EA008259B1

EA008259B1 - Сигаретная обертка с каталитическим наполнителем и способы ее изготовления

Info

Publication number: EA008259B1
Application number: EA200600024A
Authority: EA
Inventors: Фируз Расоули; Пин Ли; Сьюзан Таруф; Джеффри Аллен; Шалва Гедеванишвили; Мохаммед Р. Хаджалигол; Роланд В. Двайер; Чарльз Э. Б. ст. Гленн
Original assignee: Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2007-04-27
Also published as: IL172017A; BRPI0411445B1; NO20060157L; CA2526424C; CA2527359A1; US20070095358A1; PT1635658E; UA88874C2; CA2526424A1; MA27877A1; WO2005002370A2; CN1805696A; EP1635658A4; IL172274A; ES2297480T3; US20050051185A1; KR101161028B1; EP1635658B1; JP2007511204A; JP4637099B2

Abstract

Обертка курительного изделия включает полотно, включающее целлюлозные волокна и модифицированный катализатором наполнитель полотна, включенный в полотно. Модифицированный катализатором наполнитель полотна включает наполнитель полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц. Катализатор оксида углерода в виде наночастиц может быть железооксидным катализатором в виде наночастиц. Также предложено курительное изделие, включающее сигаретный табачный стержень, имеющий обертку, включающую полотно, наполнитель полотна и катализатор оксида углерода в виде наночастиц, причем наполнитель полотна является носителем катализатора в виде наночастиц. Также предложены способ изготовления обертки и способ изготовления курительного изделия, в котором используется эта обертка.

Description

Настоящая заявка имеет приоритет заявки США Сер.№ 60/477 922, от 13 июня 2003г. под названием Сигаретная обертка с каталитическим наполнителем и способы ее изготовления, содержание которой полностью включено сюда путем ссылки.

В нижеследующем описании даны ссылки на некоторые структуры и способы, однако, эти ссылки не следует обязательно толковать так, что эти структуры и способы являются уровнем техники, как это определено в применимых правилах. Заявитель оставляет за собой право продемонстрировать, что любое из упомянутых технических решений не относится к уровню техники.

Курительные изделия, такие как сигареты или сигары, создают во время затяжки основной дым, а во время статического горения - побочный дым. Одним из компонентов как основного, так и побочного дыма является угарный газ - (моно)оксид углерода (СО). Снижение содержания оксида углерода в дыме является желательным.

Катализаторы, сорбенты и/или окислители для курительных изделий описаны в нижеследующих первоисточниках: патенты США 6371127 (Зшбег и др.), 6286516 (Во\геп и др.), 6138684 (Уата/ак и др.) 5671758 (Копдуеб), 5386838 (Отпсу, III, и др.), 5211684 (Зйаппоп и др.), 4744374 (Оейсуев и др.), 4453553 (СоЬп), 4450847 (О\\е1Щ. 4182348 (ЗеейоГег и др.), 4108151 (Майш и др.), 3807416 и 3720214. Международные публикации АО 02/24005, АО 87/06104, АО 00/40104 и опубликованные заявки США 2002/0002979 А1, 2003/0037792 и 2002/0062834 А1 также относятся к катализаторам, сорбентам и/или окислителям.

Также описано использование железа и/или оксида железа в табачных изделиях (см., например, патенты США 4197861, 4489739 и 5728462). Оксид железа описан в качестве красящего агента (например, в патентах США 4119104, 4195645, 5284166) и в качестве регулятора горения (например, в патентах США 3931824, 4109663 и 4195645) и использовался для улучшения вкуса, цвета и/или внешнего вида (например, в патентах США 6095152, 5598868, 5129408, 5105836 и 5101839).

Несмотря на известные разработки, сохраняется потребность в усовершенствованных и более эффективных способах и композициях для уменьшения количества оксида углерода в основном дыме курительного изделия во время курения.

В предпочтительном варианте выполнения курительное изделие представляет собой сигаретный табачный стержень, имеющий обертку, причем эта обертка включает полотно, материал наполнителя полотна и катализатор (окисления) оксида углерода в виде наночастиц, причем материал наполнителя полотна является носителем катализатора в виде наночастиц. В предпочтительном варианте катализатор оксида углерода в виде наночастиц представляет собой железооксидный катализатор в виде наночастиц, а его носителем является карбонат кальция.

Предпочтительный способ изготовления курительного изделия предусматривает (ί) возможно, включение катализатора оксида углерода в виде наночастиц в материал наполнителя полотна, используемый в производстве обертки, с образованием модифицированного катализатором наполнителя полотна, (ίί) возможно, изготовление обертки, причем эта обертка включает модифицированный катализатором наполнитель полотна, (ш) подачу табачной мешки, содержащей табак, в сигаретную машину и (ίν) помещение бумаги, включающей материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, вокруг табачной мешки с образованием части табачного стержня курительного изделия. Способ, возможно, включает обжиг наполнителя полотна, модифицированного кислородом, перед стадией (ίί) и/или (ν) помещение второй обертки вокруг упомянутой части табачного стержня.

В предпочтительном варианте обертка для курительного изделия содержит бумажное полотно и модифицированный катализатором наполнитель полотна, нанесенный на бумажное полотно, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна включает катализатор оксида углерода в виде наночастиц, а его носителем является материал наполнителя полотна.

Другой предпочтительный способ изготовления сигаретной бумаги предусматривает (ί) подачу модифицированного катализатором наполнителя полотна и целлюлозного материала в напорный ящик в формующей секции бумагоделательной машины, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна включает материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, (ίί) осаждение водной суспензии, включающей материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, и целлюлозный материал, на формующую секцию бумагоделательной машины с образованием полотна основы с распределенным в нем наполнителем полотна, модифицированным катализатором, и (ίίί) удаление воды из полотна основы с образованием промежуточного полотна. Способ, возможно, включает обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна перед стадией (ίί).

Дополнительный предпочтительный способ изготовления сигаретной бумаги, включающей наполнитель полотна, модифицированной катализатором, предусматривает (ί) подачу целлюлозного материала в первый напорный ящик формующей секции бумагоделательной машины, (ίί) осаждение водной суспензии из первого напорного ящика на формующую секцию бумагоделательной машины с образованием полотна основы из целлюлозного материала, (ίίί) нанесение модифицированного катализатором наполнителя полотна на полотно основы, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна включает материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, и (ίν) удаление воды из полотна основы с образованием промежуточного полотна. Способ, возможно, включает обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна перед стадией (ίίί) и/или распределение

- 1 008259 модифицированного катализатором наполнителя полотна внутри сети волокон полотна основы, при этом слой образует ленточную, полосчатую или решетчатую структуру на промежуточном полотне.

Предпочтительный способ изготовления двухслойной сигаретной бумаги предусматривает (1) осаждение первого слоя двухслойной сигаретной бумаги из первого напорного ящика на проволочную сетку бумагоделательной машины, причем первый напорный ящик содержит первую композицию бумажной массы, (ίί) осаждение второго слоя двухслойной сигаретной бумаги из второго напорного ящика на часть первого слоя, причем второй напорный ящик содержит вторую композицию бумажной массы, а вторая композиция бумажной массы включает модифицированный катализатором наполнитель полотна, содержащий материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, и (ίίί) удаление воды из первого слоя и второго слоя с образованием единого листа промежуточного полотна. Способ, возможно, включает обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна.

Предпочтительный способ изготовления сигаретной бумаги предусматривает (1) подачу бумажной массы, включающую целлюлозный материал, в первый напорный ящик формующей секции бумагоделательной машины, (ίί) транспортирование несущее полотно через бумагоделательную машину, (ίίί) осаждение модифицированного катализатором наполнителя полотна на несущее полотно, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна включает материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, (ίν) осаждение водной суспензии из первого напорного ящика на несущее полотно с образованием полотна основы из целлюлозного материала с включенным в него несущим полотном, (ν) удаление воды из полотна основы с образованием листа и (νί) подбор листа.

Предпочтительный модифицированный катализатором наполнитель полотна, используемый в производстве обертки для курительного изделия, содержит материал наполнителя полотна и катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна.

Предпочтительный способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, включающего катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна, предусматривает (ί) формирование водной суспензии, содержащей катализатор оксида углерода в виде наночастиц и материал наполнителя полотна, (ίί) возможно, распыление водной суспензии по несущей поверхности и (ίίί) сушку водной суспензии для испарения воды и формирования модифицированного катализатором наполнителя полотна.

Дополнительный предпочтительный способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, включающего катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна, предусматривает (ί) осаждение катализатора оксида углерода в виде наночастиц из жидкой фазы на материал наполнителя полотна, (ίί) удаление по меньшей мере части жидкой фазы и (ίίί) сушку наполнителя полотна для испарения остатка жидкой фазы и формирования модифицированного катализатором наполнителя полотна.

Еще один предпочтительный способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, включающего катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна, включает осаждение катализатора оксида углерода в виде наночастиц из паровой фазы на материал наполнителя полотна, при этом катализатор оксида углерода в виде наночастиц содержит ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ее₂О₃ или их смеси, а материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Τί0₂, 8ί0₂, А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂.

