Фильтр для табачных изделий

 

Изобретение относится к фильтрам для табачных изделий. Фильтр включает волокнистую или микропористую структуру и наполнитель. В качестве наполнителя используется смесь фуллеренов с фуллеренсодержащей сажей и пироуглеродом. Наполнитель может быть размещен между структурой фильтра и табачной смесью или в структуре фильтра. Изобретение позволяет изготовить фильтр для табачных изделий, обладающий высокой сорбционной активностью по отношению к вредным компонентам продуктов сгорания табачных смесей. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека и касается конструкций фильтров для табачных изделий, а также фильтров для очистки газовых сред.

В настоящее время известны принципиальные направления развития технических решений этой проблемы, из которых наиболее характерным и наиболее близким, по мнению заявителя, является фильтр для табачных изделий, преимущественно сигарет, включающий волокнистую или микропористую структуру с наполнителем /1/.

В качестве основного материала фильтра используют пористые вставки из материала на основе хлопка, древесины и другого фитоматериала, а также синтетические материалы; эту основу пропитывают или прокатывают активным наполнителем, включающим микропористую углеродистую матрицу, пропитанную гемоглобином, получаемым из веществ животного происхождения.

При определенной эффективности известного фильтра, предназначенного для улавливания и задержания токсично-канцерогенных веществ при пиролизе табачной смеси, этот известный фильтр обладает существенными и очевидными недостатками, заключающимися в его низкой эффективности выполнения предписанного ему назначения - задерживать наиболее опасные продукты пиролиза табачной смеси при выполнении одновременного насыщения крови и лимфы курильщика никотином для введения его центральной нервной системы в иллюзию получаемого "удовольствия" ("удовлетворения"), принимаемое ошибочно курильщиком как "потребность" его несовершенного генотипа.

Эти существенные недостатки известного фильтра проявляются за счет его принципиально несовершенного подбора состава, включающего наряду с пористой и микропористой структурой еще и гемоглобин, который и взаимодействует с кислородом с образованием оксигемоглобина, довольно слабо удерживающего кислород. Гемоглобин для пропитки фильтра получают из крови крупного рогатого скота и свиней. Даже если и не иметь в виду значительного (на 30-40%) удорожания сигарет, гемоглобин фильтра обладает малой сорбционной емкостью, не удерживает "горячих" свободно-радикальных частиц и в результате не может обеспечить полноценное задержание свободных радикалов. Кроме того, гемоглобин термически неустойчив и по мере продвижения зоны огня к фильтру теряет свои свойства.

В настоящее время появилась техническая возможность создания "суперфильтра" на основе фуллеренсодержащих композиций. Фуллерены - недавно открытая третья модификация углерода (наряду с графитом и алмазом), обладают сферической формой, на поверхности которой в углах пента- и гексогенов расположены атомы углерода, связанные друг с другом двойными связями. Такая структура молекулы фуллерена обеспечивает ее уникальные физико-химические свойства. Наиболее устойчивой структурой является С₆₀ - молекула с 60 атомами углерода.

Одним из наиболее перспективных направлений технологического применения фуллеренов и фуллеренсодержащих веществ является их использование в качестве сорбентов, в том числе для создания нового поколения фильтров для сигарет.

Фуллеренсодержащие композиции обладают также исключительно высокой антиокислительной активностью, основанной на способности молекул фуллеренов и их производных реагировать со свободными радикалами, обеспечивая их рекомбинацию или превращение в неактивные формы и неактивные соединения, способные нанести живому организму курильщика существенный вред, как его слаборазвитой нервной системе, так и управляемой ею всей биомассе пользователя.

Технический и социальный результат данного изобретения заключается в повышении эффективности процесса улавливания и сорбирования вредных продуктов пиролиза табачной смеси за счет повышения фильтрующей способности разработанного фильтра по задержанию в своей основе сверхнормативных содержаний смол и никотина, и при возможности регулирования содержаний этих веществ.

Указанный результат в изобретении достигают за счет того, что фильтр, включающий волокнистую или микропористую структуру с наполнителем, в качестве такого наполнителя содержит фуллерит, представляющий собой смесь фуллеренов: C₆₀, С₇₀ и высших фуллеренов совместно с фуллеренсодержащей сажей и пироугдеродом.

