AT518224B1

AT518224B1 - Zigarettenpapier mit verbesserter Luftdurchlässigkeit

Info

Publication number: AT518224B1
Application number: ATA9233/2013A
Authority: AT
Inventors: Gleinser Maria; Eitzinger Bernhard
Original assignee: Delfortgroup Ag
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2017-11-15
Also published as: DE102012106154B4; NL2011120C2; CN104428466A; RU2015103865A; PH12015500005B1; US20150164132A1; MY171469A; US20170143032A1; AT518224A5; ES2543689A2; CN104428466B; ES2543689R1; PH12015500005A1; FR2992984B1; WO2014008962A1; PL233536B1; US9635882B2; KR20150036003A; DE102012106154A1; KR102096124B1

Abstract

Gezeigt wird ein Zigarettenpapier, das zumindest über einen Teil seiner Fläche die folgenden Eigenschaften hat: keine künstliche Perforation, die Luftdurchlässigkeit beträgt mindestens 15 CU, vorzugsweise mindestens 20 CU, und besonders vorzugsweise mindestens 25 CU, und für den Exponenten k, gemessen mit einem Messkopf mit einer rechteckigen Öffnung von 2 mm mal 15 mm, nach ISO 2965:2009, der definiert ist als k = , mit Q1: Luftstrom durch das Papier bei Druckdifferenz p1 = 1,00 kPa und Q2: Luftstrom durch das Papier bei Druckdifferenz p2 = 0,25 kPa, gilt: k ≤ 0,98, vorzugsweise k ≤ 0,95 und besonders vorzugsweise k ≤ 0,93, und k ≥ 0,8, vorzugsweise k ≥ 0,85.

Description

Beschreibung

ZIGARETTENPAPIER MIT VERBESSERTER LUFTDURCHLÄSSIGKEIT HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zigarettenpapier. Insbesondere betrifft sie ein Zigarettenpapier, das im Vergleich zu einem herkömmlichen Zigarettenpapier annähernd gleicher Luftdurchlässigkeit eine höhere Verdünnung des Rauchs erzielt, aber ansonsten chemisch und physikalisch möglichst wenig von einem herkömmlichen Zigarettenpapier abweicht.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

[0002] Es ist allgemein bekannt, dass der Zigarettenrauch viele gesundheitsschädliche Substanzen enthält. Es besteht daher ein Interesse in der Industrie, Zigaretten zu produzieren, deren Rauch nennenswert weniger schädliche Substanzen enthält. Zur Reduktion der Menge an solchen Substanzen gibt es verschiedene Ansätze. Beispielsweise sind Zigaretten oft mit Filtern, typischerweise aus Zelluloseacetat, ausgestattet, die einen Teil der partikulären Phase des Rauchs, allgemein als Teer bezeichnet, absorbieren können. Andere Verfahren zielen darauf ab, den in der Zigarette entstehenden Rauch beispielsweise durch einen durch eine Perforation des Mundstückbelagpapiers strömenden Luftstrom zu verdünnen. Auch das den Tabakstrang der Zigarette umhüllende Zigarettenpapier erlaubt durch seine definierte Luftdurchlässigkeit einen Luftstrom in den Tabakstrang der Zigarette, der den Rauch verdünnt. Schließlich kann die Menge an schädlichen Substanzen im Rauch einer Zigarette auch durch die Wahl der Tabakmischung beeinflusst werden.

[0003] Typische Zigarettenpapiere umfassen unter anderem Zellulosefasern, die aus Holz, Flachs oder anderen Materialien gewonnen werden. Auch Gemische aus Zellulosefasern verschiedener Herkunft werden eingesetzt.

[0004] Eine charakteristische Eigenschaft des Zigarettenpapiers von großer technischer Bedeutung ist seine Luftdurchlässigkeit. Sie beschreibt die Durchlässigkeit des Papiers für einen Luftstrom, der durch eine Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Papiers verursacht wird. Genauer bezeichnet sie das durch das Papier pro Zeiteinheit, pro Flächeneinheit und pro Druckdifferenz tretende Luftvolumen und hat daher die Einheit cm3 / (min cm2 kPa), die häufig als CORESTA Einheit (CORESTA Unit, CU) bezeichnet wird, wobei gilt 1 CU = 1 cm3 / (min cm2 kPa). Bekannte Zigarettenpapiere weisen eine Luftdurchlässigkeit zwischen 10 CU und 300 CU auf, wobei der Bereich 20 CU bis 120 CU am gebräuchlichsten ist.

[0005] Die Luftdurchlässigkeit kann beispielsweise nach ISO 2965 bestimmt werden. Nach ISO 2965 wird das bei einer Druckdifferenz von 1 kPa pro Zeiteinheit durch eine rechteckige Öffnung mit 10 mm Breite und 20 mm Länge strömende Luftvolumen bestimmt und in der Einheit CU ausgedrückt. Im Einklang mit ISO 2965 kann alternativ auch eine rechteckige Öffnung mit 2 mm Breite und 15 mm Länge verwendet werden.