В предпочтительном варианте сигарета содержит табачный стержень, имеющий обертку, причем обертка содержит полотно волокнистого целлюлозного материала и загрузку материала наполнителя полотна, при этом, по меньшей мере, некоторые из частиц материала наполнителя полотна представляют собой минеральную частицу и наночастицу, несомую этой минеральной частицей.

В предпочтительном варианте бумажная масса для использования в процессе изготовления бумаги представляет собой водную суспензию, включающую модифицированный катализатором наполнитель полотна, и целлюлозный материал.

Предпочтительный вариант выполнения сигаретной обертки представляет собой полотно, имеющее материал наполнителя полотна, причем по меньшей мере часть материала наполнителя полотна представляет собой ЕеООН.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1(а) показано возможное курительное изделие с катализатором оксида углерода в виде наночастиц, нанесенным на материал наполнителя полотна обертки. На фиг. 1(Ь) показано в увеличенном масштабе изображение обертки.

На фиг. 2(а) показано возможное курительное изделие с катализатором оксида углерода в виде наночастиц, нанесенным на материал наполнителя полотна первой обертки, со второй, наружной оберткой. На фиг. 2(Ь) показано в увеличенном масштабе изображение первой обертки со второй, наружной оберткой.

На фиг. 3(а) показано возможное курительное изделие с оберткой, включающей катализатор оксида углерода в виде наночастиц. Внутренняя область полотна обертки содержит материал наполнителя полотна, несущий катализатор. На фиг. 3(Ь) показано в увеличенном масштабе изображение обертки.

На фиг. 4 показана схема бумагоделательной машины, в которой меловальный ящик может содержать модифицированный катализатором наполнитель полотна.

- 2 008259

Фиг. 5 иллюстрирует один тип конструкции сигареты, которую можно использовать вместе с электрическим устройством для прикуривания.

На фиг. 6 представлено перспективное изображение сигареты, имеющей бумагу, модифицированную катализатором, окружающую топливный элемент.

На фиг. 7 показано поперечное сечение сигареты, изображенной на фиг. 6.

На фиг. 8 показано поперечное сечение сигареты, имеющей обертку, модифицированную катализатором, расположенную по центру в форме трубки.

На фиг. 9 показана конверсия СО в СО₂ для катализатора в виде наночастиц оксида железа и для смеси катализатора в виде наночастиц оксида железа и СаСО₃.

На фиг. 10 показано влияние условий обжига в случае 30%-ной загрузки катализатора в виде наночастиц, нанесенного на материал наполнителя полотна, на конверсию СО в СО2 в зависимости от температуры.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Каталитическая бумага, композиции модифицированного катализатором наполнителя полотна, способы изготовления курительных изделий, предусматривающие использование добавок в виде наночастиц, вводимых в обертку в качестве материала наполнителя полотна, причем эти добавки способны действовать как окислитель для преобразования оксида углерода в диоксид углерода и/или как катализатор для преобразования оксида углерода в диоксид углерода. Добавки в виде наночастиц уменьшают количество оксида углерода в основном дыме.

Термин «основной дым» относится к смеси газов, проходящих по табачному стержню и выпускаемых через конец, снабженный фильтром, т. е. к количеству дыма, выходящего или вдыхаемого из мундштучного конца сигареты во время курения этой сигареты. Основной дым представляет собой дым, который вдыхается и через осветленную область, и через обертку типа сигаретной бумаги.

Катализаторы, окисляющие оксид углерода (СО), такие как катализаторы в виде наночастиц оксида железа согласно предпочтительным вариантам осуществления, можно внедрять в материал наполнителя полотна обертки курительных изделий, таких как сигареты. Такая обертка используется для сборки курительного изделия и расходуется во время курения. Безотносительно какой-либо теории предполагается, что включенный катализатор в виде наночастиц катализирует во время курения составляющий компонент газа в газовом потоке, например катализатор оксида углерода катализирует СО, уменьшая уровень СО в основном и побочном сигаретном дыме за счет реакции с кислородом (О2) в газовом потоке курительного изделия с образованием диоксида углерода (СО₂) в соответствии со следующим уравнением:

2СО+О2=2СО2 Ур. 1

Также предполагается, что после этой каталитической реакции катализатор также может действовать как окислитель, например может окислять СО в присутствии кислорода в газовом потоке, снижая уровень СО в основном и/или побочном дыме.

Обращаясь к фиг. 1(а), отмечаем, что предпочтительный вариант осуществления курительного изделия 100 имеет часть 90 табачного стержня и фильтрующий конец 92. Часть 90 табачного стержня предпочтительно содержит табачный стержень 102, обернутый в сигаретную обертку 104 (табака). Как показано на фиг. 1(Ь) в увеличенном масштабе, обертка 104 включает полотно из волокнистого целлюлозного материала 106, в котором диспергированы частицы материала 108 наполнителя полотна, причем этим материалом может быть карбонат кальция (СаСО3). На практике, материал 108 наполнителя полотна служит в качестве вещества для определения проницаемости обертки 104 (как правило, измеряемой в единицах СОКЕ8ТЛ и определяемой как количество воздуха, измеренное в кубических сантиметрах, которое проходит через 1 кв.см материала за 1 мин при перепаде давления, составляющем 0,1 кПа), а также служит в качестве носителя наночастиц катализатора оксида углерода, предпочтительно оксида железа. Если это желательно, то обертка 104 может необязательно включать материал 110 наполнителя полотна, не содержащий катализатор. Материал наполнителя полотна - это материал наполнителя, используемый в производстве обертки 104.

На фиг. 2(а) и 2(Ь) показан вариант осуществления курительного изделия с катализатором типа оксида углерода в виде наночастиц, нанесенным на материал наполнителя полотна первой обертки, и со второй, наружной оберткой. С варианте осуществления, показанном на фиг. 2(а), курительное изделие 100 включает табачный стержень 102 сигареты, окруженный первой внутренней оберткой 112. Как показано на фиг. 2(Ь) в увеличенном масштабе, первая обертка 112 включает полотно 114 и катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал 116 наполнителя полотна. Если это желательно, то первая обертка 112 может включать, необязательно, материал 118 наполнителя полотна, не содержащий катализатор. Этот материал наполнителя полотна является материалом наполнителя, используемым в производстве первой обертки 112. Весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя полотна в первой, внутренней обертке предпочтительно составляет от 0,1 до 3,0, в более предпочтительном варианте это отношение составляет 0,1-1,0, а в наиболее предпочтительном варианте это отношение составляет 0,33-1,0. Курительное изделие 100 имеет вторую обертку 120, окружающую первую обертку 112. Общее количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц во второй, наружной обертке 120 предпочтительно составляет менее 1 мг для заданной одной сигареты 100, а в более предпочтительном варианте вторая обертка 120 не включает катализатор оксида углерода в виде

- 3 008259 наночастиц, чтобы придать сигарете 100 внешний вид, на который не влияет окраска катализатора в виде наночастиц. В возможных вариантах осуществления общее количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц в первой обертке составляет 10-100 мг, а во второй обертке - менее 1 мг, предпочтительно 0 мг, и/или весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц во второй обертке 120 к катализатору оксида углерода в виде наночастиц в первой обертке 112 составляет менее 0,25.

На фиг. 3(а) показан вариант осуществления курительного изделия с оберткой, включающей катализатор оксида углерода в виде наночастиц. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3(а), курительное изделие 100 включает табачный стержень 102 сигареты и обертку 122. Как показано на фиг. 3(Ь) в увеличенном масштабе, обертка 122 включает полотно 124 и катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал 126 наполнителя полотна. Если это желательно, то обертка 122 может включать, необязательно, материал 128 наполнителя полотна, не содержащий катализатор. Этот материал наполнителя полотна является материалом наполнителя, используемым в производстве первой обертки 122. Обертка 122 имеет радиально внутреннюю часть 130 и радиально внешнюю часть 132, причем радиально внутренняя часть 130 имеет первую загрузку катализатора оксида углерода в виде наночастиц, а радиально внешняя часть 132 имеет вторую загрузку катализатора оксида углерода в виде наночастиц. В одном варианте осуществления первая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц больше второй загрузки катализатора оксида углерода в виде наночастиц. Например, первая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц в обертке для заданной одной сигареты 100 может составлять до 100 мг, а вторая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц может составлять менее 1 мг. Вторая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц предпочтительно равна 0. Еще в одном варианте осуществления весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя полотна в радиально внутренней части 130 составляет предпочтительно от 0,1 до 3,0, в более предпочтительном варианте - от 0,1 до 1,0, а в наиболее предпочтительном варианте - от 0,33 до 1,0. Общая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц в радиально внешней части 132 предпочтительно составляет менее 1 мг, а в более предпочтительном варианте - 0 мг.

Термин «наночастицы» означает, что эти частицы имеют средний диаметр частиц менее микрона. Катализатор в виде наночастиц предпочтительно имеет средний диаметр частиц менее чем около 500 нм, предпочтительнее - от 300 до 400 нм, еще предпочтительнее - 1-10 нм, а в наиболее предпочтительном варианте - менее чем около 5 нм. Объемная плотность катализатора в виде наночастиц предпочтительно составляет менее 0,25 г/см³, а предпочтительно - около 0,05 г/см³. Площадь поверхности предпочтительного катализатора в виде наночастиц, измеренная по Брунауэру, Эмметту и Теллеру, составляет от около 20 до 400 м²/г, в более предпочтительном варианте - от около 200 до около 300 м²/г. Пример высокотемпературного катализатора оксида углерода в виде наночастиц включает железооксидный катализатор в виде наночастиц. Предпочтительным железооксидным катализатором в виде наночастиц является особо тонкий оксид железа марки ΝΑΝΟΟΑΤ7 от фирмы Масй I, 1пс., расположенной в местечке Король Пруссии, штат Пенсильвания, США. Железооксидный катализатор в виде наночастиц может содержать ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ее₂О₃ или их смеси.

