DE2729759C2

DE2729759C2 - Rauchbare Produkte

Info

Publication number: DE2729759C2
Application number: DE2729759A
Authority: DE
Inventors: Theobald Dipl.-Chem. Dr. 4047 Dormagen Eicher; Friedemann Dipl.-Chem. Dr. 4040 Neuss Müller
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1985-05-30
Also published as: DE2729759A1; IT1105374B; DK299378A; SE7807372L; JPS6048155B2; FI782088A; NL7807037A; CA1097901A; FI64047C; JPS5414598A; BE868608A; IT7850094A0; GB2000427B; US4296762A; FR2395715B1; CH640112A5; FI64047B; FR2395715A1; GB2000427A

Description

enthalten, wobei die Feststoffe in Form einer Dispersion in der Lösung der Salze der ein- oder mehrbasischen Carbonsäuren eingesetzt worden sind.

2. Rauchbares Produkt gemäß Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Salzen um

Ammonium-, Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Eisen-, Aluminium-, Mangan- oder Zinksalze von Oxal-, Glykol-.

Wein- Citronen- oder Milchsäure oder deren Mischungen handelt.

3 Verfahren zur Herstellung der rauchbaren Produkte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das als rauchbares Produkt verwendbare, brennbare, vorgefertigte Material auf Cellulosebasis, das

gegebenenfalls in rauchbaren Produkten üblicherweise verwendete Füllstoffe enthält mit einer Dispersion

der Feststoffe, deren mittlerer Teilchendurchmesser kleiner als 2 μπι ist, in einer Lösung der Salze ein- oder

mehrbasischer Carbonsäuren tränkt, besprüht oder bestreicht

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teilchendurchmesser der Feststoffe 1,5 bis 0,01 μπι beträgt .

5. Verfahren gemäß Anspruch 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Konzentration der Salze oder deren Mischungen in den Salzlösungen 0,5 bis 15 Gewichts-% beträgt

6. Verfahren gemäß Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Konzentration der Salze oder deren Mischungen in den Salzlösungen 1 bis 5 Gewichts-% beträgt.

Die Erfindung betrifft verbesserte rauchbare Produkte auf Basis von Cellulose und verbrennungsmodifizierenden Substanzen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

In der GB-PS 9 09 699 werden wasserabsorbierende Substanzen, insbesondere aktiviertes Aluminiumhydroxid aktivierter Bauxit oder Aluminiumhydroxid beschrieben, die in Form von Pulvern in Mengen von mindestens 20 Gewichts-% Schnittabak oder rekonstituiertem Tabak zugesetzt, in rekonstituierte Tabakfolien eingearbeitet oder in Mengen von 5-10 Gewichts-% in zur Herstellung von Zigarettenpapier bestimmte Papiermassen eingearbeitet oder zum Beschichten von Zigarettenpapier verwendet werden. Diese wasserabsorbierenden Substanzen dienen dazu, in der Verbrennungszone Wasser freizusetzen und dadurch die Brenntemperatur des Rauchproduktes zu senken. Sie verbessern jedoch die organoleptischen Eigenschaften des Rauchproduktes nicht und tragen auch nicht zur Erhöhung des Füllvolumens des Tabaks bei. Nachteilig ist, daß durch den Zusatz der beschriebenen feintSüigen wasserabsorbierenden Substanzen die Verarbeitbarkeit der Tabakmischungen auf üblichen Zigarettenmaschinen erheblich erschwert wird, da die erforderlichen Gleiteigenschaften des vorgeformten Tabakstranges an Metallflächen und anderen verschlechtert werden.

Aus der DE-OS 22 62 829 sind rauchbare Produkte bekannt, die ein brennbares Material auf Cellulosebasis und Erdalkali- und/oder Mangan-(II)-Metall-(HI)-Chelatverbindungen, Ammoniak abspaltende Verbindungen. Oxidationsmittel, Füllstoffe, Binder, Tabakinhaltsstoffe und/oder weitere übliche Zusätze enthalten.

Die Rauchanalysen der in dieser DE-OS beschriebenen rauchbaren Produkte zeigen eine gegenüber Tabak deutliche Reduzierung physiologisch schädlicher Substanzen im Rauch bei einem teilweise befriedigenden Geschmackseindruck ohne cellulosische Schärfe und ohne unerwünschte Überlagerung der tabakspezifischen Aromakomponeiiten bei Abmischung mit verschiedenen Tabaken.

Als nachteilig hat sich jedoch erwiesen, daß bei diesen rauchbaren Produkten in Abmischungen mit Tabak ohne deutliche Verschlechterung der organoleptischen Eigenschaften keine Absenkung des Schadstoffgehaltes im Rauch erhalten werden kann, die die aufgrund des Mischungsverhältnisses und der Werte der Einzelkomponenten zu erwartende Absenkung deutlich übersteigt Weiter hat sich gezeigt, daß die Verträglichkeit dieser rauchbaren Produkte, insbesondere in Mischungen mit kondensat- und nikotinarmen Tabaken, die zunehmend an Bedeutung erlangen, eingeschränkt ist.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Nachteile der beschriebenen rauchbaren Produkte vermieden werden, wenn man auf die rauchbaren Produkte auf Basis von Cellulose und verbrennungsmodifizierenden Substanzen fein verteilte Feststoffe so aufbringt daß eine über den Querschnitt des rauchbaren Produktes heterogene Verteilung mit einer Anreicherung in bzw. an den Oberflächen erzielt wird.

