СИГАРЕТНОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 2009 года по МПК A24B1/00 A24D3/00 B82B1/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к сигаретным изделиям с пониженной токсикацией пользователя за счет содержания на фильтрующем материале фильтра наночастиц, содержащих серебро, нанесенных с помощью магнетронного напыления. Термин «сигаретное изделие» относится не только к традиционным сигаретам, но и к любым формам курительных изделий, имеющих фильтрующий материал.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время актуальной проблемой является уменьшение токсического влияния сигаретного дыма на курящего человека. Одним из направлений решения данной задачи является использование состава сигаретной бумаги с сокращением побочного дыма. Для этого используют капсулы из серебра, содержащие воду (RU 50767), катализатор из оксида металла, в т.ч. и из серебра, для хранения и отдачи кислорода (RU 2248172).

Наиболее близким техническим решением к предложенному является сигарета, содержащая катализатор в виде наночастиц, содержащий оксид металла в сочетании с серебром, для конверсии углеродных газов, находящийся в сечении сигареты и в материале фильтра сигареты (WO 2005/122805 A3).

Существенными отличительными признаками известного технического решения от предлагаемого является размер частиц серебра, который составляет в известном техническом решении от 1 мк до 50 мк, а также компонентный состав наночастиц.

Недостатками данного решения является недостаточная эффективность снижения выделения побочного дыма, что недостаточно снижает токсическое воздействие канцерогенных газов на курящего человека.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое техническое решение позволяет устранить указанные недостатки. Технический результат заключается в повышении эффективности фильтрации аэрозолей и мелких пылевых частиц, в частности углерода, имеющих размеры менее 0,1 мкм, и представляет наибольшую опасность для организма курильщика. Мелкие пылевые и аэрозольные частицы задерживаются наночастицами композиции, содержащей серебро, образуя при этом целые цепочки частиц примерно одинакового размера. При этом антисептические свойства серебра позволяют увеличить срок хранения сигареты.

Повышение эффективности снижения токсического влияния канцерогенных газов, получающихся при сгорании смолистых веществ, достигается путем изготовления сигаретного изделия, содержащего фильтр из бумажной или пластиковой оболочки, который включает фильтрующий материал, причем на поверхность фильтрующего материала нанесены наночастицы металла с помощью магнетронного напыления, при этом размеры металлических частиц не более 0,1 мкм, а содержание серебра в этих частицах от 80% до 99,999%, содержание железа от 0,001 до 20%, содержание алюминия от 0,001 до 20%, содержание меди от 0,001 до 20%.

Фильтрующий материал, как правило, содержит тканое или нетканое полотно синтетического или натурального происхождения и/или свернутую бумагу. При этом фильтрующий материал может быть многослойным и выполнен в форме нитеобразных материалов, пластинок, лент или нетканых материалов.

Фильтрующий материал может быть выполнен в форме нитеобразных материалов, пластинок, лент или нетканых материалов.

Бумажная оболочка фильтра может быть выполнена из фильтрующего материала.

Фильтрующий материал имеет пористость, достаточную для поддержания необходимой скорости прохождения газов через отделение фильтра. При этом пористость может быть не менее 100 единиц Кореста и не более 15000 единиц Кореста.

Фильтр помимо фильтрующего материала может дополнительно содержать сорбент. В качестве сорбента может быть выбран гидрофобный сорбент для избирательного сорбирования неводных компонентов сигаретного дыма либо из группы пористых оксидов металла, например оксидов переходных металлов: оксидов железа, меди, серебра, марганца, титана, циркония, ванадия и т.д., либо выбран из группы цеолитов силикатных цеолитов, Х-, Y- и L-цеолитов, бета-цеолитов, морденитовых цеолитов, ZSM-цеолитов и/или их смесей.

Относительное содержание сорбента может составлять от 20 до 30% по весу фильтра.

Композиция из наночастиц может быть нанесена в виде покрытия на одну или обе стороны фильтрующей бумаги. В случае выполнения фильтровальной бумаги из друх- и более слоев наночастицы могут находиться между слоями как наполнитель. Причем процентное содержание наночастиц может быть различным.

Для более эффективного сокращения выхода продуктов сгорания канцерогенных газов сигареты на фильтрующий материал наносят совместно наночастицы, содержащие серебро, и сорбент.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА

Для изготовления фильтрующего материала используют высоковакуумную установку магнетрона для нанесения наночастиц, схема которой изображена на чертеже.

Пример №1.

Фильтрующий материал, на который необходимо нанести металлическое покрытие в виде наночастиц, загружается на барабан 2 вакуумной камеры 1 вакуумной установки. Вакуумная установка содержит высоковакуумный насос 8, диффузионный насос с шибером 6, хотя бы один магнетрон 3 и приемный барабан 7. Металлический сплав в определенном соотношении компонентов, например серебро - 92%, железо - 3%, алюминий - 2%, медь - 3%, размещен в катоде магнетрона 3. Предварительно в вакуумной камере 1 создают вакуум не менее 10^-4 Па. Затем фильтрующий материал 5 протягивают с помощью проводных роликов 4 под работающим магнетроном посредством синхронного вращения барабанов 7 и 2. Магнетрон работает при давлении рабочего газа аргона (чистотой не менее 99,99) не более 10^-1 Па, что обеспечивает высокую степень чистоты наночастиц наносимого металла. Температура нанесения покрытия не выше комнатной, что обеспечивает сохранение структуры материала, на который наносится биологически активное покрытие. Размеры наночастиц не превышают 1 мкм.

