CN107666835B - 具有透明区域的包装纸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于吸烟制品的包装纸，所述包装纸含有纸浆纤维和至少一种酸溶性填充剂，所述酸溶性填充剂的含量相对于所述包装纸的总质量为至少10wt％，并且所述包装纸具有透明度较低的部分和透明度较高的部分。

Description

具有透明区域的包装纸
技术领域
本发明涉及用于吸烟制品的包装纸。特别地，本发明涉及用于吸烟制品的具有透明度较高的区域和透明度较低的区域的包装纸以及用于生产此类包装纸的方法。此外，本发明涉及包含此类包装纸的吸烟制品。
背景技术
典型的香烟由用香烟纸包裹的烟丝条组成。在许多情况下，香烟还配备有通常由醋酸纤维素制成的过滤嘴，该过滤嘴被过滤嘴包装纸包裹并且另外在外部被接装纸(tipping paper)包裹，所述接装纸比过滤嘴稍长，因此将过滤嘴与用香烟纸包裹的烟丝条连接。通常这种香烟通过燃烧烟草而被消耗，由此产生的烟雾通过过滤嘴被吸烟者吸入。
替代性的吸烟制品不使烟草燃烧，而仅是将其加热，于是释放气溶胶，其被吸烟者吸入。认为此类吸烟制品的气溶胶比常规香烟的烟雾含有更少的有害物质。还可以使用其它产生气溶胶的物质代替烟草。根据这些吸烟制品的构造，此类吸烟制品也可能需要包装纸，其包裹烟草或产生气溶胶的物质或吸烟制品的其它部分。
当设计用于吸烟制品的包装纸时，除了技术要求之外，包装纸的光学性能起重要作用。因为对吸烟制品(特别是香烟)登广告在许多国家受到限制或被广泛禁止，所以对此的一种办法包括通过吸烟制品本身的设计在消费者的感知中区分吸烟制品。因此，吸烟制品的包装纸是重要的工具，因为在常规吸烟制品中，其形成吸烟制品的大部分外表面。与区分吸烟制品相关的包装纸的典型性能为白度、透明度或不透明度、光泽度、水印、边缘线(vergélinien)或图案(例如通过例如印刷应用于包装纸的标识或文字)。在吸烟制品消耗后，灰分的外观也可以起作用。
用于区分吸烟制品的包装纸的重要特征为其透明度，即，让光照透过其的能力。增加的透明度意指更多光通过包装纸。在吸烟制品上，包装纸上的透明度较高的区域通常看起来较暗，因为位于包装纸下方的烟草或产生气溶胶的材料透过。
用于吸烟制品的典型包装纸包括纸浆纤维(例如木浆或亚麻浆)和一种或多种填充剂材料(例如碳酸钙)。不含填充剂材料的包装纸相对透明，同时透明度随着填充剂含量的增加而降低。填充剂的选择也可以影响透明度。特别地，作为填充剂的二氧化钛可以显著降低透明度。在用于吸烟制品的包装纸的常规生产方法中，包装纸的透明度总体上可能受包装纸的组成影响，但在区域中不受影响。
为了区分吸烟制品，可以期望包装纸包含透明度较高和透明度较低的区域。出于此目的，各种方法在现有技术中是可用的，然而，所述方法并非没有缺点。
现有技术中已知的方法为在某些区域中压缩包装纸。由于较低的厚度和紧密的纸结构，包装纸在压缩区域中变得更加透明。在这种方式中，例如，可以产生水印或所谓的边缘线。边缘线是包装纸沿其被压缩的窄线，使得它们可以以圆周方向或纵向在吸烟制品上形成较暗的线。使用用于产生边缘线的这种相同的常规方法在包装纸中可以产生任何图案。
尽管通常在造纸机上生产包装纸期间进行水印或边缘线的产生，但作为替代方法，包装纸还可以在造纸机上的生产之后进行浮雕。同样地，包装纸被压缩，并且关于光学外观和对包装纸的其它性能的影响，所述方法与水印或边缘线的产生类似。
这两种方法的技术缺点为，压缩大幅度降低包装纸的透气性。包装纸的透气性允许空气从外部通过包装纸进入吸烟制品。在这种方式中，烟雾或气溶胶被稀释并且降低烟雾或气溶胶中的可能的有害物质的量。因此压缩区域中的包装纸的透气性降低通常是缺点。
已知方法的另一缺点为，压缩降低了包装纸在一些区域中的厚度。因此包装纸的表面变得更粗糙并且损害了包装纸的触觉品质。
最后，已知方法的另一缺点为压缩区域的包装纸的抗拉强度降低。特别地，如果压缩区域横向地延伸穿过包装纸，它们在机器方向产生弱点，这可能导致在进一步处理期间包装纸撕裂。
另一方法可以是使用在其整个表面上是半透明的包装纸作为起点并且在区域中将其印刷，以使其在这些区域中变得较不透明。然而，为了实现这一点，必须将含有至少一种颜料或着色剂和至少一种粘合剂的组合物应用于这些区域。
在许多情况下，着色剂被法律禁止用于吸烟制品的包装纸，使得通常仅可以使用颜料。然而，在这两种情况下均需要粘合剂，其需要以相对大的量应用于包装纸，以便将颜料或着色剂固定至包装纸。然而，该粘合剂封闭包装纸的孔结构，并且比浮雕的情况更多地降低透气性。因此，增加了烟雾中的一氧化碳和其它有害物质的量，这是不希望的。
因此，需要可用的包装纸，其在某些区域具有增加的透明度，但是基本不会改变其它性能，例如透气性、厚度和抗拉强度。
发明内容
本发明的目的为提供用于吸烟制品的包装纸，所述包装纸具有透明度较高的区域和透明度较低的区域，并且透明度较高的区域和透明度较低的区域中的透气性、厚度和抗拉强度对于在吸烟制品上使用时不会彼此明显不同或至少不会明显恶化。尽管透明度较高的区域用于实现特定的光学外观，但是它们的生产提出了待通过技术手段解决的技术问题并且还具有以下目的：与现有技术相比，不会或基本上不会负面地影响包装纸的其它技术性能。
