СИГАРЕТНЫЙ ФИЛЬТР И СИГАРЕТА С ТАКИМ ФИЛЬТРОМ Российский патент 2008 года по МПК A24D3/14 

Настоящее изобретение относится к сигаретному фильтру и сигарете с таким фильтром и, в частности, к сигаретному фильтру с превосходной эффективностью по удалению оксидов азота (NOx) из дыма основного потока и к сигарете, снабженной таким фильтром.

В настоящее время к сигаретам предъявляются различные требования, одним из которых является степень снижения количества NOx в дыме сигарет основного потока (публикация Японской заявки (KOKAI) № 2002-119270). Публикация Японской заявки (KOKAI) № 2002-119270 рассматривает табачный фильтр, в котором процианидин добавляют в филаменты, которые образуют фильтр.

Однако было установлено, что традиционные табачные фильтры не способны удалять NOx из дыма основного потока в достаточной степени.

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в создании сигаретного фильтра, который может эффективно удалять оксиды азота из табачного дыма основного потока, и сигареты, снабженной таким фильтром.

Согласно изобретению сигаретный фильтр содержит материал сигаретного фильтра, в который добавлен 2-фенил-4,4,5,5-тетраметилимидазолин-3-оксид-1-оксил.

Кроме того, изобретение касается сигареты, снабженной фильтром по изобретению.

На чертежах:

Фиг.1 - график, показывающий степень снижения NO в дыме основного потока сигарет, изготовленных по примеру 1, который описан далее подробно, вместе с сигаретами сравнительного примера.

Фиг.2 - график, показывающий степень снижения NO в дыме основного потока сигарет, изготовленных по примеру 2, который описан далее подробно, вместе с сигаретами сравнительного примера.

Фиг.3 - график, показывающий степень снижения NO в дыме основного потока сигарет, изготовленных по примеру 3, который описан далее подробно, вместе с сигаретами сравнительного примера.

Фиг.4 - график, показывающий степень снижения NO в дыме основного потока сигарет, изготовленных по примеру 4, который описан далее подробно, вместе с сигаретами сравнительного примера.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Настоящее изобретение будет описано более подробно ниже. Сигаретный фильтр по изобретению содержит материал сигаретного фильтра, в который добавлен 2-фенил-4,4,5,5-тетраметилимидазолин-3-оксид-1-оксил ((PTIO)(ФТИО)).

В сигаретном фильтре по изобретению ФТИО, эффективный ингредиент для удаления оксидов азота, является соединением, известным самим по себе (смотри, например, публикацию Японской заявки (KOKAI) № 9-43153).

В сигаретном фильтре по изобретению в качестве материала фильтра может использоваться жгут из ацетатцеллюлозного волокна, фильтровальная бумага и пористый мелкодисперсный носитель, такой как активированный уголь. В том случае, когда в качестве материала фильтра используется жгут из ацетатцеллюлозного волокна, ФТИО может вводиться напылением ФТИО на жгут волокна. Когда используется фильтровальная бумага, ФТИО может пропитывать фильтровальную бумагу. Материал фильтра может быть обернут оберточной машиной обычным способом и соединен с концом сигареты.

В случае, когда в качестве материала фильтра используется пористый мелкодисперсный носитель, такой как активированный уголь, ФТИО пропитывает пористый мелкодисперсный носитель, и затем полученные таким образом ФТИО-несущие частицы, заполняют полость, как известно в технике, или вводятся в жгут. В частности, при заполнении полости ненаполненный фильтр предусматривается на обоих концах бумажной гильзы. ФТИО-несущие частицы заполняют полость между указанными ненаполненными фильтрами. С другой стороны, добавление в жгут осуществляется способом, подобным способу, используемому для фильтров из древесного угля коммерчески доступных сигарет, т.е. ФТИО-несущие частицы диспергируются между волокнами ацетатного фильтра.

ФТИО добавляют предпочтительно в количестве 3-10 вес.частей, особенно предпочтительно 5-7 вес.частей, на 100 вес.частей материала фильтра. ФТИО значительно снижает количество NO и NOx, содержащихся в сигаретном дыме основного потока даже в условиях влажности, которые являются эквивалентными фактическим условиям курения.

Настоящее изобретение описывается путем примеров, но настоящее изобретение не ограничивается данными примерами.

