EP4294979A1 - Verbessertes umhüllungspapier mit niedriger diffusionskapazität - Google Patents

Verbessertes umhüllungspapier mit niedriger diffusionskapazität

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EP4294979A1
EP4294979A1 EP22706041.5A EP22706041A EP4294979A1 EP 4294979 A1 EP4294979 A1 EP 4294979A1 EP 22706041 A EP22706041 A EP 22706041A EP 4294979 A1 EP4294979 A1 EP 4294979A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wrapping paper
fiber pulp
short
ground
long
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
EP22706041.5A
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 EP4294979A1 publication Critical patent/EP4294979A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • D21D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • 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
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    • A24D1/20—Cigarettes specially adapted for simulated smoking devices
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21D1/20—Methods of refining
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    • D21H15/02—Pulp or paper, comprising fibres or web-forming material characterised by features other than their chemical constitution characterised by configuration
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    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes

Definitions

  • the invention relates to a wrapping paper with low diffusion capacity for a smoking article, which gives the smoking article a low smoldering speed or causes the smoking article to self-extinguish, and which has a low standard deviation of the diffusion capacity, and smoking articles comprising such a wrapping paper and a method for producing the wrapping paper.
  • Smoking articles known in the prior art typically comprise an aerosol generating material and a paper encasing the aerosol generating material to form a typically cylindrical rod.
  • the aerosol generating material is tobacco or a processed tobacco material.
  • the smoking article also includes a filter capable of filtering components of the aerosol, which is wrapped by a filter wrapping paper and another wrapping paper that connects the filter and the wrapped rod of aerosol-generating material.
  • Legal regulations therefore require that the smoking articles are designed in such a way that they extinguish themselves with a probability of at least 75% in a test specified in ISO 12863:2010.
  • a common means of meeting these legal requirements is to provide the wrapping paper of the smoking article with bands in the circumferential direction in the area of the aerosol-generating material, so that in the area of the bands the diffusion of oxygen into the smoking article is so low that the smoking article extinguishes itself .
  • Tapes of this type can be produced, for example, by the local application of film-forming compositions which locally reduce the diffusion capacity of the base paper.
  • wrapping paper in such a way that it has a low diffusion capacity over its entire surface. Such wrapping paper also reliably leads to self-extinguishing. The diffusion capacity can also be selected so high that there is no or no frequent self-extinguishing. Such smoking articles then have low smoldering speeds, which can be of interest for some applications. It is also common to have such wrapping papers over the entire To perforate surface or part of the surface, so that when smoking the smoking article, air flows through the perforation into the smoking article and dilutes the resulting aerosol. It has been shown that even severe perforation does not significantly reduce the probability of self-extinction.
  • wrapping papers have prevailed that are equipped with bandför-shaped areas arranged in the circumferential direction, in which the diffusion capacity is locally reduced. Attempts to produce wrapping paper with a uniform diffusion capacity that is sufficiently low for the purpose of self-extinguishing have so far not provided satisfactory results in practice. On the one hand, it has already proved difficult to achieve a sufficiently low diffusion capacity for the purposes of self-extinguishing with wrapping papers that contain filler. In addition, such wrapping papers cannot be produced in practice in such a way that the legal requirements with regard to self-extinguishing are reliably met.
  • the object of the invention is to provide a wrapping paper for a smoking article which, despite a significant filler content, allows the probability of self-extinguishing or a low smoldering rate to be set reliably and stably in a smoking article made from it.
  • "wrapping paper” is understood to mean only that paper which contains the aerosol-generating material material, because only this paper has an effect on the self-extinguishing or the glow speed of the smoking article. Filter wrapping papers and tipping papers are not wrapping papers within the meaning of this invention.
  • This object is achieved by a wrapping paper for a smoking article according to claim 1, and a smoking article according to claim 21. Furthermore, it is solved by a method for producing a wrapping paper according to claim 24.
  • a wrapping paper which is suitable for use on smoking articles and which comprises long-fiber pulp, short-fiber pulp and inorganic filler, wherein at least part of the long-fiber pulp is beaten and the beaten long-fiber pulp comprises at least 15% and not more than 70% of the mass of the wrapping paper and wherein at least part of the short fiber pulp is ground and the ground short fiber pulp makes up at least 5% and not more than 80% of the mass of the wrapping paper, and the ground short fiber pulp has a freeness of at least 20 °SR and not more than 60 °SR, and wherein the short fiber pulp makes up at least 10% and at most 80% of the mass of the wrapping paper, and at least 5% and at most 45% of the mass of the wrapping paper is formed by one or more inorganic fillers, and the basis weight of the wrapping paper is at least ens is 15 g/m 2 and not more than 45 g/m 2 and the diffusing capacity of the wrapping paper is not less than
  • a wrapping paper for smoking articles with a low diffusion capacity is described in WO 2011/120687 Ai, for example. With this wrapping paper, however, the diffusion capacity had to be chosen to be very low in order to reliably meet the legal requirements regarding self-extinguishing. Another wrapping paper that has the same problems is also described in WO 2020/201716.
  • the self-extinguishing ability of a smoking article is determined by the diffusion capacity of the Wrapping paper essentially determined, but the transition from 100% self-extinguishing to 0% self-extinguishing takes place in a very narrow interval of the diffusion capacity with a width of about 0.3 cm / s, the position of the interval depends significantly on the construction of the smoking article, in particular the aerosol generating material. For example, if one wants to set the probability of self-extinguishing to ⁇ 10%, then the diffusion capacity must be set with an accuracy of at least about ⁇ 0.03 cm/s.
  • the inventors have found that with such a narrow range of the required diffusion capacity, it is not sufficient to set the average diffusion capacity in the manufacturing process, which is not possible with the wrapping papers from the prior art if the wrapping papers contain filler.
  • the diffusing capacity of the wrapping paper also has a sufficiently small standard deviation, specifically a standard deviation that is less than 0.05 cm/s. In the case of the previously known wrapping papers described above, which have a low diffusion capacity, the standard deviations were well above this limit.
  • the diffusion capacity measured according to CORESTA Recommended Method (CRM) 77
  • the air permeability indicates the permeability of the wrapping paper for air due to a pressure difference of 1 kPa.
  • Wrapping papers for smoking articles usually contain long-fiber cellulose, i.e. cellulose from conifers or certain annual plants, and the person skilled in the art can adjust the air permeability by grinding the long-fiber cellulose, among other things, in the expectation that the diffusion capacity will also be fixed. This is an obvious method because air permeability can be approximately measured on-line during papermaking. Two problems arise from this.
  • diffusion capacity and air permeability are both determined by the pore structure of the wrapping paper, but they are not directly related.
  • the type of long-fiber pulp for example a change from wood pulp to annual plant pulp, or the content of inorganic filler can change the diffusion capacity independently of the air permeability. It is therefore not possible, at least not in the case of low diffusion capacities, to adjust the diffusion capacity precisely via the air permeability.
  • the air permeability for a given composition of the wrapping paper is essentially adjusted by beating the long-fiber pulp, the diffusion capacity D and the air permeability Z depend approximately on D « kZ 05 from each other, where k is a constant of proportionality.
  • the rate of change dD/dZ becomes very high, which means that even very small changes in air permeability cause significant changes in the diffusion capacity. Since the air permeability can hardly be measured with an accuracy of less than ⁇ 2 cm 3 / (cm 2 -min) even on separate measuring instruments in this low range due to the unavoidable leakage currents in the area of the measuring head, it cannot be set more precisely either. The achieved diffusion capacity deviates correspondingly strongly from the target value.
  • the inventors have found that significant progress can be made if the diffusion capacity itself is made the actual target value of a regulation in the manufacturing process. They have also recognized that additional control variables are required in order to set the diffusion capacity and keep its standard deviation low. According to the invention, these additional variables are the degree of beating of the short-fiber pulp and the mixing ratios of ground and unground pulp fibers or of long-fiber pulp and short-fiber pulp.
  • Wrapping papers for smoking articles may contain short fiber pulp to add bulk to the wrapping paper.
  • the proportion of short-fiber pulp should not be too high, because otherwise the strength of the wrapping paper decreases too much.
  • the short-fiber pulp is generally not ground either, because the person skilled in the art only expects a higher energy consumption from this, but no advantages.
  • WO 2011/166012 describes a wrapping paper for smoking articles in which short-fiber pulp is ground, the aim there is to provide a cost-effective wrapping paper which, despite an extremely high proportion of short-fiber pulp of at least 90% of the mass, has a sufficient has strength.
  • WO 2011/166012 did not recognize that with a lower proportion of short-fiber pulp, beating the short-fiber pulp can offer advantages in terms of setting low diffusion capacities.
  • the inventors have also established that a large number of additional parameters in combination must be chosen favorably in order to be able to set the diffusion capacity with the required accuracy and to achieve a low standard deviation of the diffusion capacity, these include, among others the degree of beating of the long-fiber pulp, the degree of beating of the short-fiber pulp, the proportions of ground and unrefined long fiber pulp, the proportions of refined and unrefined short fiber pulp, the content of inorganic filler and the basis weight.
  • the wrapping paper according to the invention contains long-fiber pulp, with at least part of the long-fiber pulp being ground and the ground long-fiber pulp making up at least 15% and at most 70% of the mass of the wrapping paper, preferably making up at least 20% and at most 65% of the mass of the wrapping paper.
  • the freeness of the ground long fiber pulp is preferably at least 85°SR and at most 95°SR and particularly preferably at least 88°SR and at most 94°SR. These intervals are particularly favorable for the typical composition of the wrapping paper according to the invention. In the case of a particularly high or low filler content or a particularly high or low content of ground short-fiber pulp, it may be better to select a degree of freeness outside of these intervals.
  • the degree of freeness of the long-fiber pulp is the essential parameter for changing the diffusion capacity on a large scale, with a high degree of freeness leading to a low diffusion capacity. Due to the presence of the filler, however, even very intensively ground long fiber cellulose is not sufficient to reduce the diffusion capacity to particularly low values.
  • the long-fiber pulp in the context of this invention is pulp that is obtained from coniferous trees, preferably spruce, pine or fir, or from flax, hemp, jute, ramie, bamboo, abaca, sisal, kenaf or cotton. Mixtures of pulps from these sources can also be used.
  • the wrapping paper according to the invention contains short-fiber pulp, with at least part of the short-fiber pulp being ground and the ground short-fiber pulp making up at least 5% and at most 80% of the mass of the wrapping paper, preferably making up at least 10% and at most 70% of the mass of the wrapping paper.
  • the freeness of the ground short fiber pulp measured according to ISO 5267-1:1993, is at least 20°SR and at most 60°SR, preferably at least 25°SR and at most 50°SR.
  • Short-fiber pulp in the context of this invention is pulp that is obtained from deciduous trees, preferably beech, birch or eucalyptus, or from esparto grass. Mixtures of pulps from these sources can also be used.
  • the total proportion of short fiber pulp in the wrapping paper according to the invention should not be too high and is at least 10% and at most 80%, preferably at least 30% and at most 75% of the mass of the wrapping paper.
  • the mixing ratio between ground long-fiber pulp, ground short-fiber pulp and, if present, unground long-fiber pulp and unground short-fiber pulp is primarily used to precisely adjust the diffusion capacity, because it can be changed comparatively easily during the manufacture of the wrapping paper. However, it is also in accordance with the invention that the diffusion capacity is influenced by changing the degree of beating of the long-fiber pulp or the short-fiber pulp.
  • the inventors assume that the fine particles of the ground short-fiber pulp are distributed homogeneously over the volume of the wrapping paper and thus help to influence the pore structure favorably.
  • the homogenization of the fiber geometry through the beating of the short-fiber pulp also contributes to this.
  • the ground short-fiber pulp makes it possible to achieve a particularly low diffusion capacity despite the filler, and the standard deviation of the diffusion capacity also decreases.
  • the beating of the short-fiber pulp thus makes an important contribution to achieving the goals of the invention, but it is not sufficient on its own.
  • the wrapping paper according to the invention contains inorganic filler, the inorganic filler making up at least 5% and at most 45% of the mass of the wrapping paper, preferably at least 10% and at most 35% of the mass of the wrapping paper.
  • the inorganic filler is preferably selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, aluminum oxide, aluminum hydroxide, titanium dioxide, kaolin, talc and mixtures thereof.
  • the inorganic filler is particularly preferably a precipitated calcium carbonate.
  • Inorganic filler is used in wrapping papers in the prior art, inter alia, because it gives the wrapping paper a high level of whiteness and opacity and is usually cheaper than cellulose. Therefore, attempts are made to maximize the filler content.
