CH632909A5 - Zusatzmittel fuer rauchtabakprodukte und deren filterelemente, sowie verfahren zur herstellung eines solchen zusatzmittels. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Zusatzmittel für Rauchtabakprodukte und deren Filterelemente, das aus verschiedenen Metalloxiden und/oder Metalloxidhydraten mit grosser spezifischer Oberfläche besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zusatzmittels.
Beim Verbrennen von Tabak wird eine Vielzahl von Substanzen freigesetzt, von denen einige einen schädlichen Ein-fluss auf die Gesundheit des Rauchers ausüben oder ausüben können. Ein grosser Teil dieser Schadstoffe befindet sich in der sogenannten Partikelphase des Tabakrauchs, der ein Aerosol darstellt, und dann daraus als Kondensat - die übliche Bezeichnung dafür lautet Teer - abgeschieden werden. Aber auch in der Gasphase ist noch eine Reihe von Substanzen dieser Art anzutreffen.
Zur Verringerung der Schadstoffe im Tabakrauch hat man unterschiedliche Wege eingeschlagen, und neuerdings haben sich diese Bemühungen wegen des wachsenden Interesses an Gesundheitsfragen weltweit verstärkt.
Zum einen besteht die Möglichkeit, den für Rauchartikel verwendeten Tabak zu verändern, beispielsweise durch Auswahl geeigneter Tabaksorten oder durch spezielle Nachbehandlungsverfahren. Zum anderen wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, Tabakersatzstoffe zu entwik-keln. Diese zeichnen sich durch eine reduzierte Freisetzung von Schadstoffen, insbesondere Teer, beim Verbrennen aus und werden bereits als Beimischung zu Naturtabak eingesetzt. Auch lassen sich verschiedene Bestandteile durch Filtration des Tabakrauchs entfernen, indem man Filter aus z.B. Papier oder Cellulose-2,5-Acetat-Fäden einsetzt. Letztere, nämlich die Acetatfilter, haben sich wegen verschiedener Vorteile insbesondere bei Zigaretten allgemein durchgesetzt.
In weiteren bekannten Verfahren zur Verringerung der schädlichen Bestandteile des Tabakrauchs verwendet man Stoffe mit adsorbierender Wirkung, indem man sie dem Filter oder dem Tabak zusetzt. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Produkte mit grosser spezifischer Oberfläche: Aktivkohle, Kieselsäuregele, natürliche und künstliche Silikate der verschiedensten Art, desgleichen Ionenaustauscher und Molekularsiebe, ferner Metalloxide, -oxidhydrate und -hydroxide, hauptsächlich von Aluminium, Eisen und Magnesium, auch feinverteilte Getreidestärke und -mehl, Puderzucker.
Mehrere dieser Stoffe sind auch in Mischung mit anderen davon eingesetzt worden.
So beschreibt die deutsche Auslegeschrift 2 206 185 ein rauchbares Produkt, bestehend aus einer verschwelten Folie auf Cellulosebasis, die als Füllstoff Hydroxide, Oxide, Oxidhydrate von Aluminium und/oder Eisen und/oder Kieselsäure enthält.
Ähnliches geht aus der deutschen Offenlegungsschrift
2 262 829 hervor.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 274 946 ist die Herstellung von Tabakrauchfiltern bekannt, die z.B. eine Mischung aus Kieselerde und aktivierter Tonerde enthalten.
Ferner ist in der GB-PS 1 103 822 ein Tabakrauchfilter beschrieben, bestehend aus einem pulverförmigen oder granulierten Material, wie Aktivkohle, Silikagel, Aluminiumoxid usw. oder deren Mischungen.
Solches ist auch aus der GB-PS 1 104 993 und US-PS
3 313 306 bekannt, in denen u.a. Metalloxide, wie Aluminiumoxid, Eisenoxid usw. und deren Mischungen genannt werden.