Катализатор оксида углерода в виде наночастиц включают в обертку путем фиксации катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя, используемому в качестве материала наполнителя полотна в производстве сигаретной обертки. Этот материал наполнителя полотна может включать оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группу IV, либо материал наполнителя полотна может быть выбран из группы, состоящей из СаСО₃, ΤίΟ₂ и таких силикатов, как 8ίΟ₂, а также из А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂. В предпочтительном варианте материалом наполнителя полотна является СаСО3 или другой обычный материал наполнителя, используемый в производстве сигаретной бумаги. Если это желательно, обертка может включать материал наполнителя полотна, который не включает катализатор оксида углерода в виде наночастиц.

В предпочтительном варианте осуществления курительного изделия катализатор оксида углерода в виде наночастиц включает ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ее₂О₃ или их смеси. Модифицированный катализатором наполнитель полотна предпочтительно содержит железооксидный катализатор в виде наночастиц, фиксированный на частицах наполнителя, выбранного из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂ и таких силикатов, как 8Ю₂, а также из А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂. Средний размер частиц наполнителя бумажного полотна, модифицированного катализатором, составляет 0,1-10 мкм, а предпочтительно меньше или равен 1,5 мкм.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления общее количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц в курительном изделии - это количество, эффективное для конверсии по меньшей мере части СО в СО₂. Для сигарет, предпочтительное количество катализатора на сигарету составляет 1-100 мг, 1-50 мг или 50-100 мг, 2-25 мг или 25-50 мг, 1-15 мг или 15-40 мг либо 4-10 мг или 10-20 мг.

При одном подходе материал наполнителя полотна, такой как СаСО3, является носителем катализатора оксида углерода в виде наночастиц, такого как железооксидный катализатор в виде наночастиц, за счет формирования водной суспензии катализатора оксида углерода в виде наночастиц и материала наполнителя полотна. СаСО3, используемый в этом процессе, может быть тем же самым, что и материал наполнителя, используемый в бумагоделательном процессе, таким как АБВАСАК7 5970, коммерческие

- 4 008259 поставки которого осуществляет фирма 8рес1а11у Мшегак, Бетлхем, штат Пенсильвания, США. Суспензию наносят, например, с помощью ракельного ножа, а затем высушивают для испарения воды, остающейся вне твердого вещества. Один способ высушивания суспензии включает воздействие воздухом при нагревании тепловым источником, таким как излучающая лампа на 75°С, хотя можно использовать и другие способы, такие как вакуумная фильтрация с последующим высушиванием.

Катализатор и наполнитель можно подавать в любых желаемых количествах, например 10-90% катализатора и 90-10% материала наполнителя полотна. Высушенная суспензия образует порошкообразное вещество или массу независимых твердых частиц, в зависимости от загрузки катализатора оксида углерода в виде наночастиц, присутствующей в суспензии. Например, в случае суспензии, содержащей менее чем около 50-60 вес.% загрузки катализатора, которым является оксид железа в виде наночастиц, на карбонате кальция, суспензия высушивается с получением порошкообразного вещества; в случае суспензии, содержащей более чем около 60-70 вес.% загрузки катализатора, которым является оксид железа в виде наночастиц, на карбонате кальция, суспензия высушивается с получением массы независимых твердых частиц. Перед включением в обертку модифицированного катализатором наполнителя полотна, например материала наполнителя полотна, несущего катализатор оксида углерода в виде наночастиц, например частицы СаСО₃, несущие катализатор оксида углерода в виде наночастиц, средний размер частиц материала наполнителя, модифицированного катализатором, можно уменьшить до 0,1-10 мкм, а предпочтительно до около 1 мкм или менее. Например, материал наполнителя, модифицированный катализатором, можно подвергнуть размалыванию шарами с образованием порошка, а размалывание можно проводить, например, агатовыми шарами диаметром 1 см в течение 2-4 ч при скорости вращения 100-300 об./мин. Размалывание шарами может не потребоваться, если суспензию высушивают с получением порошкообразного вещества. После этого модифицированный катализатором наполнитель полотна, например материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, можно внедрять в обертку посредством бумагоделательного процесса. Например, модифицированный катализатором наполнитель полотна можно использовать в качества материала наполнителя в бумагоделательном процессе. В предпочтительном варианте осуществления уровень материала наполнителя полотна (и материала модифицированного катализатором наполнителя полотна, и/или материала наполнителя полотна без катализатора) в обертке может составлять от 3 до 50%.

При еще одном подходе частицы материала наполнителя полотна, такого как СаСО3, несут катализатор оксида углерода в виде наночастиц, что достигается формированием водной суспензии катализатора оксида углерода в виде наночастиц и материала наполнителя полотна, высушиванием суспензии с образованием модифицированного катализатором наполнителя полотна и последующим обжигом модифицированного катализатором наполнителя полотна. Суспензию формируют, по существу, так, как описано выше в связи с первым подходом. После высушивания суспензии с образованием массы независимых твердых частиц и размалывания шарами с образованием порошка (если необходимо уменьшить размер частиц модифицированного катализатором наполнителя полотна) модифицированный катализатором наполнитель полотна подвергают обжигу путем нагревания модифицированного катализатором наполнителя полотна до подходящей температуры обжига, например до 500°С, предпочтительно до температуры от 200 до 400°С, в течение подходящего периода времени, например от 1 до 3 ч, предпочтительно в течение 2 ч.

Возможный процесс получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, представляющего собой смесь железооксидного катализатора марки ΝΑΝΟΟΑΤ® в виде наночастиц и СаСО₃в соотношении 50/50, посредством размалывания можно провести следующим образом.

1. Смешивают 150 фунтов дистиллированной воды и 25 фунтов СаСО₃, помещая смесь в котел из нержавеющей стали.

2. Медленно добавляют, непрерывно помешивая, 25 фунтов железооксидного катализатора марки ΝΑΝΟΟΑΤ® в виде наночастиц.

3. Осуществляют перемешивание с максимальной допустимой скоростью в течение 2 ч с последующим добавлением остальных 50 фунтов воды.

4. Осуществляют вакуумную фильтрацию суспензии с получением фильтровальных лепешек, пользуясь воронкой Бюхнера (25 см) и колбой (2000 мл).

5. Разрезают фильтровальную лепешку на мелкие кусочки размером 1 дюйм и раскладывают их в противни для жаренья (размеры противня: 14 дюймов х 10 дюймов х 2 дюйма).

6. Замораживают фильтровальную лепешку в сухом состоянии.

7. Помещают противни в вакуумный колокол и сушат в вакууме при 110°С в течение 24 ч.

8. Размалывают порошки с использованием вращательной мельницы, керамических шаров и цилиндра в течение 6 ч.

9. Осуществляют обжиг на воздухе в течение 2 ч при 300°С.

Возможный процесс получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, представляющего собой смесь железооксидного катализатора марки ΝΑΝΟΟΑΤ® в виде наночастиц и СаСО₃в соотношении 50/50, посредством распылительной сушки можно провести следующим образом.

1. Приготавливают смесь катализатора в водной суспензии, добавляя 1 вес.ч. железооксидного катализатора марки ΝΑΝΟΟΑΤ® в виде наночастиц и 1 вес.ч. СаСО₃ в 12 вес.ч. воды. Перемешивают смесь

- 5 008259 (по меньшей мере, в течение 30 мин) для получения гомогенной суспензии.

2. Подают суспензию в машину для распылительной сушки.

3. Регулируют температуру воздуха для получения порошка (например, делая температуру воздуха равной 175°С).

4. Осуществляют, необязательно, обжиг в зависимости от температуры, используемой для сушки. Если обжиг проводится, то осуществлять его можно на воздухе при 300°С.

Катализатор оксида углерода в виде наночастиц можно фиксировать в материале наполнителя полотна любым подходящим способом. Например, катализатор оксида углерода в виде наночастиц можно включать в материал наполнителя полотна путем осаждения катализатора оксида углерода в виде наночастиц из жидкой фазы на материал наполнителя полотна или осаждения катализатора оксида углерода в виде наночастиц из паровой фазы на материал наполнителя полотна.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления модифицированный катализатором наполнитель полотна, например материал наполнителя полотна с катализатором оксида углерода в виде наночастиц, включают в обертку посредством обычных бумагоделательных процессов. Например, модифицированный катализатором наполнитель полотна можно использовать в качестве всего или части материала наполнителя в бумагоделательном процессе или можно наносить непосредственно на обертку, например, путем распыления или нанесения покрытия на влажное или сухое полотно основы. В производстве курительного изделия, такого как сигарета, обертку обертывают вокруг табачной мешки с образованием части табачного стержня курительного изделия с помощью сигаретной машины, причем обертка либо уже подана ранее, либо подается вместе с табачной меткой в виде одной или более лент обертки.