  • the inventors have found that a high content of filler has a negative effect on the pore structure of the wrapping paper and leads to an increase in the diffusion capacity and its standard deviation. This effect can be compensated by the ground short fiber pulp. It is known to produce wrapping papers without fillers, however, these papers have a low opacity, especially with a low diffusion capacity, so that this possibility is out of the question for the wrapping papers according to the invention.
  • the wrapping paper according to the invention has a basis weight of at least 15 g/m 2 and at most 45 g/m 2 , preferably at least 20 g/m 2 and at most 35 g/m 2 .
  • the basis weight can be measured according to ISO 536:2019. The inventors have found that if the basis weight is too low, especially if filler is present at the same time, the diffusion capacity over the surface of the wrapping paper varies more than is favorable for achieving a stable self-extinguishing rate. With a low basis weight, the wrapping paper is also thinner and is made up of only a few fiber layers. As a result, the pore structure and the diffusion capacity vary significantly across the surface.
  • a higher basis weight generally also means a lower scatter of the most varied parameters, but it also means higher material and energy consumption, so that the preferred interval according to the invention means a favorable compromise between the material and energy consumption and the properties achieved.
  • the diffusion capacity of the wrapping paper according to the invention is at least 0.05 cm/s and at most 0.5 cm/s, preferably at least 0.1 cm/s and at most 0.45 cm/s and particularly preferably at least 0. 1 cm/s and at most 0.39 cm/s.
  • the standard deviation of the diffusion capacity of the wrapping paper according to the invention is at least 0 cm/s and at most 0.05 cm/s, preferably at least 0.005 cm/s and at most 0.03 cm/s.
  • the standard deviation is determined by measuring the diffusion capacity according to CRM 77 at at least 10 randomly selected positions on the wrapping paper.
  • the interval of the diffusion capacity according to the invention and preferred is favorable in order to achieve self-extinguishing in a smoking article or to reduce its smoldering speed.
  • the specific value of the diffusion capacity to reach a certain rate of self-extinguishing or a certain smolder rate depends significantly on the construction of the smoking article and in particular on the aerosol-generating material. Although it would be desirable, it turns out that with higher diffusion capacities, the beating of the short-fiber pulp no longer has any significant effect. Apparently, the proportion of larger pores in the wrapping paper is then too high to be influenced by the particles of the ground short-fiber pulp.
  • the wrapping paper additionally be provided with discrete areas to which a film-forming composition is applied to achieve self-extinguishing of a smoking article.
  • the wrapping paper there is no need for the wrapping paper to have a low diffusion capacity.
  • the discrete areas usually have a low diffusion capacity, while the wrapping paper between the areas has a high diffusion capacity, so that the requirements according to the invention for the diffusion capacity and its standard deviation are usually not met anyway.
  • the wrapping paper therefore preferably has no discrete areas to which a film-forming composition is applied or which serve to self-extinguish a smoking article made from it.
  • a film-forming composition may contain starch, starch derivatives, cellulose derivatives, alginates or other film-forming polymers.
  • Such coatings can serve, for example, to reduce the formation of spots on the wrapping paper or to influence the ingredients of the aerosol formed in the smoking article during use. It can also serve to further reduce the diffusion capacity of the wrapping paper.
  • the air permeability is not explicitly set as a target value, but results primarily from the diffusion capacity and the composition of the wrapping paper.
  • the air permeability of the wrapping paper according to the invention is preferably at least 1 cm 3 /(cm 2 -min) and at most 25 cm 3 /(cm 2 -min) and particularly preferably at least 2 cm 3 /(cm 2 -min) and at most 20 cm 3 /(cm 2 -min).
  • the wrapping paper according to the invention can be perforated so that when the smoking article manufactured therefrom is used, air flows into the smoking article and dilutes the aerosol.
  • the wrapping paper is perforated and has an average air permeability, measured according to ISO 2965:2019 at a pressure difference of 1 kPa, of at least 50 cm 3 /(cm 2 -min) and at most 200 cm 3 /(cm 2 -min), particularly preferably at least 50 cm 3 /(cm 2 -min) and at most 150 cm 3 /(cm 2 -min).
  • the wrapping paper according to the invention can contain burnt salts, the burnt salts making up at least 0.5% and at most 2% of the mass of the wrapping paper.
  • the amount of burnt salts is particularly preferably at least 0.7% and at most 1.5% of the mass of the wrapping paper.
  • the fire salts can preferably be selected from the group consisting of citrates, malates, tartrates, acetates, nitrates, succinates, fumarates, gluconates, glycolates, lactates, oxyalates, salicylates, a-hydroxycaprylates, phosphates, polyphosphates, chlorides and hydrogen carbonates, and Mixtures thereof and more preferably from the group consisting of trisodium citrate, tripotassium citrate and mixtures thereof.
  • burn salts can affect the smoldering rate, but are also used to improve the appearance of the ash from the burned wrapping paper.
  • burn salts are often used between 2.0% and 5.0% of the mass of the wrapping paper.
  • this amount is too high to achieve a low smolder rate of the smoking article and also lowers the self-extinguishing rate.
  • the indicated and preferred interval allows a good compromise between a low smoldering rate and a good appearance of the wrapping paper ash.
  • the thickness of the wrapping paper according to the invention is preferably at least 20 ⁇ m and at most 70 ⁇ m, preferably at least 22 ⁇ m and at most 60 ⁇ m.
  • the caliper can be determined according to ISO 534:2011 on a single sheet of wrapping paper.
  • the mechanical properties of the wrapping paper according to the invention can be important for the manufacture of a smoking article from this wrapping paper.
  • the main mechanical properties include tensile strength and elongation at break, especially in the machine direction of the wrapping paper, both of which can be determined according to ISO 1924-2:2008.
  • the tensile strength of the wrapping paper according to the invention in the machine direction is preferably at least 8 N/15 mm and at most 30 N/15 mm, particularly preferably at least 10 N/15 mm and at most 25 N/15 mm Refining of the long fiber pulp required. This also increases the strength, so that the wrapping papers according to the invention usually have good strength without further measures.
  • the wrapping paper has a certain elasticity.
  • the elongation at break of the wrapping paper according to the invention in the machine direction is preferably at least 0.9% and at most 3%, particularly preferably at least 1% and at most 2%.
  • the wrapping paper is intended for use on smoking articles, which is why smoking articles comprising the wrapping paper according to the invention are also the subject matter of the invention.
  • the smoking article of the present invention comprises an aerosol generating material and the wrapping paper of the invention, the wrapping paper encasing at least a portion of the aerosol generating material and forming a cylindrical rod.
  • the smoking article according to the invention is preferably a cigarette and particularly preferably a filter cigarette.
  • the smoking article according to the invention is a smoking article in which the aerosol-generating material is only heated but not burned when used as intended.
  • the smoking article is particularly preferably intended to be electrically heated.
  • the need for the wrapping paper of the invention does not arise from achieving a low smolder rate.
  • gases in the aerosol such as oxygen, carbon dioxide or carbon monoxide.
  • the wrapping paper according to the invention can be produced according to the following method according to the invention, which comprises steps A to E, I and J:
  • a - providing an aqueous suspension of unground long fiber pulp
  • step E the amount of ground long-fiber pulp from step C is selected such that at least 15% and at most 70% of the mass of the wrapping paper in step J is formed by ground long-fiber pulp
  • step E the amount of ground short-fiber pulp from step D is chosen such that at least 5% and at most 80% of the mass of the wrapping paper in step J is formed by ground short-fiber pulp, the short-fiber pulp being ground in step D to a freeness of at least 20 °SR and at most 60 °SR is
  • step E the total amount of short-fiber pulp is chosen such that at least 10% and at most 80% of the mass of the wrapping paper in step J is formed by short-fiber pulp
  • step E the amount of inorganic filler is chosen such that at least 5% and at most 45% of the mass of the wrapping paper in step J by inorganic filler fabric are formed, and wherein when forming the fibrous web in step E, the amounts and proportions of ground long fiber pulp, ground short fiber pulp, inorgan
  • the process is monitored and adjusted to ensure that the finished wrapping paper does in fact have the desired diffusion capacity, hereinafter referred to as the "target" diffusion capacity.
  • target diffusion capacity hereinafter referred to as the "target" diffusion capacity.
  • steps E and I may include the following steps:
  • the threshold of step H is at least 0.01 cm/s and at most 0.07 cm/s.
  • the term "temporary wrapping paper" indicates that depending on the deviation from the target value of the diffusion capacity, this wrapping paper may not meet the requirements and must be sorted out. However, with sufficiently small deviations from the target value, the preliminary wrapping paper can be used for the purposes of the invention, and then forms the wrapping paper of step J, steps F and I then being combined. Note that the threshold deviation from the target value in step H, which leads to an adjustment of the manufacturing process, is usually lower than a deviation that requires the preliminary wrapping paper to be discarded. In preferred embodiments, the method is continuously adapted through the adaptation steps H.i to H.6 in such a way that the deviations in the diffusion capacity from the target value are not so large that the "provisional wrapping paper" would have to be sorted out.
  • step E is preferably selected such that at least 20% and at most 65% of the mass of the wrapping paper is formed by ground long-fiber pulp.
  • the first target value of the degree of freeness in step C is preferably at least 85°SR and at most 95°SR and particularly preferably at least 88°SR and at most 94°SR.
  • the long-fiber pulp in the context of this invention is pulp that is obtained from coniferous trees, preferably spruce, pine or fir, or from flax, hemp, jute, ramie, bamboo, abaca, sisal, kenaf or cotton. Mixtures of pulps from these sources can also be used.
  • the amount of ground short-fiber pulp in step E is preferably chosen such that at least 10% and at most 70% of the mass of the wrapping paper in step J is formed by ground short-fiber pulp.
  • the second target value of the degree of freeness in step D is preferably at least 25° SR and at most 50° SR.
  • Short-fiber pulp in the context of this invention is pulp that is obtained from deciduous trees, preferably beech, birch or eucalyptus, or from esparto grass. Mixtures of pulps from these sources can also be used.
  • the amount of short-fiber pulp in total in step E is preferably chosen such that at least 30% and at most 75% of the mass of the wrapping paper from step J is formed by short-fiber pulp.
  • the amount of inorganic filler in step E is preferably chosen such that at least 10% and at most 35% of the mass of the wrapping paper is formed by inorganic filler.
  • the inorganic filler is preferably selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, aluminum oxide, aluminum hydroxide, titanium dioxide, kaolin, talc and mixtures thereof.
  • the inorganic filler is particularly preferably a precipitated calcium carbonate.
  • the wrapping paper from step J preferably has a basis weight of at least 20 g/m 2 and at most 35 g/m 2 .
  • the diffusion capacity of the wrapping paper from step J, measured according to CRM 77, is preferably at least 0.1 cm/s and at most 0.45 cm/s and particularly preferably at least 0.1 cm/s and at most 0.39 cm/s.
  • the standard deviation of the diffusion capacity of the wrapping paper from step J is preferably at least 0.005 cm/s and at most 0.03 cm/s.
  • the fibrous web is preferably formed in step E on a paper machine, particularly preferably on a fourdrinier paper machine.
  • a paper machine particularly preferably on a fourdrinier paper machine.
  • the person skilled in the art can choose the details of the production of a fiber web on a paper machine according to his experience.
  • the fibrous web is preferably dried in step F or step I by contact with heated cylinders, by contact with hot air, by infrared radiation or by microwave radiation.
  • the diffusion capacity in step G is preferably determined by the mean value of at least 10 measurements according to CRM 77 at randomly selected positions.
  • the threshold value in step H is preferably at least 0.02 cm/s and at most 0.05 cm/s.
  • the threshold value in step H should not be chosen too low, in particular not lower than the accuracy of the measurement of the diffusion capacity.
  • the extent to which the first setpoint for step B, the second setpoint for step C or the proportions of the pulp fibers in steps H.3 to H.6 are changed in at least one of steps H.i to H.6 can be changed by a person skilled in the art his experience, through experiments or with the help of the methods of control theory.
  • step G If the diffusion capacity measured in step G is clearly too high, it is advisable to increase the first set value for the degree of freeness in step C, step Hi, or to reduce the proportion of unground long fiber pulp, step H.3, and at the same time the proportion of ground long dissolving pulp, step H.5, because the degree of beating of the long fiber pulp has the strongest influence on the diffusion capacity.
  • the "proportion" always refers to the proportion when forming the fiber web in step E.
  • step G If the diffusion capacity measured in step G is only slightly too high, it is advisable to increase the second set value for the freeness in step D, step H.2, or to reduce the proportion of unground short fiber pulp, step H.4, and at the same time the increase the proportion of ground short fiber pulp, step H.6. In this case, it is also efficient to decrease the proportion of unrefined long-fiber pulp, step H.3, and at the same time increase the proportion of ground short-fiber pulp, step H.6.
