EP4127312A1 - Umhüllungspapier für rauchartikel mit verbessertem aschebild - Google Patents

Umhüllungspapier für rauchartikel mit verbessertem aschebild

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EP4127312A1
EP4127312A1 EP21715827.8A EP21715827A EP4127312A1 EP 4127312 A1 EP4127312 A1 EP 4127312A1 EP 21715827 A EP21715827 A EP 21715827A EP 4127312 A1 EP4127312 A1 EP 4127312A1
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EP
European Patent Office
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wrapping paper
calcium carbonate
carbonate particles
loaded
mass
Prior art date
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EP21715827.8A
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EP4127312B1 (de
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Thomas Fritzsching
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Delfortgroup AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a wrapping paper for smoking articles which contains cellulose fibers loaded with filler particles which give the paper particularly favorable properties.
  • the ashes of a smoking article made from this wrapping paper have a better appearance.
  • a common smoking article comprises a cylindrical tobacco rod containing an aerosol forming material, typically tobacco or a tobacco-based material, encased in a wrapping material.
  • the wrapping material comprises a paper, that is to say a web-like material which contains cellulose fibers.
  • a smoking article can comprise a filter that is wrapped in a filter wrapping paper, and a tipping paper that wraps around the filter and part of the tobacco rod at the same time and thus connects the filter and the tobacco rod to one another.
  • the aerosol-forming material When the smoking article is used, the aerosol-forming material is heated or burned so that an aerosol is formed which, when the smoking article is used, flows through the smoking article and is inhaled by the consumer.
  • the smoking article can also comprise components that convey the aerosol or cool the aerosol, and are typically arranged between the tobacco rod and the filter.
  • the wrapping paper of the tobacco rod is thermally degraded.
  • the wrapping paper can discolor and it partially loses its mechanical stability, which is why the optical appearance of the smoking article changes.
  • This appearance of a used or in use smoking article and in particular its tobacco rod is referred to as an ash image. From the consumer's point of view, it is a sign of a high quality of the smoking article if it has a good ash appearance, that is, if the tobacco rod essentially retains its cylindrical shape after being burned or heated, of a uniform white color and no dark particles, for example tobacco particles or their ashes, protrude through the wrapping material.
  • the basis weight of the wrapping paper can be increased or fire salts such as trisodium citrate or tripotassium citrate can be added or their content increased.
  • these possibilities have the disadvantage that they increase the proportion of non-tobacco materials in the smoking article and thus can negatively change the taste of the smoking article.
  • wrapping paper should be understood to mean any paper that wraps the smoking article or at least one of its components.
  • the invention is based on the object of providing a wrapping paper for smoking articles available that gives the smoking article a good ash appearance without the need to increase the mass of the wrapping paper significantly or add unusual components to the wrapping paper.
  • the wrapping paper contains cellulose fibers which are loaded with calcium carbonate particles.
  • Cellulose fibers and calcium carbonate particles are common components of wrapping papers for smoking articles, however, in the prior art, the calcium carbonate particles are not connected to the cellulose fibers, but are only arranged between the cellulose fibers.
  • Such calcium carbonate particles are referred to as “free calcium carbonate particles” in order to distinguish them from the calcium carbonate particles with which the cellulose fibers are loaded, that is, they are connected.
  • Such cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles can be for example, by precipitation of the calcium carbonate with the simultaneous presence of the cellulose fibers with appropriate guidance of the precipitation process.
  • the wrapping paper according to the invention comprises cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles, the mass of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles being at least 1% of the weight of the wrapping paper and the calcium carbonate particles in the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles at least 5% and at most 80% of the mass of the calcium carbonate particles loaded Make up pulp fibers.
  • the inventor assumes that the calcium carbonate particles connected to the cellulose fibers form a framework that remains after the thermal degradation of the cellulose fibers and thus ensures the stability of the thermally degraded wrapping paper and thus prevents, for example, ash particles of the aerosol-forming material from penetrating the wrapping paper can. In this way, the overall ash appearance of the smoking article is improved.
  • the free calcium carbonate particles do not form such framework-like structures and therefore do not contribute to the same extent to improving the ash structure. Therefore, with a comparable ash pattern, the mass of calcium carbonate particles in the wrapping paper can be reduced by using pulp fibers loaded with calcium carbonate particles, or the mass of the wrapping paper can be reduced overall. This also reduces the influence of the wrapping paper on the taste of the smoking article.
  • the wrapping paper according to the invention offers particular advantages if it has a high level of air permeability.
  • a conventional wrapping paper with high air permeability has more and larger pores and is therefore even more difficult to form a mechanically stable framework during thermal degradation, which is why the ash appearance is often unacceptable. This effect can be largely compensated for by the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles in the wrapping paper according to the invention.
  • all of the pulp fibers in the wrapping paper are loaded with calcium carbonate particles.
  • the wrapping paper contains not only the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles but also cellulose fibers that are not loaded with calcium carbonate particles.
  • the proportion of such cellulose fibers is preferably at least 1% and at most 95%, particularly preferably at least 10% and at most 80% and very particularly preferably at least 20% and at most 70%, each based on the mass of the wrapping paper.
  • Both the cellulose fibers and the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles can be made from coniferous woods such as spruce, pine or fir, from hardwoods such as eucalyptus tus, birch or beech, or from other plants such as hemp, flax, jute, sisal, abaca or cotton.
  • the cellulose fibers can also be obtained from regenerated cellulose, such as viscose fibers, modal fibers, Lyocell® or Tencel®. Mixtures of cellulose fibers of various origins can be used.
  • the wrapping paper according to the invention contains at least i% pulp fibers loaded with calcium carbonate particles.
  • the wrapping paper can be uncoated or coated.
  • the pulp fibers loaded with calcium carbonate particles can be in the bulk of the wrapping paper or in an optional coating on the wrapping paper. If there are cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles in the mass of the wrapping paper, the proportion of cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles is preferably higher and is at least 5% and at most 80% and particularly preferably at least 30% and at most 70%, each based on the mass of the Wrapping paper. If the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles are exclusively in the optional coating of the wrapping paper, then the proportion of cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles is preferably at least 1% and at most 30% and particularly preferably at least 2% and at most 25%, each based on the mass of the wrapping paper.
  • a high proportion of cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles makes it possible to reduce the proportion of free calcium carbonate particles and at the same time to improve the ash structure. It is even possible that, through the use of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles, the total content of the calcium carbonate particles in the wrapping paper can be reduced without deteriorating the ash appearance.
  • the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles form fewer hydrogen bonds, however, so that the tensile strength of the wrapping paper can decrease overall. Therefore, the amount of pulp fibers loaded with calcium carbonate particles in the wrapping paper cannot be chosen arbitrarily high, especially when the pulp fibers are loaded with a large amount of calcium carbonate particles.
  • the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles are preferably obtained from hardwoods such as eucalyptus, birch or beech. These cellulose fibers are generally less mechanically stressed during the production of the wrapping paper, for example during grinding, so that fewer calcium carbonate particles can be lost in the production process.
  • the calcium carbonate particles of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles are preferably precipitated calcium carbonate particles and particularly preferably precipitated calcium carbonate particles with a rhombohedral structure. These structures can be produced particularly well on the cellulose fibers in a precipitation process.
  • the mass of the calcium carbonate particles based on the mass of the pulp fibers loaded with calcium carbonate particles is at least 5% and at most 80% in the wrapping paper according to the invention. However, it is preferably at least 10% and at most 70% and very particularly preferably at least 20% and at most 60%. In the preferred intervals, there is a particularly favorable compromise between the desired improvement in the ash pattern and the undesired reduction in tensile strength.
  • the wrapping paper can also contain free fillers that are not associated with the pulp fibers.
  • the proportion of free fillers is preferably at least 1% and at most 40%, particularly preferably at least 5% and at most 35% and very particularly preferably at least 10% and at most 30%, each based on the mass of the wrapping paper.
  • These fillers can serve to influence the whiteness, opacity and pore structure of the wrapping paper.
  • a high content of free fillers reduces the tensile strength of the wrapping paper. With the free fillers there is also the risk that they will settle as dust in further processing processes, for example when producing a smoking article from the wrapping paper, and thus shorten the necessary cleaning intervals for the machines. In the preferred intervals, the advantages of using free fillers predominate.
  • the free fillers in the wrapping paper are preferably carbonates, oxides, hydroxides and silicates.
  • Particularly preferred fillers are calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, titanium dioxide, talc, kaolin, calcined kaolin and mixtures thereof. Precipitated calcium carbonate is very particularly preferred.
  • the ratio between the mass of calcium carbonate particles contained in the pulp fibers loaded with calcium carbonate particles and the mass of free filler particles in the wrapping paper can be important for adjusting the ash appearance in relation to other properties such as whiteness, opacity and tensile strength.
  • the ratio of the mass of calcium carbonate particles contained in the pulp fibers loaded with calcium carbonate particles and the mass of free filler particles in the wrapping paper is preferably 5:95 to 100: 0, particularly preferably 10:90 to 80:20 and whole it is particularly preferably 10:90 to 50:50.
  • the wrapping paper can also contain fire salts.