通过本公开内容所述的包装纸、以及通过本公开内容所述的用于生产此类包装纸的方法和本公开内容所述的包含此类包装纸的吸烟制品来实现该目的。在从属权利要求中公开了有利的其它实施方案。
本发明人已经发现，可以通过含有纸浆纤维和至少一种酸溶性填充剂材料的用于吸烟制品的包装纸来实现所述目的，其中酸溶性填充剂材料的含量相对于包装纸整体的质量为至少10重量％，并且其中这种酸溶性填充剂在包装纸的区域中的含量(质量/单位面积形式)比其在包装纸的其它区域中的含量低至少10％。这意味着例如，如果酸溶性填充剂含量在一些区域中为5g/m2，则在其它区域中为至多4.5g/m2。
对于根据本发明的包装纸，填充剂含量降低至少10％的区域形成透明度较高的区域，并且其它区域形成透明度较低的区域。如果这些区域足够大，使得透明度可以根据DIN53147:1993-01可靠地测量，透明度较高的区域中的透明度应比透明度较低的区域中的根据DIN53147:1993-01测量的透明度高至少20％。然而，根据所期望的透明度图案，透明度较高的区域和/或透明度较低的区域可能非常小或具有这样的形状，以致于根据DIN 53147:1993-01无法足够精确测量它们。在这种情况下，透明度较高的区域中的透明度应比透明度较低的区域中的透明度高得多，以便在包装纸围绕典型的烟丝条进行包裹的情况下，获得较亮部分和较暗部分的图案，所述图案可通过裸眼感知，其中较暗部分对应于透明度较高的区域并且较亮部分对应于透明度较低的区域。为了判断透明度的差异，烟丝条(若其填充有美国混合型烟草混合物、具有7mm至8mm的直径和0.1g/cm3至0.3g/cm3的平均填充密度)将被认为是典型的。由于本发明的目的为产生裸眼可见的透明度图案，其类似于在现有技术中通过浮雕获得的图案，该第二标准是表征本发明的包装纸的透明度的合适标准。
本发明人已经发现，通过处理具有初始均匀组成的包装纸，通过应用含酸组合物可以在包装纸的区域中降低酸溶性填充剂材料的含量。这种组合物使某些区域中的填充剂材料溶解，由此降低这些区域中的填充剂含量并且可以导致透明度增加。在优选的实施方案中，还通常获得对包装纸的积极效果，特别是关于抗拉强度；本发明人还无法解释其原因。
本领域技术人员清楚的是，填充剂含量降低可以导致较高的透明度，但是仅对于包装纸整体，即，在其整个表面上。不存在发明人已知的实验，其中可以通过填充剂含量局部地改变透明度，以便产生可见的透明度图案，更不必说可以有效实现这一点的合适的方法。本发明人也已经发现，通过用酸处理可以降低某些区域中的填充剂含量，但这并不总是伴随着透明度的增加。正如以下进一步解释，本发明人已经惊人地发现，只有用特别选择的酸和适当选择的pH可以实际降低填充剂含量，导致透明度的显著增加。特别地，用对于本领域技术人员而言立即明显的酸无法实现该效果。
在这方面，以下公开了具体的实施方案，其中可以有效地实现期望的效果。从这种教导和由此提供的证据开始，可以通过适当选择的酸和适当选择的pH实现本发明的效果，本领域技术人员处于能通过***性实验确定本公开内容中未提供的其它实施方案以及特别是其它酸和pH的境地。
优选地，透明度较高的区域形成规则的(即不是随机的)图案。这种图案可以是规则排列的几何形状，特别是线条或条纹、文字、水印或标识。
尽管本发明的出发点在于在包装纸上有效地产生透明度较高和透明度较低的区域的透明度图案，发现在一些情况下用于此目的的所公开的处理不仅不会使包装纸的性能恶化，而且相反改善它们，特别是对于抗拉强度。在这方面，本发明还提供一些实施方案在包装纸的整个表面上对其进行处理，以便增加其整体透明度和/或增加抗拉强度。
所述纸浆纤维优选为木浆纤维，特别优选为来自长纤维纸浆或短纤维纸浆或它们的混合物的纸浆纤维。优选地，所述纸浆纤维部分或完全地由其它植物(例如亚麻、***、剑麻、黄麻、蕉麻、棉花、茅草或它们的混合物)的纸浆纤维形成。通常，对用于本发明的包装纸的纸浆纤维的选择没有限制，使得包装纸可以例如还含有诸如莱赛尔纤维、粘胶纤维或莫代尔纤维的再生纤维素的纸浆纤维。当然，要遵守关于用于吸烟制品的包装纸的成分的法律要求。
包装纸优选含有至少50重量％、特别优选至少60重量％和最特别优选至少70重量％的纸浆纤维，以及优选至多90重量％、特别优选至多80重量％的纸浆纤维。所述百分比基于包装纸的总质量。
所述酸溶性填充剂材料优选为酸溶性碳酸盐或碳酸氢盐，特别是碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁或它们混合物。次优选的但可用的是在酸中具有较低溶解度的填充剂材料，例如氧化镁、氢氧化镁或氢氧化铝。尽管二氧化钛导致包装纸的高不透明度和白度，但其不适合作为本发明的酸溶性填充剂材料；滑石和高岭土也不适合。诸如二氧化钛的其它填充剂材料可以为包装纸的灰分提供特定的颜色，因此是不理想的。
酸对酸溶性填充剂材料的作用主要为化学性质，使得对于酸溶性填充剂材料的粒径、颗粒形状和晶体结构不存在特定限制。酸溶性填充剂材料的平均粒径可以优选为至少0.01μm、特别优选至少0.1μm以及最特别优选至少0.5μm，和/或至多10μm、特别优选至多5μm以及最特别优选至多3μm。