[0006] Eine auf herkömmliche Zigarettenpapiere in ausgezeichneter Näherung zutreffende Annahme besteht darin, dass in dem Bereich an Druckdifferenzen, denen das Zigarettenpapier auf der Zigarette beim Rauchen ausgesetzt ist, der Luftstrom durch das Zigarettenpapier proportional zur Druckdifferenz ist, also ein linearer Zusammenhang zwischen Druckdifferenz und Luftstrom durch das Papier herrscht. Die typische Druckdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite des Zigarettenpapiers beim Rauchen beträgt dabei zwischen 0 kPa und 1,0 kPa.

[0007] ISO 2965 erlaubt in Anhang D.2 (ISO 2965:2009) eine Abschätzung der Nichtlinearität der Beziehung zwischen Luftstrom und Druckdifferenz. Dabei wird mindestens eine Messung des Luftstroms Qi bei einer Druckdifferenz von p1=1,00 kPa und eine Messung des Luftstroms Q2 bei einer Druckdifferenz von p2=0,25 kPa durchgeführt. Aus den beiden Messwerten wird ein Exponent k mittels der Formel (D.6) aus ISO 2965:2009 durch

berechnet. Dieser Exponent k beschreibt die Nichtlinearität und liegt im Bereich von 0,5 bis 1,0, wobei ein Wert von 1,0 lineare Verhältnisse bezeichnet. Herkömmliches Zigarettenpapier zeigt wie gesagt üblicherweise ein diesbezüglich lineares Verhalten und weist daher einen Wert für den Exponenten k zwischen 0,98 und 1,0 auf.

[0008] Messgeräte, die die Luftdurchlässigkeit nach ISO 2965 messen, sind handelsüblich und erlauben zumeist auch die Bestimmung des Exponenten k. Hier soll daher, wann immer auf einen Wert des Exponenten k Bezug genommen wird, der nach ISO 2965, Anhang D.2, mit einem Messkopf mit einer rechteckigen Öffnung von 2 mm mal 15 mm aus einer Messung bei 1,0 kPa und einer Messung bei 0,25 kPa berechnete Wert verstanden werden.

[0009] Weitere technische Anforderungen an das Zigarettenpapier haben mit der Verarbeitbarkeit des Zigarettenpapiers auf der Zigarettenmaschine zu tun, also beispielsweise Flächengewicht, Dicke, Bruchdehnung und Zugfestigkeit. Zusätzlich gibt es noch Anforderungen hinsichtlich der Optik des Zigarettenpapiers, wie beispielsweise Opazität und Weiße. Weiterhin gibt es auch umfangreiche gesetzliche Regelungen zu den in einem Zigarettenpapier erlaubten Inhaltsstoffen.

[0010] Vor allem aber spielt beim Zigarettenpapier der Einfluss auf den Geschmack der Zigarette eine große Rolle, da das Zigarettenpapier gemeinsam mit dem Tabak verbrennt, und die Verbrennungsprodukte des Zigarettenpapiers einen Bestandteil des Rauchs bilden. Es kommt daher bei allen Modifikationen des Zigarettenpapiers darauf an, das Zigarettenpapier chemisch in einem möglichst natürlichen Zustand zu belassen, damit die Bestandteile des Zigarettenpapiers den Geschmack des Rauchs nicht negativ beeinträchtigen.

[0011] Gleichwohl ist man daran interessiert, die Abrauchwerte einer Zigarette durch Modifikation des Zigarettenpapiers zu steuern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zigarettenpapier anzugeben, dass im Vergleich zu einem herkömmlichen Zigarettenpapier annähernd gleicher Luftdurchlässigkeit eine höhere Verdünnung des Rauchs erzielt. Das Papier sollte dabei chemisch und physikalisch möglichst wenig von einem herkömmlichen Zigarettenpapier abweichen, um Geschmack und Rauchchemie nicht zu beeinflussen.

[0013] Diese Aufgabe wird durch ein Zigarettenpapier nach Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine aus dem erfindungsgemäßen Zigarettenpapier gefertigte Zigarette sowie ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Zigarettenpapiers.

[0014] Ein solches erfindungsgemäßes Zigarettenpapier ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen Exponenten k der Luftdurchlässigkeit < 0,98, bevorzugt < 0,95 und besonders bevorzugt <0,93 aufweist. Für die Untergrenze des Exponenten k im Rahmen dieser Erfindung gilt k > 0,80, vorzugsweise k > 0,85.

[0015] Ein Exponent k kleiner als 1,0 bedeutet, dass die Beziehung zwischen der Druckdifferenz und dem durch das Papier tretenden Luftstrom nichtlinear ist. Dies hat zur Folge, dass bei zwei Papieren gleicher Luftdurchlässigkeit - gemessen bei 1 kPa nach ISO 2965 - aber unterschiedlichem Exponenten, jenes Papier mit dem kleineren Exponenten einen größeren Luftstrom durch das Papier erlaubt, wenn die Druckdifferenz zwischen 0 kPa und 1 kPa liegt, aber einen kleineren Luftstrom bei Druckdifferenzen über 1 kPa. Fig. 1 veranschaulicht diesen Zusammenhang.

