgt, die hinreichend variiert werden können, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen. Jedoch besteht selbst dabei ein Nachteil darin, daß die Verwendung einer hinreichenden Menge Wasser allein leicht dazu führt, daß die Dichte der erhaltenen Masse für praktische Zwecke zu groß wird. Wie an anderer Stelle näher beschrieben, kann jedoch ein erneutes Befeuchten und erneutes Trocknen nach dem Verformen der zusammenhängenden Masse normalerweise angewandt werden, um die Endporosität der zusammenhängenden Masse zu steuern, solange das Ausgangsgemisch extrudiert oder in anderer Weise in annehmbarer Form zu der erwünschten Gestalt verformt werden kann.

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Die flüchtige organische Flüssigkeit des Gemisches dient dazu, die Dichte und Porosität der Tabakware zu verbessern, x\ras möglicherweise zufolge der raschen Verdampfung während des Trocknens geschieht. Die organischen Flüssigkeiten, die verwendet werden können, sind vorzugsweise solche mit einem höheren Dampfdruck als dem von Wasser und umfassen lediglich solche Flüssigkeiten, die sich mit Tabakprodukten vertragen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind Flüssigkeiten mit Tabak verträglich, wenn sie nicht nennenswert mit Tabakbestandteilen reagieren und sich außerdem hinreichend mit dem Tabakmaterial vermischen, so daß eine Auftrennung während der Verformung der Rauchware vermieden wird. Außerdem v/erden vorzugsweise Flüssigkeiten verwendet, die nach dem Vermischen mit Tabakprodukten die aromatischen oder subjektiven Qualitäten der Tabakware beim Rauchen nicht beeinträchtigen. Bevorzugte Flüssigkeiten sind ferner solche, die durch Verdampfen unter verhältnismäßig wenig drastischen Erhitzungs- oder Trocknungsbedingungen leicht entfernt werden können und die nach dem Verdampfen keinen nennenswerten Rückstand hinterlassen. Unter den geeigneten organischen Flüssigkeiten befinden sich gerad- oder verzweigtkettige Kohlenwasserstoffe mit etwa 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie die Pentane, Hexane und Heptane. Gerad- oder verzweigtkettige Alkohole mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol und dergleichen, eignen sich ebenfalls für den genannten Zv/eck. Außerdem können die "Freon"-Flüssigkeiten, wie Trichlormonofluormethan und Dichlordifluormethan, verwendet werden. Ausgewählte Ketone, wie beispielsweise Methylethylketon, Äther, Halogenkohlenwasserstoffe und dergleichen können in einigen Fällen gleichfalls verwendet werden. Die ausgewählte Flüssigkeit kann allein oder in einigen Fällen in Kombination mit einem weiteren oder mehreren v/eiteren Mitteln verwendet werden - je nach der Art der herzustellenden Tabakware.

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Das Verhältnis der Gesamtwassermenge in dem Gemisch zu flüchtiger organischer Flüssigkeit hängt zu.einem gewissen Ausmaß von der Art und der Teilchengröße des Tabaks und der im einzelnen verwendeten Flüssigkeit ab, jedoch liegt es allgemein im Bereich von etwa 6 bis etwa 1 Teil Wasser auf 1 Teil organische Flüssigkeit. Wenn Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) gemäß der weiter unten erörterten bevorzugten Verformungsmethode verwendet wird, wird ein Verhältnis von etwa 2 Teilen Wasser zu 1 Teil organischer Flüssigkeit bevorzugt.

Es kann auch zweckmäßig sein, dem wäßrigen Tabakgemisch Füllmaterialien zuzusetzen. Derartige Füllmaterialien können aus Calciumcarbonate ausgewählten Kohlenstoff materialien, Diatomenerde, Attapulgit und dergleichen bestehen. Das Gemisch kann bis zu etwa 40 bis 5O?4 der Feststoff bestandteile derartige Füllstoffe enthalten, ohne daß ein Zusatz von Bindemitteln erforderlich ist. Gewünschtenfalls kann das Gemisch auch mit Brennzusätzen versehen werden, um die Abbrenneigenschaften zu regulieren.

Es ist zwar bevorzugt, einen Zusatz an äußeren Bindemitteln zu verhindern und sich stattdessen auf natürliche Bindesubstanzen des Tabaks zu verlassen, um die geringst mögliche Teerabgabe beim Rauchen zu erzielen, jedoch kann selbstverständlich die mechanische Festigkeit der Tabakwaren durch Verwendung zusätzlicher Bindematerialien erhöht werden, sofern sich dies im Einklang mit den Endzielen eines bestimmten Produktes befindet.

Wenn sämtliche erwünschten Bestandteile zugesetzt sind und eine homogene Mischung erzielt ist, ist das auf diese Weise hergestellte Gemisch zur weiteren Verarbeitung zu einer Tabakware fertig. Durch diese weitere Verarbeitung wird das Tabakgemisch zu einem Formkörper verformt, der aus einer zusammenhängenden Tabakmasse besteht, deren Dichte und

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Porosität hinreichend groß sind, um eine Gasströmung durch die Masse hindurch nach außen hin abzuschließen land deren Dichte ausreicht, die Verbrennung der Masse nach dem Anzünden zu unterstützen. Die Tabakmasse wird weiterhin mit mindestens einem Durchlaß versehen, der sich durch sie von einer ersten Öffnung auf der Oberfläche der Masse aus zu einer zweiten Öffnung, die im Abstand von der ersten Öffnung angeordnet ist, erstreckt. Das Vorsehen eines derar-' tigen Durchlasses bedeutet, daß dieser Durchlaß während des Verformens oder während Verfahrensschritten, die sich dem Verformen anschließen, oder sowohl während der Verformens als auch während derartiger anschließender Verfahrensschritte hergestellt wird.

Erfindungsgemäß umfaßt das Herstellen der Tabakware eine Druckbehandlung des Gemisches, um es in eine zusammenhängende oder frei tragende Tabakmasse zu überführen, sowie das anschließende Trocknen der Masse. Die Druckbehandlung erfordert allgemein die Anwendung von Druck auf das Tabakgemisch in einem begrenzten Raum und führt vorzugsweise zu einer zusammenhängenden Masse mit dem erwünschten Durchlaß. Eine alternative Verfahrensweise besteht darin, daß die Masse ohne den Durchlaß verformt wird und der Durchlaß nach der Druckbehandlung oder nach dem Trocknen durch eine Materialentfernung, wie beispielsweise Durchbohren oder Drillen, hergestellt wird.

Die Druckbehandlung kann auf eine beliebige einer Anzahl herkömmlicher Weisen erfolgen, die sich dazu eignen, das Tabakgemisch hinreichend unter Druck zu setzen, um die natürlichen Bindemittel des Tabakmaterials in Freiheit zu setzen und dadurch zu einer zusammenhängenden Masse zu gelangen. Die Druckbehandlung ermöglicht es somit, freitragende Formkörper ohne den Zusatz äußerer Bindemittel zu dem Tabakgemisch zu erhalten.

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Es können zwar Druckbehandlungen, wie beispielsweise Verformen, dazu verendet werden, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, jedoch besteht die bevorzugte Druckbehandlung im Extrudieren. Allgemein hängen die Extrudierbedingungen von der Art des verwendeten Extruders (Kolben-, Schneckenextruder usw.), der Zusammensetzung des Tabakgemisches und der gewünschten Form, Dichte und Porosität für das Extrudat ab.

Herkömmliche Schneckenextruder oder höhere Drucke erzeugende Kolbenextruder können verendet werden, wobei die Werkzeugköpfe dieser Extruder vorzugsweise die gewünschte Form der herzustellenden Tabakwaren aufweisen. Diese Extruder können bei ausgewählten Drücken und unter ausgewählter Kühlung eines oder mehrerer Abschnitte der Laufbüchse des Extruders betrieben werden, um die Herstellung des gewünschten Extrudats zu fördern.

Ein Extruder, der sich als geeignet erwiesen hat, ist ein Kunststoff extruder der Marke Wayne, der mit. einer 1:1-Schnecke ausgestattet ist, die mit 1 bis 120 UpM rotierengelassen werden kann. Ein derartiger Extruder übt wegen seiner 1:1-Schnecke die geringstmögliche Arbeitsraenge auf das Tabakgemisch aus, während er gleichzeitig einen hinreichenden Druck liefert, um die natürlichen Bindemittel des Tabaks in Freiheit zu setzen und auf diose Weise zu einem zusammenhängenden Produkt zu gelangen. Mit Schneckenextrudern dieses Typs sind Extrudatdrücke am Ende der Laufbüchse des Extruders (d.h. Schmelzdrücke) von bis zu 175 bar Überdruck (2500 psig) anwendbar, wobei Drücke von bis zu 84 bar Überdruck (1200 psig) bevorzugt sind. Ferner können Extrudattemperaturen am Ende einer derartigen Laufbüchse (d.h. Schmelztemperaturen) von unter etwa 40 ⁰C entstehen gelassen werden, indem man die Laufbüchsenteriperatur der Schnecke im Bereich von etwa 20 bis 25 ⁰C hält.

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Bevorzugte Bedingungen des Tabakgemisches für das Extrudieren sind eine Tabakteilchengröße von unter etwa 0,59 mm (30 mesh) sowie ein Tabakgehalt, der ausreicht, um ein Gemisch mit einem Feststoffgehalt im Bereich von etwa 55 bis 75 Gevr.-% und vorzugsweise etwa 60 bis 70 Gew.-% zu erzeugen.

Wie oben erwähnt, bedingt die Form der erwünschten Tabakware den Bau des Spritzwerkzeugkopfes des Extruders. Bevorzugte Tabakwaren sind von hohlzylindrischer Form und insbesondere zylindrische Röhren mit einer Wanddicke, die derart ist, daß der Querschnitt der Masse geringer ißt als der entsprechende Querschnitt des Durchlasses. Um diesen Aufbau zu erzielen, werden somit Spritzwerkzeugköpfe verwendet, die einen in geeigneter Weise angepaßten ringförmigen Extrusionsdurchlaß aufweisen. Ein besonderer Extruder, der sich zur Herstellung von Hohlzylindern eignet, ist der oben erwähnte Wayne-Sxtruder. Somit können mit in geeigneter Weise modifizierten Extrudern dieses Typs beispielsweise dünnwandige Tabakröhren hergestellt werden, die eine hohe Dichte und eine geringe Porosität aufweisen und mit Kohletemperaturen im Bereich von 585 bi^s 785 ⁰C brennen. Außerdem ist es bei Verwendung derartiger Extruder üblich, eine Luftströmung in das Innere der geformten Röhre zu leiten, um deren Zusammenfallen zu verhindern.

