Фильтр для сигарет

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s А 24 0 3/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (54) ФИЛЬТР ДЛЯ СИГАРЕТ

1 . (21) 4896031/13 (22) 25.12.90 (46) 23.02.93. Бюл. %.7 . (76) M.Ã.Âîðoíêîâ, Л.Я.Синельников, Н.К.Власова, E.ß.Êàïëàí, А,Е.Пестунович, P.Ä.Ñàôàåà и Г.А.Белицкий (56) Патент Франции N 2545698, кл. А 24 D 3/14, 1985.

Заявка ЕПВ М 0121436, кл. А 24 D 3/14, 1985.

Предполагаемое изобретение относится к табачной промышленности и может найти применение при изготовлении сига.рет 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 гидроксиапатита, природного происхождения или полученного путем осаждения.

Известны различные фильтры для курительных изделий, в частности для сигарет,,, Ж.„, 1797481 А3 (57) 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 монамером, N,N -Бис(3-триэтоксисилилпропил)-тиакарбаМидам(С Щ3ф(СНфМН-С(-йН(СН2)ЗЯ (ОС2НБ)З, количество которого составляет от 6 да 15,3 м% от массы волокон. уменьшающие токсичное действие табачного дыма. Для этого используются фильтрующие устройства, основу которых, как правила, составляет поливинилацетатное, целлюлознае или ацетат-целлюлозное волокно с нанесенными на него веществами, обладающими адсорбцион ными свойствами, или пропитанное этими веществами.

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

1797481

С НУ 5Π— 1

СНО (СН)

25 23

С-s

ВН 6С2Ы50Н

2)3:

Р5 сдн о — s

С Н5О 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 же. леза с органическими ниэкомолекулярными лигандами, при этом адсорбирующее средство в качестве соли железа содержит соли двухвалентного железа, а в качестве лигандов алкильные производные дитиокарбамата натрия, при этом содержание адсорбирующего средств составляет 3,6 — 13 мас., фильтрующего волокна, соль двухвалентного железа выбирают из ряда ЕеЯО !, FeClz, Ее(ИОз)г, в качестве алкильных производных дитиокарЦамата натрия фильтр содержит диметилдитиокарбамат или диэтилдитиокарбамат. 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.

В - !-ОН

0 .- — ОН +!

Л -1-ОН!!!

0 - I

1:!

К - !!.

Н - !!

0 - 1-ОН

- -ОН+

- !! -ОН

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,¹

"0 бис(3-триэтоксисилилпропил)-тиокарбамидом (СаНьО)зЯ!(СНЯзй Н-C(S)-И Н(СНг)з9(ОС Ни)з, количество которого составляет от 6 до 15,3 мас. 7 от массы волокон.

Фильтр для сигарет содержит осно15 ву из ацетилцеллюлозы или другого органического полимера, обработанную кремнеорганическим мономером N,N бис(3-триэтоксисилилп ропил)-,тиокарбамидом (С2Н50)зЯ!(СН2)зйН вЂ” C(S)-й Н(СНг)зЗ!(О Сг Нь)з 0 Для этой цели стандартные сигаретные фильтры, пропитанные 4-107 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 реакционноспособными поверхностными груп30 пами (в частности гидроксильными) и поверхностной влагой. Конденсация осуществляется по аналогии с известной модификацией силикагеля различных марок (6, 7) по возможной схеме:

0 -!- В

31- 0 -! о †.- о (CH2) 3 !

-Л

3Н

t !

-0 !

c- =з

I !

- К !

NH ! 1-Н (СН2)3

1 - 35. 0 0 - !I ! !

1797481

15

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. Гак, он существенно снижает содержание в табачном дыме таких канцерогенных веществ как многоядерные ароматические углеводороды (бенз { а) пирен, бенз (g, h, I) перилен, дибенз (а, h) антрацен, дибенз (а, с) антрацен) и нитрозоамины (N-нитрозодиэтиламин, Ы-нитрозопирролидин), содержание которых в табачном дыме уменьшается на 50-100 .