Zusammenfassend ist daher zu sagen, dass es bekannt ist, Rauchtabakprodukten und deren Filtern verschiedene Metalloxide und/oder Metalloxidhydrate mit grosser spezifischer Oberfläche allein oder in Kombination miteinander zuzusetzen.
Diese bekannten Kombinationen von Metalloxiden und/ oder Metalloxidhydraten verhalten sich in ihren Eigenschaften wie z.B. in ihrem Aufnahmevermögen für schädliche Substanzen des Tabakrauchs so, wie es zu erwarten ist, nämlich additiv entsprechend den Mengen ihrer Einzelbestandteile.
Wenn man solche Kombinationen von Metalloxiden und/oder Metalloxidhydraten auf dem üblichen Weg, beispielsweise durch Verrühren, Schütteln u.dgl., aus den Komponenten herstellt, entsteht kein homogenes Gemenge. Diese Inhomogenität äussert sich beispielsweise in Zusammenballungen der Einzelteilchen und führt so zur Bildung von Klumpen. Diese Klumpenbildung der Metalloxid- und/oder Metalloxidhydrat-Teilchen bedingt eine schlechte Riesel-, Streu- und Fliessfahigkeit des Gemenges. Dies wiederum führt zu Schwierigkeiten, wenn man mehrere Metalloxide und/oder Metalloxidhydrate gemeinsam Rauchprodukten und deren Filterelementen zusetzen will, denn es entsteht dann eine ungleichmässige Verteilung des Zusatzes auf oder in den Grundmaterialien, aus denen diese Rauchtabakprodukte oder die Filterelemente hergestellt sind.
Das erfindungsgemässe Zusatzmittel weist die genannten Unzulänglichkeiten praktisch nicht mehr auf.
Das Zusatzmittel für Rauchtabakprodukte und deren Filterelemente gemäss dieser Erfindung ist im vorangehenden Patentanspruch 1 charakterisiert.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erfindungsgemässe Zusatzmittel dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Gemisch der Oxide und/oder Oxidhydrate von Aluminium und/oder Calcium und/oder Magnesium und/ oder Silicium und/oder Titan besteht.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des neuen Zusatzmittels ist im vorangehenden Patentanspruch 3 charakterisiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des genannten Verfahrens werden Oxide und/oder Oxidhydrate von Alumis
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3
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nium und/oder Calcium und/oder Magnesium und/oder Silicium und/oder Titan eingesetzt.
Die für die Zwecke der Erfindung eingesetzten hochdispersen Metalloxide und Metalloxidhydrate sind einmal durch Hochtemperaturzersetzung der Chloride erzeugte Aerogel-Pulver, wie pyrogenes Aluminiumoxid, Siliciumdioxid und Titandioxid, zum anderen durch Fällung von oder Kristallisation aus Salzlösungen und anschliessende Trock-nung/Dehydratisierung erzeugte Xerogel- oder Mikrokri-stall-Pulver, wie gefälltes Aluminiumoxid, -oxidhydrat, -hy-droxid, Calcium- und Magnesiumoxid, Silicium- und Titandioxid.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne jedoch den allgemeinen Erfindungsgedanken in irgendeiner Weise einzuschränken:
Beispiel 1
Zur Herstellung eines erfindungsgemässen Zusatzmittels wurde von folgenden Produkten ausgegangen:
a) Siliciumdioxid (Kieselsäure), gefällt, amorph, mittlere Grösse der Einzelteilchen 25 Mikrometer;
b) Aluminiumoxidhydrat (Aluminiumhydroxid), gefällt, kristallin (Gamma-Struktur), mittlere Grösse der Einzelteilchen 300 Nanometer (entsprechend dem in der deutschen Patentschrift 2 227 291 beschriebenen).