Der verf ormonde Teil des Druclcbehandlungsverf ahrens kann eine Abtrennungsstufe sein, die zur Herstellung von einzelnen zusammenhängenden Massen führt, die den einzelnen Tabakwaren entsprechen. Eine derartige Verfahrensstufe ist erforderlich, wenn die Druckbehandlung- sich nicht selbst auf jeweils einen einzelnen Gegenstand erstreckt. Im Falle der oben beschriebenen bevorzugten Extrudierpraktik, bei der das Extrudat typischerweise eine einzige zusammenhängende, kontinuierliche Masse ist, die aus dem Spritzwerkzeugkopf austritt, ist es zweckmäßig, eine Schneidestufe an dem

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Auslaß des Werkzeugkopfes vorzusehen, um dadurch einzelne Einheiten einer bestimmten Länge, die derjenigen der gewünschten Tabakware entspricht, vorzusehen. Wenn Tabakwaren von vorgewählter Länge erwünscht sind, wird der Schneidevorgang mit der Geschwindigkeit der Extrudatausgabe synchronisiert, um die erforderliche Länge zu gewährleisten.

Die Maßnahme der Herstellung einzelner Einheiten kann auch anschließend an das Trocknen des Extrudats vorgenommen werden, wenn das Abtrennen des getrockneten Extrudates sich als annehmbarere Praktik erweisen sollte.

Das Trocknen der erhaltenen druckgeformten zusammenhängenden Masse kann entweder durch einfaches Verdampfen unter den Umgebungsbedingungen, beispielsweise bei Raumtemperatur, oder durch Anwendung von Wärme durchgeführt werden. Typischerweise werden bei Raumtemperatur von etwa 21 bis 24 ⁰C (70 bis 75 ⁰F) Trocknungszeiten von etwa 12 bis 24 h benötigt. Anwendung von Wärme kann bei einer Temperatur von etwa 100 ⁰C erfolgen. Dies kann durch herkömmliche Heizeinrichtungen, wie beispielsweise einen Freas-Ofen (Ofen mit durchgepreßter Luft) während einer Zeitdauer von etwa 15 min bis 1 h erfolgen. Das Erhitzen kann auch rascher durch Anwendung von Mikrowellen erfolgen, wobei die Anwendungsdauer von der angewandten Leistung abhängt. Bei Leistungen von etwa 150 W haben sich Trocknungszeiten von etwa 2 min als annehmbar erwiesen. Ein derartiges rasches Trocknen kann angewandt werden, um die statischen Brenneigenschaften der herzustellenden Tabakware zu verbessern.

Nach dem Trocknen können die getrockneten Waren weiter verarbeitet werden, beispielsweise durch Anheften der Waren an geeignete Mundstücke, die Filter enthalten können, wobei dann die fertige Tabakware erhalten wird.

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Zwar hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren, wie es bisher beschrieben wurde, geeignete Tabakwaren liefert, jedoch besteht ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, eine Weiterverarbeitung der unter Druck verformten zusammenhängenden Masse anschließend an die anfängliche Trocknung vorzusehen. Eine derartige Weiterverarbeitung ermöglicht die Veränderung der Porosität der getrockneten Masse, wodurch verbesserte Verbrennungseigonschaften für die erhaltene Tabakware erzielt werden. Diese Weiterverarbeitung umfaßt ein erneutes Befeuchten der getrockneten Masse und ein anschließendes erneutes Trocknen. Das Wiederbefeuchten kann durch Besprühen oder durch Eintauchen der getrockneten Masse durchgeführt werden. Ein geeignetes Wiederbefeuchten kann durchgeführt werden, indem man die Masse in ein Bad aus Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, so lange eintaucht, bis die gewünschte Veränderung der Porosität erzielt ist. Allgemein hängen die Wiederbefeuchtungsbedingungen von der anfänglichen Porosität, der Teilchengröße des Tabaks und der Art der verwendeten organischen Flüssigkeit ab. Geeignete Wiederbefeuchtungabedingungen zur Erzielung erwünschter PorositätsVeränderungen können durch empirische Maßnahmen bestimmt werden. Das anschließende erneute Trocknen nach dem Wiederbefeuchten wird vorzugsweise gemäß dem oben beschriebenen Anfangstrocknungsverfahren durchgeführt.

In einer weiteren Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein leicht entzündbarer, luftdurchlässiger Pfropfen in dem Durchlaß der druckgeformten zusammenhängenden Masse angeordnet. Weitere Pfropfen können an einer oder mehreren Stellen längs des Durchlasses und in einer ihn blockierenden Weise angeordnet werden. In einer bevorzugten Durchführungsform des erfinrlungsgemäf3en Verfahrens, bei der zylindrische, röhrenförmige Tabakwaren hergestellt werden, ist es zweckmäßig, derartige Pfropfen an den einander gegenüberliegenden Enden des röhrenförmigen Durchlasses anzuordnen. ₁₃₀₀₆₅/₀₈70

Gewöhnlich werden lediglich ein oder zwei derartiger Pfropfen benötigt, insbesondere an einem Ende zum Anzünden der Rauchware. Demzufolge besitzen die typischen Ausführungsformen einen hohlen Durchlaß, der weitgehend ohne Hindernisse ist. Selbstverständlich kann jedoch ein derartiger Durchlaß zum Teil oder zur Gänze mit einem unschädlichen Füllmaterial ausgefüllt sein, das entweder nicht verbrennbar ist oder das nicht übermäßig zur Erzeugung von Teer beim Rauchen beiträgt.

Das Pfropfenmaterial kann verschieden geformt sein und Aromastoffe enthalten, die nach dem Erhitzen, in Freiheit gesetzt werden. Das Pfropfenmaterial besteht vorzugsweise aus zerkleinertem Tabak, der in derselben Weise hergestellt ist, wie die zusammenhängende Masse, aus der die Tabakware besteht. Die Pfropfen können daher hergestellt werden, indem man ein Verfahren anwendet, das demjenigen, das oben zur Herstellung der zusammenhängenden Masse beschrieben ist, analog ist, wobei die Druckbehandlung je nach den Bedürfnissen für die Herstellung von Pfropfen der gewünschten Form, die sich zum Einsetzen in die zusammenhängende Masse in blockierender Stellung eignen, modifiziert wird. Die Luftdurchlässigkeit für die Pfropfen kann entweder durch die dem Pfropfenmaterial innewohnende Porosität oder durch Öffnungen sichergestellt werden, die in dem Pfropfen während oder nach seiner Herstellung vorgesehen werden.

Zwar können die Pfropfen unabhängig von der zusammenhängenden Masse hergestellt und in die Masse nach ihrer Verformung oder nach dem Trocknen eingesetzt werden, jedoch werden in einer bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Pfropfen gleichzeitig mit der Verformung der Masse geformt und in dem Durchlaß der Masse angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Durchführungsform wird dies bei der bevorzugten Extrudierung durch Koextrudie-

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ren des Pfropfens mit dor Masse in geeigneter zeitlicher Beziehung bewirkt, so daß Pfropfen der gewünschten Größe an den gewünschten, den Durchlaß blockierenden Stellen und in innigem Kontakt mit der Innenwand der Masse erhalten werden.

Die Tabakware gemäß der Erfindung kann in verschiedenen Formen hergestellt werden, insbesondere in solchen, die sich bequem extrudieren lassen, wenngleich auch andere Verformungsmethoden zu diesem Zweck angewandt werden können. Gemäß Pig. 1 besteht die Tabakware 10 aus einer länglichen zusammenhängenden Masse 9, die bei dieser Ausführungsform in Form eines röhrenförmigen Stabes mit einem Durchlaß ?, dor sich bis zu dem Ende des Stabes erstreckt, ausgebildet ist. Zwar dient die röhrenförmige Masse 9 für sich selbst als Tabakware, jedoch ist es möglich (Fig. 2) einen Filter 3 an dem dem Raucher zugewandten Ende anzupassen und ihn- mit Hilfe von Mundstückspapier 4 in herkömmlicher Weise mit der Masse 9 zu verbinden. Wie sich in Fig. 1b erkennen läßt, besitzen der Durchlaß 2 und die Masse 9 einen kreisförmigen Querschnitt, jedoch können auch selbstverständlich andere Querschnittformen, wie beispielsweise sechseckige usw., angewandt werden. Die Masse 9 kann in Länge und Umfang den Tabakzyllndem einer Zigarette von herkömmlicher Größe entsprechen. Je nach den einzelnen zu erzielenden Abgabeeigenschaften während des Rauchens der Tabakware wird der Querschnitt der Masse im Verhältnis zum Querschnitt des Durchlasses variiert.

Die Tabakware 15 gemäß Fig. 2 ist am Verbrennungsende mit einem den Durchlaß blockierenden Pfropfen 5 aus luftdurchlässigem, brennbarem Material versehen. Außer seiner Funktion als Entzündungshilfe besitzt der Pfropfen 5 die Funktionen, ein blitzartiges Erhitzen durch den Durchlaß hindurch beim Anzünden der Rau.ch'./are zu verhindern. Zusätzliche Pfropfen, beispielsweise der Pfropfen 6 neben

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~³⁰~ 311S472

dem Filterbestandteil 2>> können vorgesehen werden und zum Einbringen von Aromastoffen in die Tabakware dienen. Gewünscht enf alls könnten Pfropfen auch an einer oder mehreren Stellen zwischen den beiden Enden der Rauchware angeordnet werden, um entweder als Aromaträger oder als Entzündungshilfe oder als beides zu dienen.

Erfindungsgemäß kann die Tabakware in den vertrauten Formen anderer Arten von Tabakwaren hergestellt werden, wie beispielsweise in Form und ungefähren Abmessungen einer Zigarre 16, wie in Fig. 3 dargestellt. Bei einem derartigen Gegenstand 16 sind die Wände 7 der röhrenförmigen Masse von größerer Dicke im Verhältnis zur Größe des Gegenstandes und im Vergleich zu der Tabakware gemäß Fig. 2. Außer mit den Entzündungs- und Aromatisierungspfropfen 5 und 6 kann die Tabakware mit einem Mundstück 17 ausgestattet werden, das seinerseits selbst dazu dienen kann, aromaabgebende Elemente oder Filter 8 aufzunehmen.

In den Fig. 4 und 5 ist die Verwendung einer Tabakware entweder in einer herkömmlichen Pfeife oder als pfeifenförmig geformter Gegenstand selbst erläutert. Die Tabakware 30 gemäß Fig. 4 ist als verhältnismäßig stumpfartige Masse 19 geformt, die eine Form und eine Größe besitzt, die sie zur Aufnahme im Kopf einer Pfeife 18 geeignet macht, wobei die Masse mit einem oder mit mehreren Durchlässen 2 ausgestattet ist, der bzw. die sich vom Oberteil zum Unterteil hin durch sie erstrecken. Fig. 5 zeigt die Art und Weise, in der eine zusammenhängende Masse 20 zur Form eines Pfeifenkopfes geformt ist und wie die Masse gemäß Fig. 4 einen oder mehrere Durchlässe 2 aufweist; außerdem ist sie mit einer seitlichen Öffnung bei 21 zur Aufnahme eines Pfeifenmundstücks 28 ausgestattet, das einen Filter 40 aufweist, wie ihn auch Pfeife 18 besitzt.

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Fig. 6 erläutert schematisch eine bevorzugte Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, gernäß dem Tabak zerkleinert, mit Wasser und einer flüchtigen organischen Flüssigkeit vermischt und anschließend einer Druckbehandlung, vorzugsweise Extrudierung, untersogen wird, um eine zusammenhängende Tabakmasse zu erzeugen. Die Tabakmasse wird bei Raumtemperatur oder durch Anwendung von Wärme getrocknet. Eine weitere Verarbeitung der zusammenhängenden Tabakmasse zur Veränderung ihrer Porosität wird durch einen Wiederbefeuchtungsschritt erzielt, der von einer Trocknungsstufe gefolgt, wird.

