PL89675B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest srodek do palenia wytwarzajacy w trakcie spalania mniejsza ilosc skladników szkodliwych dla zdrowia niz tyton, a majacy przy tym odpowiednia szybkosc tlenia sie i wlasciwy smak.Wiadomo, ze stale palenie tytoniu moze prowadzic do wywolywania niepozadanego dzialania na zdrowie palacza. Dzialanie to, jak sie uwaza, zwiazane jest z obecnoscia róznych skladników w dymie tytoniowym, które jesli wdychane sa w znacznych ilosciach przez pewien okres czasu, moga powodowac szkodliwe skutki. Przez wiele lat czyniono wysilki, aby zmniejszyc ilosc tych skladników w dymie tytoniowym.Zasadniczo zostaly przyjete dwa kierunki w usilowaniu znalezienia rozwiazania tego problemu.Po pierwsze czyniono wysilki, aby usunac pewne skladniki za pomoca filtrowania dymu tytoniowego przez takie materialy jak papier czy tez wlókna z octanu celulozy.Jak dotychczas, najbardziej istotne rezultaty w rozwiazaniu wyzej wymienionego problemu zostaly osia¬ gniete przy wykorzystaniu tej techniki.Drugi kierunek majacy na celu rozwiazanie tego problemu polega na usilowaniu zastapienia tytoniu calko¬ wicie lub czesciowo, materialem dostarczajacym dym, zawierajacy mniejsza ilosc niepozadanych skladników w stosunku do ilosci tych skladników w porównalnej ilosci dymu tytoniowego. Ponadto, odpowiednio dobrana namiastka tytoniu, aby mogla wykazac zmniejszona zdolnosc wytwarzania niepozadanych skladników w dymie, musi posiadac porównywalna z tytoniem szybkosc tlenia sie. Poza tym, dym pochodzacy z materialu syntetycz¬ nego nie powinien wykazywac niepozadanego smaku.Znane namiastki tytoniu mozna podzielic na dwa rodzaje.Do pierwszej grupy naleza materialy posiadajace odpowiednia szybkosc tlenia sie, lecz nie wykazujace dostatecznego zmniejszenia zawartosci niepozadanych skladników dymu. Druga grupa obejmuje materialy, które wykazuja pewien stopien zmniejszenia zawartosci szkodliwych skladników, po zmieszaniu z mala iloscia tytoniu, lecz posiadaja niepozadany smak i/lub nie pala sie zadawalajaco, gdy stosowane sa same lub w znacznym procen¬ cie w mieszankach z tytoniem. ' Przedmiotem wynalazku jest srodek do palenia, który wytwarza dym zawierajacy zmniejszona ilosc niepo¬ zadanych skladników niz dym tytoniowy, posiadajacy jednoczesnie odpowiedni smak i szybkosc tlenia sie. ¦1 89675 Stwierdzono, ze kompozycja stanowiaca mieszanine materialu spalajacego sie, jednorodnego wypelniacza i ewentualnie tytoniu, przy czym material spalajacy sie i substancja wypelniajaca wystepuja w stosunku wago¬ wym od okolo 15:85-85:15 spelnia wyzej wymienione wymagania.Stwierdzono, ze kompozycja bedaca dokladna mieszanina okreslonego nizej materialu spalajacego sie i jednorodnego wypelniacza w ilosciach nizej wymienionych spelnia wymagania podane w opisie wynalazku.Materialy spalajace sie wchodzace w sklad srodka wedlug wynalazku to: skrobia, pochodne skrobi i celulo¬ zy, wlaczajac sole tych pochodnych celulozowych, zawierajace powtarzajaca sie jednostke o wzorze przedstawio¬ nym na rysunku, w którym R oznacza atom wodoru, nizsza grupe alkilowa, nizsza grupe hydroksyalkilowa, grupe -Rt COOM w której Ri oznacza nizsza grupe alkilowa a M oznacza atom wodoru lub nietoksyczny kation.Korzystnie R oznacza takie grupy jak CH2 COOM w której Rt oznacza nizsza grupe alkilowa a M oznacza atom wodoru lub nietoksyczny kation. Korzystnie R oznacza takie grupy jak CH2COOM, CH2CH2OH i CH3 aM oznacza metal alkaliczny lub metale ziem alkalicznych, glin zelazo lub atom wodoru, przy czym srednio, od okolo 0,2 do 3,0 grup R róznych powtarzajacych sie jednostek jest róznych od atomu wodoru, a korzystnie od okolo 0,4 do okolo 1,2 R grup jest róznych od atomu wodoru z tym, ze dopuszczalne jest równiez stosowanie mieszanin tych zwiazków.Szczególnie odpowiednimi materialami spalajacymi sie stosowanymi w srodku wedlug wynalazku sa: kar- boksymetyloceluloza, hydroksyetyloceluloza, karboksymetylo-hydroksyetyloceluloza, metyloceluloza, karboksy- metylowa skrobia i temu podobne.Material spalajacy sie moze byc usieciowany w celu poprawienia jego wlasciwosci i zmniejszenia rozpusz¬ czalnosci, przez reakcje niektórych badz tez wszystkich pozostalych grup hydroksylowych ze srodkiem sieciuja¬ cym.Podane w opisie nazwy handlowe lub nazwy firm okreslajace srodki sieciujace i srodki nawilzajace zaczer¬ pnieto z: William Haynes, „Chemical Trade Names and Commercial Synonyms — ADictionary of American Usage", D. Van Nostrand Company, Inc. New York, New York (1951), oraz z: Zimmerman Levine, „Handbook of Material Trade Names", Industrial Research Seryices, Inc. (1953).Szczególnie uzyteczne sa srodki sieciujace takie jak: zywice dwumetylomocznikowo-formaldehydowe, zywiec melaminowoformaldehydowe, Kymene 557, epichlorohydryna poliamidowa firmy Hercules, glioksal i skrobia dwualdehydowa. Srodek sieciujacy stosuje sie w ilosci do okolo 5%, korzystnie od okolo 0,001 do okolo 0,5% w stosunku do calkowitego ciezaru kompozycji. Usieciowanie mozna osiagnac równiez przez uzycie soli organicznych lub halogenków zawierajacych dwuwartosciowy lub trójwartosciowy jon, taki jak zelazo lub glin. Ponadto material ten moze znajdowac sie w ukonczonej postaci w stanie zmodyfikowanym w wyniku reakcji z jonami metali znajdujacych sie w pektynach tytoniu lub temu podobnych substancjach, a takze w zna¬ nych dodatkach do tytoniu takich jak srodki pochlaniajace wilgoc, zregenerowany material tytoniowy tj. tyton w arkuszach wykonanych z odpadów tytoniowych takich jak lodygi czy resztki tytoniu rozdrobnionego w proce¬ sie obróbki i produkcji papierosów.Material wypelniajacy stosowany w kompozycji wedlug wynalazku stanowia nietoksyczne materialy je¬ dnorodne, korzystnie posiadajace srednie wymiary minimalne od okolo 0 2 mikrona do okolo 1,0 milimetra.Najkorzystniej czastki te powinny posiadac srednie wymiary minimalne od okolo 0,2 mikrona do okolo 0,05 milimetra. Równiez korzystne jest, aby materialy jednorodne posiadaly maksymalny wymiar okolo 0,25 mm, korzystniej okolo 0,10 mm. Odpowiednie materialy dobiera die sposród zwiazków organicznych, zwiazków nieorganicznych i pierwiastków, o ile wybrany material jest nietoksyczny tzn. farmakologicznie nieaktywny w sensie wywolywania znacznych i niepozadanych efektów przyczynowo zwiazanych z doustnym wprowadze¬ niem substancji lub produktów jej spalania. Jednakze zmniejszone tworzenie sie niepozadanych skladników jest latwo zauwazalne, gdy material o budowie makro-czastkowej zawiera zwiazek nieorganiczny, pierwiastek lub tez ich mieszanine.Szybkosc spalania wyzej omówionych kompozycji zwiazana jest prawdopodobnie ze wspólczynnikiem przewodnictwa cieplnego zastosowanego materialu wypelniajacego. Oznacza to, ze material posiadajacy odpo¬ wiednio wysoki wspólczynnik przewodnictwa cieplnego bedzie mial tendencje do przekazywania ciepla cza¬ stkom otoczenia, podtrzymujac w ten sposób tlenie sie materialu palnego.Jest oczywiste, ze zageszczenie czasteczek bedzie okreslac w pewnym stopniu wybrany wspólczynnik przewodnictwa cieplnego tego koncowego produktu do palenia.Zwiekszone zageszczenie czastek bedzie przyczyniac sie do pobudzania palenia az do chwili, kiedy nie bedzie juz starczac materialu do palenia, aby podtrzymac tlenie. Jednakze na ogól korzystne sa materialy wypelniajace majace równowazny wspólczynnik przewodnictwa cieplnego przy okreslonej gestosci, a w szczegól¬ nosci materialy wypelniajace o malych czastkach, posiadajace w temperaturze 800°C wspólczynnik ten wiekszy89 675 3 niz 6x10"3 kalorii cm/sek. °G cm2. Nalezy jednakze zaznaczyc, ze wspólczynnika tego nie mozna w pelni stosowac dla ulegajacych rozkladowi soli, mimo ze sole te moga posiadac poza tym wymagane wlasciwosci.Wspólczynniki przewodnictwa cieplnego sa latwe do wyznaczenia przez przepuszczanie ciepla poprzez cienka warstwe badanego materialu i pomiar wzrostu temperatury w tej warstwie. Metoda ta jest bardziej szczególowo opisana przez W. J. Kingery'ego i innych w Journal of the American Ceramic Society 37, 107 (1954). Ponadto, odpowiednie wspólczynniki przewodnictwa cieplnego sa latwo dostepne z literatury.Przykladowymi wspólczynnikami sa: 8,2X10^ kalorii cm/sek.°C cm2 dla dwutlenku tytanu, 22,1X10'3 kalorii cm/sek.°C cm2 dla tlenku magnezu 7,5X10^ kalorii cm/sek.°C cm2 dla stopnionej krzemionki i ,1 X1(T3 kalorii cm/sek.°C cm2 dla dwutlenku cyrkonu.Zwiazki nieorganiczne odpowiednie jako materialy wypelniajace skladaja sie z kationu wybranego z ko¬ lumny A i anionu wybranego z kolumny B w podanej tablicy Lit Sód Potas Cez Magnez Wapn Stront Bar A Mangan Glin Cer Kobalt Zelazo Molibden Nikiel Rubid Krzem Pallad Cyna Cynk Tytan Cyrkon Miedz B Tlenki Uwodnione tlenk Wodorotlenki Weglany Fosforany Gliniany Cyniany Cynkany Krzemiany Wegliki Stwierdzono, ie najkorzystniejszymi zwiazkami nieorganicznymi sa weglany tlenki, krzemiany, glinokrze- miany, gliniany metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych oraz wodorotlenek glinu. Zwiazki nieorganiczne, wstanie wjakim wystepuja w przyrodzie, takie jak: dolomit, perlit, magnezyt, ziemia okrzemkowa, wermikulit i inne sa równiez odpowiednie dla celów wedlug wynalazku.Jak wspomniano poprzednio, pierwiastki moga byc równiez wykorzystywane jako materialy wypelniajace.Korzystnymi pierwiastkami sa: wegiel, cynk, magnez, tytan, glin i zelazo. Podczas, gdy materialy wypelniajace wystepujace w przyrodzie sa na ogól w postaci granulatów, moga one jednak posiadac równiez postac wlóknista.Materialami w formie wlóknistej calkowicie uzytecznymi sa: wlókno szklane, mika, azbest, metal, tlenek metalu i druty z weglików metali a takze cienkie paski metalu, takie jak aluminiowe struzyny. Odpowiednie materialy wlókniste powinny miec srednia dlugosc od okolo 0,1 mm do okolo 5 mm.W celu uzyskania szybkosci tlenia sie pprównywalnej z tytoniem, wyzej wymienione skladniki na ogól miesza sie w stosunku od okolo 85:15 do okolo 15:85. Korzystnie materialy te miesza sie w stosunku od okolo :75 do okolo 75:25* Kombinacja wymienionych materialów w powyzszych stosunkach winna na ogól prowa¬ dzic do otrzymania materialu posiadajacego porównywalna z tytoniem szybkosc tlenia sie w tych samych warun¬ kach, to jest okolo 3—10 mm na minute w konwencjonalnej postaci papierosowej. Szybkosc tlenia sie tego rzedu winna odpowiadac okolo 12—5 pociagnieciom palonego papierosa w cyklu 60-cio sekundowym, jak to opisano w przykladach. Jednakze mozna oczekiwac, ze okreslone kompozycje beda posiadac rózne szybkosci spalania, szczególnie wtedy, gdy zostana uzyte materialy wypelniajace majace rózne wspólczynniki przewodnictwa ciepl¬ nego.W srodku wedlug wynalazku stosuje sie takze takie kombinacje poszczególnych materialów wypelniaja¬ cych, które zapewniajac w maksymalnym stopniu wymagana szybkosc tlenia sie. Szczególnie odpowiednimi materialami wypelniajacymi, zwlaszcza przydatnymi w regulowaniu szybkosci tlenia sie, sa jak steiwrdzono: dwutlenek tytanu, wegiel, tlenek magnezu, zeolity, zel krzemionkowy, krzemiany magnezu i ziemia okrzemkowa.Srodek wedlug wynalazku korzystnie wystepuje w postaci dokladnie zmieszanych ukladów, w postaci filmu lub tez w jakimkolwiek innym stanie fizycznym mieszczacym sie miedzy tymi dwoma postaciami skrajny¬ mi.Z punktu widzenia procesu wytwarzania, oraz dogodnosci w paleniu korzystne jest, by kompozycje te mialy postac filmu, gdy produkt do palenia sklada sie wylacznie z materialu do palenia. Jednakze mieszaniny sa równie korzystne, szczególnie gdy kompozycje stanowia mieszanine z tytoniem lub tez z odpowiednim srodkiem4 89675 podtrzymujacym tlenie. Przykladem tego sa kompozycje, zawierajace wyzej opisany material spalajacy sie jako czynnik wiazacy, przy czym nastepuje zwiazanie czastek substancji wypelniajacej z powierzchnia tytoniu lub innego srodka podtrzymujacego tlenie.Filmy wytwarza sie na ogól przez dodanie wszystkich wymaganych skladników do wody, dokladne wymieszanie tych materialów i wykonanie odlewu tej mieszaniny na odpowiedniej powierzchni. Mieszanina ta w czasie procesu odlewania powinna zazwyczaj zawierac okolo 65 do okolo 95% wody. Procentowe zawartosci wody wybiegajace poza te granice sa mozliwe lecz wzrastaja wtedy trudnosci w procesie wytwarzania. Na ogól, film nalezy odlewac w ten sposób, aby wysuszony do suchosci mial grubosc od okolo 2 do okolo 20 milime¬ trów, korzystnie od okolo 3 do okolo 10 milimetrów, a jeszcze korzystniej do okolo 5 milimetrów. Filmy tego rodzaju na ogól tnie sie przed uzyciem do szerokosci odpowiadajacej 16—60 cieciom na dlugosci 2,54 cm.Jak wspomniano wyzej, omawiane materialy mozna stosowac same, lub równiez w mieszaninie z tytoniem i wtedy stosunek wagowy tytoniu do sumy materialu spalajacego sie i jednorodnego wypelniacza wynosi 95:5-25:75.Zazwyczaj srodek stosuje sie w postaci filmu lub suchej mieszaniny i miesza z tytoniem az do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Jednakze mozna dodawac te materialy w postaci wodnej dyspersji, po czym miesza sie i suszy otrzymana mieszanine tak, aby czastki materialu wypelniajacego przylgnely do tytoniu za pomoca materialu do palenia dzialajacego jako czynnik wiazacy.Srodek do palenia moze byc równiez laczony w dowolnych proporcjach z innymi materialami do palenia.Kompozycja powyzszych skladników, mieszanych w wymienionych stosunkach, prowadzi do otrzymania srodka do palenia, który wytwarza popiól porównywalny z tym jaki powstaje w przypadku tytoniu. Jednakze, jesli jest to konieczne, rodzaj tworzacego sie i pojawiajacego popiolu mozna latwo modyfikowac przez dodanie róznych substancji takich jak: wlókno szklane, sole potasowe, wlókna organiczne lub fosforany i nietoksyczne uwodnione sole metalu Materialy tego rodzaju wytwarzaja dym, który jest w znacznym stopniu pozbawiony zapachu i smaku.Wlasnosci te pozwalaja na modyfikacje smaku i zapachu w szerokim zakresie przez dodanie róznorodnych srod¬ ków zapachowych.Przykladowo, materialy, które jak stwierdzono nadaja sie do modyfikowania wlasnosci smakowych i zapa¬ chowych srodka do palenia obejmuja: ekstrakty tytoniowe, ekstrakty owocowe, syntetyczne srodki zapachowe, zywice naturalne, zywice syntetyczne i cukry. Mozna równiez dodac nikotyne i inne alkaloidy w kontrolowa¬ nych ilosciach, jesli nie stanowia podstawowych skladników w srodku wedlug wynalazku.Z estetycznego punktu widzenia moze byc nieodzowne dodawanie do materialu do palenia róznych czynników barwiacych. Mozliwe jest, na przyklad, otrzymanie materialu posiadajacego barwe zblizona do natu¬ ralnego tytoniu przez dodanie do zasadniczego materialu przeznaczonego do palenia takich substancji jak: wegiel, tlenek zelaza, barwniki spozywcze, ekstrakty tytoniowe, barwniki organiczne i nieorganiczne pigmenty, badz tez ich mieszaniny. Jest przy tym oczywiste, ze material do palenia w przeciwienstwie do tytoniu mozna otrzymac w dowolnie zadanym kolorze* Na ogól czynnik barwiacy mozna stosowac w ilosci do okolo 5% w stosunku do ogólnego skladu. Korzystnie stosuje sie okolo 0,1 do okolo 2,0% czynnika barwiacego.Gdy srodek wedlug wynalazku otrzymuje sie w postaci filmu, czesto konieczne jest wlaczenie do skladu filmu plastyfikatora w celu zwiekszenia jego elastycznosci. Jak stwierdzono, plastyfikatorami odpowiednimi do tego celu sa: woda, glikol butylenowy, gliceryna i glikol propylenowy. Zazwyczaj stosuje sie od okolo 1 do okolo 30%, a korzystnie od okolo 2 do okolo 25% plastyfikatora w stosunku do ogólnej wagi srodka.Tworzenie filmu moze byc równiez polepszone przez dodanie do srodka przed jego wytwarzaniem czynni¬ ka zwilzajacego, takiego jak: polioksyetylen, mono-laurynian sorbitolu, eter trójmetylononanolowy poliglikolu, produkowany przez Union Carbide, chlorek alkilodwumetylo (Ci 2 Cx 8) benzyloamoniowy produkowany przez Hne Organics Inc. Korzystnie stosuje sie okolo 0,05 do okolo 1,0% czynnika zwilzajacego, ale dodatek do 10% jest tez odpowiedni.Szybkosc tlenia sie powyzszego filmu nie jest zwiazana tylko ze wspólczynnikiem przewodnictwa cieplne¬ go uzytego materialu wypelniajacego, lecz równiez z przewodnictwem cieplnym samego filmu. Stwierdzono, ze na ogól filmy majace najbardziej pozadane tlenie sie posiadaja przewodnictwo cieplne od okolo 3,7X10 JOC em/sek, do okolo 5,0X10"3°C cm/sek.Dane liczbowe w badaniach srodka wedlug wynalazku otrzymywano przez umieszczenie filmu o grubosci 12 milimetrów pomiedzy dwoma blokami aluminiowymi, z których jeden utrzymywano w temperaturze 117°C, oraz przez pomiar wzrostu temperatury drugiego bloku. Standaryzacje warunków otrzmywano przez uzycie we wszystkich przypadkach takiego zródla ciepla, które powodowaloby wzrost temperatury drugiego bloku z szybkoscia 0,19°C/sck. wtedy, gdy oba bloki pozostawaly w kontakcie bez obecnosci wprowadzanego filmu.89675 5 Korzystny sklad srodka wedlug wynalazku wyrazony w przyblizonych stosunkach wynosi: karboksymcty- loceluloza 12, wapien dolomitowy 12, ziemia okrzemkowa 10, wegiel 0,4, czynnik zwilzajacy 0,6 gliceryna 0,6, zywica wytrzymala w stanie mokrym 1,2, barwniki spozywcze 0,18, przy czym film posiada grubosc 3-10 mm.Nizej podane przyklady wyjasniaja blizej wynalazek, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad I. 140 ml dejonizowanej wody wprowadzono lacznie z 12,6 g rutylu (gruboziarnisty dwu¬ tlenek tytanu) do mieszarki nozycowej. Dwutlenek tytanu calkowicie zdyspergowano, a nastepnie 8,4 g soli sodowej karboksymetylocelulozy (C MC) o srednim ciezarze czasteczkowym i D.S. = 0,7 wprowadzano do wiru intensywnie mieszanej wody. Gdy sól sodowa zostala calkowicie zdyspergowana (5—10 minut w temperaturze okolo 65°C), odlano na tkaninie pokrytej teflonem (35 milimetrów) film, który suszono w temperaturze 125°C w piecu z obiegiem powietrza. Po wysuszeniu i kondycjonowaniu (74°C/60% RH) film byl gotowy do rozdrob¬ nienia. Nastepnie film rozdrobniono do uzyskania sredniej szerokosci czastek 0,9 mm i sredniej dlugosci 1,0 cm.Rozdrobnione filmy formowano w papierosy o srednicy 8 mm i dlugosci 85 mm przez skrecenie ich w bibulce papierosowej za pomoca recznej maszynki.Tak przygotowane papierosy poddano paleniu za pomoca aparatu, który wykonuje 35 ml — pociagniecia dymu z papierosa przez 2-sekundowe okresy w cyklu 60 sekundowym. Oznaczano spadek cisnienia, to jest opór przeplywu powietrza, przepuszczanego przez kolumne z szybkoscia 1050 ml/minute. Wage smoly otrzymano przez przepuszczenie dymu z papierosa przez wkladke filtru Cabridge'a, która usuwa co najmniej 98% substancji stalych o budowie makroczastkowej, a która wazono przed i po spaleniu papierosa.Ilosc pociagniec zdefiniowana jest jako liczba pociagniec koniecznych do spalenia papierosa az do uzyska¬ nia niedopalka o dlugosci 30 mm. i Tablica I podaje otrzymane dane liczbowe w porównaniu z analogicznymi danymi otrzymywanymi przez spalanie tytoniu w tych samych warunkach.T a b 1 i c a ; I 1 % Ti02 60 80 85 (tyton) % CMC 70 65 40 Waga rozdrobnionego materialu - 1,10 1,10 2,50 — 1,1 Spadek cisnienia - 1P 0 ."7. i) 7 — 70 Ilosc pociagniec nie spalano 11,1 ' 5,4 9,9 nie spalano ,0 Wilgotna smola (mg)papieros ¦ ;<¦ ' ¦¦¦?-.; - 3,2 2,3 1,4, — 28,7 Sucha smola (mg)papieros - 2,9 2,0 1,1 — 24,7 Z powyzszych danych liczbowych wynika jasno, ze otrzymuje sie znacznie zmniejszona ilosc smól, jesli tyton zastapi sie omawianymi wyzej materialami.Przyklad II. Hlmy otrzymane w sposób opisany w przykladzie I, z tym wyjatkiem, ze jako skladniki stosowano karboksymetylo-hydroksyetyloceluloze (CMHEC) i ziemie okrzemkowa, poddano badaniu. Otrzyma¬ ne dane liczbowe zebrane sa w tablicy II.Tablica II 1 % ziemia okrzemkowa 75 89 90 % CMHEC 80 75 11 (Tytonie) Ciezar rozdrobnionego materialu 1,10 1,10 1,10 1,25 1,40 1,10 Spadek cisnienia 90 500 70 Ilosc pociagniec nie spalajacy sie 9 8 nie spalajacy sie ,0 Smola wilgotna (mg) papieros - ,6 2,25 0,9 28,7 Smola sucha (mg) papieros - 13,4 1,4 0,0 24,7 Przyklad III. Jak to stwierdzono uprzednio, w pewnych ukladach konieczne jest zastosowanie dwu lub wiecej substancji wypelniajacych, aby doprowadzic szybkosc tlenia sie ukladu do optymalnej wartosci.W tym przykladzie szybkosc tlenia sie ukladu karboksymetyloceluloza - wapien dolomitowy zmodyfikowano6 89675 przez wlaczenie drugiego materialu wypelniajacego o budowie makroczastkowej, mianowicie dwutlenku tytanu.Te trzy skladniki przerobiono na film i uformowano papierosy tak jak opisano to w przykladzie L Wyniki zestawione w tablicy III otrzymano spalajac papierosy w sposób uprzednio opisany.Tablica Ul %CMC 40 40 % Dolomitu 60 40 % Ti02 Ilosc pociagniec nie palil sie 1 9 Przyklad IV. Dane liczbowe dotyczace ilosci skladników organicznych w fazie gazowej oznaczono metoda chromatografii gazowej dla materialu syntetycznego skladajacego sie z filmu zawierajacego 37% karbo- ksymetylocelulozy, 37% wapienia dolomitowego, 10% wegla i 16% skladnika zwilzajacego, plastyfikatora i bar¬ wników, dla mieszaniny tytoniu oraz tego filmu w stosunku 50:50 oraz dla mieszaniny tytoniu i materialu syntetycznego w stosunku 50:50 w postaci suchej mieszanki. Tablica IV zawiera otrzymane wyniki w /ig/pocia- gniecia.Tablica IV Metanol Acetaldehyd Acetonitryl Akroleina Furan Aldehyd propinowy Aceton Nitryl kwasu propionowego Aldehyd izomaslowy Benzen Tyton kontrola 12,8 47,8 16,6 ,8 3,1 4,1 28,2 2,7 2,2 7,1 Film o skladzie 50/50 ,7 46,7 8,6 4,3 1,9 ,6 22,4 1,1 1,3 4,8 Mieszanka sucha o skladzie 50/50 ,9 34,9 6,1 3,8 1,45 2,0 ,8 0,8 1,0 2,7 100% utworzony film 0,0 1 39,5 0,2 1,8 0,7 4,2 7,1 0,01 0,3 1,3 Zawartosci cyjanowodoru, fenolu, tlenku wegla i benzopirenu dla powyzszych filmów syntetycznych byly równiez oznaczane za pomoca konwencjonalnych metod. Otrzymane wyniki zawiera tablica IV (a).Tablica IV(a) 1 Próbka 1 100% film syntetyczny 50% film + 50% krajanki tytoniowej Wylacznie tyton Cyjanek (Jjg) papieros 83 225 Fenol (jug)papieros 3 39 63 Tlenek wegla (%obj.) 1,7 3,1 3,8 Benzopiren (w) 100 papierosów 1,1 2,4 2,4 Jak stwierdzono wyzej, poziom zawartosci tlenku wegla dla 100% materialu syntetycznego wynosil 1,7% objetosciowych. Ogólnie mozna powiedziec, ze srodek wedlug wynalazku, a szczególnie srodki zawierajace dolo¬ mit lub podobne materialy wypelniajace, wytwarzaja mniej niz 2% objetosciowych tlenku wegla. Zmniejszenie to przynajmniej czesciowo zwiazane jest z faktem, iz srodki te posiadaja nizsza temperature maksymalna podczas spalania niz tyton. Godne podkreslenia jest to, iz weglany ulegaja endotermicznemu rozkladowi w strefie tempe¬ ratury palenia i dlatego sa odpowiednie do tego celu Przyklad V. W celu przedstawienia wplywu na sklad fazy gazowej organicznej i zawartosci smoly skladników srodka wedlug wynalazku, oraz przy uzyciu ich w mieszaninach, przygotowano nastepujace kompo¬ zycje w postaci konwencjonalnych form papierosowych:89675 7 1 Próbka 1 A B C D E F % Tytoniu 50 67 67 100 50 50 % Karboksy- mctylocelulozy 33 % Wapienia dolomitowego 33 Postac materialu syntetycznego sucha mieszanina sucha mieszanina sucha mieszanina CMC i dolomit w formie filmu zmieszano z krajanka tytonio¬ wa Wszystkie skladniki w postaci filmu Zawartosc wildotnej i suchej smoly oznaczono za pomoca sposobu postepowania opisanego w poprzednich przykladach. Otrzymane wyniki zebrane sa w tablicy V.Tablica V.| Próbka 1 A B C D E F Waga krajanki g 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 Spadek cisnienia mm H2O 40 50 66 70 36 Ilosc pociagniec 11,8 14,4 8,0 ,0 ,9 7,9 Smola wilgotna mg/papieros ,4 19,2 21,5 28,7 16,5 22,5 Smola sucha mg/papieros 13,7 1 17,6 16,8 24,8 12,0 ,7 Dane liczbowe zawartosci skladników gazowej fazy organicznej w jug/pociagniecia zebrane sa w tablicy V(a). . * ; Tablica V(a).Acetaldehyd Acetonitryl Akroleina Furan Aldehyd propionowy Aceton Nitryl kwasu propionowego Aldehyd izomaslowy [Benzen (A) 27,2 ,0 2,5 1,1 1,8 ,6 0,9 0,8 3,4 (B) 34,2 6,9 2,7 1,5 3,1 21,4 ' 1,3 1,2 4,1 (C) 53,4 18,5 7,5 3,4 4,8 28,9 2,9 3,6 7,5 (D) 47,8 16,6 ,8 3,1 4,1 28,2 2,7 2,2 7,1 (E) ,1 7,5 4,0 1,7 2,7 ,3 1,2 1,3 3,5 (F) 40,5 6,5 3,5 1,6 3,3 19,3 1,4 1,3 3,5 | Trzy fakty wynikaja jasno z powyzszych danych. Pierwszy, ze wartosci otrzymane dla mieszanin zawieraja- - cych kombinacje dwóch skladników z tytoniem sa dostrzegalnie nizsze niz wartosci dla samego tytoniu. Drugi, ze uzycie kombinacji materialu spalajacego sie i materialu wypelniajacego prowadzi do otrzymania wartosci niz¬ szych od tych, które otrzymuje sie przy zastosowaniu powyzszych materialów oddzielnie w mieszankach tyto¬ niowych. W rzeczywistosci, na podstawie powyzszych danych mozna stwierdzic, ze zastosowanie wylacznie materialu wypelniajacego powoduje na ogól otrzymanie wyzszych wartosci dla gazowej fazy organicznej. Trzeci, ze dane liczbowe z tablicy V wskazuja na to, iz przez uzycie filmu i tytoniowej krajanki w stanie fizycznej mieszanki (E) otrzymuje sie nizsze wartosci dla smoly niz te, które otrzymuje sie gdy tyton jest wlaczany do skladu filmu (F).Przyklad VI. Syntetyczna kompozycje, podobna do opisanej w przykladzie V, przygotowano przez zmieszanie 14 czesci karboksymetylocelulozy (D.S = 0,7) z 14 czesciami wapienia dolomitowego i 10 czesciami tlenku magnezu. Kompozycja ta wykazywala bardzo pozadane wlasnosci tlenia sie i wytwarzala produkty spalania porównywalne z tymi, które wykazywaly syntetyczne kompozycje z przykladu V.8 89675 Przyklad VII. Dalsze odpowiednie mieszanki przygotowywane byly przez wprowadzenie ekstraktu tytoniowego do skladu filmu utworzonego przez mieszanie nastepujacych skladników: 0,2 zywica guar 2,5g CMC 3,0 g tlenek magnezu 1,0 g papka celulozowa kropli Germitolu (czynnik zwilzajacy) Zastosowany ekstrakt tytoniowy stanowil alkoholowy ekstrakt z lisci tytoniu. Przy wykorzystaniu 3,0 g tego ekstraktu, material w postaci pelnego papierosa wykazywal liczbe pociagniec 8 w 60 sekundowym cyklu i dostarczal dym o wysoce zadawalajacym smaku i zapachu. Gdy uzyto jedynie 1,5 g ekstraktu liczba pociagniec wzrosla do 9,5 w cyklu 60 sekundowym.Zadowalajace produkty otrzymano równiez gdy mieszanki te byly mieszane z równa iloscia tytoniu.Przyklad VIII. Inna mieszanke przygotowano przez wlaczenie 1,75 czesci ekstraktu z przykladu VII w sklad filmu przygotowanego z nastepujacych skladników: ,0 czesci soli sowodwej karboksymetylocelulozy 0,4 czesci zywicy guar ,0 czesci papki celulozowej 1,2 czesci zelu krzemionkowego (100/325 mesh) Przygotowana kompozycje rozdrobniono i mieszano z tytoniem w stosunku 50/50 w celu otrzymania ostateczne¬ go produktu.Przyklad IX. Odpowiedni material zastepczy przygotowano przez uformowanie, w uprzednio opisa¬ ny sposób, filmu zawierajacego nastepujace skladniki: Material Karboksymetyloceluloza Wapien dolomitowy Ziemia okrzemkowa Wegiel Czynnik zwilzajacy Gliceryna Zywica wytrzymala w stanie mok Barwnik spozywczy Czesci 12 12 0,4 0,6 0,6 rym 1,2 0,18 Dodano % 33 33 28 1,1 1,7 1,7 ' ¦•,,'0*33...'- 0,50 Dane liczbowe zebrano równiez w sposób uprzednio opisany i otrzymano nastepujace wyniki: 1 t Ciciar papierosa w gramach 1 Sredni spadek cisnienia w papierosie w mm wody (zakres) 1 Ilosc pociagniec Wilgotna substancja o budowie makro- 1 czasteczkowej mg/papieros 1 Sucha substancja o budowie makro- 1 czasteczkowej mg/papieros 1 Ilosc wydzielonej nikotyny mg/papieros 1 Ilosc wydzielonego cyjanku w IpgHCN/papieros Ilosc wydzielanego benzo(a)pirenu /Ig/100 papierosów Tlenek wegla w dymie % objetosciowy Alkohol metylowy jUg/pociagniecie Acetaldehyd, jUg/pociagniecie Acetonitryl, |Ug/pociagniecie Akroleina, pg/pociagniecie Furan, //g/pociagniecie 1 Aldehyd propionowy, /ig/pociagniecie Aceton, /ig/pociagniecie 1 Nitryl kwasu propionowego pg/pociagniccie 1 Aldehyd izomuslowy, /Kg/pociagniecie Benzen, jUg/pociagniecie 100% material syntetyczny 1,20 ±0,3 4L (38-45) 7,3 2,8 U 0,01 1,4 1,2 1,5 1,4 41,5 0,7 3,2 0,7 2,9 14,3 0,0 0,4 1.5 100% tyton 1,20 ±0,3 63(54-72) 9,6 28,0 24,7 1,52 216 2,8 3,6 22 52,8 ,0 4,9 1,9 4,2 28,0 2,8 2,6 ,689 675 9 Badania nad srodkiem wedlug wynalazku wykazaly, iz maksymalna wielkosc czastek w aerozolu dymu, otrzymywanym podczas spalania tych materialów, waha sie od okolo 0,1 do 0,2 mikrona. Wielkosc maksymalna czastek w dymie tytoniowym wynosi dla porównania od okolo 0,2 do 0,3 mikrona. Biorac pod uwage te róznice w wielkosci czastek, optymalne oddzielenie ich za pomoca filtrowania moze byc osiagniete przez zastosowanie filtru dostosowanego do usuwania ze strumienia dymu czastek posiadajacych wyzej przytoczona maksymalna wielkosc. Zauwazono równiez, ze dym otrzymany w wyniku spalenia srodka wedlud wynalazku zawiera tylko okolo 100 milionów czastek w cm3 w porównaniu do okolo 1 biliona czastek w cm3 dymu tytoniowego.Powyzsze dane dotyczace zarówno materialów jak i kompozycji do palenia, wykazuja szczególne korzysci polegajace na obnizeniu zawartosci znanych lub przypuszczalnych substancji szkodliwych w dymie papieroso¬ wym.Podczas, gdy niektóre badania, szczególnie Surgeon General'a Report Public Health Service Publication No. 1103 wskazuja na przydatnosc stosowania srodka wedlug wynalazku jako ewentualnych srodków mogacych spowodowac zmiejszenie rozmiarów powstawania pewnych form raka, zwiazanych z paleniem papierosów, to nalezy podkreslic, ze nie istnieje podobny stopien pewnosci co do powiazania takiego dzialania z powstawaniem innych, prawdopodobnie równiez zwiazanych z paleniem papierosów, chorób, takich jak rozedma, choroba serca itd.Chociaz srodek wedlug wynalazku znajduje zastosowanie w wyrobie papierosów, to jednak jest oczywiste, ze sa one takze calkowicie odpowiednie do uzycia w cygarach, tytoniu fajkowym itd. Kompozycje te moga byc równiez wykorzystywane do sporzadzania papierosów z uzyciem bibulki papierosowej. Oczywiste równiez jest to, ze czesc opisanego materialu do palenia moze byc zastapiona innymi znanymi materialami do palenia, celem otrzymania produktu odpowiedniego do palenia.Mozliwe jest wprowadzanie licznych modyfikacji i odmian wynalazku, bez odbiegania od jego istoty i za¬ kresu. PL

Claims (13)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Srodek do palenia skladajacy sie z namiastki tytoniu i ewentualnie tytoniu, znamienny tym, ze sklada sie z namiastki tytoniu stanowiacej mieszanine jednorodnego wypelniacza i materialu spalajacego sie stanowiacego skrobie, pochodne skrobi i celulozy wlaczajac sole tych pochodnych celulozowych posiadajace powtarzajaca sie jednostke o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym R oznacza atom wodoru, nizsza grupe alkilowa, nizsza grupe hydroksyalkilowa, grupe o wzorze Ri COOM w której Ri oznacza nizsza grupe alkilowa a M oznacza atom wodoru lub nietoksyczny kation pod warunkiem, ze 0,2 do 3,0 grup R róznych powtarzajacych sie jednostek jest róznych od atomu wodoru, przy czym stosunek wagowy materialu spalajacego sie do wypelniacza wynosi 15:85 do 85:15, stosunek wagowy tytoniu do materialu spalajacego sie wraz z wypel¬ niaczem wynosi 0:100 do 95:5 a zawartosc we,wntualnych skladników takich jak srodki sieciujace wynosi do 5% w stosunku do calkowitego ciezaru srodka do palenia, srodki zapachowe do 5% w stosunku do calkowitego ciezaru, srodki barwiace do 5% i srodki nawilzajace do palenia 10% w stosunku do calkowitego ciezaru srodka do palenia.
2. 2. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera tyton przy czym stosunek wagowy tytoniu do materialu spalajacego sie wraz z jednorodnym wypelniaczem wynosi 95:5-25:75.
3. 3. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera material spalajacy sie w postaci ciaglego filmu ze zdyspergowanym w nim wypelniaczem.
4. 4. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze jako spalajacy sie material zawiera karboksymety- loceluloze, hydroksyetyloceluloze, metyloceluloze lub ich mieszaniny.
5. 5. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako jednorodny wypelniacz zawiera ziemie o- krzemkowa, dwutlenek tytanu, zeolit, wapien dolomitowy, weglan wapniowy, weglan glinu, weglan zelaza, weglan magnezu lub inne zwiazki magnezu lub mieszanine tych zwiazków.
6. 6. srodek wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera jednorodny wypelniacz o srednich wy¬ miarach 0,2 mikrona - 1,0 milimetra.
7. 7. Srodek, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera material spalajacy sie znajdujacy sie w stanie przereagowanym z czynnikiem sieciujacym, w celu zmniejszenia jego wrazliwosci na wode.
8. 8. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera jednorodny wypelniacz o wspólczynniku przewodnictwa cieplnego co najmniej 60x10'3 kalorii cm/sek °C cm2 w temperaturze 800°C i przy 0% porowa¬ tosci. ,10 89675
9. 9. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny t y m, ze zawiera tyton w postaci krajanki w mieszance z filmem zawierajacym material spalajacy sie i jednorodny wypelniacz.
10. 10. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera tyton, material spalajacy sie i jednorodny wypelniacz polaczone w formie filmu.
11. 11. Srodek wedlug zastrz. 3, z n a m i e n n y t y m, ze material spalajacy sie stanowi rozdrobniony film z karboksymetylocelulozy a jednorodny wypelniacz zdyspergowany jest w filmie przy czym stosunek wagowy karboksymetylocelulozy do jednorodnego wypelniacza w granicach 25:75 75:25.
12. 12. Srodek wedlug zastrz. 11,znamienny tym, ze jako wypelniacz zawiera co najmniej jeden zwia¬ zek magnezu taki jak tlenek, wodorotlenek, weglan lub krzemian.
13. 13. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny t y m, ze sklada sie z wyrazonych w przyblizonych stosun¬ kach substancji takich jak karboksymetyloceluloza 12, wapien dolomitowy 12, ziemia okrzemkowa 10, wegiel 0,4, czynnik zwilzajacy 0,6, gliceryna 0,6, zywica wytrzymala w stanie mokrym 1,2, barwniki spozywcze 0,18, przy czym film posiada grubosc 3-10 milimetrów. • CH9 \ z C 0R HV/XH — C \0R H v C-0 c — c \ 0FLJ .._l Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl PL