EP4176122A1 - Umhüllungspapier mit verbesserter brandhemmung - Google Patents

Umhüllungspapier mit verbesserter brandhemmung

Info

Publication number
EP4176122A1
EP4176122A1 EP21722202.5A EP21722202A EP4176122A1 EP 4176122 A1 EP4176122 A1 EP 4176122A1 EP 21722202 A EP21722202 A EP 21722202A EP 4176122 A1 EP4176122 A1 EP 4176122A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wrapping paper
polyphosphates
aerosol
fibers
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21722202.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Zitturi
Dietmar Volgger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delfortgroup AG
Original Assignee
Delfortgroup AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delfortgroup AG filed Critical Delfortgroup AG
Publication of EP4176122A1 publication Critical patent/EP4176122A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/10—Phosphorus-containing compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/02—Cigars; Cigarettes with special covers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/20—Cigarettes specially adapted for simulated smoking devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes

Definitions

  • the invention relates to a wrapping paper for an aerosol-generating article which is comparatively heat-resistant and therefore still has sufficient mechanical strength after the article has been used to ensure problem-free handling of the article and also has a fire-retardant effect, so that the aerosol-generating produced therefrom Article cannot be smoked like a smoking article.
  • the wrapping paper according to the invention has improved fire resistance compared to known heat-resistant wrapping papers. This is achieved through a high content of certain Polyphospha th in the wrapping paper.
  • aerosol generating articles which comprise an aerosol generating material, as well as a paper which wraps the aerosol generating material to form a typically cylindrical rod.
  • the aerosol-generating material is a material which, when exposed to heat, releases an aerosol, the aerosol-generating material only being heated, but not being burned.
  • the aerosol-generating article also comprises a filter which can filter components of the aerosol and which is wrapped by a filter wrapping paper and another wrapping paper which connects the filter and the wrapped rod with aerosol-generating material to one another.
  • a filter wrapping paper which can filter components of the aerosol and which is wrapped by a filter wrapping paper and another wrapping paper which connects the filter and the wrapped rod with aerosol-generating material to one another.
  • This heating can be done, for example, by an external device into which the aerosol-generating article is plugged, or by a heat source attached to one end of the aerosol-generating article, which is put into operation for use of the article, for example by lighting it up.
  • the wrapping paper is also heated and thermally degraded. It can happen that the wrapping paper loses so much strength that it tears when the aerosol-generating article is removed from the heater. This requires an increased cleaning effort by the consumer and is therefore not desirable. Even with aerosol-generating articles with an integrated heat source, the wrapping paper can lose its strength when heated, so that the heat source falls off and represents a fire risk.
  • a wrapping paper which consists of comparatively few cellulose fibers and is coated with a composition of lime and a binder, so that at least 50% of the wrapping paper is formed by lime.
  • the disadvantage of this wrapping material is that it is comparatively brittle due to the thick coating and generates a lot of dust when the wrapping paper is processed into an aerosol-generating article.
  • the strength is not particularly high.
  • WO 2011/117750 a wrapping material is described which consists of a laminate of an aluminum foil and a paper.
  • the aluminum foil faces the aerosol generating material and partially protects the paper from the effects of heat.
  • the disadvantages of this wrapping material are the complex manufacturing process and the lack of biodegradability, because experience has shown that many aerosol-generating articles are simply disposed of in the environment after use.
  • aerosol-generating articles are rod-shaped articles which comprise an aerosol-generating material and a wrapping paper which wraps the aerosol-generating material, with the aerosol-generating material only being heated and not burned when used as intended.
  • Typical aerosol-generating materials for example a tobacco material, are heated without combustion if the aerosol-generating material is heated to a temperature of at most 400.degree.
  • a wrapping paper which is suitable for use on aerosol-generating articles and which comprises pulp fibers and one or more polyphosphates, the pulp fibers making up at least 55% and at most 95% of the mass of the wrapping paper and the polyphosphates are contained together in a concentration of at least 5% and at most 30% based on the mass of the wrapping paper.
  • the high proportion of cellulose fibers is necessary in order to achieve a high strength of the wrapping paper.
  • Additives, such as the polyphosphates according to the invention can hinder the formation of hydrogen bonds between the cellulose fibers and thus reduce the strength of the wrapping paper.
  • a high concentration of the polyphosphates is sometimes necessary, so that the proportion of cellulose fibers in the wrapping paper must also be high. Therefore, only a few other components can be contained in the wrapping material; in particular, components that reduce the strength even further are undesirable.
  • the components of the wrapping paper also allow excellent biodegradability and very good processability in the manufacture of the aerosol-generating article.
  • the wrapping paper requires cellulose fibers for its strength, the cellulose fibers making up at least 55% and at most 95% of the weight of the wrapping paper.
  • the proportion of cellulose fibers can preferably be at least 70% and at most 90% and very particularly preferably at least 75% and at most 90%, each based on the weight of the wrapping paper.
  • the cellulose fibers are preferably obtained from one or more plants that are selected from the group consisting of conifers, deciduous trees, annual plants, spruce, pine, fir, beech, birch, eucalyptus, flax, hemp, jute, ramie, bamboo, abaca, Sisal, kenaf and cotton.
  • the cellulose fibers can also be wholly or partly fibers made from regenerated cellulose, such as Tencel TM fibers, Lyocell TM fibers, viscose fibers or Modal TM fibers.
  • the pulp fibers are preferably formed in a proportion of at least 25% and at most 100% based on the mass of the pulp fibers from pulp fibers from conifers, because these pulp fibers give the wrapping paper a high level of strength.
  • the wrapping paper contains one or more polyphosphates, the polyphosphates together at least 5% and at most 30% of the mass of the wrapping paper.
  • the polyphosphates in the paper structure protect internal cellulose fibers from excessive oxidation.
  • polyphosphates are highly hygroscopic and therefore allow water to be stored in the paper. When the paper is heated, the water is first removed from the polyphosphates, thus limiting the temperature of the cellulose fibers.
  • the heat exposure is limited in time and does not exceed a few minutes and it only lasts a few seconds, especially when trying to ignite the aerosol-generating article, the water stored by the polyphosphates makes an important contribution to strengthening the fire-retardant effect .
  • the concentration of the polyphosphates increases, the fire-retardant effect increases, but the strength of the wrapping paper decreases, especially after heating.
  • the proportion of polyphosphates in the wrapping paper is therefore together at least 8% and at most 27% of the mass of the wrapping paper and especially before given at least 9% and at most 25% of the mass of the wrapping paper.
  • Polyphosphates for the purposes of this invention are compounds with the empirical formula M n + 2 P n 0 3n + i or M n [H 2 Pn0 3n + i ], where n is at least 2 and at most 100 and M is a monovalent metal or ammonium Is (NH 4 + ).
  • This definition therefore also includes compounds called oligophosphates which have the empirical formula M n + 2 Pn0 3n + i or M n [H 2 Pn0 3n + i ] and in which the value of n is usually at least 2 and at most 10.
  • This definition also includes mixtures of polyphosphates with different values of n within the inventive or preferred intervals or with different monovalent metals M or ammonium or mixtures of linear and cyclic polyphosphates. It is to be expected and also according to the invention that in the case of polyphosphates with higher values of n, for example higher than 10, a mixture with different values of n is present. In this sense, mixtures of polyphosphates with different values of n fall under the definition, provided that a mean value of n lies in an inventive or preferred interval, where n is not necessarily an integer.
  • M is a monovalent metal selected from the group consisting of Lithium, sodium and potassium, or ammonium and particularly preferably the monovalent metal is sodium.
  • the polyphosphates very particularly preferably have a value n of at least 15 and at most 30 and the monovalent metal M is sodium.
  • the poly phosphates comprise sodium hexametaphosphate.
  • the wrapping paper is designed in such a way that the side of the wrapping paper facing or facing away from the aerosol-generating material contains a higher proportion of polyphosphates than the other side of the wrapping paper.
  • the content of polyphosphates is preferred on that side of the Wrapping paper is higher from which the aerosol-generating article made from it is heated because this side is exposed to higher thermal loads. A higher content of polyphosphates on this side of the wrapping paper can therefore contribute particularly well to the fire-retardant effect.
  • the proportion of polyphosphates in the wrapping paper can be reduced without sacrificing the fire-retardant effect and thus the proportion of cellulose fibers in the wrapping paper can be increased with the same weight per unit area, whereby the strength of the wrapping paper is increased overall.
  • the surface weight can also be reduced without sacrificing the fire-retardant effect, which reduces the material requirement.
  • the distribution of the polyphosphates in the wrapping paper can be influenced by the manufacturing process, as will be explained below.
  • the polyphosphates are preferably present on at least 70% of the area of the wrapping paper
  • this uniform distribution refers to the distribution in relation to the area, but not the distribution in the direction of the thickness.
  • the wrapping paper is connected to a further layer of a material, in particular a paper layer.
  • This connection is preferably designed as an adhesive connection, but any type of connection is possible, in particular it may be sufficient to place the wrapping paper and the other layer on top of one another and roll them up together so that the wrapping paper and the other layer on top of one another when producing an aerosol-generating article come to rest and wrap the aerosol-generating material together.
  • the additional layer can be applied to either of the two sides of the wrapping paper so that it faces or faces away from the aerosol-generating material on the aerosol-generating article produced therefrom, depending on the intended effect.
  • the wrapping paper is connected to one or more paper layers or layers made of other materials such as aluminum foil, plastic foil, foil made of regenerated cellulose, such as cellulose hydrate (Cellophan®), the above requirements with regard to the proportion of cellulose fibers and Polyphosphates and all properties mentioned below only for the actual wrapping paper and, unless it is explicitly mentioned, not for the other layers associated with it.
  • One reason for connecting the wrapping material to a further layer can be, for example, that polyphosphates discolour the wrapping paper darkly when exposed to thermal stress.
  • the wrapping paper according to the invention is connected to a further layer of a material so that the wrapping paper according to the invention faces the aerosol-generating material and the further layer is placed on the side facing away from the aerosol-generating material.
  • this additional layer covers the wrapping paper so that the color visible from the outside is not or only insignificantly changed
  • the wrapping paper is therefore connected to an additional paper layer, the additional paper layer comprising cellulose fibers and white filler particles and the white filler particles making up at least 15% and at most 45% of the mass of the paper layer.
  • the white filler particles are particularly preferably lime particles.
  • the white filler particles ensure a white color of the paper layer and a high opacity, so that the discoloration of the underlying wrapping paper according to the invention is not or only slightly visible.
  • the aerosol generating material can contain oils, for example flavorings, which penetrate the wrapping paper during storage or when heated and can cause stains. This problem can be overcome in that the wrapping material is connected to an additional layer of a material.
  • the wrapping paper is therefore connected to an additional paper layer, the additional paper layer having an air permeability, measured according to ISO 2965: 2019, of at least 5 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and at most 30,000 cm 3 / ( cm 2 ⁇ min-kPa) and the weight per unit area of the additional paper layer is at least 10 g / m 2 and at most 30 g / m 2 .
  • the air permeability of the additional paper layer is the result of a porous structure that makes the transfer of oils or other substances through the paper layer more difficult.
  • Another reason to connect the wrapping paper with an additional layer of a material can be, for example, to increase the rigidity of the wrapping paper.
  • a wrapping paper bonded to another layer with a high rigidity can prevent this.
  • the wrapping paper is therefore connected to an additional paper layer, the additional paper layer having a high surface weight, which is at least 30 g / m 2 and at most 100 g / m 2 , because it is also associated with high flexural rigidity.
  • the additional layer can, less preferably, also consist of aluminum foil, plastic foil or foil made of regenerated cellulose, such as cellulose hydrate (cellophane ®), be formed.