Fig. 7 erläutert schematisch die Extrudiereinrichtung zur Erzielung der oben erwähnten Koextrusion einer röhrenförmigen zusammenhängenden Masse und von Pfropfen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei der Aufbau des Spritzwerkzeugkopfes im einzelnen näher in E'ig. 8 dargestellt ist. Gemäß Fig. 7 wird ein Tabakgemisch, wie oben erwähnt, zum Herstellen der zusammenhängenden Masse der Tabakware einem automatischen Beschickungstrichter 71 zugeführt. Der Beschickungstrichter 71 übt auf das Tabakgemisch über eine rotierende Klinge, die sich in eine Materialeingangsöffnung eines von einem Antrieb 73 angetriebenen Schneckenextruders 72 hinein erstreckt, eine kontinuierliche Kraft aus. Das Tabakgeraisch wird mit dieser Kraft dem Extruder zugeführt, und das im Extruder hergestellte Extrudat wird in einen gemeinsamen Spritzwerkzeugkopf 74 gedrückt, wo es am Ausgang des Spritzwerkzeugkopfes zu einer röhrenförmigen zusammenhängenden Masse 100 verformt wird. Dem Spritzwerkzeugkopf 74 wird außerdem Luft aus einer Quelle 75 zugeführt und über Leitung 76 im Inneren der röhrenförmigen Masse zur Öffnung des Spritzwerkzeugkopfes geleitet, um ein Zusammenfallen der Masse während ihrer Bildung zu verhindern;

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Pfropfenmaterial von ähnlicher Zusammensetzung wie der des Materials für die Masse wird einem Beschickungstrichter 81 zugeführt, der analog wie der Beschickungstrichter 71 gebaut ist. Das Pfropfenmaterial wird von dem Beschickungstrichter 81 einem Kolbenschneckenextruder 82 zugeführt, der von einem Antrieb 83 angetrieben wird. Das Extrudat gelangt vom Extruder 82 durch Ventil 84 in den gemeinsamen Spritzwerkzeugkopf 74, wo es im Inneren an die Innenwand der röhrenförmigen Masse 100 angrenzend zur Verfügung steht.

Der Synchronisierungssteuerkreis 91 steuert den auf das Pfropfenextrudat bei seiner Beförderung zum Werkzeugkopf 74 ausgeübten fortgesetzten Druck. Diese Steuerung ist mit dem Austritt des Rohres 100 synchronisiert. Der Kreis 91 hält während einer vorher bestimmten Zeitdauer, die der Abgabe einer vorgewählten Länge der Röhre 100 entspricht, das Ventil 84 geschlossen und den Antrieb 83 unterbrochen. Nach dieser Zeit wird das Ventil 84 geöffnet und der Antrieb 83 in Gang gesetzt, wodurch Druck auf das Pfropfenextrudat ausgeübt und demzufolge Pfropfen und Rohr gemeinsam ausgebracht werden. Diese Bedingung dauert eine zweite vorgewählte Zeitdauer lang, entsprechend der gemeinsamen Abgabe einer vorgewählten Länge von Röhre und Pfropfen, wonach das Ventil erneut geschlossen und der Antrieb 83 erneut abgestellt weilen. Wiederholte Steuerung des Ventils 94 und des Antriebs 83 führt somit dazu, daß das Rohr 100 kontinuierlich extrudiert wird, wobei Pfropfen 101 von vorbestimmter Länge an vorbestimmten Stellen in dem Rohr in den Durchtritt blockierender Lage angeordnet werden, pur langsamen Extruderbetrieb kann das Ventil 84 und bei hoher Geschwindigkeit der Antrieb 83 weggelassen werden.

Der Synchronisierungssteuerkreis 91 steuert außerdem die Drehrichtung der Klingen der Beschickungstrichter 81 und 71. Diese Richtung wird durch den Kreis 91 periodisch geändert, um eine gute Beschickung der entsprechenden Schneckenextruder durch Tabakgemisch zu gewährleisten.

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Wie ebenfalls in Fig. 7 dargestellt, wird eine Schneideeinrichtung 92 am Ausgang des Spritzwerkzeugkopfes ebenfalls durch den Synchronisierungssteuerkreis 91 betrieben, um die Röhre 100 in einzelne Einheiten aus zusammenhängender Masse zu zerschneiden. Ein derartiges Zerschneiden kann derart synchronisiert werden, daß es unmittelbar vor der Anordnung eines Pfropfens 101 erfolgt, wodurch jede Einheit einen einzigen Pfropfen an ihrem vorderen Durchlaßende erhält. Vorzugsweise wird jedoch die Schneideeinrichtung derart gesteuert, daß sie derart schneidet, daß Einheiten hergestellt werden, die an beiden Enden Pfropfen aufweisen. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß man die Tätigkeit des Kolbenextruders derart steuert, daß Pfropfenmaterial der gewünschten Länge von ihm ausgegeben wird, und daß man entsprechend die Schneideeinrichtung derart steuert, daß die Röhre 100 an einer Stelle auf jedem extrudierten Pfropfen zerschnitten ,wird.

Fig. 8 erläutert den gemeinsamen Spritzwerkzeugkopf 74 gemäß Fig. 7 ausführlicher. Der Werkzeugkopf 74 besteht aus einer äußeren Gehäuse- oder Trägergesamtheit 110, die einen mittleren Hohlzylinderkörper 111 aufweist, an dessen gegenüberliegenden Enden durch nicht gezeigte Schrauben Trägerringe 112 und 113 angebracht sind. Ein zentraler, mit einer Ausnehmung versehener Abschnitt 114 des Körpers 111 wirkt mit einem gegenüberliegenden zentralen, ebenfalls mit einer Ausnehmung versehenen Abschnitt 115 des Ringes 112 zusammen, um einen ersten hohlen Dorn 116 zu haltern. Die konische Innenoberfläche 117 des Doms 116 erstreckt sich bis zu einer kurzen zylindrischen Führungsoberfläche 118, die ihrerseits am Ende des Ringes 112 endet, wobei sie eine Ausgangsöffnung 119 definiert.

Ein weiterer hohler Dorn 121 wird durch Ring 113 sowie ein hohles Rückhalteelement 122, das zwischen Ring 113 und Körper 111 gehalten wird, gehaltert. Der Dorn 121 erstreckt

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sich über die Länge der Gesamtheit 110, und die Außenfläche 123 des Dorns ist im Abstand von den entsprechenden Innenflächen 128 und 117 des Körpers 111 bzw. des Dornes 116 angeordnet, Diese Oberflächen (123, 128, 117) definieren einen ringförmigen Durchlaß 124 zur Aufnahme des Extrudats für die röhrenförmige Masse aus dem Extruder 73. Die Oberfläche 123 ist im Bereich der Oberfläche 117 konisch einwärts abgeschrägt, wobei beide Oberflächen zusammenwirken, um einen ringförmigen Auslaß 125 zu bilden, dessen radiale Ausdehnung der Dicke der zu bildenden röhrenförmigen Masse und dessen Außendurchmesser an die Führungsfläche 118 angepaßt ist.

Eine zentrale Bohrung 126 erstreckt sich über die Länge des Dorns 121 und nimmt vom Extruder 82 Extrudat für die Pfropfen auf. Die Bohrung 126 ist am Ende des Dorns 121 von einer Ausdehnung, die praktisch derjenigen des Innendurchmessers des Auslasses 125 entspricht, wodurch das Extrudat für die Pfropfen mit einer derartigen Ausdehnung bis zum Ende des Auslasses gefördert wird. Eine Luftleitung 76 erstreckt sich durch die Bohrung 126 und fördert Luft bis in den Bereich, der an den Auslaß 125 und die Auslaßöffnung 119 anschließt, um ein Zusammenfallen der Röhre 100, während sie extrudiert wird, zu verhindern.

In Betrieb drückt der über den Extruder 73 auf das Extrudat für die röhrenförmige Masse ausgeübte Druck das Extrudat in den Durchlaß 124 und von dort zum ringförmigen Auslaß 125. Das Extrudat verläßt den Auslaß 125 als die dünnwandige röhrenförmige zusammenhängende Masse 100, die durch die zylindrische Oberfläche 180 zum Auslaß 119 geführt wird. Während auf das Pfropfenextrudat durch den Extruder 82 kein Druck ausgeübt wird, tritt die röhrenförmige Masse 100 ohne Pfropfenmaterial aus und bewegt sich durch einen Einschnürungsring 125 hindurch, der an den Dorn angefügt ist.

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Y/enn auf das Pfropfenextrudat vom Extruder 82 Druck ausgeübt wird, wird das Extrudat durch die zentrale Bohrung 126 gedruckt und dem Ende des ringförmigen Auslasses 125 zugeführt, wo es im Inneren und in Berührung mit der Innenwand dor gleichzeitig gebildeten röhrenförmigen Masse 100 aufgenommen wird. Da auf das Pfropfenextrudat weiter Druck ausgeübt wird, wandern das Pfropfenextrudat und die röhrenförmige Masse zusammen durch den Auslaß 119 in die zentrale Öffnung 129 des Rings 127. Diese Öffnung 129 verengt sich zunächst und erweitert sich dann, wobei die Verengung bei einer radialen Ausdehnung endet, die geringer ist als der Außendurchmesser der röhrenförmigen Masse. Beim Erreichen des Endes der Verengung ist das vordere Ende der röhrenförmigen Masse nach einwärts eingeschnürt, wobei seine Wandung in bindenden Eingriff mit dem vorderen Ende des Pfropfenextrudates gedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt endet der Druck, der auf das Pfropfenextrudat ausgeübt wird, und die röhrenförmige Masse, die v/eiter extrudiert wird und nunmehr mit dem Pfropfenextrudat verbunden ist, bricht von dem Pfropfenextrudat einen Pfropfen 101 ab, der sich weiter mit der Röhre durch die Öffnung 129 bewegt. Der Abschnitt der Röhre, der mit dem Pfropfen von gleicher Ausdehnung ist, wird daraufhin über weitere Teile seiner Oberfläche hin kontinuierlich eingeschnürt, wodurch der Pfropfen über seine gesamte Länge hinweg bindend mit der Innenwand der Röhre vereinigt wird. Auf diese Weise werden Röhre und Pfropfen miteinander verbunden, ohne daß eine übermäßige Kraft auf die röhrenförmige Masse ausgeübt wird, wodurch eine Verdickung der Röhrenwand während des Verbindens verhindert wird.

Selbstverständlich kann das bindende Vereinigen von Pfropfen 101 und röhrenförmiger Masse 100 auch auf andere Weise erfolgen, wie beispielsweise durch Expandieren des Pfropfens nach bekannten Methoden, so daß er sich bindend mit der röhrenförmigen Masse vereinigt.

