202735. lajstromszámú szabadalom • Dohányzószerekben aeroszolképző anyagok hordozójaként szolgáló szubsztrát anyagok, eljárás előállításukra, valamint ezek felhasználásával kialakított dohányzószer
HU 202735B kalmazása különösen előnyös, mivel porozi tása, termikus stabilitása nagy és könnyen hozzáférhető. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy nagy felületi energiájának köszönhetően az aktív szén képes az aeroszol-képző és/vagy ízanyagokat a felületén jelentős 5 ideig visszatartani anélkül, hogy a dohányzószer többi részébe számottevő migráció végbemenne. Ily módon a retenciós kapacitása nagyobb, mint a nemaktivált széné. Az aktivált szén hordozóként való alkalmazása a 10 dohányzószerekben azonban nem problémamentes. A különböző aktív helyek és kapilláris erők és/vagy más faktorok következtében az aktív szén az aeroszolképző anyagot túl erősen köti meg. E kötés esetenként olyan erős is lehet, hogy a dohányzószer 15 meggyújtásakor és szívásakor kellemetlen íz képződhet. Azt tapasztaltuk, hogy ha az aktív szenet módosítjuk, azaz csökkentjük a fajlagos felületet és növeljük a pórusátmérőt, tulajdonságai kedvezőbbé válnak. Ily módon a találmány szerinti eljárással lét- 20 rehozott fizikai kémiai változásokkal a fenti hátrányok kiküszöbölhetők. Az aktív szén módosítási eljárásának első lépésében a módosítani kívánt aktív szenet nem-oxidáló atmoszférában kb. 1000 'C-ra, előnyösen kb. 25 1800 'C-ra, még előnyösebben 2500 'C-ra melegítjük, majd hőntartjuk addig, amíg a kívánt retenciós kapacitást elérjük. A 2700 'C feletti hőmérsékletet célszerű elkerülni, mivel ezen értéken már grafittá alakulás következhet be, és ennek kötőképessége vi- 30 szont nem megfelelő. Hőkezelés után a kapott anyagot mossuk, majd szárítjuk. 5 A „nem-oxidáló atmoszféra” lehet inert atmoszféra vagy vákuum, de még beletartozik a kissé oxidáló atmoszféra is, amely akkor jön létre, ha a hőkezelés hatására a kemencén belül nedvesség képződik. A nem-oxidáló atmoszféra kialakítását bármely ismert eljárás szerint végezhetjük. így például bevezethetünk inert gázt, például nitrogént, a kemencébe, akár sztatikusan, tehát zárt rendszerben, akár folyamatosan, amikor is a képződött illékony komponenseket is elvezetjük. Előnyösen nitrogén atmoszférában, csekély túlnyomáson dolgozunk. Hasonlóan az alumínium-oxidhoz, a mosási műveletet szintén a hőkezelés hatására képződött szennyeződések eltávolítására alkalmazzuk. E műveletnél ionmentes vizet és/vagy protikus szerves oldószert, előnyösen ionmentes vizet alkalmazunk. Mosás után a módosított aktív szenet kb. 5% nedvességtartalom alá szárítjuk. Az aktív szén hőkezelése a tulajdonságokat különbözőképpen megváltoztatja. így például ha APC típusú (Calgon) aktív szenet 2500 'C-on 1 órán át hőkezelünk, a fajlagos felület jelentős mértékben, 1400 m2/g-ról 30 m/g értékre csökken. Ez a csökkenés egy rendezettebb mikrokristályos szerkezet kialakulására és/vagy a kisebb pórusok nagyoan pórusokká való alakulására utal. A felületcsökkenéssel egyidejűleg a telítési és visszatartási kapacitás is csökken. Kezeletlen és módosított APC típusú aktív szén esetében a mért változásokat a 2. táblázatban foglaljuk össze. 6 2. táblázat Szubsztrátum Kezelés Terhelési kapacitás tömeg% Visszatartási kapacitás tömeg% APC nincs 56,5 53,3 APC 1700 'C 49,0 45,4 APC 2500 'C 41,7 37,9 a A terhelési kapacitás meghatározását úgy végeztük, hogy a szubsztrát anyag meghatározott mennyiségét aeroszol-képző anyaggal telítettük, majd 1000 g-nél 10 percig centrifugáltuk és mértük a tömegét a visszamaradt anyagnak. b A visszatartási kapacitás meghatározását úgy 50 végeztük, hogy a centrifugált szubsztrátumot szobahőmérsékleten abszorbens papíron zárt tartályban 4 napon át inkubáltuk, majd %-osan meghatároztuk a szubsztráton visszamaradt aeroszol-képző anyagmennyiségét. 55 Általában, a találmány szerinti eljárással módosított aktív szén hordozó fajlagos felületének 200, előnyösen 50, még előnyösebben 30 m2/g érték alatt kell lenni. Az aktív szén fajlagos felületének csökkenését a 60 hőkezelés paramétereinek változtatásával befolyásolhatjuk, figyelembe véve a hordozó kívánt tulajdonságait. így például a fűtőanyagtól a szubsztrátumhoz vezetett hő mennyisége befolyásolja a kívánt fajlagos felület csökkentés mértékét, azaz, mi- 65 nél nagyobb a módosított szubsztrátumhoz szállított hő, annál nagyobb felület csökkentését kell biztosítani, a rossz íz keletkezésének elkerülése érdekében. Az aktív szén fizikai vagy kémiai módosítását más eljárás szerint egyéb anyagok adagolásával is elérhetjük, amely anyagok módosítják és/vagy blokkolják az aktív helyeket vagy a nagy felületi aktivitású kis pórusokat, és ily módon lehetővé teszik a szubsztrátumként való alkalmazását azáltal, hogy minimalizálják vagy teljesen kiküszöbölik a rossz íz keletkezését. Ezen esetben az elv az, hogy a nagy kötőkapacitású mikropórusokat és/vagy aktív helyeket blokkoljuk vagy inaktiváljuk. Erre a célra alkalmas anyag pl. a dohány-extraktum, kukorica-szirup, fruktóz, etil-cellulóz stb. Ezen anyagok alkalmazása esetén úgy járunk el, hogy az anyagot megfelelő oldószerben az aktív szénnel elkeverjük. A felhasznált mennyiség magától a bekeverendő anyagtól függ, így például dohány-extraktum esetében általában 1-10 t% ele-4
