Фильтр для сигарет Советский патент 1993 года по МПК A24D3/14 

Предполагаемое изобретение относится к табачной промышленности и может найти применение при изготовлении сигарет с фильтром, а также в любой другой отрасли промышленности, где требуется очистка газов от канцерогенных и токсических веществ, в частности, при очистке выхлопных газов автомобилей и др.

Известные в настоящее время фильтры представляют собой волокнистую структуру с применением древесного угля. Недостатком этих фильтров является то, что они не исключают полностью вредного воздействия целого ряда компонентов табачного дыма.

Известен фильтр для сигарет, выполненный из пористого гидроксиэпатита, природного происхождения или полученного путем осаждения.

Известны различные фильтры для курительных изделий, в частности для сигарет,

уменьшающие токсичное действие табачного дыма. Для этого используются фильтрующие устройства, основу которых, как правило, составляет поливинилацетатное, целлюлозное или ацетат-целлюлозное волокно с нанесенными на него веществами, обладающими адсорбционными свойствами, или пропитанное этими веществами.

В качестве таковых используются активированный уголь 2, неорганические и органические соли меркаптоалкансульфо- новых кислот общей формулы Hs x sO Н (х (СН).,. 2-6), цистеин и ацетилцистеин, фталоцианины. Недостатком этих фильтров является то, что спектр веществ, поглощаемых этими фильтрами, во всех случаях ограничен, а сами фильтры при нагревании могут деградировать с образованием токсичных соединений. Так, например, при ис- пользовании фталоциана в качестве сорбента могут образовываться следующие

х| О

со

со

продукты распада -органические цианиды, аммиак, производные бензола и т.д.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является фильтр, содержащий основу из поливинилацетатного, целлюлозного или ацетат-целлюлозного волокна, включающего адсорбирующее средство, представляющее собой комплекс соли железа с органическими низкомолекулярными лигандами, при этом адсорбирующее средство в качестве соли железа содержит соли двухвалентного железа, а в качестве лигандов алкильные производные дитио- карбамата натрия, при этом содержание адсорбирующего средств составляет 3,6-13 мае. % фильтрующего волокна, соль двухвалентного железа выбирают из ряда FeS04. FeCl2, Рё(МОз)2, в качестве алкильных производных дитиокарб,амата натрия фильтр содержит диметилдитиокарбамат или диэтилдитжжарбамат. Недостатком этого фильтра является ограниченный ассортимент поглощаемых веществ, в частности, поглощая из табачного дыма монооксид азота, он не снижает содержание таких канцерогенных веществ как многоядерные ароматические углеводороды (пирен, бенз, перилен, дибенз) и нитрозоамины, а также микроэлементов (в том числе радиоактивных), таких как магний, кальций, стронций, медь, свинец, мышьяк, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, обладающих также токсическим и канцерогенным действием.

Цель изобретения - повышение эффективности улавливания канцерогенных и токсических веществ.

Поставленная цель достигается за счет того, что в фильтре для сигарет, выполненном из волокон органического полимера, пропитанного адсорбирующим средством, волокна органического полимера пропитаны кремнийорганическим мономером N.N - 0 бис(3-триэтоксисилилпропил}-тиокарбамидом (C2H5ObSI(CH2bNH-C(S)-NH(CH2bSi(6C2H5)3. количество которого составляет от б до 15,3 мае. % от массы волокон.

Фильтр для сигарет содержит основу из ацетилцеллюлозы или другого органического полимера, обработанную кремнеорганическим мономером N.N - бис(3-триэтоксисилилпропил);тиокарбамидом

(C2H50)3Si(CH2bNH-C(S)-NH(CH2)3Si(OC2H5)3 Для этой цели стандартные сигаретные фильтры, пропитанные 4-10% раствором мономера в растворителе, предпочтительно в этиловом спирте, и высушенные на воздухе, подвергают термообработке в течение нескольких часов. Механизм связывания мономера с материалом фильтра основан на химической модификации этого материала за счет конденсации мономера с его реак- ционноспособными поверхностными группами (в частности гидроксильными) и поверхностной влагой. Конденсация осуществляется по аналогии с известной модификацией силикагеля различных марок 6,7 по возможной схеме:

5

0

5

0

При этом,на поверхности материала образуется химически связанный с ним слой полисилоксанового полимера, обладающий эффективными адсорбционными свойствами. Полученные таким путем сигаретные фильтры эффективно поглощают из табачного дыма широкий спектр канцерогенных и токсичных веществ, а также низшие оксиды азота и углерода. Так, он существенно снижает содержание в табачном дыме таких канцерогенных веществ как многоядерные .ароматические углеводороды (бенз ( а) пирен, бенз (g, h, i) перилен, дибенз (a, h) антрацен, дибенз (а, с) антрацен) и нитро- зоамины (N-нитрозодиэтиламин, М-нитро- зопирролидин), содержание которых в табачном дыме уменьшается на 50-100%.