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Wie oben erwähnt, kann die Luftdurchlässigkeit der Pfropfen 101 während der Pfropfenherstellung erzielt werden, wofür der Werkzeugkopf gemäß Fig. 8 derart abgeändert werden kann, daß öffnungen in den Pfropfen erzeugt ■ werden, während sie extrudiert werden. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß man im Abstand angeordnete, dünne feste Stäbe. 131 in der Bohrung 126 anordnet, die sich von einer Stelle in der Bohrung bis jenseits des ringförmigen Durchlasses 125 erstrecken. Diese Stäbe können von einem Ring 133 gehaltert werden, der zwischen verschiedenen Abschnitten des Dorns 121 angeordnet werden kann, wodurch die Stäbe in ihrer gewünschten Stellung in der Bohrung gehalten werden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Die Dichte der gemäß den folgenden Beispielen hergestellten Röhren wurde gemäß der folgenden Formel bestimmt: Dichte (g/cm³) -S RStirengewicht

TJ " I "2~J J ^x Röhrenlänge

worin AD der Außendurchmesser der Röhre in Zentimetern, ID der Innendurchmesser der Röhre in Zentimetern bedeuten und Länge sowie Gewicht der Röhren in Zentimeter bzw. Gramm einzusetzen sind.

Der Druckabfall (J\ P) wurde gemessen, indem man eine offene extrudierte Röhre an einem Ende abschloß, während man das andere Ende in ein Druckabfallinstrument (P.D.I.) einsetzte. Der gemessene Druckabfall Λ P ist der Luftströmung durch die Wände der Röhre umgekehrt proportional.

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Beispiel 1

Heller Tabak mit einem annähernden Feuchtigkeitsgehalt von 11,6% Ofenfeuchtigkeit wurde in einer Fritsch-Pulverisette vermählen. Der vermahlene Tabak wurde durch ein Sieb mit einer Maschenweite von'0,25 mm (60 mesh) passiert, um grobe Teilchen zu entfernen, und die Fraktion mit einer Teilchengröße von 0,25 mm oder darunter wurde zur weiteren Verarbeitung ausgewählt.

224,9 g des Tabaks mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und einem Feuchtigkeitsgehalt von 111,06% Ofenfeuchtigkeit wurde mit 48,0 ml 95%igem Ethanol und 47,1 g Wasser versetzt. Dieses Gemisch wurde etwa 20 min in einem Hobartmischer (Modell N-50), der mit einem herkömmlichen flachen Holländerblatt "B" ausgestattet war, gerührt.

Das Tabakgemisch mit einem Feststoffgehalt von 64,5 Gew.-% wurd anschließend zu Röhren mit einer Wanddicke von 0,5 mm extrudiert. Zur Durchführung der Extrusion wurde ein Extruder der Marke "Wayne Plastics I" verwendet, der eine Schnecke mit einem Kompressionsverhältnis von 1:1, eine automatische 3-Zonen-Heizung und eine automatische 3-Zonen-Gebläsekühlung sowie ein Werkzeug für gerade Röhren mit 8 mm Außendurchmesser (AD) und 7 mm Innendurchmesser (ID) und einen 3-PS-Antrieb mit von 0 bis 60 UpM variierbarer Geschwindigkeit aufwies. Die Zonen 1 bis 3 wurden bei Raumtemperatur gehalten. Der maximale Druck auf den Werkzeugkopf betrug 105 bar Überdruck (1500 psig). Diese Extrudierbedingungen waren zwar für kleine Ansätze günstig, jedoch für größere, kontinuierliche Verfahren war es erforderlich, die Zylinderbüchse zu kühlen, um eine Hautbildung auf der Röhre zu verhindern.

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Einige der extrudierten Tabakröhren wurden 5 min bei maximaler Leistung in einem Mikrowellenofen des Typs "Apollo" getrocknet. Nach dem Trocknen wurden die Röhren entzündet, und es wurde eine statische Verbrennung aufrecht erhalten.

Die extrudierten Röhren wurden auch bei Raumtemperatur über Nacht trocknen gelassen. Diese Röhren wurden anschließend zu Stücken von 85 mm Länge geschnitten, die ein Durchschnittsgewicht von 12,70 mg/mm sowie eine errechnete Dichte von 1,078 g/cm aufwiesen. Vier dieser Röhren wurden statisch brennen gelassen, und die mittlere Brenndauer wurde zu 4,8 mm/min bestimmt. Andere bei Raumtemperatur getrocknete Röhren wurden automatisch unter gesteuerten Laboratoriumsbedingungen geraucht. TPM und Teerabgabe wurden unter Anwendung üblicher analytischer Methoden der Tabakindustrie bestimmt. Die mittlere Menge TPM pro Zug betrug 0,35 mg, die mittlere Teermenge pro Zug 0,28 mg.

Beispiel 2

677,7 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und einem Feuchtigkeitsgehalt von Λ Λ ,56% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 144 ml 95%igem Ethanol und 138 g Wasser vereinigt. Das Gemisch wurde in einem Hobartmixer 30 min lang gerührt, bedeckt und 1,5h bei Umgebungstemperatur stehengelassen. Der Peststoffgehalt vor dem Extrudieren betrug 65,82%.

Ausrüstung und Bedingungen für die Extrudierung waren die gleichen wie in Beispiel 1. Der Druck im Werkzeug während der Probenentnahme betrug etwa 35 bar Überdruck (500 psig), und die maximale "Schmelztemperatur" des Extrudats am Werkzeugkopf betrug 43,3 ⁰C (110 ⁰F). Die extrudierten Röhren besaßen einen Außendurchmesser von 8 mm und einen Innendurchmesser von 7 mm sowie eine Wanddicke von

0,5 mm.

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Die Röhren -wurden über Nacht bei Raumtemperatur trocknen gelassen. Repräsentative Proben wurden in Stücke von 85 mm Länge geschnitten, die ein mittleres Gevricht von 12,64 mg/mm besaßen. Die berechnete Dichte betrug

1,073 g/cm . Das statische Verbrennen wurde bestimmt, wie in Beispiel 1 beschrieben, und ergab sich zu 3,52 mm/min. Die Menge an TPM und Teerabgabe je Zug, ebenfalls wie gemäß Beispiel 1 bestimmt, ergab sich zu 0,26 mg bzw. 0,16 mg.

Außerdem wurde der Rauch vom dritten Zug von vier Tabakröhren gesammelt, und die Gasphasenbestandteile wurden unter Anwendung herkömmlicher gaschromatografischer Methoden bestimmt. Die mittleren Gaskonzentrationen des dritten Zuges der vier Proben waren:

O₂ : 9,61 mg/drittem Zug der Röhre CO : 0,07 mg/drittem Zug der Röhre CO₂: 1,11 mg/drittem Zug der Röhre

Schließlich wurde der mittlere Druckabfall Λ Ρ von fünf repräsentativen Röhren von 85 mm Länge ermitteltj er betrug 39,7 mm (1,56") Wassersäule.

Beispiel 3

564,7 g heller Tabak von einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und einem Feuchtigkeitsgehalt von 11,5% · Ofenfeuchtigkeit wurden mit 120 ml 95%igem Ethanol und 115»3 g Wasser in der gleichen Weise, wie in Beispiel 2 beschrieben, vereinigt. Das Gemisch wurde 25 min gerührt und anschließend über Nacht bedeckt stehengelassen. Vor dem Extrudieren besaß das Gemisch einen Feststoffgehalt von 65,05%.

Das Werkzeug des Extruders wurde derart abgeändert, daß eine Tabakröhre mit einem Au.ßendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 5 mm -:xtrudiert wurde. Unter Vervrendung der in Beispiel 2 beschriebenen Ausrüstung wurde die Sxtrudierung unter den fof$$^ς pqQif.tyngen durchgeführt:

Extrudierbedingungen

Zeit	Druck am Werkzeugkopf	(psig)	Temperatur am Extruder	0F
min	"bar Überdruck		auslaß ("Schmelztemperatur"	(75)
		(0)	0C	(85)
0	0	(550)	23,9	(98)
5	38,5	(450)	29,4	(105)
10	31,5	(375)	36,7	(106) .
15	26,3	(375)	40,6	(109)
20	26,3	(375)	41,1	(110)
25	26,3	(375)	42,8	(112)
30	26,3	(350)	43,3
34	24,5	44,4

Die extrudierten Röhren wurden über Nacht bei Raumtemperatur getrocknet. Repräsentative Beispiele für Röhren, die während der sechsten bis zehnten Minute extrudiert worden waren, wurden mit der Bezeichnung A und weitere Röhren, die etwa während der 23. bis 28. Minute extrudiert worden waren, mit B bezeichnet.

Repräsentative Tabakröhren wurden analysiert, wobei die erhaltenen Ergebnisse in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt sind.

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Tabelle I

Beisp.	Gewicht der Röhre mg/mm	Dichte g/cm5	Druckabfall AP für 85 mm Länge, cm H2O (Inches H2O)	Statische Äbbrenn- geschw. mm/min	TPM/Zug mg	Teer/Zug mg	CO im 3. Zug mg	Wand stärke mm
3Α 3Β	31,69 32,51	1,035 1,061	1,52 (0,60) 11,8 (4,65)	1,91 1,21	0,36 0,22	0,28 0,18	0,16 0,09	1,5 1,5

Beispiel 4

443,21 g Burleytabak von einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und einem Feuchtigkeitsgehalt von 9,75% Ofenfeuchtigkeit wurden in einem Hobartmischer mit 96 ml 95%igen Ethanols und 100,8 g Wasser etwa 25 min lang vermischt. Das Gemisch besaß einen Feststoffgehalt von 64,5% vor dem Extrudieren.

• Es wurden Burleytabakröhren mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 6,5 mm unter Verwendung des oben beschriebenen Kunststoffextruders vom Typ Wayne und unter den gleichen Bedingungen, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Abweichung extrudiert, daß das Getriebe am Extruder verändert wurde, so daß die Drehgeschwindigkeit der Schnecke von 0 bis 120 UpM erhöht wurde. Während des Extrudierens bei 120 UpM betrug der maximale Werkzeugkopfdruck 175 bar überdruck (2500 psig) und die maximale "Schmelztemperatur" 66 ⁰C (151 ⁰F). Die Extrudierung der Tabakröhren war erfolgreich (vgl. auch Beispiel 11).

Beispiel 5

440,8 g Orienttabak von einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und einem Feuchtigkeitsgehalt von 9,25% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 96 ml 95%igen Ethanols und 103,2 g Wasser vereinigt. Das Gemisch wurde 25 min lang gerührt und unter den gleichen Extrudierbedingungen und mit den gleichen Extrudiereinrichtungen, wie in Beispiel 4 beschrieben, extrudiert. Der maximale Werkzeugkopfdruck betrug 42 bis 49 bar Überdruck (6— bis 700 psig) und die maximale "Schmelztemperatur" 43 ⁰C (110 ⁰F). Die das Extruderwerkzeug verlassenden Tabakröhren erwiesen sich als leicht klebrig und waren biegsamer als die von hellem oder von Burleytabak. Hinsichtlich des statischen Abbrennens vergleiche Beispiel 11.