  • the degree of beating of the short-fiber pulp has less of an effect on the diffusion capacity, but allows the diffusion capacity to be lowered even further than would be possible with beaten long-fiber pulp alone.
  • step H.6 If one wants to reduce the standard deviation of the diffusion capacity, then it is favorable to increase the proportion of ground short-fiber pulp, step H.6, and at the same time to lower the proportion of ground long-fiber pulp, step H.5. It may also be necessary to adjust the first or second set value of the freeness, step H.i or step H.2.
  • Step H is preferably the implementation of a combination of two of steps H.i to H.6 if the absolute difference between the diffusion capacity measured in step G and the target value of the diffusion capacity exceeds the threshold value.
  • Step H is particularly preferably the implementation of at least one of the following combinations of two of steps H.3 to H.6: H.3 and H.5; H.4 and H.5; H.6 and H.5; H.4 and H.6; H.3 and H.6 if the absolute difference between the diffusion capacity measured in step G and the target diffusion capacity exceeds the threshold.
  • Step H is very particularly preferably the implementation of a combination of three of steps H.i to H.6 if the absolute difference between the diffusion capacity measured in step G and the target value of the diffusion capacity exceeds the threshold value.
  • step H is performing at least one of the following combinations of three of steps Hi through H.6: Hi, H.3 and H.5; H.2, H.3 and H.5; Hi, H.4 and H.5; H.2, H.4 and H.5; Hi, H.6 and H.5; H.2, H.6 and H.5; Hi, H.4 and H.6; H.2, H.4 and H.6; Hi, H.3 and H.6; H.2, H.3 and H.6 if the absolute difference between the diffusion capacity measured in step G and the target value of the diffusion capacity exceeds the threshold.
  • the removal of the wrapping paper in step J preferably includes rolling it up on a roll or cutting the wrapping paper into bobbins of a defined width.
  • a number of wrapping papers according to the invention were produced according to the method according to the invention.
  • the composition of the wrapping papers is given in Table 1, where “LF” is the content of ground long-fiber pulp based on the mass of the wrapping paper, “SF-U” is the content of unground short-fiber pulp based on the mass of the wrapping paper, “SF-R” the content of ground short-fiber pulp in relation to the mass of the wrapping paper, “FI” the content of inorganic filler in relation to the mass of the wrapping paper, “DR-L” the freeness of the ground long-fiber pulp, “DR-S” the freeness of the ground short-fiber pulp, “ BW” is the basis weight, “MW” is the mean diffusing capacity and “SD” is the standard deviation of the diffusing capacity.
  • All wrapping papers according to the invention from Table 1 each contained 0.5% to 1.5% citrate as burnt salt, based on the mass of the wrapping paper.
  • the entire proportion of long-fiber pulp was formed by ground long-fiber pulp.
  • the wrapping papers 1 to 9 according to the invention show that a very low standard deviation of the diffusion capacity can be achieved over a certain range with regard to basis weight, the content of ground long-fiber pulp, ground and unground short-fiber pulp and the filler content. Intensive beating of all of the long-fiber pulp brought the diffusion capacity down to a low level, and the specific value of the diffusion capacity was primarily set by mixing ground and unground short-fiber pulp. Due to the natural variability of the raw materials, this ratio had to be adjusted individually for each production batch.
  • the wrapping paper 9 according to the invention with a content of unground short-fiber pulp of only 9% of the mass of the wrapping paper shows a significantly higher standard deviation in the diffusion capacity compared to the wrapping papers 1-7, so that the limits of the invention are approached here.
  • the wrapping paper 8 according to the invention also roughly shows the limits of the invention, in particular in comparison to the wrapping paper 7.
  • the main difference lies in the diffusion capacity, which is slightly higher for wrapping paper 8 at 0.44 cm/s than for wrapping paper 7 at 0. 39 cm/s. Apparently, the effect of the ground short-fiber pulp decreases from this diffusion capacity, so that the standard deviation of the diffusion capacity can no longer be reduced as efficiently.
  • the filler content is chosen to be rather low. If you want to increase the filler content, for example up to 40% or 45% of the mass of the wrapping paper, then it is favorable to increase the degree of beating of the short-fiber pulp and also to increase the proportion of ground short-fiber pulp and to reduce the proportion of unground short-fiber pulp.
  • Comparative example A which is not according to the invention, is very similar to wrapping paper 5 according to the invention, but has a higher basis weight of 48 g/m 2 and contains no ground short-fiber pulp. It can be seen that the standard deviation of the diffusion capacity in comparative example A is significantly higher than in wrapping paper 5, but is in an acceptable range, so that ground short-fiber pulp is no longer required at this high basis weight.
  • comparative example B which is not according to the invention, no ground short-fiber pulp was used and despite the otherwise almost identical properties to the wrapping paper 2 according to the invention, it is not possible to reduce the diffusion capacity sufficiently and the standard deviation of the diffusion capacity is more than twice as high.
  • comparative example C which is not according to the invention, shows that a wrapping paper that consists exclusively of ground long-fiber pulp and filler can achieve a low diffusion capacity, but the standard deviation of the diffusion capacity is too high. This is brought about by the proportion of filler and can, as the approximately similar example 4 shows, be compensated for by the use of ground short-fiber cellulose.

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Abstract

Gezeigt wird ein Umhüllungspapier für einen Rauchartikel, das Langfaserzellstoff, Kurzfaserzellstoff und anorganischen Füllstoff umfasst, wobei zumindest ein Teil des Langfaserzellstoffs gemahlen ist und der gemahlene Langfaserzellstoff mindestens 15% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, wobei mindestens ein Teil des Kurzfaserzellstoffs gemahlen ist und der gemahlene Kurzfaserzellstoff mindestens 5% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, und der gemahlene Kurzfaserzellstoff einen Mahlgrad von mindestens 20 °SR und höchstens 60 °SR aufweist, wobei der Kurzfaserzellstoff insgesamt mindestens 10% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, wobei mindestens 5% und höchstens 45% der Masse des Umhüllungspapiers durch einen oder mehrere anorganische Füllstoffe gebildet werden, wobei das Flächengewicht des Umhüllungspapiers mindestens 15 g/ m2 und höchstens 45 g/ m2 beträgt, wobei die Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers mindestens 0,05 cm/s und höchstens 0,5 cm/s beträgt, und wobei die Standardabweichung der Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers höchstens 0,05 cm/ s beträgt. Ferner gezeigt werden ein zugehöriges Herstellungsverfahren und ein Rauchartikel, der sich dieses Umhüllungspapiers bedient.

Description

VERBESSERTES UMHULLUN GSPAPIER MIT NIEDRIGER D IFFU S IONS KAPAZITÄT
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Umhüllungspapier mit niedriger Diffusionskapazität für einen Rauchartikel, das dem Rauchartikel eine niedrige Glimmgeschwindigkeit verleiht oder zur Selbstverlöschung des Rauchartikels führt, und das eine geringe Standardabweichung der Dif fusionskapazität aufweist, sowie Rauchartikel umfassend ein solches Umhüllungspapier und ein Verfahren zur Herstellung des Umhüllungspapiers.
HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik bekannte Rauchartikel umfassen üblicherweise ein aerosolerzeugendes Material, sowie ein Papier, das das aerosolerzeugende Material umhüllt, und so einen typi scherweise zylindrischen Stab bildet. In vielen Fällen ist das aerosolerzeugende Material Tabak oder ein aufbereitetes Tabakmaterial. Zumeist umfasst der Rauchartikel auch einen Filter, der Bestandteile des Aerosols filtern kann und der von einem Filterumhüllungspapier umhüllt ist, sowie von einem weiteren Umhüllungspapier, das den Filter und den umhüllten Stab mit ae rosolerzeugendem Material miteinander verbindet.
Von Rauchartikeln, die beim Gebrauch das aerosolerzeugende Material verbrennen, insbeson dere Zigaretten, geht eine inhärente Brandgefahr aus. Gesetzliche Regelungen verlangen da her, dass die Rauchartikel so gestaltet sind, dass sie in einem in ISO 12863:2010 spezifizierten Test mit einer Wahrscheinlichkeit von mindestens 75% von selbst verlöschen. Ein übliches Mittel, um diese gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen, ist, das Umhüllungspapier des Rauchartikels im Bereich des aerosolerzeugenden Materials mit Bändern in Umfangsrichtung auszustatten, sodass im Bereich der Bänder die Diffusion von Sauerstoff in den Rauchartikel so gering ist, dass der Rauchartikel von selbst verlöscht. Derartige Bänder können beispiels weise durch lokalen Auftrag von filmbildenden Zusammensetzungen hergesteht werden, die die Diffusionskapazität des Basispapiers lokal absenken.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Umhüllungspapier so zu gestalten, dass es über seine gesamte Fläche eine niedrige Diffusionskapazität aufweist. Auch solche Umhüllungspa piere führen zuverlässig zur Selbstverlöschung. Man kann dabei die Diffusionskapazität auch so hoch wählen, dass es noch zu keiner oder keiner häufigen Selbstverlöschung kommt. Solche Rauchartikel weisen dann geringe Glimmgeschwindigkeiten auf, was für manche Anwendun gen von Interesse sein kann. Es ist auch üblich, solche Umhüllungspapiere über die gesamte Fläche oder einen Teil der Fläche zu perforieren, sodass beim Rauchen des Rauchartikels Luft durch die Perforation in den Rauchartikel strömt und das entstehende Aerosol verdünnt. Es hat sich gezeigt, dass auch eine starke Perforation die Wahrscheinlichkeit der Selbstverlö- schung nicht nennenswert reduziert.
Im Stand der Technik haben sich gleichwohl für die Zwecke der Selbstverlöschung von Rauch artikeln Umhüllungspapiere durchgesetzt, die mit in Umfangsrichtung angeordneten bandför migen Bereichen ausgestattet sind, in denen die Diffusionskapazität lokal verringert ist. Ver suche, Umhüllungspapiere mit einer gleichförmigen, für die Zwecke der Selbstverlöschung ausreichend geringen Diffusionskapazität herzustellen, haben in der Praxis bisher keine zu friedenstellenden Ergebnisse geliefert. Es hat sich einerseits bereits als schwierig erwiesen, bei Umhüllungspapieren, die Füllstoff enthalten, überhaupt eine für die Zwecke der Selbstverlö schung ausreichend niedrige Diffusionskapazität zu erreichen. Darüber hinaus lassen sich der artige Umhüllungspapiere in der Praxis nicht in einer Weise hersteilen, dass die gesetzlichen Anforderungen hinsichtlich der Selbstverlöschung zuverlässig erfüllt werden.
Dieses Problem könnte man versuchen dadurch zu umgehen, dass zur Sicherheit eine beson ders niedrige Diffusionskapazität gewählt wird. Dies ist jedoch unerwünscht, weil der Rauch artikel sonst häufig während des Rauchens von selbst verlöscht, was die Akzeptanz solcher Rauchartikel beim Kunden reduziert. Zudem steigt bei Rauchartikeln, die solche Umhüllungs papiere enthalten, auch der Gehalt an schädlichen Gasen wie Kohlenmonoxid im Aerosol. Dies gilt auch für Rauchartikel, bei denen das Umhüllungspapier zusätzlich perforiert ist, um die Luftdurchlässigkeit zu erhöhen. Es besteht daher ein Interesse daran, ein Umhüllungspapier für Rauchartikel zur Verfügung zu haben, das es trotz eines bedeutenden Gehalts an Füllstoff erlaubt, bei einem daraus gefer tigten Rauchartikel die Wahrscheinlichkeit der Selbstverlöschung oder eine niedrige Glimm geschwindigkeit zuverlässig und stabil einzustellen. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umhüllungspapier für einen Rauchartikel zur Verfügung zu stellen, das es trotz eines bedeutenden Gehalts an Füllstoff erlaubt, bei einem daraus gefertigten Rauchartikel die Wahrscheinlichkeit der Selbstverlöschung oder eine nied- rige Glimmgeschwindigkeit zuverlässig und stabil einzustellen. Im Sinne dieser Erfindung wird unter „Umhüllungspapier“ nur jenes Papier verstanden, das das aerosolerzeugende Ma- terial umhüllt, weil nur dieses Papier Einfluss auf die Selbstverlöschung oder die Glimmge schwindigkeit des Rauchartikels hat. Filterumhüllungspapiere und Mundstücksbelagpapiere sind keine Umhüllungspapiere im Sinne dieser Erfindung. Diese Aufgabe wird durch ein Umhüllungspapier für einen Rauchartikel nach Anspruch l, und einen Rauchartikel nach Anspruch 21 gelöst. Ferner wird sie durch ein Verfahren zur Herstel lung eines Umhüllungspapiers nach Anspruch 24 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 Rauchartikeln geeignet ist und das Langfaserzellstoff, Kurzfaser zellstoff und anorganischen Füllstoff umfasst, wobei mindestens ein Teil des Langfaserzellstoffs gemahlen ist und der gemahlene Langfaser zellstoff mindestens 15% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht und wobei mindestens ein Teil des Kurzfaserzellstoffs gemahlen ist und der gemahlene Kurzfaser zellstoff mindestens 5% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, und der gemahlene Kurzfaserzellstoff einen Mahlgrad von mindestens 20 °SR und höchstens 60 °SR aufweist, und wobei der Kurzfaserzellstoff insgesamt mindestens 10% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, und wobei mindestens 5% und höchstens 45% der Masse des Umhüllungspapiers durch einen oder mehrere anorganische Füllstoffe gebildet werden, und das Flächengewicht des Umhüllungspapiers mindestens 15 g/m2 und höchstens 45 g/m2 be trägt, und die Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers mindestens 0,05 cm/ s und höchstens 0,5 cm/ s beträgt, und die Standardabweichung der Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers höchstens 0,05 cm/s beträgt. Ein Umhüllungspapier für Rauchartikel mit niedriger Diffusionskapazität ist beispielsweise in WO 2011/120687 Ai beschrieben. Bei diesem Umhüllungspapier musste aber die Diffusions kapazität sehr niedrig gewählt werden, um die gesetzlichen Anforderungen bezüglich der Selbstverlöschung sicher zu erfüllen. Ein weiteres Umhüllungspapier, das dieselben Probleme aufweist, ist auch in WO 2020/201716 beschrieben.