При изготовлении фильтровального материала в сочетании наночастиц с сорбентом слои наносятся поэтапно.

Перечисленные добавки не влияют на запах и вкус основного дыма, стабильны при высоких температурах.

Плотность нанесения наночастиц на фильтрующую бумагу составляет не более 150 г/м².

Результаты газовой хроматографии показали значительное снижение канцерогенных смол и аэрозольных веществ, содержащихся в табачном дыме. Процент никотина при этом снизился до 99%, а сокращение смол на 86%.

ПРИМЕР 2

Согласно данному изобретению сигарета содержит традиционный табачный стержень из пеплообразующей бумаги, фильтр, содержащий фильтровальный материал, на который нанесены наночастицы из компонентов: серебро - 92%, железо - 3%, алюминий - 2%, медь - 3% и дополнительно сорбент из бета-цеолита. Эти компоненты относятся к материалам с высокой площадью поверхности, вследствие чего задерживают мельчайшие частицы аэрозольных веществ, наиболее вредных для курильщика.

Предлагаемое сигаретное изделие, содержащее комбинацию из наночастиц и сорбента, значительно сокращает побочный дым, более чем на 95%.

Высокая активность композиции позволяет использовать в сигаретном изделии фильтровальную бумагу с различной пористостью. При этом может использоваться такая бумага, как двойная или множественная. Бумага может использоваться в качестве наружной обертки сигареты.

Композиция может распыляться на одну или на обе стороны фильтровальной бумаги.

Для специалиста очевидно, каким образом можно комбинировать перечисленные в заявке композиции в зависимости от качества и количества слоев фильтровальной бумаги.

Нанесение композиции на внешнюю поверхность сигаретной бумаги минимизирует выделение видимого побочного дыма до невизуализируемого.

Изобретение относится к любым формам курительных изделий, имеющих фильтрующий материал. На фильтрующий материал фильтра сигаретного изделия наносят с помощью магнетронного напыления металлические наночастицы, содержащие серебро. Размеры металлических частиц не более 0,1 мкм, а содержание серебра в этих частицах от 80% до 99,999%, содержание железа от 0,001% до 20%, содержание алюминия от 0,001% до 20%, содержание меди от 0,001% до 20%. Дополнительно фильтрующий материал может содержать сорбент. Технический результат заключается в повышении эффективности фильтрации аэрозолей и мелких пылевых частиц, в частности углерода, канцерогенных смол, увеличении срока хранения сигареты. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сигаретное изделие, содержащее фильтр из бумажной или пластиковой оболочки, который включает фильтрующий материал, на поверхность которого нанесены металлические наночастицы с помощью магнетронного напыления, содержащие серебро, причем размеры наночастиц не более 0,1 мкм, а содержание серебра в этих частицах от 80 до 99,999%, содержание железа от 0,001 до 20%, содержание алюминия от 0,001 до 20%, содержание меди от 0,001 до 20%.2. Сигаретное изделие по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий материал содержит тканое или нетканое полотно синтетического или натурального происхождения и/или свернутую бумагу.3. Сигаретное изделие по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий материал состоит из двух и более слоев.4. Сигаретное изделие по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий материал может быть выполнен в форме нитеобразных материалов, пластинок, лент или нетканых материалов.5. Сигаретное изделие по п.1, отличающееся тем, что бумажная оболочка фильтра может быть выполнена из фильтрующего материала.6. Сигаретное изделие по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий материал имеет пористость, достаточную для поддержания необходимой скорости прохождения газов через отделение фильтра, предпочтительно не менее 100 единиц Кореста, но не более 15000 единиц Кореста.7. Сигаретное изделие по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий материал дополнительно содержит сорбент.8. Сигаретное изделие по п.7, отличающееся тем, что в качестве сорбента содержит гидрофобный сорбент.9. Сигаретное изделие по п.7, отличающееся тем, что фильтрующий материал содержит сорбент либо из группы пористых оксидов металла, например оксидов переходных металлов: оксидов железа, меди, серебра, марганца, титана, циркония, ванадия, либо выбран из группы цеолитов: силикатных цеолитов, Х-, Y- и L-цеолитов, бета-цеолитов, морденитовых цеолитов, ZSM-цеолитов и/или их смесей.10. Сигаретное изделие по п.3, отличающееся тем, что композиция из наночастиц нанесена в виде покрытия на одну или обе стороны фильтрующей бумаги.11. Сигаретное изделие по п.3, отличающееся тем, что наночастицы находятся между слоями как наполнитель.12. Сигаретное изделие по любому из пп.1 и 7, отличающееся тем, что фильтрующий материал содержит совместно металлические наночастицы, содержащие серебро, и сорбент.