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Beispiel 6

Eine Röhre aus Tabakmischung wurde unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt: 220,1 g heller Tabak von 9,12% Ofenfeuchtigkeit, 110,8 g Burleytabak von 9,75% Ofenfeuchtigkeit, 110,8 g Orienttabak von 9,25% Ofenfeuchtigkeit, 96,0 ml 95%iges Ethanol und 102,0 g Wasser. Sämtliche Tabakausgangsmaterialien besaßen eine Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh).

Die trockenen Tabakmaterialien wurden in dem Hobartmischer vermischt und mit Alkohol und Wasser versetzt. Nach 25 min Vermischen wurde das Material, wie oben in Beispiel 4 beschrieben, extrudiert. Der maximale Werkzeugkopfdruck betrug 66,5 bar Überdruck (950 psig), die maximale "Schmelztemperatur » 44 ⁰C (112 ⁰F).

Die Röhren aus Tabakmischung, die das Werkzeug verließen, erwiesen sich als biegsamer als eine Röhre aus lediglich hellem Tabak, jedoch als weniger biegsam als eine Röhre aus lediglich Burleytabak oder lediglich Orienttabak.

Beispiel 7

Eine Röhre aus lediglich hellem Tabak wurde unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Einrichtungen, wie in Beispiel 4 beschrieben, extrudiert. Die verwendeten Bestandteile waren: 440,1 g heller Tabak von einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 9,12% Ofenfeuchtigkeit, 96,0 ml 95%iges Ethanol und 103,9 g Wasser.

Während des Extrudierens erreichte der Werkzeugkopfdruck einen Höchstwert von 98 bar Überdruck (1400 psig) und die "Schmelztemperatur" einen Höchstwert von 47 ⁰C (116 ⁰F).

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Beispiel 8

In einem Hobartraischer wurden die folgenden Tabakbestandteile vermischt:

220.1 g heller Tabak von unter 0,25 mm (-60'mesh)

Teilchengröße und 9,12% Ofenfeuchtigkeit

110,8 g Burleytabak von unter 0,25 mm (-60 mesh) Teilchengröße und 9,75% Ofenfeuchtigkeit

110.2 g Orienttabak von unter 0,25 mm (-60 mesh)

Teilchengröße und 9,2595 Ofenfeuchtigkeit.

Das Tabakgemisch wurde alternierend mit 102,9 g Wasser und 26,0 ml einer Zigarettenaromalösung in 70 ml Ethanol versetzt. Nach Zugabe sämtlicher Lösungen wurde das gesamte Gemisch weitere 25 min lang gerührt.

Das Tabakgemisch mit einem Gesamtfeststoffgehalt von 64,5% wurde anschließend unter Verwendung des Extruders (Wayne Plastics I) extrudiert. Die Zonen 1 bis 3 wurden dabei -während der Extrudierung bei Raumtemperatur gehalten. Der maximale Werkzeugkopfdruck betrug 66,5 bar Überdruck (950 psig) und die maximale "Schmelztemperatur" 53 °C (127 °F). Die extrudierten Röhren mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 6,5 mm erwiesen sich als sehr biegsam, als sie das Werkzeug verließen. Vergleiche auch Beispiel 11, insbesondere Tabelle III).

Beispiel 9

In der in Beispiel 8 beschriebenen Weise wurden die folgenden Bestandteile miteinander vereinigt und in einem Hobartmischer vermischt:

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220.1 g heller Tabak von unter 0,25 mm (-60 mesh)

Teilchengröße und 9,12% Ofenfeuchtigkeit

110,8 g Burleytabak von unter 0,25 mm (-60 mesh) Teilchengröße und 9,75% Ofenfeuchtigkeit

110.2 g Orienttabak von unter 0,25 mm (-60 mesh)

Teilchengröße und 9,25% Ofenfeuchtigkeit

10,0 g gemischte Zuckerlösung
96,0 ml 95%iges Ethanol
92,9 g Wasser

Das Wasser und das Ethanol wurden vermischt und den Tabakmaterialien alternierend mit der Zuckerlösung zugesetzt. Nach Zugabe sämtlicher Bestandteile wurde noch weitere 25 min lang gerührt. Der Feststoffgehalt betrug 64,5%.

In der gleichen Weise, wie in Beispiel 8 beschrieben, wurden Tabakröhren extrudiert. Während des Extrudierens betrug der maximale Werkzeugkopfdruck 63 bar Überdruck (900 psig) und die maximale "Schmelztemperatur" 52 ⁰C (126 ⁰F).

Die extrudierten Röhren wurden in einem Ofen bei 100 ⁰C über Nacht getrocknet. Proberöhren, die unmittelbar nach der Entfernung aus dem Ofen angezündet worden waren, zeigten ein kontinuierliches statisches Abbrennen. Röhren, die im Ofen getrocknet und anschließend mit Umgebungsluft von Raumtemperatur ins Gleichgewicht gesetzt worden waren, zeigten ebenfalls ein statisches Abbrennen, jedoch gingen einige von ihnen leicht aus und erforderten ein erneutes Anzünden.

Beispiel 10

Die folgenden Bestandteile wurden vereinigt und in einem Hobartmischer miteinander vermischt:

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286,1 g heller Tabak von unter 0,25 mm (-60 mesh) Teilchengröße und 9,12% Ofenfeuchtigkeit

110,8 g Burleytabak von unter 0,25 mm (-60 mesh) Teilchengröße und 9,75% Ofenfeuchtigkeit

44.1 g Orienttabak von unter 0,25 mm (-60 mesh)

Teilchengröße und 9,25% Ofenfeuchtigkeit

10,0 g gemischte Zuckerlösung

13,0 ml Aromatisierungslösung (Befeuchtungs- und Aromatisi erdungsmittel)

92.2 ml 95%iges Ethanol 106,4 g Wasser.

Die Materialien wurden nach Zugabe sämtlicher Bestandteile etwa 25 min lang miteinander vermischt. Der Feststoffgehalt betrug 64,5%· Die Extrudierung von Tabakröhren mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 6,5 mm /wurde unter den in Beispiel 8 beschriebenen Bedingungen durchgeführt. Die maximale Werkzeugkopftemperatur betrug 49 bar Überdruck (700 psig), die maximale "Schmelztemperatur» 52 ⁰C (126 ⁰F).

Ausgewählte Röhren wurden in einem Ofen bei 100 ⁰C über Nacht getrocknet. Die getrockneten Röhren brannten erfolgreich. Röhren, die getrocknet und anschließend mit Luft von Umgebungstemperatur ins Gleichgewicht gesetzt worden waren, wiesen ebenfalls ein statisches Abbrennen auf. Beim Brennen wurde bemerkt, daß von den Tabakröhren ein deutliches Zigarrenaroma erzeugt wurde.

Beispiel 11

Proberöhren, die gemäß Beispielen 4 bis 7 hergestellt worden waren, wurden in einem Ofen bei 100 ⁰C über Nacht getrocknet. Eine Hälfte der Röhren wurde unmittelbar nach der Entfernung aus dem Ofen angezündet, um zu bestimmen, ob das statische Abbrennen aufrechterhalten werden konnte. Die

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restliche Hälfte wurde mit Umgebungsluft von Raumtemperatur über Hacht ins Gleichgewicht gesetzt und anschließend hinsichtlich des statischen Abbrennens untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt.

Tabelle II

Beisp.	getrocknet	getrocknet und mit Umgebungsluft ins Gleichgewicht gesetzt
4 5 6 7	Brennen kein statisches Abbrennen Brennen Brennen	kein stat. Abbrennen Brennen Brennen

Hinsichtlich der zweiten Zeile in Tabelle II ist anzumerken, daß die extrudierten Röhren gemäß Beispiel 5 (und eine Vergleichsprobe aus Beispiel 8) nach Durchlaufen der unten beschriebenen Behandlung mit Wasser beträchtlich verbesserte Verbrennungseigenschaften aufwiesen.

Extrudierte Röhren wurden zu einer Länge von 100 mm geschnitten und anschließend derart in Wasser getaucht, daß eine Länge von 50 mm je Röhre feucht wurde. Die Röhren wurden in einem Mikrowellenofen getrocknet und am unbehandelten Ende mit einem herkömmlichen Celluloseacetatfilter bestückt. Die statische Abbrenngeschwindigkeit und die Länge der Röhre, die brannte, wurden bestimmt, wobei die Ergebnisse in der folgenden Tabelle III zusammengefaßt sind.

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Tabelle III

Probe	5	Eintauch	Statische Abbrenn	Abgebrannte	_
	5	dauer, S	geschwindigkeit	Länge	-
Beisp.	5	30	kein Abbrennen	10 mm
Il	5	45	kein Abbrennen	50 mm
It	8	" 60	0,75	50 mm
It	90	1,81
η	30	2,58

Beispiel 13

433,1 g heller Tabak von einer Teilchengröße unter 0,25 mm (-60mesh) und 7,46% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 96 g 95%igen Methanols und 110,9 g Wasser vereinigt. Das Material wurde in einem Hobartmischer 25 min bei Raumtemperatur vermischt.

Das Tabakgemisch mit einem Feststoffgehalt von etwa 62,5% wurde unter Verwendung eines. Kunststoffextruders der Marke "Wayne", der mit einem Röhrenwerkzeug von 8 mm Außendurchmesser und 7 mm Innendurchmesser ausgestattet war, extrudiert. Die Extrudierbedingungen waren die gleichen wie die gemäß Beispiel 4 angewandten. Der Druck im Extruder erhöhte sich auf 84 bar (1200 psi), als die ersten Röhren gesammelt wurden, und betrug, als das Extrudieren 17 min später beendet wurde, 70 bar (1000 psi).

Die hohlen, extrudierten Röhren wurden über Nacht bei Raumtemperatur getrocknet. Die Außenwände der Röhren erwiesen sich als sehr glatt und dicht. Versuche, die Röhren zu statischem Abbrennen zu bringen, waren nicht erfolgreich.

Extrudierte Röhren von 100 mm Länge, die, wie oben beschrieben, hergestellt worden waren, wurden bis zu einer Tiefe von 50 mm während unterschiedlicher Zeitdauern in Wasser eingetaucht. Die Röhren wurden daraufhin in einem

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Mikrowellenofen 2 min lang getrocknet. Der Druckabfall für 3ede Röhre wurde vor und nach der Behandlung mit Wasser und dem erneuten Trocknen beetimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt (siehe auch Beispiel 19).

Tabelle IV

Eintauch	Druckabfall, cm (Zoll)	(60,99)	nach Wasserbehandlung	(60,54)
dauer, S		(60,50)	153,8	(57,71)
	H2O-SMuIe	(60,62)	146,6	(52,07)
VJl	vor Wasserbehandlung	(60,57)	132,3	(16,48)
10	154,9	(60,71)	41,9	(10,21)
15	153,7	(60,05)	25,9	( 5,70)
20	153,9		14,5
25	153,8
30	154,2
152,5

Die Ergebnisse zeigen, daß das Wiederbefeuchten und erneute Trocknen die Röhrenwand beträchtlich verändern, wobei der Druckabfall absinkt.