  • the wrapping paper according to the invention or the additional paper layer with which it is connected for the reasons mentioned above or for other reasons can hold further components ent.
  • these include, for example, fillers, sizing agents, wet strength agents, additives, processing aids, humectants and flavorings.
  • the specialist can choose these components based on his experience.
  • Wet strength agents in particular can be helpful for use on aerosol-generating articles because the aerosol formed when the aerosol-generating article is used has a high moisture content.
  • the wrapping paper can partially absorb the water from the aerosol, which reduces its strength. This can be partially prevented by using wet strength agents.
  • the fillers in the wrapping paper according to the invention can contribute to the fact that the wrapping paper is less discolored. However, the fillers also reduce the tensile strength of the wrapping paper, so that their proportion should not be too high.
  • the proportion of fillers in the wrapping paper is therefore at least 0% and at most 45%, particularly preferably at least 0% and at most 35% and very particularly preferably at least 0% and at most 25%, each based on the mass of the wrapping paper.
  • the filler is preferably selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium carbonate, titanium dioxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, kaolin, talc and mixtures thereof.
  • a particularly preferred filler is bentonite because, like the polyphosphates, it can absorb large amounts of water and thus also contributes to fire retardancy.
  • the proportion of poly phosphates in the wrapping paper can be in the lower range of the intervals according to the invention or before ferred, without the fire-retardant effect being impaired. According to the inventors' findings, it is even possible to achieve sufficient fire retardancy using bentonite alone, so that polyphosphates can be dispensed with entirely.
  • the wrapping paper is selected with a substance from the group consisting of starches, such as corn starch, potato starch or tapioca starch; Starch derivatives such as carboxymethyl starch or oxidized starch; Cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and their salts; Polysaccharides such as alginates; Polyvinyl alcohol; Polyvinyl acetate; Ethylene vinyl acetate; Gelatin; Gums such as gum arabic, guar gum, locust bean gum or tragacanth gum; or mixtures thereof coated or impregnated.
  • starches such as corn starch, potato starch or tapioca starch
  • Starch derivatives such as carboxymethyl starch or oxidized starch
  • Cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and their salts
  • Polysaccharides such as alginates; Polyvinyl alcohol; Polyviny
  • the proportion of these substances taken together in this preferred embodiment is at least 0.1% and at most 20% of the mass of the wrapping paper.
  • This preferred embodiment offers the additional advantage of resistance to the penetration of oils.
  • the aerosol generating material can contain oils, for example flavoring substances, which penetrate the wrapping paper and lead to stains during storage or use of the aerosol generating article.
  • the resistance to the penetration of oils can be determined according to TAPPI T559 cm-12 and is specified as the KIT level. In this preferred embodiment, the KIT level is at least 3 and at most 8.
  • the weight per unit area of the wrapping paper can vary, a higher area weight generally also meaning a higher tensile strength. With a higher grammage, however, the wrapping paper also becomes stiffer and more difficult to process, and the need for material increases.
  • the weight per unit area of the wrapping paper according to the invention is therefore preferably at least 15 g / m 2 and at most 120 g / m 2 , particularly preferably at least 20 g / m 2 and at most 80 g / m 2 .
  • the basis weight of the wrapping paper can be determined according to ISO 536: 2019.
  • the thickness of the wrapping paper mainly influences the flexural rigidity and the heat transport within the wrapping paper.
  • a high flexural rigidity is favorable because the aerosol-generating article made from the wrapping paper is then less deformed; on the other hand, a high flexural rigidity can cause problems due to the restoring forces. chen when the aerosol generating material is to be wrapped with the wrapping paper. A high thickness slows down the heat transport through the wrapping paper and is also favorable for some aerosol-generating articles for this reason.
  • the thickness of the wrapping paper according to the invention is preferably at least 25 ⁇ m and at most 150 ⁇ m and particularly preferably at least 40 ⁇ m and at most 100 ⁇ m. The thickness can be determined on a single layer according to ISO 534: 2011.
  • the tensile strength of the wrapping paper is preferably at least 10 N / 15 mm and at most 100 N / 15 mm, particularly preferably at least 20 N / 15 mm and at most 80 N / 15 mm of cellulose fibers can be achieved. But this also means a higher cost of materials, which is why it does not make sense to want to achieve a particularly high tensile strength.
  • the preferred intervals allow a particularly favorable combination of problem-free processing and material expenditure.
  • the tensile strength can be determined according to ISO 1924-2: 2008.
  • the aerosol-generating material often contains humectants, so that when heated, the aerosol produced has a comparatively high level of humidity. This moisture can reduce the strength of the wrapping paper, which is why it is advantageous if the wrapping paper also has a corresponding strength in the moist state.
  • the wet breaking force in the longitudinal direction is therefore preferably at least 1 N / 15 mm and at most 10 N / 15 mm and particularly preferably at least 2 N / 15 mm and at most 8 N / 15 now.
  • the wet breaking strength in the longitudinal direction can be determined according to ISO 12625-5: 2016.
  • the air permeability of the wrapping paper can be low.
  • a low air permeability is often achieved by grinding the cellulose fibers more intensively. This also helps to increase the strength, so that the air permeability is preferably at least 0 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and at most 80 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and particularly preferably at least 0 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and a maximum of 30 cm 3 / (cm 2 -min-kPa).
  • the air permeability can be measured according to ISO 2965: 2019.
  • the optical properties can be important. In general, high opacity and high whiteness are desirable. Both properties can be significantly influenced by the type and amount of filler in the wrapping paper.
  • the opacity is preferably at least 40% and at most 90%, particularly preferably at least 45% and at most 80%.
  • the whiteness is preferably at least 80% and at most 95%, particularly preferably at least 83% and at most 90%.
  • Aerosol-generating articles can be manufactured from the wrapping material according to the invention by methods known from the prior art.
  • An aerosol-generating article according to the invention therefore comprises an aerosol-generating material and a wrapping paper according to one of the embodiments described above, the wrapping paper wrapping the aerosol-generating material.
  • the proportion of said polyphosphates is higher on one side of the wrapping paper than on the other side and the side with the higher proportion of polyphosphates is facing or facing away from the aerosol-generating material.
  • the selection of which of the two sides is preferably facing the aerosol-generating material can depend on the side from which the aerosol-generating material is heated.
  • the aerosol-generating article is an electrically heated article, the heating being carried out starting from the aerosol-generating material, that is to say from the inside.
  • a ceramic tip provided with heating wires penetrates the aerosol-generating material when the aerosol-generating article is inserted into the heater.
  • the highest temperatures therefore occur inside the aerosol generating article and the wrapping paper is less thermally stressed, so that the proportion of polyphosphates can be selected lower, in particular the proportion of polyphosphates in the wrapping paper in this embodiment is at least 5% and at most 25% of the mass of the wrapping paper.
  • the aerosol-generating article is an electrically heated article, the heating taking place from the outside through the wrapping paper.
  • the entire heat must be conducted through the wrapping paper into the aerosol-generating material, so that the thermal load on the wrapping paper is higher and therefore the proportion of polyphosphates in the wrapping paper should be selected higher, in particular the proportion of polyphosphates in the wrapping paper is in this embodiment at least 10% and at most 30% of the weight of the wrapping paper.
  • the wrapping paper according to the invention can advantageously be used in aerosol-generating articles, which is why the use of the wrapping paper according to the invention in aerosol-generating articles is also an object of the invention.
  • the wrapping paper according to the invention can be produced by the following process according to the invention, comprising steps A to G.
  • step G rolling up the wrapping paper, wherein between steps F and G at least one one or more polyphosphates containing de composition is applied to the fiber web and the fiber web is dried to form the wrapping paper, and wherein the wrapping paper from step G pulp fibers and one or comprises several poly phosphates and the pulp fibers make up at least 55% and at most 95% of the mass of the wrapping paper and the polyphosphates together make up at least 5% and at most 30% of the mass of the wrapping paper.
  • the step of applying the composition containing the polyphosphates to the fibrous web is carried out by one or a combination of two or more of the following steps:
  • F.2 one-sided application of a polyphosphate-containing composition to the fiber web in a film press or in a coating unit of a paper machine
  • F.3 one-sided application of a polyphosphate-containing composition to the fiber web by printing, in particular by gravure printing or spraying.
  • step Fi is carried out in a size press and the fiber web is so impregnated with a composition containing polyphosphates.
  • This variant has the advantage that it is easy to carry out. It generally leads to a largely homogeneous distribution of the polyphosphates over the thickness of the wrapping paper, so that comparatively more polyphosphates are required to achieve the desired effect.
  • the polyphosphate-containing composition is applied to one side of the fiber web in a film press or in a coating unit. This results in an uneven distribution of the polyphosphates over the thickness of the wrapping paper and the high fire-retardant effect can be achieved by a lower proportion of polyphosphates in the wrapping paper.
  • step F.3 the polyphosphate-containing composition is applied to one side of the fiber web by printing or spraying, the composition being printed in particularly preferred embodiments by a gravure printing unit onto one side of the fiber web.
  • the fiber web is preferably net getrock before step F.3, rolled up and unrolled again. In the rolled-up state, the fiber web can then be transported to a further device on which the composition is applied by printing or spraying. While steps F.i and F.2 are usually carried out on the same paper machine on which the wrapping paper is produced, the order according to step F.3 typically takes place in a separate device.
  • steps Fi and F.3 are combined so that first in a step Fi the fiber web is impregnated with a polyphosphate-containing composition in a size press and in step F.3 another composition containing polyphosphates is soaked in a gravure printing unit is printed on one side of the fibrous web.
  • the polyphosphates are both distributed in the wrapping paper and also present in a higher concentration on one side of the wrapping paper, whereby the fire-retardant effect can be significantly increased again.
  • steps F.i and F.2 are combined, step F.i being carried out in a size press and step F.2 being carried out in a coating unit.
  • the wrapping paper can be produced particularly efficiently because, for example, all application devices can be integrated into a paper machine.
  • the polyphosphate-containing composition is preferably applied to at least 70% of the area of the wrapping paper, particularly preferably to at least 95% of the area of the wrapping paper .
  • the composition which is used in steps Fi, F.2 or F.3 contains poly phosphates and a solvent, the solvent being preferably water.
  • the amount of polyphosphates in the composition can vary and depends on the type of application process, the application amount and the desired amount of polyphosphates in the wrapping paper. The person skilled in the art is able to determine a suitable composition from these points of view and to design the application process accordingly.
  • the composition can additionally contain carboxymethyl cellulose which, as a binder, fixes the polyphosphates in the fiber web and also increases the strength of the wrapping paper.
  • the composition contains at least 0.1% and at most 15% carboxymethyl cellulose, based on the mass of the composition.
  • steps Fi or F.2 are carried out, the fiber web is then dried, rolled up and unrolled again, and then step F.3 is carried out, the fiber web in the dried, rolled-up state before step F.3
  • Polyphosphates preferably in an amount of at least 4% and at most 20% of the mass of the fiber web in this dried, rolled-up state. If steps F.i, F.2 and / or F.3 are combined in any form, the polyphosphate-containing compositions which are used in steps F.i, F.2 and / or F.3 can be identical or different.
  • the cellulose fibers make up at least 55% and at most 95% of the mass of the wrapping paper.
  • the proportion of cellulose fibers can preferably be at least 70% and at most 90% and very particularly preferably at least 75% and at most 90%, in each case based on the mass of the wrapping paper according to step G.
  • the pulp fibers in step A are preferably obtained from one or more plants selected from the group consisting of conifers, deciduous trees, annual plants, spruce, pine, fir, beech, birch, eucalyptus, flax, hemp, jute, bamboo, Ra mie, abaca, sisal, kenaf and cotton.