В качестве табачной мешки можно использовать любую подходящую табачную смесь. Примеры табачных материалов подходящих типов включают табаки дымовой сушки, Барлей, Мату1апй или ОпегИак редкие или специальные табаки и их смеси. Табачный материал можно подавать в форме листьев табака, обработанных табачных материалов, таких как расширенный или вспученный табак, обработанных средних жилок табачного листа, таких как резаные скрученные или резаные вспученные средние жилки табачного листа, регенерированные табачные материалы или их смеси. Табак может также включать заменители табака.

В производстве сигарет табак обычно используют в форме табачной мешки, т.е. в форме волокон или жгутов, разрезанных на кусочки, ширина которых составляет от около 1/10 до около 1/20 дюйма, или даже 1/40 дюйма. Длины жгутов находятся в диапазоне от около 0,25 до около 3,0 дюйма. Сигареты могут также содержать одно или более ароматизирующих веществ или других добавок (например, горючих добавок, модификаторов горения, связующих и т.д.), известных в данной области техники.

Обертка может быть любой оберткой, окружающей табачную мешку, включая обертки, содержащие лен, коноплю, кенаф, траву эспарто, рисовую солому, целлюлозу и т.д. По желанию, в состав обертки можно включать материалы наполнителей, ароматизирующие добавки и горючие добавки. При подаче в сигаретную машину обертку можно подавать из единственного рулона в виде непрерывного листа (одиночная обертка) или из нескольких рулонов (множественная обертка, например двойная обертка, подаваемая из двух рулонов). Кроме того, обертка может иметь более одного слоя в поперечном сечении, что характерно, например, для двухслойной бумаги, описанной в патенте США 5143098 (Водетк), полностью включенном в данное описание путем ссылки.

Бумагоделательный процесс можно проводить, пользуясь обычным бумагоделательным оборудованием. Возможный способ изготовления бумажной обертки, например сигаретной бумаги, включающей модифицированный катализатором наполнитель полотна, содержащий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна, предусматривает подачу модифицированного катализатором наполнителя полотна и целлюлозного материала в бумагоделательную машину. Например, водную суспензию (или бумажную массу), включающую модифицированный катализатором наполнитель полотна, и целлюлозный материал можно подавать в напорный ящик формующей секции бумагоделательной машины Фурдринье. Модифицированный катализатором наполнитель полотна включает катализатор оксида углерода в виде наночастиц, например материал наполнителя полотна, например СаСО₃, несущий железооксидный катализатор в виде наночастиц. Например, модифицированный катализатором наполнитель полотна может включать катализатор оксида углерода в виде наночастиц, например железооксидный катализатор в виде наночастиц, а также частицы СаСО3 или любой другой подходящий катализатор оксида углерода в виде наночастиц и материал наполнителя полотна, такой как оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группы IV, СаСО₃, Т1О₂, такие силикаты, как 8Ю₂, а также А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂. Водную суспензию можно подавать в напорный ящик по множеству труб, которые сообщаются с источником, таким как резервуар.

По желанию, возможный способ может предусматривать обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна на некоторой стадии перед подачей бумажной массы в бумагоделательную машину.

Модифицированный катализатором наполнитель полотна можно вводить в бумагоделательный процесс в любой подходящей форме, например в форме водной суспензии или в форме сухого порошка, суспендируемого во время бумагоделательного процесса перед добавлением в напорный ящик. Например, модифицированный катализатором наполнитель полотна можно получать в виде суспензии на месте применения. Водную суспензию, содержащую модифицированный катализатором наполнитель полотна, мож

- 6 008259 но использовать немедленно или хранить для будущего использования. В предпочтительном варианте осуществления в напорный ящик подают водную суспензию или бумажную массу, содержащую модифицированный катализатором наполнитель полотна, и целлюлозный материал, используемый с образованием полотна. По желанию, водную суспензию бумажной массы, содержащую модифицированный катализатором наполнитель полотна, и бумажную массу целлюлозного материала водной суспензии без модифицированного катализатором наполнителя полотна или с другой концентрацией с модифицированного катализатором наполнителя полотна можно подавать в отдельные напорные ящики или в несколько напорных ящиков.

Возможный способ предусматривает осаждение водной суспензии из напорного ящика на формующую секцию с образованием полотна основы из целлюлозного материала и модифицированного катализатором наполнителя полотна. Например, в типичной машине Фурдринье формующая секция представляет собой проволочную сетку Фурдринье, которая расположена в виде бесконечной формующей проволочной сетки непосредственно под напорным ящиком. Тонкий слой, ограниченный в нижней части напорного ящика бесконечной проволочной сеткой, позволяет водной суспензии, состоящей из модифицированного катализатором наполнителя полотна и целлюлозного материала, течь из напорного ящика сквозь упомянутый тонкий слой на верхнюю поверхность бесконечной проволочной сетки с образованием влажного полотна основы. По желанию, водную суспензию можно осаждать на несущее полотно, которое сохраняется внутри бумаги. Например, несущее полотно можно транспортировать через формующую секцию бумагоделательной машины, и это полотно может стать той основой, на которую происходит осаждение водной суспензии. Водную суспензию высушивают на проволочной сетке Фурдринье в формующей секции с получением промежуточного полотна, в котором может по-прежнему сохраняться водный компонент, и дополнительно обрабатывают с образованием листа бумаги (например, готового полотна) с включенным в нем несущим полотном. Несущее полотно может быть обычным полотном, таким как льняное несущее полотно, или может включать полотно с включенным каталитическим компонентом, таким как катализатор оксида углерода в виде наночастиц. Если несущее полотно включает каталитический компонент, то нести включенный каталитический компонент может материал наполнителя полотна или его может нести непосредственно несущее полотно без материала наполнителя полотна.

После осаждения водной суспензии на формующую секцию из влажного полотна основы удаляют воду с образованием промежуточного полотна и с помощью дополнительной обработки, такой как дальнейшая сушка и отжим, проводимые при необходимости, образуется лист сигаретной бумаги (т.е. готовое полотно). После этого сигаретную бумагу направляют на хранение или использование, например подбирают листы сигаретной бумаги или свертывают ее в рулон.

Обращаясь к фиг. 4, отмечаем, что бумагоделательная машина 200 для производства сигарет включает напорный ящик 202, оперативно расположенный на одном конце проволочной сетки 204 Фурдринье, и источник исходной суспензии, такой как сборник 206, сообщающийся с напорным ящиком 202.

Напорный ящик 202 может быть ящиком, используемым в типичном случае в бумагоделательной промышленности для укладки целлюлозной массы на проволочную сетку 204 Фурдринье. Обычно напорный ящик 202 сообщается со сборником 206 посредством множества труб. Сборник 206 принимает бумажную массу из источника 218 бумажной массы. В предпочтительном варианте сырье из сборника 206 представляет собой очищенную целлюлозную массу, такую как очищенная льняная или древесная масса, характерная для обычной практики в промышленности, производящей сигаретную бумагу. В предпочтительном варианте со сборником 206 сообщается бак 228 для мела (содержащий вышеописанный модифицированный катализатором наполнитель полотна) для установления желаемого уровня мела в суспензии, подаваемой в напорный ящик 202.

Проволочная сетка 204 Фурдринье переносит уложенную массу суспензии (т. е. полотно основы) из напорного ящика 202 по траектории, имеющей общее направление по стрелке А, показанной на фиг. 4, после чего воде дают возможность стечь из этой массы сквозь проволочную сетку 204 под влиянием силы тяжести, а в некоторых местах (по желанию) - с помощью вакуумных рам 210, 210', 210'', расположенных в разных местах вдоль проволочной сетки 204 Фурдринье, что характерно для установившейся практики в известных средствах производства сигаретной бумаги. В некоторой точке вдоль проволочной сетки 204 Фурдринье количество воды, удаляемой из полотна основы, оказывается достаточным для установления того, что обычно называют сухой линией, где текстура суспензии превращается из имеющей блестящий водянистый внешний вид в имеющую внешний вид поверхности, более близкий к внешнему виду готового полотна основы (но в увлажненном состоянии, например, промежуточного полотна). На этой сухой линии и около нее влагосодержание материала бумажной массы составляет приблизительно 85-90% и может изменяться в зависимости от рабочих условий и т.п.

Дальше по ходу от сухой линии промежуточное полотно 212 отделяют от проволочной сетки 204 Фурдринье на гауч-валу 214. Отсюда проволочная сетка 214 Фурдринье продолжается по контуру возврата своей бесконечной траектории. За гауч-валом 214 промежуточное полотно 212 продолжает свое прохождение через остальную часть бумагоделательной системы, которая дополнительно сушит и обжимает промежуточную полотно 212, осуществляя кондиционирование поверхности промежуточного полотна 212 до желаемого окончательного влагосодержания и текстуры с целью формирования бумаги 220 (например, готового полотна). Такие сушильные устройства хорошо известны в данной области тех

- 7 008259 ники и могут включать сушильную секцию 216, включающую сушильные войлоки, вакуумные устройства, валики и/или прессы, к которым подводится тепловая энергия, и т.п.