  • the fire salts influence the rate of thermal degradation of the wrapping paper and can also help to improve the ash appearance, because they sometimes act as an adhesive or as a sintering aid between the free filler particles and thus improve the mechanical stability of the thermally degraded wrapping paper.
  • Fire salts are preferably used in each wrapping paper that wraps the tobacco rod.
  • the proportion of fire salts in the wrapping paper can be chosen variably, the proportion preferably being at least 0.3% and at most 7%, particularly preferably at least 0.5% and at most 5% and very particularly preferably at least 0.5% and at most 3% carries, each based on the mass of the wrapping paper.
  • the fire salts can preferably be selected from the group consisting of citrates, malates, tartrates, acetates, nitrates, succinates, fumarates, gluconates, glycolates, lactates, oxyalates, salicylates, ⁇ -hydroxycaprylates, phosphates, chlorides and hydrogen carbonates, and mixtures thereof and particularly preferably from the group consisting of trisodium citrate, tripotassium citrate and mixtures thereof.
  • the wrapping paper is essentially provided over its entire surface with a coating that contains free calcium carbonate particles and / or cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles.
  • “Coated over the entire area” means that a full-area coating is intended or at least 95% of the area is coated.
  • a suitably selected coating can further improve the ash appearance without adding unusual components to the wrapping paper.
  • the coating increases the content of calcium carbonate particles on the paper surface, so that a stable framework can be formed more easily, which ensures the mechanical stability of the wrapping paper after its thermal degradation.
  • the coating can be carried out by applying a composition using methods known from the prior art, such as, for example, in a size press or a film press of a paper machine, in coating or coating units or by means of a printing machine, in particular a gravure printing machine.
  • a composition suitable for producing the coating comprises a solvent, preferably water, and calcium carbonate particles or cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles.
  • Such calcium carbonate particles which do not belong to the calcium carbonate particles of the loaded cellulose fibers, are referred to as free calcium carbonate particles, as is the case with the wrapping paper itself.
  • the proportion of free calcium carbonate particles in the composition can preferably be at least 0% and at most 40%, particularly preferably at least 5% and at most 30%, each based on the mass of the composition.
  • the proportion of cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles can preferably be at least 0% and at most 10%, particularly preferably at least 1% and at most 7%, in each case based on the mass of the composition.
  • the above-mentioned coating corresponds to the applied composition in the dried state, ie when, in particular, the solvent has volatilized.
  • the composition should contain a binder in order to fix the free calcium carbonate particles to the wrapping paper. This binder then also remains in the coating formed by the application of the composition.
  • a binding agent is not absolutely necessary, but is also preferable for better fixation.
  • the binder is particularly preferably selected from the group consisting of starch, starch derivatives, carboxymethyl cellulose, cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, galactomannan, gum arabic, alginates and mixtures thereof.
  • the starch is very particularly preferably a mechanically fragmented and chemically crosslinked starch because it is not soluble in water in the chemical sense and therefore penetrates less into the paper structure and thus less reduces the air permeability of the wrapping paper.
  • the person skilled in the art can choose the amount of binder from experience, in particular with regard to the requirements of the application process.
  • the composition can comprise further components which the person skilled in the art can suitably choose, including, for example, fire salts, dyes, flavorings, humectants, such as glycerol or propylene glycol, or substances for influencing the viscosity.
  • the composition can be applied to one or both sides of the wrapping paper. However, the composition is preferably applied to the side that is on the outside of the smoking article made therefrom. This side is generally already known in the manufacture of the wrapping paper and in most cases the side facing away from the wire of the paper machine. The composition is therefore preferably applied to the side of the wrapping paper facing away from the wire of the paper machine, which side is also referred to as the top side.
  • the mass per unit area of the coating is preferably at least 0.5 g / m 2 and at most 10 g / m 2 , particularly preferably at least 1 g / m 2 and at most 5 g / m 2 .
  • the mass of the free calcium carbonate particles and the calcium carbonate particles of the loaded cellulose fibers in the coating taken together is at least 1% and at most 20%, particularly preferably at least 2% and at most 15% of the mass of the coated wrapping paper.
  • the wrapping paper preferably also contains pulp fibers loaded with calcium carbonate particles, the mass of the pulp fibers loaded with calcium carbonate particles in the wrapping paper without the coating preferably at least 1% and at most 70%, particularly preferably at least 1% and at most 60% of the mass of the wrapping paper piers, and the calcium carbonate particles in the calcium carbonate particles NEN cellulose fibers make up at least 10% and at most 6o% of the mass of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles.
  • the wrapping paper according to the invention can also be part of a laminate, particularly preferably a laminate with a further material with a thermal conductivity that exceeds that of the wrapping paper by a factor of at least two, preferably at least four.
  • the further material of the laminate is formed by an aluminum foil.
  • Such laminates can primarily be used in smoking articles in which the aerosol-forming material is only heated but not burned in order to prevent the smoking article from being lit and smoked like an ordinary cigarette.
  • the smoking article is a cigarette and the wrapping paper additionally has patterns or structures, particularly preferably bands printed in the circumferential direction, in order to reduce the tendency of the smoking article to ignite measured in accordance with ISO 12863: 2010.
  • the basis weight of the wrapping paper according to the invention is preferably at least 15 g / m 2 and at most 150 g / m 2 , particularly preferably at least 20 g / m 2 and at most 120 g / m 2 , very particularly preferably at least 20 g / m 2 and at most 40 g / m 2 .
  • the basis weight of the wrapping paper can be determined according to ISO 536: 2019, whereby a coating, if present, counts as part of the basis weight.
  • the thickness of the wrapping paper according to the invention is preferably at least 10 ⁇ m and at most 200 ⁇ m, preferably at least 15 ⁇ m and at most 120 ⁇ m and very particularly preferably at least 30 ⁇ m and at most 100 ⁇ m.
  • the thickness can be determined according to ISO 534: 2011 on a single layer of the wrapping paper.
  • a coating if present, is part of the thickness of the wrapping paper.
  • the mechanical properties of the wrapping paper according to the invention can be important for the production of a smoking article from this wrapping paper.
  • the essential mechanical properties include tensile strength, elongation at break and energy absorption capacity, all of which can be determined according to ISO 1924-2: 2008.
  • the tensile strength of the wrapping paper is preferably at least 7 N / 15 mm, particularly preferably at least 8 N / 15 mm and very particularly preferably at least 10 N / 15 mm. Since the expenditure of material and energy in papermaking to increase the tensile strength is high, it is advantageous if the tensile strength is at most 100 N / 15 mm, preferably at most 80 N / 15 mm and particularly preferably at most 70 N / 15 mm.
  • the tensile strength can be increased above all by increasing the weight per unit area and increasing the proportion of cellulose fibers, as well as by more intensive grinding of the cellulose fibers.
  • the wrapping paper has a certain stretchability.
  • the elongation at break of the wrapping paper according to the invention is preferably at least 0.9% and at most 3%, particularly preferably at least 1% and at most 2%.
  • the energy absorption capacity describes how much energy is required to tear the paper.
  • the energy absorption capacity is at least 3 J / m 2 and at most 50 J / m 2 and very particularly preferably at least 3.5 J / m 2 and at most 35 J / m 2 .
  • the whiteness (ISO brightness) of the wrapping paper can be important for its visual appearance and also for the ash appearance. It is measured in accordance with ISO 2470-1: 2016. In general, white wrapping papers are preferred for optical reasons, so that the whiteness of the wrapping paper according to the invention is at least 80% and particularly preferably at least 90%.
  • the whiteness can be influenced, for example, by choosing the free fillers; in particular, the whiteness can be increased considerably with titanium dioxide.
  • the opacity of the wrapping paper is also important for the visual appearance.
  • a high opacity is generally favorable because components of the smoking article are then not visible through the wrapping paper.
  • the opacity is measured according to ISO 2471: 2008.
  • the opacity of the wrapping paper is preferably at least 70% and particularly preferably at least 80%.
  • the opacity can also be increased by increasing the amount of free fillers in the wrapping paper.
  • its air permeability is important. In such applications, for example, when using the smoking article, air should flow through the wrapping paper into the smoking article in order to dilute the aerosol.
  • the air permeability can be measured according to ISO 2965: 2019.
  • the air permeability of the wrapping paper according to the invention is preferably at least 0 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and at most 300 cm 3 / (cm 2 -min-kPa), particularly preferably at least 10 cm 3 / (cm 2 -min-kPa ) and at most 250 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and very particularly preferably at least 20 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and at most 150 cm 3 / (cm 2 -min-kPa).
  • the wrapping paper is coated, its air permeability is lower and carries at most 120 cm 3 / (cm 2 -min-kPa), particularly preferably at most 100 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and very particularly preferably at most 80 cm 3 / (cm 2 -min-kPa).
  • the wrapping paper according to the invention comprises pulp fibers loaded with calcium carbonate particles, the mass of the pulp fibers loaded with calcium carbonate particles being at least 10% of the mass of the wrapping paper and the calcium carbonate particles in the pulp fibers loaded with calcium carbonate particles being at least 20% and at most 80% of the Make up the mass of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles and the wrapping paper has an air permeability according to ISO 2965: 2019 of at least 50 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and at most 300 cm 3 / (cm 2 -min-kPa).