如以上所述，包装纸含有至少10重量％、优选至少15重量％、特别优选至少20重量％以及最特别优选至少25重量％的酸溶性填充剂材料，并且优选至多50重量％、特别优选至多40重量％以及最特别优选至多35重量％的酸溶性填充剂材料。所述百分比基于包装纸的总重量，其中为了确定填充剂含量，酸溶性填充剂材料含量降低的区域与未降低的区域之间不作区分。
如果酸溶性填充剂材料在相应区域中的含量的差异增大，则透明度的差异增大。因此与透明度较低的区域中的含量相比，在包装纸的透明度较高的区域中，如以上所述，酸溶性填充剂材料的含量降低至少10％。然而，优选地，其降低至少15％、特别优选降低至少20％以及最特别优选降低至少25％。所述百分比是指在各自区域内的质量/单位面积形式的填充剂含量。因此，如果填充剂含量在一个透明度较低的区域中为8g/m2并且在透明度较高的区域内为6g/m2，则降低25％。
在透明度较高的区域中可能不再含有酸性填充剂材料，但是通过以下进一步提出的方法，这仅可艰难地实现。因此，与透明度较低的区域中的含量相比，透明度较高的区域中的酸溶性填充剂材料的含量降低至多100％、优选降低至多80％、特别优选降低至多60％以及最特别优选降低至多50％。这些百分比也是指在各自区域内的质量/单位面积形式的填充剂含量。
较高透明度的区域(即，具有降低的酸溶性填充剂材料的含量)的面积相对于包装纸的总面积的分数可以变化。为了实现特别好的感知光学效果，所述分数应优选为至少1％、特别优选至少3％以及最特别优选至少5％。此外，所述分数应为至多99％、特别优选至多97％以及最特别优选至多95％。
在最特别优选的实施方案中，酸溶性填充剂材料的含量降低的区域的面积相对于包装纸的总面积的分数为至少10％和至多70％。
除了至少一种酸溶性填充剂材料以外，所述包装纸可以含有其它非酸溶性填充剂材料。这些填充剂材料优选为氧化物、氢氧化物或硅酸盐，特别优选二氧化钛、滑石、高岭土或它们的混合物。
填充剂材料(即，酸溶性填充剂材料和非酸溶性填充剂材料)的总含量为包装纸质量的至少10重量％、优选至少15重量％、特别优选至少20重量％以及最特别优选至少25重量％，以及优选为包装纸质量的至多50重量％、特别优选至多40重量％以及最特别优选至多35重量％。总是预先假定酸溶性填充剂材料的含量为包装纸质量的至少10重量％。
根据DIN 53147:1993-01测量的包装纸的透明度在区域中随着酸溶性填充剂材料的含量降低而增加。如上所述，透明度在某些区域(即“透明度较高的区域”)中与其它区域(“透明度较低的区域”)相比增加至少20％。优选地，透明度的增加为至少25％、特别优选至少30％以及最特别优选至少50％，并且优选至多300％、特别优选至多200％以及最特别优选至多100％。所述百分比是相对于透明度较低的区域的透明度值来理解的。因此，例如，如果透明度较低的区域的透明度为30％，则透明度较高的区域中的45％的透明度是增加了50％。
可以通过部分或完全去除酸溶性填充剂材料来增加区域的透明度，但在这些区域中，至少仍保留纸浆纤维，以至于另外，透明度的绝对值不会无限制地增加。
因此根据DIN 53147:1993-01所测量的酸溶性填充剂材料的含量降低的区域(即，“透明度较高的区域”)中的包装纸的透明度优选为至少20％、特别优选至少40％和最特别优选至少50％，并且优选至多90％、特别优选至多70％以及最特别优选至多60％。
这些区域外的包装纸的透明度应当相当低。因此，在透明度较低的区域中，根据DIN 53147:1993-01所测量的透明度优选为至多70％、特别优选至多60％以及最特别优选至多50％，并且优选至少0％、特别优选至少10％。
当然，关于相应区域中的透明度，需要注意彼此的前述相对比率，特别地，透明度较高的区域中的透明度实际比透明度较低的区域中的透明度更高。
对于在吸烟制品上的应用，包装材料的基重优选为至少10g/m2、特别优选至少20g/m2，并且优选至多100g/m2、特别优选至多60g/m2以及最特别优选至多45g/m2。
包装纸进一步加工成吸烟制品的重要性能为其抗拉强度，其可以根据ISO 1924-2:2008来测量。本发明的特定优点为，包装纸的抗拉强度比现有技术中已知的包装纸(对其例如，已经通过压缩某些区域来改变透明度)更高。特别地，与填充剂材料均匀分布的包装纸相比，发现甚至可以通过以下所述的方法增加抗拉强度。包装纸的抗拉强度受其基重的强烈影响。特别地，其与基重大致成比例，使得根据ISO 1924-2:2008的以N/15mm的抗拉强度可以表示为相对于根据ISO 536:2012测量的以g/m2的基重，因此以N·m2/(15mm·g)获得相对于质量的抗拉强度。
相对于质量的抗拉强度，以根据ISO 1924-2:2008的抗拉强度与根据ISO 536:2012的基重的商计算，优选为至少0.3N·m2/(15mm·g)、特别优选至少0.4N·m2/(15mm·g)以及最特别优选至少0.5N·m2/(15mm·g)，并且优选至多1.6N·m2/(15mm·g)、特别优选至多1.4N·m2/(15mm·g)以及最特别优选至多1.2N·m2/(15mm·g)。