Сигаретная машина 200 может по желанию включать более одного напорного ящика и/или более одной проволочной сетки Фурдринье либо с раздельной, либо с общей подачей бумажной массы. Обращаясь к фиг. 4, отмечаем, что необязательный второй напорный ящик 202', надлежащим образом связанный со сборником и источником бумажной массы, может обеспечить укладку массы суспензии на ту массу суспензии, которая уже уложена из первого напорного ящика 202 и пронесена вдоль проволочной сетки 204 Фурдринье. Во второй и/или дополнительный напорный ящик можно осуществлять подачу модифицированного катализатором наполнителя полотна до достижения желаемого уровня мела, или можно оставлять этот ящик свободным от модифицированного катализатором наполнителя полотна, если это желательно, исходя из количества слоев массы суспензии, которые надо осадить, и/или использования обертки, формируемой в результате бумагоделательного процесса. По желанию и/или в качестве альтернативы, часть модифицированного катализатором наполнителя полотна или весь этот наполнитель можно вводить из первого напорного ящика 202, ближнего (или заднего) по ходу.

Обращаясь к фиг. 4, отмечаем, что необязательная вторая проволочная сетка 204' Фурдринье, надлежащим образом связанная с напорным ящиком 202', обеспечивающим укладку массы суспензии на проволочной сетке 204' Фурдринье, и оборудованием для стекания и высушивания, может обеспечивать формирование второго промежуточного полотна 212'. Второе промежуточное полотно 212' можно отделять от второй проволочной сетки 204' Фурдринье на втором гауч-валу 214' и укладывать на первом промежуточном полотне 212, поступающем с проволочной сетки 204 Фурдринье, для переработки в двухслойную бумагу. При формировании многослойной бумаги, имеющей любое желательное количество слоев, например три, четыре, и т.д. до десяти или двенадцати слоев, можно применять несколько необязательных проволочных сеток Фурдринье.

Для изготовления обертки с катализатором оксида углерода в виде наночастиц можно использовать и другие бумагоделательные процессы. Например, можно изготавливать ламинированную двухслойную или многослойную бумагу. Примеры двухслойной или многослойной бумаги приведены в патенте США 5143098 (Кодега - заявитель), полностью включенном в данное описание путем ссылки. В варианте осуществления двухслойной или многослойной обертки, включающей катализатор оксида углерода в виде наночастиц, по меньшей мере один из радиально внутреннего слоя и/или радиально внешнего слоя может включать катализатор оксида углерода в виде наночастиц, как описано в вышеупомянутых вариантах осуществления. В предпочтительном варианте для придания косметического внешнего вида благодаря потемнению бумаги, содержащей материал наполнителя полотна, модифицированный катализатором, когда катализатором в виде наночастиц является оксид железа, радиально внутренний слой многослойной бумаги, находящийся смежно табачной мешке в курительном изделии, представляет собой часть многослойной бумаги, включающую материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц.

Двухслойную или многослойную однолистовую обертку можно изготавливать, используя обычную бумажную массу, такую как древесина, переработанная в волокнистую массу, волокна льна или любое стандартное целлюлозное волокно. В предпочтительном варианте используют волокна льна. Различные наполнители, включая различные каталитические наполнители, такие как описанный здесь модифицированный катализатором наполнитель полотна, или другие волокна можно использовать для каждого слоя, и они могут содержаться в разных напорных ящиках, как описано в патенте США 5143098 (Кодегк) - заявитель, полностью включенном в данное описание путем ссылки. Например, в первом напорном ящике можно хранить материалы для обертки, которая включает катализатор оксида углерода в виде наночастиц, а во втором напорном ящике можно хранить материалы для обычной обертки.

Еще в одном примере изготовления двухслойной или многослойной однолистовой обертки в первом напорном ящике можно хранить материалы для обертки, которая включает катализатор оксида углерода в виде наночастиц в первой концентрации или на первом уровне загрузки, а во втором напорном ящике можно хранить материалы для обертки, которая включает катализатор оксида углерода в виде наночастиц во второй концентрации или на втором уровне загрузки. В предпочтительных вариантах осуществления первая концентрация или первый уровень загрузки отличается от второй концентрации или второго уровня загрузки. Например, обертка может иметь радиально внутренний слой, имеющий первую загрузку катализатора оксида углерода в виде наночастиц, и радиально внешний слой, имеющий вторую загрузку катализатора оксида углерода в виде наночастиц. Первая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц может быть больше второй загрузки катализатора оксида углерода в виде наночастиц. В одном варианте осуществления первая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц составляет до 100 мг, а вторая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц составляет менее 1 мг. В предпочтительном варианте вторая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц равна 0. Еще в одном варианте весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя полотна в радиально внутреннем слое составляет от 0,1 до 3,0, предпочтительнее от 0,1 до 1,0, а наиболее предпочтительно от 0,33 до 1,0, а общая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц в радиально внешнем слое составляет менее 1 мг, причем в более предпочтительном варианте общая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц в радиально внешнем слое

- 8 008259 равна 0. Дополнительные подробности изготовления двухслойной и многослойной бумаги описаны в патенте США 5143098 (Кодегк), полностью включенном в данное описание путем ссылки.

Дополнительные примеры бумагоделательных процессов включают способ изготовления ленточных оберток курительных изделий, описанный в патенте США 5342484, полностью включенном в данное описание путем ссылки, и способ изготовления бумаги, имеющей множество областей с разным весом основы, описанный в патентах США 5474095 и 5997691, принадлежащих тому же патентовладельцу, что и данная заявка, и во всей их полноте упоминаемых здесь для справок. Помимо включения катализатора в виде наночастиц в полотно обертки в бумагоделательном процессе, а также в качестве альтернативы такому включению, предполагается, что сначала можно изготавливать бумагу (обертку), а катализатор в виде наночастиц помещать на ее поверхность. Например, наночастицы могут быть нанесены непосредственно на обертку, например, путем распыления или нанесения покрытия на влажное полотно основы, промежуточное полотно или готовое полотно. Кроме того, наночастицы можно наносить в виде покрытия и/или впечатывать (в виде текста или картинок) в рамках бумагоделательного процесса или при отдельном нанесении катализатора в виде наночастиц в неавтономном режиме во время изготовления сигареты. Объем впечатывания и/или количество катализатора можно изменять для коррекции уровня снижения СО. Также предусматривается использование вспомогательных удерживающих веществ.

Бумагу, содержащую катализатор, можно использовать в качестве обертки для традиционных сигарет или нетрадиционных сигарет, таких как сигареты для электрических систем прикуривания, описанные в патентах США 6027820, 5988176, 5915387, 5692526, 5692525, 5666976, 5499636 и 5388594, принадлежащих тому же патентовладельцу, что и данная заявка, или сигареты нетрадиционных типов, имеющие топливный стержень, такие как описанные в патенте США 5345951, принадлежащем тому же патентовладельцу, что и данная заявка.

Фиг. 5 иллюстрирует один тип конструкции сигареты 300, которую можно использовать вместе с электрическим устройством для прикуривания. Как показано на чертеже, сигарета 300 включает табачный стержень 360 и фильтрующую часть 362, соединенные мундштучной бумагой 364. Фильтрующая часть 362 предпочтительно содержит трубчатый фильтрующий элемент 302 со свободным потоком и мундштучный фильтр 304. Трубчатый фильтрующий элемент 302 со свободным потоком и мундштучный фильтр 304 могут быть соединены вместе оберткой 312 в виде комбинированного фильтра 310. Табачный стержень 360 может иметь различные формы, включая один или более из следующих элементов: наружную обертку 371, еще один трубчатый фильтрующий элемент 374 со свободным потоком на мундштучном конце 372 табачного стержня 360, цилиндрический табачный стержень 380, предпочтительно обернутый в обертку 384 фильтра, табачное полотно 366, содержащее полотно 368 основы, слой ароматизирующего вещества 370 и пустое пространство 391. Предпочтительно, модифицированный катализатором наполнитель полотна включен в наружную обертку 371, но в дополнительном или альтернативном варианте он может быть включен в любой один или более таких элементов, как обертка 384 фильтра или компонент либо компоненты табачного полотна 366, предпочтительно в полотно 368 основы.

Фиг. 6 иллюстрирует конструкцию сигареты 410, имеющей топливный элемент 411, как описано в патенте США 5345951, содержание которого упоминается здесь для справок. Сигарета 410 включает топливный элемент 411 и расширительную трубку 412, обернутую в сигаретную обертку 414, и фильтрующий элемент 413, подсоединенный с помощью клейкой бумаги 405. Обращаясь к фиг. 7, отмечаем, что топливный элемент 411 включает тепловой источник 420 и ароматизирующий слой 421, который выделяет ароматизирующие пары и газы, когда контактирует с горячими газами, протекающими по одному или более продольным каналам в тепловом источнике. Эти пары проходят в расширительную камеру 412, а затем в мундштучный элемент 413. Тепловой источник может содержать, по существу, чистый углерод и необязательно катализаторы или горючие добавки. Для уменьшения выработки СО тепловым источником 420 можно использовать один или более слоев бумаги 418, модифицированной катализатором, окружающих тепловой источник 420. В альтернативном или дополнительном варианте можно поставить бумагу по ходу от теплового источника 420, например бумагу, модифицированную катализатором, можно диспергировать между тепловым источником и ароматизирующим слоем 421 или в ароматизирующем слое 421. Ароматизирующий слой 421 может включать любой материал, который выделяет желаемые запахи, например табачную мешку или инертную подложку, на которые осаждены соединения, создающие ароматы.