Beispiel 14

In der gleichen Weise, wie in Beispiel 13 beschrieben, wurden die folgenden Materialien vereinigt und in dem Hobartmischer zu einem Gemisch mit 62,596 Feststoff gehalt vermischt, das unter Verwendung eines Kunststoffextruders vom Typ "Wayne" extrudiert wurde:

324,8 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von

unter 0,25 mm (-60 mesh) und 7,65% Ofenfeuchtigkeit

72,0 g 95%iges n-Propanol 83,2 g Wasser

Das Material, das den Extruder verließ, erschien gänzlich trocken. Die Extrudierang wurde etwa 15 min fortgesetzt; die Herstellung der Röhren war langsamer als normalerweise beobachtet worden war. Die extrudierten Hohlröhren wurden über Nacht bei Raumtemperatur getrocknet und wiesen

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311947:

ein statisches Abbrennen auf, nachdem sie angezündet worden waren.

Beispiel 15

In der gleichen Weise, wie in Beispiel 13 beschrieben, wurden die folgenden Bestandteile kombiniert und zu einem Gemisch mit 62,5% Feststoffgehalt vermischt, das unter Verwendung eines Kunststoffextruders vom Typ "Wayne" extrudiert wurde:

324,8 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 7,64% Ofenfeuchtigkeit

72,0 g 95%iges Isopropanol 83,0 g Wasser.

Der Druck im Extruder stieg während des Extrudierens auf 91 bar (1300 psi). Die extrudierten Hohlröhren besaßen gute mechanische Eigenschaften. Nach Trocknen bei Raumtemperatur über Nacht wurden die Röhren auf statisches Abbrennen hin untersucht. Die Röhren wiesen kein fortdauerndes statisches Abbrennen unter normalen Versuchsbedingungen auf. (Hinsichtlich einer Folgebehandlung vergleiche jedoch Beispiel 19).

Beispiel 16

In der gleichen Weise, wie in Beispiel 13 beschrieben, wurden die folgenden Materialien vereinigt, 25 min miteinander vermischt und anschließend extrudiert: 324,8 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 7,64% Ofenfeuchtigkeit

72,0 g 95%iges Tertiärbutanol 83,2 g Wasser.

Während des Extrudierens variierte der Druck zwischen 77 und 103 bar Überdruck (1100 und 1475 psig). Die sxtrudierten Hohlröhren besaßen schlechte mechanische Eigenschaften, während sie feucht waren. Das Lösungsmittel verdampfte leicht sehr rasch beim Austreten aus dem Werkzeug,

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und die Röhren wurden mit fortschreitender Lösungsmittelverdampfung hellerfarbig. Nach Trocknen über Nacht wurden die extrudierten Röhren auf statisches Abbrennen hin untersucht. Nach etwa zweiminütigem Brennen gingen die Röhren aus. Hinsichtlich einer Folgebehandlung vergleiche jedoch Beispiel 19.

Beispiel 17

Unter Anwendung der Verfahrensweise gemäß Beispiel 13 wurden die folgenden Materialien miteinander vereinigt und zu einem 62,5% Feststoff enthaltenden Gemisch vermischt, das anschließend extrudiert wurde:

324,8 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 7,64% Ofenfeuchtigkeit

72,0 g 95%iges Methylenchlorid 83,2 g V/asser.

Während des Extrudierens stieg der Druck auf etwa 105 bar (1500 psi). Die mechanischen Eigenschaften der extrudierten Hohlröhren waren ausgezeichnet. Die Röhren wiesen einen hohen Grad an Plastizität auf und konnten gestreckt werden, ohne daß sie zerbrachen. Es konnten Längen von über 1 m erfolgreich extrudiert werden. Die getrockneten Röhren wiesen kein kontinuierliches statisches Abbrennen auf. (Hinsichtlich einer Weiterbehandlung vergleiche jedoch Beispiel 19).

Beispiel 18

Unter Anwendung der Verfahrensweise gemäß Beispiel 13 wurden die folgenden Materialien kombiniert und zu einem Gemisch mit einem Feststoffgehalt von 62,5% vermischt, das anschließend extrudiert wurde:

332,2 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 9,7% Ofenfeuchtigkeit

34,2 g Methylenchlorid 36,0 g Ethanol 77,0 g Wasser.

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Nach dem Extrudieren wiesen die Röhren eine gewisse Plastizität auf? jedoch war sie nicht so groß wie in den Fällen, in denen Methylenehlorid als Hauptlösungsmittel verwendet wurde. Das statische Abbrennen wurde durch Nachbehandlung erzielt, wie in dem folgenden Beispiel beschrieben ist.

Beispiel 19

Repräsentative Röhren, die gemäß den Beispielen 13, 15, 16, 17 und 18 hergestellt worden waren, wurden zu Längen von 100 mm geschnitten. Die Röhren wurden 30 s derart in Wasser getaucht, daß genau 50 mm jeder Röhre mit dem Wasser in Kontakt kam. Die Röhren wurden 2 min bei höchster Leistung in einem Mikrowellenofen der CEK-Corporation'"Model AVC-MP" getrocknet. Herkömmliche Celluloseacetatfilter wurden an dem unbehandelten Ende jeder Röhre nach dem Trocknen angebracht. Die Röhren wurden am Pilterende festgehalten, ■ während das mit Wasser behandelte Ende entzündet wurde. Die statische Abbrenngeschwindigkeit wurde auf die Zeit bezogen, die erforderlich war, den 50 mm langen mit Wasser behandelten Teil der Röhre abzubrennen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V zusammengefaßt.

Tabelle V

	Lösungsmittel	Methanol	Statische Abbrenn-
Beisp.	Isopropanol	Geschwindigkeit, mm/min
13	Tert-Butanol	1,85
15	Methylenehlorid	3,64
16	Methylenchlorid-Ethanol	2,13
17	0,681
18	2,42

Die 30 s lang eingetauchte Röhre wies kein statisches Abbrennen auf. Nach 45 s Eintauchen brannte die Röhre 8 min und 5 s und ging danach aus. Nach erneutem Anzünden brannte die Röhre weitere ο min und 35 s. Die gesamte abgebrannte Länge betrug 10 mm.

1.30065/08 7 0

Die Ergebnisse zeigen, daß, wenn getrocknete, extrudierte Tabakröhren einer Wasserbehandlung unterworfen werden, die Röhrenwandung derart modifiziert wird, daß die Verbrennungseigenschaften der Röhre verbessert werden.

Beispiel 20

Die folgenden Bestandteile wurden kombiniert und in einem Hobartmischer etwa 25 min lang vermischt:

154,05 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 9,15$ Ofenfeuchtigkeit

61,53 g Ruß von Pittsburgh-Kohle mit einer Teilchengröße von 0,25 bis 0,42 mm (-40 + 60 mesh) und 2,48% Ofenfeuchtigkeit

48,0 ml 95%iges Ethanol 56,4 g Wasser.

Das Gemisch aus Tabak und Ruß mit einem Feststoffgehalt von 64,5% war dunkel, besaß jedoch dieselbe Konsistenz, wie die zuvor verwendeten Gemische.

Unter Anwendung der Extrudierbedingungen gemäß Beispiel 8 wurden Tabak/Ruß-Röhren erzeugt, deren äußerer Durchmesser 8 mm und deren innerer Durchmesser 6,5 mm betrug. Während des Extrudierens betrug der maximale Werkzeugkopfdruck 140 bar Überdruck (2000 psig) und die maximale "Schmelztemperatur» 41 ⁰C (106 ⁰F).

Nach Trocknen Über Nacht wiesen die Tabak/Ruß-Röhren ein fortgesetztes statisches Abbrennen auf.

Beispiel 21

Tabak/Ruß-Röhren, in denen der Rußanteil annähernd 40% der Gesamtfeststoffe ausmachte, wurden unter Verwendung der folgenden Ausgangsmaterialien hergestellt:

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206,7 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter

0,25 mm (-60 mesh) und 9,12% Ofenfeuchtigkeit 130,3 g Ruß von Pittsburgh-Kohle mit einer Teilchengröße

von 0,1 bis 0,25 mm (-60 bis +140 mesh) 75,1 ml 95#iges Ethanol 88,7 g Wasser (64,596 Feststoffgehalt).

Es wurden Tabak/Ruß-Röhren mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 5 mm extrudiert. Der Kunststoffextruder der Marke "Wayne" wurde derart abgeändert, daß -er zur Verbesserung der Fließeigenschaften eine Spinne mit geringer Einschränkungswirkung aufwies.

Die Extruderbedingungen waren wie folgt:

Zone 1 - 38 ⁰C (100 ⁰F) Zone 2 - 66 ⁰C (150 ⁰F) Zone 3 - 93 ⁰C (200 ⁰F) Spritzwerkzeug - 121 ⁰C (250 ⁰F) Schneckengeschwindigkeit - 120 UpM.

Während des Extrudierens wurde ein Werkzeugkopfdruck von bis etwa 42 bar Überdruck (600 psig) aufgebaut, wonach eine rasche Extrudierung des röhrenförmigen Produktes erfolgte. Nach Absinken des Druckes hörte die Herstellung der Röhren auf; jedoch wurde nach Druckaufbau erneutes Produkt extrudiert.

Proben von extrudierten Röhren wurden über Nacht getrocknet und auf statisches Abbrennen hin untersucht. Sämtliche Proben wiesen ein fortdauerndes statisches Abbrennen auf.

Beispiel 22

Die folgenden Bestandteile wurden vereinigt und in einem Hobartmischer vermischt:

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154,0 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 9,12% Ofenfeuchtigkeit

60,0 g Calciumcarbonat mit einer Teilchengröße von unter 0,30 mm (-50 mesh) und 0,06% Ofenfeuchtigkeit

48,0 ml 95%iger Ethanol 57,9 g Wasser (Feststoffgehalt 64,5%).

Nach 25-minütigem Vermischen wurden unter Anwendung der im Beispiel 8 beschriebenen Verfahrensweise Tabakröhren extrudiert. Der maximale Werkzeugkopfdruck erreichte während des Extrudierens 70 bar Überdruck (100 psig). Die extrudierten Röhren besaßen einen Durchmesser von etwas über 8 mm. Dies kann auf eine Expansion aufgrund des enthaltenen Carbonats zurückzuführen sein.

Beispiel 23

222,3 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 10,09% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 84,8 g Wasser versetzt und das Ganze in einem Hobartmischer 1 h und 20 min lang vermischt. Danach wurden 50 g Ammoniumcarbonat von 20% Ofenfeuchtigkeit zugesetzt und das Gemisch 10 min lang gerührt.

Das Material wurde unter Verwendung eines Kunststoffextruders vom Typ "Wayne" unter folgenden Bedingungen extrudiert:

Zone 1 - 30 ⁰C Zone 2 - 50 ⁰C Zone 3 - 70 ⁰C Spritzwerkzeug - 100 ⁰C Kühlwasser für die Beschickung war angestellt.

Es wurde ein geradliniges Röhrenwerkzeug von 8 mm Außendurchmesser und 7 mm Innendurchmesser verwendet.

Es wurde kein Druck am Werkzeugkopf beobachtet; die seugtemj
verringert.

Werkzeugtemperatur wurde während des Extrudierens auf 90 ⁰C

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Ein Beispiel der extrudierten Röhren, auf 85 mm Länge geschnitten, wurde über Nacht in einem Feuchtigkeitskabinett mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60% ins Gleichgewicht gesetzt. Nach Entzündung mit einer Gasflamme zeigte die hohle Röhre ein fortgesetztes statisches Abbrennen über 6 min. Ein 20 mm langer Abschnitt der Röhre besaß eine Brenngeschwindigkeit von 0,185 mm/s.