Die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte auf Cellulosebasis zeichnen sich insbesondere durch einen verminderten Schadstoffgehalt im Rauch und/oder verbesserte organoleptische Eigenschaften und dadurch aus. daß sie in Abmischungen mit verschiedenen Tabaken das Abbrandverhalten der Gesamtmischung in vorteilhafter Weise dahingehend beeinflussen, daß eine erheblich höhere, überproportionale Absenkung der Scnadstottkomnonenten im Rauch, als aufgrund der Einzelwerte für die Mischungskomponenten erwartet werden kann.

erreicht wird. Darüber hinaus besitzen die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte eine verbesserte Naßfestigkeit, erhöhte mechanische Festigkeit, die zur Bildung geringerer Staubanteile bei der Verarbeitung führt, und ein erhöhtes Füllvolumen unter Verarbeitungsbsdingungen in feuchtem Zustand.

Es wurden neue rauchbare Produkte auf Basis von Cellulose mit fein verteilten Feststoffanteilen bestehend aus Kohlenstoff und/oder anorganische Sauerstoffverbindungen der Erdalkalimetalle, Aluminium, Eisen. Mangan. Zink, Titan oder Silicium und Salzen ein- oder mehrbasischer Carbonsäuren gefunden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie

a) 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes, fein verteilte Feststoffe, deren mittlerer Teilchendurchmesser kleiner als 2 μπι ist, in einer über den Querschnitt des rauchbaren Produktes heterogenen Verteilung mit einer Anreicherung in beziehungsweise an den Oberflächen und

b) 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes, Salze ein- oder mehrbasischer Carbonsäuren

enthalten, wobei die Feststoffe in Form einer Dispersion in der Lösung der ein- oder mehrbasischen Carbonsäu- 1 ^ ren eingesetzt worden sind.

Außerdem wurde ein Verfahren zur Herstellung dieser rauchbaren Produkte gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das als rauchbares Produkt verwendbare, brennbare, vorgefertigte Material auf Cellulosebasis, das gegebenenfalls in rauchbaren Produkten üblicherweise verwendete Füllstoffe enthält, mit einer Dispersion der Feststoffe, deren mittlerer Teilchendurchmesser kleiner s,' ein- oder mehrbasischer Carbonsäuren tränkt, besprüht oder bestreicht.

In den bekannten rauchbaren Produkten sind die Füllstoffe gleichmäßig verteilt. Diese gleichmäßige Verteilung wird dadurch erreicht, daß man die Füllstoffe bereits bei der Herstellung des brennbaren Trägermaterials zusetzt.

Im Gegensatz dazu sind die feinteiligen Feststoffe in den erfindungsgemäßen rauchbaren Produkten über den Querschnitt der Produkte ungleichmäßig verteilt und an beziehungsweise in den Oberflächen angereichert. Diese heterogene Verteilung wird dadurch erreicht, daß man die Feststoffe nicht bei der Herstellung des brennbaren Trägermaterials zusetzt, sondern erst den vorgefertigten Träger aus brennbarem Material mit Dispersionen der Feststoffe in Salzlösungen tränkt, besprüht oder bestreicht.

Zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Dispersionen feinteiliger Feststoffe in wäßrigen jo Salzlösungen können an sich bekannte Füllstoffe, Pigmente und Adsorptionsmittel verwendet werden, indem man durch Dispersion oder Kondensation die erforderliche Partikelgröße erzeugt und durch Ausbildung von elektrischer Aufladung, Solvatation oder fest haftenden Filmen eine Rückverwandlung in die Ausgangszustände verhindert wird (vergleiche Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, Band 10, Seite 604 ff.. Urban & Schwarzenberg, München—Berlin, 1958). Die Dispersionen werden nach bekannten Verfahren zum js Beispiel dadurch erhalten, daß man Feststoffe, gegebenenfalls unter gleichzeitiger mechanischer Zerkleinerung, mit geeigneten Dispergiergeräten, Kolloidmühlen oder Ultraschall dispergiert Wesentlich ist, daß Dispersionen erhalten werden, die unter Verarbeitungsbedingungen stabil sind. Bevorzugt werden elektrostatisch stabilisierte Feststoffdispersionen eingesetzt, die aus einer äußeren wäßrigen Phase und einer inneren Feststoffphase bestehen und deren mittlerer Teilchendurchmesser kleiner als 2 μΐη ist und vorzugsweise 1,5—0,01 μπι beträgt.

Vorzugsweise werden die erfindungsgemäß zu verwendenden Dispersionen durch Peptisation der Primärteilchen aus Sekundäragglomeraten, zum Beispiel aus durch Fällung oder Hydrolyse erhaltenen Niederschlagen, hergestellt, indem man durch Zusatz von Peptisatoren (Elektrolyt) oder durch Auswaschen von als Fällungsmittel wirkendem Elektrolytüberschuß Sole erzeugt. Bei der Herstellung der Dispersionen kann der Zusatz von Schutzkolloiden, z. B. Gelatine, Gummi arabicum, Polyolen, Carboxymethylcellulose oder Netzmitteln, in manchen Fällen vorteilhaft sein.