  • the cellulose fibers can also be wholly or partly fibers made from regenerated cellulose, such as Tencel TM fibers, Lyocell TM fibers, viscose fibers or Modal TM fibers.
  • the pulp fibers in step A are preferably made up of at least 25% and at most 100%, based on the mass of the pulp fibers, from pulp fibers from coniferous trees are formed because these pulp fibers give the wrapping paper in step G a high strength.
  • the wrapping paper according to step G contains one or more polyphosphates, the polyphosphates together making up at least 5% and at most 30% of the mass of the wrapping paper.
  • the proportion of polyphosphates in the wrapping paper is preferably at least 8% and at most 27% of the weight of the wrapping paper and very particularly preferably at least 9% and at most 25% of the weight of the wrapping paper.
  • Polyphosphates in the context of the method according to the invention are compounds with the empirical formula M n + 2 Pn0 3n + i or M n [H 2 Pn0 3n + i ], where n is at least 2 and at most 100 and M is a monovalent metal or ammonium Is (NH 4 + ).
  • This definition therefore also includes compounds called oligophosphates which have the empirical formula M n + 2 Pn0 3n + i or M n [H 2 Pn0 3n + i ] and in which the value of n is usually at least 2 and at most 10.
  • This definition also includes mixtures of polyphosphates with different values of n within the inventive or preferred intervals or with different monovalent metals M or ammonium or mixtures of linear and cyclic polyphosphates. It is to be expected and also according to the invention that in the case of polyphosphates with higher values of n, for example higher than 10, a mixture with different values of n is present. In this sense, mixtures of polyphosphates with different values of n fall under the definition, provided that a mean value of n is in an inventive or preferred interval, where n is not necessarily an integer.
  • M is a monovalent metal selected from the group consisting of Lithium, sodium and potassium, or ammonium and particularly preferably the monovalent metal is sodium.
  • the polyphosphates very particularly preferably have a value n of at least 15 and at most 30 and the monovalent metal M is sodium.
  • the polyphosphate is a sodium hexametaphosphate.
  • the wrapping paper after step G is a wrapping paper according to one of the embodiments described above.
  • a base paper for the wrapping paper according to the invention was produced on a Fourdrinier paper machine.
  • cellulose fibers were suspended in water (step A) and ground in a grinding unit (step B).
  • the suspension was then applied to a surrounding sieve (step C) and dewatered there in order to form a fiber web (step D).
  • the fiber web was pressed (step E) in order to dewater it further and dried by contact with heated drying cylinders (step F).
  • the basis weight of the base paper was about 30 g / m 2 ; apart from the processing aids and additives customary in paper production, it contained only cellulose fibers and no fillers.
  • a total of six enveloping papers according to the invention were produced from the base paper through further steps. Some of these steps were also carried out during the manufacture of the base paper in the paper machine.
  • the fiber web was soaked on both sides over the entire surface with a composition comprising water and polyphosphate, where n was between 23 and 30 and the monovalent metal M was sodium (step Fi) and the fiber web was then dried by contact with heated drying cylinders. Finally, the fiber web was rolled up (step G). The concentration of the polyphosphates in the composition was varied so that various wrapping papers according to the invention were obtained.
  • a composition comprising water, sodium polyphosphates and carboxymethyl cellulose was applied to the previously impregnated wrapping paper essentially over the entire surface of one side by means of a gravure printing process (step F.3).
  • the paper was held at an angle in a flame so that both sides of the paper were enclosed by the flame. With all wrapping papers it was shown that the paper charred, but no combustion and no self-sustaining smoldering process starts.
  • Aerosol-generating articles could be produced from the wrapping papers Pi to P6 without any problems, so that these wrapping papers are suitable for use in aerosol-generating articles. An influence on the taste of the aerosol-generating article could not be determined.
  • Another wrapping paper according to the invention was produced using a base paper with 20 g / m 2 of cellulose fibers and without fillers, which was soaked on both sides in the size press (step Fi) over the entire surface with a composition comprising water and poly phosphates, so that it then contains 8% polyphosphates based on the mass of the wrapping paper.
  • the wrapping paper was connected to another paper layer by lamination.
  • the other paper layer had a basis weight of 24 g / m 2 , a filler component of 28% based on the weight of the paper layer and an air permeability of 75 cm 3 / (cm 2 -min-kPa).
  • a good fire-retardant effect could also be determined for this wrapping paper.
  • An aerosol-generating article was produced and after use it could be clearly seen that the discoloration of the wrapping paper was much less noticeable due to the additional, outer layer of paper.
  • Another wrapping paper according to the invention was produced using a base paper with 30 g / m 2 , the base paper containing cellulose fibers and bentonite as a filler in an amount of about 34%, based on the mass of the base paper.
  • This base paper was completely soaked on both sides in the size press (step Fi) with a composition comprising water and polyphosphates, so that it contained about 5% polyphosphates.
  • a good fire-retardant effect could be determined.
  • the inventors assume that the high water content of the bentonite contributes to the fire-retardant effect.
  • the wrapping papers according to the invention are thus very well suited for use in aerosol generating articles and, with good biodegradability, have a fire-retardant effect with a better combination of properties than comparable wrapping papers from the prior art.

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Abstract

Gezeigt wird ein Umhüllungspapier, das für die Anwendung auf aerosolerzeugenden Artikeln geeignet ist und das Zellstofffasern und ein oder mehrere Polyphosphate umfasst, wobei die Zellstofffasern mindestens 55% und höchstens 95% der Masse des Umhüllungspapiers ausmachen und die Polyphosphate zusammen in einer Konzentration von mindestens 5% und höchstens 30% bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers enthalten sind. Dabei sind die Polyphosphate Verbindungen mit der Summenformel Mn+2PnO3n+1 oder Mn[H2PnO3n+1] sind, wobei n mindestens 2 und höchstens 100 beträgt und M ein einwertiges Metall oder Ammonium (NH4+) ist.

Description

UMHULLUNGSPAPIER MIT VERBESSERTER BRANDHEMMUNG
GEBIET DER ERFINDUNG Die Erfindung betrifft ein Umhüllungspapier für einen aerosolerzeugenden Artikel, das ver gleichsweise hitzebeständig ist und daher nach dem Gebrauch des Artikels noch ausreichen de mechanische Festigkeit besitzt, um eine problemlose Handhabung des Artikels sicherzu stellen und zusätzlich brandhemmend wirkt, sodass der daraus gefertigte aerosolerzeugende Artikel nicht wie ein Rauchartikel geraucht werden kann. Das erfindungsgemäße Umhül- lungspapier weist gegenüber bekannten hitzebeständigen Umhüllungspapieren eine verbes serte Brandhemmung auf. Dies wird durch einen hohen Gehalt an bestimmten Polyphospha ten im Umhüllungspapier erreicht.
HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik sind aerosolerzeugende Artikel bekannt, die ein aerosolerzeugendes Material umfassen, sowie ein Papier, das das aerosolerzeugende Material umhüllt, und so einen typischerweise zylindrischen Stab bildet. Dabei ist das aerosolerzeugende Material ein Material, das bei Wärmeeinwirkung ein Aerosol freisetzt, wobei das aerosolerzeugende Mate- rial nur aufgeheizt, aber nicht verbrannt wird. In vielen Fällen umfasst der aerosolerzeugende Artikel auch einen Filter, der Bestandteile des Aerosols filtern kann und der von einem Fil terumhüllungspapier umhüllt ist, sowie von einem weiteren Umhüllungspapier, das den Fil ter und den umhüllten Stab mit aerosolerzeugendem Material miteinander verbindet. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch eines aerosolerzeugenden Artikels ist es üblich, dass das aerosolerzeugende Material aufgeheizt, aber nicht verbrannt wird. Dieses Aufheizen kann beispielsweise durch ein externes Gerät geschehen, in das der aerosolerzeugende Artikel ge steckt wird, oder durch eine an einem Ende des aerosolerzeugenden Artikels angebrachte Wärmequelle, die zum Gebrauch des Artikels beispielsweise durch Anzünden in Betrieb ge- nommen wird. Durch das Aufheizen des aerosolerzeugenden Materials wird auch das Umhül lungspapier erhitzt und thermisch abgebaut. Dabei kann es Vorkommen, dass das Umhül lungspapier so viel Festigkeit verliert, dass es beim Entfernen des aerosolerzeugenden Arti kels aus dem Heizgerät zerreißt. Das erfordert einen erhöhten Reinigungsaufwand durch den Konsumenten und ist daher nicht erwünscht. Auch bei aerosolerzeugenden Artikeln mit inte- grierter Wärmequelle kann das Umhüllungspapier beim Erhitzen seine Festigkeit verlieren, so dass die Wärmequelle abfällt und ein Brandrisiko darstellt. Zudem möchte man verhindern, dass der Konsument aerosolerzeugende Artikel versehent lich in derselben Art und Weise verwendet wie eine Zigarette und versucht, ein Ende des ae rosolerzeugenden Artikels anzuzünden, so dass eine Verbrennung oder ein Glimmprozess des aerosolerzeugenden Materials in Gang kommt. Dazu ist es erforderlich, dass das Umhül lungsmaterial des aerosolerzeugenden Artikels brandhemmende Eigenschaften hat.
Versuche Umhüllungspapiere für solche aerosolerzeugenden Artikel hitzebeständig oder brandhemmend zu machen waren nur teilweise erfolgreich.
In WO 2015/082648 ist beispielsweise ein Umhüllungspapier beschrieben, das aus ver gleichsweise wenig Zellstofffasern besteht und mit einer Zusammensetzung aus Kalk und einem Bindemittel beschichtet wird, sodass mindestens 50% des Umhüllungspapiers durch Kalk gebildet werden. Der Nachteil dieses Umhüllungsmaterials besteht darin, dass es durch die dicke Beschichtung vergleichsweise spröde ist und bei der Verarbeitung des Umhüllungs papiers zu einem aerosolerzeugenden Artikel viel Staub erzeugt. Zudem ist wegen des gerin gen Anteils an Zellstofffasern die Festigkeit nicht besonders hoch.
In WO 2011/117750 ist ein Umhüllungsmaterial beschrieben, das aus einem Laminat aus einer Aluminiumfolie und einem Papier besteht. Die Aluminiumfolie ist dem aerosolerzeu genden Material zugewandt und schützt das Papier teilweise vor der Wärmeeinwirkung. Die Nachteile dieses Umhüllungsmaterials sind der aufwändige Herstellungsprozess und die mangelnde biologische Abbaubarkeit, weil erfahrungsgemäß viele aerosolerzeugende Artikel nach dem Gebrauch einfach in der Umwelt entsorgt werden.