Пример 1

Получение ФТИО-пропитанного активированного угля

10 мг, 30 мг, 50 мг и 100 мг ФТИО (поставляемого фирмой Wako Pure Chemical Industries, Ltd.; CAS: 18390-00-6) полностью растворяют в 2490 мг, 2470 мг, 2450 мг и 2400 мг этанола соответственно с получением в результате этанольных растворов ФТИО, имеющих концентрацию 0,4 вес.%, 1,2 вес.%, 2 вес.% и 4 вес.% соответственно. К каждому из растворов добавляют 1 г активированного угля из скорлупы кокосового ореха (поставляемого фирмой Japan Envirochemicals Ltd.; удельная площадь поверхности: около 1200 м²/г), который был предварительно высушен нагреванием при 200°C под вакуумом, и перемешивают в течение 60 мин с использованием пробирочной мешалки. Затем этанольный растворитель удаляют на водяной бане при 50°C с продувкой азотного газа в раствор, и затем полученный материал сушат нагреванием при 120 °C под вакуумом. Таким образом, получают ФТИО-пропитанный активированный уголь. Было установлено, что ФТИО-пропитанный активированный уголь, полученный с использование этанольного раствора, имеющего концентрацию ФТИО 0,4 вес.%, был пропитан ФТИО в количестве, соответствующем 1 вес.% активированного угля (ФТИО-пропитанный активированный уголь I), ФТИО-пропитанный активированный уголь, полученный с использование этанольного раствора, имеющего концентрацию ФТИО 1,2 вес.%, был пропитан ФТИО в количестве, соответствующем 3 вес.% активированного угля (ФТИО-пропитанный активированный уголь II), ФТИО-пропитанный активированный уголь, полученный с использование этанольного раствора, имеющего концентрацию ФТИО 2 вес.%, был пропитан ФТИО в количестве, соответствующем 5 вес.% активированного угля (ФТИО-пропитанный активированный уголь III), и ФТИО-пропитанный активированный уголь, полученный с использование этанольного раствора, имеющего концентрацию ФТИО 4 вес.%, был пропитан ФТИО в количестве, соответствующем 10 вес.% активированного угля (ФТИО-пропитанный активированный уголь IV).

Изготовление образцов сигарет

В качестве табачных стержней используют стержни из коммерчески доступной Американской табачной смеси. Вставки фильтра, полости которых были заполнены ФТИО-пропитанными активированными углями, полученными выше, присоединяют с одного конца к табачным стержням соответственно. Вставки фильтра имеют ненаполненный фильтр (выполненный из жгута ацетатцеллюлозного волокна), имеющий длину 5 мм, предусмотренный на обоих концах каждой вставки, и 0 мг, 50 мг, 100 мг и 200 мг частиц ФТИО-пропитанного активированного угля заполняют с самой плотной набивкой. Вставки не имеют никаких вентиляционных отверстий.

Измерения количеств NO и NOx

Образцы сигарет, полученные как указано выше, устанавливают на курительную машину (RM 26, поставляемую фирмой Borgwaldt GmbH) и сжигают в следующих условиях:

Объем всасывания дыма:17,5 мл/затяжкаВремя затяжки:2 с/затяжкаИнтервал между затяжками:58 сЧисло затяжек:7

Для каждой из 7 затяжек (всасывание дыма) и пустой затяжки (один раз после полного сгорания) дым, прошедший через Cambridge-фильтр, разбавляют 20-кратно (при собирании его в алюминиевый мешок, в который предварительно было добавлено 17,5 мл × 19 = 332,5 мл азотного газа). Затем хемилюминесцентным методом измеряют количества NO и NOx. По полученным концентрациям рассчитывают массы NO и NOx, и расчетные массы всех затяжек и пустой затяжки суммируют с получением выработанного количества на сигарету. В целях сравнения изготавливают аналогичный образец сигареты с активированным углем, не пропитанным ФТИО, и аналогичным образом получают выработанное количество на сигарету. Степени снижения NO и NOx рассчитывают на основе выработанных количеств NO и NOx на сигарету, полученных аналогично для чистой сигареты без присоединенного к ней фильтра. Степень снижения NO (%) каждого образца показана на Фиг.1. На Фиг.1 кривая а показывает результаты, полученные в случае, когда используется ФТИО-пропитанный активированный уголь I, кривая b показывает результаты, полученные в случае, когда используется ФТИО-пропитанный активированный уголь II, кривая с показывает результаты, полученные в случае, когда используется ФТИО-пропитанный активированный уголь III, кривая d показывает результаты, полученные в случае, когда используется ФТИО-пропитанный активированный уголь IV, и кривая е показывает результаты, полученные в случае, когда используется активированный уголь, не пропитанный ФТИО.

Из результатов, показанных на Фиг.1, видно, что фильтры, которые содержат частицы ФТИО-пропитанного активированного угля, значительно снижают количество NO по сравнению с частицами активированного угля, которые не содержат ФТИО. В частности, частицы активированного угля, несущие 3-10 вес.% ФТИО, имеют заметно высокий эффект снижения NO. Должно быть отмечено, что степень снижения NOx имеет тенденцию, подобную вышеописанным степеням снижения NO.