Diese zu mischenden Produkte wurden im Verhältnis 70 Gewichts-% Siliciumdioxid zu 30 Gewichts-% Aluminiumoxidhydrat'in die 5fache Gewichtsmenge einer Mischung aus 24 Volumenteilen Äthanol und 1 Volumenteil Wasser unter kräftigem Rühren eingetragen. Danach wurde für eine Dauer von drei Stunden weiter kräftig gerührt. Unter Weiterrühren wurde anschliessend die Suspension erwärmt, gleichzeitig mit einer Vakuumpumpe mehr und mehr Unterdruck erzeugt und dabei ständig getrocknete Luft durch den Ansatz gesaugt. In dieser Weise wurde bis zur vollständigen Entfernung der Flüssigkeit fortgefahren.
Das erhaltene Pulver wurde dann bei 20 °C und 60% relativer Luftfeuchtigkeit klimatisiert. Es fallt dabei in einer lockeren, sehr feinen Form an und zeigt flüssigkeitsähnliche Eigenschaften, nämlich leichte Beweglichkeit und dadurch gute Riesel-, Streu- und Fliessfähigkeit.
Die erhaltene, erfindungsgemässe Substanz aus Siliciumdioxid und Aluminiumoxidhydrat stellt ein hervorragendes Zusatzmittel für Tabakrauchprodukte und deren Filterelemente dar, wie die Tabellen 1 und 5 zeigen.
Beispiel 2
Zur Herstellung eines erfindungsgemässen Zusatzmittels wurde von folgenden Produkten ausgegangen:
a) Siliciumdioxid, wie in Beispiel 1;
b) Siliciumdioxid (Kieselsäure), pyrogen, amorph, mittlere Grösse der Einzelteilchen 12 Nanometer.
Diese zu mischenden Produkte wurden im Verhältnis 30 Gewichts-% Siliciumdioxid, gefallt, zu 70 Gewichts-% Siliciumdioxid, pyrogen, in die 3fache Gewichtsmenge flüssiger Luft unter kräftigem Rühren eingetragen.
Die weiteren Verfahrensschritte entsprachen denen des Beispiels 1, wobei die Verwendung der flüssigen Luft den Vorteil bietet, dass auf das Evakuieren und Hindurchsaugen von Luft verzichtet werden kann.
Es wurde ein Pulver erhalten, das vergleichbare, flüssigkeitsähnliche Eigenschaften zeigt, wie das nach Beispiel 1 hergestellte.
Dass die erhaltene, erfindungsgemässe Substanz aus gefälltem Siliciumdioxid und pyrogenem Siliciumdioxid ebenfalls ein ausgezeichnetes Zusatzmittel im Sinne der Erfindung ist, geht aus der Tabelle 4 hervor.
Zur Herstellung der erfindungsgemässen Zusatzmittel können auch andere als die beschriebenen Flüssigkeiten dienen, soweit sie keine Lösungsmittel-Eigenschaften für die eingesetzten Produkte besitzen.
Die anderen, für die Beispiele in den Tabellen verwendeten Ausgangsprodukte für die Herstellung des erfindungs-5 gemässen Zusatzmittels, wiesen folgende mittlere Grösse ihrer Einzelteilchen auf:
Titandioxid, pyrogen 30 Nanometer
Aluminiumoxid, pyrogen 20 Nanometer
Magnesiumoxid, calciniert 1 Mikrometer io Calciumoxid, calciniert 500 Nanometer
Aluminiumoxid, calciniert 3 Mikrometer
Das Zustandekommen der erfindungsgemässen Substanz als stabiles Addukt aus mehreren Metalloxiden und/oder Metalloxidhydraten könnte auf folgenden Mechanismen be-15 ruhen: Da die verwendeten Ausgangsprodukte Metallverbindungen sind, haben alle polaren Charakter, so dass die verschiedensten Wechselwirkungen zwischen ihren Oberflächen möglich sind, wie Komplexbildung der verschiedenen Metallionen, Wasserstoffbrücken-Bildung, partielle Salzbil-20 dung, Ionenaustauch; ferner elektrische/elektrostatische Einflüsse, die zur Abstossung/Anziehung der Partikel führen können (so trägt - beispielsweise nach Schütteln in einem Glasgefäss - pyrogene Kieselsäure eine negative Oberflächenladung, Fällungskieselsäure eine positive, pyrogenes Ti-25 tandioxid eine positive, kristallines Aluminiumhydroxid eine positive, durch Calcinieren aus Aluminiumhydroxid gewonnenes Aluminiumoxid eine negative, pyrogenes Aluminiumoxid keine und Magnesiumoxid ebenfalls keine Ladung). Welche Bildungsmechanismen tatsächlich wirksam sind, 30 lässt sich aus den bis jetzt vorhandenen Erkenntnissen nicht ableiten.