[0016] Da sich Druckdifferenzen beim Rauchen einer typischen Zigarette im Bereich des Ziga- rettenpapiers zwischen 0 kPa und 1 kPa bewegen, erlaubt also bei gleicher Luftdurchlässigkeit nach ISO 2965 ein Papier mit einem niedrigeren Exponenten einen größeren Luftstrom in die Zigarette und damit eine größere Verdünnung des Rauchs und in weiterer Konsequenz eine stärkere Reduktion der schädlichen Substanzen, die der Raucher aufnimmt.

[0017] Man beachte, dass sich ein nicht-linearer Zusammenhang zwischen der Druckdifferenz und dem Luftstrom, d. h. ein Wert des Exponenten k, der wesentlich geringer als 1 ist, auch bei künstlich perforierten Zigarettenpapieren ergibt. Unter „künstlicher Perforation“ ist eine Perforation zu verstehen, die am fertigen Zigarettenpapier durchgeführt wird und die von der „natürlich Porosität“ zu unterscheiden ist, die sich aufgrund der Faserstruktur eines Zigarettenpapiers ergibt. Die Löcher, die sich beispielsweise mit einer elektrostatischen Perforation erzeugen lassen, haben einen Durchmesser zwischen 30 pm und 100 pm. Durch Laserperforation lassen sich typischerweise Löcher mit einem Durchmesser zwischen 100 pm und 500 pm erzeugen. Im Gegensatz hierzu besitzt ein natürlich poröses Zigarettenpapier kaum Poren mit einem Durchmesser > 10 pm. Die vorliegende Erfindung betrifft ausdrücklich nicht Zigarettenpapiere, die eine künstliche Perforation aufweisen. Eine künstliche Perforation bedeutet einen zusätzlichen Aufwand und kann die physikalischen Eigenschaften der Zigarettenpapiere fallweise so weit verändern, dass die Zigarette nicht mehr üblich angezündet werden kann.

[0018] Für die Erfindung ist es weiterhin ausreichend, wenn das Zigarettenpapier nicht in seiner ganzen Fläche, sondern lediglich über einen Teil seiner Fläche den erfindungsgemäß verringerten Exponenten k aufweist. Der genannte Teil sollte jedoch mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 50 % und besonders vorzugsweise mindestens 70 % der Gesamtfläche betragen.

[0019] Ein niedriger Wert des Exponenten k lässt sich im Rahmen der Erfindung dadurch erreichen, dass das Verhältnis der Anzahl größerer Poren gegenüber derjenigen kleinerer Poren größer ist als bei üblichen Zigarettenpapieren, jedoch ohne auf eine künstliche Perforation zurückzugreifen.

[0020] In einer vorteilhaften Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, dass das Zigarettenpapier in dem genannten Teil seiner Fläche mit einem Material, insbesondere einem filmbildenden Material beschichtet oder behandelt ist, dessen Menge jedoch vergleichsweise gering ist und 2,0 g/m2, vorzugsweise 1,5 g/m2 nicht übersteigt. Auf diese Weise können primär die kleineren Poren verschlossen werden. Dies reduziert zwar die Luftdurchlässigkeit, allerdings in nur vergleichsweise geringem Ausmaß, da die kleinen Poren wegen des Gesetzes von Hagen-Poiseuille verhältnismäßig viel weniger zur Luftdurchlässigkeit beitragen als große Poren. Ein gewisser Abfall der Luftdurchlässigkeit ist durch das Verschließen der kleinen Poren unvermeidlich, kann aber jedenfalls durch reduzierte Mahlung des Zellstoffs ausgeglichen werden, was zusätzlich noch mit entsprechender Energieeinsparung verbunden ist.

[0021] Man beachte, dass eine Beschichtung von Zigarettenpapieren mit filmbildenden Zusammensetzungen in diskreten Bereichen im Stand der Technik bereits verwendet wird, um einer daraus gefertigten Zigarette Selbstverlöschungseigenschaften zu verleihen. Allerdings werden hierfür wesentlich größere Mengen des Materials aufgetragen, als nach dieser Ausführungsform der Erfindung. Im Stand der Technik haben mit filmbildenden Zusammensetzungen behandelte Bereiche, die der Zigarette Selbstverlöschungseigenschaften verleihen sollen, typischerweise eine Luftdurchlässigkeit von 0 bis 10 CU. Im Gegensatz hierzu hat das erfindungsgemäße Zigarettenpapier, unabhängig davon, auf welche Art der verringerte Wert k des Exponents nach ISO 2965:2009 konkret erreicht wurde, in dem betreffenden Teil seiner Fläche stets eine Luftdurchlässigkeit, die mindestens 15 CU, vorzugsweise mindestens 20 CU und besonders vorzugsweise mindestens 25 CU beträgt, weil Selbstverlöschung nicht Ziel des erfindungsgemäßen Zigarettenpapiers ist. Dies schließt jedoch nicht aus, dass das erfindungsgemäße Zigarettenpapier zusätzlich lokal behandelt wird, um die Luftdurchlässigkeit weiter abzusenken und damit einer daraus gefertigten Zigarette Selbstverlöschungseigenschaften zu verleihen.