包装纸的厚度对于在吸烟制品上的使用是重要的。一方面，其对于加工起作用，例如，关于吸附粘合剂的能力，但另一方面，吸烟制品上的包装纸的厚度应当是均匀的，以提供均匀的光学印象和触觉印象。
因此，根据ISO 534:2012在单层上测量的包装纸的厚度优选为至少15μm、特别优选至少20μm，并且优选至多100μm、特别优选至多80μm。
比绝对厚度更重要的是，透明度较高的区域的厚度与透明度较低的区域的厚度无明显差异。与在某些区域进行压缩以增加透明度或在某些区域进行印刷以降低透明度的包装纸相比，这是本发明的包装纸的重要优点。
透明度较高的区域的厚度与透明度较低的区域的厚度的商优选为至少0.5、特别优选至少0.7、最特别优选至少0.8，并且优选至多1.8、特别优选至多1.6、最特别优选至多1.5。
可以根据ISO 534:2011在单层上测量所述两种厚度。由于根据ISO 534:2011的厚度测量的测量面积可以比透明度较高或透明度较低的区域更大，因此可以选择性地在具有足够大的区域的其它相同包装纸上进行测量。或者，可以将包装纸的横截面的显微镜分析用于确定厚度，特别是两种厚度的商，例如，通过使用扫描电子显微镜。
包装纸的另一重要性能为其透气性。作为包装纸的两侧之间的压力差的函数，透气性允许空气流过包装纸。在吸烟制品上，特别是香烟，吸烟者在吸烟制品的内侧与周围环境之间创造压力差，使得空气流过包装纸进入吸烟制品中，并且因此可以稀释吸烟制品中的烟雾或气溶胶。在这种方式下，可以降低烟雾或气溶胶中的有害物质的量。
根据ISO 2965:2009测量的包装纸的透气性优选为至少5cm3/(cm2·min·kPa)、特别优选至少20cm3/(cm2·min·kPa)，并且优选至多300cm3/(cm2·min·kPa)、特别优选至多200cm3/(cm2·min·kPa)、最特别优选至多150cm3/(cm2·min·kPa)。
与通过压缩以在区域中增加透明度的包装纸相比，本发明的特别的优点为酸溶性填充剂材料的含量降低的区域与包装纸的其余区域之间的透气性的差异较小。
透明度较高的区域的透气性与透明度较低的区域的透气性的商优选为至少0.4、特别优选至少0.5、最特别优选至少0.6，并且优选至多1.6、特别优选至多1.4、最特别优选至多1.2。
为了对比，对于通过压缩以在区域中增加透明度或通过印刷以在区域中降低透明度的纸，所述商通常低于0.1或大于10。
可以根据ISO 2965:2009测量包装纸和区域的透气性。这种标准仅允许2×15mm的最小测量面积，使得在许多实践情况中，测量面积将覆盖透明度较高以及透明度较低的区域。为了测量整体的透气性，这种事实可以忽略。为了测量在各个区域的透气性，可以在其它方面相同的包装纸的区域中进行测量，在所述包装纸上提供了足够大的区域。可选地，可以由透气性的至少两个测量值计算区域的透气性，其中透明度较高的区域在测量面积中的分数是已知的并且每次测量时基本不同。在此的基本假设是，在测量期间流过测量面积的总空气流量为通过透明度较高的区域的空气流量与通过透明度较低的区域的空气流量的总和。
除了透气性以外，包装纸的扩散容量也是重要的。可以根据第77号CORESTA推荐的方法(2014年4月)测量扩散容量并且描述由于包装纸两侧之间的浓度差异而导致的通过包装纸的气体运输。包装纸的扩散容量对于吸烟制品是重要的，因为在吸烟者不抽吸吸烟制品期间，即在吸烟制品的内侧与周围环境之间不存在压力差期间，气体(特别是一氧化碳和二氧化碳)可以扩散通过包装纸并且可以由此降低这些气体在烟雾或气溶胶中的含量。
根据第77号CORESTA推荐的方法(2014年4月)测量的包装纸的扩散容量优选为至少0.05cm/s、特别优选至少0.1cm/s，并且优选至多5cm/s、特别优选至多3.5cm/s。同样地，对于扩散容量的测量，可以忽略测量面积通常同时覆盖透明度较高的区域和透明度较低的区域的事实。
当区域的尺寸足够时，也可以根据第77号CORESTA推荐的方法(2014年4月)测量透明度较高的区域的扩散容量。可选地，在其它方面相同的包装纸可以用于测量，所述包装纸的这些区域被设计成足够大。同样，作为另一种选择，如以上对于透气性测量的解释，如果可以归于各自区域的测量面积的分数对于每一测量是已知的，则可以由至少两个测量值计算透明度较高的区域和透明度较低的区域的扩散容量。
酸溶性填充剂材料含量降低的区域(即，透明度较高的区域)的扩散容量优选为至少0.01cm/s、特别优选至少0.02cm/s、最特别优选至少0.05cm/s，并且优选至多3cm/s、特别优选至多2.5cm/s、最特别优选至多2cm/s。
在根据本发明的包装纸的优选实施方案中，关于它们的几何结构和形状设计所述区域，以使吸烟制品(特别是香烟)具有自熄性能。这可以意指根据ISO 12863:2010进行测试，在例如40个吸烟制品的样品中，优选至少30％、特别优选至少50％以及最特别优选至少75％的吸烟制品自熄。
在这种优选的实施方案中，所述区域可以优选设计为穿过包装纸的带，以使得在由其制造的吸烟制品上，在圆周方向上存在至少一个带、特别优选至少两个带。此类带在吸烟制品的纵向上的宽度优选为至少4mm、特别优选至少5mm，并且优选至多10mm、特别优选至多8mm。