In aufwändigen Untersuchungen haben die Erfinder die vermutliche Ursache dieses Problems festgestellt. Die Selbstverlöschung eines Rauchartikels wird durch die Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers wesentlich bestimmt, der Übergang von 100% Selbstverlöschung zu 0% Selbstverlöschung findet aber in einem sehr engen Intervall der Diffusionskapazität mit einer Breite von etwa 0,3 cm/s statt, wobei die Lage des Intervalls erheblich von der Konstruktion des Rauchartikels, insbesondere dem aerosolerzeugenden Material, abhängt. Möchte man bei- spielsweise die Wahrscheinlichkeit der Selbstverlöschung auf ±10% einstellen, dann muss die Diffusionskapazität auf mindestens etwa ±0,03 cm/s genau eingestellt werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass es bei einem derartig engen Bereich der erforderlichen Diffusionska pazität nicht ausreicht, die mittlere Diffusionskapazität im Herstellungsprozess einzustellen, was bei den Umhüllungspapieren aus dem Stand der Technik schon nicht möglich ist, wenn die Umhüllungspapiere Füllstoff enthalten. Zusätzlich ist es wichtig, dass die Diffusionskapa zität des Umhüllungspapiers auch eine ausreichend geringe Standardabweichung aufweist, konkret eine Standardabweichung, die weniger als 0,05 cm/s beträgt. Bei den oben beschrie benen vorbekannten Umhüllungspapieren mit geringer Diffusionskapazität lagen die Stan dardabweichungen deutlich oberhalb dieser Grenze.
Während die Diffusionskapazität, gemessen nach CORESTA Recommended Method (CRM) 77, die Durchlässigkeit des Umhüllungspapiers für C02 zufolge einer Konzentrationsdifferenz beschreibt, gibt die Luftdurchlässigkeit, gemessen nach ISO 2965:2019 in cm3/(cm2-min), die Durchlässigkeit des Umhüllungspapiers für Luft zufolge einer Druckdifferenz von 1 kPa an. Umhüllungspapiere für Rauchartikel enthalten üblicherweise Langfaserzellstoff, also Zellstoff aus Nadelhölzern oder bestimmten Einjahrespflanzen, und der Fachmann kann unter ande rem durch Mahlung des Langfaserzellstoffs die Luftdurchlässigkeit einstellen, in der Erwar tung, damit auch die Diffusionskapazität festzulegen. Dies ist ein naheliegendes Verfahren, weil die Luftdurchlässigkeit während der Papierherstellung on-line näherungsweise gemessen werden kann. Daraus ergeben sich zwei Probleme.
Zum einen sind Diffusionskapazität und Luftdurchlässigkeit zwar beide durch die Porenstruk tur des Umhüllungspapiers bestimmt, sie hängen aber nicht direkt zusammen. Insbesondere kann die Art des Langfaserzellstoffs, beispielsweise ein Wechsel von Holzzellstoff zu Zellstoff aus Einj ahrespflanzen, oder der Gehalt an anorganischem Füllstoff die Diffusionskapazität un abhängig von der Luftdurchlässigkeit verändern. Damit gelingt es nicht, zumindest nicht bei niedrigen Diffusionskapazitäten, die Diffusionskapazität genau auf dem Umweg über die Luft durchlässigkeit einzustellen. Zum anderen hängen, sofern die Luftdurchlässigkeit bei gegebener Zusammensetzung des Umhüllungspapiers im Wesentlichen durch die Mahlung des Langfaserzellstoffs eingestellt wird, die Diffusionskapazität D und die Luftdurchlässigkeit Z näherungsweise durch D « k-Z05 voneinander ab, wobei k eine Proportionalitätskonstante ist. Bei niedrigen Luftdurchlässigkei ten Z wird die Änderungsrate dD/dZ sehr hoch, was bedeutet, dass schon sehr kleine Ände rungen der Luftdurchlässigkeit erhebliche Änderungen der Diffusionskapazität bewirken. Da die Luftdurchlässigkeit selbst auf separaten Messinstrumenten in diesem niedrigen Bereich wegen der unvermeidlichen Leckströme im Bereich des Messkopfs kaum auf weniger als ±2 cm3/ (cm2 -min) genau gemessen werden kann, kann sie auch nicht genauer eingestellt werden. Entsprechend stark weicht die erzielte Diffusionskapazität vom Sollwert ab.
Die Erfinder haben festgestellt, dass sich deutliche Fortschritte erzielen lassen, wenn die Dif- fusionskapazität selbst zur eigentlichen Zielgröße einer Regelung im Herstellungsprozess ge macht wird. Ferner haben sie erkannt, dass es zusätzlicher Stellgrößen bedarf, um die Diffusi onskapazität einzustellen und deren Standardabweichung gering zu halten. Gemäß der Erfin dung sind diese zusätzlichen Stellgrößen der Mahlgrad des Kurzfaserzellstoffs und die Mi schungsverhältnisse gemahlener und ungemahlener Zellstofffasern bzw. von Langfaserzell- Stoff und Kurzfaserzehstoff.
Umhüllungspapiere für Rauchartikel können Kurzfaserzellstoff enthalten, um dem Umhül lungspapier mehr Volumen zu verleihen. Der Anteil an Kurzfaserzellstoff soll aber nicht zu hoch sein, weil sonst die Festigkeit des Umhüllungspapiers zu stark abnimmt. Der Kurzfaser- Zellstoff wird generell auch nicht gemahlen, weil sich der Fachmann daraus nur einen höheren Energieaufwand aber keine Vorteile erwartet. In WO 2011/ 166012 ist zwar ein Umhüllungspa pier für Rauchartikel beschrieben, in dem Kurzfaserzellstoff gemahlen wird, allerdings geht es dort darum, ein kostengünstiges Umhüllungspapier zur Verfügung zu stellen, das trotz eines extrem hohen Anteils an Kurzfaserzellstoff von mindestens 90% der Masse eine ausreichende Festigkeit besitzt. Die dort genannten Ausführungsbeispiele zeigen eine Luftdurchlässigkeit von über 75 cm3/(cm2-min) und eine Diffusionskapazität von über 0,4 cm/s, was beides zu hoch ist, um Selbstverlöschung eines Rauchartikels zuverlässig zu erreichen. Dass bei einem geringeren Anteil an Kurzfaserzellstoff die Mahlung des Kurzfaserzellstoffs Vorteile bezüglich der Einstellung niedriger Diffusionskapazitäten bieten kann, wurde in WO 2011/ 166012 nicht erkannt.
Neben den obigen Überlegungen haben die Erfinder auch festgesteht, dass eine Vielzahl zu sätzlicher Parameter in Kombination günstig gewählt werden muss, um überhaupt mit der er forderlichen Genauigkeit die Diffusionskapazität einstellen zu können und eine geringe Stan- dardabweichung der Diffusionskapazität zu erreichen, dazu gehören unter anderem der Mahl grad des Langfaserzellstoffs, der Mahlgrad des Kurzfaserzellstoffs, die Anteile an gemahlenem und ungemahlenem Langfaserzellstoff, die Anteile an gemahlenem und ungemahlenem Kurz faserzellstoff, der Gehalt an anorganischem Füllstoff und das Flächengewicht.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier enthält Langfaserzellstoff, wobei mindestens ein Teil des Langfaserzellstoffs gemahlen ist und der gemahlene Langfaserzellstoff mindestens 15% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, bevorzugt macht er mindestens 20% und höchstens 65% der Masse des Umhüllungspapiers aus.
Der Mahlgrad des gemahlenen Langfaserzellstoffs, gemessen nach ISO 5267-1:1993, beträgt bevorzugt mindestens 85°SRund höchsten 95°SR und besonders bevorzugt mindestens 88°SR und höchstens 94°SR. Diese Intervalle sind für die typische erfindungsgemäße Zusammenset zung des Umhüllungspapiers besonders günstig. Bei besonders hohem oder niedrigem Füll stoffgehalt oder besonders hohem oder niedrigem Gehalt an gemahlenem Kurzfaserzellstoff kann es günstiger sein, einen Mahlgrad außerhalb dieser Intervalle zu wählen. Der Mahlgrad des Langfaserzellstoffs ist der wesentliche Parameter, um die Diffusionskapazität im Großen zu verändern, wobei ein hoher Mahlgrad zu einer niedrigen Diffusionskapazität führt. Durch die Anwesenheit des Füllstoffs reicht allerdings selbst sehr intensiv gemahlener Langfaserzell stoff nicht aus, um die Diffusionskapazität auf besonders niedrige Werte abzusenken.
Der Langfaserzellstoff im Sinn dieser Erfindung ist Zellstoff, der aus Nadelbäumen, bevorzugt Fichte, Föhre oder Tanne, oder aus Flachs, Hanf, Jute, Ramie, Bambus, Abaca, Sisal, Kenaf oder Baumwolle gewonnen ist. Mischungen aus Zellstoffen dieser Quellen können ebenfalls eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier enthält Kurzfaserzellstoff, wobei mindestens ein Teil des Kurzfaserzellstoffs gemahlen ist und der gemahlene Kurzfaserzellstoff mindestens 5% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, bevorzugt macht er mindes tens 10% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers aus.
Im erfindungsgemäßen Umhüllungspapier beträgt der Mahlgrad des gemahlenen Kurzfaser zellstoffs, gemessen nach ISO 5267-1:1993, mindestens 20 °SRund höchstens 60 °SR, bevor zugt mindestens 25 °SR und höchstens 50 °SR.
Kurzfaserzellstoff im Sinn dieser Erfindung ist Zellstoff, der aus Laubbäumen, bevorzugt Bu che, Birke oder Eukalyptus, oder aus Espartogras gewonnen ist. Mischungen aus Zellstoffen dieser Quellen können ebenfalls eingesetzt werden. Der Anteil des Kurzfaserzellstoffs insgesamt soll im erfindungsgemäßen Umhüllungspapier nicht zu hoch sein und beträgt mindestens 10% und höchstens 80%, bevorzugt mindestens 30% und höchstens 75% der Masse des Umhüllungspapiers. Zur genauen Einstellung der Diffusionskapazität dient primär das Mischungsverhältnis zwi schen gemahlenem Langfaserzellstoff, gemahlenem Kurzfaserzellstoff und, sofern vorhanden, ungemahlenem Langfaserzellstoff und ungemahlenem Kurzfaserzellstoff, weil es vergleichs weise einfach während der Herstellung des Umhüllungspapiers verändert werden kann. Es ist aber auch erfindungsgemäß, dass die Diffusionskapazität über eine Veränderung des Mahl- grads des Langfaserzellstoffs oder des Kurzfaserzellstoffs beeinflusst wird.