[0022] Zur Behandlung bzw. Beschichtung des Papiers werden vorzugsweise Materialien verwendet, die bereits in herkömmlichem Zigarettenpapier enthalten sind, beispielsweise Stärke,

Stärkederivate, insbesondere oxidierte Stärke, Cellulosederivate, insbesondere Carboxylme-thylcellulose, Guar, Pektin oder Polyvinylalkohol. Auch Mischungen zweier oder mehrerer dieser Materialien sind einsetzbar.

[0023] Nicht erwünscht hingegen sind Materialien, die die Zusammensetzung des Rauchs chemisch nennenswert verändern, viel mehr ist Ziel der Erfindung ein Verdünnungseffekt, der alle Substanzen im Rauch in annähernd gleichem Ausmaß betrifft. Ferner sollten zur Verringerung des Exponenten k Materialien vermieden werden, die den Geschmack der Zigarette negativ beeinflussen und so die Akzeptanz einer aus diesem Zigarettenpapier gefertigten Zigarette beeinträchtigen. Vorzugsweise soll insbesondere auf die Verwendung von Alginaten zur Behandlung des Papiers verzichtet werden.

[0024] Ein filmbildendes Material kann in Form einer filmbildenden Zusammensetzung aufgetragen werden, die zumindest eine Flüssigkeit und ein filmbildendes Material umfasst. Als „filmbildend“ im strengen Sinne soll in der vorliegenden Offenbarung ein Material verstanden werden, dessen Bestandteile geeignet sind, durch gegenseitige Vernetzung einen näherungsweise geschlossenen Film zu bilden. Als Flüssigkeit wird bevorzugt Wasser gewählt, aber auch der Einsatz organischer Lösungsmittel ist denkbar. Als filmbildende Materialien kommen Materialien in Frage, die in dieser Flüssigkeit Lösungen oder kolloidale Suspensionen bilden, was für die obengenannten Materialien der Fall ist.

[0025] Außer „filmbildenden Zusammensetzungen“ im strengen Sinne können jedoch auch kleine Mengen einer Zusammensetzung aufgetragen werden, die eine Flüssigkeit und Partikel mit hinreichend geringer Größe umfasst, mit denen die kleinen Poren effizient verschlossen werden können, um dadurch bei verhältnismäßig kleiner Änderung der Luftdurchlässigkeit den Exponenten k zu senken. Die geringförmige Änderung der Luftdurchlässigkeit kann, wie eingangs erwähnt, wiederum durch eine verringerte Mahlung des Zellstoffs ausgeglichen werden. Der Vorteil der Beigabe zumindest einer geringen Menge eines filmbildenden Materials besteht allerdings darin, dass dadurch die Partikel im Zigarettenpapier besser fixiert werden.

[0026] In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Exponent k im genannten Teil der Fläche variiert, derart, dass er sich über die Länge einer daraus herstellbaren Zigarette ändert. Insbesondere kann der genannte Teil der Fläche einen ersten und einen zweiten Teilbereich haben, von denen der erste Teilbereich bei einer daraus herstellbaren Zigarette näher am Mundstück der Zigarette liegt als der zweite, wobei der Exponent k im ersten Teilbereich geringer ist als im zweiten Teilbereich. Der Vorteil eines niedrigen Exponenten k im Bereich des Mundstücks bzw. des Filters der Zigarette besteht darin, dass in diesem Bereich die Druckdifferenz typischerweise etwa 0,5 kPa beträgt und damit der Effekt des niedrigen Exponenten k am stärksten ausgeprägt ist.

[0027] In einer vorteilhaften Weiterbildung sind auf dem Zigarettenpapier Markierungen vorgesehen, die mit dem genannten Teil der Fläche registriert sind. Auf diese Weise kann bei der Herstellung von Zigaretten aus Papieren mit über die Länge variablem Exponenten k sichergestellt werden, dass sich der behandelte Bereich auf der Zigarette immer in etwa an der gewünschten Position befindet.

[0028] Wenn die Verringerung des Exponenten k beispielsweise durch Aufdruck einer filmbil-denden Zusammensetzung erreicht wird, können im Druckprozess derartige registrierte Markierungen auf das Zigarettenpapier aufgebracht werden. Die obengenannten Markierungen können von entsprechenden Regelungseinrichtungen auf der Zigarettenmaschine detektiert werden, und das Schneiden des Tabakstrangs kann so synchronisiert werden, dass sich der behandelte Bereich auf der Zigarette immer in derselben Position befindet.

