GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Umhüllungspapier für Rauchartikel, das mit Füllstoffpartikeln be- ladene Zellstofffasern enthält, die dem Papier besonders günstige Eigenschaften verleihen. Insbesondere weist die Asche eines aus diesem Umhüllungspapier hergestellten Raucharti kels ein besseres Erscheinungsbild auf.

HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK Ein üblicher Rauchartikel umfasst einen zylindrischen Tabakstrang, der ein aerosolbildendes Material, typischerweise Tabak oder ein tabakbasiertes Material, enthält, das von einem Um hüllungsmaterial umhüllt ist. In den meisten Fällen umfasst das Umhüllungsmaterial ein Papier, also ein bahnförmiges Material, das Zellstofffasern enthält. Des Weiteren kann ein Rauchartikel einen Filter umfassen, der von einem Filterumhüllungspapier umhüllt ist, und ein Mundstücksbelagpapier, das gleichzeitig den Filter und einen Teil des Tabakstrangs um hüllt und so Filter und Tabakstrang miteinander verbindet.

Beim Gebrauch des Rauchartikels wird das aerosolbildende Material erhitzt oder verbrannt, sodass ein Aerosol gebildet wird, das beim Gebrauch des Rauchartikels durch den Raucharti kel strömt und vom Konsumenten inhaliert wird. Insbesondere wenn das aerosolbildende Material nur erhitzt aber nicht verbrannt wird, kann der Rauchartikel auch noch Komponenten umfassen, die das Aerosol weiterleiten oder das Aerosol kühlen, und typischerweise zwischen dem Tabakstrang und dem Filter angeordnet sind.

Beim Verbrennen oder Erhitzen des Tabakstrangs zur Freisetzung des Aerosols wird das Umhüllungspapier des Tabakstrangs thermisch abgebaut. Dabei kann sich das Umhüllungs papier verfärben und es verliert teilweise seine mechanische Stabilität, weshalb sich das opti sche Erscheinungsbild des Rauchartikels ändert. Dieses Erscheinungsbild eines gebrauchten oder in Gebrauch befindlichen Rauchartikels und insbesondere seines Tabakstrangs bezeich net man als Aschebild. Aus Sicht des Konsumenten ist es ein Zeichen für eine hohe Qualität des Rauchartikels, wenn er ein gutes Aschebild besitzt, das heißt, wenn der Tabakstrang nach dem Verbrennen oder Erhitzen seine zylindrische Form im Wesentlichen beibehält, von gleichmäßiger weißer Farbe ist und keine dunklen Partikel, beispielsweise Tabakpartikel oder deren Asche, durch das Umhüllungsmaterial hindurch hervorstehen.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, um das Aschebild ei nes Rauchartikels zu verbessern. Beispielsweise kann man das Flächengewicht des Umhül lungspapiers erhöhen oder Brandsalze, wie Trinatriumzitrat oder Trikaliumzitrat, hinzufügen oder deren Gehalt erhöhen. Diese Möglichkeiten haben aber den Nachteil, dass sie den Anteil tabakfremder Materialien im Rauchartikel erhöhen und damit den Geschmack des Rauchar tikels negativ verändern können. Es besteht also ein Interesse daran, das Aschebild eines Rauchartikels zu verbessern, ohne dem Umhüllungspapier neue Komponenten hinzuzufügen oder dessen Masse nennenswert zu erhöhen. Dieses Interesse besteht nicht nur für das Um hüllungspapier, das unmittelbar das aerosolbildende Material umhüllt, sondern generell auch für Umhüllungspapiere anderer Komponenten des Rauchartikels, insbesondere solche, die ebenfalls den hohen Temperaturen des Aerosols ausgesetzt sein können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Unter „Umhüllungspapier“ soll im Folgenden jedes Papier verstanden werden, das den Rauchartikel oder mindestens eine seiner Komponenten umhüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umhüllungspapier für Rauchartikel zur Verfü gung zu stellen, das dem Rauchartikel ein gutes Aschebild verleiht, ohne dass die Masse des Umhüllungspapiers dabei nennenswert erhöht werden muss oder dem Umhüllungspapier unübliche Komponenten hinzugefügt werden müssen.

Diese Aufgabe wird durch ein Umhüllungspapier für einen Rauchartikel nach Anspruch 1, ein Laminat nach Anspruch 32 und einen Rauchartikel nach Anspruch 33 gelöst, der dieses Um hüllungspapier umfasst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Erfinder hat gefunden, dass sich diese Aufgabe lösen lässt, in dem das Umhüllungspapier Zellstofffasern enthält, die mit Calciumcarbonatpartikeln beladen sind. Zellstofffasern und Calciumcarbonatpartikel sind übliche Bestandteile von Umhüllungspapieren für Raucharti kel, allerdings sind im Stand der Technik die Calciumcarbonatpartikel nicht mit den Zell stofffasern verbunden, sondern nur zwischen den Zellstofffasern angeordnet. Solche Calci umcarbonatpartikel werden als „freie Calciumcarbonatpartikel“ bezeichnet, um sie von den Calciumcarbonatpartikeln zu unterscheiden, mit denen die Zellstofffasern beladen, also ver bunden sind. Solche mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern lassen sich bei- spielsweise durch Fällung des Calciumcarbonats unter gleichzeitiger Anwesenheit der Zell stofffasern bei entsprechender Führung des Fällungsprozesses herstellen.

