WO2019042639A1 - Verfahren zum aufbringen von registermarken auf umhüllungspapier für rauchartikel - Google Patents

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WO2019042639A1
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wrapping paper
paper
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wrapping
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PCT/EP2018/068645
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Daniel Fischer
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Delfortgroup Ag
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    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording

Definitions

  • the invention relates to a method for applying registration marks on wrapping paper for smoking articles, so that the influence of the register marks on the taste of a manufactured from the wrapping paper smoking article is minimized as possible by no or almost no substances are introduced into the wrapping paper, not even when smoking of the smoking article arise.
  • a smoking article comprises a smokable material and a wrapping paper which wraps the smokable material to form a typically cylindrical strand.
  • the smokable material is tobacco or other material that can generate an aerosol when exposed to heat and the wrapping paper is a cigarette paper.
  • the smoking article may be a conventional cigarette that burns tobacco, but also a smoking article where the smokable material is merely heated to release an aerosol.
  • the smoking article also includes a filter that can filter aerosol components and that is wrapped in a filter wrap paper, and a tipping paper that bonds the filter and the strand together.
  • the wrapping paper has structures which repeat in the longitudinal direction of the strand.
  • LIP smoking article inflammation control
  • Some smoke article manufacturing machines are equipped with sensors that can detect structures on the wrapping paper and synchronize the cut of the endless strand with the structures so that the structures are at a nominally fixed position on the smoking article. For this, however, the structures must be able to be detected by means of a sensor at the usual processing speeds of such machines. If this is not the case, if it is not possible to detect the structures with reasonable economic outlay or not sufficiently quickly, it is possible to print markings, so-called register marks, on the wrapping paper, which are in a fixed position relative to the structures and simple and reliably detected with a sensor. The intersection of the endless strand is then synchronized with these printed register marks.
  • lasers are also used to apply register marks to paper by having a laser beam burn the paper in a small area and darken it at a defined location.
  • Such methods are described, for example, in WO 98/35096, WO 2007/122284 or WO 2011/026693.
  • certain pigments in the paper or coatings are provided on the paper to achieve a good mark by a controlled color change, which is not possible with wrapping papers for smoking articles usually because of the legal requirements regarding the ingredients.
  • the objective of the prior art methods is generally to produce a label that is as visible or detectable as possible without perforating the paper.
  • An impairment of the taste of a smoking article by treatment with a laser is known, for example, in filter cigarettes, in which a perforation track in the circumferential direction in the region of the filter is generated by means of a laser.
  • the laser perforates the tipping paper and the filter wrapper paper as intended, it also penetrates into the filter material so that vaporization and combustion products of the filter material remain in the filter and are perceived as irritating by the smoker on first draft.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method which makes it possible to generate register marks on the wrapping paper for a smoking article, so that the influence of these markings on the taste of a manufactured from the wrapping paper smoking article remains as low as possible.
  • the inventors have found that, deviating from the prior art in which the visibility of the markers is paramount, the influence on the taste of the smoking article can be minimized by removing material from the wrapping paper, mechanically changing the wrapping paper, or if material is added, these are only substances that arise when smoking the smoking article and thus not adversely affect the taste.
  • the method according to the invention for marking a wrapping paper for smoking articles thus comprises the steps
  • a "fixed" distance is a predetermined distance that allows the position of a mark to be closed to the position of the structure.
  • the inventive method in step (Bi) is based on the consideration that by removing material from the wrapping paper, in particular by removing material over the entire thickness of the wrapping paper, preferably by punching, perforating or cutting, changes in the wrapping paper are generated Register marks can be detected by suitable sensors. Particularly preferably, the change is at least one opening in the wrapping paper. In this case, only material is removed from the wrapping paper and thus avoided any influence on the taste of manufactured from the wrapping paper smoking article. In the design of the openings in the wrapping paper but is to pay particular attention to strength requirements of the subsequent processing steps.
  • the inventive method in step (B.2) is based on the consideration that by mechanical treatment of the wrapping paper, in particular by embossing or compressing, markings are produced on the wrapping paper which can be detected by suitable sensors.
  • the wrapping paper becomes more transparent by embossing or compressing at the points thus treated, and becomes darker with a suitable substrate, so that detection is possible. Again, no substances are added to the wrapping paper, and any influence on the taste of the smoking article made from the wrapping paper is avoided. It is also in the design of the markers to take into account the strength properties of the wrapping paper, but less than in the production of openings.
  • step (B.3) is based on the consideration that by treating the surface of the wrapping paper with laser radiation, components of the wrapping paper are changed in color by pyrolysis or combustion so that this change can be easily detected with suitable sensors. In general, the thus treated areas of the wrapping paper will appear darker than the wrapping paper.
  • This further inventive step is based on the consideration that smoking or heating of the smoking article in the wrapping paper produces pyrolysis or combustion products which the smoker absorbs when smoking and which adds to the flavor of the smoking article.
  • enthalpy of combustion is released, which is released to the environment in part, for example by heat radiation, heat conduction or convection, but partly also maintains the glow process by being conducted in the wrapping paper.
  • the wrapping paper when smoking the smoking article, the wrapping paper is incompletely burned so that it does not release all of the enthalpy of combustion, such as may be measured in a calorimeter.
  • energy can also be introduced into the wrapping paper by the smokable material.
  • the energy introduced by the laser it has to be taken into consideration that during treatment with the laser only the surface is thermally stressed while smoking the smoke article, the entire mass of the wrapping paper is thermally degraded. Furthermore, the duration of thermal exposure to the laser is much shorter than when smoking the smoking article. Also, not all the laser radiation is absorbed by the wrapping paper, but a part is reflected and a part penetrates the wrapping paper.
  • FIG. 1 shows the principle of the invention.
  • structures 7 which are either on the wrapping paper 1 provided in step (A) already present, or applied according to step (C).
  • To synchronize the paper run marks 2 are generated on the wrapping paper, so that each mark 2 is located in the machine direction at a fixed distance 8 relative to each of the structures 7.
  • the wrapping paper for smoking articles provided in step (A) of the method of the invention comprises pulp fibers.
  • the pulp fibers are required because they give the wrapping paper the necessary strength.
  • the pulp fibers are preferably wood pulp fibers, more preferably long fiber pulp, such as spruce, pine or larch, or short fiber pulp, such as birch, beech or eucalyptus and mixtures thereof.
  • the pulp fibers are partially or wholly other than plants such as flax, hemp, sisal, jute, abaca, cotton, esparto grass, or mixtures thereof.
  • the wrapping paper can also contain pulp fibers of regenerated cellulose, such as lyocell fibers, viscose fibers or modal fibers, for example.
  • pulp fibers of regenerated cellulose such as lyocell fibers, viscose fibers or modal fibers, for example.
  • legal requirements concerning the ingredients of a wrapping paper for smoking articles must be observed.
  • the wrapping paper preferably contains at least 50% by weight, particularly preferably at least 60% by weight, very particularly preferably at least 70% by weight of cellulose fibers and preferably at most 100% by weight, particularly preferably at most 80% by weight of pulp fibers. The percentages are based on the total mass of the wrapping paper.
  • the wrapping paper may contain filler.
  • the filler is preferably an oxide, hydroxide, carbonate, bicarbonate or silicate or a mixture thereof. Particularly preferred is calcium carbonate, in particular precipitated calcium carbonate.
  • Other fillers which may find preference in smoking article wrapping papers are magnesium oxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, titanium dioxide, talc and kaolin, or mixtures thereof.
  • special fillers can also be used which irreversibly change their color when exposed to laser radiation and thus contribute to the visibility of the marking, for example iron oxides.
  • the legal provisions regarding the ingredients of the wrapping paper for smoking articles must be observed.
  • the wrapping paper provided in step (A) of the process preferably contains at least 10% by weight, in particular at least 20% by weight and preferably at most 50% by weight, more preferably at most 40% by weight and most preferably at most 35% by weight .- of the filler.
  • the percentages refer to the total mass of the wrapper. development papiers.
  • the wrapping paper for smoking articles contains no filler. This alternative embodiment is particularly preferred when the roll-your-own wrapping paper is to be used.
  • the wrapping paper may also contain at least one fire salt, which increase or reduce the smoldering speed of the smoking article or the appearance of the ashes of the burnt tobacco together with the burnt wrapping paper. Since Brandsalze often influence the thermal degradation of the wrapping paper and thus the enthalpy of combustion, they also play a role in the choice of the energy density of the laser radiation in step (B.3).
  • the wrapping paper therefore preferably comprises one or more brand salts selected from the group consisting of citrates, malates, tartrates, acetates, nitrates, succinates, fumarates, gluconates, glycolates, lactates, oxalates, salicylates, ⁇ -hydroxycaprylates, phosphates, chlorides and bicarbonates, preferably selected from the group consisting of trisodium citrate, tripotassium citrate and mixtures thereof.
  • the wrapping paper may also contain substances selected from the group consisting of sodium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, monoammonium phosphate, diammonium phosphate, boric acid and mixtures thereof.
  • the content of brominating salts in the wrapping paper is preferably at least 0.5% by weight, particularly preferably at least 0.7% by weight, very particularly preferably at least 1.0% by weight and / or at most 7.0% by weight, more preferably at most 5.0% by weight and most preferably at most 3.0% by weight.
  • the wrapping paper for smoking articles contains no burn salts. This embodiment is particularly preferred when the wrapping paper is to be used for manually-made smoking articles ("roll-your-own").
  • the wrapping paper may contain other components known in the art. These include, for example, dyes, pigments, flavorings or inorganic fibers, such as glass fibers. However, the use of such substances is restricted in many countries by legal regulations.
  • the basis weight of the wrapping paper is important to the process of the invention because it substantially determines the mechanical strength of the wrapping paper and affects the design of step (B).
  • the wrapping paper for the process according to the invention in preferred embodiments has a basis weight between 10 g / m 2 and loo g / m 2 , preferably between 20 g / m 2 and 50 g / m 2 and more preferably between 25 g / m 2 and 35 g / m 2 .
  • the basis weight of the wrapping paper can be determined according to ISO 536: 2012.
  • the thickness of the wrapping paper also plays a role in the process according to the invention.
  • the thickness of the wrapping paper is in preferred embodiments between 15 ⁇ and 100 ⁇ , preferably between 30 ⁇ and 60 ⁇ and most preferably between 40 ⁇ and 50 ⁇ .
  • the thickness of the wrapping paper can be determined on a single layer according to ISO 534: 2011.
  • the wrapping paper have regularly repeating structures in the machine direction, so that it is necessary to apply marks in a fixed relative position to any structure used in later processing steps to synchronize processing steps with the travel of the wrapping paper can.
  • step (C) can be added to the wrapping paper as in step (C) according to a variant of the method according to the invention after the application of the markers, or according to an alternative variant of the inventive method already be present on the wrapping paper provided in step (A).
  • the invention is not limited to any particular type of structures. These may be, for example, printed, embossed or stamped features on the wrapping paper which are to appear in a fixed position on the smoking article made from this wrapping paper. Likewise, it may be watermarks, sieve marks or limescale.
  • the type of structures is not limited to optically perceptible features, but may also include functional features. These include, for example, tapes printed on the wrapping paper and used to self-extinguish a smoking article made therefrom, or perforations serving to dilute the aerosol flowing through the smoking article, as described in WO 2011/120687.
  • the structures may be that the composition of the wrapping paper varies in the machine direction in a regular manner, in particular with respect to the content of brand salts, as described in WO 2014/202319.
  • the inventive method can be used when the structures for sensors can not be detected or only with great effort.
  • the production of the structures on the wrapping paper in step (C) or in a step upstream of step (A) may thus preferably include printing, embossing, perforating, stamping, impregnating, impregnating, coating or spraying.
  • the structures are repeating regularly in the machine direction, whereby the machine direction is to be understood as meaning the direction in which the wrapping paper moves in that further processing step which requires synchronization with the structures on the wrapping paper.
  • the wrapping paper is in the form of an elongate web. and the "machine direction" corresponds to the longitudinal direction of this web.
  • the step (B.i) of the method according to the invention can preferably be designed so that material is removed over the entire thickness of the wrapping paper and therefore at least one opening in the wrapping paper is produced.
  • the at least one opening is produced by punching, perforating or cutting.
  • Less preferred, but also in the sense of the method according to the invention, is the superficial removal of material from the wrapping paper, for example by grinding or scratching, so that although the transparency of the wrapping paper is increased in this area, but no opening is formed.
  • step (Bi) is realized by perforation or cutting, preferably mechanical perforation or cutting tools or a laser can be used, more preferably this step is performed by a C0 2 laser.
  • the transverse direction refers to the direction orthogonal to the machine direction
  • the radius of curvature of the transversely outermost boundary is at least 0.1 mm, preferably at least 0.2 mm and more preferably at least 0.5 mm
  • Machine direction tensile stresses can be effectively reduced at these extreme limits, since such stress peaks can easily lead to the wrapping paper being torn off during further processing and can reduce productivity, Since the transversely extreme outermost boundaries of the marking can also be straight lines, the radius of curvature can be arbitrarily high his.
  • FIG. 2 shows a wrapping paper 1 with markings 2, which are designed, for example, as elliptical openings in the wrapping paper.
  • the machine direction of the wrapping paper is indicated by arrow 3, while the transverse direction indicated by arrow 4 is substantially orthogonal thereto.
  • the transversely outermost boundary 5 of the lining 2 is shown enlarged, and the radius of curvature of the transversely outermost boundary 5 designated R is shown.
  • the marking is a circular opening with a diameter of at least 0.3 mm and at most 2.0 mm, preferably of at least 0.5 mm and at most 1.5 mm.
  • the step (B.2) of the method according to the invention can preferably be designed so that the mechanical treatment involves embossing or compressing the wrapping paper.
  • the wrapping paper is compressed in one area, so that the transparency increases locally.
  • the mark is then detectable over the untreated wrapping paper as a dark area for sensors.
  • embossing or compression of the wrapping paper may be accomplished by applying mechanical pressure between two patterned rollers which create a mark in the wrapping paper.
  • the line force for embossing the wrapping paper is important to the process of the invention.
  • the line force for embossing the wrapping paper for smoking articles is 70 N / mm to 130 N / mm, more preferably 80 N / mm to 120 N / mm, and most preferably 90 N / mm to 115 N / mm.
  • this line force one achieves embossing that can be easily detected by optical sensors, but does not appreciably reduce the tensile strength of the wrapping paper.
  • the moisture content of the paper is also important for the embossing result in the process according to the invention.
  • the embossing is preferably carried out at an increased moisture content of the paper from 5% by weight to 10% by weight and more preferably from 7% by weight to 9% by weight, the percentages being based on the mass of the wrapper paper. With this increased humidity, the embossing provides a clear visible marking, which can then also be detected automatically more easily.