Das erfindungsgemässe Zusatzmittel kann Rauchprodukten und deren Filterelementen nach bekannten Verfahren zugesetzt werden.
35
So kann das Zusatzmittel auf die Oberfläche der Grundmaterialien, aus denen die Rauchtabakprodukte und die Filterelemente hergestellt sind, aufgebracht bzw. aufgepudert werden.
40 Entsprechende Verfahren dazu sind z. B. beschrieben in den österreichischen Patentschriften 318 456 und 208 278.
Ferner kann das Zusatzmittel in die Grundmaterialien, aus denen die Rauchtabakprodukte und die Filterelemente hergestellt sind, eingearbeitet oder eingesponnen werden, in 45 der Weise, wie es z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 109 919 bekannt ist.
In den Tabellen wird die Erfindung näher erläutert, wobei alle dort mitgeteilten Ergebnisse Mittelwerte aus Mehrfachbestimmungen darstellen.
so Die Tabellen 1 bis 2 zeigen Vergleichsversuche mit unterschiedlichen Tabaksorten und verschiedenen Zusätzen.
Der in Tabelle 1 erwähnte Kunsttabak ist in Anlehnung an die in der deutschen Offenlegungsschrift 1 900 491 angegebenen Methoden, insbesondere dort das Beispiel 9, herge-55 stellt, wobei die Art des Füllmaterials entsprechend den Angaben in der Tabelle 1 variiert wurde.
Der für die Tabellen 1 und 2 benutzte Naturtabak ist die Tabakmischung mit hellen und dunklen Tabaksorten einer käuflichen Zigarettentype; die anorganischen Zusätze wur-6o den homogen auf der Oberfläche des Tabaks verteilt. Die für die Tabelle 2 benutzten Zigaretten wurden filterlos aus einem so vorbehandelten Tabak in einer Länge von 70 mm hergestellt und nach übereinstimmendem Gewicht und Ziigwider-stand für die Abrauchung ausgewählt.
es Die in der Tabelle 1 mitgeteilten Pyrolyseresultate wurden unter definierten Bedingungen, nämlich bei 800 °C und einem Luftstrom von 17,5 ml/s erhalten. Die Kondensatniederschlagung im Rauch erfolgte an einem «Cambridge-
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4
Filter» nach Standard CORESTA (CENTRE DE COOPÉRATION POUR LES RECHERCHES SCIENTIFIQUES RELATIVES AU TABAC).
Die Abrauchung der Zigaretten nach Tabelle 2 erfolgte bis auf eine Stummellänge von 8 mm mit einer 30 Zigaretten fassenden Borgwaldt-Abrauchmaschine mit elektrostatischer Abscheidung des Kondensats aus dem Rauch.
Alle angegebenen Arbeitsschritte und Analysen wurden nach den entsprechenden CORESTA-Standardvorschriften vorgenommen.