Die Erfinder gehen davon aus, dass sich die feinen Partikel des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs homogen über das Volumen des Umhüllungspapiers verteilen und damit helfen, die Poren struktur günstig zu beeinflussen. Dazu trägt auch die Homogenisierung der Fasergeometrie durch die Mahlung des Kurzfaserzellstoffs bei. Der gemahlene Kurzfaserzellstoff erlaubt es, trotz des Füllstoffs eine besonders niedrige Diffusionskapazität zu erreichen und zudem sinkt auch die Standardabweichung der Diffusionskapazität. Die Mahlung des Kurzfaserzellstoffs leistet also einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Ziele der Erfindung, sie ist alleine aber nicht ausreichend.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier enthält anorganischen Füllstoff, wobei der anorga nische Füllstoff mindestens 5% und höchstens 45% der Masse des Umhüllungspapiers ausma chen, bevorzugt mindestens 10% und höchstens 35% der Masse des Umhüllungspapiers. Der anorganische Füllstoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calci umcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydro xid, Titandioxid, Kaolin, Talkum und Mischungen daraus. Besonders bevorzugt ist der anor ganische Füllstoff ein gefälltes Calciumcarbonat. Anorganischer Füllstoff wird in Umhüllungspapieren im Stand der Technik unter anderem eingesetzt, weil er dem Umhüllungspapier eine hohe Weiße und Opazität verleiht und meistens kostengünstiger als Zellstoff ist. Daher versucht man den Gehalt an Füllstoff zu maximieren. Die Erfinder haben gefunden, dass ein hoher Gehalt an Füllstoff die Porenstruktur des Um hüllungspapiers negativ beeinflusst und zu einer Steigerung der Diffusionskapazität und deren Standardabweichung führt. Dieser Effekt kann durch den gemahlenen Kurzfaserzellstoff kom pensiert werden. Es ist bekannt, Umhüllungspapiere ohne Füllstoff herzustellen, allerdings weisen diese Papiere, vor allem bei niedriger Diffusionskapazität eine niedrige Opazität auf, sodass diese Möglichkeit für die erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere nicht in Betracht kommt.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier hat ein Flächengewicht von mindestens 15 g/m2 und höchstens 45 g/ m2, bevorzugt von mindestens 20 g/ m2 und höchstens 35 g/ m2. Das Flä chengewicht kann nach ISO 536:2019 gemessen werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass ein zu niedriges Flächengewicht vor allem bei gleichzeitiger Anwesenheit von Füllstoff dazu führt, dass die Diffusionskapazität über die Fläche des Umhüllungspapiers stärker variiert als es zur Erreichung einer stabilen Selbstverlöschungsrate günstig ist. Bei niedrigem Flächenge- wicht ist das Umhüllungspapier auch dünner und wird von nur wenigen Faserlagen gebildet. Dadurch variieren die Porenstruktur und die Diffusionskapazität über die Fläche erheblich. Ein höheres Flächengewicht bedeutet im Allgemeinen auch eine geringere Streuung verschie denster Parameter, es bedeutet aber auch einen höheren Material- und Energieaufwand, so dass das erfindungsgemäße und bevorzugte Intervall einen günstigen Kompromiss zwischen dem Material- und Energieaufwand und den erzielten Eigenschaften bedeutet.
Die Diffusionskapazität des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers, gemessen nach CRM 77, beträgt mindestens 0,05 cm/s und höchstens 0,5 cm/s, bevorzugt mindestens 0,1 cm/s und höchstens 0,45 cm/ s und besonders bevorzugt mindestens 0,1 cm/ s und höchstens 0,39 cm/ s.
Die Standardabweichung der Diffusionskapazität des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers beträgt mindestens o cm/s und höchstens 0,05 cm/s, bevorzugt mindestens 0,005 cm/s und höchstens 0,03 cm/s. Die Standardabweichung wird dabei durch Messung der Diffusionska pazität gemäß CRM 77 an mindestens 10 zufällig ausgewählten Positionen auf dem Umhül- lungspapier bestimmt.
Nach den Erkenntnissen der Erfinder ist das erfindungsgemäße und bevorzugte Intervall der Diffusionskapazität günstig, um bei einem Rauchartikel Selbstverlöschung zu erreichen oder seine Glimmgeschwindigkeit zu reduzieren. Der konkrete Wert der Diffusionskapazität, um eine bestimmte Rate der Selbstverlöschung oder eine bestimmte Glimmgeschwindigkeit zu er reichen, hängt erheblich von der Konstruktion des Rauchartikels und insbesondere vom aero solerzeugenden Material ab. Obwohl es wünschenswert wäre, zeigt sich, dass bei höheren Dif fusionskapazitäten die Mahlung des Kurzfaserzellstoffs keinen nennenswerten Effekt mehr hat. Offenbar ist dann der Anteil größerer Poren im Umhüllungspapier zu hoch, um durch die Partikel des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs beeinflusst zu werden. Obwohl im Rahmen der Erfindung möglich, ist es nicht bevorzugt, dass das Umhüllungspapier zusätzlich mit diskreten Bereichen ausgestattet ist, auf die eine filmbildende Zusammenset zung aufgetragen ist, um die Selbstverlöschung eines Rauchartikels zu erreichen. In diesem Fall besteht kein Bedarf, dass das Umhüllungspapier eine niedrige Diffusionskapazität besitzt. Die diskreten Bereiche weisen dabei üblicherweise eine niedrige Diffusionskapazität auf, wäh rend das Umhüllungspapier zwischen den Bereichen eine hohe Diffusionskapazität aufweist, sodass die erfindungsgemäßen Anforderungen an die Diffusionskapazität und deren Stan dardabweichung ohnehin zumeist nicht erfüllt sind. Bevorzugt weist das Umhüllungspapier daher keine diskreten Bereiche auf, auf die eine filmbildende Zusammensetzung aufgetragen ist oder die der Selbstverlöschung eines daraus gefertigten Rauchartikels dienen.
Es kann jedoch erfindungsgemäß sein, auf die gesamte Fläche des Umhüllungspapiers eine filmbildende Zusammensetzung aufzutragen. Insbesondere kann eine solche filmbildende Zu sammensetzung Stärke, Stärkederivate, Cellulosederivate, Alginate oder andere filmbildende Polymere enthalten. Solche Beschichtungen können beispielsweise der Reduktion der Flecken bildung am Umhüllungspapier oder der Beeinflussung der Inhaltsstoffe des im Rauchartikel beim Gebrauch gebildeten Aerosols dienen. Sie kann auch dazu dienen, die Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers weiter abzusenken. Anders als bei Umhüllungspapieren aus dem Stand der Technik, wird die Luftdurchlässigkeit nicht explizit als Zielgröße eingestellt, sondern ergibt sich vor allem aus der Diffusionskapazi tät und der Zusammensetzung des Umhüllungspapiers. Bevorzugt beträgt die Luftdurchlässig keit des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers, gemessen nach ISO 2965:2019 bei einer Druckdifferenz von 1 kPa, mindestens 1 cm3/ (cm2-min) und höchstens 25 cm3/(cm2-min) und besonders bevorzugt mindestens 2 cm3/(cm2-min) und höchstens 20 cm3/(cm2-min).
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier kann perforiert sein, sodass beim Gebrauch des da raus gefertigten Rauchartikels Luft in den Rauchartikel strömt und das Aerosol verdünnt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Umhüllungspapier perforiert und weist eine mitt- lere Luftdurchlässigkeit, gemessen nach ISO 2965:2019 bei einer Druckdifferenz von 1 kPa, von mindestens 50 cm3/(cm2-min) und höchstens 200 cm3/(cm2-min), besonders bevorzugt von mindestens 50 cm3/(cm2-min) und höchstens 150 cm3/(cm2-min) auf.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier kann Brandsalze enthalten, wobei die Brandsalze mindestens 0,5 % und höchstens 2% der Masse des U mhüllungspapiers ausmachen. Besonders bevorzugt beträgt die Menge der Brandsalze mindestens 0,7% und höchstens 1,5% der Masse des Umhüllungspapiers. Die Brandsalze können bevorzugt ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxyalaten, Salicylaten, a-Hydroxycaprylaten, Phosphaten, Polyphosphaten, Chlori- den und Hydrogencarbonaten, und Mischungen daraus und besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Trinatriumzitrat, Trikaliumzitrat und Mischungen daraus.
Die Brandsalze können die Glimmgeschwindigkeit beeinflussen, werden aber auch eingesetzt, um das Erscheinungsbild der Asche des verbrannten Umhüllungspapiers zu verbessern. Im Stand der Technik werden Brandsalze oft zwischen 2,0% und 5,0% der Masse des Umhüllungs papiers eingesetzt. Diese Menge ist aber zu hoch, um eine niedrige Glimmgeschwindigkeit des Rauchartikels zu erreichen und sie senkt auch die Rate der Selbstverlöschung. Das angegebene und bevorzugte Intervall erlaubt einen guten Kompromiss zwischen einer niedrigen Glimmge- schwindigkeit und einem guten Erscheinungsbild der Asche des Umhüllungspapiers.
Die Dicke des erfmdungsgemäßen Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt mindestens 20 pm und höchstens 70 pm, bevorzugt mindestens 22 pm und höchstens 60 pm. Die Dicke kann gemäß ISO 534:2011 auf einer einzelnen Lage des Umhüllungspapiers bestimmt werden. Die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers können für die Herstellung eines Rauchartikels aus diesem Umhüllungspapier von Bedeutung sein. Zu den wesentlichen mechanischen Eigenschaften gehören Zugfestigkeit und Bruchdehnung, vor al lem in Maschinenrichtung des Umhüllungspapiers, die beide nach ISO 1924-2:2008 bestimmt werden können.
Die Zugfestigkeit des erfmdungsgemäßen Umhüllungspapiers in Maschinenrichtung beträgt bevorzugt mindestens 8 N/15 mm und höchstens 30 N/15 mm, besonders bevorzugt mindes tens 10 N/15 mm und höchstens 25 N/15 mm· Durch die niedrige Diffusionskapazität des Um hüllungspapiers ist eine intensive Mahlung des Langfaserzellstoffs erforderlich. Dies steigert auch die Festigkeit, sodass die erfmdungsgemäßen Umhüllungspapiere zumeist ohne weitere Maßnahmen eine gute Festigkeit aufweisen.
Um Geschwindigkeitsunterschiede innerhalb einer Maschine während der Herstellung von Rauchartikeln aus dem Umhüllungspapier auszugleichen, ist es günstig, wenn das Umhül- lungspapier eine gewisse Dehnbarkeit aufweist. Bevorzugt beträgt die Bruchdehnung des er findungsgemäßen Umhüllungspapiers in Maschinenrichtung mindestens 0,9% und höchstens 3%, besonders bevorzugt mindestens 1% und höchstens 2%. Das Umhüllungspapier ist für die Anwendung auf Rauchartikeln vorgesehen, weshalb auch Rauchartikel umfassend das erfindungsgemäße Umhüllungspapier Gegenstand der Erfindung sind.
Der erfindungsgemäße Rauchartikel umfasst ein aerosolerzeugendes Material und das erfin dungsgemäße Umhüllungspapier, wobei das Umhüllungspapier mindestens einen Teil des ae rosolerzeugenden Materials umhüllt und einen zylindrischen Stab bildet.
Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Rauchartikel eine Zigarette und besonders bevorzugt eine Filterzigarette.
In einer weiteren Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Rauchartikel ein Rauchartikel, in dem das aerosolerzeugende Material beim bestimmungsgemäßen Gebrauch nur aufgeheizt aber nicht verbrannt wird, besonders bevorzugt ist der Rauchartikel dazu vorgesehen, elektrisch beheizt zu werden.