Es besteht also ein Interesse daran, ein Umhüllungspapier zur Verfügung zu haben, das nach dem Erhitzen noch ausreichend Festigkeit besitzt, biologisch abbaubar ist und besonders effizient brandhemmend wirkt. Zudem sind bei der Gestaltung von Umhüllungspapieren für aerosolerzeugende Artikel noch unter anderem gesetzliche Bestimmungen, die Toxikologie und die Einflüsse des Umhüllungspapiers auf den Geschmack des aerosolerzeugenden Arti kels zu berücksichtigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen aerosolerzeugenden Artikel ein Umhül lungspapier zur Verfügung zu stellen, das weitgehend hitzebeständig und stark brandhem mend ist und günstige Eigenschaften bezüglich Festigkeit, Verarbeitbarkeit, biologischer Ab baubarkeit und Geschmackseinfluss hat. Aerosolerzeugende Artikel im Sinne dieser Erfindung sind stabförmige Artikel, die ein aero solerzeugendes Material und ein Umhüllungspapier umfassen, das das aerosolerzeugende Material umhüllt, wobei beim bestimmungsgemäßen Gebrauch das aerosolerzeugende Mate rial nur aufgeheizt und nicht verbrannt wird. Eine Aufheizung ohne Verbrennung liegt für typische aerosolerzeugende Materialien, beispielsweise ein Tabakmaterial, jedenfalls dann vor, wenn das aerosolerzeugende Material auf eine Temperatur von höchstens 400°C aufge heizt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Umhüllungspapier für einen aerosolerzeugenden Artikel nach Anspruch l, einen aerosolerzeugenden Artikel umfassend dieses Umhüllungspapier nach Anspruch 30, die Verwendung eines solchen Umhüllungspapiers für aerosolerzeugende Arti kel nach Anspruch 34 und ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Umhül lungspapiers nach Anspruch 35 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfinder haben gefunden, dass sich diese Aufgabe durch ein Umhüllungspapier lösen lässt, das für die Anwendung auf aerosolerzeugenden Artikeln geeignet ist und das Zellstoff fasern und ein oder mehrere Polyphosphate umfasst, wobei die Zellstofffasern mindestens 55% und höchstens 95% der Masse des Umhüllungspapiers ausmachen und die Polyphos phate zusammen in einer Konzentration von mindestens 5% und höchstens 30% bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers enthalten sind.
Nach den Erkenntnissen der Erfinder ist der hohe Anteil an Zellstofffasern notwendig, um eine hohe Festigkeit des Umhüllungspapiers zu erreichen. Additive, wie eben die erfindungs gemäßen Polyphosphate, können die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Zellstofffasern behindern und so die Festigkeit des Umhüllungspapiers reduzieren. Zur Erzielung einer günstigen brandhemmenden Wirkung ist aber fallweise eine hohe Konzentra tion der Polyphosphate notwendig, sodass auch der Anteil an Zellstofffasern im Umhüllungs papier hoch sein muss. Daher können im Umhüllungsmaterial nur wenige weitere Kompo nenten enthalten sein, insbesondere sind Komponenten unerwünscht, die die Festigkeit noch weiter reduzieren.
Erst die Kombination aus dem hohen Gehalt an Zellstoffasern und der geeignet gewählten Konzentration der Polyphosphate erlaubt es, ein Umhüllungspapier herzustellen, das dank seiner anfänglich hohen Festigkeit auch nach dem Erhitzen eine so hohe Zugfestigkeit auf weist, dass ein daraus gefertigter aerosolerzeugender Artikel problemlos aus dem Heizgerät entfernt werden kann bzw. keine Gefahr besteht, dass eine in den aerosolerzeugenden Artikel integrierte Wärmequelle abfallen könnte. Der brandhemmende Effekt ist überdies so gut, dass der aerosolerzeugende Artikel nicht wie eine Zigarette geraucht werden kann.
Die Bestandteile des Umhüllungspapiers erlauben zusätzlich eine ausgezeichnete biologische Abbaubarkeit und eine sehr gute Verarbeitbarkeit bei der Herstellung des aerosolerzeugen den Artikels.
Das Umhüllungspapier benötigt für seine Festigkeit Zellstofffasern, wobei die Zellstofffasern mindestens 55% und höchstens 95% der Masse des Umhüllungspapiers ausmachen. Zur Er zielung eines noch günstigeren Verhältnisses zwischen Zellstofffasern und Polyphosphaten kann der Anteil an Zellstofffasern bevorzugt mindestens 70% und höchstens 90% und ganz besonders bevorzugt mindestens 75% und höchstens 90% betragen, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
Die Zellstofffasern sind bevorzugt aus einer oder mehreren Pflanzen gewonnen, die ausge wählt sind aus der Gruppe bestehend aus Nadelbäumen, Laubbäumen, Einjahrespflanzen, Fichte, Föhre, Tanne, Buche, Birke, Eukalyptus, Flachs, Hanf, Jute, Ramie, Bambus, Abaca, Sisal, Kenaf und Baumwolle. Bei den Zellstofffasern kann es sich ganz oder teilweise auch um Fasern aus regenerierter Cellulose, wie Tencel™ Fasern, Lyocell™ Fasern, Viskosefasern 0- der Modal™ Fasern handeln.
Bevorzugt sind die Zellstofffasern zu einem Anteil von mindestens 25% und höchstens 100% bezogen auf die Masse der Zellstofffasern aus Zellstofffasern aus Nadelbäumen gebildet, weil diese Zehstofffasern dem Umhüllungspapier eine hohe Festigkeit verleihen.
Das Umhüllungspapier enthält ein oder mehrere Polyphosphate, wobei die Polyphosphate zusammen mindestens 5% und höchstens 30% der Masse des Umhüllungspapiers ausma chen. Nach den Erkenntnissen der Erfinder schützen die Polyphosphate in der Papierstruk tur innenhegende Zellstofffasern vor zu starker Oxidation. Außerdem sind nach den Er kenntnissen der Erfinder Polyphosphate stark hygroskopisch und erlauben daher eine Einla gerung von Wasser im Papier. Beim Erhitzen des Papiers wird zunächst den Polyphosphaten das Wasser entzogen und so die Temperatur der Zellstofffasern begrenzt. Da beim üblichen Gebrauch aersolerzeugender Artikel die Wärmeeinwirkung zeitlich begrenzt ist und einige Minuten nicht überschreitet und sie insbesondere beim Versuch, den aerosolerzeugenden Artikel anzuzünden, nur einige Sekunden dauert, leistet das von den Polyphosphaten einge lagerte Wasser einen wichtigen Beitrag, um die brandhemmende Wirkung zu verstärken. Daraus ergibt sich ein Vorteil gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Umhüllungs papieren. Bei steigender Konzentration der Polyphosphate verstärkt sich der brandhemmende Effekt, aber die Festigkeit des Umhüllungspapiers nimmt vor allem nach dem Erhitzen ab. Bevor zugt beträgt der Anteil der Polyphosphate im Umhüllungspapier daher zusammen mindes tens 8% und höchstens 27% der Masse des Umhüllungspapiers und ganz besonders bevor zugt mindestens 9% und höchstens 25% der Masse des Umhüllungspapiers.
Polyphosphate im Sinne dieser Erfindung sind Verbindungen mit der Summenformel Mn+2P n03n+i oder Mn[H2Pn03n+i], wobei gilt, dass n mindestens 2 und höchstens 100 beträgt und M ein einwertiges Metall oder Ammonium (NH4 +) ist.
In dieser Definition sind daher auch als Oligophosphate bezeichnete Verbindungen umfasst, die die Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i] haben und bei denen der Wert von n üblicherweise mindestens 2 und höchstens 10 beträgt. Des Weiteren sind von dieser Definiti on auch Gemische aus Polyphosphaten mit unterschiedlichen Werten von n innerhalb der erfindungsgemäßen oder bevorzugten Intervalle oder mit unterschiedlichen einwertigen Me tallen M bzw. Ammonium oder Gemische aus linearen und cyclischen Polyphosphaten um fasst. Es ist zu erwarten und auch erfindungsgemäß, dass bei Polyphosphaten mit höheren Werten von n, beispielweise höher als 10, ein Gemisch mit unterschiedlichen Werten von n vorliegt. In diesem Sinn fallen Gemische aus Polyphosphaten mit unterschiedlichen Werten von n unter die Definition, sofern ein mittlerer Wert von n in einem erfindungsgemäßen oder bevorzugten Intervall liegt, wobei n nicht notwendigerweise ganzzahlig ist.
Bevorzugt sind Polyphosphate mit einem Wert von n von mindestens 3 und höchstens 80 und besonders bevorzugt mit einem Wert von n von mindestens 10 und höchstens 35. Bevorzugt, und unabhängig von der Wahl von n, ist M ein einwertiges Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium und Kalium, oder Ammonium und besonders bevorzugt ist das einwertige Metall Natrium.
Ganz besonders bevorzugt weisen die Polyphosphate einen Wert n von mindestens 15 und höchstens 30 auf und das einwertige Metall M ist Natrium. Insbesondere umfassen die Poly phosphate Natriumhexametaphosphat.
Nach den Erkenntnissen der Erfinder ist es von Bedeutung, wie die Polyphosphate über die Dicke des Umhüllungspapiers verteilt sind. Generell kann eine gute brandhemmende Wir kung bereits erreicht werden, wenn die Polyphosphate im Wesentlichen homogen im Umhül lungspapier verteilt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Umhüllungspapier aber so gestaltet, dass die dem aerosolerzeugenden Material zugewandte oder abgewandte Seite des Umhüllungspapiers einen höheren Anteil an Polyphosphaten enthält als die andere Seite des Umhüllungspapiers. Bevorzugt ist der Gehalt an Polyphosphaten auf jener Seite des Umhüllungspapiers höher von der aus der daraus gefertigte aerosolerzeugende Artikel be heizt wird, weil diese Seite einer höheren thermischen Belastung ausgesetzt ist. Ein höherer Gehalt an Polyphosphaten auf dieser Seite des Umhüllungspapiers kann daher besonders gut zur brandhemmenden Wirkung beitragen. Dadurch kann ohne Einbußen bei der brandhem- menden Wirkung der Anteil an Polyphosphaten im Umhüllungspapier gesenkt und so bei gleichem Flächengewicht der Anteil an Zellstofffasern im Umhüllungspapier erhöht werden, womit insgesamt die Festigkeit des Umhüllungspapiers erhöht wird. Alternativ kann bei die ser bevorzugten Verteilung der Polyphosphate im Umhüllungspapier auch das Flächenge wicht ohne Einbußen bei der brandhemmenden Wirkung gesenkt werden, was den Material- bedarf reduziert.
Die Verteilung der Polyphosphate im Umhüllungspapier kann durch den Herstellungspro zess beeinflusst werden, wie weiter unten erläutert wird. Bevorzugt sind die Polyphosphate auf mindestens 70% der Fläche des Umhüllungspapiers im
Wesentlichen gleichmäßig verteilt, besonders bevorzugt auf mindestens 95% der Fläche, wo bei Schwankungen im Anteil der Polyphosphate innerhalb dieser Flächen nur durch die Her stellung bedingt aber nicht beabsichtigt sind. In diesem Zusammenhang bezieht sich diese gleichmäßige Verteilung auf die Verteilung in Bezug auf die Fläche, nicht aber die Verteilung in Dickenrichtung.
Aus verschiedenen Gründen ist es bevorzugt, wenn das Umhüllungspapier mit einer weiteren Lage eines Materials, insbesondere einer Papierlage verbunden ist. Diese Verbindung ist be vorzugt als Klebverbindung ausgeführt, es ist aber jede Art der Verbindung möglich, insbe- sondere kann es genügen, das Umhüllungspapier und die weitere Lage aufeinanderzulegen und gemeinsam aufzurollen, sodass bei der Herstellung eines aerosolerzeugenden Artikels das Umhüllungspapier und die weitere Lage aufeinander zu liegen kommen und das aeroso lerzeugende Material gemeinsam umhüllen. Die zusätzliche Lage kann auf jeder der beiden Seiten des Umhüllungspapiers angebracht sein, so dass sie auf dem daraus hergestellten ae- rosolerzeugenden Artikel, je nach beabsichtigtem Effekt, dem aerosolerzeugenden Material zugewandt oder abgewandt ist.