Топливный элемент 411 заключен в составной гильзе, содержащей гильзу 422, отражающую излучаемую энергию (и состоящую, например, из перфорированной металлизированной бумаги), и необязательную внутреннюю гильзу 423 (например, из перфорированной металлизированной бумаги). Внутренняя гильза 423 может быть загнута с образованием выступа 424 на ее конце, ближнем по ходу, для удержания источника тепла подвешенным с удалением от внутренней стенки отражающей гильзы 422 при наличии некоторого кольцевого пространства между ними. Ароматизирующий слой 421 удерживается внутри внутренней гильзы 423. Обертка 414, которая удерживает топливный элемент и расширительную камеру 412 вместе, предпочтительно имеет достаточную пористость, чтобы обеспечить проникновение воздуха сквозь бумагу 414 и поддержку горения источника тепла. Топливный элемент 411 также включает отражающую концевую крышку 415 с одним или более отверстиями 416, обеспечивающими доступ воздуха к топливному элементу 411. Способы изготовления курительных изделий могут предусматривать

- 9 008259 изготовление двойных бумажных оберток, например внутренней обертки и внешней обертки. Если это желательно, то бумагу, модифицированную катализатором, можно использовать в других местах и/или для любого из слоев сигаретной бумаги, показанных на фиг. 6 и 7. Кроме того, хотя на фиг. 6 и 7 показан один вариант осуществления сигареты с топливным элементом, описанную здесь бумагу, модифицированную катализатором, можно использовать для окружения топливного элемента и/или вместо слоев бумаги в компоновках сигарет с топливными элементами, отличных от той, которая показана на фиг. 6 и 7.

Фиг. 8 иллюстрирует сигарету 500, имеющую концентрический табачный стержень 510, который включает внутреннюю трубку или оболочку из обертки 515 сигареты, материал наполнителя полотна которой является носителем катализатора оксида углерода в виде наночастиц, такого как оксид железа и/или иной окислительный катализатор, описанный здесь. Как показано на чертеже, сигарета 500 содержит фильтр 505 и табачный стержень 510, которые соединены друг с другом клейкой бумагой 511 обычным образом. Табачный стержень 510 имеет компоновку концентрического сердечника или коаксиальную компоновку, которую можно получить на машине для изготовления стержней модели Наиш ВаЬу от фирмы Наиш МасЫпепЬаи АС, Гамбург, Германия. Внутренняя сердцевинная область 512 ограничена внутренней оберткой 515, которая окружена материалом 520 табачной мешки. Вдоль внешней поверхности табачного стержня 510 проходит внешняя обертка 525 сигареты. Фильтр 505 может содержать один или более фильтров из целлюлозной пакли и может включать, необязательно, адсорбент, такой как углерод. В этом варианте осуществления любая окраска внутренней обертки 515 снаружи не видна.

Область 512 центральной сердцевины можно сделать полой и/или можно частично либо полностью набить табачной меткой, и эта область предпочтительно имеет 2-5 мм в диаметре, предпочтительнее 2-3 мм в диаметре. В альтернативном варианте внутренней обертке 515 можно придать слоистую компоновку, в которой по меньшей мере один из слоев сформирован из каталитической бумаги, в которой материал наполнителя полотна, такой как СаСО₃, является носителем катализатора в виде наночастиц, такого как оксид железа в виде наночастиц. По желанию, внешнюю обертку 525 тоже можно сделать включающей нанокатализатор.

По желанию, центральную трубку можно выполнить так, что тепло, прикладываемое к концу трубки, будет вызывать самопроизвольное сплющивание концевой части трубки и запечатывание (или закрытие) конца трубки. Признак сплющивания можно реализовать посредством ряда разных вариантов осуществления центральной трубки. В альтернативном варианте посредством сплющивания центральной трубки путем приложения к ней тепла центральной трубке 515 можно придать слоистую компоновку, так что внешний или верхний слой окажется выполненным из материала, имеющего больший коэффициент теплового расширения, чем внутренний или нижний слой. В результате, когда конец трубки нагревается, разница в коэффициентах теплового расширения между двумя слоями будет приводить к самопроизвольному сплющиванию концевой части трубки и необязательно к запечатыванию конца. Слои центральной трубки 515 можно выполнить из бумаги разных типов, имеющей разные коэффициенты теплового расширения. Разница в коэффициентах теплового расширения между слоями может быть результатом наличия разных долей целлюлозы и/или разных связующих в бумаге разных типов. Бумагой одного или более разных типов может быть каталитическая бумага, в которой материал наполнителя полотна, такой как СаСО₃, является носителем катализатора в виде наночастиц, такого как оксид железа в виде наночастиц. В альтернативном варианте для центральной трубки 515 можно использовать другие пленки на полимерной, крахмальной или целлюлозной основе, любая из которых может включать модифицированный катализатором наполнитель полотна.

Если это желательно, каталитическую бумагу можно использовать в других местах и/или для любого из слоев бумаги той сигареты, которая показана на фиг. 8. Кроме того, хотя на фиг. 8 показан один вариант осуществления сигареты с пористой теплопередающей трубкой, каталитическую бумагу, описанную здесь, можно использовать для окружения части табачного стержня или можно использовать в качестве обертки, внедряемой в целлюлозный компонент части фильтра, и/или вместо слоев бумаги в компоновках сигарет с пористыми теплопередающими трубками, отличающихся от той, которая показана на фиг. 8.

Обращаясь теперь к варианту осуществления, показанному на фиг. 2(а) и 2(Ь), отмечаем, что внутренняя обертка и внешняя обертка являются отдельными обертками, сформированными в отдельных бумагоделательных процессах, а затем обернутыми вокруг табачной мешки с образованием сигаретного табачного стержня. Внутренняя обертка, внешняя обертка или обе обертки могут включать модифицированный катализатором наполнитель полотна, например материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц. В примерах, где обе обертки включают модифицированный катализатором наполнитель полотна, конкретный катализатор оксида углерода в виде наночастиц и загрузка катализатора в каждой обертке могут быть одинаковыми или разными. В некоторых вариантах осуществления добавление модифицированного катализатором наполнителя полотна может изменить цвет обертки, например обертка становится небелой или коричневой. По причинам эстетики, внешнюю обертку, которая имеет традиционный цвет, например белый, можно поместить вокруг внутренней обертки. Обе - внутренняя и внешняя - обертки можно выбрать так, чтобы получить курительное изделие, желательное в контексте таких свойств курительного изделия, как количество затяжек, количество смолы, скорость горения и внешний вид пепла. В соответствии с тем, что показано на чертежах и описано выше, обращаясь, например, к фиг. 2(а) и 2(Ь), предпочтительные варианты осуществления курительных изделий и способы изготовления курительных изделий могут предусматривать наличие и изготовление части си

- 10 008259 гаретного табачного стержня с катализатором оксида углерода в виде наночастиц, нанесенным на материал наполнителя полотна первой обертки, а вторая обертка при этом не содержит модифицированный катализатором наполнитель полотна. Кроме того, обращаясь к фиг. 8, отмечаем, что центральную трубку, формируемую с использованием каталитической бумаги, можно сделать удовлетворяющей эстетическим требованиям за счет размещения каталитической бумаги во внутренней полости курительного изделия.

Возможная обертка для курительного изделия содержит бумажное полотно, включающее целлюлозные волокна и модифицированный катализатором наполнитель полотна, включенный в упомянутое бумажное полотно. Модифицированный катализатором наполнитель полотна включает материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц.

Обертка может быть любой подходящей оберткой. Например, предпочтительная обертка может иметь вес основы, составляющий от около 18 до около 60 г/м², и проницаемость от около 5 до около 80 единиц СОКЕ8ТЛ. В более предпочтительном варианте обертка имеет вес основы, составляющий от около 30 до около 45 г/м², и проницаемость около 30-35 единиц СОКЕ8ТЛ. Вместе с тем, можно выбрать для обертки любой подходящий вес основы. Например, больший вес основы, скажем, 35-45 г/м², может обеспечить нанесение большей загрузки катализатора. Если выбирают меньшую загрузку катализатора, то можно использовать обертку с меньшим весом основы.

На основании приложения и местоположения обертки можно выбрать и другие проницаемости (измеренные в единицах СОКЕ8ТЛ) обертки. Например, в многослойных обертках проницаемость первого слоя может доходить до 30000 единиц СОКЕ8ТЛ, хотя можно использовать как более низкую, так и более высокую проницаемость. Толщина однослойной обертки предпочтительно может составлять от 15 до 100 мкм, а в более предпочтительном варианте - 20-50 мкм. Дополнительные слои в многослойной обертке могут иметь проницаемость, коэффициент величины которой относительно проницаемости первого слоя может составлять от 0,1 до 10, и толщину, коэффициент величины которой относительно толщины первого слоя может составлять от 0,1 до 2. Как проницаемость, так и толщину первого слоя и второго слоя можно выбирать с возможностью достижения желаемой общей воздухопроницаемости и общей толщины для курительного изделия.