Für Rauchartikel, in denen das aerosolerzeugende Material nur aufgeheizt aber nicht ver brannt wird, ergibt sich der Bedarf an dem erfindungsgemäßen Umhüllungspapier nicht dar aus, eine niedrige Glimmgeschwindigkeit zu erreichen. Es kann aber von Vorteil sein, die Dif fusionskapazität des Umhüllungspapiers genau einzustellen, um die Diffusion von Gasen im Aerosol, wie beispielsweise Sauerstoff, Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid genauer zu kontrol lieren. Des Weiteren kann mit dem erfindungsgemäßen Umhüllungspapier erreicht werden, dass ein solcher Rauchartikel nicht wie eine Zigarette geraucht werden kann und kein stabiler Glimmprozess nach dem Anzünden zustande kommt.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier kann nach dem folgenden erfindungsgemäßen Ver fahren hergestellt werden, das die Schritte A bis E, I und J umfasst:
A - Bereitstellen einer wässrigen Suspension von ungemahlenem Langfaserzellstoff,
B - Bereitstellen einer wässrigen Suspension von ungemahlenem Kurzfaserzellstoff,
C - Mahlen mindestens eines Teils des Langfaserzellstoffs in der Suspension aus Schritt A auf einen ersten Sollwert des Mahlgrads,
D - Mahlen mindestens eines Teils des Kurzfaserzellstoffs in der Suspension aus Schritt B auf einen zweiten Sollwert des Mahlgrads,
E - Bilden einer Faserbahn aus mindestens dem gemahlenen Langfaserzellstoff aus Schritt C, dem gemahlenen Kurzfaserzellstoff aus Schritt D und anorganischem Füllstoff, und optional ungemahlenem Langfaserzellstoff und/ oder ungemahlenem Kurzfaserzellstoff, I - Trocknen der Faserbahn, um ein Umhüllungspapier zu erhalten,
J - Entnehmen des Umhüllungspapiers, wobei in Schritt E die Menge des gemahlenen Langfaserzellstoffs aus Schritt C so gewählt ist, dass mindestens 15% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch gemahlenen Langfaserzellstoff gebildet werden, wobei in Schritt E die Menge des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs aus Schritt D so gewählt ist, dass mindestens 5% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch gemahlenen Kurzfaserzellstoff gebildet werden, wobei der Kurzfaserzellstoff in Schritt D auf einen Mahlgrad von mindestens 20 °SR und höchstens 60 °SR gemahlen wird, wobei in Schritt E die Menge des Kurzfaserzellstoffs insgesamt so gewählt ist, dass mindestens 10% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch Kurzfaserzell stoff gebildet werden, wobei in Schritt E die Menge des anorganischen Füllstoffs so gewählt ist, dass mindestens 5% und höchstens 45% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch anorganischen Füll stoff gebildet werden, und wobei beim Bilden der Faserbahn in Schritt E die Mengen und Anteile an gemahlenem Langfaserzellstoff, gemahlenem Kurzfaserzellstoff, anorganischem Füllstoff, und optional un gemahlenem Langfaserzellstoff und/oder ungemahlenem Kurzfaserzellstoff so gewählt sind, dass das Umhüllungspapier von Schritt J die folgenden Eigenschaften aufweist: ein Flächengewicht von mindestens 15 g/m2 und höchstens 45 g/m2, eine Diffusionskapazität von mindestens 0,05 cm/s und höchstens 0,5 cm/s, und eine Standardabweichung der Diffusionskapazität von höchstens 0,05 cm/s. Man beachte, dass in Schritt E jedenfalls gemahlener Langfaserzellstoff und gemahlener Kurz faserzellstoff zum Bilden der Faserbahn herangezogen wird. Die zusätzliche Verwendung von ungemahlenem Langfaserzellstoff oder ungemahlenem Kurzfaserzellstoff ist hingegen optio nal.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren überwacht und angepasst, um si cherzustellen, dass das fertige Umhüllungspapier tatsächlich die gewünschte Diffusionskapa zität, im folgenden als „Sollwert“ der Diffusionskapazität bezeichnet, aufweist. Dies kann ins besondere im Rahmen eines Regelungs- oder Steuerverfahrens durchgeführt werden.
Dazu kann das Verfahren zwischen den Schritten E und I die folgenden Schritte enthalten:
F- Trocknen der Faserbahn, um ein vorläufiges Umhüllungspapier zu erhalten, G - Messen der Diffusionskapazität des vorläufigen Umhüllungspapiers aus Schritt F,
H -Prüfen, ob die absolute Differenz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusionskapazi tät und dem Sollwert einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, und falls dies der Fall ist, Anpassen des Herstellungsverfahrens durch mindestens einen der folgenden Anpassungs schritte H.i bis H.6:
H.i - Ändern des ersten Sollwerts des Mahlgrads in Schritt C,
H.2 — Ändern des zweiten Sollwerts des Mahlgrads in Schritt D,
H.3 - Ändern des Anteils an ungemahlenem Langfaserzellstoff beim Bilden der Faserbahn in Schritt E,
H.4 - Ändern des Anteils an ungemahlenem Kurzfaserzellstoff beim Bilden der Faserbahn in Schritt E,
H.5 - Ändern des Anteils an gemahlenem Langfaserzellstoff beim Bilden der Faserbahn in Schritt E,
H.6 - Ändern des Anteils an gemahlenem Kurzfaserzellstoff aus Schritt beim Bilden der Fa serbahn in Schritt E.
In vorteilhaften Ausführungsformen beträgt der Schwellenwert von Schritt H mindestens 0,01 cm/s und höchstens 0,07 cm/s.
Der Begriff „vorläufiges Umhüllungspapier“ weist darauf hin, dass dieses Umhüllungspapier je nach Abweichung vom Sollwert der Diffusionskapazität möglicherweise nicht den Anforde rungen entspricht und aussortiert werden muss. Bei ausreichend geringen Abweichungen vom Sollwert kann das vorläufige Umhüllungspapier aber für die Zwecke der Erfindung verwendet werden, und bildet dann das Umhüllungspapier von Schritt J, wobei dann die Schritte F und I zusammenfallen. Man beachte, dass der Schwellenwert der Abweichung vom Sollwert in Schritt H, der zu einer Anpassung des Herstellungsverfahrens führt, in der Regel geringer ist, als eine Abweichung, die eine Aussortierung des vorläufigen Umhüllungspapiers erforderlich macht. In bevorzugten Ausführungsformen wird das Verfahren kontinuierlich durch die An passungsschritte H.i bis H.6 so angepasst, dass es gar nicht zu so großen Abweichungen der Diffusionskapazität vom Sollwert kommt, dass das „vorläufige Umhüllungspapier“ aussortiert werden müsste.
Bei den Anpassungsschritten H.3 und H.4 ist zu beachten, dass das „Ändern des Anteils an ungemahlenem Langfaserzell Stoff/ Kurzfaserzell Stoff“ insbesondere bedeuten kann, dass un gemahlener Langfaserzellstoff/Kurzfaserzellstoff erstmals zugefügt wird, also vor diesem An passungsschritt gar nicht zur Anwendung kam, oder dass dieser weggelassen wird, nachdem er vor diesem Anpassungsschritt verwendet wurde. Bevorzugt ist die Menge des gemahlenen Langfaserzellstoffs in Schritt E so gewählt, dass min destens 20% und höchstens 65% der Masse des Umhüllungspapiers durch gemahlenen Lang faserzellstoff gebildet werden.
Der erste Sollwert des Mahlgrads in Schritt C, gemessen nach ISO 5267-1:1993, beträgt bevor zugt mindestens 85°SR und höchsten 95°SR und besonders bevorzugt mindestens 88°SR und höchstens 94°SR.
Der Langfaserzellstoff im Sinn dieser Erfindung ist Zellstoff, der aus Nadelbäumen, bevorzugt Fichte, Föhre oder Tanne, oder aus Flachs, Hanf, Jute, Ramie, Bambus, Abaca, Sisal, Kenaf oder Baumwolle gewonnen ist. Mischungen aus Zellstoffen dieser Quellen können ebenfalls eingesetzt werden.
Bevorzugt ist die Menge des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs in Schritt E so gewählt, dass min destens 10% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch gemah lenen Kurzfaserzellstoff gebildet werden.
Der zweite Sollwert des Mahlgrads in Schritt D, gemessen nach ISO 5267-1:1993, beträgt be vorzugt mindestens 25 °SR und höchstens 50 °SR.
Kurzfaserzellstoff im Sinn dieser Erfindung ist Zellstoff, der aus Laubbäumen, bevorzugt Bu che, Birke oder Eukalyptus, oder aus Espartogras gewonnen ist. Mischungen aus Zellstoffen dieser Quellen können ebenfalls eingesetzt werden.
Bevorzugt ist die Menge an Kurzfaserzellstoffs insgesamt in Schritt E so gewählt, dass mindes tens 30% und höchstens 75% der Masse des Umhüllungspapiers aus Schritt J durch Kurzfa serzellstoff gebildet werden.
Bevorzugt ist die Menge des anorganischen Füllstoffs in Schritt E so gewählt, dass mindestens 10% und höchstens 35% der Masse des Umhüllungspapiers durch anorganischen Füllstoff ge bildet werden.
Der anorganische Füllstoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calci umcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydro xid, Titandioxid, Kaolin, Talkum und Mischungen daraus. Besonders bevorzugt ist der anor ganische Füllstoff ein gefälltes Calciumcarbonat. Das Umhüllungspapier aus Schritt J hat bevorzugt ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2 und höchstens 35 g/m2. Die Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers aus Schritt J, gemessen nach CRM 77, beträgt bevorzugt mindestens 0,1 cm/ s und höchstens 0,45 cm/ s und besonders bevorzugt mindestens 0,1 cm/s und höchstens 0,39 cm/s.
Die Standardabweichung der Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers aus Schritt J beträgt bevorzugt mindestens 0,005 cm/s und höchstens 0,03 cm/s.
Bevorzugt erfolgt das Bilden der Faserbahn in Schritt E auf einer Papiermaschine, besonders bevorzugt auf einer Langsiebpapiermaschine. Die Details der Herstellung einer Faserbahn auf einer Papiermaschine kann der Fachmann nach seiner Erfahrung wählen.
Bevorzugt erfolgt das Trocknen der Faserbahn in Schritt F oder Schritt I durch Kontakt mit beheizten Zylindern, durch Kontakt mit heißer Luft, durch Infrarotstrahlung oder durch Mik rowellenstrahlung. Bevorzugt wird die Diffusionskapazität in Schritt G durch den Mittelwert aus mindestens 10 Messungen gemäß CRM 77 an zufällig ausgewählten Positionen bestimmt.
Bevorzugt beträgt der Schwellenwert in Schritt H mindestens 0,02 cm/ s und höchstens 0,05 cm/s. Der Schwellenwert in Schritt H soll nicht zu niedrig gewählt werden, insbesondere nicht niedriger als die Genauigkeit der Messung der Diffusionskapazität. Das Ausmaß, in dem in mindestens einem der Schritte H.i bis H.6 der erste Sollwert für Schritt B, der zweite Sollwert für Schritt C oder die Mengenanteile der Zellstofffasern in den Schritten H.3 bis H.6 geändert werden, kann der Fachmann durch seine Erfahrung, durch Experimente oder mit Hilfe der Methoden der Regelungstheorie bestimmen.
Ist die in Schritt G gemessene Diffusionskapazität deutlich zu hoch, ist es günstig, den ersten Sollwert des Mahlgrads in Schritt C zu erhöhen, Schritt H.i, oder den Anteil des ungemahlenen Langfaserzellstoffs zu senken, Schritt H.3, und gleichzeitig den Anteil des gemahlenen Lang faserzellstoffs zu erhöhen, Schritt H.5, weil der Mahlgrad des Langfaserzellstoffs den stärksten Einfluss auf die Diffusionskapazität hat. Dabei bezieht sich hier und im folgenden der „Anteil“ stets auf den Anteil beim Bilden der Faserbahn in Schritt E. In diesem Fall ist es auch effizient, WO 2022/175292 - l6 - PCT/EP2022/053727 den Anteil an Kurzfaserzellstoff zu senken, Schritt H.4 oder Schritt H.6, und den Anteil an gemahlenem Langfaserzellstoff zu erhöhen, Schritt H.5.
Ist die in Schritt G gemessene Diffusionskapazität nur geringfügig zu hoch, ist es günstig, den zweiten Sollwert des Mahlgrads in Schritt D zu erhöhen, Schritt H.2, oder den Anteil des un gemahlenen Kurzfaserzellstoffs zu senken, Schritt H.4, und gleichzeitig den Anteil des gemah lenen Kurzfaserzellstoffs zu erhöhen, Schritt H.6. In diesem Fall ist es auch effizient, den Anteil an ungemahlenem Langfaserzellstoff zu senken, Schritt H.3 und gleichzeitig den Anteil des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs zu erhöhen, Schritt H.6. Der Mahlgrad des Kurzfaserzellstoffs hat geringere Auswirkung auf die Diffusionskapazität, erlaubt es aber, die Diffusionskapazität noch weiter abzusenken als es mit gemahlenem Langfaserzellstoff alleine möglich wäre.
Möchte man die Standardabweichung der Diffusionskapazität senken, dann ist es günstig, den Anteil des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs zu erhöhen, Schritt H.6 und gleichzeitig den Anteil des gemahlenen Langfaserzellstoffs, Schritt H.5, zu senken. Eventuell bedarf es dabei auch ei ner Anpassung des ersten oder zweiten Sollwerts des Mahlgrads, Schritt H.i oder Schritt H.2.
