NO126459B - - Google Patents

Description

Røkeblanding på tobakkbasis.

Norsk søknad nr. 1046/71 vedrører røkeblandinger som inneholder en minimumsmengde av organisk, brennbart materiale som røk-produserende brensel og en maksimumsmengde av anorganiske fyllstoffer som forbrenningsmodifiserende middel. I en slik blanding utnyttes de forbrenningsmodifiserende egenskaper av de anorganiske fyllstoffer for å oppnå en reduksjon av alle slags sunnhetsfarlige, kjemiske stoffer, som dannes ved forbrenning av det organiske brensel. Blandingene er basert på tobakk-erstat-ningsmidler og de organiske stoffer som utgjør tobakk-erstatnings-midlene, omfatter karbohydrater, modifisert karbohydrat, visse aldolkondenseringsprodukter og karbonstoffer som produserer lavere mengder av polycykliske, aromatiske hydrokarboner.

Oppfinnerne har oppdaget at det prinsipp som ligger til grunn for oppfinnelsen i henhold til nevnte patent, også kan anvendes på røkeblandinger som er basert på tobakk.

I overensstemmelse hermed angår foreliggende oppfinnelse en røkeblanding som inneholder tobakk i blanding med et harmløst, anorganisk fyllstoff og et bindemiddel, hvor fyllstoffets anioner omfatter ett eller flere av ionene oksalat, sitrat, silikat, karbonat, sulfat, fosfat eller oksyd, og fyllstoffets kationer omfatter ett eller flere av ionene natrium, kalium, kalsium eller magnesium, og røkeblandingen er karakterisert ved at den inneholder fra 40

til 65 vekt% av fyllstoffet og at kombinasjonene av anioner og kationer i fyllstoffet er slik at blandingen har et dragtall på 8-13 når en 1,1 g sigarett med lengde 70 mm og omkrets 25 mm røkes med 2 sekunders drag å 25 ml og 58 sekunders opphold mellom drage-ne og sigaretten røkes ned til en stumplengde på 20 mm.

Dragtallet er fortrinnsvis 10-12. Som anorganisk fyllstoff anvendes fortrinnsvis kalsiumkarbonat, kalsiumborat, natriumborat, kalsiumortofosfat, kalsiumoksalat, jernsulfat, titandioksyd, magnesiumaluminat, natriumsilikat, magnesiumkarbonat, aluminiumsilikat (særlig i form av bentonitt) eller en blanding herav.

Det anorganiske fyllstoff er fortrinnsvis en blanding av et fyllstoff som er en forbrenningsforsinkende substans med et fyllstoff som er en forbrenningspåskyndende substans.

I den følgende beskrivelse skal uttrykket "harmløst anorganisk fyllstoff" forstås å omfatte anorganiske salter av en del relativt enkle, organiske syrer. F.eks. kan det anvendes formiater, oksalater, tartrater og citrater som "harmløse, anorganiske fyllstoffer", men disse er mindre tilfredsstillende enn de foretrukne fullstendig anorganiske materialer som følge av en viss uønsket pyrolytisk spaltning. Denne spaltning blir potensi-elt mere skadelig ettersom størrelsen av det organiske molekyl øker.

Det anorganiske fyllstoff omfatter fortrinnsvis en blanding av to eller flere slike anorganiske salter blandet i slike mengder at man oppnår en avbalansering av anionene og kationene som er mest egnet for å gi den på forhånd valgte mengde av tobakk i blandingen, den ønskede forbrenningshastighet.

Skjønt avbalanseringen av ionene fordelaktig oppnås ved å variere de respektive mengder av to eller flere anorganiske salter, er det mulig å oppnå den ønskede forbrenningshastighet

under' anvendelse av en optimal mengde av ett eneste anorganisk salt som inert fyllstoff.

DragtallbestemmeIser blir regelmessig utført av tobakks-fabrikanter for å kontrollere produktenes konsistens. For slike bestemmelser benytter man røkemaskiner som er markedsført for for-målet. Disse maskiner røker et antall sigaretter samtidig (vanligvis 4-20 avhengig av maskinens størrelse) og kan forhåndsinn-stilles på det ønskede volum pr. drag og dragfrekvensen. Antall drag telles automatisk for hver sigarett, og vanligvis kan røke-kanalene forbindes til filteret og absorpsjonsapparatet for ana-lyse av røken som er frembragt under nøyaktig regulerte røkebetin-gelser.