[0029] Vorzugsweise beträgt das Flächengewicht des Zigarettenpapiers zwischen 10 g/m2 und 60 g/m2, besonders vorzugsweise zwischen 20 g/m2 und 35 g/m2.

[0030] Vorzugsweise enthält das Zigarettenpapier einen anorganischen, mineralischen Füllstoff, der dem Papier zu einem Massenanteil von 10 % bis 45 % zugesetzt ist. Bevorzugt ist ein Massenanteil des Füllstoffs von 20% bis 45% und besonders bevorzugt von 30% bis 45%, da bei hohem Füllstoffgehalt vornehmlich kleine Poren gebildet werden und näher an 1 liegende Exponenten k erwartet werden dürfen, sodass hier die Erfindung wirksamer eingesetzt werden kann. Bevorzugte Füllstoffe sind hierbei Kalziumcarbonat, Magnesiumoxid oder Aluminiumhydroxid oder Kombinationen derselben.

[0031] Vorzugsweise kann das Zigarettenpapier außerdem mit Brandsalzen ausgestattet sein, die die Glimmgeschwindigkeit des Papiers erhöhen oder verringern. Vorzugsweise enthält das Zigarettenpapier mindestens ein Brandsalz, bei dem es sich um eines oder mehrere der folgenden Salze handelt: ein Zitrat, insbesondere Trinatrium- und/oder Trikaliumzitrat, ein Malat, ein Tartrat, ein Acetat, ein Nitrat, ein Succinat, ein Fumarat, ein Gluconat, ein Glycolat, ein Lactat, ein Oxylat, ein Salicylat, ein α-Hydroxycaprylat und/oder ein Phosphat. Dabei wird das Papier beispielsweise in der Leimpresse mit einer Lösung oder Suspension dieser Brandsalze imprägniert, oder die Lösung oder Suspension wird in einer Filmpresse auf die Oberfläche des Papiers aufgetragen.

[0032] Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Zigarettenpapiers nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen. Dabei kann das Zigarettenpapier beispielsweise bereits durch geeignete Wahl der Zusammensetzung des Papiers, in Kombination mit dem Herstellungsprozess, so gewählt sein, dass sich ein entsprechend niedriger Exponent k ergibt. Beispielsweise ist es möglich, durch die Wahl des Füllstoffs oder durch die Wahl der Partikelgrößenverteilung des Füllstoffs vornehmlich die Bildung größerer Poren schon bei der Papierherstellung zu fördern.

[0033] Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung möglich, zunächst ein Basispapier herzustellen, welches noch einen Exponenten k in der Nähe von 1 aufweist, und dann zumindest einen Teil der Fläche des Basispapiers derart zu behandeln, dass der Exponent k auf einen Wert von k < 0,98, vorzugsweise k < 0,95 und besonders vorzugsweise k < 0,93 abgesenkt wird. Dieses Verfahren wird jedoch so durchgeführt, dass der Wert von k nicht unter einen Wert von 0,80, vorzugsweise nicht unter 0,85 absinkt, und dass die Luftdurchlässigkeit auf einem Wert von mindestens 15 CU, vorzugsweise mindestens 20 CU und besonders vorzugsweise mindestens 25 CU gehalten wird. Wie eingangs erwähnt, kann dieses Verfahren dadurch ausgeführt werden, dass ein geeignetes Material, insbesondere ein filmbildendes Material aufgetragen wird. Dabei kann das Material vorzugsweise in Form einer Lösung oder einer kolloidalen Suspension aufgetragen werden, insbesondere in einem Druckverfahren wie Tiefdruck oder Flexodruck, durch Aufsprühen oder durch Auftrag in der Leimpresse oder Filmpresse einer Papiermaschine.

[0034] Alternativ kann jedoch das Zigarettenpapier in dem genannten Teil der Fläche geprägt werden oder - beispielsweise zwischen Stahlzylindern - komprimiert werden. Im Zuge der Verdichtung werden ebenfalls bevorzugt kleine Poren geschlossen, wodurch der Wert des Exponenten k absinkt.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0035] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Verlaufs des Luftstroms durch ein Ziga rettenpapier in Abhängigkeit von der Druckdifferenz für ein Zigarettenpapier mit einem linearen Verhalten (k = 1) und zwei Zigarettenpapiere mit einem nichtlinearen Verhalten (k2 < ^ < 1).

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0036] Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung illustrieren.

[0037] Vergleichsbeispiel 1 [0038] Ein herkömmliches, nicht erfindungsgemäßes Zigarettenpapier mit einem Flächengewicht von 25,0 g/m2, gefertigt aus Holzzellstoff und mit einem Füllstoffanteil von 30,2 Gew.-% Kalk und imprägniert mit 1 Gew.-% Trikaliumzitrat hat eine spezifizierte Luftdurchlässigkeit von 125 CU. Der Exponent k, als Mittelwert von 10 Messungen durchgeführt nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm beträgt 0,9981 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0038.