Als Feststoffe haben sich vor allem Kohlenstoff und/oder anorganische Sauerstoffverbindungen mehrwertiger Elemente, wie der Erdalkalimetalle, Aluminium, Eisen, Mangan, Zink, Titan und Silicium bewährt. Als anorganische Sauerstoffverbindungen mehrwertiger Elemente werden bevorzugt Oxide, Hydroxide und Oxidhydrate von Aluminium, Eisen, Mangan, Zink, Titan und Silicium oder deren Gemische verwendet.

Als Feststoffe seien beispielsweise genannt die kristallinen Oxide, Hydroxide oder Oxidhydrate von Aluminium, Eisen. Mangan, Titan, Zink oder Silicium, Diatomeenerde, Tonmineralien, Aktivkohle, Vermiculit. Auf diese Stoffe können unlösliche Sauerstoffverbindungen mehrwertiger Elemente, wie Aluminiumphosphat, Aluminiumhydroxid oder Eisenhydroxid aufgefällt worden sein. Bevorzugte Feststoffe zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden wäßrigen Dispersionen sind jedoch solche amorphen oder teilkristallinen Oxidhydrate und/oder Hydroxide von Aluminium, Eisen, Mangan, Zink, Titan oder Silicium, die durch Fällung aus Salzlösungen i^nd durch Auswaschen des überschüssigen Elektrolyts erhalten wurden.

Beispielsweise werden geeignete Aluminiumoxidhydrate der Formel AI^O₃ · π H2O durch Kristallisation aus Aluminatlauge nach dem Bayer-Verfahren (vergleiche Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Bd. 6, S. 305 ff., Verlag Chemie, Weinheim, 1974), durch Fällen mit Säuren aus Aluminatlösungen oder durch t>o Fällung mit Basen, insbesondere mit Ammoniak, aus wäßrigen Lösungen von Aluminiumsalzen und anschließendem Auswaschen erhalten. Eisenoxidhydrate der Formel Fe2O3 · η HiO werden nach an sich bekannten Verfahren, zum Beispiel nach dem Penniman-Verfahren (vergleiche Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie. 3 Auflage, Bd. 13, S. 737 ff., Urban & Schwarzenberg, München —Berlin, 1962) oder durch Hydrolyse oder Fällen von löslichen Eisensalzen, z. B. FeC^ · 6 H2O, erhalten. tn

Die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte enthalten die fein verteilten Feststoffe in Mengen von 0,1 — 10 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes, vorzugsweise in Mengen von 0,5 — 7.5 Gewichts-%, besonders bevorzugt in Mengen von 1,0—5,0 Gewichts-%. Die Konzentration der Feststoffe in

den erfindungsgemäß zu verwendenden Dispersionen sollte 0,1 —10 Gewichts-% betragen.

Die erfindungsgemäß zum Dispergieren der feinteiligen Feststoffe zu verwendenden wäßrigen Salzlösungen sind vorzugsweise Lösungen wasserlöslicher, nicht toxischer Salze, ein- oder mehrbasischer Carbonsäuren. Bevorzugt werden solche wasserlöslichen Salze eingesetzt, die eine elektrostatische Stabilisierung der Feststoffs dispersion bewirken, das Glimm- und Abbrandverhalten der gemäß der Erfindung hergestellten rauchbarer. Produkte in vorteilhafter Weise steuern und/oder unter Rauchbedingungen Ammoniak abspalten. Solche Salze sind z. B. die Salze ein- und mehrbasischer Carbonsäuren mit Kationen wie Ammonium-, Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Eisen-, Aluminium-, Mangan- oder Zinkionen. Als Carbonsäuren haben sich vor allem Oxal-. Glykol-, Wein-, Citronen- und Milchsäure bewährt Bai diesen Salzen kann es sich um einfache Salze, zum Beispiel ίο Ammoniumoxalat, Eisencitrat, Zinktartrat oder vorzugsweise, um Komplexsalze wie Ammonium-Eisen-(Ill)-oxalat, Ammonium-Eisen-(lII)-citrat Ammonium-Aluminiumcitrat handeln. Besonders bevorzugt werden Komplexsalze mit Chelatstruktur der Formel

IC[McRj] (I)

verwendet, in der

K Magnesium, Calcium oder Mangan-(U), Me Eisen-(III) oder Aluminium und

2i) R den Rest einer chelatbiidenden Carbonsäure bedeuten und χ für 1 oder 2 und y für 1,2 oder 3 stehen und

ζ die Zahl der zweiwertigen Kationen K angibt, die zur Neutralisation des anionischen Chelatkomplexes erforderlich sind.