在这种优选的实施方案中，其中酸溶性填充剂材料的含量降低的区域(即，透明度较高的区域)优选地具有根据第77号CORESTA推荐的方法(2014年4月)测量的至少0.01cm/s、特别优选至少0.02cm/s、最特别优选至少0.05cm/s，并且优选至多0.5cm/s、特别优选至多0.3cm/s、最特别优选至多0.2cm/s的扩散容量。
当然，包装纸可以配备有现有技术已知的其它功能和特征，只要它们与所期望的效果(即包装纸上的透明度较高的区域和透明度较低的区域)是相容的。
可以通过根据本发明的以下方法生产根据本发明的包装纸。
在第一步中，提供初始包装纸，其含有纸浆纤维和至少一种酸溶性填充剂材料，其中酸溶性填充剂材料的含量相对于初始包装纸的质量为至少10重量％。
关于纸浆纤维、初始包装纸中含有的所述至少一种酸溶性填充剂材料和其它填充剂材料以及添加剂，适用于上文中关于成品包装纸所公开的关于类型和量的相同限制。
优选地，这种初始包装纸的酸溶性填充剂材料的含量和透明度在其整个表面上是均匀的，只要通常的生产公差允许。可以根据现有技术中的造纸方法生产此类初始包装纸。
将含有至少一种酸和水的组合物应用于这种初始包装纸的某些区域中，其中所述酸为三价酸、优选为三价有机酸以及最特别优选柠檬酸，并且所述组合物的pH为至少0，并且至多2、优选约1。
在应用所述组合物后，使包装纸干燥。
所述组合物可以含有其它酸，但对于本发明的实施，已经发现单价酸或二价酸不太有用，使得组合物中的非三价酸的分数较低。优选地，三价酸的总量与酸的总量的摩尔比应为大于0.7、特别优选大于0.8以及最特别优选大于0.9。
所述组合物可以包含改善组合物加工的其它组分，即，例如影响粘度或用作粘合剂的组分。优选地，因此，组合物含有至少一种选自淀粉、淀粉衍生物、改性淀粉、纤维素衍生物或它们的混合物的粘合剂，特别优选改性淀粉和最特别优选麦芽糖糊精。
这些其它组分在组合物中的含量优选为组合物的至少0.1重量％、特别优选至少0.5重量％、最特别优选至少2重量％，并且优选为组合物的至多30重量％、特别优选至多20重量％、最特别优选至多10重量％。
可以将组合物应用于包装纸的整个面积或区域中。如果仅在区域中进行所述应用，应用组合物的区域的面积相对于包装纸的总面积的分数优选为至少1％、特别优选至少3％以及最特别优选至少5％。类似地，所述分数可以优选至多99％、特别优选至多97％以及最特别优选至多95％。
在最特别优选的实施方案中，已经应用组合物的面积相对于包装纸的总面积的分数优选为至少10％和至多70％。
区域的形状可以例如表示为线条、图案、标识或文字，并且仅受应用方法的限制。
可以优选通过印刷方法、特别优选通过轮转凹版印刷、柔性版印刷或胶版印刷或通过喷涂进行组合物的应用。
相对于应用组合物的面积，所应用的组合物的量优选为成品包装纸的基重的至少0.5重量％、特别优选至少5.0重量％，并且优选为成品包装纸的基重的至多50重量％、特别优选至多30重量％。
在干燥后，可以将包装纸润湿，优选通过将水或水蒸气应用至包装纸的一面或两面的基本上整个表面，以降低或消除由组合物的应用而引起的机械应力或褶皱。
继该可选步骤，可以将包装纸干燥至平衡水含量相对于成品包装纸的质量为约3重量％至7重量％。然后可以将包装纸卷起，或者可以进行其它加工步骤。一种可能的此类其它加工步骤可以是切割成窄的卷筒(被称为管筒)，其宽度通常得自由其制造的吸烟制品的圆周或整数倍圆周。
当然，可以用包装纸进行现有技术中已知的其它加工步骤，只要它们与所期望的效果(即在包装纸上产生透明度的变化)是相容的。
可以根据现有技术中已知的方法由包装纸制造吸烟制品。优选地，含有根据本发明的包装纸的此类吸烟制品为香烟，最特别优选为过滤嘴香烟。
具体实施方式
应通过优选实施方案的实例进一步解释本发明。
首先，生产基重为约25g/m2并且填充剂含量为约30重量％(即7.5g/m2)的用于吸烟制品的初始包装纸。将沉淀的碳酸钙用作唯一的且同时是酸溶性填充剂材料。初始包装纸中的纸浆纤维是长纤维与短纤维的混合物。根据ISO 2965:2009，初始包装纸的标称透气性(Z)为60cm3/(cm2·min·kPa)，根据第77号CORESTA推荐的方法(2014年4月)的扩散容量(D*)为约1.4cm/s。关于厚度和抗拉强度的数据(绝对的以及相对于重量的)可以见于表1，其中初始包装纸的数据作为“纸1”提供。
使用来自RK Print–Coat Instruments Ltd.公司的实验室印刷装置“PrintingProofer 628”，将各种组合物应用于这种初始包装纸。
纸2至纸19的组合物在表1中成行给出。所有组合物含有水。对于纸2的组合物，仅将10重量％的麦芽糖糊精添加至水中，以能够观察到单独的麦芽糖糊精的效果。对于纸3至纸6，除了麦芽糖糊精以外，还使用盐酸(即单价无机酸)，以使组合物具有4(纸3)至1(纸6)的pH。对于纸7至纸10，在组合物中使用麦芽糖糊精(10重量％)和乙酸(即单价有机酸)，同样组合物的pH为4(纸7)至约1(纸10)。对于纸11至纸14，在组合物中使用麦芽糖糊精(10重量％)和草酸(即二价有机酸)，组合物的pH为4(纸11)至约1(纸14)。最后，对于纸15至纸19，使用柠檬酸(三价有机酸)，组合物的pH为4(纸15)至约1(纸18和纸19)。在纸15至纸18的组合物中，同样使用10重量％的麦芽糖糊精，但对于纸19，不用麦芽糖糊精生产组合物，以观察单独的酸的作用。