  • a smoking article according to the invention comprises an aerosol-forming material and the wrapping paper according to the invention.
  • the aerosol-forming material comprises tobacco and said wrapping paper wraps the aerosol-forming material.
  • the smoking article is a smoking article according to the invention in which the aerosol-forming material is only heated but not burned.
  • the smoking article is a cigarette and the wrapping paper is a cigarette paper.
  • FIGURES 1 shows an example of an electron microscope image of coarse
  • Calcium carbonate particles loaded cellulose fibers the calcium carbonate particles making up about 20% of the mass of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles.
  • Calcium carbonate particles loaded cellulose fibers the calcium carbonate particles making up about 20% of the mass of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles.
  • Fig. 3 shows the ash picture of three filter cigarettes made from a wrapping paper not according to the invention.
  • FIG. 4 shows the ash pattern of three filter cigarettes made from a wrapping paper according to the invention.
  • a total of 14 wrapping papers according to the invention labeled A to K and X to Z, were produced, the composition of the wrapping papers being given in Table 1.
  • "SW” in% means the proportion of pulp fibers from coniferous woods
  • "HW” in% the proportion of pulp fibers from hardwoods
  • "CF” in% the proportion of pulp fibers loaded with calcium carbonate particles
  • "FI” in% the proportion free fillers. The percentages are based on the weight of the wrapping paper.
  • the pulp fibers from softwood and hardwood are standard products available on the market.
  • the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles were obtained from Schaefer Kalk. All of the free filler was formed by precipitated calcium carbonate particles.
  • the mass of the calcium carbonate particles in the pulp fibers loaded with calcium carbonate particles is indicated in table 1 under “CCP” in%, based on the mass of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles.
  • the size of these particles is also specified as “fine” or “coarse”.
  • FIG. 1 shows an electron microscope image of pulp fibers loaded with coarse calcium carbonate particles
  • FIG. 2 shows an electron microscope image of cellulose fibers loaded with fine calcium carbonate particles, as they were both used to produce some wrapping papers according to the invention.
  • the mass fraction of calcium carbonate particles in the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles from FIGS. 1 and 2 was about 17.3%.
  • the pulp fibers were formed by pulp fibers from eucalyptus.
  • the wrapping paper X was identical to the wrapping paper REF, and the wrapping papers Y and Z were identical to the wrapping paper G.
  • the wrapping paper Y was coated over the entire surface with a composition of 89% water, 5.5% mechanically fragmented and chemically crosslinked starch and 5.5% free calcium carbonate particles, the percentages being based on the mass of the composition.
  • the wrapping papers X and Z were completely coated with a composition of 95.5% water, 1% mechanically fragmented and chemically crosslinked starch and 3.5% fibers loaded with calcium carbonate particles, the percentages being based on the mass of the composition. After the composition had been applied and dried, a mass of about 2 g / m 2 remained on each of the wrapping papers.
  • the mechanically fragmented, chemically crosslinked starch can be obtained, for example, from Emsland-Starke GmbH.
  • smoking articles in the form of filter cigarettes with a diameter of about 7.8 mm and a length of 83 mm were produced.
  • the tobacco used was an American blend and the wrapping papers each wrapped the tobacco.
  • the ash appearance of these smoking articles was evaluated by an image analysis method. In doing so, three of each cigarette were lit in a vertical position and the tobacco had to be completely smoldered. A digital image was then taken of each cigarette under constant light conditions in front of a neutral background. Image analysis software then determined the proportion of non-white areas in the area of the smoldered tobacco rod.
  • the proportion of these non-white areas in relation to the total area of the smoldered tobacco rod is expressed as a percentage and referred to as the “ash index”, with an average value being formed from the images of three cigarettes in each case.
  • FIG. 3 shows the ash pattern of three filter cigarettes made from the wrapping paper REF, which is not according to the invention.
  • FIG. 4 shows the ash pattern of three filter cigarettes which were manufactured from the wrapping paper K according to the invention. Even without quantifying the ash pattern by image analysis, the difference is already clearly visible.
  • wrapping papers A to K according to the invention was to achieve properties that were as similar as possible to the wrapping paper REF not according to the invention in order to be able to clearly show the positive effect of the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles.
  • the examples are therefore not to be understood as a restriction of the invention and the person skilled in the art is able to produce wrapping papers according to the invention with, for example, different composition, different weight per unit area, different thickness, different air permeability or other mechanical or optical properties in the claimed range.
  • the wrapping papers A to K according to the invention are very similar to the wrapping paper REF not according to the invention in terms of weight per unit area, thickness, elongation at break, whiteness and opacity.
  • the tensile strength and thus also the energy absorption capacity of the wrapping papers A to K are somewhat smaller than in the case of the wrapping paper REF, which is not according to the invention. This is caused by the cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles, since the calcium carbonate particles on the cellulose fibers prevent the formation of hydrogen bonds between the cellulose fibers and thus reduce the tensile strength of the wrapping paper.
  • the air permeability of the wrapping papers A to K is higher than that of the wrapping paper not according to the invention. Despite this higher air permeability, the cigarettes made from the wrapping papers A to K have a better ash pattern than the cigarettes made from the wrapping paper REF. This shows that with high air permeability the use of cellulose fibers loaded with calcium carbonate particles offers a very special advantage.
  • the person skilled in the art can of course reduce the air permeability of the wrapping papers A to K, for example by more intensive grinding of the cellulose fibers, and thus set the same value as for the wrapping paper REF. It is to be expected that the ash index will then decrease even further and thus the ash structure will improve even further.
  • the coated wrapping papers X, Y and Z all show an improvement in the ash image.
  • the papers X to Z also all have a higher tensile strength than the wrapping paper REF not according to the invention and than the uncoated wrapping papers A to K according to the invention, which is a further advantage of these embodiments.
  • the wrapping papers according to the invention can achieve a significant improvement in the ash appearance without adversely affecting the other properties of the wrapping paper and without significantly increasing the mass of the wrapping paper or adding unusual components to the wrapping paper.

Abstract

Gezeigt wird ein Umhüllungspapier für Rauchartikel, welches mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern umfasst, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 1% der Masse des Umhüllungspapiers beträgt und die Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 5% und höchstens 80% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen.

Description

Umhüllungspapier für Rauchartikel mit verbessertem Aschebild
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Umhüllungspapier für Rauchartikel, das mit Füllstoffpartikeln be- ladene Zellstofffasern enthält, die dem Papier besonders günstige Eigenschaften verleihen. Insbesondere weist die Asche eines aus diesem Umhüllungspapier hergestellten Raucharti kels ein besseres Erscheinungsbild auf.
HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK Ein üblicher Rauchartikel umfasst einen zylindrischen Tabakstrang, der ein aerosolbildendes Material, typischerweise Tabak oder ein tabakbasiertes Material, enthält, das von einem Um hüllungsmaterial umhüllt ist. In den meisten Fällen umfasst das Umhüllungsmaterial ein Papier, also ein bahnförmiges Material, das Zellstofffasern enthält. Des Weiteren kann ein Rauchartikel einen Filter umfassen, der von einem Filterumhüllungspapier umhüllt ist, und ein Mundstücksbelagpapier, das gleichzeitig den Filter und einen Teil des Tabakstrangs um hüllt und so Filter und Tabakstrang miteinander verbindet.
Beim Gebrauch des Rauchartikels wird das aerosolbildende Material erhitzt oder verbrannt, sodass ein Aerosol gebildet wird, das beim Gebrauch des Rauchartikels durch den Raucharti kel strömt und vom Konsumenten inhaliert wird. Insbesondere wenn das aerosolbildende Material nur erhitzt aber nicht verbrannt wird, kann der Rauchartikel auch noch Komponenten umfassen, die das Aerosol weiterleiten oder das Aerosol kühlen, und typischerweise zwischen dem Tabakstrang und dem Filter angeordnet sind.