Konkret umfasst das erfindungsgemäße Umhüllungspapier mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zell stofffasern mindestens i% der Masse des Umhüllungspapiers beträgt und die Calciumcar bonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 5% und höchstens 80% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen.

Der Erfinder geht davon aus, dass die mit den Zellstofffasern verbundenen Calciumcarbonat partikel ein Gerüst bilden, das nach dem thermischen Abbau der Zellstofffasern bestehen bleibt und so die Stabilität des thermisch abgebauten Umhüllungspapiers sicherstellt und damit verhindert, dass beispielsweise Aschepartikel des aerosolbildenden Materials das Um hüllungspapier durchdringen können. Auf diese Weise wird insgesamt das Aschebild des Rauchartikels verbessert. Im Gegensatz dazu bilden die freien Calciumcarbonatpartikel keine solchen gerüstartigen Strukturen aus und tragen daher nicht im selben Ausmaß zur Verbes serung des Aschebilds bei. Daher kann bei vergleichbarem Aschebild durch Verwendung von mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern die Masse an Calciumcarbonatparti keln im Umhüllungspapier reduziert werden oder insgesamt die Masse des Umhüllungspa piers reduziert werden. Das reduziert auch den Einfluss des Umhüllungspapiers auf den Ge schmack des Rauchartikels.

Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemäße Umhüllungspapier, wenn es eine hohe Luft durchlässigkeit besitzt. Ein konventionelles Umhüllungspapier mit hoher Luftdurchlässigkeit weist mehr und größere Poren auf und kann daher beim thermischen Abbau noch schlechter ein mechanisch stabiles Gerüst bilden, weshalb das Aschebild oft nicht akzeptabel ist. Durch die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern im erfindungsgemäßen Umhül lungspapier kann dieser Effekt weitgehend kompensiert werden.

In manchen Ausführungsformen sind sämtliche Zellstofffasern in dem Umhüllungspapier mit Calciumcarbonatpartikeln beladen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Umhül lungspapier neben den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern auch Zell stofffasern enthält, die nicht mit Calciumcarbonatpartikeln beladen sind. Der Anteil solcher Zellstofffasern beträgt bevorzugt mindestens 1% und höchstens 95%, besonders bevorzugt mindestens 10% und höchstens 80% und ganz besonders bevorzugt mindestens 20% und höchstens 70%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.

Sowohl die Zellstofffasern als auch die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffa sern können aus Nadelhölzern, wie Fichte, Föhre oder Tanne, aus Laubhölzern, wie Eukalyp- tus, Birke oder Buche, oder aus anderen Pflanzen wie Hanf, Flachs, Jute, Sisal, Abaca oder Baumwolle, gewonnen sein. Ebenso können die Zellstofffasern aus regenerierter Cellulose gewonnen sein, wie beispielsweise Viscosefasern, Modalfasern, Lyocell® oder Tencel®. Mi schungen von Zellstofffasern verschiedener Herkunft können eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Umhüllungspapier enthält mindestens i% mit Calciumcarbonatparti keln beladene Zellstofffasern. Das Umhüllungspapier kann unbeschichtet oder beschichtet sein. Die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern können sich dabei in der Masse des Umhüllungspapiers oder in einer optionalen Beschichtung auf dem Umhüllungs papier befinden. Wenn sich mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern in der Masse des Umhüllungspapiers befinden, ist bevorzugt der Anteil an mit Calciumcarbonatpar tikeln beladenen Zellstofffasern höher und beträgt mindestens 5% und höchstens 80% und besonders bevorzugt mindestens 30% und höchstens 70%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers. Wenn sich die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausschließlich in der optionalen Beschichtung des Umhüllungspapiers befinden, dann be- trägt bevorzugt der Anteil an mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern min destens 1% und höchstens 30% und besonders bevorzugt mindestens 2% und höchstens 25%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.

Ein hoher Anteil an mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern erlaubt es, den Anteil freier Calciumcarbonatpartikel zu reduzieren und gleichzeitig das Aschebild zu verbes- sern. Es ist sogar möglich, dass durch die Verwendung der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern der Gesamtgehalt der Calciumcarbonatpartikel im Umhüllungspa piers reduziert werden kann, ohne das Aschebild zu verschlechtern. Die mit Calciumcar bonatpartikeln beladenen Zellstofffasern bilden allerdings weniger Wasserstoffbrückenbin dungen aus, sodass insgesamt die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers abnehmen kann. Daher kann die Menge an mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern im Um hüllungspapier nicht beliebig hoch gewählt werden, insbesondere, wenn die Zellstofffasern mit einer großen Menge an Calciumcarbonatpartikeln beladen sind.