Bevorzugt ist der Schritt H das Durchführen einer Kombination aus zwei der Schritte H.i bis H.6, sofern die absolute Differenz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusionskapazität und dem Sollwert der Diffusionskapazität den Schwellenwert überschreitet.
Besonders bevorzugt ist der Schritt H das Durchführen mindestens einer der folgenden Kom binationen aus zwei der Schritte H.3 bis H.6: H.3 und H.5; H.4 und H.5; H.6 und H.5; H.4 und H.6; H.3 und H.6, sofern die absolute Differenz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusi onskapazität und dem Sollwert der Diffusionskapazität den Schwellenwert überschreitet.
Ganz besonders bevorzugt ist der Schritt H das Durchführen einer Kombination aus drei der Schritte H.i bis H.6, sofern die absolute Differenz zwischen der in Schritt G gemessenen Dif fusionskapazität und dem Sollwert der Diffusionskapazität den Schwellenwert überschreitet.
Insbesondere ist der Schritt H das Durchführen mindestens einer der folgenden Kombinatio nen aus drei der Schritte H.i bis H.6: H.i, H.3 und H.5; H.2, H.3 und H.5; H.i, H.4 und H.5; H.2, H.4 und H.5; H.i, H.6 und H.5; H.2, H.6 und H.5; H.i, H.4 und H.6; H.2, H.4 und H.6; H.i, H.3 und H.6; H.2, H.3 und H.6, sofern die absolute Differenz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusionskapazität und dem Sollwert der Diffusionskapazität den Schwellenwert überschreitet. Bevorzugt umfasst das Entnehmen des Umhüllungspapiers in Schritt J das Aufrollen auf einer Rolle oder das Schneiden des Umhüllungspapiers in Bobinen definierter Breite.
BESCHREIBUNG VON EINIGEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN UND VERGLEICHSBEISPIELEN
Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Umhül lungspapiere beschrieben. Ausführungsbeispiele
Mehrere erfindungsgemäße Umhüllungspapiere wurden nach dem erfindungsgemäßen Ver fahren hergestellt. Die Zusammensetzung der Umhüllungspapiere ist in Tabelle 1 angegeben, wobei „LF“ den Gehalt an gemahlenem Langfaserzellstoff bezogen auf die Masse des Umhül- lungspapiers, „SF-U“ den Gehalt an ungemahlenem Kurzfaserzellstoff bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers, „SF-R“ den Gehalt an gemahlenem Kurzfaserzellstoff bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers, „FI“ den Gehalt an anorganischem Füllstoff bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers, „DR-L“ den Mahlgrad des gemahlenen Langfaserzellstoffs, „DR-S“ den Mahlgrad des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs, „BW“ das Flächengewicht, „MW“ den Mittelwert der Diffusionskapazität und „SD“ die Standardabweichung der Diffusionska pazität bezeichnen. Alle erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere aus Tabelle 1 enthielten je weils 0,5% bis 1,5% Zitrat als Brandsalz, bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers. Der gesamte Anteil an Langfaserzellstoff wurde durch gemahlenen Langfaserzellstoff gebildet. WO 2022/175292 - l8 - PCT/EP2022/053727
Tabelle 1
Vergleichsbeispiele Mehrere nicht erfindungsgemäße Umhüllungspapiere wurden hergestellt, deren Daten in Ta belle 2 zusammengefasst sind, wobei die Abkürzungen dieselbe Bedeutung haben, wie in Ta belle l. Auch die nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere A und B enthielten jeweils 0,5% bis 1,5% Zitrat als Brandsalz. Das nicht erfindungsgemäße Umhüllungspapier C enthielt keine Brandsalze. Der gesamte Anteil an Langfaserzellstoff wurde durch gemahlenen Langfaserzell- Stoff gebildet.
Tabelle 2
Die erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere 1 bis 9 zeigen, dass sich über einen bestimmten Bereich bezüglich des Flächengewichts, des Gehalts an gemahlenem Langfaserzellstoff, ge mahlenem und ungemahlenem Kurzfaserzellstoff und des Füllstoffgehalts eine sehr niedrige Standardabweichung der Diffusionskapazität erreichen lässt. Durch intensive Mahlung des ge samten Langfaserzellstoffs wurde die Diffusionskapazität in einen niedrigen Bereich gebracht und der konkrete Wert der Diffusionskapazität wurde vor allem durch die Mischung aus ge- mahlenem und ungemahlenem Kurzfaserzellstoff eingestellt. Aufgrund der natürlichen Varia bilität der Rohmaterialien musste dieses Verhältnis bei jeder Produktionscharge individuell angepasst werden.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier 9 mit einem Gehalt des ungemahlenen Kurzfaser zellstoffs von nur 9% der Masse des Umhüllungspapiers zeigt im Vergleich zu den Umhül lungspapieren 1-7 eine deutliche höhere Standardabweichung in der Diffusionskapazität, so- dass man hier nahe an die Grenzen der Erfindung gelangt. Auch das erfindungsgemäße Umhüllungspapier 8 zeigt in etwa die Grenzen der Erfindung, insbesondere im Vergleich zum Umhüllungspapier 7. Der wesentliche Unterschied liegt in der Diffusionskapazität, die bei Umhüllungspapier 8 mit 0,44 cm/ s etwas höher ist als bei Umhül lungspapier 7 mit 0,39 cm/s. Offenbar nimmt ab dieser Diffusionskapazität die Wirkung des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs ab, sodass die Standardabweichung der Diffusionskapazität nicht mehr so effizient gesenkt werden kann.
In den erfindungsgemäßen Umhüllungspapieren 1 bis 9 ist der Füllstoffgehalt eher niedrig ge wählt. Möchte man den Füllstoffgehalt erhöhen, beispielsweise bis 40% oder 45% der Masse des Umhüllungspapiers, dann ist es günstig, den Mahlgrad des Kurzfaserzellstoffs noch zu stei gern und ebenso den Anteil des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs zu erhöhen und den Anteil des ungemahlenen Kurzfaserzellstoffs zu senken.
Das nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiel A ist dem erfindungsgemäßen Umhüllungspa- pier 5 sehr ähnlich, besitzt aber ein höheres Flächengewicht von 48 g/ m2 und enthält keinen gemahlenen Kurzfaserzellstoff. Es zeigt sich, dass die Standardabweichung der Diffusionska pazität beim Vergleichsbeispiel A deutlich höher ist als beim Umhüllungspapier 5, aber in ei nem akzeptablen Bereich liegt, sodass bei diesem hohen Flächengewicht gemahlener Kurzfa serzellstoff nicht mehr erforderlich ist.
Im nicht erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiel B wurde kein gemahlener Kurzfaserzellstoff eingesetzt und trotz der ansonsten fast identischen Eigenschaften wie beim erfindungsgemä ßen Umhüllungspapier 2, gelingt es nicht, die Diffusionskapazität ausreichend abzusenken und zudem ist die Standardabweichung der Diffusionskapazität mehr als doppelt so hoch.
Schließlich zeigt das nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiel C, dass ein Umhüllungspa pier, das ausschließlich aus gemahlenem Langfaserzellstoff und Füllstoff besteht, zwar eine niedrige Diffusionskapazität erreichen kann, aber die Standardabweichung der Diffusionska pazität ist zu hoch. Dies wird durch den Anteil an Füllstoff bewirkt und kann, wie das nähe- rungsweise ähnliche Ausführungsbeispiel 4 zeigt, durch den Einsatz von gemahlenem Kurzfa serzellstoff kompensiert werden.
Man erkennt aus den erfindungsgemäßen Umhüllungspapieren und den nicht erfindungsge mäßen Vergleichsbeispielen, dass es tatsächlich auf die Kombination mehrerer Merkmale, ins- besondere das Flächengewicht, den Mahlgrad des Kurzfaserzellstoffs, das Mischungsverhält nis zwischen gemahlenem und ungemahlenem Kurzfaserzellstoff und den Gehalt an Füllstoff im Umhüllungspapier ankommt, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Umhüllungspapier für einen Rauchartikel, das Langfaserzellstoff, Kurzfaserzellstoff und anorganischen Füllstoff umfasst, wobei zumindest ein Teil des Langfaserzellstoffs gemahlen ist und der gemahlene Lang faserzellstoff mindestens 15% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, wobei mindestens ein Teil des Kurzfaserzellstoffs gemahlen ist und der gemahlene Kurz faserzellstoff mindestens 5% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers aus macht, und der gemahlene Kurzfaserzellstoff einen Mahlgrad von mindestens 20 °SR und höchstens 60 °SR aufweist, wobei der Kurzfaserzellstoff insgesamt mindestens 10% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht, wobei mindestens 5% und höchstens 45% der Masse des Umhüllungspapiers durch ei nen oder mehrere anorganische Füllstoffe gebildet werden, wobei das Flächengewicht des Umhüllungspapiers mindestens 15 g/m2 und höchstens 45 g/m2 beträgt, wobei die Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers mindestens 0,05 cm/ s und höchs tens 0,5 cm/s beträgt, und wobei die Standardabweichung der Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers höchs tens 0,05 cm/s beträgt.
2. Umhüllungspapier nach Anspruch 1, bei dem der Mahlgrad des gemahlenen Langfaser zellstoffs, gemessen nach ISO 5267-1:1993, mindestens 85°SRund höchsten 95°SRund bevorzugt mindestens 88°SR und höchstens 94°SR beträgt.
3. Umhüllungspapier nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Langfaserzellstoff aus Nadel bäumen, bevorzugt Fichte, Föhre oder Tanne, oder aus Flachs, Hanf, Jute, Ramie, Bam bus, Abaca, Sisal, Kenaf oder Baumwolle gewonnen ist, oder eine Mischung aus Zellstof fen von zwei oder mehr dieser Quellen ist.
4. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der gemahlene Kurzfaserzellstoff mindestens 10% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspa piers ausmacht und/oder bei dem der gemahlene Langfaserzellstoff mindestens 20% und höchstens 65% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht.
5. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Mahlgrad des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs, gemessen nach ISO 5267-1:1993 mindestens 25°SR und höchstens 50°SR beträgt.
6. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kurzfaser zellstoff aus Laubbäumen, bevorzugt Buche, Birke oder Eukalyptus, oder aus Esparto- gras gewonnen ist, oder eine Mischung aus Zellstoffen von zwei oder mehr dieser Quellen ist.
7. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anteil des Kurzfaserzellstoffs mindestens 30% und höchstens 75% der Masse des Umhüllungspa piers ausmacht.
8. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der anorgani sche Füllstoff mindestens 10% und höchstens 35% der Masse des Umhüllungspapiers ausmacht.
9. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der anorgani sche Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Magnesi umcarbonat, Magnesiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Titandioxid, Kaolin, Talkum und Mischungen daraus.
10. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2 und höchstens 35 g/m2 aufweist.
11. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Diffusions kapazität, gemessen nach CRM 77, mindestens 0,1 cm/s und höchstens 0,45 cm/s, vor zugsweise mindestens 0,1 cm/s und höchstens 0,39 cm/s beträgt.
12. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Standardab weichung der Diffusionskapazität mindestens 0,005 cm/s und höchstens 0,03 cm/s be trägt, wobei die Standardabweichung durch Messung der Diffusionskapazität gemäß CRM 77 an mindestens 10 zufällig ausgewählten Positionen auf dem Umhüllungspapier zu bestimmen ist.
13. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, auf welches entweder keine filmbildende Zusammensetzung aufgetragen ist, oder auf welches eine filmbil dende Zusammensetzung, insbesondere eine filmbildende Zusammensetzung die Stärke, Stärkederivate, Cellulosederivate, Alginate oder andere filmbildende Polymere enthält, auf die gesamte Fläche aufgetragen ist.
14. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Luftdurchlässig- keit, gemessen nach ISO 2965:2019 bei einer Druckdifferenz von 1 kPa, mindestens 1 cm3/(cm2-min) und höchstens 25 cm3/ (cm2 -min), vorzugsweise mindestens 2 cm3/(cm2-min) und höchstens 20 cm3/(cm2-min) beträgt.
15. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umhüllungs papier perforiert ist und eine mittlere Luftdurchlässigkeit, gemessen nach ISO 2965:2019 bei einer Druckdifferenz von 1 kPa, von mindestens 50 cm3/(cm2-min) und höchstens 200 cm3/ (cm2 -min), vorzugsweise von mindestens 50 cm3/(cm2-min) und höchstens 150 cm3/ (cm2 -min) aufweist.
16. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umhüllungs papier ferner Brandsalze enthält, die mindestens 0,5 % und höchstens 2%, vorzugsweise mindestens 0,7 % und höchstens 1,5 % der Masse des Umhüllungspapiers ausmachen.