Отличительной особенностью разработанных сигаретных фильтров является высокая эффективность поглощения микро- элементов (в том числе радиоактивных), содержащихся в табачном дыме, таких как магний, кальций, стронций, медь, цинк, свинец, мышьяк, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, обладающих токсическим и канцерогенным действием. Предлагаемый фильтр такие металлы, как кальций, кадмий, ванадий, кобальт, железо, поглощает до 80% и практически до 100% улавливает особо токсичные элементы, как свинец и мышьяк. Покрытия на основе крем- неоорганического мономера - М,М -бис(3- т0иэтоксисилилпропил)тиокарбамид нетоксичен (LDso 3000 мг/кг 8Ц стабильны во времени и не изменяются при нагрева- нии до 300 градусов Цельсия 11.

Пример 1. Улавливание летучих нитр.озоаминов (НА) в главной струе дыма сигарет с поливинилацетатным фильтром, пропитанным 10 и 4%-ными растворами мо- номера в этиловом спирте (см. табл. 1).

Сигареты прокуривались согласно требованиям стандартов международной орга- низации по стандартизации ЙСО в жидкостные ловушки с цитратно-фосфат-

ным буфером. Содержание нитрозоаминов определялось на газовом хроматографе.

Выводы. Предложенный фильтр досто- верно снижает уровень содержания нитрозоаминов.

П р и м е р 2. Эффективность улавливания металлов в главной струе дыма сигарете поливинилацетатным фильтром, пропитанным 10 и 4%-ными растворами мономера N,N - бис(3-триэтоксисилилпропил)тиокарбамид в этиловом спирте (см. табл. 2).

Выводы: предлагаемый фильтр снижает уровень содержания большинства металлов в главйой струе дыма сигарет на 70-100%. Полученные результаты по Ni, Cr, Cd, As, V, Pb и Zn указывают на то, что фильтр, обработанный 1.0% раствором мономера наибо- лее эффективным.

Пример 3. Эффективность улавливания многоядерных ароматических углеводородов поливинилацетным фильтром, пропитанным 10 и 4%-ными растворами М.М -биср-триэтоксисилилпропилУгиокарб- амида (см. табл. 3).

Бенз (g, h, i) перилен, дмбенз (a, h), антрацен, дибенз (a, h) антрацен определяется в следовых количествах.

Достижение положительного эффекта доказывается тем, что повышается эффективность улавливания канцерогенных и токсических веществ, Отличительной особенностью разработанных сигаретных фильтров является высокая эффективность поглощения микроэлементов (в том числе радиоактивных), содержащихся в табачном дыме, таких как магний, кальций, стронций, медь, свинец, мышьяк, ванадий, хром марганец, железо, кобальт, никель, обладающих токсическим и канцерогенным действием. Предлагаемый фильтр такие металлы, как кальций, кадмий, ванадий, кобальт, железо, поглощает до 80% и практически до 100% улавливает особо токсичные элементы как свинец и мышьяк.

Использование: в табачной промышленности при изготовлении сигарет с фильтром, а также при очистке газов от канцерогенных и токсических веществ, например при очистке выхлопных газов автомобилей. Сущность изобретения: фильтр для сигарет выполнен из волокон органического полимера, пропитанного кремнийорганическим мономером, Ы,Ы -Бис(3-триэтоксисилилпропил)-тиокарба- MHflOM(C2hbObS(CH)sNH-C{ShNKCH2)3Si(OC2H5b. количество которого составляет от 6 до 15,3 м% от массы волокон.

Формул а изобретения

Фильтр для сигарет, выполненный из волокон органического полимера, пропитанного адсорбирующим средством, отличающийся тем, что, с целью наиболее полного улавливания канцерогенных и токсичных веществ, волокна органического полимера пропитаны кремнийорганическим мономером М,М -бис(3-триэтоксисилилпро- nM)-THOpKap6aMHflOMXC2H50)3Si(CH2)3NH- C(S)-MH(CH2)3Si(OC2Hsb. количество которого составляет 6-15,3 мае. % от массы волокон.

нг/сиг. - нанограмм ( г.) на сигарету.

мкг/мл - микрограмм на миллилитр.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3