Изготавливали обертки с загрузками катализатора оксида углерода в виде наночастиц и сравнивали их с обертками без катализатора оксида углерода в виде наночастиц. В табл. 1 представлена сводка избранных свойств контрольной бумаги (обозначенной символом X) и обертки с наполнителем полотна, модифицированным катализатором, например с катализатором оксида углерода в виде наночастиц на несущем материале в качестве материала наполнителя (эта бумага обозначена символом Υ). Катализатор оксида углерода в виде наночастиц был железооксидным катализатором в виде наночастиц, а нес его материал наполнителя полотна, которым был СаСО₃, при этом загрузка катализатора составляла 25%. Катализатор оксида углерода в виде наночастиц и материал наполнителя полотна формировали, как описано выше, из суспензии без обжига.

Таблица 1 Избранные свойства обертки с наполнителем полотна, модифицированным катализатором, по сравнению с бумажной оберткой без модифицированного катализатором наполнителя полотна

Образец	Материал наполнителя полотна	Загрузка катализатора в материале наполнителя полотна, модифицированном катализатором (вес.% загрузки катализатора)	Загрузка материала модифицированного катализатором наполнителя полотна в обертке (вес.% загрузки катализатора)	Общая загрузка катализатора в образце (вес.%)	Вес основы (г/м²)	Проницаемость (в единицах СОВЕ8ТА)
X	СаСОз (А1БАСАК7597О)		30		45 V 1	ЗЗУ5
Υ	железооксидный катализатор в виде наночастиц на частицах СаСО)	25	30	7,5	45 V 1	33 V 5

Обертка без модифицированного катализатором наполнителя полотна

Соотношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц и материала наполнителя полотна можно изменять, подвергая суспензию, содержащую катализатор оксида углерода в виде наночастиц и материал наполнителя полотна, например суспензию, содержащую железооксидный катализатор в виде

- 11 008259 наночастиц и СаСО₃ или другой модифицированный катализатором наполнитель полотна, обжигу при разных температурах в течение разных периодов времени. Кроме того, условия смешивания суспензии можно выбирать с обеспечением достижения желательного распределения материала наполнителя полотна с катализатором оксида углерода в виде наночастиц. Например, скорость, время, тип ракеля и температуру - все эти параметры можно корректировать с обеспечением достижения желательно постоянного соотношения катализатора оксида углерода в виде наночастиц и материала наполнителя полотна. В альтернативном варианте можно осуществлять совместное осаждение катализатора оксида углерода в виде наночастиц и материала наполнителя полотна с образованием частицы или порошка, например можно воспользоваться способами химического осаждения, такими как осаждение СаСО₃ из СаС1₃ путем добавления карбоната, такого как ЫагСО₃. Можно также применять способы осаждения из газовой фазы, предназначенные для осаждения катализатора оксида углерода в виде наночастиц на месте на материал наполнителя полотна. Например, можно использовать способы осаждения из паровой фазы или распыления.

Не имея намерений ограничиваться какой-либо теорией, можно представить, что катализатор для СО, взятый в форме железооксидного катализатора в виде наночастиц, такого как особо тонкий оксид железа марки ΝΑΝ0ί.ΆΤ7. начитает превращать СО в СО₂ при температуре свыше 150°С, предпочтительно при температуре свыше 400°С. Кроме того, скорость конверсии СО в СО₂ с помощью железооксидного катализатора в виде наночастиц увеличивается за счет быстрой и эффективной транспортировки СО в область железооксидного катализатора в виде наночастиц и удаления С02 из области этого катализатора, например, воздушным потоком внутри курительного изделия. Наряду с этим, на действие железооксидного катализатора в виде наночастиц могут повлиять рабочая температура и воздушный поток внутри курительного изделия.

В течение процесса затяжки СО в основном дыме течет к фильтрующему концу курительного изделия. Когда оксид углерода движется внутри курительного изделия, кислород диффундирует в курительное изделие, а оксид углерода диффундирует из курительного изделия через бумажную обертку. После обычной 2-секундной затяжки сигаретой СО концентрируется на периферии этой сигареты, т. е. около обертки сигареты перед зоной горения. Вследствие диффузии О₂ снаружи сигареты, концентрация кислорода оказывается высокой в той же области, что и концентрация СО. Воздушный поток в табачный стержень является наибольшим около зоны горения на периферии курительного изделия и приблизительно соразмерен градиенту температуры, например больший воздушный поток связан с большими градиентами температуры. Таким образом, наибольший воздушный поток также является областью наибольшего градиента температуры. Например, в типичном курительном изделии наибольший градиент температуры изменяется при изменении температуры от более 850-900°С на периферии курительного изделия в зоне горения до приблизительно 300°С ближе к центру курительного изделия. Температура продолжает падать почти до температуры окружающей среды около фильтрующего конца. Кроме того, падение температуры на зажженном конце оказывается очень быстрым, и в пределах пары миллиметров от зоны горения в осевом направлении температура падает от 900 до 200°С. Дополнительную информацию об ингредиентах, присутствующих в сигаретах во время курения, а также информацию о формировании и нагнетании дыма можно найти в первоисточниках Вшйатб В. Вагкег, Месйашет о£ 8токе Ротшайои аиб ОеБуету, Весей! Абуаисее ίη ТоЬассо 8с1еисе (Ричард Р. Баркер, Механизм формирования и нагнетания дыма, в сборнике Последние достижения в области табака), том 6, сс. 184-224 (1980), Вюйатб В. Вагкег, Уапайои о£ 111е Сае Ротшабои Ведшие тейЫи а СТдагеИе СошЬиебои Соа1 бигшд 111е 8 ток ί ид Сус1е, Вейтаде ζυτ ТаЬакГогейиид Iηΐе^ηаΐ^оηа1 (Ричард Р. Баркер, Изменение областей формирования газа внутри горящего уголька сигареты во время цикла затяжки, в международном сборнике Научные исследования табака) , том 11, № 1, сс. 1-17 (1981), содержание которых упоминается здесь для справок.

Расположение и количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц в обертке можно выбрать в зависимости от характеристик температуры и воздушного потока, проявляемых в горящей сигарете, в целях коррекции, например увеличения, уменьшения, минимизации или максимизации, скорости конверсии СО в СО2 путем избирательного осаждения водной суспензии с наполнителем полотна, модифицированным катализатором, во время бумагоделательного процесса. Например, твердые вещества уголька в курительном изделии достигают пиковой температуры 850-900°С около зоны горения, например на расстоянии около 2 мм от зоны горения, и имеют температуру от 300 до 400°С в пределах 2-3 мм от зоны горения. Таким образом, можно выбрать катализатор оксида углерода в виде наночастиц, который работает в некотором заданном диапазоне температур, и можно изготовить обертку, в которой модифицированный катализатором наполнитель полотна, например СаС03, который является носителем железооксидного катализатора в виде наночастиц, можно внедрить в те части обертки, которые должны соответствовать подходящей температуре для работы катализатора. Можно реализовать избирательное включение модифицированного катализатором наполнителя полотна, например, воспользовавшись разными напорными ящиками, содержащими модифицированный катализатором наполнитель полотна в выбранной концентрации, и/или напорными ящиками, содержащими модифицированный катализатором наполнитель полотна в разных концентрациях, в выбранных положениях в бумагоделательном процессе в соответствии с выбранными местоположениями изготавливаемой каталитической бумаги.

Например, катализатор оксида углерода в виде наночастиц, предпочтительный для использования в обертке для курительного изделия, каталитически активен при таких низких температурах, как температура

- 12 008259 окружающей среды, и предпочтительно не деактивируется даже при таких высоких температурах, как 900°С. Предпочтительный катализатор оксида углерода в виде наночастиц может располагаться, например, по всей осевой длине предполагаемой зоны горения, а не только на фильтрующем конце курительного изделия, и может быть каталитически активным от зажженного конца до фильтрующего конца во время использования. Осевое распределение катализатора оксида углерода в виде наночастиц обеспечивает достаточное время контакта между основным дымом и катализатором оксида углерода в виде наночастиц для конверсии СО в СО₂. Пример предпочтительного катализатора оксида углерода в виде наночастиц включает особо тонкий оксид железа марки ΝΑΝΟΟΑΤ7, который начитает превращать СО в СО₂ при температуре свыше 150°С.

В дополнительном примере смешанный катализатор, например катализатор, который представляет собой комбинацию отдельных композиций катализаторов, работающих в разных или перекрывающихся диапазонах температур, можно использовать для расширения диапазона температур, при котором может происходить конверсия СО в СО₂, и для увеличения рабочего периода катализатора, когда курительное изделие горит. Например, смешанный катализатор может работать как при температурах свыше 500° С, так и при температурах от 300 до 400°С, и тем самым обеспечивает конверсию СО в СО₂ как в зоне горения, так и позади зоны горения, эффективно увеличивая время конверсии и площадь обертки, на которой происходит конверсия.

Хотя катализатор описывается здесь как имеющий некоторую рабочую температуру, термин рабочая температура относится к температуре, предпочтительной для конверсии СО в СО₂. Катализатор может работать, превращая СО в СО₂, и вне описанного диапазона температур, но скорость конверсии может снизиться.