  • a further preferred embodiment of this method step is the production of markings in the region of the press section of the paper machine during the production of the wrapping paper, that is to say on the wrapping paper which has not yet been "completely finished”
  • an embossing process may be used which is very similar to the previously described embossing process on the finished wrapping paper, except that the moisture content of the wrapping paper in the press section is higher than in the fully finished wrapping paper.
  • a cylinder provided with a corresponding pattern can also be used here.
  • An alternative embodiment of this method step comprises creating markings by corresponding devices on the screen of the paper machine in the production of the wrapping paper in the same way that watermarks on papers can be made.
  • the step (B.3) of the method according to the invention can preferably be designed such that it comprises the following substeps:
  • step (B3.2) marking the wrapping paper using laser radiation of the energy density selected in step (B3.1) so that regularly repeating machine direction markings are produced on the wrapping paper.
  • step (B3.1) of the method according to the invention For the selection of the energy density of the laser radiation in step (B3.1) of the method according to the invention based on the enthalpy of combustion per volume of the wrapping paper, it is advantageous, but not necessary, if the combustion enthalpy of the wrapping paper is known.
  • the combustion enthalpy of the wrapping paper can be determined, for example, by measurement with a calorimeter, in particular with a reaction calorimeter.
  • the components of the wrapping paper are substances whose combustion enthalpies are known with sufficient accuracy, so that the combustion enthalpy can also be calculated from the known composition of the wrapping paper. Such exemplary calculations will be described below.
  • step (B3.1) it is then no longer necessary to determine the combustion enthalpy itself numerically, but one will be able to derive directly from the composition of the wrapping paper and from other properties, in particular the thickness and the basis weight, to set a suitable energy density for the laser radiation.
  • step (B3.1) of the preferred method according to the invention methods should also be included in which the enthalpy of combustion is not determined explicitly, but quantities for selecting the energy density are used, which are the combustion enthalpy significantly influence. These quantities are in particular the substances used in the wrapping paper, their quantity, the basis weight or the thickness of the wrapping paper.
  • the interval [ x 0 , xj is so large that it contains that interval as a subset, which is spanned by the highest combustion enthalpy and the highest combustion enthalpy, in each case per volume of the wrapping paper, of those wrapping papers to which the method according to the invention is to be applied.
  • the enthalpy of combustion per volume of the wrapping paper in J-nr ⁇ nr 1 is to be used, and the energy density of the laser radiation is obtained in J-nr 2 .
  • the laser radiation used in step (B.3) of the inventive method for marking the wrapping paper has one or more wavelengths which are of importance for the energy density required for the marking.
  • the wrapping paper should absorb the one or more wavelengths of the laser radiation substantially well.
  • a wavelength of at least 8 ⁇ and at most 12 microns is preferred, and very particularly preferred is laser radiation having a wavelength of about 10.6 ⁇ , which is generated by a C0 2 laser.
  • the use of other sources for the laser radiation is likewise possible in the method according to the invention.
  • the power of the laser radiation can vary within a wide range and, in addition to the required energy density, depends above all on the area which, per unit of time, depends on the laser beam. Radiation should be treated. The skilled person will be able to determine a suitable power of the laser. An example for calculating the relationship between energy density and the required power of the laser radiation is given below.
  • the markings produced on the wrapping paper in step (B) of the method according to the invention should be designed such that they can be reliably detected by simple optical sensors, in particular those which detect brightness differences. For this it is helpful if the markers differ sufficiently clearly in their color or whiteness from the rest of the wrapping paper, and if the wrapping paper itself otherwise has no structures that could confound the sensor with the markings. If the marking is an opening in the wrapping paper, the substrate must be colored differently from the wrapping paper in the area of the sensor, or a transmittance sensor (photocell) must be used.
  • Markings produced on conventional white wrapping papers for smoking articles according to one of the method steps (B.2), or (B.3) are preferably continuous or broken lines in the transverse direction, that is to say in an at least approximately right angle to the machine direction as defined above.
  • marker patterns such as circles, triangles, squares, or other geometric shapes may also be used.
  • the extent of the machine direction mark is relevant to the method of the invention because its extent is important for reliable detection.
  • the wrapping paper reaches speeds of up to 10 m / s.
  • the mark should be at least 1 ⁇ under the sensor to ensure reliable detection so that the mark should have a machine direction extension at least at least 0.01 mm.
  • the extension in the machine direction at at least one point of the marking is preferably at least 0.10 mm and very particularly preferably at least 0.20 mm.
  • the marking itself should be as little as possible visible on the smoking article.
  • the extension of the mark in the machine direction should therefore be at most 5.00 mm, preferably at most 3.00 mm and very particularly preferably at most 1.00 mm.
  • the marking may extend transversely across the entire width of the wrapping paper .
  • the minimum extension of the mark in the transverse direction is determined by the ability of the sensor used to reliably detect the mark, and also depends on how accurately and how stably the wrapper paper can be guided under the detection surface of the sensor.
  • the extent of the marking in the transverse direction is therefore preferably at least 0.20 mm, particularly preferably at least 0.50 mm and very particularly preferably at least 1.00 mm.
  • the markings have been produced on a wide roll of wrapping paper which is later to be cut into narrower rolls, it is expedient to arrange the markings on the wrapping paper in such a way that there is at least one marking in the width direction on each of the narrow rolls. As a result, the markings can also be detected on subsequent individual processing steps on the individual narrow rollers.
  • the transverse dimension should be as small as possible.
  • the expansion of the marking in the transverse direction is therefore preferably at least 0.20 mm, particularly preferably at least 0.50 mm and very particularly preferably at least 1.00 mm, and preferably at most 5.00 mm, particularly preferably at most 4.00 mm and most preferably at most 3.00 mm. If such markings are produced on a wide roll of wrapping paper which is later cut into narrower rolls, it is expedient to arrange the markings on the wrapping paper such that at least one mark is present on each of the narrow rolls in the transverse direction.
  • the markings can also be detected on subsequent individual processing steps on the individual narrow rollers.
  • the extent of the markings in the transverse direction is then preferably at most one third, more preferably at most one fifth, and most preferably at most one tenth of the width of the narrow roll.
  • the mark may be on the wrapping paper on any side of the wrapping paper.
  • the stain is produced on the wrapping paper, one will create the stain on that side of the wrapping paper where it can be more easily detected in the subsequent processing step.
  • this is preferably that side of the wrapping paper that is on the smoking article outside.
  • This side of the wrapping paper is preferably the side facing away from the strainer in the manufacture of the wrapping paper on the paper machine and referred to as the top, while the strainer side is the side facing the strainer and typically faces the smokable material on the smoking article ,
  • the opening can be made from either side or from both sides.
  • each mark is basically arbitrary, as long as it is ensured that it is in a uniform and fixed distance for all marks in the machine direction to at least one structure on the wrapping paper. This distance must be known, so that in the subsequent processing step from the position of the mark on the position of the structure on the wrapping paper can be closed. More preferably, the position of the markers relative to the structures on the wrapping paper is selected so that the markings are not visible during normal use of the smoking article made from the wrapping paper. This may mean for filter cigarettes that the marks are positioned on the wrapping paper so that they are on the filter cigarette in the area where the tipping paper overlaps the strand of smokable material to cover the marks on the wrapping paper.
  • step (A) the wrapping paper may first be manufactured and rolled up on a conventional paper machine.
  • step (B) the wrapping paper is unrolled again, the markings are produced on the wrapping paper in step (B), and the wrapping paper thus marked is rolled up again.
  • step (Ci) the structures are then applied to the marked wrapping paper in step (Ci). It is also conceivable and preferred in certain applications to carry out steps (B) and (C) on the same device.
  • the device may be a printing press or coating machine in which the markings are first produced, step (B), and then the structures are applied in the same device, step (C).
  • the marking unit performing step (B) and the device for applying the structures according to step (C) a register control known from the prior art which uses the markings detected by a sensor Positions of the marks and the structures to be applied synchronized with each other.
  • This synchronization may mean compensating for the change in length of the wrapping paper during the paper pass through the device.
  • embossing machines, punching machines or perforating a device for applying structures on wrapping papers for smoking articles is also described in WO 2010/124879.
  • the markings may then be detected by suitable sensors, and the usually continuous strand of smokable material encased in the wrapping paper may be cut at a location synchronized with the markings such that the structures have a fixed position on the body Take a smoking article.
  • the roll of wrapping paper is cut into small leaflets so that they are suitable for the manual production of smoking articles ("roll-your-own") .
  • the markings are detected on this machine and the cutting in leaflets synchronized with the markers, so that the structures are at a fixed position on the sheet and therefore also at a fixed position on the smoking article made from the leaflet.
  • steps (A) and (B) are preferably carried out on the same apparatus.
  • This variant of the method therefore provides that the wrapping paper already has structures and the markings are subsequently produced.
  • the markers In order for the markers to be in a fixed position relative to the structures, it is necessary to align the structures detect.
  • the sensors for detecting the structures are complex and the detection is possible only at low speeds, for example if the structures are poorly visible or exist in a variable composition of the wrapping paper. In these cases, the method can be used advantageously.
  • the wrapping paper initially has a broad role and is later cut into a plurality of narrower rolls, so-called bobbins, for making the smoking articles.
  • the elaborate detection of the structures and the corresponding marking of the wrapping paper take place on a wide roll at low speed, whereas on the machines for producing smoking articles only a comparatively simple sensor system is needed to detect the markings instead of the structures high processing speeds can be achieved and costly sensor technology is saved.
  • the method can be used when the smoking article making machine is a cigarette machine and the later processing step is cutting an endless strand of smokable material wrapped in the wrapping paper.
  • any intermediate steps may be carried out, as required for the production of the wrapping paper for smoking articles.
  • FIG. 1 shows a wrapping paper on which structures and markings are applied.
  • FIG. 2 shows a wrapping paper on which markings in the form of openings are formed.
  • FIG. 3 illustrates the production of a wrapping paper by means of a paper machine, as well as a possible formation of markings in its wire section or press section.
  • FIG. 4 illustrates a process in which markings and in the same device
  • Structures are formed on a wrapping paper.
  • Figure 5 illustrates a process in which a provided wrapping paper already
  • FIG. 6 illustrates a similar process to FIG. 5 that lends itself when
  • Markers can be formed regardless of the running of the wrapping paper.
  • FIG. 3 shows the production of the wrapping paper 150 according to the invention by means of a paper machine running in the machine direction 151.
  • the paper machine comprises a headbox area 100, a wire section 110, a press section 120, a dryer section 130 and a reel 140.
  • an aqueous fiber suspension or fiber / filler suspension flows onto a rotating screen 111 on which by dewatering a wrapping paper 150 is formed.
  • the wrapping paper 150 then passes through a press section 120 in which pressure is applied to the wrapping paper 150 through roller pairs 121 typically provided with a felt, thereby further dewatering the wrapping paper 150.
  • the wrapping paper 150 passes through the dryer section 130 where it is contacted with at least one, but preferably a plurality of heated drying cylinders 131 and the water is removed by evaporation so that the wrapping paper 150 reaches a moisture content of 3% to 10%. Finally, the wrapping paper 150 is rolled up on a roll 141.
  • a patterned cylinder 112 in the wire section 110 of FIG Paper machine can be provided which exerts pressure on the still moist wrapping paper 150 and so displaces the material in the wrapping paper 150 and generates a pattern with higher transparency.
  • the roller pair is the last pair of rollers in the machine direction in the press section.
  • FIG. 4 shows an exemplary production process of the wrapping paper according to the invention, in which, in the inventive step (A), a wrapping paper 200 which does not yet have any structures is provided on a roll 201 and runs in the machine direction 208.
  • a marking unit 202 markings are produced on the wrapping paper 200 in step (B).
  • the marking unit 202 is formed by a laser, with whose laser radiation the wrapping paper 200 is treated in a step (B.3).
  • a detection unit 205 for example an optical sensor, detects the markings generated by the marking unit 202 and influences register control so that the structures produced by a device 206 on the wrapping paper 200 are at a fixed distance from the markings.
  • the device 206 may be a printing device that is used to print self-extinguishing tapes on the wrapping paper 200.
  • the register control can take place by a deflecting roller 203 which can be moved in the direction of the arrow 204 and which lengthens or shortens the length of the web between the marking unit 202 and the apparatus 206 and thus positions the markings and the structures relative to one another.
  • the detection unit 205 may also be provided behind the device 206, as shown in dashed lines in Fig. 4, because then the relative position of marks and structures on the wrapping paper 200 to each other can be determined directly and a regulation of the relative position is possible.
  • the wrapping paper 200 is rolled up on a roll 207.
  • FIG. 5 shows an exemplary production process according to the invention in which the wrapping paper provided in step (A) already has structures.
  • the wrapping paper 300 is thereby provided on a roll 301 and first passes in the machine direction 308 a register control, in which, for example by means of a movable in the direction of arrow 304 deflection roller 303, the length of the paper web between the roller 301 and a marking unit 302 (in the embodiment shown again Laser) can be lengthened or shortened so that the markings produced by the marking unit 302 mark exactly at a fixed distance relative to those on the wrapping paper 300th existing structures are located.
  • a register control in which, for example by means of a movable in the direction of arrow 304 deflection roller 303, the length of the paper web between the roller 301 and a marking unit 302 (in the embodiment shown again Laser) can be lengthened or shortened so that the markings produced by the marking unit 302 mark exactly at a fixed distance relative to those on the wrapping paper 300th existing structures are located.
  • a detection unit 305 which may be arranged in front of or behind the marking unit, detects at least the structures and influences the position of the deflection roller 303 in such a way that a fixed distance between markings and structures is produced on the wrapping paper 300.
  • the detection unit 305 is arranged behind the marking unit 302, because at this position both the markings and the structures can be detected and their relative position to each other can be directly determined and thus regulated. If the detection unit 305 is arranged in front of the marking unit 302, the distance between the detection unit 305 and the marking unit 302 is preferably as small as possible.
  • the wrapping paper 300 is rolled up on a roll 307.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the production process according to the invention.
  • a wrapping paper 400 which already has structures, is provided in the form of a roll 401 and traverses the process in the machine direction 408.
  • This exemplary embodiment is preferably used when the generation of markings by the marking unit 402 can be triggered independently of the course of the wrapping paper. This will preferably be possible with a marking by means of laser according to step (B.3).
  • the detection unit 405 can preferably also be arranged behind the marking unit 402, so that the relative position of markings and structures can be determined directly relative to each other and thus a regulation of this position is possible.
  • the wrapping paper 400 is rolled up on a roll 407.
  • a first step (A) of the process according to the invention four different wrapping papers were provided with the data from Table 1 using calcium carbonate precipitated in addition to pulp fibers as filler and tripotassium citrate or mixtures of trisodium citrate and tripotassium citrate as firing salt.
  • the papers were produced on a conventional long-sifting paper machine, as shown schematically and greatly simplified in FIG. Table 1 - Data of wrapping papers
  • a roll having a width of 106 mm was cut from each wrapping paper, and marks were made on a punching device.