Wie aus den Tabellen 1 und 2 deutlich hervorgeht, ist die aufgefundene Verminderung der schädlichen Bestandteile im Tabakrauch nicht die Folge einer besonders hohen oder besonders niedrigen spezifischen Oberfläche der eingebrachten Zusätze, sondern es ist stets der Einsatz der speziellen erfindungsgemässen Substanz, wodurch die weitaus besten Resultate erreicht werden; das gilt in gleicher Weise für Naturtabak, der das zugesetzte Material auf der Oberfläche trägt, wie für Kunsttabak, bei dem der Zusatz in die Masse eingearbeitet ist, auch wenn er im Gemisch mit Naturtabak vorliegt, wie die Tabelle 1 zeigt.
Die Tabellen 3 bis 8 zeigen Vergleichsversuche an Filterzigaretten mit verschiedenen Zusätzen zum Filter.
Für die Filterzigaretten wurde ein stets gleicher Naturtabakstrang verwendet, dessen Tabak der auch für die Tabellen 1 und 2 benutzten Tabakmischung mit hellen und dunklen Tabaksorten einer käuflichen Zigarettentype entsprach.
Die für die Filterzigaretten verwendeten Filter wiesen einen Zugwiderstand von 80 mm Wassersäule auf und hatten einen Durchmesser von 7,9 mm und eine Länge von 20 mm. Diese Filter waren hergestellt aus einem Kabel aus gekräuselten Cellulose-2,5-Acetatfaden mit einem Einzelfaden-titer von 2,1 Denier und Y-förmigem Fadenquerschnitt.
Die Gesamtlänge der für die Tabellen 3 bis 8 verwendeten Zigaretten betrug 85 mm.
Die Abrauchung der Zigaretten nach den Tabellen 3 bis 7 erfolgte bis auf eine Stummellänge von 28 mm (20 mm Filter und 8 mm Tabakrest) unter den bei Tabelle 2 angegebenen Bedingungen.
Abweichend davon sind die Resultate der Tabelle 8 mit einer nur 1 Zigarette fassenden Abrauchmaschine mit Kon-5 densatniederschlagung auf einem «Cambridge-Filter» gewonnen. Die sonstigen Rauchbedingungen erfolgten ebenfalls nach Standard CORESTA.
Die gesamte Gasphase des Tabakrauchs, definitionsge-mäss der das «Cambridge-Filter» passierende Tabakrauch-io anteil, wurde im Sammelzylinder der Rauchmaschine aufgefangen und dann gaschromatographisch analysiert.
Die für die gaschromatographische Trennung der Einzelsubstanzen verwendete Säule war 2 m lang und enthielt als Füllung von der Firma Varian bezogenes Porapak Q. i5 Alle Filter enthielten die anorganischen Zusätze in einer Menge von 3 Gewichts-% und gleichmässiger Verteilung auf der Oberfläche ihrer Grundmaterialien, den Celluloseacetat-faden.
Auch aus den Tabellen 3 bis 8 ist zu ersehen, dass die 20 Verminderung der schädlichen Bestandteile im Tabakrauch nicht auf eine besonders hohe oder besonders niedrige spezifische Oberfläche der eingebrachten Zusätze zurückzuführen ist, sondern es ist wiederum der Einsatz des erfindungsgemässen Zusatzmittels, wodurch die besten Ergebnisse er-25 reicht werden.
Ferner zeigt sich noch in der Tabelle 8, dass das besondere Zusatzmittel nach der vorliegenden Erfindung nicht nur den Kondensatgehalt im Rauch in überragender Weise vermindert, sondern es werden vor allem auch polare Bestand-30 teile der organischen Gasphase des Tabakrauchs, beispielhaft seien hier Acetaldehyd, Acetonitril und Acrolein genannt, unvorhersehbar stark herabgesetzt.
Anstelle des verwendeten Aluminiumoxidhydrats kann ohne Nachteil auch Aluminiumoxidmonohydrat (ALOOH, 35 Böhmit), kristallin (Gamma-Struktur), mit einer mittleren Grösse der Einzelteilchen von 100 Nanometer eingesetzt werden. Gleiches gilt, wenn man das beschriebene Calcium-oxid durch Titandioxid, gefallt, kristallin (Anatasmodifika-tion) mit einer mittleren Grösse der Einzelteilchen von 300 40 Nanometer ersetzt.
