WO2016166012A1 - Zigarettenpapier mit hohem kurzfaseranteil - Google Patents

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WO2016166012A1
WO2016166012A1 PCT/EP2016/057648 EP2016057648W WO2016166012A1 WO 2016166012 A1 WO2016166012 A1 WO 2016166012A1 EP 2016057648 W EP2016057648 W EP 2016057648W WO 2016166012 A1 WO2016166012 A1 WO 2016166012A1
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WO
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wrapping paper
pulp
paper according
pulp fibers
wrapping
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/057648
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English (en)
French (fr)
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Kannika PESENDORFER
Karin SJÖSTRÖM
Dietmar Volgger
Rainer FANTUR
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Delfortgroup Ag
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Publication date
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Priority to US15/567,100 priority patent/US10405573B2/en
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    • 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
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    • A24D1/02—Cigars; Cigarettes with special covers
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/005—Treatment of cigarette paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes

Definitions

  • the invention relates to a wrap-around paper for smoking articles. More particularly, it relates to a wrapping paper for smoking articles that can be produced by using a high proportion of short fiber pulp at a lower energy and cost than conventional papers for smoking articles, without worsening the essential technical properties. Furthermore, the invention relates to a smoking article comprising the wrapping paper according to the invention.
  • a typical cigarette consists of a tobacco rod wrapped in a cigarette paper.
  • cigarettes are also equipped with a filter, typically cellulose acetate, which is wrapped in a filter wrap paper and externally wrapped by a tipping paper that is slightly longer than the filter and thus joins the filter to the tobacco rod wrapped in the cigarette paper ,
  • a filter typically cellulose acetate
  • Alternative smoking articles do not burn the tobacco but only heat it, releasing an aerosol that is inhaled by the smoker. It is believed that the aerosol of such smoking articles contains less harmful substances than the smoke of conventional cigarettes. Instead of tobacco, other aerosol generating materials can be used. Depending on the design of these smoking articles, such wrappers may also require a wrapping paper which wraps around the tobacco or aerosol generating material or other parts of the smoking article.
  • wrapping papers for smoking articles to make many technical requirements, in particular with regard to the air permeability, the diffusion capacity, but also with respect to optical requirements such as whiteness, color and opacity.
  • optical requirements such as whiteness, color and opacity.
  • the selection of possible raw materials for such wrapping papers are often subject to legal restrictions, and therefore the manufacturer of such wrapping papers is limited in the design of the wrapping paper.
  • Wrapping papers for smoking articles typically contain pulp fibers. These pulp fibers are ground in milling units during the production of the wrapping paper. This means that the individual fibers or fibrils of the pulp fiber bundles are exposed by mechanical stress on the pulp fibers. As a result, a larger surface area and more options are available that connect the individual pulp fibers to one another in the papermaking process by means of hydrogen bonds. This gives the paper its tensile strength, but also affects the air permeability. In general, a more intensive grinding of the pulp fibers leads to a higher tensile strength of the paper but a lower air permeability. This grinding process is very energy intensive and therefore expensive.
  • Pulp fibers are distinguished between long fiber pulp, which is typically obtained from coniferous trees such as spruce, pine or larch, and short fiber pulp typically obtained from deciduous trees such as beech, birch, eucalyptus, poplar or aspen.
  • long-fiber pulp is more expensive than short-fiber pulp and must be ground with greater energy expenditure than short-fiber pulp.
  • short fiber pulp is generally used unground.
  • pulp fibers for wrapping papers for smoking articles are pulp fibers that are not derived from trees, such as flax, hemp, sisal, abaca, jute or cotton. Due to their length and tensile strength, these pulp fibers can replace the long-fiber pulp with respect to their technical effect in the wrapping paper, but are once again considerably more expensive than long-fiber pulp.
  • pulp fibers for wrapping papers for smoking articles are pulp fibers derived from esparto grass. These pulp fibers give you a Umhüilungspapier more volume and lower density and can be used in their technical effect in the wrapping paper as an alternative to short fiber pulp.
  • wrapping papers for smoking articles must contain long fiber pulp or pulp fibers of comparable technical effect so that the wrapping paper has sufficient tensile strength for the manual or automated manufacture of smoking articles.
  • the proportion of long fiber pulp in the total pulp in wrapping papers for smoking articles according to the prior art is at least 20% and typically between 25% and 70%. This makes the production of wrapping papers for smoking articles expensive.
  • the wrapping paper according to the invention has a basis weight of at least 10 g / m 2 and at most 70 g / m 2 and comprises a mixture of pulp fibers.
  • the inventors have surprisingly found that the object can be achieved by a wrapping paper for smoking articles whose mixture of cellulose fibers with respect to the mass of cellulose fibers in the cell at least 90% by short fiber pulp fibers, or based on the number of pulp fibers at least 95% is formed by short fiber pulp fibers, wherein at least 10% of short fiber pulp fibers are ground based on the mass, or number of pulp fibers of the pulp fiber mixture.
  • the wrapping paper according to the invention can have sufficient tensile strength without the need for an additional coating to increase the tensile strength.
  • the cigarette paper may well be coated in certain portions or be, for example, to lower the diffusion capacity and thus impart self-extinguishing properties to a cigarette made from the wrapping paper.
  • the base paper ie the wrapping paper without such coatings, has an air permeability of at least 30 cm 3 (cm 2 -min-kPa).
  • the wrapping paper of the invention has an air permeability of at least 30 cm 3 (cm 2) over more than 50% of its area, preferably at least 55% of its area, and most preferably at least 60% of its area.
  • the wrapping paper contains at least one Brandsalz. This ensures that the wrapping paper according to the invention, when used for a conventional tobacco cigarette, causes a good appearance of the ashes, and has no disadvantages in this respect compared to conventional cigarette papers, even if the wrapping paper, as in some preferred embodiments, a comparatively small Has a proportion of fillers. In particular, it can be avoided that the glaze cone migrates appreciably under the wrapping paper, which would cause an undesirable visual impression.
  • the wrapping paper of the present invention can achieve sufficient tensile strengths even if it is not coated with an additional coating for reinforcing the tensile strength. In a preferred embodiment, therefore, the wrapping paper is free of an additional coating. However, in other embodiments, it may have coated areas, such as those used for self-extinguishment, but these preferably account for less than 50%, more preferably less than 45%, and most preferably less than 40%, of the total area of the wrapping paper.
  • the pulp mixture in the wrapping paper is preferably designed so that its fibers have an average length of at most 2.0 mm and at least 0.1 mm.
  • the average length of the fibers in the finished wrapping paper is at most 1.5 mm and most preferably at most 1.2 mm and in particular at most 1.0 mm.
  • the fraction of the short fiber pulp must be at least 90% or at least 95% based on the number of fibers in the pulp mixture, as described above, based on the mass of the fibers in the pulp mixture in the wrapping paper according to the invention. But you can try, as far as the requirements for the tensile strength of the wrapping paper allow to choose the proportion of short fiber pulp as high as possible, so it is based on the mass preferably 95% and based on the mass or number particularly preferably 100%, so so in Essentially, the entire pulp mixture is formed by short fiber pulp.
  • the percentages with regard to the mass or number of short fiber pulp fibers are to be interpreted taking into account typical tolerances in the purity of the pulps and in the production of the wrapping paper.
  • the proportion of ground short fiber pulp fibers is at least 20%, more preferably at least 30% and / or at most 100%, particularly preferably at most 80%, in particular at most 70%.
  • the freeness of the milled short fiber pulp according to ISO 5267-1: 1999 is at least 20 ° SR, more preferably at least 30 ° SR and / or at most 85 ° SR, most preferably at most 80 ° SR.
  • the person skilled in the art can optimize the energy expenditure in order to obtain a sufficient tensile strength of the wrapping paper, for example by using short but intensively ground short fiber pulp or a lot of but slightly ground short fiber pulp.
  • the freeness of the pulp mixture is important, ie the mixture of ground short fiber pulp, unground short fiber pulp, if present, and, optionally, other pulps.
  • the freeness describes the rate at which an aqueous fiber suspension can be dewatered, and therefore influences not only the tensile strength of the wrapping paper but also the maximum speed of the paper machine in the production of the wrapping paper and thus indirectly the cost of production.
  • a low value for the degree of grinding means rapid dewatering of the fiber suspension and vice versa. In general, therefore, one will try to choose the freeness of the pulp fiber mixture as low as possible.
  • the freeness of the pulp mixture in the finished wrapping paper is at least 20 ° SR and more preferably at least 30 ° SR and most preferably at least 40 ° SR and / or at most 70 ° SR and more preferably at most 60 ° SR.
  • the short fiber pulp for the wrapping paper according to the invention may preferably be obtained from deciduous trees, more preferably from birch, beech, eucalyptus, poplar or aspen, and most preferably from birch or eucalyptus. Mixtures of short fiber cell materials of various origins can be used. The use of short fiber pulp of esparto grass, in whole or in part, is possible according to the invention, but is not preferred because of the low availability and the higher price.
  • the wrapping paper according to the invention may contain, in addition to short fiber pulp, other cell substances, but their amount, as described above, not more than 10% and preferably not more than 5% relative to the mass of the pulp fibers in the pulp mixture or at most 5%, based on the number of pulp fibers in the pulp mixture, preferably not more than 2%.
  • said other pulps may be formed by pulps derived from conifers, more preferably from spruce, pine or larch.
  • pulp fibers obtained, for example, from flax, hemp, sisal, abaca, jute or cotton. These fibers can be unground, but preferably ground, used, for example, to give the wrapping material a particularly high strength.
  • regenerated cellulose fibers such as lyocell fibers, such as Tencel®, viscose fibers or modal fibers.
  • lyocell fibers such as Tencel®
  • viscose fibers or modal fibers may be useful for technical reasons, but is not preferred for the present invention because of the price of these fibers.
  • the smoking article wrapping paper of the present invention has a basis weight of at least 10 g / m 2 and at most 70 g / m 2 .
  • the expert in the choice of basis weight will seek a balance between tensile strength, opacity and whiteness as well as cost and taste influence. As the basis weight increases, tensile strength, opacity and whiteness generally increase, but the higher weight of wrapping paper also increases the flavor impact on the smoking article and material costs.
  • the basis weight of the wrapping paper according to the invention is preferably at least 20 g / m 2 , more preferably at least 25 g / m 2 and / or at most 60 g / m 2 , more preferably at most 40 g / m 2 .
  • the basis weight of the wrapping paper can be determined according to ISO 536: 2012.
  • the wrapping paper according to the invention may contain fillers.
  • Preferred fillers are oxides, hydroxides, carbonates and silicates, particularly preferably oxides, hydroxides, carbonates and silicates of metals, very particularly preferably calcium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate and aluminum hydroxide.
  • a particularly preferred filler is precipitated calcium carbonate because of its high purity.
  • fillers are generally cheaper than pulp and, in addition, may increase the opacity and whiteness of the wrapping paper, those skilled in the art will seek to select the highest possible filler content in the wrapping paper. However, the fillers also reduce the tensile strength of the wrapping paper and, therefore, those skilled in the art, especially if the proportion of ground short fiber pulp is low, should not choose the filler content arbitrarily high.
  • the wrapping paper according to the invention contains at most 45% by weight of filler, more preferably at most 40% by weight and most preferably at most 35% by weight, based in each case on the weight of the wrapping paper Smoking article is used.
  • the wrapping paper according to the invention can be produced completely without or with very little filler, but the filler content is preferably at least 10% by weight, more preferably at least 15% by weight, even more preferably at least 20% by weight.
  • the wrapping paper according to the invention also contains at least one fire salt, which can increase or reduce the smoldering speed of the smoking article or improve the appearance of the ashes of the burnt tobacco together with the burnt wrapping paper .
  • the wrapping paper therefore comprises one or more brominated salts selected from the group consisting of citrates, malates, tartrates, acetates, nitrates, succinates, fumarates, gluconates, glycates, lactates, oxylates, salicylates, ⁇ -hydroxycaprylates, phosphates and Bicarbonates, preferably selected from the group consisting of trisodium citrate and tripotassium citrate.
  • the content of brominated salts in the wrapping paper according to the invention is preferably at least 0.5% by weight, more preferably at least 0.7% by weight, very preferably at least 1.0% by weight and / or at most 7.0% by weight. %, more preferably at most 5.0 wt .-% and most preferably 3.0 wt .-%.
  • the content of Brandsalzen can, for example, for acetates according to CORESTA Recommended Method no. 33 (January 1993) and based on anhydrous acetic acid.
  • the measurement may be carried out according to CORESTA Recommended Method No. 34 (January 1993), the content being given in% by weight, based on the monohydrate of the citric acid.
  • For phosphates the content may be CORESTA Recommended Method No. 45 (January 1998) and are given in relation to the phosphate ions (P0 4 3 ⁇ ).
  • tensile strength and elongation at break of the wrapping paper in particular the tensile strength and elongation at break in the machine direction. They can be determined according to ISO 1924-2: 2008. A paper strip with a width of 15 mm is stretched at a constant speed until it breaks and the maximum force is measured. This force is the tensile strength and is expressed in N / 15 mm. The elongation at which it falters is the elongation at break, and is expressed as a percentage of the length of the unloaded paper sample.
  • machine processing of the wrapping paper into smoking articles requires a machine direction tensile strength of at least about 9 N / 15 mm and a machine-to-machine elongation at break of at least about 1.0%.
  • a preferred smoking article wrapping paper according to the invention therefore has a machine direction tensile strength according to ISO 1924-2: 2008 of at least 10 N / 15 mm and more preferably at least 12 N / 15 mm.
  • An upper limit for the machine direction tensile strength is preferably 30 N / 15 mm, more preferably 25 N / 15 mm, and most preferably 20 N / 15 mm.
  • a preferred wrapping paper for smoking articles according to the invention has a machine direction breaking elongation according to ISO 1924-2: 2008 of at least 0.9%, and more preferably at least 1.0%.
  • the elongation at break in the machine direction according to ISO 1924-2: 2008 is preferably at most 5.0%, more preferably at most 3.0% and most preferably at most 2.5%.
  • the air permeability may affect the contents of the smoke or aerosol of a smoking article by allowing the passage of air through the cigarette paper into the smoking article and thus replacing some of the smoke or aerosol in the smoking article with air.
  • the air permeability can affect the content of tar, nicotine and carbon monoxide in the smoke of a cigarette.
  • the air permeability of known, naturally porous wrapping papers for smoking articles is typically between 10 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and 300 cm 3 / (cm 2 -min-kPa), whereby the air permeability can be increased by perforation, for example up to 10000 cm 3 / (cm 2 -min-kPa).
  • Envelope papers having an air permeability of less than 10 cm 3 / (cm 2 min-kPa) are also known. Such wrapping papers are mainly used for manually made smoking articles (Roll-Your-Own).
  • the air permeability of the wrapping paper according to the invention in untreated areas is at least 30 cm 3 / (cm 2 -min-kPa), but preferably at least 50 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) and particularly preferably at least 70 cm 3 / ( cm 2 -min-kPa). If the wrapping material according to the invention has a low basis weight and the short fiber pulp is only slightly ground, particularly high air permeabilities can be achieved.
  • the air permeability is preferably at most 10000 cm 3 / (cm 2 -min-kPa), more preferably at most 5000 cm 3 / (cm 2 -min-kPa), and most preferably at most 500 cm 3 / (cm 2 -min-kPa ) in order to simultaneously allow a favorable for further processing tensile strength, which is difficult to reconcile with extremely air-permeable papers.
  • the diffusion capacity determines the transport of gases through the wrapping paper according to a concentration difference. Especially at the stages of consumption of a smoking article where there is no pressure differential between the two sides of the wrapping paper, gases such as carbon monoxide can diffuse through the wrapping paper. Thus, for example, the content of carbon monoxide in the smoke or aerosol of a smoking article can be influenced.
  • the diffusion capacity of a wrapping paper for carbon dioxide in nitrogen can be determined according to CORESTA Recommended Method no. 77 (April 2014) and is expressed in cm / s.
  • air permeability and diffusion capacity can not be chosen completely independently of each other.
  • the diffusion capacity in untreated areas is at least 0.1 cm / s, more preferably at least 1.0 cm / s and / or at most 5.0 cm / s, particularly preferably at most 4.0 cm / s.
  • the wrapping paper may have patterns resulting from compression of the wrapping paper. These can be, for example, the so-called limescale. In the area of these lines, the paper is compressed and therefore more transparent. Lines may be applied in the machine direction of the wrapping paper, in the transverse direction of the wrapping paper or in any other direction. In addition to a line pattern, any other patterns can be applied.
  • the wrapping paper may contain watermarks in any form.
  • the wrapping paper may include other substances known in the art for the manufacture of smoking article wrapping papers. These may include, for example, inorganic pigments, for example iron oxides, or organic dyes, which impart a certain color to the coating material. It may also contain flavorings that affect the smell or taste of the smoke or aerosol of the smoking article. This may be either the smoke or aerosol inhaled by the consumer of the smoking article, as well as the smoke or aerosol released from the smoking article without being inhaled by the consumer of the smoking article, in particular the sidestream smoke of a cigarette. Such flavorings may also be associated with physical carriers, such as by encapsulation, for example, in cyclodextrin or polymers. Likewise, the aromatic substances may be chemically bound, for example in ethyl vanillin glucoside.
  • the wrapping paper may also have additional areas of reduced diffusion capacity that may be used to self-extinguish the smoking article, for example, to meet regulatory requirements for self-extinguishing.
  • Additional areas of reduced diffusion capacity can be generated according to the prior art by the application of film-forming substances, but also by other methods such as embossing.
  • the wrapping paper may be perforated to increase the air permeability and, in particular, to increase the air permeability without appreciably affecting the diffusion capacity.
  • the methods known from the prior art such as mechanical perforation, electrostatic perforation, laser perforation and plasma perforation can be used.
  • the wrapping paper may be printed, for example, to give it an attractive external appearance or other special effects, such as temperature-dependent color changes. In this case, printing methods such as gravure, Flexodmck, offset printing or screen printing but also spraying can be used. There are no restrictions on the printed pattern.
  • any further process steps known from the current or future state of the art can also be used be carried out with the wrapping paper according to the invention, provided that they can also be carried out with conventional wrapping papers for smoking articles.
  • the production of the wrapping paper according to the invention can be carried out according to the methods known from the prior art for papermaking.
  • the pulp mixture can first be suspended in water in one or more containers and then the entire or a part of the pulp mixture can be ground in milling units. After grinding, it is possible to add further substances, for example fillers, pigments, dyes or process auxiliaries, for example retention aids.
  • the wrapping paper can then be produced on a conventional paper machine, for example a Fourdrinier paper machine.
  • an aqueous suspension of pulp fibers and optional fillers and other materials from a headbox flows onto the wire of the paper machine and can be dewatered there by gravity or vacuum, wherein a wrapping paper web is formed from the suspension.
  • the wrapping paper web passes through a press section in which the wrapping paper web is further dewatered by mechanical pressure between rollers and a press felt.
  • the wrapping paper web can still pass through a dryer section where residual water is removed by contact with heated drying cylinders, hot air, infrared radiation or microwaves such that the wrapping paper web has its equilibrium moisture content of about 4-8% by weight based on the weight of the finished wrapping paper.
  • the wrapping paper web can be rolled up.
  • the dryer section there may be a film press or size press in which substances for influencing the surface of the wrapping paper are applied to one or both sides of the wrapping paper. These substances may be, for example, pigments such as iron oxides, dyes, binders such as starch or carboxymethyl cellulose or fillers such as calcium carbonate.
  • a smoking article according to the invention comprises a strand of tobacco or other material which forms smoke or an aerosol upon combustion or heating. According to the invention, this strand is enveloped by the wrapping material according to the invention in order to form a smoking article.
  • the smoking article may further include a filter that is connected to the wrapped strand, for example, by tipping paper.
  • the smoking article is a cigarette, and more preferably a filter cigarette.
  • the manufacture of the smoking article can be done manually, partially by machine or completely by machine according to the methods known from the prior art.
  • Birch pulp and eucalyptus pulp were chosen as short fiber pulps for the wrapping paper of the present invention.
  • the filler used was precipitated calcium carbonate.
  • Table 1 shows 11 different fiber / filler compositions from which exemplary wrapping papers were made.
  • the fiber / filler composition is characterized by the proportions of ground birch pulp ("Birch Ground” column), unmilled birch pulp ("Unmilled Birch” column), unground eucalyptus pulp (“Eucalyptus unground” column) and filler ("Filler” column)
  • the percentages for the milled and unmilled birch and eucalyptus pulp are based on the mass of the whole pulp mixture, whereas the percentage of the filler in percent refers to the mass of the finished wrapping paper ISO 5267-1: 1999 in Schopper-Riegler (° SR).
  • the column "birch ground” contains the values for the ground birch pulp alone and the column “mix” contains the values for the entire pulp mix without filler.
  • blends of ground and unground birch pulp were used for Compositions 1-3, while Blends of Ground Birch Pulp and Unleached Eucalyptus Pulp were used in Compositions 4-11.
  • compositions 4-6 and 10 additionally contained precipitated calcium carbonate ("lime”) as a filler
  • lime precipitated calcium carbonate
  • the ground birch pulp was milled to freenesses between 30 ° SR and 79 ° SR
  • a significant advantage of the invention is already evident, as for the grinding of the Birch pulp based on the mass always about half of the grinding energy of conventional long-fiber pulp has been spent .This results in a significant saving of grinding energy.
  • compositions in Table 1 are extremes in terms of grind, filler content and levels of ground and unground short fiber pulp for the design of a wrapping paper so that those skilled in the art of designing a smoking article wrapping paper of the present invention will preferentially choose values between these extremes.
  • the fiber length distribution of the milled birch pulp was measured several times using a Fiber Tester code 912, type 987666, from Lorentzen & Wettre according to the manufacturer's specifications, and an average fiber length between 0.8 and 1.0 mm was obtained.
  • the milled birch pulp was mixed together with the unmilled birch pulp or the unground eucalyptus pulp according to the mixing ratios according to Table 1 in an aqueous suspension.
  • the filler was added to the suspension in an appropriate amount, and leaves were formed from the suspension on a laboratory sheet former and dried. A total of 14 wrapping papers were produced, the data of which are given in Table 2.
  • Table 2 shows 14 exemplary embodiments according to the invention AN ("Example” column), one of the fiber / filler suspensions from Table 1 being used for each exemplary embodiment and the assignment being made via the "Composition No.” column. from Table 2. The numbers entered in it correspond to the numbers from the column “No.” from Table 1. After conditioning the leaves according to ISO 187 at 23 ° C and 50% relative humidity, various measurements were made on the leaves, the results of which are given in Table 2.
  • the basis weight was measured according to ISO 536: 2012 and the results are given in the column “basis weight.”
  • the tensile strength and elongation at break were measured according to ISO 1924-2: 2008 and are given in the columns “tensile strength” and “elongation at break” was measured according to ISO 2965: 2009 and is given in the column “Air permeability”.
  • the air permeabilities of Examples AC are at 4900 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) to 7500 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) very high for conventional wrapping papers of smoking articles, by increasing the basis weight, the grinding energy or fraction on milled birch pulp or by selection of another short fiber pulp, the air permeability can be reduced if necessary.
  • the diffusion capacities of the wrapping papers of Examples AC are also high, which can reduce the content of carbon monoxide in the smoke of a smoking article made therefrom.
  • Examples DF use the same fiber / filler suspensions 1-3 as the examples AC, but have a significantly higher basis weight of 60 g / m 2 . As a result, the air permeability with values of 90 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) to 175 cm 3 / (cm 2 -min-kPa) is significantly lower than in the examples AC.
  • the diffusion capacities of the wrapping papers of Examples DF are at 0.5 cm / s to 0.7 cm / s in the usual range for wrapping papers for smoking articles.
  • the tensile strength was not measured because the composition of the wrapping papers of Examples DF is the same as for Examples AC and because of the higher basis weight, a significant increase in tensile strength is expected, so that the values are well above 12 N / 15 mm, the highest Value of examples AC, will be.
  • the wrapping papers of Examples GN contain milled birch pulp and unground eucalyptus pulp and in Examples G, H, I and M also filler.
  • the weights per square meter range from 23 g / m 2 to 37 g / m 2 for conventional wrapping paper used in smoking articles.
  • Examples G and H are just within an acceptable range in terms of tensile strength of 5 N / 15 mm and 6 N / 15 mm, respectively. From these examples it can be seen that by low milling of the birch pulp and a high content of filler of 36.5% (Example G) and 39.3% (Example H), the tensile strength of the wrapping paper is reduced.
  • Example I the filler content is even higher at 43%, but the birch pulp is also ground to a higher freeness of 71 ° SR. This achieves a tensile strength of 8 N / 15 mm, which can be sufficient for further machine processing of the wrapping paper, but in any case is sufficient for wrapping paper for manually produced smoking articles.
  • the elongation at break was also measured. It shows values of 0.9% to 2.8%, which is sufficient for a mechanical further processing of the wrapping papers anyway.
  • the air permeabilities of the wrapping papers of Examples GN are in the range of 75 cm 3 / (cm 2 'min-kPa) to 1240 cm 7 (cm 2 -min-kPa), thus well covering the usual range for wrapping papers of smoking articles.
  • the described wrapping papers can be used to make a smoking article, for example, by using the wrapping papers to wrap around a tobacco rod or other material that releases an aerosol upon heating or combustion. Because all of the essential properties of the wrap-around papers of Examples A-N are in a typical range for smoking article wrappers, the manufacturing processes for making the smoking article do not differ from those known in the art. For this reason, an illustration of methods for producing corresponding smoking articles in the present description is omitted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Umhüllungspapier für Rauchartikel mit einem Flächengewicht von mindestens 10 g/m2 und höchstens 70 g/m2, welches ein Gemisch aus Zellstofffasern umfasst, wobei das Gemisch aus Zellstofffasern bezüglich der Masse der Zellstofffasern im Zellstoffgemisch zu mindestens 90% durch Kurzfaserzellstofffasern, oder bezogen auf die Anzahl der Zellstofffasern zumindest zu 95% durch Kurzfaserzellstofffasern gebildet wird, wobei mindestens 10% der Kurzfaserzellstofffasern, bezogen auf die Masse der Anzahl der Zellstofffasern des Zellstofffasergemischs, gemahlen sind, wobei das Umhüllungspapier auf mehr als 50% seiner Fläche, vorzugsweise mindestens 55% seiner Fläche und besonders vorzugsweise mindestens 60% seiner Fläche eine Luftdurchlässigkeit aufweist, die mindestens 30 cm3/(cm2•min-kPa) beträgt, und wobei das Umhüllungspapier mindestens ein Brandsalz enthält.

Description

ZIGARETTENPAPIER MIT HOHEM KURZFASERANTEIL
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein UmhüUungspapier für Rauchartikel. Insbesondere betrifft sie ein Umhüllungspapier für Rauchartikel, das durch die Verwendung eines hohen Anteils an Kurzfaserzellstoff mit geringerem Energie- und Kostenaufwand hergestellt werden kann als konventionelle Papiere für Rauchartikel, ohne dass sich die wesentlichen technischen Eigenschaf- ten dabei verschlechtern. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Rauchartikel, der das erfindungsgemäße Umhüllungspapier umfasst.
HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK Eine typische Zigarette besteht aus einem Tabaksstrang, der von einem Zigarettenpapier umhüllt wird. In vielen Fällen sind Zigaretten auch noch mit einem Filter ausgestattet, typischerweise aus Celluloseacetat, der von einem Filterhüllpapier umhüllt ist und außen zusätzlich durch ein Mundstücksbelagpapier umhüllt ist, das etwas länger als der Filter ist und so den Filter mit dem durch das Zigarettenpapier umhüllten Tabakstrang verbindet. Solche Ziga- retten werden üblicherweise konsumiert, indem der Tabak verbrannt und der dabei entstehende Rauch vom Raucher inhaliert wird.
Alternative Rauchartikel verbrennen den Tabak nicht sondern erwärmen ihn nur, wobei ein Aerosol freigesetzt wird, das vom Raucher inhaliert wird. Man geht davon aus, dass das Ae- rosol solcher Rauchartikel weniger schädliche Substanzen enthält als der Rauch konventioneller Zigaretten. Anstatt Tabak können auch andere ein Aerosol erzeugende Materialien eingesetzt werden. Abhängig von der Konstruktion dieser Rauchartikel kann auch für solche Rauchartikel ein Umhüllungspapier erforderlich sein, das den Tabak oder das Aerosol erzeugende Material oder andere Teile des Rauchartikels umhüllt.
An Umhüllungspapiere für Rauchartikel stellt man viele technische Anforderungen, insbesondere bezüglich der Luftdurchlässigkeit, der Diffusionskapazität, aber auch bezüglich optischer Anforderungen wie Weiße, Farbe und Opazität. Die Auswahl möglicher Rohstoffe für solche Umhüllungspapiere unterliegt oft gesetzlichen Beschränkungen, weshalb der Hersteller solcher Umhüllungspapiere bei der Gestaltung des Umhüllungspapiers eingeschränkt ist.
Neben den technischen Anforderungen an das Umhüllungspapier können bei der Gestaltung des Umhüllungspapiers auch kommerzielle Überlegungen eine Rolle spielen. Die Herstellung von Papier im Allgemeinen und von Umhüllungspapieren für Rauchartikel im Besonderen benötigt viel Energie und auch teilweise teure Rohstoffe.
Umhüllungspapiere für Rauchartikel enthalten typischerweise Zellstofffasern. Diese Zellstoff- fasern werden bei der Herstellung des Umhüllungspapiers in Mahlaggregaten gemahlen. Das bedeutet, dass durch mechanische Belastung der Zellstofffasern die Einzelfasern oder Fibrillen der Zellstofffaserbündel freigelegt werden. Dadurch stehen eine größere Oberfläche und mehr Möglichkeiten zur Verfügung, dass sich bei der Papierherstellung die einzelnen Zellstofffasern durch Wasserstoffbrückenbindungen untereinander verbinden. Dies verleiht dem Papier seine Zugfestigkeit, beeinflusst aber auch die Luftdurchlässigkeit. Generell führt eine intensivere Mahlung der Zellstofffasern zu einer höheren Zugfestigkeit des Papiers aber einer geringeren Luftdurchlässigkeit. Dieser Mahlungsprozess ist sehr energieintensiv und damit auch teuer. Bei Zellstofffasern unterscheidet man zwischen Langfaserzellstoff, der typischerweise aus Nadelbäumen, wie Fichte, Kiefer oder Lärche gewonnen wird, und Kurzfaserzellstoff, der typischerweise aus Laubbäumen, wie Buche, Birke, Eukalyptus, Pappel oder Espe, gewonnen wird. Im Allgemeinen ist Langfaserzellstoff teurer als Kurzfaserzellstoff und muss unter größerem Energieaufwand gemahlen werden als Kurzfaserzellstoff. In Umhüllungspapieren für Rauchartikel wird Kurzfaserzellstoff im Allgemeinen ungemahlen eingesetzt.
Eine weitere wichtige Art von Zellstofffasern für Umhüllungspapiere für Rauchartikel sind Zellstofffasern, die nicht aus Bäumen gewonnen werden, wie beispielsweise aus Flachs, Hanf, Sisal, Abacä, Jute oder Baumwolle. Diese Zellstofffasern können wegen ihrer Länge und Zugfestigkeit bezüglich ihrer technischen Wirkung im Umhüllungspapier den Langfaserzellstoff ersetzen, sind aber noch einmal erheblich teurer als Langfaserzellstoff.
Eine weitere wichtige Art von Zellstofffasern für Umhüllungspapiere für Rauchartikel sind Zellstofffasern, die aus Espartogras gewonnen wurden. Diese Zellstofffasern verleihen einem Umhüilungspapier mehr Volumen und geringere Dichte und können in ihrer technischen Wirkung im Umhüllungspapier als Alternative zu Kurzfaserzellstoff verwendet werden.
Gemäß der im Stand der Technik akzeptierten Lehre müssen Umhüllungspapiere für Rauchar- tikel Langfaserzellstoff oder Zellstofffasern mit vergleichbarer technischer Wirkung enthalten, damit das Umhüilungspapier eine ausreichende Zugfestigkeit für die manuelle oder maschinelle Herstellung von Rauchartikeln besitzt. Der Anteil des Langfaserzellstoffs am gesamten Zellstoff in Umhüllungspapieren für Rauchartikel beträgt gemäß dem Stand der Technik dabei mindestens 20% und typischerweise zwischen 25% und 70%. Dies macht die Her- Stellung von Umhüllungspapieren für Rauchartikel teuer.
Aufgrund der hohen und generell steigenden Steuern und Abgaben, mit denen Rauchartikel belastet sind, besteht ein Interesse in der Industrie darin, die Komponenten von Rauchartikeln billiger herzustellen, damit dem Konsumenten weiterhin Rauchartikel zu einem für ihn akzep- tablen Preis angeboten werden können.
Daher besteht auch ein Interesse in der Industrie darin, das Umhüllungspapier für Rauchartikel mit geringem Kostenaufwand für Energie und Rohstoffe herzustellen. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umhüilungspapier für Rauchartikel anzugeben, das im Vergleich zu konventionellen Umhüllungspapieren mit geringerem Kosten- und Energieaufwand hergestellt werden kann, ohne dass sich die technischen Eigen- Schäften, insbesondere die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers, wesentlich verschlechtern.
Diese Aufgabe wird durch ein Umhüllungspapier nach Anspruch 1, sowie durch einen Rauchartikel nach Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Umhüilungspapier hat ein Flächengewicht von mindestens 10 g/m2 und höchstens 70 g/m2 und umfasst ein Gemisch aus Zellstofffasern. Die Erfinder haben überraschend gefunden, dass sich die Aufgabe durch ein Umhüllungspapier für Rauchartikel lösen lässt, dessen Gemisch aus Zellstofffasern bezüglich der Masse der Zellstofffasern im Zell- stoffgemisch zumindest zu 90% durch Kurzfaserzellstofffasern, oder bezogen auf die Anzahl der Zellstofffasern zumindest zu 95% durch Kurzfaserzellstofffasern gebildet wird, wobei mindestens 10% der Kurzfaserzellstofffasern bezogen auf die Masse, oder Anzahl der Zellstofffasern des Zellstofffasergemischs gemahlen sind.
Entgegen der im Stand der Technik akzeptierten Lehre, nach der Langfaserzellstoff oder Zellstoff ähnlicher technischer Wirkung zur Erzielung der benötigten Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers unbedingt erforderlich ist, haben die Erfinder überraschend gefunden, dass sich ein Umhüllungspapier mit für praktische Anwendungen geeigneten Eigenschaften auch mit einem sehr hohen Anteil an Kurzfaserzellstoff herstellen lässt, wenn mindestens ein Teil dieses Kurzfaserzellstoffs gemahlen wird. Offenbar bewirkt die Mahlung eines Teils des Kurzfaserzellstoffs eine ausreichende Steigerung der Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers, sodass auf die Verwendung des teuren Langfaserzellstoffs überwiegend oder ganz verzichtet werden kann. Durch diesen Verzicht auf Langfaserzellstoff können die Kosten für den Zellstoff selbst, aber auch für den Energieaufwand bei der für Langfaserzellstoff üblichen Mahlung bedeutend reduziert werden.
Tatsächlich stellt sich heraus, dass das erfindungsgemäße Umhüllungspapier eine ausreichende Zugfestigkeit aufweisen kann, ohne dass eine zusätzliche Beschichtung zur Erhöhung der Zugfestigkeit notwendig wäre. Allerdings kann das Zigarettenpapier durchaus in bestimmten Abschnitten beschichtet werden oder sein, beispielsweise um die Diffusionskapazität abzusenken und somit einer aus dem Umhüllungspapier gefertigten Zigarette Selbstverlöschungs- eigenschaften zu verleihen. Das Basispapier, d.h. das Umhüllungspapier ohne derartige Be- schichtungen, hat jedoch eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 30 cm3(cm2-min-kPa). Aber selbst wenn das erfindungsgemäße Umhüllungspapier in bestimmten Bereichen beschichtet ist, weist es auf mehr als 50% seiner Fläche, vorzugweise mindestens 55% seiner Fläche, und besonders vorzugsweise mindestens 60% seiner Fläche eine Luftdurchlässigkeit auf, die mindestens 30 cm 3(cm2•mürkPa) beträgt. Ferner enthält das Umhüllungspapier mindestens ein Brandsalz. Damit wird gewährleistet, dass das erfindungsgemäße Umhüllungspapier, wenn es für eine herkömmliche Tabakzigarette verwendet wird, ein gutes Aussehen der Asche bewirkt, und diesbezüglich keine Nachteile gegenüber herkömmlichen Zigarettenpapieren aufweist, selbst dann, wenn das Umhüllungspapier, wie in manchen bevorzugten Ausführungsformen, einen vergleichsweise geringen Anteil an Füllstoffen hat. Insbesondere kann damit vermieden werden, dass der Glutkegel nennenswert unter das Umhüllungspapier wandert, was einen unerwünschten optischen Eindruck hervorrufen würde. Wie oben erwähnt, kann das erfindungsgemäße Umhüllungspapier ausreichende Zugfestigkeiten selbst dann erreichen, wenn es nicht mit einer zusätzlichen Beschichtung zur Verstärkung der Zugfestigkeit beschichtet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher das Umhüllungspapier frei von einer zusätzlichen Beschichtung. Allerdings kann es in anderen Ausführungsformen beschichtete Bereiche aufweisen, beispielsweise solche, die der Selbst- verlöschung dienen, allerdings machen diese vorzugsweise weniger als 50%, besonders vorzugsweise weniger als 45% und insbesondere weniger als 40% der Gesamtfläche des Umhüllungspapiers aus.
Das Zellstoffgemisch im Umhüllungspapier ist bevorzugt so gestaltet, dass dessen Fasern eine durchschnittliche Länge von höchstens 2,0 mm und von mindestens 0,1 mm aufweisen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die durchschnittliche Länge der Fasern im fertigen Umhüllungspapier höchstens 1,5 mm und ganz besonders bevorzugt höchstens 1,2 mm und insbesondere höchstens 1,0 mm.
Der Anteil des Kurzfaserzellstoffs muss bezogen auf die Masse der Fasern im Zellstoffgemisch im erfindungsgemäßen Umhüllungspapier wie oben beschrieben mindestens 90% oder bezogen auf die Anzahl der Fasern im Zellstoffgemisch mindestens 95% betragen. Man kann aber versuchen, soweit es die Anforderungen an die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers erlauben, den Anteil an Kurzfaserzellstoff möglichst hoch zu wählen, sodass er bezogen auf die Masse bevorzugt 95% und bezogen auf die Masse oder Anzahl besonders bevorzugt 100% beträgt, sodass also im Wesentlichen das gesamte Zellstoffgemisch durch Kurzfaserzellstoff gebildet wird. Die Prozentangaben bezüglich der Masse oder Anzahl der Kurzfaserzellstofffa- sern sind dabei unter Berücksichtigung typischer Toleranzen bei der Reinheit der Zellstoffe und bei der Herstellung des Umhüllungspapiers zu interpretieren.
Für das erfindungsgemäße Umhüllungspapier müssen, wie oben beschrieben, mindestens 10% der Kurzfaserzellstofffasern, bezogen auf die Masse oder Anzahl der Fasern im Zellstoffgemisch, gemahlen sein. Da die Mahlung mit Energieaufwand verbunden ist, wird man den Anteil des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs möglichst gering halten. Zur Steigerung der Zugfestigkeit kann es aber vorteilhaft sein, einen höheren Anteil als 10% zu wählen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt daher der Anteil der gemahlenen Kurzfaserzellstofffa- sern, bezogen auf die Masse der gesamten Zellstofffasern, mindestens 20%, besonders bevor- zugt mindestens 30% und/oder höchstens 100%, besonders bevorzugt höchstens 80%, insbesondere höchstens 70% oder bezogen auf die Anzahl der gesamten Zellstofffasern, mindestens 20%, besonders bevorzugt mindestens 35% und/oder höchstens 100%, besonders bevorzugt höchstens 85%, insbesondere höchstens 75%. Die Wirkung der Mahlung auf den Zellstoff kann durch Bestimmung des Mahlgrads gemäß ISO 5267-1 : 1999 ermittelt werden und wird in Schopper-Riegler (°SR) angegeben. In einer bevorzugten Ausffihrungsform beträgt der Mahlgrad des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs gemäß ISO 5267-1 : 1999 mindestens 20 °SR, besonders bevorzugt mindestens 30°SR und/oder höchstens 85 °SR, besonders bevorzugt höchstens 80°SR.
Der Fachmann kann zur Erzielung einer ausreichenden Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers den Energieaufwand optimieren, indem er beispielsweise wenig, aber intensiv gemahlenen Kurzfaserzellstoff oder viel, aber schwach gemahlenen Kurzfaserzellstoff einsetzt. Für die Herstellung des Umhüllungspapiers auf konventionellen Papiermaschinen ist insbesondere der Mahlgrad des Zellstoffgemischs von Bedeutung, also des Gemischs aus gemahlenem Kurzfaserzellstoff, ungemahlenem Kurzfaserzellstoff, sofern vorhanden, und, optional, anderen Zellstoffen. Der Mahlgrad beschreibt die Geschwindigkeit, mit der sich eine wässrige Fasersuspension entwässern lässt, und beeinflusst daher neben der Zugfestigkeit des Umhül- iungspapiers auch die maximale Geschwindigkeit der Papiermaschine bei der Herstellung des Umhüllungspapiers und damit indirekt die Kosten der Herstellung. Ein niedriger Wert für den Mahlgrad bedeutet eine rasche Entwässerung der Fasersuspension und umgekehrt. Generell wird man daher versuchen, den Mahlgrad der Zellstofffasermischung möglichst niedrig zu wählen.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt daher der Mahlgrad des Zellstoffgemischs im fertigen Umhüllungspapier mindestens 20°SR und besonders bevorzugt mindestens 30°SR und ganz besonders bevorzugt mindestens 40°SR und/oder höchstens 70°SR und besonders bevorzugt höchstens 60° SR. Der Kurzfaserzellstoff für das erfindungsgemäße Umhüllungspapier kann bevorzugt aus Laubbäumen gewonnen sein, besonders bevorzugt aus Birke, Buche, Eukalyptus, Pappel oder Espe und ganz besonders bevorzugt aus Birke oder Eukalyptus. Gemische aus Kurzfaserzell- Stoffen verschiedener Herkunft können verwendet werden. Der Einsatz von Kurzfaserzellstoff aus Espartogras, ganz oder teilweise, ist erfindungsgemäß möglich, ist aber wegen der geringen Verfügbarkeit und des höheren Preises nicht bevorzugt.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier kann neben Kurzfaserzellstoff noch andere Zell- Stoffe enthalten, deren Menge aber, wie oben beschrieben, höchstens 10% und bevorzugt höchstens 5% bezogen auf die Masse der Zellstofffasern im Zellstoffgemisch oder bezogen auf die Anzahl der Zellstofffasern im Zellstoffgemisch höchstens 5%, bevorzugt höchstens 2% betragen darf. Bevorzugt können besagte andere Zellstoffe durch Zellstoffe gebildet sein, die aus Nadelbäumen, besonders bevorzugt aus Fichte, Kiefer oder Lärche gewonnen sind. Ebenso bevorzugt sind Zellstofffasern, die beispielsweise aus Flachs, Hanf, Sisal, Abacä, Jute oder Baumwolle gewonnen wurden. Diese Fasern können ungemahlen, bevorzugt aber gemahlen, eingesetzt werden, beispielsweise um dem Umhüllungsmaterial eine besonders hohe Festigkeit zu verleihen.
Denkbar ist auch der Einsatz von Fasern aus regenerierter Zellulose, wie beispielsweise Lyocellfasern, wie Tencel®, Viskosefasern oder Modalfasern. Der Einsatz solcher Fasern kann aus technischen Gründen sinnvoll sein, ist wegen des Preises dieser Fasern aber für die vorliegende Erfindung nicht bevorzugt.
Wie oben beschrieben, hat das erfindungsgemäße Umhüllungspapier für Rauchartikel ein Flächengewicht von mindestens 10 g/m2 und höchstens 70 g/m2. Generell wird der Fachmann bei der Wahl des Flächengewichts einen Ausgleich zwischen Zugfestigkeit, Opazität und Weiße sowie Kosten und Geschmackseinfluss suchen. Mit steigendem Flächengewicht erhöhen sich im Allgemeinen Zugfestigkeit, Opazität und Weiße, es nehmen aber durch die höhere Masse an Umhüllungspapier auch der Geschmackseinfluss auf den Rauchartikel und die Materialkosten zu. Bevorzugt beträgt daher das Flächengewicht des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers mindestens 20 g/m2, besonders bevorzugt mindestens 25 g/m2 und/oder höchstens 60 g/m2, besonders bevorzugt höchstens 40 g/m2. Das Flächengewicht des Umhüllungspapiers kann nach ISO 536:2012 bestimmt werden.
Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier kann Füllstoffe enthalten. Als Füllstoffe kommen bevorzugt Oxide, Hydroxide, Carbonate und Silikate in Frage, besonders bevorzugt Oxide, Hydroxide, Carbonate und Silikate von Metallen, ganz besonders bevorzugt Calciumcarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat und Aluminiumhydroxid. Ein insbesondere bevorzugter Füllstoff ist gefälltes Calciumcarbonat wegen seiner hohen Reinheit.
Da Füllstoffe im Allgemeinen billiger sind als Zellstoff und zusätzlich die Opazität und Weiße des Umhüllungspapiers erhöhen können, wird der Fachmann versuchen einen möglichst hohen Füllstoffgehalt im Umhüllungspapier zu wählen. Die Füllstoffe reduzieren aber auch die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers und daher sollte der Fachmann, insbesondere wenn der Anteil an gemahlenem Kurzfaserzellstoff gering ist, den Füllstoffgehalt nicht beliebig hoch wählen.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Umhüllungspapier höchstens 45 Gew.-% Füllstoff, besonders bevorzugt höchstens 40 Gew.-% und ganz beson- ders bevorzugt höchstens 35 Gew.-% , jeweils bezogen auf das Gewicht des Umhüllungspapiers, so wie es auf dem Rauchartikel verwendet wird.
Generell kann man das erfindungsgemäße Umhüllungspapier ganz ohne oder mit sehr wenig Füllstoff herstellen, bevorzugt beträgt der Füllstoffgehalt allerdings mindestens 10 Gew.-% besonders bevorzugt mindestens 15 Gew.-% zu ganz besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%.
Besonders im Hinblick auf den Einsatz auf Rauchartikeln, bei denen der Tabak verbrannt wird, enthält das erfindungsgemäße Umhüllungspapier auch mindestens ein Brandsalz, wel- ches die Glimmgeschwindigkeit des Rauchartikels erhöhen oder reduzieren oder das Aussehen der Asche des verbrannten Tabaks gemeinsam mit dem verbrannten Umhüllungspapier verbessern kann. In einer bevorzugten Ausfiihrung umfasst das Umhüllungspapier daher ein oder mehrere Brandsalze, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Gycolaten, Lactaten, Oxylaten, Salicylaten, a- Hydroxycaprylaten, Phosphaten und Hydrogencarbonaten, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Trinatriumzitrat und Trikaliumzitrat.
Der Gehalt an Brandsalzen im erfindungsgemäßen Umhüllungspapier beträgt bevorzugt mindestens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 0,7 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 1,0 Gew.-% und/oder höchstens 7,0 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 5,0 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 3,0 Gew.-%. Der Gehalt an Brandsalzen kann beispielsweise für Acetate nach CORESTA Recommended Method No. 33 (Jänner 1993) und bezogen auf wasserfreie Essigsäure angegeben werden. Für Zitrate kann die Messung nach CORESTA Recommended Method No. 34 (Jänner 1993) erfolgen, wobei der Gehalt in Gew.- % bezogen auf das Monohydrat der Zitronensäue angegeben wird. Für Phosphate kann der Gehalt nach CORESTA Recommended Method No. 45 (Jänner 1998) bestimmt werden und bezogen auf die Phosphationen (P04 3~) angegeben werden.
Für die Weiterverarbeitung von Umhüllungspapieren für Rauchartikel besonders bedeutende Größen sind die Zugfestigkeit und Bruchdehnung des Umhüllungspapiers, insbesondere die Zugfestigkeit und Bruchdehnung in Maschinenrichtung. Sie können nach ISO 1924-2:2008 bestimmt werden. Dabei wird ein Papierstreifen mit 15 mm Breite mit konstanter Geschwindigkeit bis zum Bruch gedehnt und die dabei maximal auftretende Kraft gemessen. Diese Kraft ist die Zugfestigkeit, und sie wird in N/15 mm angegeben. Die Dehnung, bei der es zum Brach kommt, ist die Bruchdehnung, und sie wird in Prozent bezogen auf die Länge der unbe- lasteten Papierprobe angegeben.
Generell erfordert eine maschinelle Verarbeitung des Umhüllungspapiers zu Rauchartikeln eine Zugfestigkeit in Maschinenrichtung von mindestens etwa 9 N/15 mm und eine Bruchdehnung in Maschinem chtung von mindestens etwa 1,0 %. Für die manuelle oder teilweise manuelle Herstellung von Rauchartikeln aus Umhüllungspapier sind allerdings auch geringere Werte akzeptabel. Dies gilt auch für die maschinelle Herstellung von Rauchartikeln bei einer entsprechend geringeren als der maximal möglichen Produktionsgeschwindigkeit. Ein bevorzugtes, erfindungsgemäßes Umhüllungspapier für Rauchartikel hat daher eine Zugfestigkeit in Maschinenrichtung nach ISO 1924-2:2008 von mindestens 10 N/15mm und besonders bevorzugt mindestens 12 N/15 mm. Eine Obergrenze für die Zugfestigkeit in Maschinenrichtung liegt bevorzugt bei 30 N/15 mm, besonders bevorzugt bei 25 N/15 mm und ganz besonders bevorzugt bei 20 N/15 mm.
Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Umhüllungspapier für Rauchartikel hat eine Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-2:2008 von mindestens 0,9% und besonders bevorzugt mindestens 1 ,0%. Die Bruchdehnung in Maschinenrichtung nach ISO 1924-2:2008 beträgt bevorzugt höchstens 5,0%, besonders bevorzugt höchstens 3,0% und ganz besonders bevorzugt höchstens 2,5%.
Eine weitere wichtige Eigenschaft eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel ist dessen Luftdurchlässigkeit. Sie kann nach ISO 2965 :2009 bestimmt werden und wird in cm3/(cm2-min-kPa) angegeben. Die Luftdurchlässigkeit kann die Inhaltsstoffe des Rauchs oder des Aerosols eines Rauchartikels beeinflussen, indem sie den Zutritt von Luft durch das Zigarettenpapier in den Rauchartikel erlaubt und damit ein Teil des Rauchs oder Aerosols im Rauchartikel durch Luft ersetzt wird. Insbesondere kann die Luftdurchlässigkeit den Gehalt von Teer, Nikotin und Kohlenmonoxid im Rauch einer Zigarette beeinflussen.
Die Luftdurchlässigkeit von bekannten, natürlich porösen Umhüllungspapieren für Rauchartikel liegt typischerweise zwischen 10 cm3/(cm2-min-kPa) und 300 cm3/(cm2-min-kPa), wobei durch Perforation die Luftdurchlässigkeit noch gesteigert werden kann, beispielsweise bis zu 10000 cm3/(cm2-min-kPa). Umhüllungspapiere mit einer Luftdurchlässigkeit von weniger als 10 cm3/(cm2 min-kPa) sind ebenso bekannt. Solche Umhüllungspapiere werden hauptsächlich für manuell gefertigte Rauchartikel (Roll-Your-Own) eingesetzt.
In vielen Ländern sehen die gesetzlichen Bestimmungen Obergrenzen für den Gehalt an Teer, Nikotin und Kohlenmonoxid im Rauch einer Zigarette vor. Generell besteht ein Trend zu Umhüllungspapieren mit höherer Luftdurchlässigkeit, um den Rauch im Rauchartikel durch mehr von außen einströmende Luft zu ersetzen oder zu verdünnen und so den Gehalt an Teer, Nikotin und Kohlenmonoxid im Rauch zu senken. Die Verwendung eines hohen Anteils von Kurzfaserzellstoff im erfindungsgemäßen Umhüllungspapier erlaubt es, Umhüllungspapiere mit einer besonders hohen Luftdurchlässigkeit herzustellen. Wie eingangs erwähnt beträgt die Luftdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers in unbehandelten Bereichen mindestens 30 cm3/(cm2-min-kPa), vorzugsweise aber mindestens 50 cm3/(cm2-min-kPa) und besonders bevorzugt mindestens 70 cm3/(cm2-min-kPa). Wenn das erfindungsgemäße Umhüllungsmaterial ein geringes Flächengewicht hat und der Kurzfaserzellstoff nur wenig gemahlen ist, lassen sich besonders hohe Luftdurchlässigkeiten erzielen. Bevorzugt beträgt die Luftdurchlässigkeit jedoch höchstens 10000 cm3/(cm2-min-kPa), besonders bevorzugt höchstens 5000 cm3/(cm2-min-kPa) und ganz besonders bevorzugt höchstens 500 cm3/(cm2-min-kPa), um gleichzeitig eine für die Weiterverarbeitung vorteilhafte Zugfestigkeit zu ermöglichen, die mit extrem luftdurchlässigen Papieren schwer vereinbar ist.
Eine weitere wichtige Eigenschaft eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel ist auch dessen Diffusionskapazität. Die Diffusionskapazität bestimmt den Transport von Gasen durch das Umhüllungspapier zufolge einer Konzentrationsdifferenz. Vor allem in den Phasen des Konsums eines Rauchartikels, in denen keine Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Umhüllungspapiers besteht, können Gase wie Kohlenmonoxid durch das Umhüllungspapier hindurch diffundieren. Damit kann beispielsweise der Gehalt an Kohlenmonoxid im Rauch oder Aerosol eines Rauchartikels beeinflusst werden.
Die Diffusionskapazität eines Umhüllungspapiers für Kohlendioxid in Stickstoff kann nach CORESTA Recommended Method No. 77 (April 2014) gemessen werden und wird in cm/s angegeben. Für natürlich poröse Umhüllungspapiere besteht ein gewisser Zusammenhang zwischen der Luftdurchlässigkeit und der Diffusionskapazität, da beide Größen durch die poröse Struktur des Umhüllungspapiers bestimmt werden. Aus diesem Grund können Luftdurchlässigkeit und Diffusionskapazität nicht vollkommen unabhängig voneinander gewählt werden.
Da eine hohe Diffusionskapazität besonders den Gehalt an Kohlenmonoxid im Rauch oder Aerosol eines Rauchartikels reduzieren kann und Kohlenmonoxid toxisch ist und nichts zum Geschmack oder Geruch des Rauchartikels beiträgt, besteht generell der Wunsch die Diffusi- onskapazität möglichst hoch zu wählen, wobei man aber den oben erwähnten engen Zusammenhang mit der Luftdurchlässigkeit berücksichtigen muss.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers für Rauchartikel beträgt die Diffusionskapazität daher in unbehandelten Bereichen mindestens 0,1 cm/s, besonders bevorzugt mindestens 1,0 cm/s und/oder höchstens 5,0 cm/s, besonders bevorzugt höchstens 4,0 cm/s.
Das Umhüllungspapier kann Muster aufweisen, die durch Kompression des Umhüllungspa- piers entstehen. Dies können beispielsweise die sogenannten Vergelinien sein. Im Bereich dieser Linien ist das Papier komprimiert und daher transparenter. Vergelinien können in Maschinenrichtung des Umhüllungspapiers, in Querrichtung des Umhüllungspapiers oder in jeder anderen Richtung aufgebracht sein. Neben einem Linienmuster können auch beliebige andere Muster aufgebracht sein.
Das Umhüllungspapier kann Wasserzeichen in jeder beliebigen Form enthalten.
Das Umhüllungspapier kann weitere Substanzen umfassen, die aus dem Stand der Technik für die Herstellung von Umhüllungspapieren für Rauchartikel bekannt sind. Darunter können beispielsweise anorganische Pigmente, beispielsweise Eisenoxide, oder organische Farbstoffe fallen, die dem Umhüllungsmaterial eine bestimmte Farbe verleihen. Des Weiteren können darunter auch Aromastoffe fallen, die den Geruch oder Geschmack des Rauchs oder des Aerosols des Rauchartikels beeinflussen. Dabei kann es sich sowohl um den Rauch oder das Aerosol handeln, der/das vom Konsumenten des Rauchartikels inhaliert wird, als auch um den Rauch oder das Aerosol, der/das vom Rauchartikel freigesetzt wird, ohne vom Konsumenten des Rauchartikels inhaliert zu werden, insbesondere den Nebenstromrauch einer Zigarette. Solche Aromastoffe können auch mit physikalischen Trägern verbunden sein, wie etwa durch Verkapselung, beispielsweise in Cyclodextrin oder Polymeren. Ebenso können die Aro- mastoffe chemisch gebunden sein, beispielsweise in Ethylvanillinglucosid.
Das Umhüllungspapier kann außerdem zusätzliche Bereiche reduzierter Diffusionskapazität aufweisen, die der Selbstverlöschung des Rauchartikels dienen können, beispielsweise um gesetzliche Anforderungen bezüglich der Selbstverlöschung zu erfüllen. Solche Bereiche re- duzierter Diffusionskapazität können gemäß dem Stand der Technik durch den Auftrag filmbildender Substanzen erzeugt werden, aber auch durch andere Verfahren wie Prägen.
Das Umhüllungspapier kann perforiert sein, um die Luftdurchlässigkeit zu erhöhen und insbe- sondere um die Luftdurchlässigkeit zu erhöhen, ohne die Diffusionskapazität nennenswert zu beeinflussen. Dabei können die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, wie mechanische Perforation, elektrostatische Perforation, Laserperforation und Plasmaperforation zum Einsatz kommen. Das Umhüllungspapier kann bedruckt sein, beispielsweise um ihm ein attraktives äußeres Erscheinungsbild zu verleihen oder andere besondere Effekte zu erzielen, beispielsweise temperaturabhängige Farbveränderungen. Dabei können Druckverfahren wie Tiefdruck, Flexodmck, Offsetdruck oder Siebdruck aber auch Sprühen zum Einsatz kommen. Bezüglich des aufgedruckten Musters gibt es keine Einschränkungen.
Da, wie an den später folgenden Ausführungsbeispielen gezeigt, die für die Weiterverarbeitung relevanten technischen Eigenschaften, insbesondere die Zugfestigkeit und Bruchdehnung, sich von konventionellen Umhüllungspapieren für Rauchartikel nicht unterscheiden, können darüber hinaus beliebige weitere aus dem aktuellen oder zukünftigen Stand der Tech- nik bekannten Prozessschritte mit dem erfmdungsgemäßen Umhüllungspapier durchgeführt werden, sofern sie auch mit konventionellen Umhüllungspapieren für Rauchartikel durchführbar sind.