Отличительной особенностью разработанных сигаретных фильтров является высокая эффективность поглощения микроэлементов (в том числе радиоактивных), содержащихся в табачном дыме, таких как магний, кальций, стронций, медь, цинк, свинец, мышьяк, ванадий, хром, марганец, жепеао, 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 кремнеоорганического мономера — N,N -бис(3T èýòоксисиllèë ï ðопи/l)тиокарбамид нетоксичен (L0gp > 3000 мг/кг (8) стабильны во времени и не изменяются при нагревании до 300 градусов Цельсия (11).

Пример 1. Улавливание летучих нитрозоаминов {НА) в главной струе дыма сигарет с поливинилацетатным фильтром, пропитанным 10 и 4 -ными растворами мономера в этиловом спирте (см. табл. 1), Сигареты прокуривались согласно требованиям стандартов международной организации по стандартизации ИСО в жидкостные ловушки с цитратно-фосфатФормула изобретения

Фильтр для сигарет, выполненный из волокон органического полимера, пропитанного адсорбирующим средством, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью наиболее полного улавливания канцерогенных и токным буфером. Содержание нитрозоаминов определялось на газовом хроматографе.

Выводы, Предложенный фильтр достоверно снижает уровень содержания нитрозоаминов.

Пример 2, Эффективность улавливания металлов в главной струе дыма сигарет с 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 главной струе дыма сигарет на 70 — 100 .

Полученные результаты по Ni, Cr, Сд, As, V, РЬ и Zn указывают на то, что фильтр, обработанный 10 раствором мономера,наиболее эффективным.

Пример 3. Эффективность улавливания многоядерных ароматических углеводородов поливинилацетным фильтром, пропитанным 10 и 4 -ными растворами

N, N -бис(3-триэ гоксисилил про пил)ти ока рбамида {см. табл. 3).

Бенз (9, h,!) перилен, дибенз (а, h), антрацен, дибенз (а, 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 (e 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, KGK кальций, кадмий, ванадий, кобальт, железо, поглощает до 80о и практически до 100 улавливает особо токсичные элементы как свинец и мышьяк. сичных веществ, волокна органического полимера пропитаны кремнийорганическим мономером N,N -бис(3-триэтоксисилилпропил)-тиоркарбамидом (СгНцО)з$!(СНг)зИНС($) — МН(СНг)зЯ!(ОСгНф, количество которого составляет 6-15,3 мас, от массы волокон.

1797481

Таблица 1

* нг/сиг, — нанограмм (10 r.) на сигарету.

Таблица 2

Металл Контрольная

Исследуемая сигаре а

Эффективность улавливания, % сигарета, мкг/мл i

4% раст. мкг/мл

2,4+.0,32

0,026 +0,01

0,075+0,12

10% раст. мкг/мл

0,920;23

0,05 +0,01

0,043+ 6Е-3

10% раст.

4% раст

5,15 -1,54

0,21 ="0,08

0,18+ 0.025

1,95+0.3

0,81+0,27

1,53 +0,35

0,15М,ОЗ

0,48+0,31

0,33+0,08

О 36йО 16

0,145+0,015 0,039+6E-3 0,044+0,013

0,053М,021 5,75Е-З+1,05Е-З 0,018+3,5Е-З

0,044й0,01 525Е-Зй95E 4 О 02+2Е 3

0,063+0,013 0;014+2 E-3 0,029 й5Е-З

75,0

0,12+0,06

0,45 0,078

0,063 М,012, 0,02+2Е-3

0,03 7,5Е-З

73,3

25,4

43,1

81,4

76,4

0,047 +4,5Е-З

0,051+0 012 О 028 3 45Е 3 О 0294-БЕ 3

2,2 = -1, l

0,48Щ23

0,113+0,06 мкг/мл — микрограмм на миллилитр.

Са

Ni

Си

Zn

Mg

Al

Cr

Ч

Cd

Sr

Со

Tl

РЬ

Мп

Fe

О 42+0 09 0 555+0,23

0,16+0,033 0,12 й0,05

0,39М,095 0.41+0,19

82,5

76.2

76,1

78,4

81,5

68,6

73,1

89,2

88,1

77,8

83,3

64,4

45,1

82.3

100

53,2

87,2

58,3

71,5

59,2

76,4

69,7

66.0

54,5

54,0

1797481

Таблица 3

Составитель 8. Арефьева

Техред М. Моргентал Корректор.E. Папп

Редактор Т; Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 658 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5