Beim Verbrennen oder Erhitzen des Tabakstrangs zur Freisetzung des Aerosols wird das Umhüllungspapier des Tabakstrangs thermisch abgebaut. Dabei kann sich das Umhüllungs papier verfärben und es verliert teilweise seine mechanische Stabilität, weshalb sich das opti sche Erscheinungsbild des Rauchartikels ändert. Dieses Erscheinungsbild eines gebrauchten oder in Gebrauch befindlichen Rauchartikels und insbesondere seines Tabakstrangs bezeich net man als Aschebild. Aus Sicht des Konsumenten ist es ein Zeichen für eine hohe Qualität des Rauchartikels, wenn er ein gutes Aschebild besitzt, das heißt, wenn der Tabakstrang nach dem Verbrennen oder Erhitzen seine zylindrische Form im Wesentlichen beibehält, von gleichmäßiger weißer Farbe ist und keine dunklen Partikel, beispielsweise Tabakpartikel oder deren Asche, durch das Umhüllungsmaterial hindurch hervorstehen.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, um das Aschebild ei nes Rauchartikels zu verbessern. Beispielsweise kann man das Flächengewicht des Umhül lungspapiers erhöhen oder Brandsalze, wie Trinatriumzitrat oder Trikaliumzitrat, hinzufügen oder deren Gehalt erhöhen. Diese Möglichkeiten haben aber den Nachteil, dass sie den Anteil tabakfremder Materialien im Rauchartikel erhöhen und damit den Geschmack des Rauchar tikels negativ verändern können. Es besteht also ein Interesse daran, das Aschebild eines Rauchartikels zu verbessern, ohne dem Umhüllungspapier neue Komponenten hinzuzufügen oder dessen Masse nennenswert zu erhöhen. Dieses Interesse besteht nicht nur für das Um hüllungspapier, das unmittelbar das aerosolbildende Material umhüllt, sondern generell auch für Umhüllungspapiere anderer Komponenten des Rauchartikels, insbesondere solche, die ebenfalls den hohen Temperaturen des Aerosols ausgesetzt sein können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Unter „Umhüllungspapier“ soll im Folgenden jedes Papier verstanden werden, das den Rauchartikel oder mindestens eine seiner Komponenten umhüllt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umhüllungspapier für Rauchartikel zur Verfü gung zu stellen, das dem Rauchartikel ein gutes Aschebild verleiht, ohne dass die Masse des Umhüllungspapiers dabei nennenswert erhöht werden muss oder dem Umhüllungspapier unübliche Komponenten hinzugefügt werden müssen.
Diese Aufgabe wird durch ein Umhüllungspapier für einen Rauchartikel nach Anspruch 1, ein Laminat nach Anspruch 32 und einen Rauchartikel nach Anspruch 33 gelöst, der dieses Um hüllungspapier umfasst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Erfinder hat gefunden, dass sich diese Aufgabe lösen lässt, in dem das Umhüllungspapier Zellstofffasern enthält, die mit Calciumcarbonatpartikeln beladen sind. Zellstofffasern und Calciumcarbonatpartikel sind übliche Bestandteile von Umhüllungspapieren für Raucharti kel, allerdings sind im Stand der Technik die Calciumcarbonatpartikel nicht mit den Zell stofffasern verbunden, sondern nur zwischen den Zellstofffasern angeordnet. Solche Calci umcarbonatpartikel werden als „freie Calciumcarbonatpartikel“ bezeichnet, um sie von den Calciumcarbonatpartikeln zu unterscheiden, mit denen die Zellstofffasern beladen, also ver bunden sind. Solche mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern lassen sich bei- spielsweise durch Fällung des Calciumcarbonats unter gleichzeitiger Anwesenheit der Zell stofffasern bei entsprechender Führung des Fällungsprozesses herstellen.
Konkret umfasst das erfindungsgemäße Umhüllungspapier mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zell stofffasern mindestens i% der Masse des Umhüllungspapiers beträgt und die Calciumcar bonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 5% und höchstens 80% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen.
Der Erfinder geht davon aus, dass die mit den Zellstofffasern verbundenen Calciumcarbonat partikel ein Gerüst bilden, das nach dem thermischen Abbau der Zellstofffasern bestehen bleibt und so die Stabilität des thermisch abgebauten Umhüllungspapiers sicherstellt und damit verhindert, dass beispielsweise Aschepartikel des aerosolbildenden Materials das Um hüllungspapier durchdringen können. Auf diese Weise wird insgesamt das Aschebild des Rauchartikels verbessert. Im Gegensatz dazu bilden die freien Calciumcarbonatpartikel keine solchen gerüstartigen Strukturen aus und tragen daher nicht im selben Ausmaß zur Verbes serung des Aschebilds bei. Daher kann bei vergleichbarem Aschebild durch Verwendung von mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern die Masse an Calciumcarbonatparti keln im Umhüllungspapier reduziert werden oder insgesamt die Masse des Umhüllungspa piers reduziert werden. Das reduziert auch den Einfluss des Umhüllungspapiers auf den Ge schmack des Rauchartikels.
Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Umhüllungspapier, wenn es eine hohe Luft durchlässigkeit besitzt. Ein konventionelles Umhüllungspapier mit hoher Luftdurchlässigkeit weist mehr und größere Poren auf und kann daher beim thermischen Abbau noch schlechter ein mechanisch stabiles Gerüst bilden, weshalb das Aschebild oft nicht akzeptabel ist. Durch die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern im erfindungsgemäßen Umhül lungspapier kann dieser Effekt weitgehend kompensiert werden.
In manchen Ausführungsformen sind sämtliche Zellstofffasern in dem Umhüllungspapier mit Calciumcarbonatpartikeln beladen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Umhül lungspapier neben den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern auch Zell stofffasern enthält, die nicht mit Calciumcarbonatpartikeln beladen sind. Der Anteil solcher Zellstofffasern beträgt bevorzugt mindestens 1% und höchstens 95%, besonders bevorzugt mindestens 10% und höchstens 80% und ganz besonders bevorzugt mindestens 20% und höchstens 70%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
Sowohl die Zellstofffasern als auch die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffa sern können aus Nadelhölzern, wie Fichte, Föhre oder Tanne, aus Laubhölzern, wie Eukalyp- tus, Birke oder Buche, oder aus anderen Pflanzen wie Hanf, Flachs, Jute, Sisal, Abaca oder Baumwolle, gewonnen sein. Ebenso können die Zellstofffasern aus regenerierter Cellulose gewonnen sein, wie beispielsweise Viscosefasern, Modalfasern, Lyocell® oder Tencel®. Mi schungen von Zellstofffasern verschiedener Herkunft können eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier enthält mindestens i% mit Calciumcarbonatparti keln beladene Zellstofffasern. Das Umhüllungspapier kann unbeschichtet oder beschichtet sein. Die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern können sich dabei in der Masse des Umhüllungspapiers oder in einer optionalen Beschichtung auf dem Umhüllungs papier befinden. Wenn sich mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern in der Masse des Umhüllungspapiers befinden, ist bevorzugt der Anteil an mit Calciumcarbonatpar tikeln beladenen Zellstofffasern höher und beträgt mindestens 5% und höchstens 80% und besonders bevorzugt mindestens 30% und höchstens 70%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers. Wenn sich die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausschließlich in der optionalen Beschichtung des Umhüllungspapiers befinden, dann be- trägt bevorzugt der Anteil an mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern min destens 1% und höchstens 30% und besonders bevorzugt mindestens 2% und höchstens 25%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
Ein hoher Anteil an mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern erlaubt es, den Anteil freier Calciumcarbonatpartikel zu reduzieren und gleichzeitig das Aschebild zu verbes- sern. Es ist sogar möglich, dass durch die Verwendung der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern der Gesamtgehalt der Calciumcarbonatpartikel im Umhüllungspa piers reduziert werden kann, ohne das Aschebild zu verschlechtern. Die mit Calciumcar bonatpartikeln beladenen Zellstofffasern bilden allerdings weniger Wasserstoffbrückenbin dungen aus, sodass insgesamt die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers abnehmen kann. Daher kann die Menge an mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern im Um hüllungspapier nicht beliebig hoch gewählt werden, insbesondere, wenn die Zellstofffasern mit einer großen Menge an Calciumcarbonatpartikeln beladen sind.
Bevorzugt sind die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern aus Laubhölzern, wie Eukalyptus, Birke oder Buche gewonnen. Diese Zellstofffasern werden bei der Herstel- lung des Umhüllungspapiers im Allgemeinen weniger mechanisch belastet, beispielsweise bei der Mahlung, sodass weniger Calciumcarbonatpartikel im Herstellungsprozess verloren ge hen können.
Die Calciumcarbonatpartikel der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern sind bevorzugt gefällte Calciumcarbonatpartikel und besonders bevorzugt gefällte Calci- umcarbonatpartikel rhomboedrischer Struktur. Diese Strukturen lassen sich besonders gut in einem Fällungsprozess auf den Zellstofffasern erzeugen. Die Masse der Calciumcarbonatpartikel bezogen auf die Masse der mit Calciumcarbonatpar tikeln beladenen Zellstofffasern beträgt im erfindungsgemäßen Umhüllungspapier mindes tens 5% und höchstens 8o%. Bevorzugt beträgt sie aber mindestens 10% und höchstens 70% und ganz besonders bevorzugt mindestens 20% und höchstens 60%. In den bevorzugten In- tervallen ergibt sich ein besonders günstiger Kompromiss zwischen der erwünschten Verbes serung des Aschebilds und der unerwünschten Reduktion der Zugfestigkeit.
Das Umhüllungspapier kann auch freie Füllstoffe enthalten, die nicht mit den Zellstofffasern verbunden sind. Der Anteil freier Füllstoffe beträgt bevorzugt mindestensi% und höchstens 40%, besonders bevorzugt mindestens 5% und höchstens 35% und ganz besonders bevorzugt mindestens 10% und höchstens 30%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers. Diese Füllstoffe können dazu dienen, die Weiße, die Opazität und die Porenstruktur des Um hüllungspapiers zu beeinflussen. Ein hoher Gehalt an freien Füllstoffen reduziert aber die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers. Ebenso besteht bei den freien Füllstoffen die Gefahr, dass sie sich in weiteren Verarbeitungsprozessen, beispielsweise bei der Herstellung eines Rauchartikels aus dem Umhüllungspapier, als Staub absetzen und so die nötigen Reinigungs intervalle der Maschinen verkürzen. In den bevorzugten Intervallen überwiegen die Vorteile des Einsatzes freier Füllstoffe.