Bevorzugt sind die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern aus Laubhölzern, wie Eukalyptus, Birke oder Buche gewonnen. Diese Zellstofffasern werden bei der Herstel- lung des Umhüllungspapiers im Allgemeinen weniger mechanisch belastet, beispielsweise bei der Mahlung, sodass weniger Calciumcarbonatpartikel im Herstellungsprozess verloren ge hen können.

Die Calciumcarbonatpartikel der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern sind bevorzugt gefällte Calciumcarbonatpartikel und besonders bevorzugt gefällte Calci- umcarbonatpartikel rhomboedrischer Struktur. Diese Strukturen lassen sich besonders gut in einem Fällungsprozess auf den Zellstofffasern erzeugen. Die Masse der Calciumcarbonatpartikel bezogen auf die Masse der mit Calciumcarbonatpar tikeln beladenen Zellstofffasern beträgt im erfindungsgemäßen Umhüllungspapier mindes tens 5% und höchstens 8o%. Bevorzugt beträgt sie aber mindestens 10% und höchstens 70% und ganz besonders bevorzugt mindestens 20% und höchstens 60%. In den bevorzugten In- tervallen ergibt sich ein besonders günstiger Kompromiss zwischen der erwünschten Verbes serung des Aschebilds und der unerwünschten Reduktion der Zugfestigkeit.

Das Umhüllungspapier kann auch freie Füllstoffe enthalten, die nicht mit den Zellstofffasern verbunden sind. Der Anteil freier Füllstoffe beträgt bevorzugt mindestensi% und höchstens 40%, besonders bevorzugt mindestens 5% und höchstens 35% und ganz besonders bevorzugt mindestens 10% und höchstens 30%, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers. Diese Füllstoffe können dazu dienen, die Weiße, die Opazität und die Porenstruktur des Um hüllungspapiers zu beeinflussen. Ein hoher Gehalt an freien Füllstoffen reduziert aber die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers. Ebenso besteht bei den freien Füllstoffen die Gefahr, dass sie sich in weiteren Verarbeitungsprozessen, beispielsweise bei der Herstellung eines Rauchartikels aus dem Umhüllungspapier, als Staub absetzen und so die nötigen Reinigungs intervalle der Maschinen verkürzen. In den bevorzugten Intervallen überwiegen die Vorteile des Einsatzes freier Füllstoffe.

Die freien Füllstoffe im Umhüllungspapier sind bevorzugt Carbonate, Oxide, Hydroxide und Silikate. Besonders bevorzugte Füllstoffe sind Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Mag- nesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Titandioxid, Talkum, Kaolin, kalzi niertes Kaolin und Mischungen daraus. Ganz besonders bevorzugt ist gefälltes Calciumcar bonat.

Das Verhältnis zwischen der Masse an Calciumcarbonatpartikeln, die in den mit Calciumcar bonatpartikeln beladenen Zellstofffasern enthalten sind, und der Masse an freien Füllstoff- partikeln im Umhüllungspapier kann für die Einstellung des Aschebilds im Verhältnis zu anderen Eigenschaften wie Weiße, Opazität und Zugfestigkeit von Bedeutung sein. Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Masse an Calciumcarbonatpartikeln, die in den mit Calciumcar bonatpartikeln beladenen Zellstofffasern enthalten sind, und der Masse an freien Füllstoff partikeln im Umhüllungspapier 5:95 bis 100:0, besonders bevorzugt beträgt es 10:90 bis 80:20 und ganz besonders bevorzugt beträgt es 10:90 bis 50:50.

Das Umhüllungspapier kann auch Brandsalze enthalten. Die Brandsalze beeinflussen die Geschwindigkeit des thermischen Abbaus des Umhüllungspapiers und können auch zur Ver besserung des Aschebilds beitragen, weil sie teilweise als Klebstoff oder als Sinterungshilfs mittel zwischen den freien Füllstoffpartikeln wirken und so die mechanische Stabilität des thermisch abgebauten Umhüllungspapiers verbessern. Brandsalze werden bevorzugt in je nem Umhüllungspapier eingesetzt, das den Tabakstrang umhüllt. Der Anteil an Brandsalzen im Umhüllungspapier kann variabel gewählt werden, wobei der Anteil bevorzugt mindestens 0,3% und höchstens 7%, besonders bevorzugt mindestens 0,5% und höchstens 5% und ganz besonders bevorzugt mindestens 0,5% und höchstens 3% be trägt, jeweils bezogen auf die Masse des Umhüllungspapiers.

Die Brandsalze können bevorzugt ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Zitraten, Malaten, Tartraten, Acetaten, Nitraten, Succinaten, Fumaraten, Gluconaten, Glycolaten, Lactaten, Oxyalaten, Salicylaten, a-Hydroxycaprylaten, Phosphaten, Chloriden und Hydro- gencarbonaten, und Mischungen daraus und besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Trinatriumzitrat, Trikaliumzitrat und Mischungen daraus.