Im Fall, dass das Umhüllungspapier mit einer oder mehreren Papierlagen oder auch Lagen aus anderen Materialien wie Aluminiumfolie, Kunststofffolie, Folie aus regenerierter Cellulo- se, wie Cellulosehydrat (Cellophan®), verbunden ist, gelten die obigen Anforderungen be züglich des Anteils an Zellstofffasern und Polyphosphaten und alle weiter unten genannten Eigenschaften nur für das eigentliche Umhüllungspapier und, sofern es nicht explizit er wähnt ist, nicht für die damit verbundenen weiteren Lagen. Ein Grund für die Verbindung des Umhüllungsmaterials mit einer weiteren Lage kann bei spielsweise darin bestehen, dass Polyphosphate das Umhüllungspapier bei thermischer Be lastung dunkel verfärben. Dieser Nachteil kann überwunden werden, indem das erfmdungs- gemäße Umhüllungspapier mit einer weiteren Lage eines Materials verbunden wird, sodass das erfindungsgemäße Umhüllungspapier dem aerosolerzeugenden Material zugewandt ist und die weitere Lage auf der dem aerosolerzeugenden Material abgewandten Seite ange bracht ist. Bei thermischer Belastung überdeckt diese weitere Lage das Umhüllungspapier, so dass die von außen sichtbare Farbe nicht oder nur unwesentlich verändert wird
In dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Umhüllungspapier daher mit einer zusätzlichen Papierlage verbunden, wobei die zusätzliche Papierlage Zellstofffasern und wei ße Füllstoffpartikel umfasst und die weißen Füllstoffpartikel mindestens 15% und höchstens 45% der Masse der Papierlage ausmachen. Besonders bevorzugt sind die weißen Füllstoffpar- tikel Kalkpartikel. Die weißen Füllstoffpartikel sorgen für eine weiße Farbe der Papierlage und eine hohe Opazität, sodass die Verfärbung des darunterhegenden eründungsgemäßen Umhüllungspapiers nicht oder nur wenig sichtbar wird.
Ein weiterer Grund, das Umhüllungspapier mit einer zusätzlichen Lage eines Materials zu verbinden, besteht beispielsweise darin, einer Fleckenbildung am Umhüllungspapier vorzu beugen. Das aerosolerzeugende Material kann Öle, beispielsweise Aromastoffe, enthalten, die bei Lagerung oder beim Erhitzen in das Umhüllungspapier eindringen und Flecken verursa chen können. Dieses Problem kann überwunden werden, indem das Umhüllungsmaterial mit einer zusätzlichen Lage eines Materials verbunden ist.
In dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Umhüllungspapier daher mit einer zusätzlichen Papierlage verbunden, wobei die zusätzliche Papierlage eine Luftdurchlässigkeit, gemessen nach ISO 2965:2019, von mindestens 5 cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 30000 cm3/(cm2· min-kPa) aufweist und das Flächengewicht der zusätzlichen Papierlage mindes- tens 10 g/m2 und höchstens 30 g/m2 beträgt. Die Luftdurchlässigkeit der zusätzlichen Pa pierlage ist Folge einer porösen Struktur, die den Transfer von Ölen oder anderen Stoffen durch die Papierlage erschwert.
Ein weiterer Grund, das Umhüllungspapier mit einer zusätzlichen Lage eines Materials zu verbinden, kann beispielsweise darin bestehen, die Steifigkeit des Umhüllungspapiers zu erhöhen. Im Inneren des aerosolerzeugenden Artikels befinden sich oft Hohlräume, sodass der Konsument bei der Handhabung des aerosolerzeugenden Artikels den aerosolerzeugen den Artikel versehentlich zusammendrücken kann und ihn dabei so verformt, dass er bei- spielsweise nicht mehr in das Heizgerät gesteckt werden kann. Ein Umhüllungspapier, das mit einer weiteren Lage mit einer hohen Steifigkeit verbunden ist, kann dem Vorbeugen.
In dieser besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Umhüllungspapier daher mit einer zusätzlichen Papierlage verbunden, wobei die zusätzliche Papierlage ein hohes Flächenge wicht aufweist, das mindestens 30 g/ m2 und höchstens 100 g/ m2 beträgt, weil damit auch eine hohe Biegesteifigkeit verbunden ist.
Während für die aus den oben genannten oder auch anderen Gründen zusätzlich vorgesehe ne Lage auf dem Umhüllungspapier grundsätzlich Papierlagen wegen ihrer guten biologi schen Abbaubarkeit bevorzugt sind, kann die zusätzliche Lage weniger bevorzugt auch durch Aluminiumfolie, Kunststofffolie oder Folie aus regenerierter Cellulose, wie Cellulosehydrat (Cellophan®), gebildet sein.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier oder die zusätzliche Papierlage, mit der es aus den oben genannten oder auch anderen Gründen verbunden ist, kann weitere Komponenten ent halten. Dazu gehören beispielsweise Füllstoffe, Leimungsmittel, Nassfestmittel, Additive, Prozesshilfsmittel, Feuchthaltemittel und Aromastoffe. Diese Komponenten kann der Fach mann nach seiner Erfahrung wählen. Insbesondere Nassfestmittel können für die Anwen dung auf aerosolerzeugenden Artikeln hilfreich sein, weil das beim Gebrauch des aerosoler zeugenden Artikels gebildete Aerosol einen hohen Feuchtegehalt hat. Das Umhüllungspapier kann das Wasser aus dem Aerosol teilweise aufnehmen, wodurch sich seine Festigkeit redu ziert. Dem kann durch den Einsatz von Nassfestmitteln teilweise vorgebeugt werden.
Die Füllstoffe im erfindungsgemäßen Umhüllungspapier können dazu beitragen, dass sich das Umhüllungspapier weniger verfärbt. Die Füllstoffe reduzieren aber auch die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers, sodass deren Anteil nicht zu hoch sein soll. Bevorzugt beträgt der Anteil an Füllstoffen im Umhüllungspapier daher mindestens 0% und höchstens 45%, be sonders bevorzugt mindestens 0% und höchstens 35% und ganz besonders bevorzugt min destens 0% und höchstens 25%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
Der Füllstoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Mag nesiumcarbonat, Titandioxid, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Talkum und Mischungen daraus. Ein besonders bevorzugter Füllstoff ist Bentonit, weil er, wie auch die Polyphosphate, große Mengen Wasser aufnehmen kann und damit zu sätzlich zur Brandhemmung beiträgt. Bei Verwendung von Bentonit kann der Anteil an Poly phosphaten im Umhüllungspapier im unteren Bereich der erfindungsgemäßen oder bevor zugten Intervalle liegen, ohne dass die brandhemmende Wirkung beeinträchtigt wird. Nach den Erkenntnissen der Erfinder ist es sogar möglich, alleine durch Bentonit eine aus reichende Brandhemmung zu erreichen, sodass auf Polyphosphate ganz verzichtet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Umhüllungspapier mit einer Substanz ausge wählt aus der Gruppe bestehend aus Stärken, wie Maisstärke, Kartoffelstärke oder Tapioka- stärke; Stärkederivaten, wie Carboxymethylstärke oder oxidierte Stärke; Cellulosederivaten, wie Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, sowie deren Salze; Po lysacchariden, wie Alginaten; Polyvinylalkohol; Polyvinylacetat; Ethylen-Vinyl-Acetat; Gela tine; Gummis wie Gummi Arabicum, Guargummi, Johannisbrotkernmehl oder Tragant gummi; oder Mischungen daraus beschichtet oder imprägniert. Der Anteil dieser Substanzen zusammengenommen beträgt in dieser bevorzugten Ausführungsform mindestens 0,1% und höchstens 20% der Masse des Umhüllungspapiers. Diese bevorzugte Ausführungsform bietet als zusätzlichen Vorteil einen Widerstand gegen das Durchdringen von Ölen. Das aerosoler zeugende Material kann Öle, beispielsweise Aromastoffe, enthalten, die bei Lagerung oder Gebrauch des aerosolerzeugenden Artikels das Umhüllungspapier durchdringen und zu Fle cken führen. Der Widerstand gegen das Durchdringen von Ölen kann gemäß TAPPI T559 cm-12 bestimmt werden und wird als KIT Level angeben. In dieser bevorzugten Ausfüh- rungsform beträgt der KIT Level mindestens 3 und höchstens 8.
Bei Verwendung einer Stärke oder eines Stärkederivats kann es je nach Art des Auftragsver fahrens empfehlenswert sein, die aufzutragende Zusammensetzung nicht in einem gemein samen Prozessschritt mit den Polyphosphaten in das Papier einzubringen oder aufzutragen, weil die Polyphosphate eine Verklumpung der Stärke oder des Stärkederivats in der aufzu- tragenden Zusammensetzung bewirken können.
Das Flächengewicht des Umhüllungspapiers kann variieren, wobei ein höheres Flächenge wicht generell auch eine höhere Zugfestigkeit bedeutet. Mit höherem Flächengewicht wird das Umhüllungspapier aber auch steifer und schwieriger zu verarbeiten und es steigt der Ma- terialbedarf. Bevorzugt beträgt das Flächengewicht des erfindungsgemäßen Umhüllungspa piers daher mindestens 15 g/m2 und höchstens 120 g/m2, besonders bevorzugt mindestens 20 g/m2 und höchstens 80 g/m2. Das Flächengewicht des Umhüllungspapiers kann nach ISO 536:2019 bestimmt werden. Die Dicke des Umhüllungspapiers beeinflusst vor allem die Biegesteifigkeit und den Wär metransport innerhalb des Umhüllungspapiers. Eine hohe Biegesteifigkeit ist günstig, weil sich dann der aus dem Umhüllungspapier gefertigte aerosolerzeugende Artikel weniger ver formt, andererseits kann eine hohe Biegesteifigkeit wegen der Rückstellkräfte Probleme ma- chen, wenn das aerosolerzeugende Material mit dem Umhüllungspapier umhüllt werden soll. Eine hohe Dicke verlangsamt den Wärmetransport durch das Umhüllungspapier und ist für manche aerosolerzeugenden Artikel auch aus diesem Grund günstig. Bevorzugt beträgt die Dicke des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers mindestens 25 pm und höchstens 150 pm und besonders bevorzugt mindestens 40 pm und höchstens 100 pm. Die Dicke kann nach ISO 534:2011 an einer einzelnen Lage bestimmt werden.
Die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers, gemessen in Längsrichtung, beträgt bevorzugt mindestens 10 N/15 mm und höchstens 100 N/15 mm, besonders bevorzugt mindestens 20 N/15 mm und höchstens 80 N/15 mm· Eine hohe Zugfestigkeit kann durch einen hohen An teil an Zellstofffasern erreicht werden. Das bedeutet aber auch einen höheren Materialauf wand, weshalb es nicht sinnvoll ist, eine besonders hohe Zugfestigkeit erreichen zu wollen. Die bevorzugten Intervalle erlauben eine besonders günstige Kombination aus problemloser Verarbeitbarkeit und Materialaufwand. Die Zugfestigkeit kann nach ISO 1924-2:2008 be stimmt werden.
Das aerosolerzeugende Material enthält oft Feuchthaltemittel, sodass beim Erhitzen das ent stehende Aerosol eine vergleichsweise hohe Feuchte aufweist. Diese Feuchtigkeit kann die Festigkeit des Umhüllungspapiers reduzieren, weshalb es günstig ist, wenn das Umhüllungs papier auch eine entsprechende Festigkeit im feuchten Zustand aufweist. Die Nassbruchkraft in Längsrichtung beträgt daher bevorzugt mindestens 1 N/15 mm und höchstens 10 N/15 mm und besonderes bevorzugt mindestens 2 N/15 mm und höchstens 8 N/15 nun. Die Nass bruchkraft in Längsrichtung kann nach ISO 12625-5:2016 bestimmt werden.
Die Luftdurchlässigkeit des Umhüllungspapiers kann niedrig sein. Eine niedrige Luftdurch- lässigkeit wird oft dadurch erreicht, dass die Zellstofffasern intensiver gemahlen werden. Dies trägt auch zu einer Steigerung der Festigkeit bei, sodass bevorzugt die Luftdurchlässig keit mindestens o cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 80 cm3/(cm2-min-kPa) und besonde res bevorzugt mindestens o cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 30 cm3/(cm2-min-kPa) be trägt. Die Luftdurchlässigkeit kann nach ISO 2965:2019 gemessen werden.