Als brennbares Material auf Cellulosebasis werden in den erfindungsgemäßen rauchbaren Produkten ce'.lulosehaltiges Pflanzenmaterial sowie Cellulose beziehungsweise Zellstoffe oder Cellulosederivate allein oder in Mischung untereinander eingesetzt. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten bei der Verwendung von papierähnlichen Bahnen aus Tabak, Tabakabfallprodukten oder Cellulose beziehungsweise Zellstoffen. Die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte enthalten 0,5—15 Gewichts-% bezogen auf das Gesf mtgewicht des rauchbaren Produktes an verbrennungsmodifizierenden Mitteln. Bewährt haben sich Salze ein- oder mehrbasischer Carbonsäuren, zum Beispiel die Ammonium-, Alkali-, Erdalkali-, Eisen-, Aluminium-, Mangan- und Zinksalze von Oxal-, Wein-, Citronen-, Milch- und Glykolsäure. Diese Salze können einfache Salze oder Komplexsalze wie Ammonium-Eisen-(III)-oxalat, Ammonium-Eisen-(llI)-citrat, Ammonium-Aluminium-citrat sein.

j5 Bevorzugte verbrennungsmodifizierende Mittel sind die vorstehend beschriebenen Komplexsalze mit Chelatstruktur der Formel I.

Im weiteren kann das zur Herstellung der erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte Verwendung findende Basismaterial übliche Füllstoffe enthalten. Die Füllstoffe werden zweckmäßigerweise in Mengen von etwa 1 —70 Gewichts-%, vorzugsweise 2—60 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes

40 eingesetzt.

Die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte können übliche, unter Rauchbedingungen ammoniakabspaltende Verbindungen enthalten. Als unter Rauchbedingungen ammoniakabspaltende Verbindungen finden insbesondere Ammoniumsalze anorganischer und organischer Säuren sowie Salze von Aminosäuren und Säureamide Anwendung. Die ammoniakabspaltenden Verbindungen werden zum Beispiel in Mengen von etwa 1 bis 25

41 Gewichts-% eingesetzt, so daß sich im Hauptstromrauch ein pH-Wert von etwa 5—8 einstellt.

Weiter können die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte, bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes, 0,01 —7, vorzugsweise 1 — 5 Gewichts-%, eines Oxidationsmittels enthalten. Unter Oxidationsmitteln sind Substanzen zu verstehen, welche das Glimmverhalten der rauchbaren Produkte verbessern, zum Beispiel Kaliumnitrat oder Natriumnitrat.

so Weiter können die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte etwa 0,01 —10 Gewichts-%, vorzugsweise 0,1—5 Gewichts-%, bezogen auf das rauchbare Produkt Ammoniumsalze von Polygalakturonsäuren wie Pektin, Alginsäure oder Gummi arabicum und/oder Ammoniumsalze von Carboxymethylcellulose enthalten.

Vorteilhaft für die organoleptischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte kann ferner auch ein Zusatz sein von 0,01—5 Gewiclits-%, vorzugsweise von 0,1 —3 Gewichts-%, bezogen auf das rauchbare Produkt, schwefelarmer Eiweißstoffe, wie Zein, Hordein oder Gliadin, sowie die durch fraktionierte Extraktion mit Alkohol, zum Beispiel durch Extraktion mit Äthanol, aus diesen Eiweißstoffen gewonnene Extrakte. Weiter können die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte etwa 0,1—50 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes, an Tabakinhaltsstoffen enthalten.

Die vorstehend genannten in Rauchprodukten üblicherweise verwendeten Zusätze können bereits bei der ho Herstellung des erfindungsgemäß zu behandelnden Ausgangsmaterials oder auch erst bei der erfindungsgemäßen Behandlung dieses Ausgangsmaterials mit den in den Salzlösungen dispergierten Feststoffen zugesetzt werden.

F-S hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die erfindungsgemäßen Produkte in Form von papierähnlichen Bahnen mit einem Flächengewicht von 10—150 g/m², bevorzugt 30—80 g/m² und mit Blattdicken, die im h5 allgemeinen im Bereich von etwa 10—120 μΐπ, bevorzugt etwa 30—90 μΐη, besonders bevorzugt etwa 55—70 μιη liegen, herzustellen.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte erfolgt in der Weise, daß das als rauchbares Produkt verwendbare, brennbare, vorgefertigte, das heißt in Form einer papierähnlichen Bahn, eines Vlieses.

einer Folie, eines Fadens oder Stranges, geschnitten oder ungeschnitten vorliegende, gegebenenfalls übliche Füllstoffe enthaltende Material auf Cellulosebasis mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Dispersionen der Feststoffe in Lösungen von Salzen ein- oder mehrbasischer Carbonsäuren tränkt, besprüht oder bestreicht. Das Tränken kann zum Beispiel in der Weise erfolgen, daß man das brennbare Material in die Dispersion der Feststoffe taucht und anschließend trocknet. Das Trocknen wird im allgemeinen bei Temperaturen von 50— 120° C vorgenommen.

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte finden als brennbare vorgefertigte Materialien bevorzugt papierähnliche Bahnen oder Vliese Verwendung.

In allen Ausführungsformen lassen sich weiterhin in gleichen oder in getrennten Verfahrensschritten die bei der Tabakverarbeitung üblichen Zusätze, zum Beispiel Feuchthaltemittel sowie »Flavor« und Nikotin zusätzlich einbringen.