Die freien Füllstoffe im Umhüllungspapier sind bevorzugt Carbonate, Oxide, Hydroxide und Silikate. Besonders bevorzugte Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Mag- nesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Titandioxid, Talkum, Kaolin, kalzi niertes Kaolin und Mischungen daraus. Ganz besonders bevorzugt ist gefälltes Calciumcar bonat.
Das Verhältnis zwischen der Masse an Calciumcarbonatpartikeln, die in den mit Calciumcar bonatpartikeln beladenen Zellstofffasern enthalten sind, und der Masse an freien Füllstoff- partikeln im Umhüllungspapier kann für die Einstellung des Aschebilds im Verhältnis zu anderen Eigenschaften wie Weiße, Opazität und Zugfestigkeit von Bedeutung sein. Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Masse an Calciumcarbonatpartikeln, die in den mit Calciumcar bonatpartikeln beladenen Zellstofffasern enthalten sind, und der Masse an freien Füllstoff partikeln im Umhüllungspapier 5:95 bis 100:0, besonders bevorzugt beträgt es 10:90 bis 80:20 und ganz besonders bevorzugt beträgt es 10:90 bis 50:50.
Das Umhüllungspapier kann auch Brandsalze enthalten. Die Brandsalze beeinflussen die Geschwindigkeit des thermischen Abbaus des Umhüllungspapiers und können auch zur Ver besserung des Aschebilds beitragen, weil sie teilweise als Klebstoff oder als Sinterungshilfs mittel zwischen den freien Füllstoffpartikeln wirken und so die mechanische Stabilität des thermisch abgebauten Umhüllungspapiers verbessern. Brandsalze werden bevorzugt in je nem Umhüllungspapier eingesetzt, das den Tabakstrang umhüllt. Der Anteil an Brandsalzen im Umhüllungspapier kann variabel gewählt werden, wobei der Anteil bevorzugt mindestens 0,3% und höchstens 7%, besonders bevorzugt mindestens 0,5% und höchstens 5% und ganz besonders bevorzugt mindestens 0,5% und höchstens 3% be trägt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
Die Brandsalze können bevorzugt ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxyalaten, Salicylaten, a-Hydroxycaprylaten, Phosphaten, Chloriden und Hydro- gencarbonaten, und Mischungen daraus und besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Trinatriumzitrat, Trikaliumzitrat und Mischungen daraus.
In einer Ausführungsform des Umhüllungspapiers ist das Umhüllungspapier im Wesentli chen vollflächig mit einer mit einer Beschichtung versehen, die freie Calciumcarbonatpartikel und/ oder mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern enthält. Dabei bedeutet „im Wesentlichen vollflächig beschichtet“, dass eine vollflächige Beschichtung beabsichtigt ist oder mindestens 95% der Fläche beschichtet sind. Eine geeignet gewählte Beschichtung kann das Aschebild weiter verbessern, ohne dem Umhüllungspapier unübliche Komponenten hin zuzufügen. Durch die Beschichtung erhöht sich an der Papieroberfläche der Gehalt an Calci umcarbonatpartikeln, sodass sich leichter ein stabiles Gerüst ausbilden kann, das die mecha nische Stabilität des Umhüllungspapiers nach dessen thermischem Abbau sicherstellt.
Die Beschichtung kann durch den Auftrag einer Zusammensetzung mittels aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgen, wie beispielsweise in einer Leimpresse oder einer Filmpresse einer Papiermaschine, in Streich- oder Beschichtungsaggregaten oder mittels einer Druckmaschine, insbesondere einer Tiefdruckmaschine.
Eine für die Erzeugung der Beschichtung geeignete Zusammensetzung umfasst dabei ein Lö sungsmittel, bevorzugt Wasser, und Calciumcarbonatpartikel oder mit Calciumcarbonatpar tikeln beladene Zellstofffasern. Solche Calciumcarbonatpartikel, die nicht zu den Calci umcarbonatpartikeln der beladenen Zellstofffasern gehören, werden wie beim Umhüllungs papier selbst als freie Calciumcarbonatpartikel bezeichnet. Der Anteil der freien Calciumcar bonatpartikel in der Zusammensetzung kann dabei bevorzugt mindestens 0% und höchstens 40%, besonders bevorzugt mindestens 5% und höchstens 30% betragen, jeweils bezogen auf die Masse der Zusammensetzung. Der Anteil der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern kann bevorzugt mindestens 0% und höchstens 10%, besonders bevorzugt mindestens 1% und höchstens 7% betragen, jeweils bezogen auf die Masse der Zusammenset zung. Man beachte, dass die oben genannte Beschichtung der aufgetragenen Zusammenset zung im getrockneten Zustand entspricht, d. h. wenn insbesondere das Lösungsmittel ver flüchtigt ist. Sofern die Zusammensetzung freie Calciumcarbonatpartikel enthält, sollte die Zusammen setzung ein Bindemittel enthalten, um die freien Calciumcarbonatpartikel an dem Umhül lungspapier zu fixieren. Dieses Bindemittel verbleibt dann auch in der durch den Auftrag der Zusammensetzung gebildeten Beschichtung. Enthält die Zusammensetzung Calciumcar- bonatpartikel lediglich in Form von mit diesen beladenen Zellstofffasern, ist ein Bindemittel nicht unbedingt notwendig, jedoch zur besseren Fixierung ebenfalls vorzuziehen. Besonders bevorzugt ist das Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stärke, Stärkederiva ten, Carboxymethylcellulose, Cellulosederivaten, Polyvinylalkohol, Galaktomannan, Gummi arabicum, Alginaten und Mischungen daraus. Ganz besonders bevorzugt ist die Stärke eine mechanisch fragmentierte und chemisch vernetzte Stärke, weil sie in Wasser nicht im chemi schen Sinn löslich ist und daher weniger in die Papierstruktur eindringt und so die Luft durchlässigkeit des Umhüllungspapiers weniger reduziert. Die Menge des Bindemittels kann der Fachmann aus der Erfahrung wählen, insbesondere hinsichtlich der Anforderungen des Auftragsverfahrens. Die Zusammensetzung kann weitere Komponenten umfassen, die der Fachmann geeignet wählen kann, dazu gehören beispielsweise Brandsalze, Farbstoffe, Aromastoffe, Feuchthal temittel, wie Glycerol oder Propylenglykol, oder Substanzen zur Beeinflussung der Viskosität.
Der Auftrag der Zusammensetzung kann auf eine oder beide Seiten des Umhüllungspapiers erfolgen. Bevorzugt wird die Zusammensetzung aber auf die Seite aufgetragen, die sich auf dem daraus gefertigten Rauchartikel außen befindet. Diese Seite ist generell bei der Herstel lung des Umhüllungspapiers bereits bekannt und in den meisten Fällen die vom Sieb der Papiermaschine abgewandte Seite. Bevorzugt wird daher die Zusammensetzung auf die dem Sieb der Papiermaschine abgewandte Seite des Umhüllungspapiers aufgetragen, die auch als Oberseite bezeichnet wird. Nach dem Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung beträgt die flächenbezogene Mas se der Beschichtung bevorzugt mindestens 0,5 g/m2 und höchstens 10 g/m2, besonders be vorzugt mindestens 1 g/m2 und höchstens 5 g/m2.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Masse der freien Calciumcarbonatpartikel und der Calciumcarbonatpartikel der beladenen Zellstofffasern in der Beschichtung zusam- mengenommen mindestens 1% und höchstens 20%, besonders bevorzugt mindestens 2% und höchstens 15% der Masse des beschichteten Umhüllungspapiers. Dabei enthält das Umhül lungspapier vorzugsweise zusätzlich in der Masse mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern im Umhüllungspapier ohne die Beschichtung vorzugsweise mindestens 1% und höchstens 70%, besonders bevorzugt mindestens 1% und höchstens 60% der Masse des Umhüllungspa piers beträgt, und die Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln belade- nen Zellstofffasern mindestens io% und höchstens 6o% der Masse der mit Calciumcarbonat partikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Umhüllungspapier auch Bestandteil eines Laminats sein, besonders bevorzugt eines Laminats mit einem weiteren Material mit einer Wärmeleitfähigkeit, die diejenige des Umhüllungspapiers um einen Faktor von mindestens zwei, vorzugsweise von mindestens vier übersteigt. In besonders bevorzug ten Ausführungsformen wird das weitere Material des Laminats durch eine Aluminiumfolie gebildet. Solche Laminate können vor allem in Rauchartikeln verwendet werden, in denen das aerosol-bildende Material nur erhitzt aber nicht verbrannt wird, um zu verhindern, dass der Rauchartikel wie eine gewöhnliche Zigarette angezündet und geraucht werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Umhüllungspapiers für einen Rauchar tikel ist der Rauchartikel eine Zigarette und das Umhüllungspapier weist zusätzlich Muster oder Strukturen auf, besonders bevorzugt in Umfangsrichtung gedruckte Bänder, um die Entzündungsneigung des Rauchartikels gemessen gemäß ISO 12863:2010 zu reduzieren.