[0039] Vergleichsbeispiel 2 [0040] Ein herkömmliches, nicht erfindungsgemäßes Zigarettenpapier mit einem Flächengewicht von 28,0 g/m2, gefertigt aus Holzzellstoff und mit einem Füllstoffanteil von 33,7 Gew.-% Kalk und imprägniert mit 1 Gew.-% Trikaliumzitrat hat eine spezifizierte Luftdurchlässigkeit von 75 CU. Der Exponent k, als Mittelwert von 10 Messungen durchgeführt nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm beträgt 0,9968 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0066.

[0041] Vergleichsbeispiel 3 [0042] Ein herkömmliches, nicht erfindungsgemäßes Zigarettenpapier mit einem Flächengewicht von 25,5 g/m2, gefertigt aus Flachszellstoff und mit einem Füllstoffanteil von 24,8 Gew.-% Kalk und imprägniert mit 1,15 Gew.-% Trikaliumzitrat hat eine spezifizierte Luftdurchlässigkeit von 55 CU. Der Exponent k, als Mittelwert von 10 Messungen durchgeführt nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm beträgt 0,9972 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0061.

[0043] Vergleichsbeispiel 4 [0044] Ein herkömmliches, nicht erfindungsgemäßes Zigarettenpapier mit einem Flächengewicht von 25,5 g/m2, gefertigt aus Holzzellstoff und mit einem Füllstoffanteil von 27,5 Gew.-% Kalk und imprägniert mit 0,85 Gew.-% einer auf die Masse bezogenen 1:1 Mischung aus Trinat-rium- und Trikaliumzitrat hat eine spezifizierte Luftdurchlässigkeit von 19 CU. Der Exponent k, als Mittelwert von 10 Messungen durchgeführt nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm beträgt 0,9989 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0037.

[0045] Vergleichsbeispiele 1-4 zeigen, dass herkömmliche Zigarettenpapiere über den gesamten Bereich der technisch bevorzugten Luftdurchlässigkeit und unabhängig von der Wahl des Zellstoff oder des Füllstoffgehalts generell einen Exponenten k zwischen 0,99 und 1,00 aufweisen. Im Gegensatz dazu stehen nun die erfindungsgemäßen Papiere, die allesamt Exponenten k unterhalb dieses Bereichs aufweisen.

[0046] In den folgenden Ausführungsbeispielen 1-6 wurde jeweils eine filmbildende Zusammensetzung mit einem Labordruckgerät der Marke Erichsen, Modell K Printing Proofer, Seriennummer 87772 auf das Zigarettenpapier aufgetragen. Um den erfindungsgemäßen Effekt zu erzielen, wurde die Geschwindigkeitseinstellung auf das Maximum, Stufe 10, und ebenso das Rakel auf maximalen Anpressdruck eingestellt. Auch beim Presseur wurde ein sehr hoher oder der maximal mögliche (Ausführungsbeispiel 4) Anpressdruck gewählt. Experimente haben gezeigt, dass es zur Verwirklichung der Erfindung unter anderem auch auf diese extremen Einstellungen des Labordruckgeräts ankommt. Die Druckplatte hatte eine Ätzung von 100 Linien pro Zoll.

[0047] Ausführungsbeispiel 1 [0048] Das Zigarettenpapier aus Vergleichsbeispiel 2 wurde mit einer filmbildenden Zusammensetzung, konkret einer wässrigen Lösung aus 0,5 Gew.-% einer Carboxmethylcellulose, Blanose® CMC 7MCF, vollflächig mittels des Labordruckgeräts beschichtet. Das Papier wurde nach der Beschichtung getrocknet und die Auftragsmenge durch Messung des Flächengewichts nach ISO 536 vor und nach dem Beschichten zu 1,04 g/m2 bestimmt. Die Luftdurchlässigkeit und der Exponent k wurden nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm 10 Mal gemessen und der Mittelwert bestimmt. Der Mittelwert der Luftdurchlässigkeit beträgt 70,0 CU, der Mittelwert des Exponenten k betrug nur noch 0,974 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0028.

[0049] Ausführungsbeispiel 2 [0050] Das Zigarettenpapier aus Vergleichsbeispiel 2 wurde mit einer filmbildenden Zusammensetzung, konkret einer wässrigen, kolloidalen Suspension aus 1,0 Gew.-% einer kationischen Stärke, Cationamyl®, vollflächig mittels des Labordruckgeräts beschichtet. Das Papier wurde nach der Beschichtung getrocknet und die Auftragsmenge durch Messung des Flächengewichts nach ISO 536 vor und nach dem Beschichten zu 1,57 g/m2 bestimmt. Die Luftdurchlässigkeit und der Exponent k wurden nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm 10 Mal gemessen und der Mittelwert bestimmt. Der Mittelwert der Luftdurchlässigkeit betrug 53,7 CU, der Mittelwert des Exponenten k betrug nur noch 0,972 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0026.