Пример 2

ФТИО-пропитанный активированный уголь II, полученный в примере 1, подвергают обработке с адсорбцией влаги до тех пор, пока он не достигает равновесия, при температуре 22°C и относительной влажности 60% и, таким образом, получают ФТИО-пропитанный активированный уголь III с адсорбированной влагой. Сигареты изготавливают, как в примере 1, за исключением того, что используют ФТИО-пропитанный активированный уголь III с адсорбированной влагой и получают степень снижения NO в дыме основного потока. Результаты показаны на Фиг.2. На Фиг.2 кривая а показывает результаты, полученные в случае, когда используется ФТИО-пропитанный активированный уголь III с адсорбированной влагой, и кривая b показывает результаты, полученные в случае, когда используется активированный уголь с аналогичной адсорбцией влаги, но без пропитки ФТИО. Из результатов, показанных на Фиг.2, можно видеть, что, когда осуществляется адсорбция влаги, степень снижения NO слегка уменьшается по сравнению со случаем сухого ФТИО-пропитанного активированного угля III (пример 1), однако, количество NO значительно снижается по сравнению со случаем, когда используется простой активированный уголь, показывая, что ФТИО имеет значительный эффект снижения количества NO даже при реальном курении (соответствующем 50 % вентиляции фильтра). Здесь также должно быть отмечено, что степень снижения NOx имеет тенденцию, подобную степени снижения NO, описанную выше.

Пример 3

Образцы сигарет, изготовленных по примеру 1, сжигают в таких же условиях, как в примере 1, за исключением того, что объем всасывания дыма изменяется на 35 мл/затяжка. Образцы сигарет, использующие активированный уголь, не пропитанный ФТИО, также сжигают при объеме всасывания дыма 35 мл/затяжка. Рассчитывают степень снижения NO в дыме основного потока. Результаты показаны на Фиг.3. На Фиг.3 кривая а показывает результаты, полученные в случае, когда используется ФТИО-пропитанный активированный уголь III, и кривая b показывает результаты, полученные в случае, когда используется активированный уголь без ФТИО. Из результатов, показанных на Фиг.3, можно видеть, что, когда объем всасывания дыма увеличивается, степень снижения NO уменьшается по сравнению со случаем из примера 1, однако, образцы, использующие ФТИО-пропитанный активированный уголь III, показывают значительно более высокую степень снижения NO, чем образцы сигарет, использующие активированный уголь без ФТИО. Здесь также должно быть отмечено, что степень снижения NOx имеет тенденцию, подобную степени снижения NO, описанную выше.

Пример 4

Образцы сигарет, подобные образцам сигарет из примера 2 (которые используют ФТИО-пропитанный активированный уголь с адсорбированной влагой), сжигают в таких же условиях, как в примере 3, и рассчитывают степень снижения NO в дыме основного потока. Рассчитывают степень снижения NO в дыме основного потока для образцов сигарет, использующих активированный уголь, не пропитанный ФТИО. Результаты показаны на Фиг.4. На Фиг.4 кривая а показывает результаты, полученные в случае, когда используется ФТИО-пропитанный активированный уголь, и кривая b показывает результаты, полученные в случае, когда используется активированный уголь без ФТИО. Из результатов, показанных на Фиг.4, можно видеть, что, когда объем всасывания дыма увеличивается, степень снижения NO уменьшается по сравнению со случаем из примера 2, однако, образцы, использующие ФТИО-пропитанный активированный уголь, показывают значительно более высокую степень снижения NO, чем образцы сигарет, использующие активированный уголь без ФТИО. Здесь также должно быть отмечено, что степень снижения NOx имеет тенденцию, подобную степени снижения NO, описанную выше.

Как описано выше, сигаретный фильтр по изобретению может эффективно удалять оксиды азота из табачного дыма основного потока.

Сигаретный фильтр включает материал сигаретного фильтра, в который добавлен 2-фенил-4,4,5,5-тетраметилимидазолин-3-оксид-1-оксил. Изобретение обеспечивает создание сигаретного фильтра, способного эффективно удалять оксиды азота из табачного дыма. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Сигаретный фильтр, содержащий материал сигаретного фильтра, в который добавлен 2-фенил-4,4,5,5-тетраметилимидазолин-3-оксид-1-оксил.2. Сигаретный фильтр по п.1, отличающийся тем, что материал фильтра содержит частицы активированного угля.3. Сигаретный фильтр по п.1, в котором на 100 вес.ч. материала фильтра добавлено 3-10 вес.ч. 2-фенил-4,4,5,5-тетра-метилимидазолин-3-оксид-1-оксила.4. Сигарета, снабженная сигаретным фильтром по п.1.