In einer Ausführungsform des Umhüllungspapiers ist das Umhüllungspapier im Wesentli chen vollflächig mit einer mit einer Beschichtung versehen, die freie Calciumcarbonatpartikel und/ oder mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern enthält. Dabei bedeutet „im Wesentlichen vollflächig beschichtet“, dass eine vollflächige Beschichtung beabsichtigt ist oder mindestens 95% der Fläche beschichtet sind. Eine geeignet gewählte Beschichtung kann das Aschebild weiter verbessern, ohne dem Umhüllungspapier unübliche Komponenten hin zuzufügen. Durch die Beschichtung erhöht sich an der Papieroberfläche der Gehalt an Calci umcarbonatpartikeln, sodass sich leichter ein stabiles Gerüst ausbilden kann, das die mecha nische Stabilität des Umhüllungspapiers nach dessen thermischem Abbau sicherstellt.

Die Beschichtung kann durch den Auftrag einer Zusammensetzung mittels aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgen, wie beispielsweise in einer Leimpresse oder einer Filmpresse einer Papiermaschine, in Streich- oder Beschichtungsaggregaten oder mittels einer Druckmaschine, insbesondere einer Tiefdruckmaschine.

Eine für die Erzeugung der Beschichtung geeignete Zusammensetzung umfasst dabei ein Lö sungsmittel, bevorzugt Wasser, und Calciumcarbonatpartikel oder mit Calciumcarbonatpar tikeln beladene Zellstofffasern. Solche Calciumcarbonatpartikel, die nicht zu den Calci umcarbonatpartikeln der beladenen Zellstofffasern gehören, werden wie beim Umhüllungs papier selbst als freie Calciumcarbonatpartikel bezeichnet. Der Anteil der freien Calciumcar bonatpartikel in der Zusammensetzung kann dabei bevorzugt mindestens 0% und höchstens 40%, besonders bevorzugt mindestens 5% und höchstens 30% betragen, jeweils bezogen auf die Masse der Zusammensetzung. Der Anteil der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern kann bevorzugt mindestens 0% und höchstens 10%, besonders bevorzugt mindestens 1% und höchstens 7% betragen, jeweils bezogen auf die Masse der Zusammenset zung. Man beachte, dass die oben genannte Beschichtung der aufgetragenen Zusammenset zung im getrockneten Zustand entspricht, d. h. wenn insbesondere das Lösungsmittel ver flüchtigt ist. Sofern die Zusammensetzung freie Calciumcarbonatpartikel enthält, sollte die Zusammen setzung ein Bindemittel enthalten, um die freien Calciumcarbonatpartikel an dem Umhül lungspapier zu fixieren. Dieses Bindemittel verbleibt dann auch in der durch den Auftrag der Zusammensetzung gebildeten Beschichtung. Enthält die Zusammensetzung Calciumcar- bonatpartikel lediglich in Form von mit diesen beladenen Zellstofffasern, ist ein Bindemittel nicht unbedingt notwendig, jedoch zur besseren Fixierung ebenfalls vorzuziehen. Besonders bevorzugt ist das Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stärke, Stärkederiva ten, Carboxymethylcellulose, Cellulosederivaten, Polyvinylalkohol, Galaktomannan, Gummi arabicum, Alginaten und Mischungen daraus. Ganz besonders bevorzugt ist die Stärke eine mechanisch fragmentierte und chemisch vernetzte Stärke, weil sie in Wasser nicht im chemi schen Sinn löslich ist und daher weniger in die Papierstruktur eindringt und so die Luft durchlässigkeit des Umhüllungspapiers weniger reduziert. Die Menge des Bindemittels kann der Fachmann aus der Erfahrung wählen, insbesondere hinsichtlich der Anforderungen des Auftragsverfahrens. Die Zusammensetzung kann weitere Komponenten umfassen, die der Fachmann geeignet wählen kann, dazu gehören beispielsweise Brandsalze, Farbstoffe, Aromastoffe, Feuchthal temittel, wie Glycerol oder Propylenglykol, oder Substanzen zur Beeinflussung der Viskosität.

Der Auftrag der Zusammensetzung kann auf eine oder beide Seiten des Umhüllungspapiers erfolgen. Bevorzugt wird die Zusammensetzung aber auf die Seite aufgetragen, die sich auf dem daraus gefertigten Rauchartikel außen befindet. Diese Seite ist generell bei der Herstel lung des Umhüllungspapiers bereits bekannt und in den meisten Fällen die vom Sieb der Papiermaschine abgewandte Seite. Bevorzugt wird daher die Zusammensetzung auf die dem Sieb der Papiermaschine abgewandte Seite des Umhüllungspapiers aufgetragen, die auch als Oberseite bezeichnet wird. Nach dem Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung beträgt die flächenbezogene Mas se der Beschichtung bevorzugt mindestens 0,5 g/m ² und höchstens 10 g/m ² , besonders be vorzugt mindestens 1 g/m ² und höchstens 5 g/m ² .