Die erfindungsgernäßen rauchbaren Produkte zeigen gegenüber dem zu ihrer Herstellung verwendeten brennbaren Material, dem bekannte verbrennungsmodifizierende Substanzen zugemischt wurden, beim Abrauchen organoleptisch verbesserte Eigenschaften, insbesondere verringerte Schärfe, einen angenehm milden Geschmack und eine verbesserte Verträglichkeit mit verschiedenen, vorzugsweise nikotin- und kondensatarmen ·, Tabaken. Weiter bewirken die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte in Abmischungen mit Tabak eine erhebliche Absenkung des Schadstoffgehaltes im Rauch, die für die Herstellung von Rauchprodukten mit geringerem gesundheitlichen Risiko von zunehmendem Interesse ist. So wird beispielsweise mit einem gemäß DE-OS 22 62 829 hergestellten rauchbaren Produkt, das 35 Gewichts-% bezogen auf das Gesamtgewicht der rauchbaren Produkte an in der DE-OS 22 62 829 beschriebenen Verbrennungsmodifizierenden Mitteln enthält und befriedigende organoleptische Eigenschaften besitzt, in Abmischungen aus 75 Gewichts-Teilen Tabak und 25 Gewichts-Teilen rauchbarem Produkt eine relative Absenkung des Kondensatwertes auf 65—70%, des Nikotingehaltes auf etwa 85% erreicht, während die Kohlenmonoxidmenge auf 110—115% ansteigt (bezogen auf Tabak = 100%). Eine Verringerung der Menge an verbrennungsmodifizierenden Mitteln in den beschriebenen rauchbaren Produkten über den bevorzugten Bereich hinaus führt zwar zu einer weiteren Erniedrigung der 2=> Schadstoffkonzentrationen im Rauch, verschlechtert jedoch gleichzeitig die organoleptischen Eigenschaften der Produkte, so daß der charakteristische Cellulosegeschmack verbunden mit einer scharfen, irritierenden Komponente deutlich hervortritt und die Verträglichkeit mit Tabaken und Tabakmischungen eingeschränkt wird (vergleiche Tabelle 1, Seite 6).

Rauchbare Produkte gemäß der vorliegenden Erfindung, die zum Beispiel zusätzlich mit 5 Gewichts-% fein so verteiltem (peptisienem) Eisenoxidhydrat der Formel Fe₂Ch · η H₂O in heterogener Verteilung beaufschlagt wurden, besitzen ausgezeichnete organoleptische Eigenschaften ohne jede cellulosische Schärfe, sind mit Tabaksorten verschiedener Provenienz, insbesondere mit nikotin- und kondensatarmen Tabakmischungen, voll verträglich, ohne die spezifischen Geschmacks- und Aromakomponenten solcher Tabake zu beeinträchtigen. Die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte lassen vielmehr in Abmischungen mit Tabaken den für die verschiedenen Tabaksorten charakteristischen Geschmackseindruck ausgeprägt hervortreten.

Darüber hinaus beeinflussen diese rauchbaren Produkte in Abmischungen mit Tabak das Abbrandverhalten der Gesamtmischung in vorteilhafter Weise und bewirken eine erhebliche überproportionale Absenkung der Schadstoffkonzentrationen im Rauch, die aufgrund der Einzelwerte der Mischungskomponenten nicht erwartet werden kann,

So werden beispielsweise für Abmischungen aus 25 Gewichts-Teilen der erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte und 75 Gewichts-Teilen Tabak Kondensatwerte von 45—60%, Werte für Nikotin von 55—65% und eine Kohlenmonoxidmenge von 80—90% gefunden (bezogen auf Tabak = 100%).

Die erwünschten vorteilhaften Effekte, nämlich die Verbesserung der organoleptischen Eigenschaften, die Erhöhung der Verträglichkeit mit geschmacks-, kondensat- und nikotinärmeren Tabaken und die überproportionale Absenkung der Schadstoffwerte, lassen sich nicht oder nur in geringerem Umfang erzielen, wenn das gefällte Eisenoxidhydrat in den rauchbaren Produkten gleichmäßig verteilt, etwa zusammen mit dem Füllstoff bei der Herstellung des papierähnlichen Ausgangsmaterials eingearbeitet wird (siehe Beispiel C, Tabelle 1. Seite 6).

	Produkten	) gefunden*	Änderung der *CO-Menge) errechnet**	gefunden	Organoleptische Beurteilung Schärfe Rauch geschmack
Tabelle 1 Typische Analysenwerte von Vergleichsprodukten und erfindungsgemäßen rauchbaren	Änderung der Nikotinmenge errechnet	etwa 75	etwa 110	110-115	(-") (--)
Rauchanalytik Änderung der *Kondensatmenge) errechnet gefunden**	75
Rauchbare Produkte mit 35 Gewichts-% etwa 85 · 65—70

g (Beispiel A)

Rauchbare Produkte mit 2 Gewichts-% verbrennungsmodifizierenden Mitteln (Beispiel B)

Rauchbare Produkte mit 2 Gewichts-% verbrennungsmodifizierenden Mitteln und 5 Gewichts-% homogen verteiltem Fe₂O₃ · η H₂O (Beispiel C)

Erfindungsgemäße rauchbare Produkte

mit heterogen verteilten, dispergierten Feststoffen (Beispiele 1—3)

*) Bezogen auf Tabak - 100%.

etwa 80 55-60 75

etwa 80 45-60 75

etwa 70

55-65

etwa 100 90-98

etwa 100 80—90 ( ) ( )

mem

Typische Analysenwerte, wie sie mit Tabak, Vergleichsprodukten und den erfindungsgemäßen rauchbaren Produkten erhalten werden, die entsprechenden relativen Absenkungen und die organoleptische Beurteilung sind für Filtercigaretten aus 75 Gewichts-% Tabak und 25 Gewichts-% der rauchbaren Produkte in Tabelle 2, Seite 9, zusammengestellt.