Sofern das erfindungsgemäße Umhüllungspapier von außen auf dem aerosolerzeugenden Artikel sichtbar ist, können die optischen Eigenschaften von Bedeutung sein. Generell sind eine hohe Opazität und eine hohe Weiße wünschenswert. Beide Eigenschaften können durch die Art und Menge des Füllstoffs im Umhüllungspapier wesentlich beeinflusst werden. Be vorzugt beträgt die Opazität mindestens 40% und höchstens 90%, besonders bevorzugt min destens 45% und höchstens 80%. Bevorzugt beträgt die Weiße mindestens 80% und höchs tens 95%, besonders bevorzugt mindestens 83% und höchstens 90%. Aus dem erfindungsgemäßen Umhüllungsmaterial können nach aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aerosolerzeugende Artikel gefertigt werden. Ein erfindungsgemäßer aerosolerzeugender Artikel umfasst daher ein aerosolerzeugendes Material und ein Umhül lungspapier nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei das Um hüllungspapier das aerosolerzeugende Material umhüllt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des aerosolerzeugenden Artikels ist der Anteil der besagten Polyphosphate auf einer Seite des Umhüllungspapiers höher als auf der anderen Seite und ist die Seite mit dem höheren Anteil an Polyphosphaten dem aerosolerzeugenden Material zugewandt oder abgewandt. Die Auswahl, welche der beiden Seiten dem aerosoler zeugenden Material bevorzugt zugewandt ist, kann dabei davon abhängen, von welcher Seite aus das aerosolerzeugende Material beheizt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der aerosolerzeugende Artikel ein elektrisch beheizter Artikel, wobei die Beheizung ausgehend vom aerosolerzeugenden Mate rial, also von innen, erfolgt.
In dieser Ausführungsform dringt beispielsweise eine mit Heizdrähten versehene Keramik spitze in das aerosolerzeugende Material ein, wenn der aerosolerzeugende Artikel in das Heizgerät gesteckt wird. Die höchsten Temperaturen fallen daher im Inneren des aerosoler zeugenden Artikels an und das Umhüllungspapier wird weniger thermisch belastet, sodass der Anteil an Polyphosphaten geringer gewählt werden kann, insbesondere beträgt der Anteil an Polyphosphaten im Umhüllungspapier in dieser Ausführungsform mindestens 5% und höchstens 25% der Masse des Umhüllungspapiers.
In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform des aerosolerzeugenden Artikels ist der aerosolerzeugende Artikel ein elektrisch beheizter Artikel, wobei die Beheizung von außen durch das Umhüllungspapier hindurch erfolgt.
In dieser Ausführungsform muss die gesamte Wärme durch das Umhüllungspapier hindurch in das aerosolerzeugende Material geleitet werden, sodass die thermische Belastung des Um hüllungspapiers höher ist und daher der Anteil an Polyphosphaten im Umhüllungspapier höher gewählt werden soll, insbesondere beträgt der Anteil an Polyphosphaten im Umhül lungspapier in dieser Ausführungsform mindestens 10% und höchstens 30% der Masse des Umhüllungspapiers.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier kann vorteilhaft in aerosolerzeugenden Artikeln verwendet werden, weshalb auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Umhüllungspa piers in aerosolerzeugenden Artikeln ein Gegenstand der Erfindung ist. Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier kann nach dem folgenden erfindungsgemäßen Verfahren, umfassend die Schritte A bis G hergestellt werden.
A - Suspendieren von Zellstofffasern in einer wässrigen Suspension,
B - Mahlen der suspendierten Zellstofffasern in einem Mahlaggregat,
C - Aufbringen der Suspension auf ein umlaufendes Sieb,
D - Bilden einer Faserbahn durch Entwässern der Suspension,
E - Pressen der Faserbahn,
F - Trocknen der Faserbahn,
G - Aufrollen des Umhüllungspapiers, wobei zwischen den Schritten F und G mindestens eine ein oder mehrere Polyphosphate enthalten de Zusammensetzung auf die Faserbahn aufgetragen wird und die Faserbahn getrocknet wird, um das Umhüllungspapier zu bilden, und wobei das Umhüllungspapier aus Schritt G Zellstofffasern und ein oder mehrere Poly phosphate umfasst und die Zellstofffasern mindestens 55% und höchstens 95% der Masse des Umhüllungspapiers ausmachen und die Polyphosphate zusammen mindestens 5% und höchstens 30% der Masse des Umhüllungspapiers ausmachen.
Vorzugsweise wird der Schritt des Auftragens der die Polyphosphate enthaltenden Zusam mensetzung auf die Faserbahn durch einen oder eine Kombination von zwei oder mehr der folgenden Schritte durchgeführt:
F.i Auftrag einer Polyphosphate enthaltenden Zusammensetzung auf die Faserbahn in einer Leimpresse einer Papiermaschine,
F.2 einseitiger Auftrag einer Polyphosphate enthaltenden Zusammensetzung auf die Faser bahn in einer Filmpresse oder in einem Streichaggregat einer Papiermaschine, und F.3 einseitiger Auftrag einer Polyphosphate enthaltenden Zusammensetzung auf die Faser bahn durch Drucken, insbesondere durch Tiefdruck oder Sprühen.
Dabei wird der Schritt F.i in einer Leimpresse ausgeführt und so die Faserbahn mit einer Polyphosphate enthaltenden Zusammensetzung durchtränkt. Diese Variante bietet den Vor teil, dass sie einfach auszuführen ist. Sie führt im Allgemeinen zu einer weitgehend homoge nen Verteilung der Polyphosphate über die Dicke des Umhüllungspapiers, sodass vergleichs weise mehr Polyphosphate benötigt werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Es ist aber auch möglich, die Einstellungen der Leimpresse bereits in diesem Schritt so anzupassen, dass die Polyphosphate über die Dicke der Faserbahn, und daher des Umhüllungspapiers, ungleich verteilt sind. Gemäß Schritt F.2 wird die Polyphosphate enthaltende Zusammensetzung in einer Filmpres se oder in einem Streichaggregat auf eine Seite der Faserbahn aufgetragen. Dadurch wird eine ungleiche Verteilung der Polyphosphate über die Dicke des Umhüllungspapiers erreicht und die hohe brandhemmende Wirkung kann durch einen geringeren Anteil an Polyphos phaten im Umhüllungspapier erreicht werden.
Gemäß Schritt F.3 wird die Polyphosphate enthaltende Zusammensetzung durch Drucken oder Sprühen auf eine Seite der Faserbahn aufgetragen, wobei die Zusammensetzung in be sonders bevorzugten Ausführungsformen durch ein Tiefdruckwerk auf eine Seite der Faser bahn aufgedruckt wird. Dabei wird die Faserbahn vorzugsweise vor dem Schritt F.3 getrock net, aufgerollt und wieder abgerollt. Im aufgerollten Zustand kann die Faserbahn dann zu einer weiteren Vorrichtung transportiert werden, auf der der Auftrag der Zusammensetzung durch Drucken oder Sprühen durchgeführt wird. Während die Schritte F.i und F.2 in der Regel auf derselben Papiermaschine durchgeführt werden, auf der das Umhüllungspapier hergestellt wird, findet der Auftrag gemäß Schritt F.3 typischerweise in einer separaten Vor richtung statt.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Schritte F.i und F.3 kom biniert, sodass zunächst in einem Schritt F.i die Faserbahn mit einer Polyphosphate enthal tenden Zusammensetzung in einer Leimpresse getränkt wird und in Schritt F.3 eine weitere Polyphosphate enthaltende Zusammensetzung in einem Tiefdruckwerk auf eine Seite der Faserbahn aufgedruckt wird. In dieser ganz besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Polyphosphate sowohl im Umhüllungspapier verteilt, als auch in höherer Konzentration auf einer Seite des Umhüllungspapiers vorhanden, wodurch die brandhemmende Wirkung nochmals deutlich gesteigert werden kann.
In einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Schritte F.i, und F.2 kombiniert, wobei der Schritt F.i in einer Leimpresse und der Schritt F.2 in einem Streichaggregat durchgeführt wird. In dieser ganz besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Umhüllungspapier besonders effizient hergestellt werden, weil beispielsweise alle Auftragsvorrichtungen in eine Papiermaschine integriert sein können.
Unabhängig davon, welcher oder welche der Schritte F.i, F.2 oder F.3 zur Anwendung kommt bzw. kommen, wird die Polyphosphate enthaltende Zusammensetzung bevorzugt auf mindestens 70% der Fläche des Umhüllungspapiers, besonders bevorzugt auf mindestens 95% der Fläche des Umhüllungspapiers aufgetragen. Die Zusammensetzung, die in den Schritten F.i, F.2 oder F.3 eingesetzt wird, enthält Poly phosphate und ein Lösungsmittel, wobei das Lösungsmittel bevorzugt Wasser ist. Die Menge der Polyphosphate in der Zusammensetzung kann variieren und hängt von der Art des Auf tragsverfahrens, der Auftragsmenge und der gewünschten Menge an Polyphosphaten im Umhüllungspapier ab. Der Fachmann ist in der Lage eine geeignete Zusammensetzung unter diesen Gesichtspunkten festzulegen und das Auftragsverfahren entsprechend zu gestalten. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die Zusammensetzung zusätzlich Carboxymethylcellulose enthalten, die als Bindemittel die Polyphosphate in der Faserbahn fixiert und auch die Festigkeit des Umhüllungspapiers steigert. In einer besonders bevorzug ten Ausführungsform, enthält die Zusammensetzung mindestens 0,1% und höchstens 15% Carboxymethylcellulose, bezogen auf die Masse der Zusammensetzung.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird einer der Schritte F.i oder F.2 durchgeführt, die Faserbahn danach getrocknet, aufgerollt und wieder abgerollt, und dann Schritt F.3 ausgeführt, wobei die Faserbahn im getrockneten, aufgerollten Zustand vor dem Schritt F.3 die Polyphosphate vorzugsweise in einer Menge von mindestens 4% und höchs tens 20% der Masse der Faserbahn in diesem getrockneten, aufgerollten Zustand enthält. Falls die Schritte F.i, F.2 und/oder F.3 in irgendeiner Form kombiniert werden, können die Polyphosphate enthaltenden Zusammensetzungen, die in den Schritten F.i, F.2 und/oder F.3 eingesetzt werden, gleich oder verschieden sein.
Im Umhüllungspapier nach Schritt G machen die Zellstofffasern mindestens 55% und höchs tens 95% der Masse des Umhüllungspapiers aus. Zur Erzielung eines noch günstigeren Ver hältnisses zwischen Zellstofffasern und Polyphosphaten kann der Anteil an Zellstofffasern bevorzugt mindestens 70% und höchstens 90% und ganz besonders bevorzugt mindestens 75% und höchstens 90% betragen, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers nach Schritt G.
Die Zellstofffasern in Schritt A sind bevorzugt aus einer oder mehreren Pflanzen gewonnen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Nadelbäumen, Laubbäumen, Einjahres pflanzen, Fichte, Föhre, Tanne, Buche, Birke, Eukalyptus, Flachs, Hanf, Jute, Bambus, Ra mie, Abaca, Sisal, Kenaf und Baumwolle. Bei den Zellstofffasern kann es sich ganz oder teil weise auch um Fasern aus regenerierter Cellulose, wie Tencel™ Fasern, Lyocell™ Fasern, Viskosefasern oder Modal™ Fasern handeln.