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Masse der freien Calciumcarbonatpartikel und der Calciumcarbonatpartikel der beladenen Zellstofffasern in der Beschichtung zusam- mengenommen mindestens 1% und höchstens 20%, besonders bevorzugt mindestens 2% und höchstens 15% der Masse des beschichteten Umhüllungspapiers. Dabei enthält das Umhül lungspapier vorzugsweise zusätzlich in der Masse mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstofffasern, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern im Umhüllungspapier ohne die Beschichtung vorzugsweise mindestens 1% und höchstens 70%, besonders bevorzugt mindestens 1% und höchstens 60% der Masse des Umhüllungspa piers beträgt, und die Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln belade- nen Zellstofffasern mindestens io% und höchstens 6o% der Masse der mit Calciumcarbonat partikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Umhüllungspapier auch Bestandteil eines Laminats sein, besonders bevorzugt eines Laminats mit einem weiteren Material mit einer Wärmeleitfähigkeit, die diejenige des Umhüllungspapiers um einen Faktor von mindestens zwei, vorzugsweise von mindestens vier übersteigt. In besonders bevorzug ten Ausführungsformen wird das weitere Material des Laminats durch eine Aluminiumfolie gebildet. Solche Laminate können vor allem in Rauchartikeln verwendet werden, in denen das aerosol-bildende Material nur erhitzt aber nicht verbrannt wird, um zu verhindern, dass der Rauchartikel wie eine gewöhnliche Zigarette angezündet und geraucht werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Umhüllungspapiers für einen Rauchar tikel ist der Rauchartikel eine Zigarette und das Umhüllungspapier weist zusätzlich Muster oder Strukturen auf, besonders bevorzugt in Umfangsrichtung gedruckte Bänder, um die Entzündungsneigung des Rauchartikels gemessen gemäß ISO 12863:2010 zu reduzieren.

Das Flächengewicht des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt mindes tens 15 g/m ² und höchstens 150 g/m ² , besonders bevorzugt mindestens 20 g/m ² und höchs tens 120 g/m ² , ganz besonders bevorzugt mindestens 20 g/m ² und höchstens 40 g/m ² . Das Flächengewicht des Umhüllungspapiers kann nach ISO 536:2019 bestimmt werden, wobei eine Beschichtung, sofern sie vorhanden ist, zum Flächengewicht zählt.

Die Dicke des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt mindestens 10 um und höchstens 200 pm, bevorzugt mindestens 15 pm und höchstens 120 pm und ganz beson ders bevorzugt mindestens 30 pm und höchsten 100 pm. Die Dicke kann gemäß ISO 534:2011 auf einer einzelnen Lage des Umhüllungspapiers bestimmt werden. Auch hier zählt eine Beschichtung, sofern vorhanden, zur Dicke des Umhüllungspapiers.

Die mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers können für die Herstellung eines Rauchartikels aus diesem Umhüllungspapier von Bedeutung sein. Zu den wesentlichen mechanischen Eigenschaften gehören Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Ener gieaufnahmevermögen, die alle nach ISO 1924-2:2008 bestimmt werden können.

Die Zugfestigkeit des Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt mindestens 7 N/15 mm, beson ders bevorzugt mindestens 8 N/15 ^mm und ganz besonders bevorzugt mindestens 10 N/15 mm. Da der Aufwand an Material und Energie in der Papierherstellung zur Steigerung der Zugfestigkeit hoch ist, ist es günstig, wenn die Zugfestigkeit höchstens 100 N/15 mm, bevor zugt höchstens 80 N/15 mm und besonders bevorzugt höchstens 70 N/15 mm beträgt. Die Zugfestigkeit kann vor allem durch Erhöhung des Flächengewichts und Erhöhung des Anteils an Zellstofffasern, sowie durch intensivere Mahlung der Zellstofffasern gesteigert werden. Um Geschwindigkeitsunterschiede in den Maschinen zur Herstellung von Rauchartikeln aus dem Umhüllungspapier auszugleichen, ist es günstig, wenn das Umhüllungspapier eine ge wisse Dehnbarkeit aufweist. Bevorzugt beträgt die Bruchdehnung des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers mindestens 0,9% und höchstens 3%, besonders bevorzugt mindestens 1% und höchstens 2%.

Ein weiterer mechanischer Parameter, der für die Verarbeitbarkeit des Umhüllungspapiers zu einem Rauchartikel von Bedeutung ist, ist das Energieaufnahmevermögen. Das Energie aufnahmevermögen beschreibt, wie viel Energie erforderlich ist, um das Papier zu zerreißen. Für das erfindungsgemäße Umhüllungspapier ist es bevorzugt, wenn das Energieaufnahme- vermögen mindestens 3 J/m ² und höchstens 50 J/m ² beträgt und ganz besonders bevorzugt mindestens 3,5 J/m ² und höchstens 35 J/m ² .

Die Weiße (ISO brightness ) des Umhüllungspapiers kann für sein optisches Erscheinungs bild und auch für das Aschebild von Bedeutung sein. Sie wird nach ISO 2470-1:2016 gemes sen. Generell werden weiße Umhüllungspapiere aus optischen Gründen bevorzugt, sodass die Weiße des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers mindestens 80% und besonders bevor zugt mindestens 90% beträgt.