Die erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte können für sich allein oder, vorzugsweise, als Mischungskomponente in Cigarettentabak, Cigarrentabak und Pfeifentabak verwendet werden. Außerdem lassen sie sich als Cigarrendeck- oder -umblatt oder als Cigarettenpapier einsetzen.

Erläuterungen zu den nachfolgenden Beispielen

Die rauchbaren Produkte, deren Herstellung in den nachfolgenden Beispielen beschrieben wird, wurden im Gemisch mit 75 Gewichts-% einer handelsüblichen Tabakmischung von heller Note (Geschmackstyp american blend) zu Filtercigaretten mit Celluloseacetatfilter verarbeitet. Die Filtercigaretten hatten eine Länge von 82 mm, einen Durchmesser von 8 mm und eine Stranglänge von 67 mm. Die Cigaretten wurden auf eine mittlere Stummellänge von 23 mm abgeraucht.

Zur Charakterisierung der Füllungsdichte der Cigaretten wurde der Zugwiderstand angegeben. Der Z.ugwiderstand wurde mit einem Zugwiderstandsmeßgerät für Einzelcigaretten der Firma Filtrona, London, welches den Druckabfall in »mm H2O« angibt, bestimmt. Für die analytische und organoleptische Prüfung wurden aus den rauchbaren Produkten hergestellte Filtercigaretten mit Zugwiderständen zwischen 50 und 75 mm H2O eingesetzt.

Die in den Beispielen angegebenen Kondensatmengen sind Trockenkondensat in mg/Cigarette. Das Kondensat wurde nach Coresta-Standard Nr. 10 bestimmt Dabei wurden die Testcigaretten mit einem Zugvolumen von 35 ml, einer Zugdauer von 2 see und einer Zugfrequenz von 60 see abgeraucht. Das gebildete Kondensat wurde auf einen Cambridge-Filter niedergeschlagen und ausgewogen. Der Wassergehalt wurde nach der Karl-Fischer-Methode titrimetrisch bestimmt und vom Gesamtkondensat subtrahiert. Die Bestimmung des Nikotingehaltes :s im Hauptstromrauch erfolgte nach Wasserdampfdestillation spektralphotometrisch durch Messung bei Wellenlängen von 236 nm, 259 nm und 282 nm entsprechend dem in K. Rothwell, C. A. Grant, Standard Methods for the Analysis of Tobacco Smoke, Tobacco Research Council, Research Paper No. 11, London, 1974, angegebenen Verfahren. Dabei wurden sowohl die berauchten Cigarettenfilter von je 10 Cigaretten wie das auf den Cambridge-Filtern der Rauchmaschine niedergeschlagene Kondensat für die Bestimmung eingesetzt und der Nikotingehalt als mg Nikotin pro Cigarette angegeben.

Zur Ermittlung des beim Abrauchen unter Standardbedingungen entstehenden Kohlenmonoxids wurde die Gasphase des Hauptstromrauches nach Filtration durch ein Cambridge-Filter über mit Kohlenmonoxid gesättigtem Wasser aufgefangen, der Kohlenmonoxid-Gehalt in der gesammelten Gasphase mit einem CO-Tester der Firma Hartmann & Braun AG, Frankfurt, bestimmt und die Werte als ml/Cigarette angegeben. .

Vergleichscigaretten aus einer handelsüblichen Cigarettentabakmischung (Basistabak) ohne Zusatz der erfindungsgemäßen rauchbaren Produkte waren durch folgende analytischen Werte charakterisiert:

Zugwiderstand: 66 mm H2O

Kondensat: 14,2 mg

Nikotin: 1,80 mg

Kohlenmonoxid: 11,4 ml

Die organoleptischen Eigenschaften der rauchbaren Produkte, deren Herstellung in den nachfolgenden Beispielen beschrieben ist, wurden wie folgt abgestuft beurteilt:

a) Schärfe:

(+ +) übliche Celluloseschärfe

(+) leichte Schärfe, vor allem beim Anrauchen

(—) fast keine Schärfe, entsprechend Tabakmaterial

( ) völlig ohne Schärfe

b) Rauchgeschmack:

(+ +) starker, üblicher Cellulosegeschmack, Papierbrand, stark adstringierend

( + ) leichter Cellulosegeschmack, nicht adstringierend

(—) kein Cellulosegeschmack, geringe Geschmacksbeeinträchtigung

( ) mild, keine Geschmacksbeeinträchtigung

Vergleichsbeispiel A (Rauchbares Produkt gemäß DE-OS 22 62 829)

Eine papierähnliche Bahn aus gebleichtem Sulfatzellstoff mit einem Gehalt von 50 Gewichts-% Calciumcarbonat als Füllstoff, einem Flächengewicht von 50 g/m² und einer Dicke von etwa 60 μιη wurde in einem Leimbad mit einer wäßrigen Lösung aus

100 g/l Magnesium-eisen-(Ill)-citrat,
30 g/l Mangan-eisen-(UI)-citrat,
■ ο 30 g/l Ammonium-eisen-(III)-citrat,

60 g/l Ammoniumeitrat,
50 g/l Harnstoff

getränkt, zwischen Walzen abgepreßt und getrocknet. Die Gewichtszunahme des getrockneten Produktes 5 betrug 35% bezogen auf das Gesamtgewicht,

Die Folie wurde zu Streifen von etwa 0,9 mm Breite und unterschiedlicher Länge geschnitten, mit dem Basistabak im Gewichtsverhältnis 25 Teile rauchbares Produkt zu 75 Teile Tabak gemischt und unter Verwendung von handelsüblichen Cigarettenpapierhülsen mit Celluloseacetatfiltern zu Cigaretten verarbeitet.