Das Flächengewicht des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt mindes tens 15 g/m2 und höchstens 150 g/m2, besonders bevorzugt mindestens 20 g/m2 und höchs tens 120 g/m2, ganz besonders bevorzugt mindestens 20 g/m2 und höchstens 40 g/m2. Das Flächengewicht des Umhüllungspapiers kann nach ISO 536:2019 bestimmt werden, wobei eine Beschichtung, sofern sie vorhanden ist, zum Flächengewicht zählt.
Die Dicke des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt mindestens 10 um und höchstens 200 pm, bevorzugt mindestens 15 pm und höchstens 120 pm und ganz beson ders bevorzugt mindestens 30 pm und höchsten 100 pm. Die Dicke kann gemäß ISO 534:2011 auf einer einzelnen Lage des Umhüllungspapiers bestimmt werden. Auch hier zählt eine Beschichtung, sofern vorhanden, zur Dicke des Umhüllungspapiers.
Die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers können für die Herstellung eines Rauchartikels aus diesem Umhüllungspapier von Bedeutung sein. Zu den wesentlichen mechanischen Eigenschaften gehören Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Ener gieaufnahmevermögen, die alle nach ISO 1924-2:2008 bestimmt werden können.
Die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt mindestens 7 N/15 mm, beson ders bevorzugt mindestens 8 N/15 mm und ganz besonders bevorzugt mindestens 10 N/15 mm. Da der Aufwand an Material und Energie in der Papierherstellung zur Steigerung der Zugfestigkeit hoch ist, ist es günstig, wenn die Zugfestigkeit höchstens 100 N/15 mm, bevor zugt höchstens 80 N/15 mm und besonders bevorzugt höchstens 70 N/15 mm beträgt. Die Zugfestigkeit kann vor allem durch Erhöhung des Flächengewichts und Erhöhung des Anteils an Zellstofffasern, sowie durch intensivere Mahlung der Zellstofffasern gesteigert werden. Um Geschwindigkeitsunterschiede in den Maschinen zur Herstellung von Rauchartikeln aus dem Umhüllungspapier auszugleichen, ist es günstig, wenn das Umhüllungspapier eine ge wisse Dehnbarkeit aufweist. Bevorzugt beträgt die Bruchdehnung des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers mindestens 0,9% und höchstens 3%, besonders bevorzugt mindestens 1% und höchstens 2%.
Ein weiterer mechanischer Parameter, der für die Verarbeitbarkeit des Umhüllungspapiers zu einem Rauchartikel von Bedeutung ist, ist das Energieaufnahmevermögen. Das Energie aufnahmevermögen beschreibt, wie viel Energie erforderlich ist, um das Papier zu zerreißen. Für das erfindungsgemäße Umhüllungspapier ist es bevorzugt, wenn das Energieaufnahme- vermögen mindestens 3 J/m2 und höchstens 50 J/m2 beträgt und ganz besonders bevorzugt mindestens 3,5 J/m2 und höchstens 35 J/m2.
Die Weiße (ISO brightness ) des Umhüllungspapiers kann für sein optisches Erscheinungs bild und auch für das Aschebild von Bedeutung sein. Sie wird nach ISO 2470-1:2016 gemes sen. Generell werden weiße Umhüllungspapiere aus optischen Gründen bevorzugt, sodass die Weiße des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers mindestens 80% und besonders bevor zugt mindestens 90% beträgt.
Die Weiße kann beispielsweise durch Wahl der freien Füllstoffe beeinflusst werden, insbe sondere lässt sich mit Titandioxid die Weiße erheblich steigern.
Die Opazität des Umhüllungspapiers ist ebenfalls für das optische Erscheinungsbild von Be- deutung. Eine hohe Opazität ist generell günstig, weil dann Komponenten des Rauchartikels nicht durch das Umhüllungspapier hindurch sichtbar sind. Die Opazität wird nach ISO 2471:2008 gemessen. Bevorzugt beträgt die Opazität des Umhüllungspapiers mindestens 70% und besonders bevorzugt mindestens 80%. Die Opazität kann ebenfalls gesteigert wer den, indem die Menge freier Füllstoffe im Umhüllungspapier erhöht wird. In bestimmten Anwendungen des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers auf einem Rauch artikel ist seine Luftdurchlässigkeit von Bedeutung. Bei solchen Anwendungen soll beispiels weise beim Gebrauch des Rauchartikels Luft durch das Umhüllungspapier hindurch in den Rauchartikel strömen, um das Aerosol zu verdünnen. Die Luftdurchlässigkeit kann nach ISO 2965:2019 gemessen werden. Die Luftdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt min destens o cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 300 cm3/(cm2-min-kPa), besonders bevorzugt mindestens 10 cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 250 cm3/(cm2-min-kPa) und ganz beson ders bevorzugt mindestens 20 cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 150 cm3/(cm2-min-kPa). Sofern das Umhüllungspapier beschichtet ist, ist seine Luftdurchlässigkeit niedriger und be- trägt höchstens 120 cm3/(cm2-min-kPa), besonders bevorzugt höchstens 100 cm3/(cm2-min-kPa) und ganz besonders bevorzugt höchstens 80 cm3/(cm2-min-kPa).
Bei konventionellen Umhüllungspapieren weisen jene mit hoher Luftdurchlässigkeit generell ein schlechtes Aschebild auf, sodass in diesem Fall die Erfindung besonders vorteilhaft einge setzt werden kann, wenn der Gehalt an Calciumcarbonatpartikeln, die mit den Zellstofffasern verbunden sind, erhöht wird. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Umhüllungspapier mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstoff fasern, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindes tens 10% der Masse des Umhüllungspapiers beträgt und die Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 20% und höchstens 80% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen und das Umhüllungspapier eine Luftdurchlässigkeit gemäß ISO 2965:2019 von mindestens 50 cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 300 cm3/(cm2-min-kPa) aufweist.
Die oben genannten bevorzugten und besonders bevorzugten Intervalle zur Art und Menge der Zellstofffasern, Art und Menge der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffa sern, Anteil der Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, Art und Menge der freien Füllstoffe, Art und Menge der Brandsalze, sowie zu den mechanischen Parametern wie Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Energieaufnahmever mögen und den optischen Parametern wie Weiße und Opazität gelten auch für diese beson dere Ausführungsform. Eine Beschichtung hingegen ist für diese besondere Ausführungs form nicht bevorzugt, weil sie die Luftdurchlässigkeit zu stark reduzieren kann.
Ein erfindungsgemäßer Rauchartikel umfasst ein aerosolbildendes Material und das erfin dungsgemäße Umhüllungspapier. In einer bevorzugten Ausführungsform des Rauchartikels umfasst das aerosolbildende Material Tabak und besagtes Umhüllungspapier umhüllt das aerosolbildende Material.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Rauchartikel ein erfindungsgemäßer Rauchartikel, bei dem das aerosolbildende Material nur aufgeheizt aber nicht verbrannt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Rauchartikel eine Zigarette und das Umhüllungspapier ein Zigarettenpapier.
Sowohl die Herstellung des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers als auch des erfindungs gemäßen Rauchartikels kann nach im Stand der Technik an sich bekannten Methoden erfol gen.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN Fig. 1 zeigt beispielhaft eine elektronenmikroskopische Aufnahme von mit groben
Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, wobei die Calciumcar bonatpartikel etwa 20% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln belade nen Zellstofffasern ausmachen.
Fig. 2 zeigt beispielhaft eine elektronenmikroskopische Aufnahme von mit feinen
Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, wobei die Calciumcar bonatpartikel etwa 20% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln belade nen Zellstofffasern ausmachen.
Fig. 3 zeigt das Aschebild von drei aus einem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungs papier gefertigten Filterzigaretten.
Fig. 4 zeigt das Aschebild von drei aus einem erfindungsgemäßen Umhüllungspapier gefertigten Filterzigaretten.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORM
Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Umhül lungspapiere beschrieben und mit einem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapier ver glichen.
Das als Referenz dienende nicht erfindungsgemäße Umhüllungspapier hatte ein Flächenge wicht von 32,6 g/m2 und wurde aus 28% Zellstofffasern aus Nadelhölzern und 42% Zellstoff fasern aus Laubhölzern sowie 30% freien Calciumcarbonatpartikeln hergestellt, wobei sich die Prozentangaben auf die Masse des Umhüllungspapiers beziehen. Weitere Eigenschaften des Umhüllungspapiers sind in Tabelle 1 in der Zeile „REF“ ersichtlich.