Die Weiße kann beispielsweise durch Wahl der freien Füllstoffe beeinflusst werden, insbe sondere lässt sich mit Titandioxid die Weiße erheblich steigern.

Die Opazität des Umhüllungspapiers ist ebenfalls für das optische Erscheinungsbild von Be- deutung. Eine hohe Opazität ist generell günstig, weil dann Komponenten des Rauchartikels nicht durch das Umhüllungspapier hindurch sichtbar sind. Die Opazität wird nach ISO 2471:2008 gemessen. Bevorzugt beträgt die Opazität des Umhüllungspapiers mindestens 70% und besonders bevorzugt mindestens 80%. Die Opazität kann ebenfalls gesteigert wer den, indem die Menge freier Füllstoffe im Umhüllungspapier erhöht wird. In bestimmten Anwendungen des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers auf einem Rauch artikel ist seine Luftdurchlässigkeit von Bedeutung. Bei solchen Anwendungen soll beispiels weise beim Gebrauch des Rauchartikels Luft durch das Umhüllungspapier hindurch in den Rauchartikel strömen, um das Aerosol zu verdünnen. Die Luftdurchlässigkeit kann nach ISO 2965:2019 gemessen werden. Die Luftdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers beträgt bevorzugt min destens o cm ³ /(cm ² -min-kPa) und höchstens 300 cm ³ /(cm ² -min-kPa), besonders bevorzugt mindestens 10 cm ³ /(cm ² -min-kPa) und höchstens 250 cm ³ /(cm ² -min-kPa) und ganz beson ders bevorzugt mindestens 20 cm ³ /(cm ² -min-kPa) und höchstens 150 cm ³ /(cm ² -min-kPa). Sofern das Umhüllungspapier beschichtet ist, ist seine Luftdurchlässigkeit niedriger und be- trägt höchstens 120 cm ³ /(cm ² -min-kPa), besonders bevorzugt höchstens 100 cm ³ /(cm ² -min-kPa) und ganz besonders bevorzugt höchstens 80 cm ³ /(cm ² -min-kPa).

Bei konventionellen Umhüllungspapieren weisen jene mit hoher Luftdurchlässigkeit generell ein schlechtes Aschebild auf, sodass in diesem Fall die Erfindung besonders vorteilhaft einge setzt werden kann, wenn der Gehalt an Calciumcarbonatpartikeln, die mit den Zellstofffasern verbunden sind, erhöht wird. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Umhüllungspapier mit Calciumcarbonatpartikeln beladene Zellstoff fasern, wobei die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindes tens 10% der Masse des Umhüllungspapiers beträgt und die Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern mindestens 20% und höchstens 80% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern ausmachen und das Umhüllungspapier eine Luftdurchlässigkeit gemäß ISO 2965:2019 von mindestens 50 cm ³ /(cm ² -min-kPa) und höchstens 300 cm ³ /(cm ² -min-kPa) aufweist.

Die oben genannten bevorzugten und besonders bevorzugten Intervalle zur Art und Menge der Zellstofffasern, Art und Menge der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffa sern, Anteil der Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, Art und Menge der freien Füllstoffe, Art und Menge der Brandsalze, sowie zu den mechanischen Parametern wie Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Energieaufnahmever mögen und den optischen Parametern wie Weiße und Opazität gelten auch für diese beson dere Ausführungsform. Eine Beschichtung hingegen ist für diese besondere Ausführungs form nicht bevorzugt, weil sie die Luftdurchlässigkeit zu stark reduzieren kann.

Ein erfindungsgemäßer Rauchartikel umfasst ein aerosolbildendes Material und das erfin dungsgemäße Umhüllungspapier. In einer bevorzugten Ausführungsform des Rauchartikels umfasst das aerosolbildende Material Tabak und besagtes Umhüllungspapier umhüllt das aerosolbildende Material.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Rauchartikel ein erfindungsgemäßer Rauchartikel, bei dem das aerosolbildende Material nur aufgeheizt aber nicht verbrannt wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Rauchartikel eine Zigarette und das Umhüllungspapier ein Zigarettenpapier.

Sowohl die Herstellung des erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers als auch des erfindungs gemäßen Rauchartikels kann nach im Stand der Technik an sich bekannten Methoden erfol gen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN Fig. 1 zeigt beispielhaft eine elektronenmikroskopische Aufnahme von mit groben

Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, wobei die Calciumcar bonatpartikel etwa 20% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln belade nen Zellstofffasern ausmachen.

Fig. 2 zeigt beispielhaft eine elektronenmikroskopische Aufnahme von mit feinen

Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, wobei die Calciumcar bonatpartikel etwa 20% der Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln belade nen Zellstofffasern ausmachen.

Fig. 3 zeigt das Aschebild von drei aus einem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungs papier gefertigten Filterzigaretten.