Bevorzugt sind die Zellstofffasern in Schritt A zu einem Anteil von mindestens 25% und höchstens 100%, bezogen auf die Masse der Zellstofffasern, aus Zellstofffasern aus Nadel- bäumen gebildet, weil diese Zellstofffasern dem Umhüllungspapier in Schritt G eine hohe Festigkeit verleihen.
Das Umhüllungspapier nach Schritt G enthält ein oder mehrere Polyphosphate, wobei die Polyphosphate zusammen mindestens 5% und höchstens 30% der Masse des Umhüllungspa piers ausmachen. Bevorzugt beträgt der Anteil der Polyphosphate im Umhüllungspapier zu sammen mindestens 8% und höchstens 27% der Masse des Umhüllungspapiers und ganz besonders bevorzugt mindestens 9% und höchstens 25% der Masse des Umhüllungspapiers.
Polyphosphate im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Verbindungen mit der Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i], wobei gilt, dass n mindestens 2 und höchs tens 100 beträgt und M ein einwertiges Metall oder Ammonium (NH4 +) ist.
In dieser Definition sind daher auch als Oligophosphate bezeichnete Verbindungen umfasst, die die Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i] haben und bei denen der Wert von n üblicherweise mindestens 2 und höchstens 10 beträgt. Des Weiteren sind von dieser Definiti on auch Gemische aus Polyphosphaten mit unterschiedlichen Werten von n innerhalb der erfindungsgemäßen oder bevorzugten Intervalle oder mit unterschiedlichen einwertigen Me tallen M bzw. Ammonium oder Gemische aus linearen und cyclischen Polyphosphaten um fasst. Es ist zu erwarten und auch erfindungsgemäß, dass bei Polyphosphaten mit höheren Werten von n, beispielweise höher als 10, ein Gemisch mit unterschiedlichen Werten von n vorliegt. In diesem Sinn fallen Gemische aus Polyphosphaten mit unterschiedlichen Werten von n unter die Definition, sofern ein mittlerer Wert von n in einem eründungsgemäßen oder bevorzugten Intervall hegt, wobei n nicht notwendigerweise ganzzahlig ist.
Bevorzugt sind Polyphosphate mit einem Wert von n von mindestens 3 und höchstens 80 und besonders bevorzugt mit einem Wert von n von mindestens 10 und höchstens 35. Bevorzugt, und unabhängig von der Wahl von n, ist M ein einwertiges Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium und Kalium, oder Ammonium und besonders bevorzugt ist das einwertige Metall Natrium.
Ganz besonders bevorzugt weisen die Polyphosphate einen Wert n von mindestens 15 und höchstens 30 auf und das einwertige Metall M ist Natrium. Insbesondere ist das Polyphos phat ein Natriumhexametaphosphat.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Umhüllungspapier nach Schritt G ein Umhül lungspapier nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORMEN WO 2022/002459 - l6 - PCT/EP2021/061140
Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Umhül lungspapiere beschrieben.
Ein Basispapier für das erfindungsgemäße Umhüllungspapier wurde auf einer Langsieb- Papiermaschine hergestellt. Dazu wurden Zellstofffasern in Wasser suspendiert (Schritt A) und in einem Mahlaggregat gemahlen (Schritt B). Danach wurde die Suspension auf ein um laufendes Sieb aufgebracht (Schritt C) und dort entwässert, um eine Faserbahn zu bilden (Schritt D). Die Faserbahn wurde gepresst (Schritt E), um sie weiter zu entwässern und durch Kontakt mit beheizten Trockenzylindern getrocknet (Schritt F). Das Flächengewicht des Ba sispapiers betrug etwa 30 g/m2, es enthielt, abgesehen von den in der Papiererzeugung übli chen Prozesshilfsmitteln und Additiven, nur Zellstoffasern und keine Füllstoffe. Durch weite re Schritte wurden aus dem Basispapier insgesamt sechs eründungsgemäße Umhüllungspa piere hergestellt. Diese Schritte wurden teilweise auch während der Herstellung des Basispa piers in der Papiermaschine durchgeführt.
In der Leimpresse der Papiermaschine wurde die Faserbahn mit einer Zusammensetzung, umfassend Wasser und Polyphosphat, wobei n zwischen 23 und 30 betrug und das einwertige Metall M Natrium war, vollflächig beidseitig getränkt (Schritt F.i) und die Faserbahn danach durch Kontakt mit beheizten Trockenzylindern getrocknet. Abschließend wurde die Faser bahn aufgerollt (Schritt G). Die Konzentration der Polyphosphate in der Zusammensetzung wurde variiert, sodass verschiedene erfindungsgemäße Umhüllungspapiere erhalten wurden. In einem weiteren Schritt wurde durch ein Tiefdruckverfahren (Schritt F.3) eine Zusammen setzung, umfassend Wasser, Natriumpolyphosphate und Carboxymethylcellulose auf das zuvor getränkte Umhüllungspapier im Wesentlichen vollflächig auf eine Seite aufgetragen. Auch dabei wurde die Konzentration der Polyphosphate variiert, sodass sich insgesamt sechs verschiedene erfindungsgemäße Umhüllungspapiere Pi bis P6 ergaben. Die Menge an Poly phosphaten nach dem Tränken in der Leimpresse (Schritt F.i) und dem Aufdrucken (Schritt F.3) der Zusammensetzungen ist in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1 Zu beachten ist, dass bereits die nach Schritt F.i erhaltenen Umhüllungspapiere ebenfalls erfindungsgemäße Ausführungsformen darstellen.
Um die brandhemmenden Eigenschaften des Umhüllungspapiers zu testen, wurde das Papier schräg in eine Flamme gehalten, sodass beide Seiten des Papiers von der Flamme umschlos sen waren. Bei allen Umhüllungspapieren zeigte sich, dass das Papier zwar verkohlt aber kei ne Verbrennung und kein sich selbst erhaltender Glimmprozess in Gang kommt.
Aus den Umhüllungspapieren Pi bis P6 konnten problemlos aerosolerzeugende Artikel her gestellt werden, sodass diese Umhüllungspapiere für die Verwendung in aerosolerzeugenden Artikeln geeignet sind. Ein Einfluss auf den Geschmack des aerosolerzeugenden Artikels konnte nicht festgestellt werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Umhüllungspapier wurde unter Verwendung eines Basispa piers mit 20 g/m2 aus Zellstofffasern und ohne Füllstoffe hergestellt, das in der Leimpresse (Schritt F.i) beidseitig vollflächig mit einer Zusammensetzung umfassend Wasser und Poly phosphate getränkt wurde, sodass es danach 8% Polyphosphate bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers enthielt. Das Umhüllungspapier wurde mit einer weiteren Papierlage durch Laminieren verbunden. Die weitere Papierlage hatte ein Flächengewicht von 24 g/m2, einen Füllstoffant eil von 28% bezogen auf das Gewicht der Papierlage und eine Luftdurchläs sigkeit von 75 cm3/(cm2-min-kPa). Auch für dieses Umhüllungspapier konnte eine gute brandhemmende Wirkung festgestellt werden. Ein aerosolerzeugender Artikel wurde herge stellt und nach dem Gebrauch war deutlich zu erkennen, dass durch die weitere, außenhe gende Papierlage die Verfärbung des Umhüllungspapiers wesentlich weniger erkennbar war.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Umhüllungspapier wurde unter Verwendung eines Basispa piers mit 30 g/m2 hergestellt, wobei das Basispapier Zellstofffasern enthielt und Bentonit als Füllstoff in einer Menge von etwa 34%, bezogen auf die Masse des Basispapiers, ebenfalls enthalten war. Dieses Basispapier wurde in der Leimpresse (Schritt F.i) beidseitig vollflächig mit einer Zusammensetzung umfassend Wasser und Polyphosphate getränkt, sodass es da nach etwa 5% Polyphosphate enthielt. Trotz des geringen Gehalts an Polyphosphaten konnte eine gute brandhemmende Wirkung festgestellt werden. Die Erfinder gehen davon aus, dass der hohe Wassergehalt des Bentonits zur brandhemmenden Wirkung beiträgt.
Auch aus diesem erfindungsgemäßen Umhüllungspapier wurde ein aerosolerzeugender Arti kel hergestellt, und es zeigte sich, das durch den geringeren Gehalt an Polyphosphaten die Verfärbung des Umhüllungspapiers weniger deutlich war. WO 2022/002459 - l8 - PCT/EP2021/061140
Die erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere sind somit für die Verwendung in aerosolerzeu genden Artikeln sehr gut geeignet und weisen bei guter biologischer Abbaubarkeit eine brandhemmende Wirkung in einer besseren Kombination an Eigenschaften auf als ver gleichbare Umhüllungspapiere aus dem Stand der Technik.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Umhüllungspapier, das für die Anwendung auf aerosolerzeugenden Artikeln geeignet ist und das Zellstofffasern und ein oder mehrere Polyphosphate umfasst, wobei die Zellstofffasern mindestens 55% und höchstens 95% der Masse des Umhüllungspa piers ausmachen und die Polyphosphate zusammen in einer Konzentration von min destens 5% und höchstens 30% bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers ent halten sind, wobei die Polyphosphate Verbindungen mit der Summenformel Mn+2P n03n+i oder Mn[H2Pn03n+i] sind, wobei n mindestens 2 und höchstens 100 be trägt und M ein einwertiges Metall oder Ammonium (NH4+) ist.
2. Umhüllungspapier nach Anspruch 1, bei dem der Anteil an Zellstofffasern mindestens 70% und höchstens 90%, vorzugsweise mindestens 75% und höchstens 90% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
3. Umhüllungspapier nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Zellstofffasern ganz oder teilweise aus einer oder mehreren Pflanzen gewonnen sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Nadelbäumen, Laubbäumen, Einjahrespflanzen, Fichte, Föhre, Tanne, Buche, Birke, Eukalyptus, Flachs, Hanf, Jute, Ramie, Bambus, Abaca, Sisal, Kenaf und Baumwolle.
4. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zellstoff fasern ganz oder teilweise durch Fasern aus regenerierter Cellulose gebildet sind, ins besondere durch Tencel™ Fasern, Lyocell™ Fasern, Viskosefasern oder Modal™ Fa sern.
5. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zellstoff fasern zu einem Anteil von mindestens 25% und höchstens 100% bezogen auf die Masse der Zellstofffasern aus Nadelbäumen gewonnen sind.
6. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anteil der Polyphosphate im Umhüllungspapier mindestens 8% und höchstens 27%, bevor zugt mindestens 9% und höchstens 25%, der Masse des Umhüllungspapiers aus macht.
7. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Poly phosphate gilt, dass in der Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i] der Wert n mindestens 3 und höchstens 80, bevorzugt mindestens 10 und höchstens 35 beträgt.
8. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Poly phosphate gilt, dass in der Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i], das ein wertige Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium und Kalium.
9. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Poly phosphate gilt, dass in der Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i], der Wert von n mindestens 15 und höchstens 30 beträgt und das einwertige Metall M Natrium ist.
10. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polyphos phate Natriumhexametaphosphat umfassen.
11. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die dem ae rosolerzeugenden Material im bestimmungsgemäßen Gebrauch zugewandte Seite 0- der abgewandte Seite des Umhüllungspapiers einen höheren Anteil an Polyphospha ten enthält als die andere Seite des Umhüllungspapiers.
12. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Poly phosphate auf mindestens 70%, vorzugsweise auf mindestens 90 % der Fläche des Umhüllungspapiers zumindest im Wesentlichen gleichmäßig verteilt sind.
13. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umhül lungspapier mit einer weiteren Lage eines Materials verbunden, insbesondere ver klebt ist.