17. Umhüllungspapier nach Anspruch 16, bei dem die Brandsalze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxyalaten, Salicylaten, a-Hydro- xycaprylaten, Phosphaten, Polyphosphaten, Chloriden und Hydrogencarbonaten, und Mischungen daraus.
18. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen gemäß ISO 534:2011 bestimmte Dicke mindestens 20 pm und höchstens 70 pm, bevorzugt mindes tens 22 pm und höchstens 60 pm beträgt.
19. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen nach ISO 1924- 2:2008 bestimmte Zugfestigkeit in Maschinenrichtung mindestens 8 N/15 mm und höchstens 30 N/15 mm > bevorzugt mindestens 10 N/15 mm und höchstens 25 N/15 mm beträgt.
20. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Bruchdehnung in Maschinenrichtung mindestens 0,9% und höchstens 3%, bevorzugt mindestens 1% und höchstens 2% beträgt.
21. Rauchartikel, umfassend ein Aerosol erzeugendes Material und ein Umhüllungspapier gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umhüllungspapier mindestens einen Teil des aerosolerzeugenden Materials umhüllt und einen zylindrischen Stab bil det.
22. Rauchartikel nach Anspruch 21, der durch eine Zigarette, vorzugsweise eine Filterziga rette gebildet ist.
23. Rauchartikel nach Anspruch 21, bei dem das aerosolerzeugende Material beim bestim mungsgemäßen Gebrauch nur aufgeheizt aber nicht verbrannt wird, wobei der Rauchar tikel vorzugsweise dazu vorgesehen ist, elektrisch beheizt zu werden.
24. Verfahren zum Herstellen eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel, das die Schritte A bis E, I und J umfasst:
A - Bereitstellen einer wässrigen Suspension von ungemahlenem Langfaserzellstoff,
B - Bereitstellen einer wässrigen Suspension von ungemahlenem Kurzfaserzellstoff,
C - Mahlen mindestens eines Teils des Langfaserzellstoffs in der Suspension aus Schritt A auf einen ersten Sollwert des Mahlgrads,
D - Mahlen mindestens eines Teils des Kurzfaserzellstoffs in der Suspension aus Schritt B auf einen zweiten Sollwert des Mahlgrads,
E - Bilden einer Faserbahn aus mindestens dem gemahlenen Langfaserzellstoff aus Schritt C, dem gemahlenen Kurzfaserzellstoff aus Schritt D und anorganischem Füllstoff, und optional ungemahlenem Langfaserzellstoff und/ oder ungemahlenem Kurzfaserzell stoff,
I - Trocknen der Faserbahn, um ein Umhüllungspapier zu erhalten,
J - Entnehmen des Umhüllungspapiers, wobei in Schritt E die Menge des gemahlenen Langfaserzellstoffs aus Schritt C so gewählt ist, dass mindestens 15% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch gemahlenen Langfaserzellstoff gebildet werden, wobei in Schritt E die Menge des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs aus Schritt D so gewählt ist, dass mindestens 5% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch gemahlenen Kurzfaserzellstoff gebildet werden, wobei der Kurzfaserzellstoff in Schritt D auf einen Mahlgrad von mindestens 20 °SR und höchstens 60 °SR gemahlen wird, wobei in Schritt E die Menge des Kurzfaserzellstoffs insgesamt so gewählt ist, dass min destens 10% und höchstens 80% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch Kurzfaserzellstoff gebildet werden, wobei in Schritt E die Menge des anorganischen Füllstoffs so gewählt ist, dass mindes tens 5% und höchstens 45% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch anor ganischen Füllstoff gebildet werden, und wobei beim Bilden der Faserbahn in Schritt E die Mengen und Anteile an gemahle nem Langfaserzellstoff, gemahlenem Kurzfaserzellstoff, anorganischem Füllstoff, und optional ungemahlenem Langfaserzellstoff und/oder ungemahlenem Kurzfaserzellstoff so gewählt sind, dass das Umhüllungspapier von Schritt J die folgenden Eigenschaften aufweist: ein Flächengewicht von mindestens 15 g/m2 und höchstens 45 g/m2, eine Diffusionskapazität von mindestens 0,05 cm/s und höchstens 0,5 cm/s, und eine Standardabweichung der Diffusionskapazität von höchstens 0,05 cm/s.
25. Verfahren nach Anspruch 24, das zwischen den Schritten E und I die folgenden Schritte enthält:
F- Trocknen der Faserbahn, um ein vorläufiges Umhüllungspapier zu erhalten,
G - Messen der Diffusionskapazität des vorläufigen Umhüllungspapiers aus Schritt F,
H -Prüfen, ob die absolute Differenz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusions kapazität und einem Sollwert einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, und falls dies der Fall ist, Anpassen des Herstellungsverfahrens durch mindestens einen der fol genden Anpassungsschritte H.i bis H.6:
H.i - Ändern des ersten Sollwerts des Mahlgrads in Schritt C,
H.2 — Ändern des zweiten Sollwerts des Mahlgrads in Schritt D,
H.3 - Ändern des Anteils an ungemahlenem Langfaserzellstoff beim Bilden der Faser bahn in Schritt E,
H.4 - Ändern des Anteils an ungemahlenem Kurzfaserzellstoff beim Bilden der Faser bahn in Schritt E,
H.5 - Ändern des Anteils an gemahlenem Langfaserzellstoff beim Bilden der Faserbahn in Schritt E,
H.6 - Ändern des Anteils an gemahlenem Kurzfaserzellstoff beim Bilden der Faserbahn in Schritt E.
26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Schwellenwert von Schritt H mindestens 0,01 cm/s und höchstens 0,07 cm/s beträgt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, bei dem die Menge des gemahlenen Langfaserzellstoffs in Schritt E so gewählt ist, dass mindestens 20% und höchstens 65% der Masse des Umhüllungspapiers durch gemahlenen Langfaserzellstoff gebildet wer den.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, bei dem der erste Sollwert des Mahlgrads in Schritt C, gemessen nach ISO 5267-1:1993, mindestens 85°SR und höchsten 95°SR, vorzugsweise mindestens 88°SR und höchstens 94°SR beträgt.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, bei dem der Langfaserzellstoff aus Na delbäumen, bevorzugt Fichte, Föhre oder Tanne, oder aus Flachs, Hanf, Jute, Ramie, Bambus, Abaca, Sisal, Kenaf oder Baumwolle gewonnen ist, oder eine Mischung aus Zell stoffen von zwei oder mehr dieser Quellen ist.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, bei dem die Menge des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs in Schritt E so gewählt ist, dass mindestens 10% und höchstens 70% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch gemahlenen Kurzfaserzellstoff ge bildet werden.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, bei dem der zweite Sollwert des Mahl grads in Schritt D, gemessen nach ISO 5267-1:1993, mindestens 25 °SR und höchstens 50 °SR beträgt.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, bei dem der Kurzfaserzellstoff aus Laub bäumen, bevorzugt Buche, Birke oder Eukalyptus, oder aus Espartogras gewonnen ist, oder eine Mischung aus Zellstoffen von zwei oder mehr dieser Quellen ist.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 32, bei dem die Menge an Kurzfaserzellstoffs insgesamt in Schritt E so gewählt ist, dass mindestens 30% und höchstens 75% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch Kurzfaserzellstoff gebildet werden.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 33, bei dem die Menge des anorganischen Füllstoffs in Schritt E so gewählt ist, dass mindestens 10% und höchstens 35% der Masse des Umhüllungspapiers in Schritt J durch anorganischen Füllstoff gebildet werden.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 34, bei dem der anorganische Füllstoff aus gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Mag nesiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Titandioxid, Kaolin, Talkum und Mischungen daraus.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, bei dem das Umhüllungspapier aus Schritt J ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2 und höchstens 35 g/m2 hat.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 36, bei dem das Umhüllungspapier aus Schritt J eine Diffusionskapazität, gemessen nach CRM 77, von mindestens 0,1 cm/ s und höchstens 0,45 cm/s, vorzugsweise von mindestens 0,1 cm/s und höchstens 0,39 cm/s aufweist.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 37, bei dem die Standardabweichung der Diffusionskapazität des Umhüllungspapiers aus Schritt J mindestens 0,005 cm/s und höchstens 0,03 cm/s beträgt.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 38, bei dem das Bilden der Faserbahn in Schritt E auf einer Papiermaschine erfolgt, vorzugsweise auf einer Langsiebpapierma schine.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 39, bei dem das Trocknen der Faserbahn in Schritt F oder Schritt I durch Kontakt mit beheizten Zylindern, durch Kontakt mit heißer Luft, durch Infrarotstrahlung oder durch Mikrowellenstrahlung erfolgt.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 40, bei dem die Diffusionskapazität in Schritt G durch den Mittelwert aus mindestens 10 Messungen gemäß CRM 77 an zufällig ausgewählten Positionen bestimmt wird.
42. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 40, bei dem der Schwellenwert in Schritt H mindestens 0,02 cm/s und höchstens 0,05 cm/s beträgt.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 42, bei dem für den Fall, dass die in Schritt G gemessene Diffusionskapazität deutlich zu hoch ist, der erste Sollwert des Mahlgrads in Schritt C erhöht wird, Schritt H.i, oder der Anteil des ungemahlenen Langfaserzellstoffs gesenkt wird, Schritt H.3, und gleich zeitig der Anteil des gemahlenen Langfaserzellstoffs erhöht wird, Schritt H.5.
44. Verfahren nach Anspruch 43, bei dem in dem genannten Fall, dass die in Schritt G ge messene Diffusionskapazität deutlich zu hoch ist, der Anteil an Kurzfaserzellstoff gesenkt wird, Schritt H.4 oder Schritt H.6, und der Anteil an gemahlenem Langfaserzellstoff er höht wird, Schritt H.5.
45. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem für den Fall, dass die in Schritt G gemessene Diffusionskapazität nur geringfügig zu hoch ist, der zweite Sollwert des Mahlgrads in Schritt D erhöht wird, Schritt H.2, oder der Anteil des ungemahlenen Kurzfaserzellstoffs gesenkt wird, Schritt H.4, und gleich zeitig den Anteil des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs erhöht wird, Schritt H.6.
46. Verfahren nach Anspruch 45, bei dem in dem genannten Fall, dass die in Schritt G ge messene Diffusionskapazität nur geringfügig zu hoch ist, der Anteil an ungemahlenem Langfaserzellstoff gesenkt wird, Schritt H.3 und gleichzeitig der Anteil des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs erhöht wird, Schritt H.6.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 46, bei dem zum Senken der Standardab weichung der Diffusionskapazität der Anteil des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs erhöht wird, Schritt H.6, und gleichzeitig der Anteil des gemahlenen Langfaserzellstoffs gesenkt wird, Schritt H.5.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 47, bei dem für den Fall, dass die absolute Differenz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusionskapazität und dem Sollwert der Diffusionskapazität den Schwellenwert überschreitet, der Schritt H das Durchführen einer Kombination aus zwei der Schritte H.i bis H.6 umfasst.
49. Verfahren nach Anspruch 48, bei dem der Schritt H für den Fall, dass die absolute Dif ferenz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusionskapazität und dem Sollwert der Diffusionskapazität den Schwellenwert überschreitet, das Durchführen mindestens ei ner der folgenden Kombinationen aus zwei der Schritte H.3 bis H.6 umfasst:
H.3 und H.5; H.4 und H.5; H.6 und H.5; H.4 und H.6; oder H.3 und H.6.
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 48, bei dem der Schritt H für den Fall, dass die absolute Differenz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusionskapazität und dem Sollwert der Diffusionskapazität den Schwellenwert überschreitet, das Durchführen einer Kombination aus drei der Schritte H.i bis H.6 umfasst.
51. Verfahren nach Anspruch 50, bei dem der Schritt H für den Fall, dass die absolute Diffe renz zwischen der in Schritt G gemessenen Diffusionskapazität und dem Sollwert der Diffusionskapazität den Schwellenwert überschreitet, das Durchführen mindestens ei ner der folgenden Kombinationen aus drei der Schritte H.i bis H.6 umfasst: H.i, H·3 und H.5; H.2, H.3 und H.5; H.i, H.4 und H.5; H.2, H.4 und H.5; H.i, H.6 und H.5; H.2, H.6 und H.5; H.i, H.4 und H.6; H.2, H.4 und H.6; H.i, H.3 und H.6; H.2, H.3 und H.6.
52. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 50, bei dem das Entnehmen des Umhül lungspapiers in Schritt J das Aufrollen auf einer Rolle oder das Schneiden des Umhül lungspapiers in Bobinen definierter Breite umfasst.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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