[0051] Ausführungsbeispiel 3 [0052] Das Zigarettenpapier aus Vergleichsbeispiel 2 wurde mit einer filmbildenden Zusammensetzung, konkret einer wässrigen Lösung aus 0,5 Gew.-% einer Carboxmethylcellulose, Blanose® CMC 7MCF, und einer Beigabe von 5,0 Gew.-% Kalk vollflächig mittels des Labordruckgeräts beschichtet. Das Papier wurde nach der Beschichtung getrocknet und die Auftragsmenge durch Messung des Flächengewichts nach ISO 536 vor und nach dem Beschichten zu 1,60 g/m2 bestimmt. Die Luftdurchlässigkeit und der Exponent k wurden nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm 10 Mal gemessen und der Mittelwert bestimmt. Der Mittelwert der Luftdurchlässigkeit betrug 46,8 CU, der Mittelwert des Exponenten k betrug nur noch 0,937 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0036.

[0053] Ausführungsbeispiel 4 [0054] Das Zigarettenpapier aus Vergleichsbeispiel 2 wurde mit einer filmbildenden Zusammensetzung, konkret einer wässrigen Lösung aus 0,5 Gew.-% einer Carboxmethylcellulose, Blanose® CMC 7MCF, und einer Beigabe von 5,0 Gew.-% Kalk vollflächig mittels des Labordruckgeräts beschichtet. Das Papier wurde nach der Beschichtung getrocknet und die Auftragsmenge durch Messung des Flächengewichts nach ISO 536 vor und nach dem Beschichten zu 1,46 g/m2 bestimmt. Die Luftdurchlässigkeit und der Exponent k wurden nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm 10 Mal gemessen und der Mittelwert bestimmt. Der Mittelwert der Luftdurchlässigkeit betrug 48,7 CU, der Mittelwert des Exponenten k betrug nur noch 0,898 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0052.

[0055] Ausführungsbeispiel 5 [0056] Das Zigarettenpapier aus Vergleichsbeispiel 1 wurde nach dem Verfahren aus Ausführungsbeispiel 2 behandelt. Die Auftragsmenge wurde durch Messung des Flächengewichts nach ISO 536 vor und nach dem Beschichten zu 1,20 g/m2 bestimmt. Die Luftdurchlässigkeit und der Exponent k wurden nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm 10 Mal gemessen und der Mittelwert bestimmt. Der Mittelwert der Luftdurchlässigkeit betrug 82,5 CU, der Mittelwert des Exponenten k betrug nur noch 0,961 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0043.

[0057] Ausführungsbeispiel 6 [0058] Das Zigarettenpapier aus Vergleichsbeispiel 1 wurde nach dem Verfahren aus Ausführungsbeispiel 4 behandelt. Die Auftragsmenge wurde durch Messung des Flächengewichts nach ISO 536 vor und nach dem Beschichten zu 1,56 g/m2 bestimmt. Die Luftdurchlässigkeit und der Exponent k wurden nach ISO 2965:2009 mit einem Borgwaldt A10 Messgerät und einem Messkopf mit einem rechteckigen Ausschnitt von 2 mm mal 15 mm 10 Mal gemessen und der Mittelwert bestimmt. Der Mittelwert der Luftdurchlässigkeit betrug 82,5 CU, der Mittelwert des Exponenten k betrug nur noch 0,826 bei einer Standardabweichung des Einzelwerts von 0,0064.

[0059] Die obigen Ausführungsbeispiele zeigen, dass sich der Exponent k auf die beschriebene Weise auf Werte weit unter 0,98 absenken lässt, ohne dass die Luftdurchlässigkeit nach ISO 2965 dramatisch abnimmt. Die beobachtete Abnahme in der Luftdurchlässigkeit nach ISO 2965 lässt sich durch eine erhöhte Ausgangsdurchlässigkeit im Basispapier, beispielsweise durch geringere Mahlung, ausgleichen. Die verwendeten filmbildenden Zusammensetzungen führen zu keiner spürbaren geschmacklichen Beeinträchtigung des Rauches verglichen mit dem Basispapier und zu keiner wesentlichen chemischen Änderung des Rauches sondern - bei Druckdifferenzen unter 1,0 kPa, die beim normalen Rauchen üblicherweise auftreten - lediglich zu einer vorteilhaften Verdünnung im Vergleich zu einem herkömmlichen Zigarettenpapier mit gleicher Luftdurchlässigkeit nach ISO 2965 und einem Exponenten k von nahezu 1.