Insgesamt 14 erfindungsgemäße Umhüllungspapiere, bezeichnet mit A bis K sowie X bis Z, wurden hergestellt, wobei die Zusammensetzung der Umhüllungspapiere in Tabelle 1 ange geben ist. In Tabelle 1 bedeuten „SW“ in % den Anteil an Zellstofffasern aus Nadelhölzern, „HW“ in % den Anteil an Zellstofffasern aus Laubhölzern, „CF“ in % den Anteil der mit Calci umcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern und „FI“ in % den Anteil an freien Füllstof fen. Die Prozentangaben sind jeweils auf die Masse des Umhüllungspapiers bezogen. Die Zellstofffasern aus Nadel- und Laubhölzern sind am Markt erhältliche Standardprodukte. Die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern wurden bei der Firma Schaefer Kalk beschafft. Der gesamte freie Füllstoff wurde durch gefällte Calciumcarbonatpartikel ge bildet. Des Weiteren ist in Tabelle l unter „CCP“ in % die Masse der Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern angeben, bezogen auf die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern. Ebenso ist die Größe dieser Partikel als „fein“ oder „grob“ angeben. In diesem Zusammenhang zeigt Figur l eine elektronenmik roskopische Aufnahme von mit groben Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern und Figur 2 zeigt eine elektronenmikroskopische Aufnahme von mit feinen Calciumcar bonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, wie sie beide zur Herstellung einiger erfindungs gemäßer Umhüllungspapiere verwendet wurden. Der Massenanteil der Calciumcarbonatpar tikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern aus Figuren l und 2 be trug etwa 17,3%. Die Zellstofffasern wurden durch Zellstofffasern aus Eukalyptus gebildet. Das Umhüllungspapier X war mit dem Umhüllungspapier REF identisch und die Umhül lungspapiere Y und Z waren mit dem Umhüllungspapier G identisch. Das Umhüllungspapier Y wurde vollflächig mit einer Zusammensetzung aus 89% Wasser, 5,5% mechanisch fragmen tierter und chemisch vernetzter Stärke und 5,5% freien Calciumcarbonatpartikeln beschich tet, wobei sich die Prozentangaben auf die Masse der Zusammensetzung beziehen. Die Um- hüllungspapiere X und Z wurden vollflächig mit einer Zusammensetzung aus 95,5% Wasser, 1% mechanisch fragmentierter und chemisch vernetzter Stärke und 3,5 % mit Calciumcar bonatpartikeln beladenen Fasern beschichtet, wobei sich die Prozentangaben auf die Masse der Zusammensetzung beziehen. Nach dem Auftrag und Trocknen der Zusammensetzung verblieb jeweils eine Masse von etwa 2 g/m2 auf den Umhüllungspapieren. Die mechanisch fragmentierte, chemisch vernetzte Stärke kann beispielsweise von der Firma Emsland-Stärke GmbH bezogen werden.
Tabelle 1
Die Eigenschaften des nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers REF und der erfin- dungsgemäßen Umhüllungspapiere A bis K und X bis Z wurden bestimmt und sind in Tabelle 2 angegeben, wobei „BW“ das Flächengewicht, „EL“ die Bruchdehnung und „AP“ die Luft durchlässigkeit bedeuten.
Tabelle 2
Aus dem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapier REF und den erfindungsgemäßen Umhüllungspapieren A bis K und X bis Z wurden Rauchartikel in Form von Filterzigaretten mit einem Durchmesser von etwa 7,8 mm und einer Länge von 83 mm hergestellt. Der ver wendete Tabak war ein American Blend und die Umhüllungspapiere umhüllten jeweils den Tabak. Von diesen Rauchartikeln wurde das Aschebild durch ein bildanalytisches Verfahren bewertet. Dabei wurden von jeder Zigarette drei Stück in vertikaler Lage angezündet und das vollständige Verglimmen des Tabaks abgewartet. Danach wurde von jeder Zigarette unter konstanten Lichtbedingungen ein digitales Bild vor einem neutralen Hintergrund aufge nommen. Eine Bildanalysesoftware bestimmte dann den Anteil nicht weißer Flächen im Be reich des verglimmten Tabakstrangs. Der Anteil dieser nicht weißen Flächen in Bezug auf die gesamte Fläche des verglimmten Tabakstrangs wird als Prozentsatz ausgedrückt und als „Ash Index“ bezeichnet, wobei jeweils ein Mittelwert aus den Bildern von drei Zigaretten gebildet wurde. Je höher der Prozentsatz umso mehr nicht weiße Flächen enthält der verglimmte Ta bakstrang und umso schlechter beurteilt der Konsument das Aschebild.
Der so gemessene Ash Index ist in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
Figur 3 zeigt das Aschebild von drei Filterzigaretten, die aus dem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapier REF gefertigt wurden. Figur 4 zeigt das Aschebild von drei Filterzigaret- ten, die aus dem erfindungsgemäßen Umhüllungspapier K gefertigt wurden. Auch ohne das Aschebild durch Bildanalyse zu quantifizieren, ist der Unterschied bereits deutlich erkenn bar.
Der Zweck der erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere A bis K war, möglichst ähnliche Ei genschaften zu dem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapier REF zu erreichen, um so den positiven Effekt der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern deutlich darstellen zu können. Die Beispiele sind daher nicht als eine Einschränkung der Erfindung zu verstehen und der Fachmann ist in der Lage eründungsgemäße Umhüllungspapiere mit bei spielsweise anderer Zusammensetzung, anderem Flächengewicht, anderer Dicke, anderer Luftdurchlässigkeit oder anderen mechanischen oder optischen Eigenschaften im bean- spruchten Bereich herzustellen.
Aus Tabelle 3 erkennt man, dass der Ash Index der Zigaretten mit Umhüllungspapieren A bis K immer niedriger ist als jener der Zigaretten mit dem nicht eründungsgemäßen Umhül- lungspapier REF. Dies bedeutet, dass die Umhüllungspapiere A bis K zu einem besseren Aschebild führen.
Aus Tabelle 2 erkennt man, dass, wie es bei der Herstellung der Umhüllungspapiere beab sichtigt war, die erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere A bis K dem nicht erfmdungsgemä- ßen Umhüllungspapier REF hinsichtlich Flächengewicht, Dicke, Bruchdehnung, Weiße und Opazität sehr ähnlich sind. Die Zugfestigkeit und damit auch das Energieaufnahmevermögen der Umhüllungspapiere A bis K sind etwas kleiner als beim nicht erfindungsgemäßen Umhül lungspapier REF. Dies wird durch die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffa sern bewirkt, da die Calciumcarbonatpartikel auf den Zellstofffasern die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Zellstofffasern behindern und so die Zugfestig keit des Umhüllungspapiers reduzieren.
Von Bedeutung ist, dass die Luftdurchlässigkeit der Umhüllungspapiere A bis K höher ist als jene des nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers. Trotz dieser höheren Luftdurchläs sigkeit weisen die aus den Umhüllungspapieren A bis K gefertigten Zigaretten ein besseres Aschebild als die Zigaretten aus dem Umhüllungspapier REF auf. Dies zeigt, dass bei hoher Luftdurchlässigkeit die Verwendung von mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstoff fasern einen ganz besonderen Vorteil bietet.
Bei Bedarf kann der Fachmann selbstverständlich, beispielsweise durch intensivere Mahlung der Zellstofffasern die Luftdurchlässigkeit der Umhüllungspapiere A bis K reduzieren und so denselben Wert wie beim Umhüllungspapier REF einstellen. Es ist zu erwarten, dass dann der Ash Index noch weiter sinkt und sich somit das Aschebild noch weiter verbessert.
Ein Vergleich zwischen dem Umhüllungspapier I ( Ash Index 7,0), das in Summe etwa 36% freie und an Zellstofffasern gebundene Calciumcarbonatpartikel enthält, und dem nicht er findungsgemäßen Umhüllungspapier REF ( Ash Index 11,1), das 40% ausschließlich freie Cal- ciumcarbonatpartikel enthält, zeigt, dass trotz niedrigeren Gesamtgehalts an Calciumcar bonatpartikeln das Aschebild verbessert werden kann.
Die beschichteten Umhüllungspapiere X, Y und Z zeigen alle eine Verbesserung des Asche bilds. Die Papiere X bis Z weisen auch alle eine höhere Zugfestigkeit als das nicht erfindungs gemäße Umhüllungspapier REF und als die unbeschichteten, eründungsgemäßen Umhül- lungspapiere A bis K auf, was ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsformen ist.
Insgesamt zeigt sich, dass mit den erfindungsgemäßen Umhüllungspapieren eine deutliche Verbesserung des Aschebilds erreicht werden kann, ohne dass die anderen Eigenschaften des Umhüllungspapiers negativ beeinflusst werden und ohne die Masse des Umhüllungspapiers wesentlich zu erhöhen oder unübliche Komponenten dem Umhüllungspapier hinzuzufügen.

Claims

Ansprüche
1. Umhüllungspapier für Rauchartikel, welches mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern umfasst, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens i% der Masse des Umhüllungspapiers beträgt und die Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 5% und höchstens 80% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen.