Tilsetningsstoffer kan fordelaktig innføres i røkeblan-dingen i henhold til oppfinnelsen, og disse tilsetningsstoffer omfatter bestanddeler som normalt anvendes i røkeblandinger, f.eks. stoffer som forbedrer askesammenhengen og farven, smaksstoffer, legemidler og medikamenter.

En slik røkeblanding som inneholder et høyt innhold av anorganisk materiale, kan fordelaktig fremstilles ved hjelp av en fremgangsmåte som er lik den for rekonstituerte tobakkprosesser som utnytter filmdannende midler eller bindemidler. Dette gjør det mulig å innføre i røkeblåndingen en relativt stor mengde av anorganisk materiale,,

Det filmdannende middel, eller bindemiddel og plasti-serings/fuktemidler som innføres i blandingen, kan utvelges fra slike som vanligvis anvendes i-teknikken for fremstilling av re-konstituert tobakk.

Foretrukne bindemidler omfatter karboksymetylcellulose og dens^alter og andre karboksylerte karbohydrater. Når mengden av bindemiddel som anvendes, er meget liten, kan det anvendes andre, mindre tilfredsstillende bindemiddelmaterialer, som na-turgummi, guargummi, Johannesbrødgummi og andre syntetiske bindemidler som metyl- og andre etere fra cellulose.

Foretrukne plastiserings/fuktemidler omfatter glycerol,

etylenglykol og polyetylenglykol.

Som nevnt ovenfor bestemmer valget av de harmløse, anorganiske fyllstoffer som skal innføres i røkeblandingen, for-brenningshastigheten eller hvor mange normale drag som kan oppnås fra en bestemt vekt av blandingen. Teknikken med fremstilling av en aksepterbar, brennende komposisjon omfatter valg av de kor-rekte mengder av fyllstoffer som i forhold til hverandre påskynder eller forsinker forbrenningen. Fra samme salt kan anvendes hydrat-salter og ikke-hydratiserte salter.

Teknikken med å forsinke forbrenningen uten å gjøre en blanding glødesikker, mens man dog oppnår det riktige dragtall fra en bestemt vekt av røkeblåndingen ved anvendelse av disse inerte fyllstoffer, er et annet poeng for oppnåelse av et tilfredsstillende resultat av oppfinnelsen. Forbrenningspåskyndende stoffer kombi-neres med forbrenningsforsinkende stoffer i slike forhold at det oppnås en ønsket forbrenningshastighet for en bestemt tobakk og en bestemt mengde av disse innføres i blandingen. I denne beskrivelse gis det eksempler på dette prinsipp, og dette er også tilfelle i søkerens ovennevnte norske patentsøknad 1046/71 under henvisning til vanlige tilgjengelige, anorganiske fyllstoffer, og prinsippet kan anvendes på et hvilket som helst anorganisk materiale som viser seg å være et risikofritt fyllstoff for anvendelse i en røke-blanding. Oppfinnerne har funnet at rekkefølgen med hensyn til forsinkende evne for de i kravet angitte anioner er citrat = oksalat ■< silikat = oksyd <karbonat < sul fat <fosfat. Visse unntagel-ser i denne rekkefølge kan imidlertid forekomme. Rekkefølgen med hensyn til forsinkende evne for de i kravet angitte kationer er natrium = kalium <kalsium Cmagnesium. Den mest betydningsfulle endring er fra kalsium til magnesium.

Dette innebærer f.eks. at i røkeblandinger som er identiske, bortsett fra at A inneholder natriumsulfat og B inneholder den samme mengde basert på vekt av magnesiumsulfat, så vil A brenne hurtigere. I to blandinger som er identiske, bortsett fra at A inneholder kalsiumkarbonat og B inneholder kalsiumborat, vil på liknende måte blandingen A brenne mere hurtig enn blandingen B.

De valgte fyllstoffer skal ikke ha evne til å fastholde for store mengder vann, for ellers vil glødefasthet være resul-. tåtet.

Det er å foretrekke, men ikke av avgjørende betydning,

at fyllstoffene skal være uoppløselige i vann. Kalsiumkarbonat har vist seg å være et meget nyttig middel for anvendelse som en forbrenningspåskyndende substans for å balansere slike overfor forbrenningsforsinkende midler, som kalsiumortofosfat

(CaHP0^.2H20), magnesitt (MgCO^)/ svakt basisk magnesiumkarbonat (3MgC03).Mg(OH)2 3H20) og kalsiumsulfat (CaS04-l/2H20). Under anvendelse av disse og andre anorganiske materialer kan det fremstilles en film som gir et opptrevlet produkt med fyllegenskaper som kan sammenliknes med et opptrevlet produkt av 100% tobakk.

Hovedfordelen ved røkeblandingene i henhold til oppfinnelsen er at de lavere mengder av tilstedeværende tobakk, innebærer at det dannes forholdsvis mindre mengder av de skadelige røk-produkter, mens det opprettholdes en ønsket forbrenningshastighet av blandingen. I denne forbindelse skal nevnes at forsøk utført med røkeblandinger i henhold til oppfinnelsen, viser en reduksjon av innholdet av benzpyren og andre skadelige kjemiske stoffer i røken, som følge av det reduserte tobakkinnhold.

Prinsippet for ione-avbalansering i de inerte fyllstof-/ fer er det samme som beskrevet i søkerens ovennevnte patenta^lmarj, / og som er vist i tabellene 1 til 9 i nevnte patentsøVnad. I henhold til dette prinsipp utvelges først den mengde tobakk som skal anvendes i blandingen, derpå utføres ione-avbalanseringsforsøk for å bestemme den blanding som har den mest ønskede forbrenningshastighet. Som det vil sees av nevnte tabeller 1 til 9 ble ionene undersøkt hver for seg, for å fastslå deres relative egnethet.

Teknikken for å komme frem til blandingen av en hen-siktsmessig tobakk-basert røkeblanding er vist i den nedenstående tabell. Forsøkene for å komme frem til det riktige dragtall, an-vendte den teknikk å avbalansere kalsiumkarbonatet like overfor innholdet av svakt basisk magnesiumkarbonat i blandingen. Tabel-len viser at i dette tilfellet forårsakte det svakt basiske mag-ne siumkarbonat glødesikkerhet. Sammensetningen som er oppført i kolonnen helt til venstre i 'denne tabell, representerer eksempel 1 av en røkeblanding i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Blandingen i henhold til de ytterligere eksempler 2 og 3 ifølge oppfinnelsen, ble oppnådd ved liknende arbeidsmåte, men i disse tilfeller var det mulig å anvende enda høyere mengder av anorganisk material ved å avbalansere kalsiumkarbonatinnholdet like overfor magnesit. I eksempel 3 ble anvendt Johannesbrødgum-mi som bindemiddel. Eksemplene 4-9 viser ytterligere variasjon-er med hensyn til parametere i henhold til oppfinnelsen.

Eksempel 1

4,7 deler kule-malt, røk-modnet tobakk av Virginia-typen, 5,8 deler kalsiumkarbonat ble suspendert i 62,7 deler vann under omrøring. 0,7 deler kaliumcitrat, 0,8 deler sitronsyre, 0,9 deler ammoniumsulfat og 2,3 deler glycerol ble oppløst i 20,8 deler vann og til tilsatt til tobakk-kalsiumkarbonatsuspensjonen. Etter 1/2 times blanding ble 1,7 deler natriumkarboksymetylcel-lulose tilsatt til blandingen, og det hele ble blandet i ytterligere 1 time.

Slammet ble utspredt med en tykkelse av 0,3 mm på en båndtørker og tørket under anvendelse av opphetning ovenifra ved 150°C. Båndhastigheten var fra 7,5-9 meter/minutt. Film-materialet ble opptrevlet på en tilfredsstillende måte og behandlet i tobakkmaskiner. 1,1 g sigaretter ga 10 drag. Røken hadde en mild smak.

Blandingen etter eksempel 1 som angitt i den ovenstå-ende tabell, hadde en sammensetning basert på tørrstoff som følg-er :

Eksempel 2

3,9 deler finskåret tobakk ble tilsatt til 75 deler vann og man lot tobakken gjennombløte i 30 minutter. Blandingen ble derpå omrørt, og det ble tilsatt 5,3 deler kalsiumkarbonat, 1,0 deler magnesit, 0,6 deler kaliumcitrat, 0,6 deler ammoniumsulfat, 0,7 deler sitronsyre og 1,0 deler glycerol, og blandingen ble fortsatt i 10 minutter. Suspensjonen ble overført til en Probst og Class mølle og malt i 10 minutter med en spalteregulering på 2. Spaltereguleringen ble redusert til null, og blandingen malt i 10 minutter, og deretter ble det tilsatt 1,1 deler natriumkar-boksymetylcellulose og slammet ført over i en beholder. Slammet ble omrørt i 15 minutter, og det ble tilsatt 11 deler vann for å redusere viskositeten til 80.000 eps.

Film-materialet ble fremstilt på en vanlig båndtørker ved 4 soner under anvendelse av opphetning over vannet ved 150°C og opphetning under vannet på i det minste 3 soner med en slam-utspredning til 0,76 mm og en båndhastighet av 3,6 meter/minutt.

Film-materialet ble opptrevlet og kunne behandles på en tilfredsstillende måte på sigarettfremstillingsmaskiner.

1,1 g sigaretter ga 10 drag. Røken hadde en mild smak.

Blandingen etter eksempel 2 inneholdt, basert på tørr-vekt, følgende:

Eksempel 3

9,6 deler finskåret tobakk ble tilsatt til 45,6 deler vann, og man lot tobakken bløte i 15 minutter, og deretter ble blandingen overført til en Probst og Class mølle og malt i 10 minutter ved en regulering 3. Suspensjonen ble ført tilbake til et røreapparat og etter tilsetning av 13,7 deler kalsiumkarbonat, 1,4 deler kaliumcitrat, 1,4 deler ammoniumsulfat, 2,4 deler glycerol, 2,4 deler magnesit og 1,7 deler sitronsyre ble det hele blandet i 30 min. Suspensjonen ble deretter behandlet i møllen ved en gapregulering av 2 i 5 minutter og ved en gapregulering null i 5 minutter. 1,7 deler Johannesbrødgummi og 7,5 deler vann ble tilsatt ved dette trinn. Slammet ble umiddelbart etter dis-pergeringen av Johannesbrødgummien overført til en beholder og omrørt i ytterligere 20 minutter. 12,7 deler vann ble tilsatt for å redusere viskositeten til 30.000 eps.

Slammet ble utspredt i et lag av 0,5 mm tykkelse.på en båndtørker, og det ble fremstilt en film under anvendelse av en kombinasjon av varmluft over båndet av 150°C og dampopphetning under båndet. Båndhastigheten var 7,3 meter/minutt.

Filmen ble opptrevlet på en tilfredsstillende måte og behandlet i sigarettfremstillingsmaskiner. 1,1 g sigaretter ga 10 drag. Røken hadde en mild smak.

Blandingen etter eksempel 3 basert på tørrvekt var:

Eksempel 4

2,04 deler glycerol og 1,17 deler kaliumcitrat ble oppløst i 150 ml vann, derpå ble tilsatt 2,88 deler NaCMC til oppløsningen, og det ble omrørt i 15 minutter. 6,0 deler kule-malt, røk-modnet Virginia-tobakk, 6,6 deler pulverformet kalk og 11,31 deler magnesiumkarbonat ble blandet sammen i tørr tilstand og derpå tilsatt til den forannevnte blanding. Det hele ble omrørt i 1 time.

Film-material ble fremstilt ved å utspre slammet i en lagtykkelse av 0,5 mm på glassplater, og man lot slammet tørke. Film-materialet ble fuktet og opptrevlet. % 10 sigaretter ble håndrullet med Imperial Verge papir. 1,1 g sigaretter ga 12 standard drag. Røken hadde en mild smak.

Tørrvekt-sammensetning:

Eksempel 5

0,9 deler glycerol ble oppløst i 150 ml vann. 2,1 deler NaCMC ble derpå tilsatt oppløsningen, og den ble omrørt i 15 minutter. 7,5 deler røk-modnet, kule-malt Virginia tobakk, 4,8 deler natriumsilikat og 14,7 deler kalsiumoksalat ble blandet sammen i tørr tilstand og tilsatt den foran nevnte blanding. Det hele ble omrørt i 1 time.

Det ble fremstilt film-material ved å spre slammet ut i en tykkelse av 0,5 mm på glassplater, og man lot det tørke. Film-materialet ble fuktet og opptrevlet. 10 sigaretter ble håndrullet med Imperial Verge papir. 1,1 g sigaretter ga 10 standard drag. Røken hadde en mild smak.

Tørrvekt-sammensetning:

Eksempel 6

2,1 deler glycerol, 1,2 deler ammoniumsulfat, 1,2 deler kaliumcitrat og 1,5 deler sitronsyre ble oppløst i 150 ml vann. 1,5 deler natriumalginat ble derpå tilsatt oppløsningen og omrørt i 15 minutter. 2,1 deler magnesiumkarbonat, 12,0 deler pulverformet kalk og 8,4 deler kule-malt, røk-modnet Virginia tobakk ble blandet sammen i tørr tilstand, og derpå tilsatt den foran nevnte blanding. Det hele ble omrørt i 1 time.

Film-materialet, ble fremstilt ved å spre ut slammet i en tykkelse av 0,5 mm på glassplater, og man lot det tørke. Film-materialet ble fuktet og opptrevlet. 10 sigaretter ble håndrullet med Imperial Verge papir. 1,1 g sigaretter ga 11 standard drag. Røken hadde en mild smak.

Tørrvekt-sammensetning:

Eksempel 7

En røkeblanding med en tørrvekt-sammensetning som angitt nedenfor ble fremstilt på en liknende måte som angitt i eksemplene 1 til 6 ,

1,1 g håndrullede sigaretter (Imperial Verge papir) ga 14 standard drag. Røken hadde en mild smak.

Eksempel 8

En røkeblanding med en tørrvekt-sammensetning som angitt nedenfor, ble fremstilt på liknende måte som angitt i eksemplene 1 til 6.

1,1 g håndrullede sigaretter (Imperial Verge papir) ga 16 standard drag. Røken hadde en mild smak.

Eksempel 9

En røkeblanding med en tørrvekt-sammensetning som angitt nedenfor, ble fremstilt på liknende måte som angitt i eksemplene 1 til 6.

1,1 g håndrullede sigaretter (Imperial Verge papir) ga 15 standard drag. Røken hadde en mild smak.

Claims (4)

1. Røkeblanding inneholdende (a) tobakk, (b) et anorganisk fyllstoff i hvilket anionene omfatter ett eller flere av ionene oksalat, sitrat, silikat, karbonat, sulfat, fosfat eller oksyd, og kationene omfatter ett eller flere av ionene natrium, kalium, kalsium eller magnesium, (c) tilstrekkelig bindemiddel til at blandingen kan tilvirkes, karakterisert ved at blandingen inneholder fra 40 til 65 vekt% av fyllstoffet og at kombinasjonene av anioner og kationer i fyllstoffet er slik at blandingen har et dragtall på 8-13 når en 1,1 g sigarett med lengde 70 mm og omkrets 25 mm røkes med 2 sekunders drag å 25 ml og 58 sekunders opphold mellom dra-gene og sigaretten røkes ned til en stumplengde på 20 mm.

2. Røkeblanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at dragtallet er 10-12.

3. Røkeblanding som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anorganiske fyllstoff omfatter kalsiumkarbonat, kalsiumborat, natriumborat, kalsiumortofosfat, kalsiumoksalat, jernsulfat, titandioksyd, magnesiumaluminat, natriumsilikat, magnesiumkarbonat, aluminiumsilikat (særlig i form av bentonitt) eller en blanding herav.

4. Røkeblanding som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det anorganiske fyllstoff er en blanding av et fyllstoff som er en forbrenningsforsinkende substans med et fyllstoff som er en forbrenningspåskyndende substans.