如下所示，仅纸18和纸19的组合物得到所期望的结果，因此得到根据本发明的包装纸。非本发明的纸3至纸17表明，与本领域技术人员的预期相反，所期望的效果只能用三价酸以相应的低pH来实现。
在将组合物应用于初始包装纸后，将包装纸干燥，并且在23℃以及50％的相对湿度下根据ISO 187进行相应的处理后，针对各种性能测试纸。应用组合物的区域足够大，使得表1中纸2至纸19的关于基重、厚度和抗拉强度(绝对的和相对于重量的)的测量值是指，相对于整个面积，已经应用了组合物的面积。对于纸2至纸19，在整个面积上已经应用了组合物的包装纸的样品上测定根据表2的透气性(Z)、扩散容量(D*)、填充剂含量和透明度的值。
在所应用的组合物中的大部分麦芽糖糊精以及一小部分酸与酸溶性填充剂材料的反应产物保留在包装纸上，从而导致基重增加。这可见于表1中，其示出纸2至纸19的基重从初始包装纸的最初25.54g/m2增加到至少27.14g/m2(纸6)和多至31.97g/m2(纸18)。
基重的增加解释了为何纸2至纸19的厚度略微高于初始包装纸1的厚度。根据表1，初始包装纸的厚度为41μm，而纸2至纸19的厚度在42.80μm(纸16)至48.11μm(纸7)之间变化。
相比之下，在某些区域已经被压缩的纸的厚度在这些区域中明显更低。
此外，与初始包装纸1相比，纸2至纸17的抗拉强度的绝对值(表1)略高。这种抗拉强度的略微增加很大程度上是由麦芽糖糊精的应用引起的。对于在pH小于2的组合物中应用三价酸的纸18和纸19，另一方面，观察到抗拉强度从初始包装纸1的15.71N/15mm显著增加至纸18的26.45N/15mm和纸19的26.03N/15mm。这种抗拉强度的增加对于将包装纸加工成吸烟制品是有利的，并且是本发明的包装纸的优点。
此外，对于相对于重量的抗拉强度(表1)，与初始包装纸1相比，发现纸2至纸17仅小幅增加，而对于用pH为1的三价有机酸处理的纸18和纸19，发现相对于重量的抗拉强度从初始包装纸1的0.615N·m2/(15mm·g)显著增加至纸18的0.827N·m2/(15mm·g)和纸19的0.839N·m2/(15mm·g)。这表明对于本发明的包装纸18和包装纸19来说，存在超出了由于基重增加而产生的效果的抗拉强度的增加。
Figure GDA0002327289820000151
表1
根据ISO 2965:2009测量透气性(Z)并且在表2给出了所有包装纸的透气性。在整个表面上已经应用组合物的区域中对用组合物处理的纸2至纸19进行测量。如表2可以看出，透气性从初始包装纸1的约60cm3/(cm2·min·kPa)降低至纸2的约50cm3/(cm2·min·kPa)，所述纸2已经应用具有10重量％的麦芽糖糊精但不含酸的组合物。如表2中的纸3至纸19可以看出，酸对透气性的影响通常较小，除了纸14和纸18以外，该影响总是小于10cm3/(cm2·min·kPa)。然后通过已经应用组合物的整个面积的区域的分数确定包装纸整体的透气性。
根据第77号CORESTA推荐的方法(2014年4月)测量的扩散容量(D*)，与透气性(Z)类似。表2表明，如果应用仅含有麦芽糖糊精的组合物，则从1.42cm/s(初始包装纸1)降低至1.01cm/s(纸2)。对于组合物还含有酸的纸3至纸17，扩散容量没有进一步降低相当的程度。然而，对于根据本发明的包装纸18和包装纸19，扩散容量的降低再次明显更大。根据表2，纸18达到0.24cm/s的扩散容量并且纸19达到0.35cm/s的扩散容量。如果应用组合物的区域是适当地考虑它们的几何形状设计的，扩散容量的此类显著降低会导致具有根据本发明的包装纸18或包装纸19的香烟自熄。特别地，在香烟上沿圆周方向延伸至少6mm宽的至少一个带已经可足以使香烟自熄。
在表2中，在标题为“填充剂含量”的两个列中，包装纸1至包装纸19的填充剂含量(“值”)和相对于初始包装纸1的变化(“变化”)作为百分比提供。同样在表2中，在标题为“透明度”的两个列中，包装纸1至包装纸19的透明度(“值”)和相对于初始包装纸1的变化(“变化”)以百分比给出。已经应用相应组合物的包装纸2至包装纸19的值是基于在整个表面上已经应用组合物的包装纸。
通过滴定法测定包装纸1至包装纸19中的碳酸钙含量；根据DIN 53147:1993-01测量透明度。
本发明的目的为在包装纸的一些区域中产生较高的透明度。根据本发明的方法通过向这些区域应用具有酸的组合物实现了所述目的。酸溶解一部分酸溶性填充剂材料。这可能与本领域技术人员的预望一致，填充剂含量降低导致更高的透明度，但是情况比本领域技术人员可能认为的更加复杂。已经发现对于纸2至纸17，简单地使填充剂含量降低超过12％(纸14)并不伴随透明度相应地高增长。相反，通过应用具有麦芽糖糊精但不含酸的组合物，导致纸2的透明度增加11.36％，但是同样对于纸3至纸17，尽管组合物中有酸和偏低的pH，透明度仅增加约10％至约15％。如从根据本发明的包装纸18和包装纸19可以看出，仅在低于2的pH下使用三价酸引起透明度显著增加超过60％。这种结果是令人惊讶的，因为并不清楚酸以及pH的选择在增加透明度时起如此重要的作用。此外，令人惊讶的是，填充剂含量和透明度并不如本领域技术人员所预期的那样如此紧密关联，使得两种性质可以彼此独立地重要。
Figure GDA0002327289820000171
表2

Claims (48)

1.用于吸烟制品的包装纸，其含有纸浆纤维和至少一种酸溶性填充剂材料，其中所述酸溶性填充剂材料的含量相对于所述包装纸的总质量为至少10重量％，其中所述包装纸具有透明度较低的区域和透明度较高的区域，其中所述酸溶性填充剂材料的质量/单位面积的分数在所述透明度较高的区域中比在所述透明度较低的区域中低至少10％，并且其中对于所述透明度较高的区域的透明度，满足以下标准中的至少一种：
-在所述透明度较高的区域中根据DIN 53147:1993-01测量的透明度比在所述透明度较低的区域中根据DIN 53147:1993-01测量的透明度高至少20％，或者
-所述透明度较高的区域中的透明度比所述透明度较低的区域中的透明度高得多，以至于当所述包装纸围绕具有美国混合型烟草混合物、直径为7mm至8mm以及填充密度为0.1g/cm3至0.3g/cm3的烟丝条包裹时，获得裸眼可感知的较亮部分和较暗部分的图案，其中所述较暗部分对应于所述透明度较高的区域，并且所述较亮部分对应于所述透明度较低的区域。
2.如权利要求1所述的包装纸，其中所述透明度较高的区域形成规则的、非随机的透明图案。
3.如权利要求2所述的包装纸，其中所述透明度较高的区域形成规则排列的线条、条纹、文字、水印或标识。
4.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述纸浆纤维由木浆纤维形成，或者其中所述纸浆纤维至少部分地由亚麻、***、剑麻、黄麻、蕉麻、棉花、茅草或它们的混合物形成。
5.如权利要求1或2所述的包装纸，其含有相对于所述包装纸的总质量的至少50重量％以及至多90重量％的所述纸浆纤维。
6.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料由酸溶性碳酸盐或碳酸氢盐形成。
7.如权利要求6所述的包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料由碳酸钙、碳酸氢钙、碳酸镁或它们的混合物形成。
8.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料的平均粒径为至少0.01μm和/或至多10μm。
9.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述包装纸含有至少15重量％的所述酸溶性填充剂材料和/或至多50重量％的所述酸溶性填充剂材料，各自相对于所述包装纸的总质量。
10.如权利要求9所述的包装纸，其中所述包装纸含有至少25重量％的所述酸溶性填充剂材料和/或至多35重量％的所述酸溶性填充剂材料，各自相对于所述包装纸的总质量。
11.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料在所述透明度较高的区域中的含量相对于在所述透明度较低的区域中的含量降低至少15％，关于在各自区域内的质量/单位面积形式的填充剂含量。
12.如权利要求11所述的包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料在所述透明度较高的区域中的含量相对于在所述透明度较低的区域中的含量降低至少25％，关于在各自区域内的质量/单位面积形式的填充剂含量。
13.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料在所述透明度较高的区域中的含量相对于在所述透明度较低的区域中的含量降低至多100％，关于在各自区域内的质量/单位面积形式的填充剂含量。
14.如权利要求13所述的包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料在所述透明度较高的区域中的含量相对于在所述透明度较低的区域中的含量降低至多50％，关于在各自区域内的质量/单位面积形式的填充剂含量。
15.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述透明度较高的区域的面积占所述包装纸的全部面积的分数为至少1％并且至多99％。
16.如权利要求15所述的包装纸，其中所述透明度较高的区域的面积占所述包装纸的全部面积的分数为10％至70％。
17.如权利要求1或2所述的包装纸，除了所述至少一种酸溶性填充剂材料以外，所述包装纸还含有非酸溶性氧化物、氢氧化物或硅酸盐或者它们的混合物。
18.如权利要求17所述的包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料和非酸溶性填充剂材料的总含量为所述包装纸的质量的至少10重量％，并且为所述包装纸的质量的至多50重量％。