Tabelle I Pyrolyse-Resultate von Rauchtabak mit anorganischen Zusätzen
Zusatz
(alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)
Schüttgewicht
(8/1)
spezifische Oberfläche
(m2/g)
Wasserdampfaufnahme (Gew.-%) bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit und 20 "C
I. II.
Naturtabak Mischungen im
Gewichtsverhältnis 1:1 aus Naturtabak und Kunsttabak*
Teer
(mg/g pyrolysierbare Substanz)
ohne (als Vergleich) 198
a) MgC03 28,2 147 122 CaC03 28,2
Diatomeenerde 43,6
b) Aluminiumoxidhydrat (Aluminiumhydroxid), gefällt; kristallin
(Gamma-Struktur)
315
8
1,0
120
Siliciumdioxid (Kieselsäure), gefällt;
amorph
88
667
25,8
102
erfindungsgemässes Gemisch aus b)
und c) 50:50
237
275
4,9
80
erfindungsgemässes Gemisch aus b)
und c) 30:70
198
425
7,5
58
* Der Kunsttabak besteht aus 25,1 Gew.-% Carboxymethylcellulose, 9,1 Gew.-% Knochenleim, 1,4 Gew.-% Glyzerin, 0,6 Gew.-% Knochenkohle und 63,8 Gew.-% anorganischem Zusatz.
5
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Tabelle 2
Abrauch-Resultate von Zigaretten (ohne Filter) aus Naturtabak mit anorganischen Zusätzen von 10 Gewichtsprozent
Zusatz
(alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)
Kondensat (feucht) im Rauch
Wasser Teer im Kondensat
alle Werte in mg/Zigarette
Nikotin Phenol im Teer ohne (als Vergleich)
a) Aluminiumoxidhydrat entsprechend Tabelle 1, b)
b) Siliciumdioxid entsprechend Tabelle 1, c)
c) erfindungsgemässes Gemisch aus a) und b) 50:50
31,7
5,4
26,3
1,60
0,169
21,4
3,6
17,8
1,08
0,169
21,7
3,6
18,1
1,14
0,142
16,8
5,0
11,8
0,74
0,080
Tabelle 3
Abrauch-Resultate von Filterzigaretten mit anorganischen Zusätzen von 3 Gewichtsprozent zum Filter
Zusatz: pyrogene Metalloxide
(alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)
Filterwirksamkeit
Schüttgewicht
(g/D
spezifische Oberfläche (m2/g)
Wasserdampf-Aufnahme (Gew.-%) bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit und 20 °C
Nikotin-
Retention (%)
Teer-
Retention
(%)
ohne (als Vergleich)
1. Titandioxid, pyrogen; kristallin (teilweise Rutil-, überwiegend Anatasmodifikation 88
2. Siliciumdioxid (Kieselsäure),
pyrogen; amorph 40
3. erfindungsgemässes Gemisch aus 1.
und 2. 70:30 91
4. erfindungsgemässes Gemisch aus 1.
und 2. 30:70 64
5. Aluminiumoxid, pyrogen; kristallin (wenig Delta-, überwiegend Gamma-Struktur) 60
6. erfindungsgemässes Gemisch aus 2.