Claims

Patentansprüche

1. Zigarettenpapier, das zumindest über einen Teil seiner Fläche die folgenden Eigenschaften hat: - keine künstliche Perforation, - die Luftdurchlässigkeit beträgt mindestens 15 CU, vorzugsweise mindestens 20 CU, und besonders vorzugsweise mindestens 25 CU, und - für den Exponenten k, gemessen mit einem Messkopf mit einer rechteckigen Öffnung von 2 mm mal 15 mm, nach ISO 2965:2009, der definiert ist als

Qv Luftstrom durch das Papier bei Druckdifferenz p! = 1,00 kPa Q2: Luftstrom durch das Papier bei Druckdifferenz p2 = 0,25 kPa, gilt: k < 0,98, vorzugsweise k < 0,95 und besonders vorzugsweise k < 0,93, und k > 0,8, vorzugsweise k > 0,85.
2. Zigarettenpapier nach Anspruch 1, bei dem der genannte Teil mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 50 % und besonders vorzugsweise mindestens 70 % der Gesamtfläche beträgt.
3. Zigarettenpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches in dem genannten Teil seiner Fläche mit einem Material, insbesondere einem filmbildenden Material beschichtet oder behandelt ist, dessen Menge 2,0 g/m2, vorzugsweise 1,5 g/m2 bezogen auf die behandelte Fläche nicht übersteigt.
4. Zigarettenpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das genannte Material durch eines oder mehrere der folgenden Materialien gebildet ist: Stärke, Stärkederivate, insbesondere oxidierte Stärke, Cellulosederivate, insbesondere Carboxylmethylcellulose, Guar, Pektin oder Polyvinylalkohol.
5. Zigarettenpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Exponent k im genannten Teil der Fläche variiert, derart, dass er sich über die Länge einer daraus herstellbaren Zigarette ändert.
6. Zigarettenpapier nach Anspruch 5, bei dem der genannte Teil der Fläche einen ersten und einen zweiten Teilbereich hat, von denen der erste Teilbereich bei einer daraus herstellbaren Zigarette näher am Mundstück der Zigarette liegt als der zweite, wobei der Exponent k im ersten Teilbereich geringer ist als im zweiten Teilbereich.
7. Zigarettenpapier nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem Markierungen vorgesehen sind, die mit dem genannten Teil der Fläche registriert sind.
8. Zigarettenpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Flächengewicht zwischen 10 g/m2 und 60 g/m2, vorzugsweise zwischen 20 g/m2 und 35 g/m2 beträgt.
9. Zigarettenpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner einen Füllstoff enthält, insbesondere Kalziumcarbonat, Magnesiumoxid oder Aluminiumhydroxid, wobei der Masseanteil des Füllstoffs 10-45 Gew.-%, vorzugsweise 20-45 Gew.-%, und besonders vorzugsweise 30-34 Gew.-% beträgt.
10. Zigarettenpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner mindestens ein Brandsalz enthält, bei dem es sich um eines oder mehrere der folgenden Salze handelt: ein Zitrat, insbesondere Trinatrium- und/oder Trikaliumzitrat, ein Malat, ein Tartrat, ein Acetat, ein Nitrat, ein Succinat, ein Fumarat, ein Gluconat, ein Glycolat, ein Lactat, ein Oxylat, ein Salicylat, ein α-Hydroxycaprylat und/oder ein Phosphat.
11. Zigarette mit einem Tabakstrang und einem Zigarettenpapier nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welches den Tabakstrang umhüllt.
12. Verfahren zum Herstellen eines Zigarettenpapiers nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit den folgenden Schritten: - Herstellen eines Basispapiers, - Behandeln zumindest eines Teils der Fläche des Basispapiers derart, dass der Exponent k, gemessen mit einem Messkopf mit einer rechteckigen Öffnung von 2 mm mal 15 mm, nach ISO 2965:2009, der definiert ist als

derart gesenkt wird, dass gilt: k < 0,98, vorzugsweise k < 0,95 und besonders vorzugsweise k < 0,93, und k > 0,80, vorzugsweise k > 0,85, unter Beibehaltung einer Luftdurchlässigkeit von mindestens 15 CU, vorzugsweise mindestens 20 CU und besonders vorzugsweise mindestens 25 CU.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Schritt des Behandelns zumindest des genannten Teils der Fläche des Zigarettenpapiers den Auftrag eines Materials, insbesondere eines filmbildenden Materials umfasst, wobei das Material vorzugsweise durch eines oder mehrere der folgenden Materialien gebildet ist: Stärke, ein Stärkederivat, insbesondere oxidierte Stärke, ein Cellulosederivat, insbesondere Carboxylmethylcellulose, Guar, Pektin oder Polyvinylalkohol.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Material in Form einer Lösung oder einer kolloidalen Suspension aufgetragen wird, insbesondere durch Druckverfahren wie Tiefdruck o-der Flexodruck, durch Aufsprühen oder durch Auftrag in der Leimpresse oder Filmpresse einer Papiermaschine.
15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Schritt des Behandelns zumindest des genannten Teils der Fläche des Zigarettenpapiers einen Schritt der Prägung oder des Komprimie-rens des Papiers umfasst.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem der Schritt des Behandelns zumindest des genannten Teils der Fläche des Zigarettenpapiers so geartet ist, dass das Verhältnis der Anzahl größerer Poren gegenüber kleinerer Poren im Zigarettenpapier erhöht wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen