SE446586B - Sett att avsetta palladium pa roktobak - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 446 586 2 Följaktligen är det ett syfte med föreliggande uppfinning att anvisa ett förbättrat sätt att tillverka röktobakskompositioner som innehåller palladium.

Ett annat syfte med uppfinningen är att anvisa ett effektivare sätt att avsätta palladium på röktobak.

Ytterligare ett syfte med' uppfinningen är att anvisa ett sätt att förbättra stabiliteten hos vattenhaltiga dispersioner, som innefattar men som inte är begränsade till tobaksöverdragssystem, av palladium och dess olika salter.

Mer speciellt är ett syfte med uppfinningen att anvisa ett sätt att förbättra stabiliteten hos dispersioner av metalliskt palladium i konventionella tobaksöverdragníngssystem; Polysackaridgummiarter lämpliga att använda vid utövandet av förelig- gande uppfinningen är naturliga, genomskinliga, amorfa massor som utsöndras av träd och andra växter. Belysande för dessa naturliga gummiarter är guar, agar, algin, karaya, guajak, ghatti, dragant och gummi arabicum samt blandningar därav. Andra lämpliga polysackaridmaterial innefattar lägre alkyl- och hydroxi- lägre alkyleter- och esterderivat av cellulosa och dess alkalimetallsalter, såsom metylcellulosa, hydroxialkylcellulosa och natriumkarboximetylcellulosa. Före- trädesvis är polysackaridmaterialet ett naturligt gummi, särskilt dragantgummi.

De polysackaridmaterial som är avsedda att användas vid föreliggande uppfinning används i koncentrationer pâ från ca 0,10 till ca 1,0 vikt-96, företrädesvis från ca 0,2 till ca 0,6 vikt-% av det på tobaken anbringade överdraget. Detta är ekvivalent med en koncentration på ca 0,005 till ca 0,1 _vikt-96 av polysackaridmaterialet på den överdragna tobaken. Även om föreliggande uppfinning kan användas vid tillverkning av varje tobakskompositon, som har från 0,001 till ca l vikt-'äê palladium avsatt på densamma, har den funnit speciell användbarhet vid användning för framställning av sådana tobakskompositoner och metoder som beskrivs i US-PS 4.055.191 (Vello Norman and Herman G. Bryant) och SE-PS 8004043-9 med samma inläm- ningsdatum som föreliggande ansökan. _ Föreliggande uppfinning kan tillämpas på varje konventionellt vatten- haltigt överdragningssystem, som används för att applicera fuktmedel, binde- medel, smaksättningsmedel och alla andra tillsatser på tobaken. Överdragnings- systemet med dess olika tillsatser appliceras normalt på tobaken i en blandnings- cylinder vid förhöjda temperaturer. Blandningarna av tobak och överdrags- material slås sedan samman, pressas ochskärs, varefter de torkas till den önskade fukthalten. Denna slutliga tobaksprodukt vid en ekvilibrerad fuktnivå är vad som förstås med "överdragen tobak" såsom det används här. Företrädesvis bör överdragningssystemet inte innehålla någon tillsats som stör interaktionen mellan lO 15 20 25 30 35 446 586 3 _ palladiumföreningen och det reduktionsmedel som används för att bilda det "olösliga palladium" som definieras nedan. Uppfinningen har funnit speciell användbarhet i sådana fall där mängden "olösligt palladium" i överdraget är större än 50 vikt-96 av totalmängden palladium i överdraget. Även om vilken noggrann metod som helst för bestämning av palladiummängden kan användas har förfarandet enligt O. Menis och T.C. Rains, "Colorimetric Determination of Palladium with Alpha-Furildioxime", Anal. Chem., 27, 1932-30 (1955), befunnits vara lämpligt för bestämning av "totalt" och "olösligt" palladium.

Palladiumet kan införlivas i de vattenhaltiga överdragssystemen för applicering på tobaken i finfördelad metallisk form, t.ex. palladiumsvart, och/eller i form av ett salt som kan sönderdelas in situ, företrädesvis genom värme, till rnetalliskt palladium. Vattenlösliga palladiumsalter är föredragna, eftersom de är lättlösliga i överdragssystemet och mer homogent införlivas i och fördelas över hela tobakskompositionen. Belysande exempel på lämpliga palla- diumsalter innefattar enkla salter, såsom palladiumnitrat, palladiumhalogenider, såsom palladiumklorid, (Pd(NH3)2Cl2), och palladatsalter, särskilt ammoniumsalter såsom ammonium- tetraklorpalladat och ammoniumhexaklorpalladat. En form av palladium som har visat sig vara särskilt effektiv i kombination med tobak för att ge rökkompositio- nen enligt uppfinningen är ammoniumhexaklorpalladat, (NH4)2PdCl¿ (Research diamminkomplex, såsom palladiumdiklordiammin Organic-InorganicChemicals Corp.), 99,596 ren.

Det palladium som tillsätts till överdragssystemet är i tillräckliga mängder för att ge en koncentration av metalliskt palladium på den slutliga överdragna tobaken på mellan 0,001 och ca l vikt-%, företrädesvis 0,01 till ca 0,1 vikt-96 av den överdragna tobaken.

En annan utföringsform av föreliggande uppfinning avser avsättning på tobak av palladium i kombination med en oorganisk förening som genererar kvävemonoxid. Belysande för kvävemonoxidföreningar som sätts till överdrags- systemet med palladium i enlighet med föreliggande uppfinning är nitratsalterna av metaller i grupp la, Ib, IIa, Ilb, Illa, Illb, IVa, lVb, Va, Vb och övergångs- metallerna i det periodiska systemet. Det speciella nitratsalt som väljs för användning vid utövandet av föreliggande uppfinning är ett sådant som anses vara icke-toxiskt, när det föreligger i rökkompositonerna enligt föreliggande uppfin- ning.

Belysande för de olika nitratsalter som, ur toxisk synpunkt, är lämpliga att använda vid utövandet av föreliggande uppfinning är nitraterna av litium, natrium, kalium, rubidium, cesium, magnesium, kalcium, strontium, yttrium, lantan, cerium, neodym, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, lO 15 20 25 30 35 446 586 a erbium, skandium, mangan, järn, rodium, palladium, koppar, zink, aluminium, _gallium, tenn, vismut, hydrat därav och blandningar därav. Företrädesvis är nitratsaltet ett alkali- eller jordalkalimetallnitrat. Nitratet väljs speciellt ur gruppen kalcium, magnesium och zink, varvid magnesiumnitrat är det mest föredragna saltet. Ett magnesiumnitrat som varit speciellt effektivt i kombina- tion med palladium och tobak för att ge rökkompositionen enligt föreliggande uppfinning är Mg(NO3)2.6l-l2O (A.C.S. kvalitet) som (på viktbasis) innehåller mindre än ca 0,0005% kloridjon, 0,00596 järn och 0,000l+96 tungmetaller (beräknat som bly).

Den önskade nitratkoncentrationen i tobakskompositionen kan även uppnås genom användning av röktobak, som naturligt innehåller relativt höga koncentrationer nitrat i tobaken. Belysande för tobakssorter, som -har hög koncentration nativt nitrat och som är användbara vid utförande av föreliggande uppfinning är de olika burley-tobakssorterna, såsom de som härrör från Tyskland, Japan och USA, vissa turkiska tobakssorter, såsom de som härrör från Sovjetunionen och Bulgarien, Maryland-tobak, och blandningar därav med eller utan de olika kvaliteterna av ljusa tobakssorter.

Ett annat sätt att öka den nativa nitrathalten i tobaksblandningen inbegriper användning av de bearbetade nedre utskottspartierna hos tobaksplan- tan. Exempelvis skulle ökande halt av burley-tobaksstammar i slutblandningen resultera i en ökning av den nativa nitrathalten i blandningen.

En förteckning över de olika tobakssorterna och deras nativa nitrathalt kan återfinnas i "Tobacco and Tobacco Smoke Studies in Experimental Carcino- genesis" av Ernest L. Wynder och Dieïtrich Hoffman, Academic Press 1967, sid. 453-458.

Vid utövandet av föreliggande uppfinning är andelen nitrat som sätts till överdragssystemet eller som naturligt förekommer i tobaken en tillräcklig mängd för att ge en' koncentration under 0,8 vikt-96 och företrädesvis i området från ca 0,25 till ca 0,75 vikt-96, räknat som nativt eller tillsatt nitratkväve, av den totala tobaken eller tobaksblandningen. Det är föredraget att arbeta i omrâdet från ca 0,50 till ca 0,80% totalt nitratkväve, antingen i form av tillsatt nitratsalt eller nativt -i tobaken; Samma koncentrationer gäller när föreningen som bildar den oorganiska kvävemonooxíden är ett oorganiskt nitritsalt.

Dessutom avser föreliggande uppfinning användning av ett tillsatt _ oorganiskt nitrat- eller nitritsalt, eller naturligt förekommande nativt nitrat, eller blandningar därav i kombination med palladium i en tobakskomposition.

I sådana fall, där hela eller den dominerande delen av nitratkomponen- ten i tobakskompositionerna enligt uppfinningen är naturligt förekommande i 10 l5 20 25 30 35 446 586 5 tobakssorterna, dvs. nativt nitrat, har man funnit att tillsats av ett vattenlösligt magnesiumsalt kan vara önskvärt. Magnesiumsaltet kan vara oorganiskt eller organiskt, förutsatt att det inte är toxiskt. Belysande för dessa salter är magnesiumoxalat, magnesiumcitrat, magnesiumklorid, etc. Magnesiumet tillsätts i tillräckliga mängder för att justera koncentrationen av magnesium i den slutliga tobaksblandningen till ett omrâde på från ca 0,5 till ca 1,0 vikt-96.

I sådana fall där palladiumutgångsmaterialet är ett vattenlösligt palladiumsalt, har det befunnits önskvärt att applicera palladiumet och dess bärarmedium efter det att "lösligt palladium" i bärarmediet reducerats till inte mer än 596 av den totala palladiummängden. Bärarmediet är i de flesta fall överdragsblandningen. Insolubiliseringen av palladiumet i ett vattenhaltigt medium uppnås genom tillsats av ett reducerande medel med förmåga att reducera de lösliga palladiumjonerna till "olösligt palladium". Denna insolubili- sering av palladiumet uppnås bäst vid temperaturer från ca 50°C till ca 90°C i en lösning med ett pH-värde på inte mer än 3 och med användning av en sockerart och/eller en polyhydroxiförening som reducerande medel, såsom beskrivs i ovannämnda SE-PS 8004043-9. _ "Lösligt palladium" som det här används kan definieras som palladium i en vattenhaltig blandning, som uppträder i filtratet, när blandningen späds med vatten och filtreras genom ett membranfilter med porer på 0,145 u. Det palladium som kvarhålls på filtret definieras som "olösligt palladium". Den kemiska formen av detta "olösliga palladium" har till övervägande delen, om inte helt, befunnits vara metalliskt palladium. Den kemiska formen hos "lösligt palladium" anses väsentligen vara helt jonisk, baserat på tillgängliga bevis. Även om de exakta formerna hos lösligt och olösligt palladium inte slutgiltigt har fastställts, så är föreliggande uppfinning ämnad att utsträcka sig till "olösligt palladium" bildat på det beskrivna sättet, utan hänsyn till den exakta kemiska och fysikaliska formen hos palladiumet.

Föreliggande uppfinning är särskilt användbar i sådana överdragssystem, där det är önskvärt att ha höga-koncentrationer av olösligt palladium. lnsolubili- seringen- av palladium sker mycket långsamt vid rumstemperatur, och överdrivet långa tidsperioder krävs för att man ska uppnå praktisk omvandling av det lösliga palladiumet till olösligt palladium. För att man ska uppnå praktiska omvandlings- hastigheter upphettas följaktligen lösningen vid förhöjda temperaturer, varvid bildningshastigheten av olösligt palladium ökar med ökande temperatur. Allt- eftersom temperaturen ökar tenderar emellertid det olösliga palladiumet att bilda agglomerat av olösligt palladium, vilket ger svårigheter i att få homogen fördelning av metallen. Användningen av polysackaridmateríalen enligt uppfin- 10 15 446 586 s ningen hämmar bildningen av agglomerat av palladium och åstadkommer därigenom en mer homogen fördelning av palladiumet i överdragsblandningen.