Beispiel 24

200,2 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von 0,25 bis 0,42 mm (-40 +60 mesh) und 10,0% Ofenfeuchtigkeit sowie 150,0 g Tabakaufschlämmung mit einem Gehalt an Diammoniumphosphat und einem Feststoffgehalt von 18,0%, hergestellt gemäß US-PS 3 353 541, wurden in einem Hobartmischer 2 h lang zu einem Gemisch mit einem Feststoffgehalt von etwa 59,12% Vermischt.

Das Material, das leichte kleine Kügelchen bildete, wurde erfolgreich mit Hilfe eines Kunststoffextruders vom Typ "Wayne" extrudiert. Alle drei Zonen und das Spritzwerkzeug befanden sich zu Anfang bei Raumtemperatur, und während des Extrudierens wurde keine Kühlung angewandt. Die Schneckengeschwindigkeit betrug 30 bis 60 UpM; der Druck des Spritzkopfes betrug 49 bar Überdruck (700 psig).

Die Extrudierung wurde beendet und die Werkzeugtemperatur auf 100 ⁰C erhöht. Weitere Röhren von 8mm Außendurchmesser und 7 mm Innendurchmesser wurden erfolgreich extrudiert.

Nach Anzünden mit einer Gasflamme brannte eine Probe der zuletzt genannten Röhren etwa 3 min und 20 s lang.

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Beispiel 25

222,3 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,42 mm (-40 mesh) und. 10,05% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 111,0 g Wasser versetzt. Das Gemisch wurde in einem Hobartmischer 1 1/2 h lang gerührt.

Das Tabakgemisch mit einem Feststoffgehalt νοη·6θ Gew.-% wurde anschließend in den Beschickungstrichter des in Beispiel 1 beschriebenen Extruders eingebracht, und es wurde versucht, hohle Tabakröhren von 8 ram Außendurchmesser und 7 mm Innendurchmesser zu extrudieren.

Die Anfangstemperaturen, die in dem Steuerkreis eingestellt wurden, waren wie folgt:
Zone 1 - 30 ⁰C
Zone 2 - 50 ⁰C
Zone 3 - 70 ⁰C
Spritzwerkzeug - 100 ⁰C
Kühlwasser für den Beschickungstrichter war angestellt.

Unter diesen Bedingungen wurden Tabakröhren extrudiert. Es wurde beobachtet, daß während der Extrudierung Wasserdampf aus dem Werkzeug austrat. Die Temperatur von Zone 3 wurde dann auf 100 ⁰C erhöht. Unter diesen Bedingungen wurden Tabakröhren extrudiert, und es wurde beobachtet, daß mehr Wasse:
lung.

dann auf 100 ⁰C erhöht. Unter diesen Bedingungen wurden Wasserdampf am Werkzeug austrat als bei der 70 °C~Einstel-

Die Temperatur des Werkzeuges wurde anschließend auf 14O ⁰C erhöht. Unter diesen Bedingungen wurden ebenfalls Tabakröhren extrudiert. Es wurde beobachtet, daß Wasserdampf am Werkzeug austrat und daß die Außenfläche der extrudierten Röhren weniger regelmäßig (nicht glatt) war als unter den zuvor angewandten Bedingungen. Keine der Proben, die unter den oben genannten Extrudierbedingungen hergestellt worden war, zeigte ein fortgesetztes statisches Abbrennen, wodurch die Notwendigkeit für eine N^chbahandlung oder andere Maßnahmen zur Steuerung der Porosität nahegelegt wurden.

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Beispiel 26

112,5 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von 0,25 "bis 0,42 mm (-40 + 60 mesh) und 11,06% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 61,33 g Wasser und 17,0 g 95%igen Ethanols versetzt. Das Gemisch wurde in einem Hobartmischer 1,25 h lang gerührt. 112,5 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von 0,42 bis 0,84 mm (-20 + 40 mesh) und 11,06% Ofenfeuchtigkeit wurden anschließend dem Gemisch zugesetzt und das Ganze weitere 15 min lang gerührt. Das Tabakgemisch mit einem Feststoffgehalt von 65,9 Gew.-% wurde anschließend in den Beschickungstrichter des Extruders eingebracht, und es wurde versucht hohle Tabakröhren von 8 mm Außendurchmesser und 7 mm Innendurchmesser zu extrudieren.

Die Extrudertemperaturen wurden am Steuergerät wie folgt eingestellt:

Zone 1 - Umgebungstemperatur Zone 2 - Umgebungstemperatur Zone 3 - Umgebungstemperatur Werkzeug abgestellt

Kühlwasser für Beschickungstrichter abgestellt.

Einstellungen auf Umgebungstemperatur wurden erzielt, indem man die Steuerungseinstellung auf einen solchen Wert brachte, daß die Steuereinheit weder Wärme noch Kälte lieferte. Die Temperatur betrug 21 ⁰C.

Es wurden hohle Tabakröhren extrudiert, die auf Papierhandtücher gelegt und in der Raumluft über Nacht trocknen gelassen wurden. Die Röhren zeigten nach dem Trocknen ein fortgesetztes statisches Abbrennen.

Beispiel 27

1092,2 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 8,44% Feuchtigkeitsgehalt wurden mit 268,3 g Wasser und 189,9 g 95%igem Ethanol versetzt. Das

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Gemisch wurde in einem Hobartmischer 35 min lang gerührt.

Das Tabakgemisch mit einem Feststoffgehalt von 64,5 Gev.-% wurde anschließend in zwei Anteile geteilt. Etwa 3/4 des Gemisches wurden einem Extruder mit tischartigem Oberteil (table top extruder) der Wayne Machine and Die Company mit einer Laufbüchse von 25,4 mm zugeführt. Der Extruder wurde mit vier automatischen Temperatursteuerungen, drei Zonen auf der Laufbüchse und eine am Spritzwerkzeug, versehen und besaß einen wassergekühlten Beschickungstrichter, auf der Laufbüchse montierte Kühlgebläse, eine 1:1-Extrudierschnecke und eine Druckregelung von 0 bis 700 bar (0 bis 10000 ρsi) vom Typ Gentron Nr. GT-90. Ein Viertel des Gemisches wurde in den Beschickungstrichter eines Kunststoffextruders der Marke "Wayne Model Nr. 2417" eingebracht. Der Extruder "Model Nr. 2417" wurde so abgeändert, daß er eine wassergekühlte Laufbüchse von 25,4 mm, eine 1:1-Extrudierschnecke von 25,4 mm sowie einen automatischen Beschickungstrichter aufwies. Er wurde dem oben erwähnten Extruder über ein modifiziertes Querkopf-Spritzwerkzeug der Wayne Machine and Die Company angepaßt.

Der Extruder "Model Nr. 2417" wurde anschließend derart betrieben, daß er nacheinander das Tabakgemisch in den offenen Durchlaß der gleichzeitig extrudierten hohlen Tabakröhren extrudierte, die von dem oben beschriebenen Extruder extrudiert wurden. Die in aufeinanderfolgenden Abständen erfolgende Extrudierung des Tabakgemisches in die Röhren von 8 mm Außendurchmesser und 7 mm Innendurchmesser führte zu einer Folge von Pfropfen von etwa 5 mm Länge, die in Abständen von etwa 70 mm längs der Längsachse der hohlen Röhren angeordnet waren. Die Extrudierbedingungen der hohlen Röhren waren wie folgt:

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Zone 1 - 50 ⁰C
Zone 2 - 70 ⁰C
Zone 3 - 90 ⁰C
Werkzeug - 200 ⁰C

Kühlwasser für den Beschickungstrichter war angestellt. Es wurde ein Querkopfwerkzeug verwendet und gleichzeitig extrudiert.

Einige derart extrudierte Proben wurden in einen Mikrowellenofen vom Typ"CEM Model AUC-MP" eingebracht und mit halber Leistung 5 min lang getrocknet. Die auf diese Weise getrockneten Proben zeigten ein fortgesetztes statisches Abbrennen.

Weitere Proben von Extrudat wurden auf einem Papierhandtuch über Nacht an der Luft trocknen gelassen. Diese Proben wurden anschließend in rauchbare Längen geschnitten, -^l indem man sie im Mittelpunkt jedes Pfropfens zerteilte,

wodurch sich Proben von 75 nun Länge mit Tabakpfropfen von 2,5 mm Dicke ergaben, die an jedem Ende angeordnet waren. Anschließend wurden mehrere kleine Löcher in Längsrichtung durch die mit Pfropfen versehenen Enden der Proben gebohrt, um zu ermöglichen, daß die Proben von einem Raucher ano*. raucht werden konnten, wobei Einsatzbohrer der Nummern 80 ^w und 69 verwendet wurden. An eines der Enden der Proben wurden danach mit Cellophanband Celluloseacetatfilter von etwa 20 mm Länge angebracht.

Diese Proben zeigten kein fortgesetztes statisches Abbrennen. Die Proben wurden anschließend 2 s lang in Wasser getaucht und in Raumluft über Nacht trocknen gelassen. Nach dem Trocknen zeigten die Proben ein fortgesetztes statisches Abbrennen und konnten geraucht werden.

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Beispiel 28

327,2 g heller Tabak mit einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 8,44% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 81,67 g Wasser, 57,4 g 95%igem Ethanol und 3,03 g tert.-Butal-p-menthancarboxamid versetzt. Das Gemisch wurde in einem Hobartmischer 25 min lang gerührt.

Das Tabakgemisch mit einem Feststoffgehalt von 64,5 Gew.-% wurde anschließend in zwei Anteile geteilt und unter ähnlichen Bedingungen, wie in Beispiel 27 beschrieben, extrudiert.

Mit Pfropfen versehene Röhrenproben, die auf diese Weise extrudiert worden waren, wurden in einem Mikrowellenofen 5 min bei halber Leistung (181,4 Watt) getrocknet. Diese Proben zeigten ein fortgesetztes statisches Abbrennen.

Rauchbare Proben wurden aus luftgetrocknetem Extrudat auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 27 erwähnt, hergestellt. Diese Proben zeigten kein fortgesetztes statisches Abbrennen, jedoch brannten sie hinreichend, so daß sie angezündert und in normaler Weise geraucht werden konnten. Eine mentholartige Kühlung wurde beobachtet, wenn diese Proben geraucht wurden.

Beispiel 29

338,8 g heller Tabak von einer Teilchengröße von unter 0,25 mm (-60 mesh) und 11,46% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 69,2 g Wasser und 56,8 g 95%igem Ethanol versetzt. Das Gemisch wurde in einem Hobartmischer 35 min lang gerührt.

Das Tabakgemisch mit einem Feststoffgehalt von 64,5% wurde dem in Beispiel 26 erwähnten Extruder zugeführt, und es wurden hohle Tabakröhren von 8 mm Außendurchmesser und 7 mm Innendurchmesser unter ähnlichen Bedingungen extrudiert, wie in Beispiel 26 angegeben.