14. Umhüllungspapier nach Anspruch 13, wobei die weitere Lage eines Materials eine Lage aus Aluminiumfolie, Kunststofffolie, Folie aus regenerierter Cellulose oder eine Folie aus Cellulosehydrat ist.
15. Umhüllungspapier nach Anspruch 13, wobei die weitere Lage eine Papierlage ist.
16. Umhüllungspapier nach Anspruch 15, wobei die Papierlage Zellstofffasern und weiße Füllstoffpartikel umfasst und die weißen Füllstoffpartikel mindestens 15% und höchs- tens 45% der Masse der Papierlage ausmachen und die Papierlage beim bestim mungsgemäßen Gebrauch dem aerosolerzeugenden Material abgewandt ist.
17. Umhüllungspapier nach Anspruch 15, wobei die Papierlage eine Luftdurchlässigkeit, gemessen nach ISO 2965:2019, von mindestens 5 cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 30000 cm3/(cm2-min-kPa) aufweist und das Flächengewicht der Papierlage mindes tens 10 g/m2 und höchstens 30 g/m2 beträgt.
18. Umhüllungspapier nach Anspruch 15, wobei die Papierlage ein Flächengewicht von mindestens 30 g/m2 und höchstens 100 g/m2 aufweist.
19. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner min destens eine weitere Komponente umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe beste hend aus Füllstoffen, Leimungsmitteln, Nassfestmitteln, Additiven, Prozesshilfsmit teln, Feuchthaltemitteln und Aromastoffen.
20. Umhüllungspapier nach Anspruch 19, bei dem der Anteil an Füllstoffen mindestens 0% und höchstens 45%, vorzugsweise mindestens 0% und höchstens 35% und beson ders bevorzugt mindestens 0% und höchstens 25% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.
21. Umhüllungspapier nach einem der Ansprüche 19 oder 20, wobei der Füllstoff ausge wählt ist aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Ti tandioxid, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Tal kum, Bentonit und Mischungen daraus.
22. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umhül lungspapier mit einer Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stärken, wie Maisstärke, Kartoffelstärke oder Tapiokastärke; Stärkederivaten, wie Carboxyme- thylstärke oder oxidierte Stärke; Cellulosederivaten, wie Carboxymethylcellulose, Me thylcellulose, Hydroxyethylcellulose, sowie deren Salze; Polysacchariden, wie Algina ten; Polyvinylalkohol; Polyvinylacetat; Ethylen-Vinyl-Acetat; Gelatine; Gummis wie Gummi Arabicum, Guargummi, Johannisbrotkernmehl oder Tragantgummi; oder Mischungen daraus beschichtet oder imprägniert ist.
23. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem gemäß TAPPI T559 cm-12 bestimmten KIT Level, der mindestens 3 und höchstens 8 beträgt.
24. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Flächenge wicht mindestens 15 g/m2 und höchstens 120 g/m2, bevorzugt mindestens 20 g/m2 und höchstens 80 g/m2 beträgt.
25. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Dicke mindes tens 25 pm und höchstens 150 pm, vorzugsweise mindestens 40 pm und höchstens 100 pm beträgt.
26. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Zugfestigkeit in Längsrichtung gemessen mindestens 10 N/15 mm und höchstens 100 N/15 mm be trägt, vorzugsweise mindestens 20 N/15 mm und höchstens 80 N/15 mm beträgt.
27. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Nassbruch kraft nach ISO 12625-5:2016 in Längsrichtung mindestens 1 N/15 mm und höchstens 10 N/15 mm, vorzugsweise mindestens 2 N/ 15 mm und höchstens 8 N/ 15 mm beträgt.
28. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Luftdurchläs sigkeit mindestens o cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 80 cm3/(cm2-min-kPa), vor zugsweise mindestens o cm3/(cm2-min-kPa) und höchstens 30 cm3/(cm2-min-kPa) beträgt.
29. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Opazität min destens 40% und höchstens 90%, vorzugsweise mindestens 45% und höchstens 80% beträgt, und/oder dessen Weiße mindestens 80% und höchstens 95%, vorzugsweise mindestens 83% und höchstens 90% beträgt.
30. Aerosolerzeugender Artikel, der ein Umhüllungspapier nach einem der vorhergehen den Ansprüche und ein aerosolerzeugendes Material umfasst, wobei das Umhül lungspapier das aerosolerzeugende Material umhüllt.
31. Aerosolerzeugender Artikel nach Anspruch 30, wobei der Anteil der Polyphosphate auf einer Seite des Umhüllungspapiers höher ist als auf der anderen Seite und die Sei te mit dem höheren Anteil an Polyphosphaten dem aerosolerzeugenden Material zu gewandt oder abgewandt ist.
32. Aerosolerzeugender Artikel nach Anspruch 30 oder 31, wobei der aerosolerzeugende Artikel ein elektrisch beheizter aerosolerzeugender Artikel ist und das Material des aerosolerzeugenden Artikels im bestimmungsgemäßen Gebrauch von innen beheizt wird, und das Umhüllungspapier Polyphosphate in einer Menge von mindestens 5% und höchstens 25% bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers enthält.
33. Aerosolerzeugender Artikel nach Anspruch 30 oder 31, wobei der aerosolerzeugende Artikel ein elektrisch beheizter Artikel ist und das aerosolerzeugende Material des ae rosolerzeugenden Artikels im bestimmungsgemäßen Gebrauch von außen beheizt wird, und das Umhüllungspapier Polyphosphate in einer Menge von mindestens 10% und höchstens 30% bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers enthält.
34. Verwendung eines Umhüllungspapiers nach einem der Ansprüche 1 bis 29 in einem aerosolerzeugenden Artikel.
35. Verfahren zur Herstellung eines Umhüllungspapiers für aerosolerzeugende Artikel, umfassend die Schritte A bis G,
A - Suspendieren von Zellstofffasern in einer wässrigen Suspension,
B - Mahlen der suspendierten Zellstofffasern in einem Mahlaggregat,
C - Aufbringen der Suspension auf ein umlaufendes Sieb,
D - Bilden einer Faserbahn durch Entwässern der Suspension,
E - Pressen der Faserbahn,
F - Trocknen der Faserbahn,
G - Aufrollen des Umhüllungspapiers, wobei zwischen den Schritten F und G mindestens eine ein oder mehrere Polyphosphate enthaltende Zusammensetzung auf die Faserbahn aufgetragen wird und die Faser bahn getrocknet wird, um das Umhüllungspapier zu bilden, und wobei das Umhüllungspapier aus Schritt G Zellstofffasern und ein oder mehrere Polyphosphate umfasst und die Zellstofffasern mindestens 55% und höchstens 95% der Masse des Umhüllungspapiers ausmachen und die Polyphosphate mindestens 5% und höchstens 30% der Masse des Umhüllungspapiers ausmachen und wobei die Po lyphosphate Verbindungen mit der Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i] sind, wobei n mindestens 2 und höchstens 100 beträgt und M ein einwertiges Metall oder Ammonium (NH4+) ist.
36. Verfahren nach Anspruch 35, bei dem der Schritt des Auftragens der die Polyphos phate enthaltenden Zusammensetzung auf die Faserbahn durch einen oder eine Kombination von zwei oder mehr der folgenden Schritte durchgeführt wird:
F.i Auftrag einer Polyphosphate enthaltenden Zusammensetzung auf die Faser bahn in einer Leimpresse einer Papiermaschine, F.2 einseitiger Auftrag einer Polyphosphate enthaltenden Zusammensetzung auf die Faserbahn in einer Filmpresse oder in einem Streichaggregat einer Pa piermaschine, und
F.3 einseitiger Auftrag einer Polyphosphate enthaltenden Zusammensetzung auf die Faserbahn durch Drucken, insbesondere Tiefdruck, oder Sprühen.
37. Verfahren nach Anspruch 36, bei dem die Faserbahn vor dem Schritt F.3 getrocknet, aufgerollt und wieder abgerollt wird.
38. Verfahren nach Anspruch 36 oder 37, bei dem einer der Schritte F.i und F.2 durchge führt wird, die Faserbahn danach getrocknet, aufgerollt und wieder abgerollt wird, und dann Schritt F.3 durchgeführt wird, wobei die Faserbahn im getrockneten, aufge rollten Zustand vor dem Schritt F.3 die Polyphosphate vorzugsweise in einer Menge von mindestens 4% und höchstens 20% der Masse der Faserbahn in diesem getrock neten, aufgerollten Zustand enthält.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 38, bei dem unabhängig davon, welcher oder welche der Schritte F.i, F.2 oder F.3 zur Anwendung kommt bzw. kommen, die Polyphosphate enthaltende Zusammensetzung auf mindestens 70% der Fläche des Umhüllungspapiers, vorzugsweise auf mindestens 95% der Fläche des Umhüllungs papiers aufgetragen wird.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 39, wobei die Zusammensetzung, die in einem oder mehreren der Schritte F.i, F.2 oder F.3 eingesetzt wird, die Polyphosphate und ein Lösungsmittel enthält, wobei das Lösungsmittel vorzugsweise durch Wasser gebildet ist.
41. Verfahren nach Anspruch 36 bis 40, wobei die Zusammensetzung, die in einem oder mehreren der Schritte F.i, F.2 oder F.3 eingesetzt wird, Carboxymethylcellulose in ei ner Menge von mindestens 0,1% und höchstens 15% bezogen auf die Masse der Zu sammensetzung enthält.
42. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 41, wobei mindestens zwei der Schritte F.i, F.2 und F.3 ausgeführt werden, und die Polyphosphate enthaltenden Zusammen setzungen, die in diesen mindestens zwei Schritten aufgetragen werden, verschieden sind.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 42, bei dem der Anteil der Zellstofffasern im Umhüllungspapier nach Schritt G mindestens 70% und höchstens 90%, vorzugs weise mindestens 75% und höchstens 90% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers nach Schritt G.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 43, bei dem die in Schritt A verwendeten Zellstofffasern ganz oder teilweise aus einer oder mehreren Pflanzen gewonnen sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Nadelbäumen, Laubbäumen, Ein jahrespflanzen, Fichte, Föhre, Tanne, Buche, Birke, Eukalyptus, Flachs, Hanf, Jute, Bambus, Ramie, Abaca, Sisal, Kenaf und Baumwolle, und/oder bei dem die in Schritt A verwendeten Zellstofffasern ganz oder teilweise durch Fasern aus regenerierter Cel lulose gebildet sind, insbesondere durch Tencel™ Fasern, Lyocell™ Fasern, Viskose fasern oder Modal™ Fasern.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 44, bei dem die in Schritt A verwendeten Zellstofffasern zu einem Anteil von mindestens 25% und höchstens 100% bezogen auf die Masse der Zellstofffasern aus Nadelbäumen gewonnen sind.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 45, bei dem das Umhüllungspapier nach Schritt G Polyphosphate zu einem Anteil von mindestens 8% und höchstens 27%, vor zugsweise von mindestens 9% und höchstens 25% der Masse des Umhüllungspapiers enthält.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 46, wobei für die Polyphosphate gilt, dass in der Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i] der Wert n mindestens 3 und höchstens 80, bevorzugt mindestens 10 und höchstens 35, beträgt.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 47, wobei für die Polyphosphate gilt, dass in der Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i] das einwertige Metall ausge wählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lithium, Natrium und Kalium.
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 47, wobei für die Polyphosphate gilt, dass in der Summenformel Mn+2Pn03n+i oder Mn[H2Pn03n+i] der Wert von n mindestens 15 und höchstens 30 beträgt und das einwertige Metall M Natrium ist
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 47, wobei die Polyphosphate Natriumhe- xametaphosphat umfassen. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 50, bei dem das Umhüllungspapier nach Schritt G ein Umhüllungspapier nach einem der Ansprüche 1 bis 29 ist.
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