19.如权利要求1或2所述的包装纸，其中在所述透明度较高的区域内所述包装纸的根据DIN 53147:1993-01的透明度超过所述透明度较低的区域中的透明度至少25％和/或至多300％。
20.如权利要求19所述的包装纸，其中在所述透明度较高的区域内所述包装纸的根据DIN 53147:1993-01的透明度超过所述透明度较低的区域中的透明度至少50％和/或至多100％。
21.如权利要求1或2所述的包装纸，其中在所述透明度较高的区域内，根据DIN 53147:1993-01的透明度为至少20％和/或至多90％。
22.如权利要求21所述的包装纸，其中在所述透明度较高的区域内，根据DIN 53147:1993-01的透明度为至少50％和/或至多60％。
23.如权利要求1或2所述的包装纸，其中在所述透明度较低的区域中，根据DIN 53147:1993-01的透明度为至多70％并且至少10％。
24.如权利要求1或2所述的包装纸，其基重为至少10g/m2并且至多100g/m2。
25.如权利要求1或2所述的包装纸，其中相对于质量的抗拉强度以根据ISO 1924-2:2007的抗拉强度与根据ISO 536:2012的基重的商计算，其为至少0.3N·m2/(15mm·g)和/或至多1.6N·m2/(15mm·g)。
26.如权利要求1或2所述的包装纸，其中单层的根据ISO534:2001的厚度为至少15μm和/或至多100μm。
27.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述透明度较高的区域的厚度与所述透明度较低的区域的厚度的商为至少0.5和/或至多1.8。
28.如权利要求1或2所述的包装纸，所述包装纸的透气性为至少5cm3/(cm2·min·kPa)和/或至多300cm3/(cm2·min·kPa)。
29.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述透明度较高的区域的透气性与所述透明度较低的区域的透气性的商为至少0.4和/或至多1.6。
30.如权利要求1或2所述的包装纸，所述包装纸对CO2的扩散容量为至少0.05cm/s和/或至多5cm/s。
31.如权利要求1或2所述的包装纸，其中所述透明度较高的区域中的CO2扩散容量为至少0.01cm/s和/或至多3cm/s。
32.生产用于吸烟制品的包装纸的方法，其包括以下步骤：
-提供含有纸浆纤维和至少一种酸溶性填充剂材料的初始包装纸，其中所述酸溶性填充剂材料的含量相对于所述初始包装纸的质量为至少10重量％，
-将含有水和三价酸并且pH至少为0且至多为2的组合物应用于所述初始包装纸，以及
-干燥所述包装纸。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述三价酸的总量与所述组合物中所有酸的总量的摩尔比为大于0.7。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述三价酸的总量与所述组合物中所有酸的总量的摩尔比为大于0.9。
35.如权利要求32或33所述的方法，其中所述组合物含有至少一种选自淀粉、淀粉衍生物、改性淀粉、纤维素衍生物或它们的混合物的粘合剂。
36.如权利要求35所述的方法，其中所述组合物中所述粘合剂的含量为所述组合物的至少0.1重量％和/或至多30重量％。
37.如权利要求32或33所述的方法，其中将所述组合物应用于整个表面，或者其中将所述组合物应用于所述包装纸的占所述初始包装纸的总面积的至少1％并且至多99％的区域。
38.如权利要求37所述的方法，其中将所述组合物应用于所述包装纸的占所述初始包装纸的总面积的10％至70％的区域。
39.如权利要求37所述的方法，其中所述区域的形状表现为线条、图案、标识或文字。
40.如权利要求32或33所述的方法，其中通过轮转凹版印刷、柔性版印刷或胶版印刷或通过喷涂应用所述组合物。
41.如权利要求32或33所述的方法，其中相对于应用所述组合物的面积，所应用的组合物的量在干燥后为成品包装纸的基重的至少0.5重量％并且至多50重量％。
42.如权利要求32或33所述的方法，其中在干燥后，通过应用水或水蒸气至所述包装纸的一面或两面上的基本上整个表面，使所述包装纸润湿，以降低或消除由所述组合物的应用而引起的应力和褶皱。
43.如权利要求32或33所述的方法，其中所述三价酸为有机酸。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述三价酸为柠檬酸。
45.如权利要求32所述的方法，其中生产权利要求1所述的包装纸。
46.吸烟制品，其包含烟丝条或产生气溶胶的材料以及权利要求1至31中任一项所述的包装纸。
47.如权利要求46所述的吸烟制品，其由香烟形成。
48.如权利要求46或47所述的吸烟制品，其中在40个吸烟制品的样品中，在根据ISO12863:2010的测试中，至少75％自熄。
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