  • the markings were circular openings with a diameter of 0.5 mm.
  • Several such apertures were juxtaposed transversely, with the midpoint of the first aperture seen transversely from the edge at a distance of 13.25 mm from the edge and the midpoint of each further aperture away from the transverse aperture, 26.5 mm.
  • the roll was then cut into bobbins 26.5 mm wide, as is customary for the production of cigarettes with a diameter of about 8 mm. As a result, the openings were positioned centrally on each bobbin in the transverse direction.
  • the repetition rate of the machine direction openings was adapted to the specific manufacturing process of cigarettes.
  • filter cigarettes were subsequently manufactured with a tobacco rod with a length of 54 mm.
  • the tobacco rod was first cut into pieces with a length of 54 mm. The pieces were separated in the longitudinal direction and inserted between each two such pieces a double-length cigarette filter. A double wide tipping paper was glued around the filter and a portion of each of the two tobacco rod pieces to form a double cigarette connected at the mouth end. In the last step, the double cigarette was cut in the middle.
  • each of the wrapping papers was given a 0.25 mm wide continuous line. Because of the higher thickness of the wrapping paper P2, a higher force of about 115 N / mm could be set than with the papers ⁇ , P3 and P4, in which the line force for embossing was about 90 N / mm to 100 N / mm.
  • a higher moisture content of the wrapping paper of 5% by weight to 10% by weight, based on the mass of the wrapping paper, was chosen, because then the embossing was more clearly visible and easier to detect.
  • a dot pattern was also marked on similar line forces.
  • the enthalpy of complete combustion of the wrapping papers can be estimated by multiplying and summing up the mass per unit area in the wrapping paper with the enthalpy per mass for all components, the citrate content of Table 1 being converted into the content of citric acid , The enthalpy per area thus obtained was divided by the thickness. The results are shown in Table 3. Table 3 - Estimated combustion enthalpies of wrapping papers
  • the marking of the papers was carried out with a C0 2 laser with a nominal power of 25 W, which can produce a continuous laser beam with a wavelength of 9.2 ⁇ to 10.9 ⁇ .
  • the laser was operated at 70% of its rated power, ie 17.5 W.
  • the marking pattern was a continuous line in the transverse direction of the wrapping paper having a width of 0.25 mm, which was produced at different speeds of 1 m / s to 7 m / s on the papers Pi, P2, P3 and P4. From these technical data, the theoretical energy densities given in Table 4 arithmetically obtained by dividing the laser power (17.5 W) by the speed and the line width.
  • the wrapping papers were examined for their suitability for the manufacture of smoking products and their influence on the taste of a smoking article.
  • the mark was sufficiently strong in all experiments to reliably detect the mark on the machine-direction wrapping paper with a simple sensor, they were no longer so strong at marking speeds of 6 m / s and 7 m / s that the mark was reliably detectable even at a wrapping paper running at high speed in the machine direction. Therefore, k should not exceed the value -l ⁇ and preferably be less than -2 ⁇ .
  • the values for k can also be significantly smaller than -12 ⁇ .
  • the value of k should preferably not be less than -8 ⁇ m, preferably it should not fall below -7 ⁇ m and very particularly preferably it should not fall below -6.5 ⁇ m.
  • the value for k should preferably not be higher than -1 ⁇ , particularly preferably not higher than -2 ⁇ , most preferably not higher than -2.5 ⁇ .
  • marking speeds 2 m / s to 3 m / s, ie a value of k from -5.0 ⁇ to -4.0 ⁇ .
  • y f (x) by including further paper parameters, such as air permeability, transparency or whiteness.
  • step (C) of FIG provided inventive method.

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Abstract

Gezeigt wird ein Verfahren zur Markierung eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel, umfassend die folgenden Schritte: (A) Bereitstellen eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel, wobei das Umhüllungspapier Zellstofffasern umfasst, und (B) Erzeugen von Markierungen auf dem Umhüllungspapier durch mindestens einen der folgenden Schritte (B.i) Entfernen von Material aus dem Umhüllungspapier, (B.2) Mechanisches Verändern des Umhüllungspapiers, (B.3) Behandeln der Oberfläche des Umhüllungspapiers mit Laserstrahlung mit einer Energiedichte y in J-m-2, für die gilt: y = k-x. Dabei ist x die Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers in J-m-2μm-1, und k beträgt mindestens -8 μm, bevorzugt mindestens -7 μm und ganz besonders bevorzugt mindestens -6,5 μιη, und höchstens -1 μm bevorzugt höchstens -2 μm und ganz besonders bevorzugt höchstens -2,5 μm beträgt. Dabei werden entweder in einem Schritt (C) sich wiederholende Strukturen auf dem Umhüllungspapier erzeugt, sodass sich jede Struktur in einem festen Abstand in Maschinenrichtung relativ zu mindestens einer Markierung befindet, oder in Schritt (A) wird ein Umhüllungspapier bereitgestellt, welches sich in Maschinenrichtung wiederholende Strukturen aufweist, und die Markierungen werden im Schritt (B) auf dem Umhüllungspapier so erzeugt, dass sich jede Markierung in einem festen Abstand in Maschinenrichtung relativ zu mindestens einer Struktur befindet.

Description

VERFAHREN ZUM AUFBRINGEN VON REGISTERMARKEN AUF UMHÜLLUNGSPAPIER
FÜR RAUCHARTIKEL GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Registriermarken auf Umhüllungspapier für Rauchartikel, so dass der Einfluss der Registermarken auf den Geschmack eines aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels möglichst minimiert wird, indem keine oder nahezu keine Substanzen in das Umhüllungspapier eingebracht werden, die nicht auch beim Rauchen des Rauchartikels entstehen.
HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK Ein Rauchartikel umfasst ein rauchbares Material und ein Umhüllungspapier, das das rauchbare Material umhüllt, und so einen typischerweise zylindrischen Strang bildet. Üblicherweise ist das rauchbare Material Tabak oder ein anderes Material, das bei Wärmeeinwirkung ein Aerosol erzeugen kann und das Umhüllungspapier ein Zigarettenpapier. Bei dem Rauchartikel kann es sich um eine konventionelle Zigarette handeln, bei der Tabak verbrannt wird, aber auch um einen Rauchartikel, bei dem das rauchbare Material nur aufgeheizt wird und so ein Aerosol freisetzt. In vielen Fällen umfasst der Rauchartikel auch einen Filter, der Bestandteile des Aerosols filtern kann und der von einem Filterumhüllungspapier umhüllt ist, sowie ein Mundstückbelagpapier, das den Filter und den Strang miteinander verbindet. Bei manchen Rauchartikeln weist das Umhüllungspapier Strukturen auf, die sich in Längsrichtung des Strangs wiederholen. Diese Strukturen können rein optische Merkmale sein, wie Aufdrucke, Wasserzeichen oder auch funktionale Merkmale, wie Bänder zur Steuerung der Entzündungsneigung des Rauchartikels („LIP"), eine in Längsrichtung des Rauchartikels variable Zusammensetzung des Umhüllungspapiers, insbesondere bezüglich der Brandsalze, oder irgendwelche anderen Merkmale, die sichtbar oder nicht sichtbar sein können.
Bei solchen Rauchartikeln besteht der Bedarf, dass sich die Strukturen an einer definierten Position auf dem Rauchartikel befinden. In üblichen Herstellungsprozessen von Rauchartikeln wird ein endloser Strang aus dem rauchbaren Material mit dem Umhüllungspapier um- hüllt und später in kurze, nominal gleich lange Stücke geschnitten. Die Position des Schnitts ergibt sich dabei zufällig aus der Vorgabe, dass die Stücke alle möglichst gleich lang sein sol- len. Die Position von Strukturen auf dem Umhüllungspapier spielt dabei keine Rolle, sodass diese Strukturen sich dann in einer zufälligen Position auf dem Rauchartikel befinden.
Manche Maschinen zur Herstellung von Rauchartikeln sind mit Sensoren ausgerüstet, die Strukturen am Umhüllungspapier detektieren können und den Schnitt des endlosen Strangs so mit den Strukturen synchronisieren, dass sich die Strukturen auf einer nominal festen Position auf dem Rauchartikel befinden. Dazu müssen die Strukturen aber mittels eines Sensors bei den üblichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten solcher Maschinen detektiert werden können. Ist dies nicht der Fall, kann man also die Strukturen mit vernünftigem wirtschaftli- chem Aufwand nicht oder nicht ausreichend schnell detektieren, besteht die Möglichkeit Markierungen, sogenannte Registermarken, auf dem Umhüllungspapier aufzudrucken, die sich in einer festen Position relativ zu den Strukturen befinden und einfach und zuverlässig mit einem Sensor detektiert werden können. Der Schnitt des endlosen Strangs wird dann mit diesen gedruckten Registermarken synchronisiert.
Es ist im Stand der Technik bekannt Registermarken auf Papier aufzudrucken. Dies geschieht vor allem bei Mehrfarbendruckmaschinen, bei denen die Aufdrucke in den verschiedenen Farben richtig zueinander positioniert sein müssen. Der Aufdruck solcher Registermarken auf Umhüllungspapier für Rauchartikel ist aber problematisch, weil die in Druckfarben ver- wendeten Substanzen in Umhüllungspapieren für Rauchartikel oft nicht erlaubt sind. Außerdem kann es durch die Druckfarben und die beim Drucken verwendeten Lösungsmittel zu einem Einfluss auf den Geschmack des Rauchartikels kommen, insbesondere beim ersten Zug. Ein solcher Einfluss kann auch vorliegen, wenn die Druckfarbe bei der Verwendung des Rauchartikels gar nicht selbst verbrannt oder erhitzt wird.
In manchen Fällen werden auch Laser zum Aufbringen von Registermarken auf Papier verwendet, indem ein Laserstrahl das Papier in einem kleinen Bereich verbrennt und so an einer definierten Stelle dunkel verfärbt. Solche Verfahren sind beispielsweise in WO 98/35096, WO 2007/122284 oder WO 2011/026693 beschrieben. Dort werden allerdings bestimmte Pigmente im Papier oder Beschichtungen am Papier vorgesehen, um eine gute Markierung durch einen gesteuerten Farbumschlag zu erzielen, was bei Umhüllungspapieren für Rauchartikel üblicherweise wegen der gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich der Inhaltsstoffe nicht möglich ist. Selbst bei Verzicht auf solche Pigmente oder Beschichtungen besteht das Ziel der Verfahren nach dem Stand der Technik generell darin, eine möglichst gut sichtbare oder detektierbare Markierung zu erzeugen, ohne das Papier zu perforieren. Im Gegensatz zum Aufdrucken werden mittels Laser zwar keine neuen Substanzen auf das Umhüllungspapier aufgetragen, es entstehen aber dennoch Verbrennungs- oder Pyrolyseprodukte, die auf dem Umhüllungspapier verbleiben. Bei der Anwendung eines Lasers zum Aufbringen von Registermarken auf Umhüllungspapiere für Rauchartikel sind also wiederum neue Substanzen im Umhüllungspapier vorhanden, die den Geschmack eines aus diesem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels beeinflussen können. Zudem stellt das Aufbringen von Registermarken auf Umhüllungspapiere ein spezielles Problem dar, weil diese Papiere vergleichsweise dünn sind, leicht versehentlich perforiert werden können, und oft Brandsalze enthalten, die den thermischen Abbau des Umhüllungspapiers beeinflussen.
Eine Beeinträchtigung des Geschmacks eines Rauchartikels durch Behandlung mit einem Laser ist beispielsweise bei Filterzigaretten bekannt, bei denen eine Perforationsspur in Um- fangsrichtung im Bereich des Filters mittels Laser erzeugt wird. Der Laser perforiert zwar wie beabsichtigt das Mundstückbelagpapier und das Filterhüllpapier, dringt aber auch in das Filtermaterial ein, sodass Verdampfungs- und Verbrennungsprodukte des Filtermaterials im Filter verbleiben und vom Raucher beim ersten Zug als irritierend wahrgenommen werden.
Es besteht also ein Bedarf an Verfahren Registermarken auf dem Umhüllungspapier eines Rauchartikels so zu erzeugen, dass der Einfluss auf den Geschmack eines aus diesem Umhül- lungspapier gefertigten Rauchartikels möglichst gering bleibt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, Registermarken auf dem Umhüllungspapier für einen Rauchartikel zu erzeugen, sodass der Einfluss dieser Markierungen auf den Geschmack eines aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels möglichst gering bleibt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch l gelöst. Vorteilhafte Weiterbildun- gen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfinder haben gefunden, dass abweichend vom Stand der Technik, in dem die Sichtbarkeit der Markierungen im Vordergrund steht, der Einfluss auf den Geschmack des Rauchartikels minimiert werden kann, indem Material aus dem Umhüllungspapier entfernt wird, das Umhüllungspapier nur mechanisch verändert wird, oder, sofern Material hinzugefügt wird, es sich nur um Substanzen handelt, die beim Rauchen des Rauchartikels entstehen und somit den Geschmack nicht negativ beeinflussen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Markierung eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel umfasst also die Schritte
(A) Bereitstellen eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel, wobei das Umhüllungspapier Zellstofffasern umfasst,
(B) Erzeugen von Markierungen auf dem Umhüllungspapier durch mindestens einen der folgenden Schritte
(B.i) Entfernen von Material aus dem Umhüllungspapier,
(B.2) Mechanisches Verändern des Umhüllungspapiers,
(B.3) Behandeln der Oberfläche des Umhüllungspapiers mit Laserstrahlung mit einer Energiedichte y in J nr2, für die gilt: y = k-x, wobei x die Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers in J-nr^nr1 ist, und wobei k mindestens -8 μπι, bevorzugt mindestens -7 μπι und ganz besonders bevorzugt mindestens - 6,5 μπι beträgt, und höchstens -1 μπι, bevorzugt höchstens -2 μιη und ganz besonders bevorzugt höchstens -2,5 μπι beträgt, und wobei entweder in einem Schritt (C) sich wiederholende Strukturen auf dem Umhüllungspapier erzeugt werden, sodass sich jede Struktur in einem festen Abstand in Maschinenrichtung relativ zu mindestens einer Marlderung befindet, oder in Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches sich in Maschinenrichtung wiederholende Strukturen aufweist, und die Markierungen in Schritt (B) auf dem Umhüllungspapier so erzeugt werden, dass sich jede Marlderung in einem festen Abstand in Maschinenrichtung relativ zu mindestens einer Struktur befindet.
In der vorliegenden Offenbarung ist ein„fester" Abstand insbesondere ein vorbestimmter bzw. bekannter Abstand, der es erlaubt, von der Position einer Markierung auf die Position der Struktur zu schließen.
Das erfinderische Verfahren im Schritt (B.i) basiert auf der Überlegung, dass durch Entfernen von Material aus dem Umhüllungspapier, insbesondere durch Entfernen von Material über die gesamte Dicke des Umhüllungspapiers, bevorzugt durch Stanzen, Perforieren oder Schneiden, Veränderungen im Umhüllungspapier erzeugt werden, die als Registermarken von geeigneten Sensoren detektiert werden können. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Veränderung um mindestens eine Öffnung im Umhüllungspapier. Dabei wird nur Material aus dem Umhüllungspapier entfernt und somit jeder Einfluss auf den Geschmack des aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels vermieden. Bei der Gestaltung der Öffnungen im Umhüllungspapier ist aber auf Festigkeitsanforderungen der nachfolgenden Verarbeitungsschritte besonders zu achten. Das erfinderische Verfahren im Schritt (B.2) basiert auf der Überlegung, dass durch mechanische Behandlung des Umhüllungspapiers, insbesondere durch Prägen oder Komprimieren, Markierungen auf dem Umhüllungspapier erzeugt werden, die von geeigneten Sensoren de- tektiert werden können. Im Allgemeinen wird das Umhüllungspapier durch Prägen oder Komprimieren an den so behandelten Stellen transparenter und erscheint bei geeignetem Untergrund dunkler, sodass eine Detektion möglich ist. Auch dabei werden dem Umhüllungspapier keine Substanzen hinzugefügt, und jeder Einfluss auf den Geschmack des aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels wird vermieden. Es ist ebenfalls bei der Gestaltung der Markierungen Rücksicht auf die Festigkeitseigenschaften des Umhüllungspa- piers zu nehmen, aber weniger als bei der Erzeugung von Öffnungen.
Das erfinderische Verfahren im Schritt (B.3) basiert auf der Überlegung, dass durch die Behandlung der Oberfläche des Umhüllungspapiers mit Laserstrahlung Komponenten des Umhüllungspapiers durch Pyrolyse oder Verbrennung in ihrer Farbe so verändert werden, dass diese Veränderung einfach mit geeigneten Sensoren detektiert werden kann. Im Allgemeinen werden die derart behandelten Stellen des Umhüllungspapiers dunkler erscheinen als das Umhüllungspapier.
Bei der Behandlung mit Laserstrahlung kommt es jedoch zu einer Veränderung der Zusam- mensetzung des Umhüllungspapiers, also zum Eintrag neuer Substanzen. Im Rahmen der Erfindung wird daher sichergestellt, dass diese neuen Substanzen in Art und Menge nicht nennenswert von jenen verschieden sind, die beim Rauchen eines aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels entstehen. Dieser weitere erfinderische Schritt basiert auf der Überlegung, dass beim Rauchen oder Erhitzen des Rauchartikels im Umhüllungspapier Pyrolyse- oder Verbrennungsprodukte entstehen, die der Raucher beim Rauchen aufnimmt, und die zum Geschmack des Rauchartikels beitragen. Bei der Pyrolyse oder Verbrennung des Umhüllungspapiers wird Verbrennungsenthalpie freigesetzt, die zu einem Teil, beispielsweise durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung oder Konvektion an die Umgebung abgegeben wird, zum Teil aber auch durch Weiterleitung im Umhüllungspapier den Glimmprozess aufrechterhält. Jedoch wird beim Rauchen des Rauchartikels das Umhüllungspapier nur unvollständig verbrannt, sodass nicht die gesamte Verbrennungsenthalpie, wie sie beispielsweise in einem Kalorimeter gemessen werden kann, freigesetzt wird. Andererseits kann aber auch durch das rauchbare Material Energie in das Umhüllungspapier eingebracht werden.
Hinsichtlich der vom Laser eingebrachten Energie ist zu berücksichtigen, dass bei der Behandlung mit dem Laser nur die Oberfläche thermisch belastet wird, während beim Rauchen des Rauchartikels die gesamte Masse des Umhüllungspapiers thermisch abgebaut wird. Des Weiteren ist die Dauer der thermischen Einwirkung beim Laser viel kürzer als beim Rauchen des Rauchartikels. Auch wird nicht die gesamte Laserstrahlung vom Umhüllungspapier absorbiert, sondern ein Teil reflektiert und ein Teil durchdringt das Umhüllungspapier.
Unter Berücksichtigung aller dieser komplexen Aspekte kann man nun die Energiedichte des Lasers so wählen, dass dem Umhüllungspapier auf der zu marlderenden Fläche bis zu einer gewissen Tiefe des Umhüllungspapiers eine ähnliche Menge an Energie zugeführt wird, wie sie beim Rauchen des Rauchartikels aus der Umgebung dieser Fläche dem selben Volumen zugeführt würde. Dann kann man davon ausgehen, dass ähnliche Substanzen in ähnlichen Mengenverhältnissen zueinander entstehen, wie es auch beim Rauchen des Rauchartikels der Fall ist, und somit wird ein unerwünschter Einfluss auf den Geschmack des Rauchartikels weitestgehend vermieden. Untersuchungen der Erfinder haben ergeben, dass dieses Ziel erreicht werden kann, wenn für die Laserstrahlung eine Energiedichte y (in J-nr2) gewählt wird, für die gilt: y = k-x, wobei x die Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers in J-nr^unr1 ist, und wobei k mindestens -8 μπι und bevorzugt mindestens -7 μπι und ganz besonders bevorzugt mindestens -6,5 μιη beträgt, und höchstens -1 μηι, bevorzugt höchstens -2 μπι und ganz besonders bevorzugt höchstens -2,5 μηι beträgt. In besonders bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens gilt -5,0 μπι i k s -4,0 μπι.
Man beachte, dass dieser erfinderische Gedanke im Gegensatz zur Lehre aus dem Stand der Technik steht, nach der der Fachmann geneigt wäre, in Materialien, die bei thermischer Belastung viel Energie freisetzen, wenig Energie durch den Laser einzubringen, um eine Ent- zündung oder Perforation des Materials zu verhindern. Im Gegensatz dazu soll nach der Lehre dieser Erfindung bei höherer freigesetzter Energie eine höhere Energiedichte der Laserstrahlung gewählt werden, was sich in der Proportionalitätskonstante k niederschlägt, damit möglichst dieselben Substanzen wie bei einer Pyrolyse oder Verbrennung des Umhüllungspapiers auf dem Rauchartikel entstehen.
In bevorzugten Ausführungsformen gilt für jeden der Schritte (B.i), (B.2) und (B.3), dass dem Umhüllungspapier, falls überhaupt, nur Substanzen zugefügt werden, die bereits im Umhüllungspapier in Schritt (A) enthalten sind oder beim Rauchen eines aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels entstehen.
Figur 1 zeigt das Prinzip der Erfindung. Auf dem Umhüllungspapier 1 mit der durch Pfeil 3 angedeuteten Maschinenrichtung und der durch Pfeil 4 angedeuteten Querrichtung befinden sich Strukturen 7, die entweder auf dem in Schritt (A) bereitgestellten Umhüllungspapier 1 schon vorhanden sind, oder gemäß Schritt (C) aufgebracht werden. Zur Synchronisation des Papierlaufs werden Markierungen 2 auf dem Umhüllungspapier erzeugt, sodass jede Markierung 2 sich in Maschinenrichtung in einem festen Abstand 8 relativ zu jeweils einer der Strukturen 7 befindet.
Das im Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellte Umhüllungspapier für Rauchartikel umfasst Zellstofffasern. Die Zellstoffasern sind erforderlich, weil sie dem Umhüllungspapier die nötige Festigkeit verleihen. Die Zellstofffasern sind vorzugsweise Holzzellstofffasern, besonders bevorzugt aus Langfaserzellstoff, wie beispielsweise aus Fichte, Kiefer oder Lärche, oder aus Kurzfaserzellstoff, wie beispielsweise aus Birke, Buche oder Eukalyptus und Gemische daraus. In anderen bevorzugten Ausführungsformen sind die Zellstofffasern teilweise oder ganz aus anderen Pflanzen, wie Flachs, Hanf, Sisal, Jute, Abaca, Baumwolle, Espartogras oder Gemischen daraus. Grundsätzlich bestehen bei der Auswahl der Zellstofffasern keine Einschränkungen, sodass das Umhüllungspapier beispielsweise auch Zellstofffasern aus regenerierter Zellulose wie Lyocellfasern, Viskosefasern oder Modalfasern enthalten kann. Gesetzliche Bestimmungen betreffend die Inhaltsstoffe eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel sind natürlich zu beachten.
Das Umhüllungspapier enthält bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt min- destens 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-% Zellstofffasern und bevorzugt höchstens 100 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 80 Gew.- Zellstofffasern. Die Prozentsätze beziehen sich auf die gesamte Masse des Umhüllungspapiers.
Das Umhüllungspapier kann Füllstoff enthalten. Der Füllstoff ist bevorzugt ein Oxid, Hydro- xid, Carbonat, Hydrogencarbonat oder Silikat oder ein Gemisch daraus. Besonders bevorzugt ist Calciumcarbonat, insbesondere gefälltes Calciumcarbonat. Weitere Füllstoffe, die in Umhüllungspapieren für Rauchartikel bevorzugt Verwendung finden können, sind Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Titandioxid, Talkum und Kaolin oder Gemische daraus. Es können allerdings auch spezielle Füllstoffe eingesetzt werden, die bei Einwirkung von Laserstrahlung irreversibel ihre Farbe ändern und damit zur Sichtbarkeit der Markierung beitragen, beispielsweise Eisenoxide. Auch hier sind allerdings die gesetzlichen Bestimmungen betreffend die Inhaltsstoffe des Umhüllungspapiers für Rauchartikel zu beachten. Das in Schritt (A) des Verfahrens bereitgestellte Umhüllungspapier enthält bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-% und bevorzugt höchstens 50 Gew.- %, besonders bevorzugt höchstens 40 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt höchstens 35 Gew.- des Füllstoffs. Die Prozentsätze beziehen sich auf die gesamte Masse des Umhül- lungspapiers. In einer alternativen Ausführungsform enthält das Umhüllungspapier für Rauchartikel keinen Füllstoff. Diese alternative Ausführungsform ist insbesondere bevorzugt, wenn das Umhüllungspapier für manuell hergestellte Rauchartikel („Roll-Your-Own") verwendet werden soll.
Besonders im Hinblick auf den Einsatz auf Rauchartikeln, bei denen das rauchbare Material verbrannt wird, beispielsweise für konventionelle Zigaretten, kann das Umhüllungspapier auch mindestens ein Brandsalz enthalten, das die Glimmgeschwindigkeit des Rauchartikels erhöhen oder reduzieren oder das Aussehen der Asche des verbrannten Tabaks gemeinsam mit dem verbrannten Umhüllungspapier verbessern kann. Da Brandsalze oft den thermischen Abbau des Umhüllungspapiers und damit die Verbrennungsenthalpie beeinflussen, spielen sie auch bei der Wahl der Energiedichte der Laserstrahlung in Schritt (B.3) eine Rolle. Das Umhüllungspapier umfasst daher bevorzugt ein oder mehrere Brandsalze, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxalaten, Salicylaten, a-Hydroxycaprylaten, Phosphaten, Chloriden und Hydrogencarbonaten, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trinatriumzitrat, Trikaliumzitrat und Mischungen daraus. Als brandhemmen- de Mittel kann das Umhüllungspapier auch Substanzen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumchlorid, Magnesiumchlorid, Calciumchlorid, Monoammoniumphosphat, Diammoniumphosphat, Borsäure und Mischungen daraus enthalten.
Der Gehalt an Brandsalzen im 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 höchstens 3,0 Gew.-%. In einer alternativen Ausführungsform enthält das Umhüllungspapier für Rauchartikel keine Brandsalze. Diese Ausführungsform ist insbesondere bevorzugt, wenn das Umhüllungspapier für manuell hergestellte Rauchartikel („Roll-Your-Own") verwendet werden soll.
Das Umhüllungspapier kann noch weitere Komponenten enthalten, wie sie aus dem Stand der Technik an sich bekannt sind. Dazu gehören beispielsweise Farbstoffe, Pigmente, Aromastoffe oder anorganische Fasern, wie Glasfasern. Der Einsatz solcher Stoffe ist in vielen Ländern allerdings durch gesetzliche Regelungen eingeschränkt.
Das Flächengewicht des Umhüllungspapiers ist für das erfindungsgemäße Verfahren von Bedeutung, weil es die mechanische Festigkeit des Umhüllungspapiers wesentlich bestimmt und die Gestaltung des Schritts (B) beeinfiusst. Das Umhüllungspapier für das erfindungsgemäße Verfahren hat in bevorzugten Ausführungsformen ein Flächengewicht zwischen 10 g/m2 und loo g/m2, bevorzugt zwischen 20 g/m2 und 50 g/m2 und besonders bevorzugt zwischen 25 g/m2 und 35 g/m2. Das Flächengewicht des Umhüllungspapiers kann nach ISO 536:2012 bestimmt werden.
Aus denselben Gründen spielt auch die Dicke des Umhüllungspapiers eine Rolle im erfindungsgemäßen Verfahren. Die Dicke des Umhüllungspapiers beträgt in bevorzugten Ausführungsformen zwischen 15 μιη und 100 μηι, bevorzugt zwischen 30 μιη und 60 μπι und ganz besonders bevorzugt zwischen 40 μηι und 50 μηι. Die Dicke des Umhüllungspapiers kann an einer einzelnen Lage nach ISO 534:2011 bestimmt werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es bedeutend, dass das Umhüllungspapier sich in Maschinenrichtung regelmäßig wiederholende Strukturen aufweist, sodass es notwendig ist, Markierungen in einer festen relativen Position zu jeder Struktur aufzubringen, die in späteren Verarbeitungsprozessen zur Synchronisation von Verarbeitungsschritten mit dem Lauf des Umhüllungspapiers verwendet werden können.
Diese Strukturen können wie in Schritt (C) nach einer Variante des erfindungsgemäßen Ver- fahrens nach dem Aufbringen der Markierungen dem Umhüllungspapier hinzugefügt werden, oder nach einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits auf dem in Schritt (A) bereitgestellten Umhüllungspapier vorhanden sein.
Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Art der Strukturen beschränkt. Es kann sich dabei beispielsweise um gedruckte, geprägte oder gestanzte Merkmale auf dem Umhüllungspapier handeln, die auf dem aus diesem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikel in einer festen Position erscheinen sollen. Ebenso können es Wasserzeichen, Siebmarkierungen oder Vergelinien sein. Die Art der Strukturen ist dabei nicht auf optisch wahrnehmbare Merkmale beschränkt, sondern kann auch funktionale Merkmale umfassen. Dazu gehören beispielswei- se auf das Umhüllungspapier aufgedruckte Bänder, die der Selbstverlöschung eines daraus gefertigten Rauchartikels dienen, oder Perforationen, die der Verdünnung des durch den Rauchartikel strömenden Aerosols dienen, wie in WO 2011/120687 beschrieben ist. Ebenso können die Strukturen darin bestehen, dass sich die Zusammensetzung des Umhüllungspapiers in Maschinenrichtung in regelmäßiger Weise ändert, insbesondere bezüglich des Ge- halts an Brandsalzen, wie in WO 2014/202319 beschrieben ist. Bevorzugt kann das erfindungsgemäße Verfahren dann eingesetzt werden, wenn die Strukturen für Sensoren nicht oder nur mit großem Aufwand detektiert werden können. Das Erzeugen der Strukturen auf dem Umhüllungspapier in Schritt (C) oder in einem dem Schritt (A) vorgelagerten Schritt kann also bevorzugt das Drucken, Prägen, Perforieren, Stanzen, Tränken, Imprägnieren, Beschichten oder Sprühen umfassen. Die Strukturen wiederholen sich dabei regelmäßig in Maschinenrichtung, wobei unter der Maschinenrichtung jene Richtung zu verstehen ist, in der sich das Umhüllungspapier in jenem weiteren Verarbeitungsschritt bewegt, der eine Synchronisation mit den Strukturen auf dem Umhüllungspapier erfordert. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um dieselbe Richtung, in der das Umhüllungspapier auf einer Papiermaschine nach dem Stand der Tech- nik erzeugt werden kann, also der„Maschinenrichtung" des Umhüllungspapiers. In bevorzugten Ausführungsformen hat das Umhüllungspapier die Form einer länglichen Bahn, und die„Maschinenrichtung" entspricht der Längsrichtung dieser Bahn.
Der Schritt (B.i) des erfindungsgemäßen Verfahren kann bevorzugt so gestaltet sein, dass Material über die gesamte Dicke des Umhüllungspapiers entfernt wird und daher mindestens eine Öffnung im Umhüllungspapier erzeugt wird. Besonders bevorzugt wird die mindestens eine Öffnung durch Stanzen, Perforieren oder Schneiden erzeugt. Weniger bevorzugt, aber auch im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist das oberflächliche Entfernen von Material aus dem Umhüllungspapier, beispielsweise durch Schleifen oder Kratzen, sodass zwar die Transparenz des Umhüllungspapiers in diesem Bereich erhöht wird, aber keine Öffnung entsteht.
Sofern der Schritt (B.i) durch Perforieren oder Schneiden realisiert wird, können bevorzugt mechanische Perforations- oder Schneidwerkzeuge oder ein Laser verwendet werden, beson- ders bevorzugt wird dieser Schritt durch einen C02-Laser durchgeführt.
Bei der Form der nach Schritt (B.i) hergestellten Markierung wird in bevorzugten Ausführungsformen darauf geachtet, dass die in Querrichtung äußersten Begrenzungen der Markierung keine zu kleinen Krümmungsradien aufweisen. In der vorliegenden Offenbarung be- zeichnet die„Querrichtung" die Richtung orthogonal zur Maschinenrichtung. Bevorzugt beträgt der Krümmungsradius der in Querrichtung äußersten Begrenzung mindestens o,i mm, bevorzugt mindestens 0,2 mm und besonders bevorzugt mindestens 0,5 mm. Dadurch können bei Zugbelastungen in Maschinenrichtung Spannungsspitzen an diesen äußersten Begrenzungen effektiv reduziert werden, da solche Spannungsspitzen leicht zu einem Abriss des Umhüllungspapiers bei der Weiterverarbeitung führen und die Produktivität senken können. Da die in Querrichtung äußersten Begrenzungen der Markierung auch gerade Linien sein können, kann der Krümmungsradius beliebig hoch sein. Dieser Sachverhalt ist in Figur 2 zur beispielhaften Erläuterung dargestellt. Figur 2 zeigt ein Umhüllungspapier 1 mit Markierungen 2, die beispielhaft als elliptische Öffnungen im Umhüllungspapier gestaltet sind. Die Maschinenrichtung des Umhüllungspapiers ist durch Pfeil 3 angedeutet, während die durch Pfeil 4 angedeutete Querrichtung dazu im Wesentlichen orthogonal ist. In der vergrößerten Ansicht 6 der Markierung 2 ist die in Querrichtung äußerste Begrenzung 5 der Marlderung 2 vergrößert gezeigt, sowie der mit R bezeichnete Krümmungsradius der in Querrichtung äußersten Begrenzung 5 dargestellt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Markierung eine kreisförmige Öff- nung mit einem Durchmesser von mindestens 0,3 mm und höchstens 2,0 mm, bevorzugt von mindestens 0,5 mm und höchstens 1,5 mm.
Der Schritt (B.2) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bevorzugt so gestaltet sein, dass es sich bei der mechanischen Behandlung um Prägen oder Komprimieren des Umhüllungspa- piers handelt. Dabei wird das Umhüllungspapier in einem Bereich verdichtet, sodass sich die Transparenz lokal erhöht. Vor einem dunklen Hintergrund ist die Markierung dann gegenüber dem unbehandelten Umhüllungspapier als dunkler Bereich für Sensoren detektierbar. In der bevorzugten Ausführungsform kann das Prägen oder Komprimieren des Umhüllungspapiers durch Ausübung von mechanischem Druck zwischen zwei mit einem entsprechenden Muster versehenen Walzen geschehen, die eine Markierung im Umhüllungspapier erzeugen.
Die Linienkraft zur Prägung des Umhüllungspapiers ist für das erfindungsgemäße Verfahren von Bedeutung. Bevorzugt beträgt die Linienkraft zur Prägung des UmhüUungspapiers für Rauchartikel 70 N/mm bis 130 N/mm, besonders bevorzugt 80 N/mm bis 120 N/mm und ganz besonders bevorzugt 90 N/mm bis 115 N/mm. Bei dieser Linienkraft erzielt man eine Prägung, die von optischen Sensoren problemlos detektiert werden kann, aber die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers nicht nennenswert reduziert.
Die Feuchte des Papiers ist für das Prägeergebnis im erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls von Bedeutung. Bevorzugt wird das Prägen bei einer erhöhten Feuchte des Papiers von 5 Gew.-% bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt von 7 Gew.- bis 9 Gew.-% durchgeführt, wobei sich die Prozentangaben auf die Masse des UmhüUungspapiers beziehen. Bei dieser erhöhten Feuchte liefert die Prägung eine deutlicher sichtbare Markierung, die dann auch leichter automatisch detektiert werden kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform dieses Verfahrensschritts ist das Erzeugen von Markierungen im Bereich der Pressenpartie der Papiermaschine bei der Herstellung des UmhüUungspapiers, also auf dem noch nicht„vollständig fertigen" Umhüllungspapier. Dabei kann ein Prägeprozess zur Anwendung kommen, der dem zuvor beschriebenen Prägeprozess am fertigen Umhüllungspapier sehr ähnlich ist, außer dass der Feuchtigkeitsgehalt des Umhüllungspapiers in der Pressenpartie höher ist als beim vollständig fertigen Umhüllungspapier. Insbesondere kann auch hier ein mit einem entsprechenden Muster versehener Zylinder eingesetzt werden. Eine alternative Ausführungsform dieses Verfahrensschritts umfasst das Erzeugen von Markierungen durch entsprechende Vorrichtungen auf dem Sieb der Papiermaschine bei der Herstellung des Umhüllungspapiers, in derselben Weise, wie auch Wasserzeichen auf Papieren hergestellt werden können. Der Schritt (B.3) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bevorzugt so gestaltet sein, dass er die folgenden Teilschritte umfasst:
(B3.1) Auswahl der Energiedichte der Laserstrahlung basierend auf der Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers,
(B3.2) Markieren des Umhüllungspapiers unter Verwendung von Laserstrahlung mit der in Schritt (B3.1) ausgewählten Energiedichte, sodass auf dem Umhüllungspapier sich regelmäßig in Maschinenrichtung wiederholende Markierungen erzeugt werden.
Für die Auswahl der Energiedichte der Laserstrahlung in Schritt (B3.1) des erfindungsgemäßen Verfahrens basierend auf der Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspa- piers ist es vorteilhaft, aber nicht notwendig, wenn die Verbrennungsenthalpie des Umhüllungspapiers bekannt ist.
Die Verbrennungsenthalpie des Umhüllungspapiers kann dabei beispielsweise durch Messung mit einem Kalorimeter, insbesondere mit einem Reaktionskalorimeter, bestimmt wer- den. In vielen Fällen sind die Komponenten des Umhüllungspapiers aber Stoffe, deren Verbrennungsenthalpien mit ausreichender Genauigkeit bekannt sind, sodass die Verbrennungsenthalpie auch aus der bekannten Zusammensetzung des Umhüllungspapiers berechnet werden kann. Solche beispielhaften Berechnungen werden weiter unten beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schritts (B3.1) ist es dann gar nicht mehr notwendig, die Verbrennungsenthalpie selbst zahlenmäßig zu bestimmen, sondern man wird in der Lage sein, direkt aus der Zusammensetzung des Umhüllungspapiers und aus anderen Eigenschaften, insbesondere der Dicke und dem Flächengewicht, eine geeignete Energiedichte für die Laserstrahlung festzulegen. In diesem Sinne ist die Kenntnis der Verbrennungsenthalpie als Zwischengröße vorteilhaft, aber nicht notwendig. Jedenfalls sollen von Schritt (B3.1) des bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens auch Verfahren umfasst sein, bei denen die Verbrennungsenthalpie nicht explizit ermittelt wird, sondern Größen zur Auswahl der Energiedichte verwendet werden, die die Verbrennungsenthalpie wesentlich beeinflussen. Diese Größen sind insbesondere die im Umhüllungspapier verwendeten Stoffe, deren Menge, das Flächengewicht oder die Dicke des Umhüllungspapiers.
Die Auswahl der Energiedichte unter Verwendung der Verbrennungsenthalpie in Schritt (B3.1) des bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens kann bevorzugt die Anwendung einer mathematischen Funktion y = f(x) umfassen, deren Eingangsgröße x die Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers und deren Ausgangsgröße y die Energiedichte der Laserstrahlung ist. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Funktion im relevanten Bereich x e [x0,Xi] eine monoton fallende Funktion, also df(x)/dx < o für alle x e [x0,Xi], be- sonders bevorzugt eine strikt monoton fallende Funktion, df(x)/dx < o für alle x e [x0,xj, und ganz besonders bevorzugt eine lineare Funktion y = k-x + d mit k < o, insbesondere eine Proportionalität der Form y = k-x mit k < o. Das Intervall [x0,xj ist dabei so groß, dass es jenes Intervall als Teilmenge enthält, das durch die Meinste Verbrennungsenthalpie und die größte Verbrennungsenthalpie, jeweils pro Volumen des Umhüllungspapiers, jener Umhül- lungspapiere aufgespannt wird, auf die das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden soll.
In bevorzugten Verfahren erfolgt die Auswahl der Energiedichte unter Verwendung der Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers durch Anwendung der oben er- wähnten Funktion y = f(x) mit y = k-x, k < o, wobei k mindestens -8 μπι und bevorzugt mindestens -7 um und ganz besonders bevorzugt mindestens -6,5 μηι beträgt und höchstens -1 μπι, bevorzugt höchstens -2 μη und ganz besonders bevorzugt höchstens -2,5 μηι beträgt. Insbesondere bevorzugt ist für k ein Intervall von -5,0 μπι bis -4,0 μη . In die Funktion f(x) ist die Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers in J-nr^nr1 einzuset- zen und die Energiedichte der Laserstrahlung wird in J-nr2 erhalten.
Die in Schritt (B.3) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Markierung des Umhüllungspapiers verwendete Laserstrahlung besitzt eine oder mehrere Wellenlängen, die für die zur Markierung erforderliche Energiedichte von Bedeutung sind. Insbesondere soll das Umhül- lungspapier die eine oder mehrere Wellenlängen der Laserstrahlung im Wesentlichen gut absorbieren. Eine Wellenlänge von mindestens 8 μπι und höchstens 12 um ist bevorzugt, und ganz besonders bevorzugt ist Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von etwa 10,6 μπι, die von einem C02-Laser erzeugt wird. Der Einsatz anderer Quellen für die Laserstrahlung ist aber im erfindungsgemäßen Verfahren gleichfalls möglich.
Die Leistung der Laserstrahlung kann in einem weiten Bereich variieren und hängt neben der erforderlichen Energiedichte vor allem von der Fläche ab, die pro Zeiteinheit mit der Laser- Strahlung behandelt werden soll. Der Fachmann wird in der Lage sein, eine geeignete Leistung des Lasers zu bestimmen. Ein Beispiel zur Berechnung des Zusammenhangs zwischen Energiedichte und der erforderlichen Leistung der Laserstrahlung ist weiter unten angegeben.
Weitere Parameter, die bei der Auswahl eines Lasers von Bedeutung sind, beispielsweise ob ein kontinuierlicher oder gepulster Laserstrahl verwendet werden soll, kann der Fachmann anhand der Erfahrung wählen oder durch Experimente einfach bestimmen. Die in Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf dem Umhüllungspapier erzeugten Markierungen sollen so gestaltet sein, dass sie von einfachen optischen Sensoren, insbesondere solchen, die Helligkeitsunterschiede detektieren, zuverlässig erfasst werden können. Dazu ist es hilfreich, wenn sich die Markierungen ausreichend deutlich in ihrer Farbe oder Weiße vom übrigen Umhüllungspapier unterscheiden, und wenn das Umhüllungspapier selbst sonst keine Strukturen aufweist, die der Sensor mit den Markierungen verwechseln könnte. Sofern es sich bei der Markierung um eine Öffnung im Umhüllungspapier handelt, ist im Bereich des Sensors der Untergrund farblich vom Umhüllungspapier verschieden zu wählen oder überhaupt ein Durchlichtsensor (Lichtschranke) zu verwenden. Auf konventionellen, weißen Umhüllungspapieren für Rauchartikel nach einem der Verfahrensschritte (B.2), oder (B.3) erzeugte Markierungen sind bevorzugt durchgehende oder unterbrochene Linien in Querrichtung, also in einem zumindest annähernd rechten Winkel zur Maschinenrichtung, wie sie oben definiert wurde. Andere Markierungsmuster, beispielsweise Kreise, Dreiecke, Quadrate oder andere geometrische Figuren, können allerdings ebenso verwendet werden.
Unabhängig von der Art ihrer Erzeugung ist die Ausdehnung der Markierung in Maschinenrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren relevant, weil ihre Ausdehnung für eine zuverlässige Detektion von Bedeutung ist. Bei der Herstellung von Rauchartikeln erreicht das Umhüllungspapier Geschwindigkeiten von bis zu 10 m/s. Die Markierung soll sich mindestens 1 μβ unter dem Sensor befinden , um eine zuverlässige Detektion zu gewährleisten, sodass die Markierung eine Ausdehnung in Maschinenrichtung an mindestens einer Stelle von mindestens 0,01 mm besitzen soll. Bevorzugt beträgt die Ausdehnung in Maschinenrichtung an mindestens einer Stelle der Markierung aber mindestens 0,10 mm und ganz besonders bevorzugt mindestens 0,20 mm. Die Markierung selbst soll auf dem Rauchartikel möglichst wenig sichtbar sein. Die Ausdehnung der Markierung in Maschinenrichtung soll daher höchstens 5,00 mm, bevorzugt höchstens 3,00 mm und ganz besonders bevorzugt höchstens 1,00 mm betragen. Bei diesen bevorzugten Ausdehnungen ist auch berücksichtigt, dass die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers in Maschinenrichtung so wenig reduziert wird, dass eine weitere Verarbeitung des Umhüllungspapiers möglich ist.
Bei Markierungen, die die mechanische Festigkeit des Umhüllungspapiers nicht oder nur unwesentlich reduzieren, wie jene Markierungen, die nach den Verfahrensschritten (B.2) oder (B.3) erzeugt wurden, kann sich die Markierung in Querrichtung über die gesamte Breite des Umhüllungspapiers erstrecken. Die minimale Ausdehnung der Markierung in Querrichtung ist durch die Fähigkeit des eingesetzten Sensors bestimmt, die Markierung zuverlässig zu detektieren, und hängt auch davon ab, wie genau und wie stabil das Umhüllungspapier unter der Detektionsfläche des Sensors geführt werden kann. Bevorzugt beträgt die Ausdehnung der Markierung in Querrichtung daher mindestens 0,20 mm, besonders bevorzugt mindestens 0,50 mm und ganz besonders bevorzugt mindestens 1,00 mm.
Sofern die Markierungen auf einer breiten Rolle des Umhüllungspapiers erzeugt wurden, die später in schmälere Rollen geschnitten werden soll, ist es sinnvoll, die Markierungen so auf dem Umhüllungspapier anzuordnen, dass sich in Breitenrichtung mindestens eine Markierung auf jeder der schmalen Rollen befindet. Dadurch können die Markierungen auch bei nachfolgenden Verarbeitungsschritten noch auf den einzelnen schmalen Rollen detektiert werden.
Für Markierungen, die die mechanische Festigkeit des Umhüllungspapiers nennenswert reduzieren, wie jene Markierungen, die nach dem Verfahrensschritt (B.i) erzeugt wurden, und insbesondere jene Markierungen, die durch Öffnungen im Umhüllungspapier gebildet sind, ist die Ausdehnung in Querrichtung möglichst klein zu wählen. Bevorzugt beträgt die Aus- dehnung der Markierung in Querrichtung daher mindestens 0,20 mm, besonders bevorzugt mindestens 0,50 mm und ganz besonders bevorzugt mindestens 1,00 mm, und bevorzugt höchstens 5,00 mm, besonders bevorzugt höchstens 4,00 mm und ganz besonders bevorzugt höchstens 3, 00 mm. Sofern solche Markierungen auf einer breiten Rolle des Umhüllungspapiers erzeugt werden, die später in schmälere Rollen geschnitten wird, ist es sinnvoll, die Markierungen so auf dem Umhüllungspapier anzuordnen, dass sich in Querrichtung mindestens eine Markierung auf jeder der schmalen Rollen befindet. Dadurch können die Markierungen auch bei nachfolgenden Verarbeitungsschritten noch auf den einzelnen schmalen Rollen detektiert werden. Die Ausdehnung der Markierungen in Querrichtung beträgt dann bevorzugt höchstens ein Drittel, besonders bevorzugt höchstens ein Fünftel und ganz besonders bevorzugt höchstens ein Zehntel der Breite der schmalen Rolle. Für das Schneiden einer derart markierten, breiten Rolle in schmale Rollen ist es sinnvoll, die Markierungen so anzubringen und den Schneidvorgang so zu steuern, dass die Markierungen nicht durchschnitten werden und damit nicht am Rand der schmalen Rollen zu liegen kommen.
Die Markierung kann sich auf dem Umhüllungspapier auf jeder beliebigen Seite des Umhüllungspapiers befinden. Wenn die Marlderung auf dem Umhüllungspapier erzeugt wird, wird man die Marlderung auf jener Seite des Umhüllungspapiers erzeugen, auf der sie im nachfolgenden Verarbeitungsschritt einfacher detektiert werden kann. Bei Umhüllungspapieren für Rauchartikel ist das bevorzugt jene Seite des Umhüllungspapiers, die sich auf dem Rauchartikel außen befindet. Diese Seite des Umhüllungspapiers ist bevorzugt jene Seite, die bei der Herstellung des Umhüllungspapiers auf der Papiermaschine dem Sieb abgewandt ist und als Oberseite bezeichnet wird, während die Siebseite jene Seite ist, die dem Sieb zugewandt ist und auf dem Rauchartikel typischerweise dem rauchbaren Material zugewandt ist.
Falls es sich bei der Markierung um eine Öffnung im Umhüllungspapier handelt, kann die Öffnung von jeder der beiden Seiten oder von beiden Seiten aus erzeugt werden.
Die Position jeder Markierung ist grundsätzlich beliebig, solange nur sichergestellt ist, dass sie sich in einem für alle Markierungen gleichen und festen Abstand in Maschinenrichtung zu jeweils mindestens einer Struktur auf dem Umhüllungspapier befindet. Dieser Abstand muss bekannt sein, sodass in dem nachfolgenden Verarbeitungsschritt von der Position der Markierung auf die Position der Struktur auf dem Umhüllungspapier geschlossen werden kann. Besonders bevorzugt ist die Position der Markierungen relativ zu den Strukturen auf dem Umhüllungspapier so gewählt, dass die Markierungen bei normalem Gebrauch des aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels nicht sichtbar sind. Das kann für Filterzigaretten bedeuten, dass die Markierungen so auf dem Umhüllungspapier positioniert sind, dass sie sich auf der Filterzigarette in dem Bereich befinden, in dem das Mundstückbelagpapier den Strang aus rauchbarem Material überlappt und so die Markierungen auf dem Umhüllungspapier abdeckt.
Die einzelnen Schritte (A), (B) und (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens können gemeinsam auf einer Vorrichtung oder separat auf mehreren Vorrichtungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann in Schritt (A) zunächst das Umhüllungspapier auf einer konventionellen Papiermaschine gefertigt und aufgerollt werden. Auf einer separaten Vorrichtung wird das Umhüllungspapier wieder abgerollt, die Markierungen werden im Schritt (B) auf dem Umhüllungspapier erzeugt und das derart markierte Umhüllungspapier wird wieder aufgerollt. Auf einer weiteren Vorrichtung, beispielsweise einer Druckmaschine oder einer Beschich- tungsmaschine, werden dann in Schritt (Ci) die Strukturen auf dem markierten Umhüllungspapier aufgebracht. Es ist auch denkbar und in bestimmten Anwendungen bevorzugt, die Schritte (B) und (C) auf derselben Vorrichtung auszuführen. Beispielsweise kann es sich bei der Vorrichtung um eine Druckmaschine oder Beschichtungsmaschine handeln, in der zunächst die Markierungen erzeugt werden, Schritt (B), und danach in derselben Vorrichtung die Strukturen aufgebracht werden, Schritt (C). In diesem Fall ist es vorteilhaft, zwischen der Markierungseinheit, die den Schritt (B) durchführt, und der Vorrichtung zum Aufbringen der Strukturen gemäß Schritt (C) eine aus dem Stand der Technik bekannte Registerregelung vorzusehen, die anhand der von einem Sensor detektierten Markierungen die Positionen der Markierungen und der aufzubringenden Strukturen miteinander synchronisiert. Dieses Synchronisieren kann bedeuten, die Längenänderung des Umhüllungspapiers während des Papierlaufs durch die Vorrichtung auszugleichen. Neben aus dem Stand der Technik bekannten Druckmaschinen, Prägemaschinen, Stanzmaschinen oder Perforationsmaschinen ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Strukturen auf Umhüllungspapieren für Rauchartikel auch in WO 2010/124879 beschrieben.
Bei der maschinellen Herstellung von Rauchartikeln können dann die Markierungen mit geeigneter Sensorik erkannt werden, und der üblicherweise endlose Strang aus rauchbarem Material, der vom Umhüllungspapier umhüllt ist, kann an einer mit den Markierungen synchronisierten Stelle geschnitten werden, sodass die Strukturen eine feste Position auf dem Rauchartikel einnehmen.
Bei Umhüllungspapieren für die manuelle Herstellung von Rauchartikeln wird die Rolle aus Umhüllungspapier in kleine Blättchen geschnitten, sodass sie für die manuelle Herstellung von Rauchartikeln („Roll-Your-Own") geeignet sind. Die Markierungen werden auf dieser Maschine detektiert und das Schneiden in Blättchen mit den Markierungen synchronisiert. Damit befinden sich die Strukturen auf einer festen Position auf dem Blärtchen und daher auch an einer festen Position auf dem aus dem Blättchen gefertigten Rauchartikel.
In einer Variante des Verfahrens, bei der in Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches bereits die sich in Maschinenrichtung wiederholenden Strukturen aufweist, werden die Schritte (A) und (B) vorzugsweise auf derselben Vorrichtung ausgeführt. Diese Variante des Verfahrens sieht also vor, dass das Umhüllungspapier bereits Strukturen aufweist und die Markierungen im Nachhinein erzeugt werden. Damit sich die Markierungen in einer festen Position relativ zu den Strukturen befinden, ist es notwendig, die Strukturen zu detektieren. Für ein solches Verfahren wäre es daher an sich naheliegend, die Detektion der Strukturen in dem späteren Verarbeitungsschritt selbst vorzunehmen, anstatt zunächst Markierungen zu erzeugen und diese Markierungen im späteren Verarbeitungsschritt zu detektieren. Anders ausgedrückt erscheint das Erzeugen der Markierungen auf den ersten Blick überflüssig, wenn die Strukturen ohnehin detektiert werden müssen.
Es gibt jedoch Fälle, in denen die Sensorik zur Detektion der Strukturen aufwändig ist und die Detektion nur mit niedrigen Geschwindigkeiten möglich ist, beispielsweise wenn die Strukturen schlecht sichtbar sind oder in einer veränderlichen Zusammensetzung des Um- hüllungspapiers bestehen. In diesen Fällen kann das Verfahren in vorteilhafter Weise eingesetzt werden.
In vielen Anwendungen für Umhüllungspapiere für Rauchartikel liegt das Umhüllungspapier zunächst in einer breiten Rolle vor und wird später zur Herstellung der Rauchartikel in eine Vielzahl schmälerer Rollen, sogenannter Bobinen, geschnitten. Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen dann die aufwändige Detektion der Strukturen und die entsprechende Markierung des Umhüllungspapiers auf einer breiten Rolle bei niedriger Geschwindigkeit, während auf den Maschinen zur Herstellung von Rauchartikeln nur eine vergleichsweise einfache Sensorik benötigt wird, um die Markierungen anstatt der Strukturen zu detektieren, wodurch hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten erreicht werden können und aufwändige Sensorik eingespart wird. Besonders bevorzugt kann das Verfahren eingesetzt werden, wenn die Maschine zur Herstellung von Rauchartikeln eine Zigarettenmaschine ist und der spätere Verarbeitungsschritt das Schneiden eines endlosen Strangs aus rauchbarem Material ist, der vom Umhüllungspapier umhüllt ist.
Selbstverständlich können zwischen den einzelnen Schritten beliebige Zwischenschritte durchgeführt werden, wie sie für die Herstellung des Umhüllungspapiers für Rauchartikel erforderlich sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Figur l zeigt ein Umhüllungspapier, auf dem Strukturen und Markierungen aufgebracht sind.
Figur 2 zeigt ein Umhüllungspapier, auf dem Markierungen in Form von Öffnungen ausgebildet sind. Figur 3 illustriert die Herstellung eines Umhüllungspapiers mittels einer Papiermaschine, sowie eine mögliche Ausbildung von Markierungen in deren Siebpartie oder Pressenpartie. Figur 4 illustriert einen Prozess, bei dem in derselben Vorrichtung Markierungen und
Strukturen auf einem Umhüllungspapier ausgebildet werden.
Figur 5 illustriert einen Prozess, bei dem ein bereitgestelltes Umhüllungspapier bereits
Strukturen aufweist und Markierungen so auf dem Umhüllungspapier erzeugt werden, dass sie sich in einem festen Abstand in Maschinenrichtung relativ zu den zugehörigen Strukturen befinden.
Figur 6 illustriert einen ähnlichen Prozess wie Figur 5, der sich anbietet, wenn
Markierungen unabhängig vom Lauf des Umhüllungspapiers ausgebildet werden können.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Das erfindungsgemäße Verfahren soll im Folgenden am Beispiel bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert werden.
Figur 3 zeigt die Herstellung des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers 150 mittels einer in Maschinenrichtung 151 laufenden Papiermaschine. Gemäß der beispielhaften Figur 3 umfasst die Papiermaschine einen Bereich 100 des Stoffauflaufs, eine Siebpartie 110, eine Pressenpartie 120, eine Trockenpartie 130 und eine Aufrollung 140. Aus einem Stoffauflauf 101 strömt eine wässrige Fasersuspension oder Faser/Füllstoffsuspension auf ein umlaufendes Sieb 111, auf dem durch Entwässerung ein Umhüllungspapier 150 gebildet wird. Das Umhüllungspapier 150 durchläuft danach eine Pressenpartie 120, in der durch typischerweise mit einem Filz versehene Walzenpaare 121 Druck auf das Umhüllungspapier 150 ausgeübt wird und so das Umhüllungspapier 150 weiter entwässert wird. Anschließend durchläuft das Umhüllungspapier 150 die Trockenpartie 130, in der es mit mindestens einem, vorzugsweise aber mehreren, beheizten Trockenzylindern 131 in Kontakt gebracht wird und das Wasser durch Verdampfung entfernt wird, sodass das Umhüllungspapier 150 einen Feuchtegehalt von 3% bis 10% erreicht. Abschließend wird das Umhüllungspapier 150 auf einer Rolle 141 aufgerollt.
Zum Erzeugen von Markierungen nach Schritt (B.2) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise ein mit einem Muster versehener Zylinder 112 in der Siebpartie 110 der Papiermaschine vorgesehen sein, der Druck auf das noch feuchte Umhüllungspapier 150 ausübt und so das Material im Umhüllungspapier 150 verdrängt und ein Muster mit höherer Transparenz erzeugt. Alternativ kann zum Erzeugen von Markierungen nach Schritt (B.2) beispielsweise auch ein Walzenpaar 122 in der Pressenpartie 120 vorgesehen sein, das durch mechanischen Druck ein auf einer der Walzen 122 vorhandenes Muster auf das Umhüllungspapier 150 überträgt. Vorzugsweise ist das Walzenpaar das in Maschinenrichtung letzte Walzenpaar in der Pressenpartie.
Figur 4 zeigt einen beispielhaften, erfmdungsgemäßen Herstellungsprozess des Umhüllungs- papiers, bei dem im erfindungsgemäßen Schritt (A) ein Umhüllungspapier 200, das noch keine Strukturen aufweist, auf einer Rolle 201 bereitgestellt wird und in Maschinenrichtung 208 läuft. Mittels einer Markierungseinheit 202 werden in Schritt (B) Markierungen auf dem Umhüllungspapier 200 erzeugt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Markierungseinheit 202 durch einen Laser gebildet, mit dessen Laserstrahlung das Umhüllungspapier 200 in einem Schritt (B.3) behandelt wird. Eine Detektionseinheit 205, beispielsweise ein optischer Sensor, erkennt die von der Markierungseinheit 202 erzeugten Markierungen und be- einflusst eine Registerregelung so, dass die von einer Vorrichtung 206 auf dem Umhüllungspapier 200 erzeugten Strukturen sich in einem festen Abstand zu den Markierungen befinden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung 206 beispielsweise eine Druckvorrichtung sein, mit deren Hilfe Bänder, die der Selbstverlöschung dienen, auf das Umhüllungspapier 200 aufgedruckt werden. Die Registerregelung kann dabei durch eine in Pfeilrichtung 204 bewegliche Umlenkrolle 203 geschehen, die die Länge der Bahn zwischen Markierungseinheit 202 und Vorrichtung 206 verlängert oder verkürzt und so die Markierungen und die Strukturen zueinander positioniert. Bevorzugt kann die Detektionseinheit 205 auch hinter der Vorrichtung 206 vorgesehen sein, wie in Fig. 4 gestrichelt dargestellt ist, weil dann die relative Position von Markierungen und Strukturen auf dem Umhüllungspapier 200 zueinander direkt bestimmt werden kann und eine Regelung der relativen Position möglich ist. In einem abschließenden Schritt wird das Umhüllungspapier 200 auf einer Rolle 207 aufgerollt.
Figur 5 zeigt einen beispielhaften, erfindungsgemäßen Herstellungsprozess, bei dem das in Schritt (A) bereitgestellte Umhüllungspapier bereits Strukturen aufweist. Das Umhüllungspapier 300 wird dabei auf einer Rolle 301 bereitgestellt und durchläuft in Maschinenrichtung 308 zunächst eine Registerregelung, in der, beispielsweise mittels einer in Pfeilrichtung 304 beweglichen Umlenkrolle 303, die Länge der Papierbahn zwischen der Rolle 301 und einer Markierungseinheit 302 (im gezeigten Ausführungsbeispiel wiederum ein Laser) verlängert oder verkürzt werden kann, so dass die von der Markierungseinheit 302 erzeugten Markierungen sich genau in einem festen Abstand relativ zu den auf dem Umhüllungspapier 300 vorhandenen Strukturen befinden. Eine Detektionseinheit 305, die vor oder hinter der Markierungseinheit angeordnet sein kann, detektiert dabei zumindest die Strukturen und beein- flusst die Position der Umlenkrolle 303 so, dass ein fester Abstand zwischen Markierungen und Strukturen auf dem Umhüllungspapier 300 entsteht. Bevorzugt ist die Detektionseinheit 305 hinter der Markierungseinheit 302 angeordnet, weil an dieser Position sowohl die Markierungen als auch die Strukturen detektiert werden können und deren relative Position zueinander direkt bestimmt und somit geregelt werden kann. Ist die Detektionseinheit 305 vor der Markierungseinheit 302 angeordnet, ist der Abstand zwischen Detektionseinheit 305 und Markierungseinheit 302 vorzugsweise möglichst klein. Abschließend wird das Umhüllungs- papier 300 auf einer Rolle 307 aufgerollt.
Figur 6 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Herstellungsprozesses. In einem Schritt (A) wird ein Umhüllungspapier 400, das bereits Strukturen aufweist, in Form einer Rolle 401 bereitgestellt und durchläuft den Prozess in Maschinenrichtung 408. Eine Detektionseinrichtung 405, die vor oder hinter der Markierungseinheit 402 angeordnet ist, detektiert die Strukturen und steuert direkt die Markierungseinheit 402 (Laser), so dass die von der Markierungseinheit 402 erzeugten Markierungen sich in einem festen Abstand relativ zu den Strukturen auf dem Umhüllungspapier 400 befinden. Diese beispielhafte Ausführung wird dann bevorzugt eingesetzt, wenn das Erzeugen von Markierungen durch die Markierungseinheit 402 unabhängig vom Lauf des Umhüllungspapiers ausgelöst werden kann. Bevorzugt wird das bei einer Markierung mittels Laser gemäß Schritt (B.3) möglich sein. Die Detektionseinheit 405 kann bevorzugt auch hinter der Markierungseinheit 402 angeordnet sein, sodass die relative Position von Markierungen und Strukturen zueinander direkt bestimmt werden kann und somit eine Regelung dieser Position möglich ist. Abschlie- ßend wird das Umhüllungspapier 400 auf einer Rolle 407 aufgerollt.
In einem ersten Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden vier verschiedene Umhüllungspapiere mit den Daten aus Tabelle 1 bereitgestellt, wobei neben Zellstofffasern gefälltes Kalziumcarbonat als Füllstoff und Trikaliumzitrat oder Mischungen aus Trinatrium- zitrat und Trikaliumzitrat als Brandsalz verwendet wurden. Die Papiere wurden auf einer konventionellen Langsiebpapiermaschine hergestellt, wie sie in Figur 3 schematisch und stark vereinfacht dargestellt ist. Tabelle 1 - Daten der Umhüllungspapiere
PaFlächenDicke Zell- Füllstoff- Zitrat- pier gewicht μηι stoff- gehalt gehalt
Figure imgf000024_0001
Als Beispiel für den Verfahrensschritt (B.i) wurden aus jedem Umhüllungspapier eine Rolle mit einer Breite von 106 mm geschnitten und auf einer Stanzeinrichtung wurden Markierungen erzeugt. Die Markierungen waren kreisrunde Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm. Mehrere solcher Öffnungen waren nebeneinander in Querrichtung angeordnet, wobei der Mittelpunkt der in Querrichtung vom Rand gesehen ersten Öffnung einen Abstand von 13,25 mm vom Rand hatte und der Mittelpunkt jeder weiteren Öffnung von der in Querrichtung gesehen vorhergehenden Öffnung 26,5 mm entfernt war. Die Rolle wurde danach in Bobinen mit einer Breite von je 26,5 mm geschnitten, wie es für die Herstellung von Zigaret- ten mit einem Durchmesser von etwa 8 mm üblich ist. Dadurch waren die Öffnungen in Querrichtung mittig auf jeder Bobine positioniert. Die Wiederholrate der Öffnungen in Maschinenrichtung war an den speziellen Herstellungsprozess von Zigaretten angepasst. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel wurden nachfolgend Filterzigaretten mit einem Tabakstrang mit einer Länge von 54 mm gefertigt. Dazu wurde der Tabakstrang zunächst in Stücke mit einer Länge von jeweils 54 mm geschnitten. Die Stücke wurden in Längsrichtung separiert und zwischen je zwei solcher Stücke ein doppelt langer Zigarettenfilter eingelegt. Um den Filter und einen Teil jedes der beiden Tabakstrangstücke wurde ein doppelt breites Mundstückbelagpapier geklebt, sodass eine am Mundende verbundene Doppelzigarette entstand. Im letzten Schritt wurde die Doppelzigarette in der Mitte durchschnitten. Aus diesem Her- stellungsprozess ergibt sich eine Anordnung der Öffnungen in Maschinenrichtung, bei der vom Mittelpunkt der ersten Öffnung in Maschinenrichtung ausgehend, der nächste Mittelpunkt einer Öffnung 5 mm Abstand hat und wieder von der ersten Öffnung ausgehend der übernächste Mittelpunkt einen Abstand von 108 mm hat, entsprechend der doppelten Länge des Tabakstrangs auf der Zigarette.
Durch diese Anordnung kommen die Öffnungen unter dem Mundstückbelagpapier zu liegen und sind somit nicht sichtbar. Außerdem wird vermieden, dass die Öffnungen bei der Herstellung von Zigaretten durchschnitten werden. Die Öffnungen konnten mittels einer Lichtschranke zuverlässig detektiert werden und die weitere Verarbeitung des Umhüllungspapiers zu Zigaretten war problemlos, was zeigt, dass die Reduktion der Zugfestigkeit ausreichend gering war. Als Beispiel für den Verfahrensschritt (B.2) wurde auf jedes der Umhüllungspapiere eine in Querrichtung durchgehende 0,25 mm breite Linie geprägt. Wegen der höheren Dicke des Umhüllungspapiers P2 konnte dabei eine höhere Kraft von etwa 115 N/mm eingestellt werden als bei den Papieren Ρι, P3 und P4, bei denen die Linienkraft zur Prägung bei etwa 90 N/mm bis 100 N/mm lag. Für die Prägung wurde eine höhere Feuchte des Umhüllungspa- piers von 5 Gew.- bis 10 Gew.-% bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers gewählt, weil dann die Prägung deutlicher sichtbar und leichter detektierbar war. Als Alternative zum Linienmuster wurde bei ähnlichen Linienkräften auch ein Punktmuster geprägt.
Die geprägten Markierungen, sowohl das Linienmuster als auch das Punktmuster, waren auf allen Umhüllungspapieren mit freiem Auge gut sichtbar, sodass keine Zweifel bestanden, dass sie auch bei höheren Geschwindigkeiten von Sensoren detektiert werden können.
Ein Beispiel für den Verfahrensschritt (B.3) in der bevorzugten Ausführungsform, umfassend die Schritte (B3.1) und (B3.2), ist im Folgenden beschrieben. Zur Ermittlung der Energiedichte der Laserstrahlung wurden zunächst die Verbrennungsenthalpien der Papiere abgeschätzt. Dazu sind die Verbrennungsenthalpien von Zellulose und Zitronensäure gemäß Tabelle 2 bekannt und für Kalziumcarbonat ist in Tabelle 2 die Enthalpie für die Reaktion CaC03 - CaO + C02 angegeben.
Tabelle 2 - Enthalpien zur Ermittlung der Verbrennungsenthalpie
Figure imgf000025_0001
Aus diesen Daten kann die Enthalpie einer vollständigen Verbrennung der Umhüllungspapiere abgeschätzt werden, in dem für alle Komponenten die im Umhüllungspapier vorhandene Masse pro Fläche mit der Enthalpie pro Masse multipliziert und aufsummiert wird, wobei der Zitratgehalt aus Tabelle 1 noch in den Gehalt an Zitronensäure umgerechnet wurde. Die so erhaltene Enthalpie pro Fläche wurde durch die Dicke dividiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 - Geschätzte Verbrennungsenthalpien der Umhüllungspapiere
Figure imgf000026_0001
Die Markierung der Papiere erfolgte mit einem C02-Laser mit einer Nennleistung von 25 W, der einen kontinuierlichen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 9,2 μπι bis 10,9 μιη erzeu- gen kann. Der Laser wurde dabei auf 70% seiner Nennleistung, also mit 17,5 W betrieben. Das Markierungsmuster war eine durchgehende Linie in Querrichtung des Umhüllungspapiers mit einer Breite von 0,25 mm, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten von 1 m/s bis 7 m/s auf den Papieren Pi, P2, P3 und P4, erzeugt wurde. Aus diesen technischen Daten ergaben sich rechnerisch die in Tabelle 4 angegebenen theoretischen Energiedichten, indem die Laserleistung (17,5 W) durch die Geschwindigkeit und die Linienbreite dividiert wurde. Legt man dem Zusammenhang zwischen Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers x in kJ-m-2^m-i und der Energiedichte des Laserstrahls y in kJ nr2 eine Funktion y = f(x) = k-x zugrunde, dann kann man den Proportionalitätsfaktor k für jedes der Umhüllungspapiere Pi bis P4 bei den verschiedenen Geschwindigkeiten berechnen. Die Werte für k sind ebenfalls in Tabelle 4 angeführt.
- Proportionalitätsfaktor k
Figure imgf000026_0002
Die Umhüllungspapiere wurden hinsichtlich ihrer Eignung zur Herstellung von Raucharti- kein und ihres Einflusses auf den Geschmack eines Rauchartikels untersucht. In allen Experimenten war die Markierung zwar ausreichend stark, um mit einem einfachen Sensor die Markierung auf dem in Maschinenrichtung laufenden Umhüllungspapier zuverlässig zu detektieren, allerdings waren sie bei Markierungsgeschwindigkeiten von 6 m/s und 7 m/s nicht mehr so stark, dass die Markierung auch bei einem mit hoher Geschwindigkeit in Maschinenrichtung laufenden Umhüllungspapier zuverlässig detektierbar war. Daher sollte k den Wert -l μιη nicht überschreiten und bevorzugt weniger als -2 μπι betragen.
Andererseits war die Energiedichte noch gering genug, dass keines der Umhüllungspapiere perforiert wurde, sodass alleine aufgrund des Markierungsergebnisses die Werte für k auch deutlich kleiner als -12 μπι sein können.
Um den Geschmacl^seinfluss zu untersuchen, wurden mehrere durchgehende Linien in Querrichtung dicht nebeneinander in Form eines 6 mm breiten Bandes auf dem Umhüllungspapier erzeugt und daraus Filterzigaretten hergestellt. Die dicht nebeneinander liegenden Linien bildeten dabei ein 6 mm breites Band in Umfangsrichtung der Zigarette. Es wurde fest- gestellt, ob sich beim Rauchen ein wahrnehmbarer Geschmacksunterschied ergab, wenn beim Zug an der Zigarette der Glutkegel vom unbehandelten Umhüllungspapier in den Bereich des Bandes wanderte. Bei allen Rauchartikeln mit Umhüllungspapieren, die mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s, also Werten von k um etwa -11 μπι, gefertigt wurden, war ein negativer Geschmackseinfluss wahrnehmbar, während die anderen Rauchartikel unauffällig waren.
Daraus ergibt sich, dass der Wert für k vorzugsweise -8 μηι nicht unterschreiten sollte, bevorzugt sollte er -7 μπι nicht unterschreiten und ganz besonders bevorzugt sollte er -6,5 μπι nicht unterschreiten. Aus Gründen der Detektierbarkeit der Markierungen sollte der Wert für k bevorzugt nicht höher als -1 μπι, besonders bevorzugt nicht höher als -2 μπι, ganz besonders bevorzugt nicht höher als -2,5 μηι sein. Die besten Ergebnisse hinsichtlich Sichtbarkeit der Markierung und Geschmack des Rauchartikels ergaben sich für Markierungsgeschwindigkeiten von 2 m/s bis 3 m/s, also einen Wert für k von -5,0 μη bis -4,0 μπι. Selbstverständlich kann man durch Einbeziehung weiterer Papierparameter, wie Luftdurchlässigkeit, Transparenz oder Weiße, die Funktion y = f(x) noch weiter verfeinern.
Auf einer Druckmaschine mit entsprechenden Sensoren und Registerregelung wurde auf das Umhüllungspapier ein Logo aufgedruckt, um zu bestätigen, dass es möglich ist, Strukturen auf dem Umhüllungspapier herzustellen, die in festem Abstand in Maschinenrichtung zu den Registermarken positioniert sind, wie im Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen. Erwartungsgemäß war das problemlos möglich, weil die Umhüllungspapiere durch die Markierung mit dem Laser nicht wesentlich in ihren mechanischen Eigenschaften, insbesondere in ihrer Zugfestigkeit, verändert wurden.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Markierung eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel, umfassend die folgenden Schritte:
(A) Bereitstellen eines Umhüllungspapiers für Rauchartikel, wobei das Umhüllungspapier Zellstofffasern umfasst,
(B) Erzeugen von Markierungen auf dem Umhüllungspapier durch mindestens einen der folgenden Schritte
(B.l) Entfernen von Material aus dem Umhüllungspapier,
(B.2) Mechanisches Verändern des Umhüllungspapiers,
(B.3) Behandeln der Oberfläche des Umhüllungspapiers mit Laserstrahlung mit einer Energiedichte y in J nr2, für die gilt: y = k-x,
wobei x die Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers in J-nr^m-1 ist,
wobei k mindestens -8 μπι und bevorzugt mindestens -7 μηι und ganz besonders bevorzugt mindestens -6,5 μπι beträgt, und wobei k höchstens -1 μιη, bevorzugt höchstens -2 μηιωκί ganz besonders bevorzugt höchstens -2,5 μπι beträgt, wobei entweder in einem Schritt (C) sich wiederholende Strukturen auf dem Umhüllungspapier erzeugt werden, sodass sich jede Struktur in einem festen Abstand in Maschinenrichtung relativ zu mindestens einer Markierung befindet, oder in Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches sich in Maschinenrichtung wiederholende Strukturen aufweist, und die Markierungen im Schritt (B) auf dem Umhüllungspapier so erzeugt werden, dass sich jede Markierung in einem festen Abstand in Maschinenrichtung relativ zu mindestens einer Struktur befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem gilt: -5,0 μιη < k s-4,0 μηι.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei für jeden der Schritte (B.l), (B.2) und (B.3) gilt, dass dem Umhüllungspapier, falls überhaupt, nur Substanzen hinzugefügt werden, die bereits im Umhüllungspapier in Schritt (A) enthalten sind oder beim Rauchen eines aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels entstehen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zellstofffasern ganz oder teilweise durch Holzzellstofffasern gebildet sind, vorzugsweise aus Langfaserzellstoff, insbesondere aus Fichte, Kiefer oder Lärche, oder aus Kurzfaserzellstoff, insbesondere aus Birke, Buche oder Eukalyptus, oder Gemische daraus.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Zellstofffasern teilweise oder ganz aus Flachs, Hanf, Sisal, Jute, Abacä, Baumwolle, Espartogras oder Gemischen daraus sind, und/oder bei dem das Umhüllungspapier Zellstofffasern aus regenerierter Zellulose, insbesondere Lyocellfasern, Viskosefasern oder Modalfasern enthält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-% Zellstofffasern und höchstens 100 Gew.-%, bevorzugt höchstens 80 Gew.-% Zellstofffasern enthält, jeweils bezogen auf die gesamte Masse des Umhüllungspapiers.
7. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches einen Füllstoff enthält, wobei der Füllstoff bevorzugt ein Oxid, Hydroxid, Carbonat, Hydrogencarbonat oder Silikat oder ein Gemisch daraus ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Füllstoff ganz oder teilweise durch Calciumcarbonat, insbesondere gefälltes Calciumcarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Titandioxid, Talkum, Kaolin oder Gemische daraus gebildet ist, und/oder bei dem zumindest ein Teil des Füllstoffs so beschaffen ist, dass er unter Einwirkung von Laserstrahlung irreversibel seine Farbe ändert.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem in Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches mindestens 10 Gew.- , vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% und höchstens 50 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 40 Gew.-% und besonders bevorzugt höchstens 35 Gew.-% des Füllstoffs enthält, jeweils bezogen auf die gesamte Masse des Umhüllungspapiers.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches mindestens ein Brandsalz enthält, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxalaten, Salicylaten, a- Hydroxycaprylaten, Phosphaten, Chloriden und Hydrogencarbonaten und Mischungen daraus, besonders vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trinatriumzitrat, Trikaliumzitrat und Mischungen daraus.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches brandhemmende Mittel umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumchlorid, Magnesiumchlorid, Calciumchlorid, Mono- ammoniumphosphat, Diammoniumphosphat, Borsäure und Mischungen daraus.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei der Gehalt an Brandsalzen im Umhüllungspapier, welches in Schritt (A) bereitgestellt wird, mindestens 0,5 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,7 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 1,0 Gew.-% und/oder höchstens 7,0 Gew.-%, bevorzugt höchstens 5,0 Gew.-% und besonders bevorzugt höchstens 3,0 Gew.-% beträgt, jeweils bezogen auf die Masse des gesamten Umhüllungspapiers.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, welches ein Flächengewicht zwischen 10 g/m2 und 100 g/m2, bevorzugt zwischen 20 g/m2 und 50 g/m2 und besonders bevorzugt zwischen 25 g/m2 und 35 g/m2 aufweist.
14. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem im Schritt (A) ein Umhüllungspapier bereitgestellt wird, dessen Dicke zwischen 15 μπι und 100 μηι, bevorzugt zwischen 30 μπι und 60 μπι und ganz besonders bevorzugt zwischen 40 μηι und 50 μηι beträgt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die sich wiederholenden Strukturen durch eine oder mehrere der folgenden Strukturen gebildet werden:
- gedruckte, geprägte oder gestanzte Merkmale auf dem Umhüllungspapier, die auf dem aus diesem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikel in einer festen Position erscheinen sollen,
- Wasserzeichen, Siebmarkierungen oder Vergelinien,
- auf das Umhüllungspapier aufgedruckte Bänder, die der Selbstverlöschung eines daraus gefertigten Rauchartikels dienen,
- Perforationen, die der Verdünnung eines durch den Rauchartikel strömenden Aerosols dienen,
- regelmäßige, lokale Änderungen in der Zusammensetzung des Umhüllungspapiers in Maschinenrichtung, insbesondere lokale Änderungen bezüglich des Gehalts an Brandsalzen.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor dem Schritt (A) oder in dem Schritt (C) die genannten sich wiederholenden Strukturen in einem Prozess ausgebildet werden, der einen oder mehrere Schritte des Druckens, Prägens, Perforierens, Stanzens, Tränkens, Imprägnierens, Beschichtens oder Sprühens, oder Kombinationen derselben umfasst.
17. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem im Schritt (B.i) mindestens eine Öffnung im Umhüllungspapier erzeugt wird, insbesondere durch Stanzen, Perforieren oder Schneiden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem im Falle des Perforierens oder Schneidens mechanische Perforations- oder Schneidwerkzeuge oder ein Laser, vorzugsweise ein C02-Laser verwendet werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem im Schritt (B.i) Material oberflächlich aus dem Umhüllungspapier entfernt wird, insbesondere durch Schleifen oder Kratzen, sodass die Transparenz des Umhüllungspapiers in diesem Bereich erhöht wird, aber keine Öffnung ausgebildet wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schritt (B.i) Markierungen erzeugt werden, deren in Querrichtung äußerste Begrenzungen einen Krümmungsradius aufweisen, der mindestens o,i mm, bevorzugt mindestens 0,2 mm und besonders bevorzugt mindestens 0,5 mm beträgt.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Umhüllungspapier in Schritt (B.2) derart geprägt oder komprimiert wird, dass sich die Transparenz des Umhüllungspapiers lokal erhöht.
22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Prägen oder Komprimieren des Umhüllungspapiers die Ausübung von mechanischem Druck zwischen zwei mit einem entsprechenden Muster versehenen Walzen umfasst, die eine Markierung im Umhüllungspapier erzeugen.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, bei dem das Umhüllungspapier zur Ausbildung der Markierungen mit einer Linienkraft geprägt wird, die 70 N/mm bis 130 N/mm, bevorzugt 80 N/mm bis 120 N/mm und besonders bevorzugt 90 N/mm bis 115 N/mm beträgt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem das Prägen bei einer erhöhten Feuchte des Papiers von 5 Gew.-% bis 10 Gew.-% , bevorzugt von 7 Gew.-% bis 9 Gew.-% bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers durchgeführt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Markierungen in Schritt (B.2) während der Herstellung des Umhüllungspapiers ausgebildet werden, indem das noch nicht vollständig fertige Umhüllungspapier in einer Pressenpartie oder auf einem Sieb einer Papiermaschine lokal komprimiert wird, insbesondere mithilfe eines mit einem entsprechenden Muster versehenen Zylinders.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt (B.3) die folgenden Teilschritte umfasst:
(B3.1) Auswählen der Energiedichte der Laserstrahlung basierend auf der Verbrennungsenthalpie pro Volumen des Umhüllungspapiers, und
(B3.2) Markieren des Umhüllungspapiers unter Verwendung von Laserstrahlung mit der in Schritt (B3.1) ausgewählten Energiedichte, sodass auf dem Umhüllungspapier sich regelmäßig in Maschinenrichtung wiederholende Markierungen erzeugt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Verbrennungsenthalpie des Umhüllungspapiers durch Messung mit einem Kalorimeter, insbesondere mit einem Reaktionskalorimeter bestimmt wird, oder bei dem die Verbrennungsenthalpie des Umhüllungspapiers basierend auf Information bezüglich der Art und Menge der Bestandteile des Umhüllungspapiers und Information bezüglich der Verbrennungsenthalpien der einzelnen Bestandteile berechnet oder abgeschätzt wird.
28. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die in Schritt (B.3) verwendete Laserstrahlung eine Wellenlänge von mindestens 8 μπι und höchstens 12 μπι, vorzugsweise eine Wellenlänge von etwa 10,6 μπι hat, wobei die Laserstrahlung vorzugsweise von einem C02-Laser erzeugt wird.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in einem der Verfahrensschritte (B.2) oder (B.3) Markierungen in Form von durchgehenden oder unterbrochenen Linien ausgebildet werden, die sich zumindest annähernd im rechten Winkel zur Maschinenrichtung erstrecken.
30. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Markierungen an mindestens einer Stelle eine Ausdehnung in Maschinenrichtung von mindestens 0,01 mm, vorzugweise von mindestens 0,10 mm, und besonders bevorzugt von mindestens 0,20 mm aufweisen, und wobei die Ausdehnung der Markierungen in Maschinenrichtung höchstens 5,00 mm, vorzugweise höchstens 3,00 mm und ganz besonders bevorzugt höchstens 1,00 mm beträgt.
31. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ausdehnung der Markierungen, die in einem der Schritte (B.2) oder (B.3) erzeugt werden, orthogonal zur Maschinenrichtung mindestens 0,20 mm, besonders bevorzugt mindestens 0,50 mm und ganz besonders bevorzugt mindestens 1,00 mm beträgt.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ausdehnung der Markierungen, die in Schritt (B.i) erzeugt werden, und insbesondere der Markierungen, die durch Öffnungen im Umhüllungspapier gebildet sind, mindestens 0,20 mm, bevorzugt mindestens 0,50 mm und besonders bevorzugt mindestens 1,00 mm beträgt, und höchstens 5,00 mm, bevorzugt höchstens 4,00 mm und besonders bevorzugt höchstens 3,00 mm beträgt.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Markierungen auf einer breiten Rolle des Umhüllungspapiers erzeugt werden, die nachfolgend in schmälere Rollen geschnitten wird, und bei dem die Markierungen so auf dem Umhüllungspapier angeordnet werden, dass sich in einer Richtung orthogonal zur Maschinenrichtung betrachtet mindestens eine Markierung auf jeder der schmalen Rollen befindet, wobei die Ausdehnung der Markierungen in Richtung orthogonal zur Maschinenrichtung vorzugsweise höchstens ein Drittel, besonders bevorzugt höchstens ein Fünftel und ganz besonders bevorzugt höchstens ein Zehntel der Breite der schmalen Rolle beträgt, und/oder bei dem die Markierungen so angeordnet werden und der Schneidvorgang so gesteuert wird, dass die Markierungen nicht durchschnitten werden und damit nicht am Rand der schmalen Rollen zu liegen kommen.
34. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Markierungen auf der Seite des Umhüllungspapiers gebildet werden, die sich auf dem daraus zu fertigenden Rauchartikel außen befindet, wobei diese Seite des Umhüllungspapiers vorzugsweise jene Seite ist, die bei der Herstellung des Umhüllungspapiers auf der Papiermaschine dem Sieb abgewandt ist.
35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Position der Markierungen relativ zu den Strukturen auf dem Umhüllungspapier so gewählt ist, dass die Markierungen bei normalem Gebrauch des aus dem Umhüllungspapier gefertigten Rauchartikels nicht sichtbar sind.
36. Verfahren nach Anspruch 35, bei dem der Rauchartikel durch eine Filterzigarette gebildet wird, und bei dem die Markierungen so auf dem Umhüllungspapier positioniert werden, dass sie sich auf der Filterzigarette in einem Bereich befinden, in dem das Mundstückbe- lagspapier den Strang aus rauchbarem Material überlappt und so die Markierungen auf dem Umhüllungspapier abdeckt.
37. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem in Schritt (A) zunächst das Umhüllungspapier auf einer konventionellen Papiermaschine gefertigt und aufgerollt wird, das Umhüllungspapier auf einer separaten Vorrichtung wieder abgerollt wird, die Markierungen im Schritt (B) auf dem Umhüllungspapier erzeugt werden, das derart markierte Umhüllungspapier wieder aufgerollt wird und dann in Schritt (C) auf einer weiteren Vorrichtung, insbesondere einer Druckmaschine oder einer Beschichtungsmaschine, die Strukturen auf dem markierten Umhüllungspapier aufgebracht werden.
38. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schritte (B) und (C) auf derselben Vorrichtung, insbesondere derselben Druckmaschine oder Beschichtungsmaschine ausgeführt werden, wobei die Vorrichtung ein Markierungseinheit umfasst, die den Schritt (B) durchführt, und eine Vorrichtung zum Aufbringen der Strukturen gemäß Schritt (C) umfasst, und bei dem die Positionen der Markierungen und der aufzubringenden Strukturen miteinander mithilfe einer Registerregelung anhand der von einem Sensor detektierten Markierungen synchronisiert werden.
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