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Proben des Extrudats wurden auf Papierhandtücher gelegt und in Raumluft über Nacht trocknen gelassen.

Einige Proben, die während der 5,5ten bis 7,0ten Extrudierminute gesammelt worden waren, wurden für die Analyse ausgewählt. Die Analysenergebnisse sind wie folgt:

Probengewicht 12,96 mg/mm

Wandstärke (berechnet) 1,100 g/cm⁵

Druckabfall A P (85 mm) 10,0 cm (3,94 inches) H₂O Statische Abbrenngeschwindigkeit 23,46 mm/min

Gesamter teilchenförmiger Anteil _{π Λί}~ _mrp im Rauch (TPM) ' ^g

Teer-Zug 0,10 mg

CO-Abgabe im 3· Zug 0,03 mg

Beispiel ,30

451,8 g heller Tabak von 11,46% Ofenfeuchtigkeit wurden mit 92,2 g Wasser und 75,7 g 95?oigem Ethanol versetzt. Das Gemisch wurde in einem Hobartmischer 25 min lang gerührt.

Das Tabakgemisch mit einem Feststoffgehalt von 64,5 Gew.-% wurde anschließend in den in Beispiel 27 erwähnten Extruder mit tischartigem Oberteil der Wayne Machine and Die Company eingebracht* Das Spritzwerkzeug des Extruders wurde derart abgeändert, daß Hohlröhren von 8 mm Außendurchmesser und 6 mm Innendurchmesser extrudiert wurden. Die Extrudierbedingungen waren dieselben wie bei Beispiel 26.

Die extrudierten Tabakröhren wurden zum Trocknen in Raumluft über Nacht auf Papierhandtücher gelegt.

Extrudatproben, die während der 5,5. bis 7,5. Minute der Extrusion gesammelt worden waren, wurden zur Analyse gegeben. Die Analysenergebnisse sind wie folgt:

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Probengewicht Wandstärke Druckabfall A P (85 mm) Statische Abbrenngeschwindigkeit

Gesamter teilchenförmiger Anteil im Rauch (TPM) Teer/Zug CO-Abgabe im 3. Zug

19,87	mg/mm	3m (6,77 inches
0,904 g/cm3	mm/min
17,2 (	mg
31,20	mg
0,21	mg
0,17
0,06

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Leerseite

Claims (1)

1. Patentansprüche

   eine zusammenhängende Masse aus brennbarem, tabakhaltigem Material (9), das mindestens einen sich durch das Material zwischen einer Öffnung in der Oberfläche der Masse und einer zweiten, im Abstand von der ersten angeordneten Öffnung erstreckenden Durchlaß (2) aufweist, daß die Masse ferner eine derartige Porosität aufweist, daß nach dem Anzünden die Verbrennung unterhalten v/ird, sowie eine derartige Dichte und Porosität aufweist, daß die Gasströmung durch die Masse selbst praktisch abgeschlossen ist.

   2. Tabakware gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch

   einen luftdurchlässigen Pfropfen (5) aus leicht brennbarem Material, der den Durchlaß an einem Ende blockiert.

   3' Tabakware gemäß Anspruch 2,
   gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren luftdurchlässigen Pfopfen (6), der den Durchlaß (2) an einer von dem ersten Pfropfen (5) im Abstand angeordneten Stelle blockiert.

   4. Tabakware gemäß Anspruch 3,
   dadurch gekennzeichnet, daß sich der v/eitere Pfopfen (6) am anderen Ende des Durchlasses (2) befindet.

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   5. Tabakware gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Durchlaß (2), der sich axial durch eine zylindrische Formmasse erstreckt.

   6. Tabakware gemäß Anspruch 5,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß der von" dem Durchlaß (2) eingenommene Anteil des Querschnittes größer ist als der von der Masse (9) eingenommene Anteil des Querschnittes.

   7. Tabakware gemäß einem der Ansprüche Ibis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das tabakhaltige Material extrudierten, zerkleinerten Tabak umfaßt.

   8. Tabakware gemäß Anspruch 7,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß der zerkleinerte Tabak eine Teilchengröße von unter 0,6 mm (30 mesh) aufweist.

   9. Tabakware gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das tabakhaltige Material außerdem Teilchen von nicht aus Tabak bestehendem Füllmaterial enthält.

   10. Tabakware gemäß Anspruch 9,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Füllteilchen aus Kohlenstoffruß, Calciumcarbonat, Diatomenerde und bzw. oder Attapulgit bestehen.

   11. Tabakware gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das tabakhaltige Material außerdem ein Brennhilfsmittel enthält.

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   12. Tabakware gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

   daß mindestens ein den Durchlaß blockierender Pfropfen (5, 6) ein Aromatisierungsmittel enthält.

   13. Verfahren zur Herstellung von Tabakwaren, dadurch gekennzeichnet,

   daß man ein Gemisch aus brennbarem Tabakmaterial mit mindestens einer flüchtigen Flüssigkeit unter Druck zu einer gesonderten zusammenhängenden Masse verformt, daß man einen Durchlaß durch die Masse erzeugt und daß man die Masse trocknet, wobei die Zusammensetzung des Gemisches, der Verformungsdruck und die Trocknungsbedingungen derart gesteuert werden, daß der Masse eine Porosität und Dichte verliehen werden, daß die Gasströmung durch die Masse praktisch abgeschlossen, jedoch die Verbrennung nach Anzünden unterhalten wird.

   14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

   daß man den Durchlaß während des Verformens der Masse bildet.

   15. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

   daß man den Durchlaß anschließend an das Verformen der Masse bildet.

   16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

   daß man ein Tabakgemisch verwendet, das einen Feststoffgehalt von 55 bis 75 und vorzugsweise von 60 bis 70 Gew.-% aufweist.

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   17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Tabakmaterial zerkleinert.

   18. Verfahren gemäß Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Tabakmaterial bis zu einer Teilchengröße von unter 0,6 mm (30 mesh), vorzugsweise von unter 0,25 mm (60 mesh) zerkleinert.

   19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch verwendet, das außerdem ein nicht bindendes Material enthält.

   20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man als Flüssigkeiten Wasser und eine flüchtige organische Flüssigkeit verwendet.

   21. Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

   daß man als organische Flüssigkeit einen niedrigmolekularen Alkohol, der mit dem Tabak verträglich ist, insbesondere Ethanol, verwendet.

   22. Verfahren gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Verhältnis von organischer Flüssigkeit zu Wasser zwischen 1:6 und 1:1 und vorzugsweise zwischen 1:2 und 1:1 wählt.

   23. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß man das Tabakmaterial und die anderen Bestandteile so lange miteinander vermischt, bis ein praktisch homogenes

   Gemisch erzielt ist.

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   24. Verfahren gemäß Anspruch 23,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Mischen während einer Zeitdauer von 15 min

   bis mehreren Stunden durchführt.

   25· Verfahren gemäß Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß man das. Tabakmaterial und die anderen Bestandteile zur Verhinderung der Verflüchtigung der organischen Flüssigkeit in einem abgeschlossenen Behälter vermischt.

   26. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß man das Tabakmaterial vor dem Vermischen zerkleinert.

   27. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch durch Extrudieren zu einer zusammenhängenden Masse verformt.

   28. Verfahren gemäß Anspruch 27, · dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Extrudieren unter der geringst möglichen Bearbeitung des Tabakgemisches, jedoch unter hinreichendem Druck durchführt, so daß die in dem Tabakmaterial enthaltenen natürlichen Bindemittel in Freiheit gesetzt werden.

   29. Verfahren gemäß Anspruch 27 oder 28,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Tabakgemisch unter Druck dem Extrudiermechanismus zuführt.

   30. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß man das Extrudieren durch Schneckenextrudieren, vorzugsweise mit einem Extruder mit einer 1:1-Schnecke, durchführt.

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   31. Verfahren gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Extrudieren des Tabakgemisches bei einem "Schmelzdruck" (Druck am Auslaß des Extruders) von 175 bar (2500 psi) oder darunter und vorzugsweise von 84 bar (1200 psi) oder darunter durchführt.

   32. Verfahren gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Tabakgemisch während des Extrudierens bei oder unterhalb einer "Schmelztemperatur" (Temperatur am Extruderauslaß) von 40 °C hält.

   33. Verfahren, gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Extrudieren durch Kolbenextrusion durchführt.

   34. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Extrudieren eine praktisch zylindrisch geformte Masse herstellt.

   35. Verfahren gemäß Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,

   daß man längs der Achse der zylindrisch geformten Masse einen Durchlaß bildet, der vorzugsweise durch eine Innenfläche der geformten Masse definiert wird.

   36. Verfahren gemäß Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,

   daß man die extrudierte Querschnittfläche der Masse, die auf ihrer Achse senkrecht steht, geringer.wählt als die Querschnittsfläche des Durchlasses, die auf derselben Achse senkrecht steht.

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   37. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 36, dadurch gekennzeichnet,

   daß man eine oder mehrere poröse, leicht entzündbare Pfropfen in den Durchlaß der geformten Masse einsetzt.

   38. Verfahren gemäß Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet,

   daß man einen Pfropfen durch Extrudieren von Pfropfenmaterial in den Durchlaß hinein einsetzt.

   39. Verfahren gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet,

   daß man Tabakgemisch und Pfropfenmaterial gleichzeitig extrudiert.

   40. Verfahren gemäß Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Pfropfenmaterial intermittierend extrudiert.

   41. Verfahren gemäß Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet,

   daß man die Masse quer zur Achse an Stellen zerschneidet, an denen das Pfropfenmaterial in dem Durchlaß angeordnet ist.

   42. Verfahren gemäß Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schnitt durch das Pfropfenmaterial legt.

   43. Verfahren gemäß Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Zerschneiden gleichzeitig mit dem Extrudieren des Tabakgemisches und vorzugsweise damit synchron durchführt.

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   44. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 39 "bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Wandung des extrudierten Tabakgemisches eine Kraft ausübt, um das Tabakgemisch mit dem extrudierten Pfropfenmaterial bindend zu vereinigen.

   45. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 39 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pfropfenmaterial sich ausdehnen und selbst mit der Wand des extrudierten Tabakgemisches bindend vereinigen läßt.

   46. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß man die geformte Masse durch Einwirkenlassen von Hitze trocknet.

   47. Verfahren gemäß Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Trocknen durch Heißluft von vorzugsweise einer Temperatur von etwa 100 ⁰C während 15 min bis 1 h durchführt.

   48. Verfahren gemäß Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Trocknen dadurch bewirkt, daß man die geformte Masse der Einwirkung von Mikrowellenenergie aussetzt.

   49. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß man das Trocknen dadurch bewirkt, daß man die geformte Masse der Umgebungsatmosphäre, vorzugsweise bei einer Temperatur von 21 bis 24 ⁰C (70 bis 75 ⁰F) während 12 bis 24 h aussetzt.

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   50. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 49, dadurch gekennzeichnet,

   daß man die getrocknete Masse wiederbefeuchtet und erneut trocknet.

   51. Verfahren gemäß Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet,

   daß man das Wiederbefeuchten während einer Zeitdauer durchführt, die ausreicht, um die Porosität der Masse nach dem erneuten Trocknen auf einen bestimmten Wert einzustellen.

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