При этом наполнитель или размещают между структурой фильтра и табачной смесью, или выполняют заодно с этой структурой.

Также возможно размещение между табачной смесью и указанным фильтром дополнительной микропористой структуры.

Описываемый фильтр исследован по его существенным признакам на соответствие изобретению по основным критериям, в том числе по новизне и уровню решенной технической задачи. При этом во внимание были приняты источники информации в данной области человеческой деятельности. Выявлены известные признаки, как использование активированного угля для очистки дымных смесей; использование микропористых материалов. Выполненный предметный анализ показал, что известные признаки не порочат изобретение, не проявляют аналогичных свойств и адекватного эффекта. Это позволяет отнести разработанный фильтр к категории решения, обладающего патентоспособностью.

Эффективность разработанного фильтра обеспечивается его исключительно высокой сорбционной способностью к вредным веществам при пиролизе табачной смеси, что обеспечивает перевод их в неактивные радикалы, не способные продолжать цепочки радикального окисления. По сравнению с известными антиоксидантами (хиноны, амины и их композиции) фуллерены обладают намного большей активностью, т. е. одна молекула фуллерена способна присоединять (т.е. уничтожать) несколько десятков активных свободных радикалов, а также обеспечивать процесс каталитического ингибирования цепного радикального окисления и деструкции.

Проведенные с помощью газового ультрафиолетового хроматографа анализы показали, что фуллеренсодержащий фильтр задерживает свыше 95% свободных радикалов и улавливает около 90% полихиноновых и бензохиноновых радикалов, что предотвращает окисление аскорбиновой кислоты, служащей одним из защитных барьеров в сигарете. В результате, опасное воздействие табачного дыма на ДНК клеток минимизируется. Исследования также показали, что фуллереновый фильтр снижает содержание в дыме изопрена, бутадиена, бензола, оксидов азота и нитрозаминов в 2-2,5 раза больше, чем обычный фильтр.

В итоге использования фуллеренового фильтра таким образом блокируется попадание в организм свободных радикалов и сорбируются токсиканты дыма, что существенно снижает физиологическую нагрузку, испытываемую курильщиком, а кроме того, намного уменьшается количество токсинов, воздействующих на пассивных курильщиков.

По предварительным оценкам при объеме нового фильтра 0,1 см³ потребуется около 1 г фуллеренсодержащей композиции (при 10% содержании чистых фуллеренов) на 100 сигарет. При стоимости фуллереновой композиции 1 USD за 1 г стоимость пачки сигарет изменится незначительно и не окажет существенного влияния на корректировку вредных и пагубных привычек газовых наркоманов-курильщиков.

Примером конкретного выполнения разработанного фильтра является его изготовление из целлюлозы, между которой и табачной смесью размещают цилиндрик из спрессованного фуллерита, включающего фуллеренсодержащую сажу и пироуглерод; диаметр этого цилиндрика выбирают по диаметру целлюлозного фильтра, а его толщину выбирают от 1 до 5 мм, что полностью обеспечивает эффективность фильтра, как это указано выше. При этом заявитель не указывает соотношение м. ч. ингредиентов, составляющих фильтр, т.к. для различных типов табачных изделий и различных целей это соотношение будет различным. Но при необходимости заявитель может привести более подробные данные, показывающие высокую эффективность и технологичность разработанного фильтра для табачных изделий.

Источники информации 1. JP 8164309 А2, 1995 (прототип).

2. Методы снижения отрицательного воздействия продуктов пиролиза табачных смесей. СПб СТА, 1997.

3. RU 2143291, 1998.

4. US 5364993, 1994.

Формула изобретения

1. Фильтр для табачных изделий, отличающийся тем, что он включает волокнистую или микропористую структуру и наполнитель, при этом, в качестве наполнителя используется смесь фуллеренов с фуллеренсодержащей сажей и пироуглеродом.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что наполнитель размещен между структурой фильтра и табачной смесью.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что наполнитель размещен в структуре фильтра.