Fig. 4 zeigt das Aschebild von drei aus einem erfindungsgemäßen Umhüllungspapier gefertigten Filterzigaretten.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORM

Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäßer Umhül lungspapiere beschrieben und mit einem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapier ver glichen.

Das als Referenz dienende nicht erfindungsgemäße Umhüllungspapier hatte ein Flächenge wicht von 32,6 g/m ² und wurde aus 28% Zellstofffasern aus Nadelhölzern und 42% Zellstoff fasern aus Laubhölzern sowie 30% freien Calciumcarbonatpartikeln hergestellt, wobei sich die Prozentangaben auf die Masse des Umhüllungspapiers beziehen. Weitere Eigenschaften des Umhüllungspapiers sind in Tabelle 1 in der Zeile „REF“ ersichtlich.

Insgesamt 14 erfindungsgemäße Umhüllungspapiere, bezeichnet mit A bis K sowie X bis Z, wurden hergestellt, wobei die Zusammensetzung der Umhüllungspapiere in Tabelle 1 ange geben ist. In Tabelle 1 bedeuten „SW“ in % den Anteil an Zellstofffasern aus Nadelhölzern, „HW“ in % den Anteil an Zellstofffasern aus Laubhölzern, „CF“ in % den Anteil der mit Calci umcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern und „FI“ in % den Anteil an freien Füllstof fen. Die Prozentangaben sind jeweils auf die Masse des Umhüllungspapiers bezogen. Die Zellstofffasern aus Nadel- und Laubhölzern sind am Markt erhältliche Standardprodukte. Die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern wurden bei der Firma Schaefer Kalk beschafft. Der gesamte freie Füllstoff wurde durch gefällte Calciumcarbonatpartikel ge bildet. Des Weiteren ist in Tabelle l unter „CCP“ in % die Masse der Calciumcarbonatpartikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern angeben, bezogen auf die Masse der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern. Ebenso ist die Größe dieser Partikel als „fein“ oder „grob“ angeben. In diesem Zusammenhang zeigt Figur l eine elektronenmik roskopische Aufnahme von mit groben Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern und Figur 2 zeigt eine elektronenmikroskopische Aufnahme von mit feinen Calciumcar bonatpartikeln beladenen Zellstofffasern, wie sie beide zur Herstellung einiger erfindungs gemäßer Umhüllungspapiere verwendet wurden. Der Massenanteil der Calciumcarbonatpar tikel in den mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern aus Figuren l und 2 be trug etwa 17,3%. Die Zellstofffasern wurden durch Zellstofffasern aus Eukalyptus gebildet. Das Umhüllungspapier X war mit dem Umhüllungspapier REF identisch und die Umhül lungspapiere Y und Z waren mit dem Umhüllungspapier G identisch. Das Umhüllungspapier Y wurde vollflächig mit einer Zusammensetzung aus 89% Wasser, 5,5% mechanisch fragmen tierter und chemisch vernetzter Stärke und 5,5% freien Calciumcarbonatpartikeln beschich tet, wobei sich die Prozentangaben auf die Masse der Zusammensetzung beziehen. Die Um- hüllungspapiere X und Z wurden vollflächig mit einer Zusammensetzung aus 95,5% Wasser, 1% mechanisch fragmentierter und chemisch vernetzter Stärke und 3,5 % mit Calciumcar bonatpartikeln beladenen Fasern beschichtet, wobei sich die Prozentangaben auf die Masse der Zusammensetzung beziehen. Nach dem Auftrag und Trocknen der Zusammensetzung verblieb jeweils eine Masse von etwa 2 g/m ² auf den Umhüllungspapieren. Die mechanisch fragmentierte, chemisch vernetzte Stärke kann beispielsweise von der Firma Emsland-Stärke GmbH bezogen werden.

Tabelle 1

Die Eigenschaften des nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers REF und der erfin- dungsgemäßen Umhüllungspapiere A bis K und X bis Z wurden bestimmt und sind in Tabelle 2 angegeben, wobei „BW“ das Flächengewicht, „EL“ die Bruchdehnung und „AP“ die Luft durchlässigkeit bedeuten.

Tabelle 2

Aus dem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapier REF und den erfindungsgemäßen Umhüllungspapieren A bis K und X bis Z wurden Rauchartikel in Form von Filterzigaretten mit einem Durchmesser von etwa 7,8 mm und einer Länge von 83 mm hergestellt. Der ver wendete Tabak war ein American Blend und die Umhüllungspapiere umhüllten jeweils den Tabak. Von diesen Rauchartikeln wurde das Aschebild durch ein bildanalytisches Verfahren bewertet. Dabei wurden von jeder Zigarette drei Stück in vertikaler Lage angezündet und das vollständige Verglimmen des Tabaks abgewartet. Danach wurde von jeder Zigarette unter konstanten Lichtbedingungen ein digitales Bild vor einem neutralen Hintergrund aufge nommen. Eine Bildanalysesoftware bestimmte dann den Anteil nicht weißer Flächen im Be reich des verglimmten Tabakstrangs. Der Anteil dieser nicht weißen Flächen in Bezug auf die gesamte Fläche des verglimmten Tabakstrangs wird als Prozentsatz ausgedrückt und als „Ash Index“ bezeichnet, wobei jeweils ein Mittelwert aus den Bildern von drei Zigaretten gebildet wurde. Je höher der Prozentsatz umso mehr nicht weiße Flächen enthält der verglimmte Ta bakstrang und umso schlechter beurteilt der Konsument das Aschebild.