Rauchanalytik und organoleptische Beurteilung siehe Tabelle 2.

Vergleichsbeispiel B (Rauchbares Produkt gemäß DE-OS 22 62 829)

Es wurde wie in Vergleichsbeispiel A beschrieben verfahren, mit dem einzigen Unterschied, daß der Salzgehalt der Tauchlösung nur 1/20 des Salzgehaltes der in Vergleichsbeispiel A verwendeten Tauchlösung betrug. Die Gewichtszunahme des getrockneten Produktes betrug 2% bezogen auf das Gesamtgewicht. Rauchanalytik und organoleptische Beurteilung siehe Tabelle 2.

Vergleichsbeispiel C 30 (Rauchbares Produkt gemäß DE-OS 22 62 829)

Es wurde wie in Vergleichsbeispiel B beschrieben verfahren, mit dem einzigen Unterschied, daß die verwendete papierähnliche Bahn aus gebleichtem Sulfatzellstoff zusätzlich zu den 50 Gewichts-% Calciumcarbonat noch 5 Gewichts-% Eisen-(UI)-oxidhydrat (berechnet als Fe(OH)3) in homogener Verteilung enthielt. Die Gewichtszunähme der getrockneten Bahn betrug 2,5%.

Rauchanalytik und organoleptische Beurteilung siehe Tabelle 2.

Beispiel 1

Eine papierähnliche Bahn aus gebleichtem Sulfatzellstoff mit einem Gehalt an 50 Gewichts-% Calciumcarbonat als Füllstoff wurde mit einer Dispersion, die im Liter

50,0 g Fe₂O₃ · η H₂O (berechnet als Fe(OH)₃) 5,0 g Magnesium-eisen-(III)-citrat
45 1,5 g Mangan-eisen-(HI)-citrat

1,5 g Ammonium-eisen-(III)-citrat
3,0 g Ammoniumeitrat
2.5 g Harnstoff

enthielt, getränkt, zwischen Walzen abgepreßt und getrocknet Die Gewichtszunahme des getrockneten Produktes betrug 8% bezogen auf das Gesamtgewicht der Bahn.

Zum Dispergieren des Eisenoxidhydrates in der Salzlösung wurde das Dispergiergerät Ultraturrax der Firma Janke und Kunkel verwendet Dispergierzeit: 10 min. Aus der erhaltenen Dispersion war auch nach lstündigem Stehen kein Eisenoxidhydrat ausgeflockt.

Das zur Herstellung der Dispersion verwendete Eisenoxidhydrat war wie folgt bereitet worden:

Aus einer Lösung von 3 Mol FeCl₃ · 6 H2O in 21 Wasser wurde das Eisenhydroxid unter Rühren bei 70° C durch Zugabe von 750 ml 25%iger wäßriger Ammoniaklösung gefällt Der Niederschlag wurde auf einer Nutsche mit entsalztem Wasser ausgewaschen, bis sein Gehalt an Chloridionen unter 5% bezogen auf das Gewicht des Hydroxidniederschlages gesunken war.

bi Das erhaltene Rauchprodukt wurde wie im Vergleichsbeispiel A beschrieben mit Tabak zu Filtercigaretten verarbeitet.

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren, mit dem einzigen Unterschied, daß die verwendete papierähnliche Bahn aus gebleichtem Sulfatzellstoff zusätzlich zu den 50 Gewichts-% Calciumcarbonat noch 5 Gewichts-% homogen verteiltes Eisen-(IlI)-oxidhydrat (berechnet als Fe(OH)3) enthielt 5

Die Gewichtszunahme der getrockneten Papierbahn betrug 7,5% bezogen auf das Gesamtgewicht Das erhaltene Rauchprodukt wurde wie im Vergleichsbeispiel A beschrieben mit Tabak zu Filtercigaretten verarbeitet.

Rauchanalytik und organoleptische Beurteilung siehe Tabelle 2.

Beispiel 3

Aus gebleichtem Sulfatzellstoff wurde auf einem Blattbildner eine papierähnliche Folie mit einem Füllstoffgehalt, bezogen auf das Foliengewicht, von 43 Gewichts-% Calciumcarbonat und 5 Gewichts-% Eisen-(lII)-oxydhydrat (berechnet als Fe(OH)₃), mit einem Flächengewicht von etwa 55 g/m² und einer Dicke von etwa 70 μίτι is hergestellt Diese Folie wurde nach dem Trocknen in eine wäßrige Dispersion getaucht, die im Liter 100 g stabil dispergiertes AI2O3 · π H₂O (berechnet als A1(OH)3), das wie in Beispiel 1 für Eisen-(IIl)-oxyhydrat beschrieben hergestellt und dispergiert wurde, ferner

5,5 g Magnesium-eisen-IH-citrat, 20

1.0 g Mangan-eisen-lII-citrat 2,5 g Ammonium-eisen-III-citrat, 2,0 g Ammoniumeitrat und 2,5 g Harnstoff

enthielt.