De efterföljande exemplen är angivna för att illustrera vissa föredragna utföríngsformer och inte att begränsa uppfinningens omfattning. Överdragsberedningarna i de exempel som redovisas i den följande tabellen framställdes genom att man förblandade polysackaridmaterialet med glycero-len och sedan tillsatte de övriga överdragsingredíenserna under konstant omrörning. Magnesiumnitratet skall tillsättas före vattenlösningen av palladium- saltet, som är den sista ingrediens som skall tillsättas till överdragssystemet. Överdragsblandningen omrördes och upphettades vid 77°C i 5 timmar. Över- dragsblandningen avlägsnades sedan från värmekällan och lämnades ostörd med undantag av periodisk uttagning av prov om 0,2 ml på djup om 1,3 cm under överdragsblandningens yta. Dessa avlägsnade prov analyserades sedan med avseende på totalt palladium. Proven analyserades med avseende på totalt palladium genom Vägning av det uttagna provet och tillsats av 5 till 10 ml av en 1:1 volymblandning av salpeter- och perklorsyra och analys med avseende på palladium genom atomabsorptionsspektroskopi, och resultaten redovisas i den följande tabellen. Varje förfarande för noggrann mätning av palladiummängden i de erhållna proven kan användas. 446 586 7 TABELL Exemgel 1 _2_ Kontroll Överdràgssammansättning víkt-96 Glycerol 5,03 5,03 5,03 Invertsocker 25,53 25,53 25,53 Majssirap 6,91 6,91 6,91 Smakämne 5,32 5,32 5,32 Dragantgummi I 0 , 20 - - Natriumkarboxi- metylcellulosa - 0,20 - Mg(NO3)2.6H20 31,86 31,86 31,86 5 vikt-96-ig lösning av (Nl-ißzPdClu 0,94 0,94 0,94 H20 24,21 24,21 24,21 Stabilítet för Pd, vikt-96 i prov 0 tim. 0,424 0,420 0,428 0,5 tim. 0,445 0,408 0,405 1,0 tim. 0,432 0,370 0,382 17 tim. 0,430 0,165 0,042 72 tim. 0,431 0,159 0,039

Claims (10)

10 15 20. 25 30 446 586 PATENTKRAV

1. l. Sätt att avsätta palladíum på röktobak, kännetecknat avattman (a) sätter palladium till ett vattenhaltigt överdragssystem, som inne- håller från ca 0,25 till ca l,0 vikt-96 av åtminstone en polysackaricl- förening vald bland naturliga gummiarter och lägre alkyl-, hydroxi- lägre alkyl- och' lägre alkoxietrar och estrar av cellulosa, och (b) blandar det palladiumhaltiga överdragssystemet med tobak för att avsätta palladium därpå. '

2. Sätt enligt patentkravet l, _ k ä n n e t e c k n a t av att palladiumet föreligger i överdragssystemet i tillräckliga mängder för att ge en koncentration av från ca 0,001 till ca l vikt-96, företrädesvis från ca 0,01 till ca 0,10 vikt-96 palladium på den överdragna tobaken.

3.. Sätt enligt patentkravet I eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att palladiumet sätts till det vattenhaltiga överdrags- systemet i form av en vattenlöslig förening.

4. Sätt enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a t av att den lösliga palladiumföreningen är palladiumnitrat, palladiumklorid, palladiumdiklordiammin, 'ammoniumtetraklorpalladat och/eller ammoniumhexaklorpalladat.

5. Sätt enligt patentkravet 3 eller li, k ä n n e t e c k n a t av att överdragssystemet innehåller ett vattenlösligt oorganiskt nitratsalt i en tillräcklig koncentration för att ge från ca 0,25 till ca 0,75 víkt-96 nitratkväve på den överdragna tobaken.

6. Sätt enligt patentkravet 5, k ä n n- e t e c k n a t av att nitratsaltet är magnesiumnitrat.

7. Sätt enligt något av patentkraven 3 till 6, k ä n n e t e c k n a t av att överdragssystemet blandas med tobaken efter det att "lösligt palladium" reducerats till inte mer än 5 vikt-96 av totalt fpalladium i överdragssystemet.

8. ' 8. Sätt enligt något av patentkraven 1 till 7, k ä n n e t e c k n a t av att polysackaridföreningen är en naturlig gummiart vald 446 586 bland guar-, agar-, algin-, karaya-, guajak-, ghatti- och dragantgummi och gummi arabicum, företrädesvis dragantgummi.

9. Sätt enligt något av patentkraven 6 till 8, k ä n n e t e c k n a t av att polysackaridföreningen är en lägre alkyl- eller hydroxi-lägre alkyleter av cellulosa och dess alkalimetallsalter.

10. Sätt enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k n a t av att polysackaridföreningen är natriumkarboximetyl- cellulosa.