und 5. 50:50 62
7. dito 70:30 62
8. dito 84:16 59
53 252 96 312
103
153 163 184
1.4
1.5
1.6 1,9
3,5
4,3 7,5 12,5
49
57
67 56
68
62
64 67 72
50
57 62 57 64
64
65
66 69
Tabelle 4
Abrauch-Resultate von Filterzigaretten mit anorganischen Zusätzen von 3 Gewichtsprozent zum Filter
Zusatz: pyrogene und gefällte Metalloxide (alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)
Schüttgewicht (g/ö
spezifische Oberfläche (m2/g)
Wasserdampf-Aufnahme (Gew.-%) bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit und 20 °C
Filterwirksamkeit
Nikotin-
Retention (%)
Teer-Retention (%)
ohne (als Vergleich)
2. entsprechend Tabelle 3, 2. 40
9. Siliciumdioxid (Kieselsäure),
gefällt; amorph 95
10. erfindungsgemässes Gemisch aus
2. und 9. 30:70 104
11. dito 50:50 79
12. dito 70:30 70
13. Aluminiumoxidhydrat (Aluminiumhydroxid), gefallt; kristallin (Gamma-Struktur) 315
14. erfindungsgemässes Gemisch aus
2. und 13. 30:70 164
15. dito 50:50 100
16. dito 80:20 68
252
455
312 288 246
49 106 176
1,5
22,5
6,7 5,5 4,4
1,0
1.7
1.8 1,7
49 67
52
63 66 69
56
62 64 71
50
62
51
60 60
63
57
61
62 66
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Tabelle 5
Abrauch-Resultate von Filterzigaretten mit anorganischen Zusätzen von 3 Gewichtsprozent zum Filter
Zusatz: gefällte Metalloxide
Filterwirksamkeit
(alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)
Schütt spezifische
Wasserdampf-
Nikotin-
Teer-
gewicht
Oberfläche
Aufnahme (Gew.-%)
Retention
Retention
(g/1)
(m2/g)
bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit und 20 "C
(%)
(%)
ohne (als Vergleich)
49
50
9. entsprechend Tabelle 4, 9.
95
455
22,5
52
51
13. entsprechend Tabelle 4,13.
315
8
1,0
56
57
17. erfindungsgemässes Gemisch aus
9. und 13. 70:30
198
275
3,5
60
58
18. dito 84:16
108
420
4,4
64
59
19. dito 80:20
113
405
3,6
65
61
Tabelle 6
Abrauch-Resultate von Filterzigaretten mit anorganischen Zusätzen von 3 Gewichtsprozent zum Filter
Zusatz: gafallte und calcinierte Metalloxide
Filterwirksamkeit
(alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)
Schüttgewicht (g/1)
spezifische Oberfläche (m2/g)
Wasserdampf-Aufnahme (Gew.-%) bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit und 20 "C
Nikotin-Retention (%)
Teer-
Retention
(%)
ohne (als Vergleich)
49
50
9. entsprechend Tabelle 4,9.
95
455
22,5
52
51
20. Magnesiumoxid, calciniert;
kristallin (kubisch)
303
34
10,5
52
53
21. erfindungsgemässes Gemisch aus
9. und 20. 70:30
435
308
18,4
62
58
22. Calciumoxid, calciniert; kristallin
(kubisch)
455
3,5
39,4
51
54
23. erfindungsgemässes Gemisch aus
9. und 22. 80:20
90
324
6,6
62
62
Tabelle 7
Abrauch-Resultate von Filterzigaretten mit anorganischen Zusätzen von 3 Gewichtsprozent zum Filter
Zusatz: calcinierte Metalloxide
(alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)
Schüttgewicht (B/1)
spezifische Oberfläche (m2/g)
Wasserdampf-Aufnahme (Gew.-%) bei 60% relativer Luftfeuchtigkeit und 20 °C
Filterwirksamkeit
Nikotin- Teer-
Retention Retention (%) (%)
ohne (als Vergleich)
20. entsprechend Tabelle 6,20. 303
24. Aluminiumoxid, calciniert; kristallin (Gamma-Struktur) 354
25. erfindungsgemässes Gemisch aus
20. und 24. 30:70 208
34 215 231
10,5 8,0 10,9
49 52
51
57
50 53
51 60
632 909
Tabelle 8
Abrauch-Resultate von Filterzigaretten mit anorganischen Zusätzen von 3 Gewichtsprozent zum Filter
Zusatz
(alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)
Filterwirksamkeit
Partikelphase Gasphase