Nach dem Abpressen und Trocknen betrug die Gewichtszunahme der Folie 14,5% bezogen auf das Gesamtgewicht.

Das erhaltene Rauchprodukt wurde wie im Vergleichsbeispiel A beschrieben mit Tabak zu Filtercigaretten verarbeitet 30

Rauchanalylik und organoleptische Beurteilung siehe Tabelle 2.

Beispiel 4

Es wurde in der in Beispiel 1 für Herstellung der Eisen-(IH)-oxidhydrat-Dispersion beschriebenen Weise eine 35 Dispersion von Aluminiumoxidhydrat hergestellt, die im Liter

3 Gewichts-% Chloridionen-frei gewaschenes, aus Aluminiumchlorid hergestelltes AI2O3 · η H₂O (berechnet als A1(OH)3 und
2,5 Gewichts-% Magnesium-Aluminium-citrat 40

enthielt.

Diese Dispersion wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise auf die ebenfalls in Beispiel 1 beschriebene papierähnliche Bahn aufgebracht.

Die Gewichtszunahme des getrockneten Materials betrug 6,5% bezogen auf das Gesamtgewicht Das rauch- 4·; bare Produkt wurde wie im Vergleichsbeispiel A beschrieben mit Tabak zu Filtercigaretten verarbeitet.

Rauchanalytik und organoleptische Beurteilung:

Zugwiderstand: 68 um H₂O 50

Rauchanalytik:

Kondensat: 7,3 mg

Nikotin: 1,05 mg

Kohlenmonoxid: 9,8 ml 55

Organoleptische Beurteilung: Schärfe: (--)

Rauchgeschmack: (— —)

Tabelle 2

Rauchanalytik und organoleptische Beurteilung von Tabak, Vergleichsprodukten und erfindungsgemäßen rauchbaren Produkten

	Zugwider stand ImIiH₂O	Rauchanalytik Kondensat mg/Cig. % rel.	100	Nikotin mg/Cig.	%reL	Kohlenmonoxid ml/Cig. % reL	100	Organoleptische Beurteilung Schärfe Rauchge schmack
Tabak	66	14,2	*662* 584 57,0	1,80	100	11.4	112 96,0 93,4	( —) ( —)
Beispiel A Beispiel B Beispiel C	51 59 66	9,4 83 8,1	51,4 493 52,8	135 1,22 1,19	75,0 67,8 66,1	12,8 10,9 10,6	82,5 853 83,2	Si! h
Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3	63 58 65	73 7,0 74		1,06 1,04 1,10	59,0 57,6 61.2	9,4 9,7 9,4
			Beispiel 5

Der Dispersion von 100 g handelsüblichem Titandioxid vom Rutiltyp in 1,81 Wasser wurde 8,95 g FeCIj · 6 H2O zugesetzt. Die Mischung wurde tropfenweise unter kräftigem Rühren innerhalb von 15 min mit der Lösung von 12,6 g NaJPO₄ · 12 H₂O in 50 ml H₂O versetzt. Der Niederschlag wurde abgetrennt und mit reinem Wasser durch Zentrifugieren ausgewaschen.

Die erhaltenen feinteiligen Partikel aus Titandioxid mit einer Auflage von 5 Gewichts-% aufgefälltem Eisenphosphat wurden in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise in einer Lösung von Ammonium-Eisen-(III)-oxalat dispergiert, so daß eine Dispersion, die 8 Gewichts-% dispergierten Feststoff und 1,5 Gewichts-% gelöstes Ammonium-Eisen-(!lI)-oxalat enthielt, erhalten wurde. Mit dieser Dispersion wurde die in Beispiel 1 beschriebene papierähnliche Bahn bestrichen. Die Gewichtszunahme betrug 12,4% bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes.

Das rauchbare Produkt wurde wie in Vergleichsbeispiel A beschrieben mit Tabak zu Filtercigaretten verarbeitet.

35 Rauchanalytische und organoleptische Beurteilung: Zugwiderstand: 60 nm H2O

Rauchanalytik:	7,5 mg
Kondensat:	1,06 mg
Nikotin:	9,5 ml
Kohlenmonoxid:

Organoleptische Beurteilung: Schärfe: (--)

Rauchgeschmack: ( + )

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Claims

Patentansprüche:

1 Rauchbare Produkte auf Basis von Cellulosen mit fein verteilten Feststoffteilchen bestehend aus Kohlenstoff und/oder anorganischen Sauerstoffverbindungen, der Erdalkalimetalle, Aluminium, Eisen. Mangan. Zink, Titan oder Silicium und Salzen ein- oder mehrbasischer Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß sie

a) 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes, fein verteilte Feststoffe, deren mittlerer Teilchendurchmesser kleiner als 2 μπι ist, in einer über den Querschnitt des rauchbaren Produktes heterogenen Verteilung mit einer Anreicherung in beziehungsweise an den Oberflächen und

b) 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Produktes, Salze ein- oder mehrbasischer Carbonsäuren