2. Umhüllungspapier nach Anspruch 1, welches zusätzlich zu den mit
Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern auch Zellstofffasern enthält, die nicht mit Calciumcarbonatpartikeln beladen sind, und deren Anteil mindestens 1% und höchstens 95%, vorzugsweise mindestens 10% und höchstens 80% und ganz besonders bevorzugt mindestens 20% und höchstens 70% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
3. Umhüllungspapier nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die mit
Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, und sofern vorhanden, auch die nicht mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern zumindest teilweise aus einem Nadelholz, insbesondere aus Fichte, Föhre oder Tanne, aus einem Laubholz, insbesondere Eukalyptus, Birke oder Buche, oder aus Hanf, Flachs, Jute, Sisal, Abaca oder Baumwolle gewonnen sind.
4. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, und sofern vorhanden, auch die nicht mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern zumindest teilweise aus regenerierter Cellulose gewonnen sind, und insbesondere durch Viscosefasern, Modalfasern, Lyocell® oder Tencel® gebildet sind.
5. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem sich die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern zumindest teilweise in der Masse des Umhüllungspapiers befinden, wobei der Anteil an mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern vorzugsweise mindestens 5% und höchstens 80% und besonders bevorzugt mindestens 30% und höchstens 70% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
6. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, welches eine Beschichtung aufweist, und bei dem sich die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern zumindest teilweise in der Beschichtung befinden, wobei ihr Anteil für den Fall, dass sich die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausschließlich in der Beschichtung des Umhüllungspapiers befinden, mindestens 1% und höchstens 30%, vorzugsweise mindestens 2% und höchstens 25% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
7. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Calciumcarbonatpartikel der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern durch gefällte Calciumcarbonatpartikel gebildet sind, insbesondere durch gefällte Calciumcarbonatpartikel rhomboedrischer Struktur.
8. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem die Masse der Calciumcarbonatpartikel bezogen auf die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 10% und höchstens 70%, vorzugsweise mindestens 20% und höchstens 60% beträgt.
9. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner freie Füllstoffe enthält, die nicht mit den Zellstofffasern verbunden sind, wobei der Anteil freier Füllstoffe bevorzugt mindestens 1% und höchstens 40%, besonders bevorzugt mindestens 5% und höchstens 35% und ganz besonders bevorzugt mindestens 10% und höchstens 30% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
10. Umhüllungspapier nach Anspruch 9, bei dem die freien Füllstoffe durch Carbonate, Oxide, Hydroxide und Silikate oder Kombinationen daraus gebildet sind, und insbesondere durch Calciumcarbonat, vorzugsweise gefälltes Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Titandioxid, Talkum, Kaolin, kalziniertes Kaolin und Mischungen daraus gebildet sind.
11. Umhüllungspapier nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei dem das Verhältnis zwischen der Masse an Calciumcarbonatpartikeln, die in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern enthalten sind, und der Masse an freien Füllstoffpartikeln im Umhüllungspapier 5:95 bis 100:0, vorzugsweise 10:90 bis 80:20 und ganz besonders bevorzugt 10:90 bis 50:50 beträgt.
12. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, welches ferner Brandsalze enthält, deren Anteil bevorzugt mindestens 0,3% und höchstens 7%, besonders bevorzugt mindestens 0,5% und höchstens 5% und ganz besonders bevorzugt mindestens 0,5% und höchstens 3% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
13. Umhüllungspapier nach Anspruch 12, bei dem die Brandsalze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxyalaten, Salicylaten, a- Hydroxycaprylaten, Phosphaten, Chloriden und Hydrogencarbonaten, und Mischungen daraus, und besonders bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Trinatriumzitrat, Trikaliumzitrat und Mischungen daraus.
14. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem mindestens 95% seiner Fläche eine Beschichtung aufweist, die freie Calciumcarbonatpartikel und/oder mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern enthält.
15. Umhüllungspapier nach Anspruch 14, bei dem die Beschichtung ferner ein Bindemittel umfasst, das dazu geeignet ist, die freien Calciumcarbonatpartikel oder die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern am Umhüllungspapier zu fixieren, wobei das Bindemittel vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stärke, insbesondere mechanisch fragmentierter und chemisch vernetzter Stärke, Stärkederivaten, Carboxymethylcellulose, Cellulosederivaten, Polyvinylalkohol, Galaktomannan, Gummi arabicum, Alginaten und Mischungen daraus.
16. Umhüllungspapier nach Anspruch 14 oder 15, bei dem die Beschichtung weitere Komponenten umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Brandsalzen, Farbstoffen, Aromastoffen, Feuchthaltemitteln, insbesondere Glycerol oder Propylenglykol, oder Substanzen zur Beeinflussung der Viskosität.
17. Umhüllungspapier nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Beschichtung sich auf der Seite des Umhüllungspapiers befindet, die sich auf dem daraus zu fertigenden Rauchartikel außen befindet.
18. Umhüllungspapier nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem die flächenbezogene Masse der Beschichtung mindestens 0,5 g/m2 und höchstens 10 g/m2, besonders bevorzugt mindestens 1 g/m2 und höchstens 5 g/m2 beträgt.
19. Umhüllungspapier nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei in der Beschichtung die Masse der freien Calciumcarbonatpartikel und der Calciumcarbonatpartikel der beladenen Zellstofffasern in der Beschichtung zusammengenommen mindestens 1% und höchstens 20%, besonders bevorzugt mindestens 2% und höchstens 15% der Masse des beschichteten Umhüllungspapiers beträgt.
20. Umhüllungspapier nach Anspruch 19, welches zusätzlich in der Masse mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern enthält, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern im Umhüllungspapier ohne die Beschichtung bevorzugt mindestens 1% und höchstens 60%, der Masse des Umhüllungspapiers beträgt und die Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 10% und höchstens 60% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen.
21. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das Umhüllungspapier für eine Zigarette bestimmt ist und das Umhüllungspapier Muster oder Strukturen aufweist, vorzugsweise in Umfangsrichtung gedruckte Bänder, um die Entzündungsneigung des Rauchartikels gemessen gemäß ISO 12863:2010 zu reduzieren.
22. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, dessen Flächengewicht mindestens 15 g/m2 und höchstens 150 g/m2, bevorzugt mindestens 20 g/m2 und höchstens 120 g/m2, und besonders bevorzugt mindestens 20 g/m2 und höchstens 40 g/m2 beträgt, wobei eine Beschichtung, sofern sie vorhanden ist, zum Flächengewicht des Umhüllungspapiers zählt.
23. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Dicke mindestens 10 pm und höchstens 200 pm, bevorzugt mindestens 15 pm und höchstens 120 pm und ganz besonders bevorzugt mindestens 30 pm und höchstens 100 pm beträgt, wobei eine Beschichtung, sofern sie vorhanden ist, zur Dicke des Umhüllungspapiers zählt.
24. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, dessen Zugfestigkeit mindestens 7 N/15 mm, bevorzugt mindestens 8 N/15 mm und besonders bevorzugt mindestens 10 N/15 mm beträgt.
25. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, dessen Zugfestigkeit höchstens 100 N/15 mm, bevorzugt höchstens 80 N/15 mm und besonders bevorzugt höchstens 70 N/15 nun beträgt.
26. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, dessen Bruchdehnung mindestens 0,9% und höchstens 3%, besonders bevorzugt mindestens 1% und höchstens 2% beträgt.
27. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Energieaufnahmevermögen mindestens 3 J/m2 und höchstens 50 J/m2, vorzugsweise mindestens 3,5 J/m2 und höchstens 35 J/m2 beträgt.
28. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, dessen Weiße nach ISO 2470-1:2016 mindestens 80% und besonders bevorzugt mindestens 90% beträgt.
29. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, dessen Opazität nach ISO 2471:2008 mindestens 70% und besonders bevorzugt mindestens 80% beträgt.
30. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Luftdurchlässigkeit nach ISO 2965:2019 mindestens o cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 300 cm3/(cm2-min-kPa), bevorzugt mindestens 10 cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 250 cm3/(cm2-min-kPa) und besonders bevorzugt mindestens 20 cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 150 cm3/(cm2-min-kPa) beträgt.
31. Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 10% der Masse des Umhüllungspapiers beträgt und die Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 20% und höchstens 80% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen und das Umhüllungspapier eine Luftdurchlässigkeit gemäß ISO 2965:2019 von mindestens 50 cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 300 cm3/(cm2-min-kPa) aufweist.
32. Laminat, umfassend ein Umhüllungspapier nach einem der vorgehenden Ansprüche und ein weiteres Material, dessen Wärmeleitfähigkeit die Wärmeleitfähigkeit des Umhüllungspapiers um einen Faktor von mindestens zwei, vorzugsweise von mindestens vier übersteigt, wobei das weitere Material vorzugsweise durch eine Aluminiumfolie gebildet ist.
33. Rauchartikel, umfassend ein aerosolbildendes Material und ein Umhüllungspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 31.
34. Rauchartikel nach Anspruch 33, bei dem das aerosolbildende Material Tabak umfasst, wobei der Rauchartikel vorzugsweise eine Zigarette und das Umhüllungspapier ein Zigarettenpapier ist.
35. Rauchartikel nach Anspruch 33, in dessen bestimmungsgemäßen Gebrauch das aerosolbildende Material nur aufgeheizt aber nicht verbrannt wird.
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