Nikotin- Teer- Acetaldehyd- Acetonitril- Acrolein-
Retention Retention Retention Retention Retention
(%) (%) (%) (%) (%)
ohne (als Vergleich) 49
pyrogene Metalloxide:
Siliciumdioxid, pyrogen, entsprechend Tabelle 3,2. 67
Aluminiumoxid, pyrogen, entsprechend Tabelle 3, 5. 62
erfindungsgemässes Gemisch aus 2. und 5. 84:16 entsprechend Tabelle 3,8. 72
pyrogene und gefällte Metalloxide:
Siliciumdioxid, pyrogen, entsprechend Tabelle 3,2. 67
Aluminiumoxidhydrat, gefällt,
entsprechend T abelle 4,13. 56
erfindungsgemässes Gemisch aus 2. und 13. 80:20 entsprechend Tabelle 4, 16. 71 gefällte Metalloxide:
Siliciumdioxid, gefällt, entsprechend Tabelle 4,9. 52
Aluminiumoxidhydrat, gefallt,
entsprechend Tabelle 4,13. 56
erfindungsgemässes Gemisch aus 9. und 13. 80:20 entsprechend Tabelle 5,19. 65
50
62 64 69
62 57 66
51 57 61
4 1
20
4 0
21
6 0 15
0 0 32
0 4 23
15 4 22
0
1
22
0 0 25
25 0
23
Nachdem die Wirkung der einzelnen Metalloxide, -oxid-hydrate und der erfindungsgemässen Gemische bekannt ist, ist es naheliegend, solche Gemische auch miteinander und/ oder mit anderen Einzelkomponenten im Sinne der Erfindung zu kombinieren.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind insbesondere darin zu sehen, dass die Kombination von geeigneten hochdispersen Metalloxiden und/oder Metalloxidhydraten in der erfindungsgemässen
Weise zu einem Zusatzmittel für Rauchtabakprodukte und 35 deren Filterelemente führt, welches besser zu handhaben ist, wodurch eine gleichmässigere Verteilung auf oder in den Grundmaterialien der Rauchtabakprodukte und der Filter möglich wird.
Dabei zeigt das erfindungsgemässe Zusatzmittel über-40 ragende Eigenschaften zur Verminderung schädlicher Bestandteile des Tabakrauchs.
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Claims (4)
1. Zusatzmittel für Rauchtabakprodukte und deren Filterelemente, das aus verschiedenen Metalloxiden und/oder Metalloxidhydraten mit grosser spezifischer Oberfläche besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel aus einem innigen Gemisch von hochdispersen Metalloxiden und/ oder Metalloxidhydraten besteht, dass dieses Gemisch ein fluides Verhalten aufweist, dass Schüttgewicht, Oberfläche, Fliessfähigkeit und/oder Aufnahmevermögen für Gase und für Dämpfe des Gemisches sich nicht additiv aus denen der Anteile seiner Mischungskomponenten zusammensetzt und dass das Aufnahmevermögen für schädliche Substanzen des Tabakrauchs gegenüber den Anteilen der Komponenten synergistisch verstärkt ist.
2. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Gemisch der Oxide und/oder Oxidhydrate von Aluminium und/oder Calcium und/oder Magnesium und/oder Silicium und/oder Titan besteht.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren zur Herstellung des Zusatzmittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene hochdisperse Metalloxide und/oder Metalloxidhydrate gemeinsam in eine grosse Menge einer intensiv bewegten, leichtsiedenden Flüssigkeit oder Flüssigkeitsmischung, die keine Lösungsmittel für die hochdispersen Metalloxide und/oder Metalloxidhydrate sind, eingetragen werden und anschliessend die Flüssigkeit oder Flüssigkeitsmischung vollständig entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Oxide und/oder Oxidhydrate von Aluminium und/oder Calcium und/oder Magnesium und/oder Silicium und/oder Titan verwendet werden.
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