Die Herstellung des erfmdungs gemäßen Umhüllungspapiers kann an sich nach den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Papierherstellung erfolgen. Insbesondere kann dabei zunächst das Zellstoffgemisch in einem oder mehreren Behältern in Wasser suspendiert werden und danach der gesamte oder ein Teil des Zellstoffgemisch in Mahlaggregaten gemahlen werden. Nach der Mahlung können weitere Stoffe, beispielsweise Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe oder Prozesshilfsmittel, beispielsweise Retentionshilfsmittel, hinzugefügt wer- den. Das Umhüllungspapier kann dann auf einer konventionellen Papiermaschine, beispielsweise einer Fourdrinier Papiermaschine hergestellt werden. Dabei strömt eine wässrige Suspension aus Zellstofffasern und optional Füllstoffen und anderen Stoffen aus einem Stoffauflauf auf das Sieb der Papiermaschine und kann dort durch Schwerkraft oder Vakuum entwässert werden, wobei aus der Suspension eine Umhüllungspapierbahn gebildet wird. Danach durchläuft die Umhüllungspapierbahn beispielsweise eine Pressenpartie, in der durch mechanischen Druck zwischen Walzen und einem Pressfilz die Umhüllungspapierbahn weiter entwässert wird. Schließlich kann die Umhüllungspapierbahn noch eine Trockenpartie durchlaufen, in der verbleibendes Wasser durch Kontakt mit beheizten Trockenzylindern, Heißluft, Infrarotstrahlung oder Mikrowellen entfernt wird, sodass die Umhüllungspapierbahn ihre Gleichgewichtsfeuchte von etwa 4-8 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des fertigen Umhüllungspapiers aufweist. Am Ende der Papiermaschine kann die Umhüllungspapierbahn aufgerollt werden. In der Trockenpartie kann sich eine Filmpresse oder Leimpresse befinden, in der Substanzen zur Beeinflussung der Oberfläche des Umhüllungspapiers auf eine oder beide Seiten des Umhüllungspapiers aufgetragen werden. Diese Substanzen können beispielsweise Pigmente, wie Eisenoxide, Farbstoffe, Bindemittel, wie Stärke oder Carboxymethylcellulose oder Füllstoffe, wie Calciumcarbonat sein.
Die weiteren Verarbeitungsschritte umfassen zumeist das Schneiden einer breiten Rolle des Umhüllungspapiers in schmälere Bobinen, deren Breite etwa dem Umfang des daraus zu fertigenden Rauchartikels, oder einem ganzzahligen Vielfachen davon entspricht. Ein erfindungsgemäßer Rauchartikel umfasst einen Strang aus Tabak oder einem anderen Material, das bei Verbrennung oder Erhitzung Rauch oder ein Aerosol bildet. Erfindungsgemäß ist dieser Strang durch das erfindungsgemäße Umhüllungsmaterial umhüllt, um daraus einen Rauchartikel zu formen. Optional kann der Rauchartikel noch einen Filter enthalten, der beispielsweise durch ein Mundstückbelagpapier mit dem umhüllten Strang verbunden ist.
Bevorzugt ist der Rauchartikel eine Zigarette und besonders bevorzugt eine Filterzigarette.
Die Herstellung des Rauchartikels kann dabei manuell, teilweise maschinell oder vollkommen maschinell nach den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen den erfindungsgemäßen Effekt demonstrieren. Als Kurzfaserzellstoffe für das erfindungsgemäße Umhüllungspapier wurden Birkenzellstoff und Eukalyptuszellstoff gewählt. Als Füllstoff wurde gefälltes Calciumcarbonat verwendet.
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Tabelle 1
Tabelle 1 zeigt 11 verschiedene Faser/Füllstoff-Zusammensetzungen, aus denen beispielhafte Umhüllungspapiere hergestellt wurden. Die Faser/Füllstoff-Zusammensetzung ist durch die Anteile von gemahlenem Birkenzellstoff (Spalte„Birke gemahlen"), ungemahlenem Birken- Zellstoff (Spalte„Birke ungemahlen"), ungemahlenem Eukalyptuszellstoff (Spalte„Eukalyptus ungemahlen") und Füllstoff (Spalte„Füllstoff) charakterisiert. Die Prozentangaben für den gemahlenen und ungemahlenen Birken- und Eukalyptuszellstoff beziehen sich auf die Masse des gesamten Zellstoffgemischs. Die Angabe für den Füllstoff in Prozent bezieht sich hingegen auf die Masse des fertigen Umhüllungspapiers. In den mit„Mahlgrad" übertitelten Spalten ist der Mahlgrad nach ISO 5267-1 : 1999 in Schopper-Riegler (°SR) angegeben. Dabei enthält die Spalte„Birke gemahlen" die Werte für den gemahlenen Birkenzellstoff alleine und die Spalte„Mischung" die Werte für die gesamte Zellstoffmischung ohne Füllstoff. Wie man an der Tabelle 1 sieht, wurden für die Zusammensetzungen 1-3 Mischungen aus gemahlenem und ungemahlenem Birkenzellstoff verwendet, während in den Zusammensetzungen 4-11 Mischungen aus gemahlenem Birkenzellstoff und ungemahlenem Eukalyptuszellstoff verwendet wurden. Die Zusammensetzungen 4-6 und 10 enthielten zusätzlich gefälltes Calciumcarbonat („Kalk") als Füllstoff. Der gemahlene Birkenzellstoff wurde auf Mahlgrade zwischen 30 °SR und 79 °SR gemahlen. Hier zeigt sich bereits ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, da für die Mahlung des Birkenzellstoffs bezogen auf die Masse stets etwa nur die Hälfte der Mahlenergie von üblichem Langfaserzellstoff aufgewendet wurde. Dadurch kommt es zu einer wesentlichen Einsparung an Mahlenergie.
Die Zusammensetzungen in Tabelle 1 stellen für die Gestaltung eines Umhüllungspapiers Extrempunkte hinsichtlich des Mahlgrads, des Füllstoffgehalts und der Anteile an gemahlenem und ungemahlenem Kurzfaserzellstoff dar, sodass der Fachmann bei der Gestaltung eines erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers für Rauchartikel vor allem Werte zwischen diesen Extrempunkten wählen wird.
Die Faserlängenverteilung des gemahlenen Birkenzellstoffs wurde mit einem Fiber Tester Code 912, Typ 987666, der Firma Lorentzen & Wettre gemäß den Vorgaben des Messgeräteherstellers mehrfach gemessen, und eine mittlere Faserlänge zwischen 0,8 und 1,0 mm wurde erhalten.
Der gemahlene Birkenzellstoff wurde gemeinsam mit dem ungemahlenen Birkenzellstoff o- der dem ungemahlenen Eukalyptuszellstoff gemäß den Mischungsverhältnissen laut Tabelle 1 in einer wässrigen Suspension gemischt. Der Füllstoff wurde in entsprechender Menge in die Suspension hinzugefügt, und aus der Suspension wurden auf einem Laborblattbildner Blätter gebildet und getrocknet. Insgesamt wurden dadurch 14 Umhüllungspapiere hergestellt, deren Daten in Tabelle 2 angegeben sind.
Tabelle 2 zeigt 14 erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele A-N (Spalte„Beispiel"), wobei für jedes Ausführungsbeispiel eine der Faser/Füllstoff-Suspensionen aus Tabelle 1 verwendet wurde. Die Zuordnung erfolgt über die Spalte„Zusammensetzung Nr." aus Tabelle 2. Die darin eingetragenen Zahlen entsprechen den Zahlen aus der Spalte„Nr." aus Tabelle 1. Nach einer Konditionierung der Blätter gemäß ISO 187 bei 23 °C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit wurden verschiedene Messungen an den Blättern durchgeführt, deren Ergebnisse in Tabelle 2 angegeben sind.
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Tabelle 2
Das Flächengewicht wurde gemäß ISO 536:2012 gemessen, die Ergebnisse sind in Spalte „Flächengewicht" angegeben. Die Zugfestigkeit und Bruchdehnung wurden gemäß ISO 1924- 2:2008 gemessen und sind in den Spalten„Zugfestigkeit" bzw.„Bruchdehnung" angegeben. Die Luftdurchlässigkeit wurde gemäß ISO 2965:2009 gemessen und ist in der Spalte„Luftdurchlässigkeit" angegeben. Schließlich wurde noch die Diffusionskapazität gemäß CORESTA Recommended Method No. 77 (April 2014) gemessen und die Werte sind in der Spalte„Diffusionskapazität" angegeben. An den Beispielen A-C erkennt man, dass bereits bei einem Flächengewicht von 25 g/m2 eine ausreichende Zugfestigkeit von mindestens 9 N/15 mm erreicht werden kann, sodass das Umhüllungspapier ohne Probleme maschinell zu einem Rauchartikel weiterverarbeitet werden kann. Die Luftdurchlässigkeiten der Beispiele A-C sind mit 4900 cm3/(cm2-min-kPa) bis 7500 cm3/(cm2-min-kPa) für übliche Umhüllungspapiere von Rauchartikeln sehr hoch, durch Erhöhung des Flächengewichts, der Mahlenergie oder des Anteils an gemahlenem Birkenzellstoff oder auch durch Auswahl eines anderen Kurzfaserzellstoffs kann die Luftdurchlässigkeit bei Bedarf gesenkt werden. Die Diffusionskapazitäten der Umhüllungspapiere aus den Beispielen A-C sind ebenfalls hoch, was den Gehalt von Kohlenmonoxid im Rauch eines daraus gefer- tigten Rauchartikels reduzieren kann.
Beispiele D-F verwenden dieselben Faser/Füllstoff-Suspensionen 1-3 wie die Beispiele A-C, haben allerdings ein erheblich höheres Flächengewicht von 60 g/m2. Dadurch ist auch die Luftdurchlässigkeit mit Werten von 90 cm3/(cm2-min-kPa) bis 175 cm3/(cm2-min-kPa) deutlich niedriger als in den Beispielen A-C. Die Diffusionskapazitäten der Umhüllungspapiere der Beispiele D-F sind mit 0,5 cm/s bis 0,7 cm/s im üblichen Bereich für Umhüllungspapiere für Rauchartikel. Die Zugfestigkeit wurde nicht gemessen, weil die Zusammensetzung der Umhüllungspapiere der Beispiele D-F dieselbe ist, wie für die Beispiele A-C und wegen des höheren Flächengewichts ist eine deutliche Steigerung der Zugfestigkeit zu erwarten, sodass die Werte jedenfalls deutlich über 12 N/15 mm, dem höchsten Wert der Beispiele A-C, liegen werden.