Der so gemessene Ash Index ist in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

Figur 3 zeigt das Aschebild von drei Filterzigaretten, die aus dem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapier REF gefertigt wurden. Figur 4 zeigt das Aschebild von drei Filterzigaret- ten, die aus dem erfindungsgemäßen Umhüllungspapier K gefertigt wurden. Auch ohne das Aschebild durch Bildanalyse zu quantifizieren, ist der Unterschied bereits deutlich erkenn bar.

Der Zweck der erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere A bis K war, möglichst ähnliche Ei genschaften zu dem nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapier REF zu erreichen, um so den positiven Effekt der mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffasern deutlich darstellen zu können. Die Beispiele sind daher nicht als eine Einschränkung der Erfindung zu verstehen und der Fachmann ist in der Lage eründungsgemäße Umhüllungspapiere mit bei spielsweise anderer Zusammensetzung, anderem Flächengewicht, anderer Dicke, anderer Luftdurchlässigkeit oder anderen mechanischen oder optischen Eigenschaften im bean- spruchten Bereich herzustellen.

Aus Tabelle 3 erkennt man, dass der Ash Index der Zigaretten mit Umhüllungspapieren A bis K immer niedriger ist als jener der Zigaretten mit dem nicht eründungsgemäßen Umhül- lungspapier REF. Dies bedeutet, dass die Umhüllungspapiere A bis K zu einem besseren Aschebild führen.

Aus Tabelle 2 erkennt man, dass, wie es bei der Herstellung der Umhüllungspapiere beab sichtigt war, die erfindungsgemäßen Umhüllungspapiere A bis K dem nicht erfmdungsgemä- ßen Umhüllungspapier REF hinsichtlich Flächengewicht, Dicke, Bruchdehnung, Weiße und Opazität sehr ähnlich sind. Die Zugfestigkeit und damit auch das Energieaufnahmevermögen der Umhüllungspapiere A bis K sind etwas kleiner als beim nicht erfindungsgemäßen Umhül lungspapier REF. Dies wird durch die mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstofffa sern bewirkt, da die Calciumcarbonatpartikel auf den Zellstofffasern die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Zellstofffasern behindern und so die Zugfestig keit des Umhüllungspapiers reduzieren.

Von Bedeutung ist, dass die Luftdurchlässigkeit der Umhüllungspapiere A bis K höher ist als jene des nicht erfindungsgemäßen Umhüllungspapiers. Trotz dieser höheren Luftdurchläs sigkeit weisen die aus den Umhüllungspapieren A bis K gefertigten Zigaretten ein besseres Aschebild als die Zigaretten aus dem Umhüllungspapier REF auf. Dies zeigt, dass bei hoher Luftdurchlässigkeit die Verwendung von mit Calciumcarbonatpartikeln beladenen Zellstoff fasern einen ganz besonderen Vorteil bietet.

Bei Bedarf kann der Fachmann selbstverständlich, beispielsweise durch intensivere Mahlung der Zellstofffasern die Luftdurchlässigkeit der Umhüllungspapiere A bis K reduzieren und so denselben Wert wie beim Umhüllungspapier REF einstellen. Es ist zu erwarten, dass dann der Ash Index noch weiter sinkt und sich somit das Aschebild noch weiter verbessert.

Ein Vergleich zwischen dem Umhüllungspapier I ( Ash Index 7,0), das in Summe etwa 36% freie und an Zellstofffasern gebundene Calciumcarbonatpartikel enthält, und dem nicht er findungsgemäßen Umhüllungspapier REF ( Ash Index 11,1), das 40% ausschließlich freie Cal- ciumcarbonatpartikel enthält, zeigt, dass trotz niedrigeren Gesamtgehalts an Calciumcar bonatpartikeln das Aschebild verbessert werden kann.

Die beschichteten Umhüllungspapiere X, Y und Z zeigen alle eine Verbesserung des Asche bilds. Die Papiere X bis Z weisen auch alle eine höhere Zugfestigkeit als das nicht erfindungs gemäße Umhüllungspapier REF und als die unbeschichteten, eründungsgemäßen Umhül- lungspapiere A bis K auf, was ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsformen ist.

Insgesamt zeigt sich, dass mit den erfindungsgemäßen Umhüllungspapieren eine deutliche Verbesserung des Aschebilds erreicht werden kann, ohne dass die anderen Eigenschaften des Umhüllungspapiers negativ beeinflusst werden und ohne die Masse des Umhüllungspapiers wesentlich zu erhöhen oder unübliche Komponenten dem Umhüllungspapier hinzuzufügen.