Die Umhüllungspapiere der Beispiele G-N enthalten gemahlenen Birkenzellstoff und ungemahlenen Eukalyptuszellstoff und in den Beispielen G, H, I und M auch Füllstoff. Die Flä- chengewichte bewegen sich in einem für konventionelle Umhüllungspapiere von Rauchartikeln üblichen Bereich von 23 g/m2 bis 37 g/m2. Die Beispiele G und H sind bezüglich der Zugfestigkeit von 5 N/15 mm bzw. 6 N/15 mm gerade noch in einem akzeptablen Bereich. An diesen Beispielen sieht man, dass durch geringe Mahlung des Birkenzellstoffs und einen hohen Anteil von Füllstoff von 36,5% (Beispiel G) und 39,3% (Beispiel H) die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers reduziert wird. Bei Beispiel I hingegen ist der Füllstoffgehalt mit 43% noch höher, allerdings ist auch der Birkenzellstoff auf einen höheren Mahlgrad von 71°SR gemahlen. Damit erreicht man eine Zugfestigkeit von 8 N/15mm, die für eine maschinelle Weiterverarbeitung des Umhüllungspapiers ausreichen kann, jedenfalls aber für Umhüllungspapier für manuell gefertigte Rauchartikel ausreichend ist. Für die Beispiele G-N wurde auch die Bruchdehnung gemessen. Es zeigen sich Werte von 0,9% bis 2,8%, was für eine maschinelle Weiterverarbeitung der Umhüllungspapiere jedenfalls ausreichend ist.
Die Luftdurchlässigkeiten der Umhüllungspapiere aus den Beispielen G-N liegen im Bereich von 75 cm3/(cm2'min-kPa) bis 1240 cm7(cm2-min-kPa), und decken damit den üblichen Bereich für UmhüUungspapiere von Rauchartikeln gut ab. Dasselbe gilt für die Diffusionskapazitäten der Beispiele G-N, die sich zwischen 0,4 cm/s und 3,6 cm/s bewegen.
Die beschriebenen UmhüUungspapiere können verwendet werden, um einen Rauchartikel herzustellen, beispielsweise indem die Umhüllungspapiere verwendet werden, um einen Tabakstrang oder ein anderes Material zu umhüllen, welches bei Erwärmung oder Verbrennung ein Aerosol freisetzt. Weil alle wesentlichen Eigenschaften der UmhüUungspapiere der Bei- spiele A-N in einem für Umhüllungspapiere für Rauchartikel typischen Bereich liegen, unterscheiden sich die Herstellungsverfahren zum Herstellen des Rauchartikels nicht von denjenigen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Aus diesem Grund wird auf eine Darstellung von Verfahren zum Herstellen entsprechender Rauchartikel in der vorliegenden Beschreibung abgesehen.
Insgesamt erkennt man aus den Ausführungsbeispielen A-N, dass sich entgegen der Erwartung durch die überwiegende oder ausschließliche Verwendung von Kurzfaserzellstoff Umhüllungspapiere für Rauchartikel mit den für solche Umhüllungspapiere typischen Eigenschaften herstellen lassen. Dies ist im Gegensatz zum Stand der Technik allerdings mit erheb- licher Einsparung bei Energie- und Rohstoffkosten möglich.

Claims

Ansprüche
1. Umhüllungspapier für Rauchartikel mit einem Flächengewicht von mindestens 10 g/m2 und höchstens 70 g/m2, umfassend ein Gemisch aus Zellstofffasern, wobei das Gemisch aus Zellstofffasern bezüglich der Masse der Zellstofffasern im Zellstoffgemisch zu mindestens 90% durch Kurzfaserzellstofffasern, oder bezogen auf die Anzahl der Zellstofffasern zumindest zu 95% durch Kurzfaserzellstofffasern gebildet wird, und wobei mindestens 10% der Kurzfaserzellstofffasern, bezogen auf die Masse oder Anzahl der Zellstofffasern des Zellstofffasergemischs, gemahlen sind, wobei das Umhüllungspapier auf mehr als 50% seiner Fläche, vorzugsweise mindestens 55% seiner Fläche und besonders vorzugsweise mindestens 60% seiner Fläche ei- ne Luftdurchlässigkeit aufweist, die mindestens 30 cm /(cnrvmimkPa) beträgt, und wobei das Umhüllungspapier mindestens ein Brandsalz enthält.
2. Umhüllungspapier nach Anspruch 1, bei dem das Umhüllungspapier frei von einer zusätzlichen Beschichtung ist, oder beschichtete Bereiche aufweist, die weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 45% und besonders vorzugsweise weniger als 40% der Gesamtfläche des Umhüllungspapiers ausmachen.
3. Umhüllungspapier nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Fasern des Zellstofffasergemischs eine durchschnittliche Länge von mindestens 0,1 mm und höchstens 2,0 mm, vorzugsweise höchstens 1,5 mm, besonders vorzugsweise höchstens 1,2 mm und insbesondere höchstens 1,0 mm aufweisen.
4. Umhüilungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anteil des Kurzfaserzellstoffs bezogen auf die Masse der Zellstofffasern im Zellstoffgemisch mindestens 95% und bezogen auf die Masse oder die Anzahl vorzugsweise 100% beträgt.
5. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anteil an gemahlenen Kurzfaserzellstofffasern,
- bezogen auf die Masse der gesamten Zellstofffasern, mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 30% und/oder höchstens 100%, vorzugsweise höchstens 80%, insbesondere höchstens 70%), oder - bezogen auf die Anzahl der gesamten Zellstofffasern, mindestens 20%, besonders bevorzugt mindestens 35% und/oder höchstens 100%, besonders bevorzugt höchstens 85%, insbesondere höchstens 75% beträgt.
6. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Mahlgrad des gemahlenen Kurzfaserzellstoffs gemäß ISO 5267-1 :1999 mindestens 20°SR, vorzugsweise mindestens 30°SR und/oder höchstens 85°SR, vorzugsweise höchstens 80°SR beträgt.
7. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Anspräche, bei dem der Mahlgrad des Zellstoffgemischs im fertigen Umhüllungspapier mindestens 20°SR, vorzugsweise mindestens 30°SR und besonders vorzugsweise mindestens 40°SR und/oder höchstens 70°SR, vorzugsweise höchstens 60°SR beträgt.
Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kurzfaserzellstoff zumindest zum überwiegenden Teil aus Laubbäumen gewonnen ist, vorzugsweise aus einem oder mehreren der Bäume Birke, Buche, Eukalyptus, Pappel oder Espe.
Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Flächengewicht mindestens 20 g/m2, vorzugsweise mindestens 25 g/m2 und/oder höchstens 60 g/m2, vorzugsweise höchstens 40 g/m2 beträgt.
Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner einen oder mehrere Füllstoffe enthält,
wobei zumindest ein Teil des einen oder der mehreren Füllstoffe aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Oxiden, Hydroxiden, Carbonaten und Silikaten besteht, insbesondere aus Oxiden, Hydroxiden, Carbonaten und Silikaten von Metallen besteht, besonders vorzugsweise aus Calciumcarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat und Aluminiumhydroxid besteht.
11. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Umhüllungspapier einen Füllstoffgehalt von höchstens 45 Gew.~%, vorzugsweise höchstens 40 Gew.-%o und besonders vorzugsweise von höchstens 35 Gew.-% und/oder von mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 15 Gew.-% und besonders vorzugweise mindestens 20 Gew.-% aufweist, jeweils bezogen auf das Gewicht des Umhüllungspapiers.
12. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner mindestens ein Brandsalz enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zitra- ten, Malaien, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Gycolaten, Lactaten, Oxylaten, Salicylaten, α-Hydroxycaprylaten, Phosphaten und Hydrogencarbonaten, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Tri- natriumzitrat und Trikaliumzitrat.
13. Umhüllungspapier nach Anspruch 12, bei dem der Gehalt an Brandsalzen mindestens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,7 Gew.-%, und besonders vorzugsweise mindestens 1 ,0 Gew.-% und/oder höchstens 7,0 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 5,0 Gew.-% und besonders vorzugsweise höchstens 3,0 Gew.-% beträgt.
14. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Zugfestigkeit in Maschinemichtung nach ISO 1924-2:2008 von mindestens 10 N/15 mm, vorzugsweise mindestens 12 N/15 mm und/oder höchstens 30 N/15 mm, vorzugsweise höchstens 25 N/15 mm und insbesondere höchstens 20 N/15 mm.
15. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Bruchdehnung in Maschinemichtung nach ISO 1924-2:2008 von mindestens 0,9 %, vorzugsweise mindestens 1,0 % und/oder höchstens 5,0 %, vorzugsweise höchstens 3,0 % und besonders vorzugsweise höchstens 2,5 %.
16. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Luftdurchlässigkeit in unbehandelten Bereichen mindestens 50 cm3/(cm2-min-kPa), vorzugsweise mindestens 70 cm3/(cm2'min-kPa) und/oder höchstens 10.000 cm3/(cm2-min-kPa), vorzugsweise höchstens 5000 cm3/(cm2-min-kPa) und besonders vorzugsweise höchstens 500 cm3/(cm2-min-kPa) beträgt.
17. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Diffusionskapazität in unbehandelten Bereichen mindestens 0,1 cm/s, vorzugsweise mindestens 1,0 cm/s und/oder höchstens 5,0 cm/s, vorzugsweise höchstens 4,0 cm/s beträgt.
18. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin Bereiche reduzierter Diffusionskapazität aufweist, die der Selbstverlöschung eines daraus gefertigten Rauchartikels dienen, insbesondere Bereiche, auf die eine filmbildende Substanz aufgetragen ist, oder Bereiche, deren Diffusionskapazität durch Prägen verringert ist.
19. Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner zumindest abschnittsweise künstlich perforiert ist.
20. Rauchartikel, umfassend einen Strang aus Tabak oder einem anderen Material, das bei Verbrennen oder Erhitzung Rauch oder ein Aerosol bildet, wobei dieser Strang durch ein Umhüllungspapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche umhüllt ist.
21. Rauchartikel nach Anspruch 20, der einen Filter umfasst, der insbesondere durch ein Mundstückbelagpapier mit dem umhüllten Strang verbunden ist.
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