Образцы обертки с таким наполнителем полотна, как СаСО₃, и обертки с наполнителем полотна, модифицированным катализатором, например с таким материалом наполнителя полотна, как СаСО3, несущим железооксидный катализатор в виде наночастиц, изготавливали и испытывали в конфигурациях курительных изделий в условиях испытаний, соответствующих стандартам Федеральной комиссии по торговле (РТС) США. Железооксидным катализатором в виде наночастиц был особо тонкий оксид железа марки NΑNΟСΑΤ7. СаСО₃ нес железооксидный катализатор в виде наночастиц и был получен методом использования суспензии без обжига. Загрузки железооксидного катализатора в виде наночастиц в материале наполнителя, модифицированном катализатором, составлявшие от 15 до 40 вес.%, испытывали и сравнивали с контрольным образцом без железооксидного катализатора в виде наночастиц. Исследовали характеристики листов, содержащих 30%-ную загрузку наполнителя полотна (либо материала наполнителя полотна, содержавшего только СаСО3, либо материала модифицированного катализатором наполнителя полотна) при двух разных весах 1 м² (35 г/м² и 45 г/м²). Конфигурация курительного изделия включала стержень длиной 63 мм, имеющий диаметр около 8 мм, и полностью ароматизированный фильтр, имеющий длину 21 мм. Каждый образец имел одну и ту же обычную табачную смесь. В каждой категории выкуривали 20 сигарет. Усредненные результаты для основного дыма суммированы в табл. 2.

Таблица 2

Усредненные результаты для основного дыма

Образцы весом 45 г/м²	Загрузка катализатора в наполнителе полотна (вес.%)	Содержание смолы (мг на сигарету)	Количество затяжек (затяжки на сигарету)	СО (мг на сигарету)	Соотношение СОхмола	% уменьшения соотношения СОхмола по сравнению с контрольным образцом
I	0	17,7	8,1	18,3	1,03	контрольный образец
II	15	15,6	8,1	12,3	0,79	24
III	25	15,9	8,2	11,6	0,73	29
IV	50	14,4	8,7	9,9	0,69	34
Образцы весом 35 г/м²	Загрузка катализатора в наполнителе полотна (вес.%)	Содержание смолы (мг на сигарету)	Количество затяжек (затяжки на сигарету)	СО (мг на сигарету)	Соотношение СОхмола	% уменьшения соотношения СОхмола по сравнению с контрольным образцом
ΐ	0	18,1	8,2	16,6	0,92	контрольный образец
ίϊΐ	25	17,0	8,2	11,6	0,68	26
ίν	50	14,5	8,7	9,5	0,66	29

- 13 008259

Результаты в табл. 2 показывают, что происходит нарастающее уменьшение соотношения СО: смола в испытываемых сигаретах, изготовленных с оберткой, имеющей модифицированный катализатором наполнитель полотна, по сравнению с контрольной сигаретой. Процентное уменьшение соотношения СО:смола увеличивается с 24 до 34% при увеличении содержания катализатора от 15 до 50 вес.% загрузки катализатора в наполнителе полотна, модифицированном катализатором. Уменьшению соотношения СО: смола соответствует небольшое изменение (например, <1% или <10%) количества затяжек. Кроме того, уменьшенное соотношение СО:смола свидетельствует о корреляции между катализатором для СО и уменьшением содержания СО. При использовании в бумаге катализатор в виде наночастиц оказался более избирательным по отношению к СО, так что содержание СО уменьшалось в большей пропорции, чем содержание смолы. В преимущественном варианте влияние катализа СО на уровень смолы уменьшается. Количество катализатора, используемого в обертке для каждой сигареты, составляет около 4-8 мг на сигарету, в зависимости от уровней загрузки.

Табл. 3 иллюстрирует результаты сравнительных испытаний конструкций обычных сигарет, обернутых вручную и не имеющих фильтра. Образец А обертывали вручную оберткой весом 45 г/м², не имевшей модифицированного катализатором наполнителя полотна, а образец I обертывали вручную оберткой весом 45 г/м², имевшей наполнитель полотна, модифицированный включенным катализатором, например железооксидным катализатором в виде наночастиц, фиксированным в несущем материале в виде СаСО₃. В иллюстрируемом образце I загрузка включенного железооксидного катализатора в виде наночастиц в наполнителе полотна, модифицированном катализатором, представляла собой загрузку катализатора, которым был особо тонкий оксид железа марки ХАХОСАТ7, величиной 30 вес.% по отношению к наполнителю полотна, модифицированному катализатором (что соответствовало загрузке катализатора величиной около 9 вес.% по отношению к обертке). Конфигурация курительного изделия включала стержень длиной 63 мм, имеющий диаметр около 8 мм, и полностью ароматизированный фильтр, имеющий длину 21 мм. Каждый образец содержал одну и ту же обычную табачную смесь. Затем обе сигареты-образца испытывали в условиях испытаний, соответствующих стандартам Федеральной комиссии по торговле США. В табл. 3 показаны изменения свойств обеих сигарет.

Таблица 3

Результаты сравнительных испытаний избранных свойств указанных сигарет

Образец	Количество затяжек	Общее количеств о порошка (ОКП) (мг)	ОКП на затя жку	СО (мг)	СО/ОКП	СО/ТРМ
Образец А	7$	50,5	6,7	213	2,8	0,42
Образец I	8,3	48,7	5,9	13,5	1,6	0,28
Изменение (%)	+103	-3,6	-И,9	-36,6	-42,9	-33,3

На фиг. 9 показана конверсия СО в СО₂ для образца (А) с загрузкой 50 мг особо тонкого оксида железа марки ХАХОСАТ7 (линия ί), а также для образца (В) присутствующей в количестве 100 мг смеси 25% загрузки катализатора, которым был особо тонкий оксид железа марки ХАХОСАТ7, и СаСО₃ (линия и). На фиг. 9 представлены результаты исследования конверсии СО в СО₂ в зависимости от температуры в проточном трубном реакторе, содержавшем образцы (А) и (В) и атмосферу, в которой присутствовали 3,7% О₂ и 22% СО₂. Расход составлял 100 мл/мин, а скорость нагрева составляла 12°С. Для обоих случаев - образца с загрузкой особо тонкого оксида железа марки ХАХОСАТ7 и смеси особо тонкого оксида железа марки ХАХОСАТ7 с СаСО₃ - начало конверсии происходит при около 100-125°С, демонстрируя, что температура активации особо тонкого оксида железа марки ХАХОСАТ7, по существу, не зависит от СаСО3.

Также исследовали процесс обжига на предмет термообработки особо тонкого оксида железа марки ХАХОСАТ7, присутствующего на СаСО₃. Обжиг достигается тем, что берут катализаторы, получаемые из суспензии, и нагревают их в течение продленного периода времени. Например, можно проводить обжиг при температуре не более 500°С, предпочтительно при температуре от 200 до 400°С, в течение периода времени от 1 до 3 ч, например в течение 2 ч. Не имея намерений ограничиваться какой-либо теорией, отметим, что стадия обжига считается укрепляющей связи между катализатором и материалом наполнителя полотна и что во время стадии обжига поверхность катализатора увеличивается из-за испарения связанных молекул воды.

На фиг. 10 показано влияние обжига особо тонко измельченного оксида железа марки ХАХОСАТ7 и СаСО₃ при 30%-ной загрузке катализатора в материале наполнителя полотна, модифицированном катализатором. Конверсию СО в СО₂ определяли в зависимости от температуры в проточном трубном реакторе, содержащем материал наполнителя полотна, модифицированный катализатором. Атмосфера включала 20,6% О₂ и 3,4% СО, а расход этой атмосферы составлял 1000 мл/мин. Скорость нагревания

- 14 008259 составляла 12°С/мин. На фиг. 10 представлены пять линий. Линия А отображает результаты, показанные наполнителем полотна, модифицированным катализатором, без обжига, линия В отображает результаты, показанные образцом модифицированного катализатором наполнителя полотна в случае обжига при 200°С в течение 2 ч, линия С отображает результаты, показанные образцом модифицированного катализатором наполнителя полотна в случае обжига при 300°С в течение 2 ч, линия И отображает результаты, показанные образцом модифицированного катализатором наполнителя полотна в случае обжига при 400°С в течение 2 ч, и линия Е отображает результаты, показанные образцом модифицированного катализатором наполнителя полотна в случае обжига при 500°С в течение 1 ч. Как показано нарастанием конверсии в СО2, начальная температура и процент конверсии остаются, по существу, неизменными по четырем образцам. При температурах свыше 400°С все образцы, подвергнутые обжигу, имели более высокие проценты конверсии, чем не подвергнутый обжигу образец (кривая А).

На основании процента конверсии СО в СО2 можно сказать, что в возможном варианте осуществления катализатор оксида углерода в виде наночастиц присутствует в количестве, эффективном для конверсии по меньшей мере 10% оксида углерода в диоксид углерода при температуре от по меньшей мере 400 до около 900°С. В предпочтительном варианте катализатор оксида углерода в виде наночастиц обеспечивает конверсию по меньшей мере 25% оксида углерода в диоксид углерода при температуре по меньшей мере 500°С. В более предпочтительном варианте катализатор оксида углерода в виде наночастиц, обеспечивает конверсию по меньшей мере 50% оксида углерода в диоксид углерода при температуре по меньшей мере 700°С.

Вслед за исследованием влияния обжига исследовали площадь поверхности нанесенного катализатора посредством измерений площади поверхности по Брунауэру, Эмметту и Теллеру. Испытывали три образца: образец 1 содержал особо тонкий оксид железа марки ΝΑΝ0ί.ΆΤ7. загрузка которого составляла 30 вес.%, и СаС0₃, взятые в состоянии приготовления, образец 2 содержал особо тонкий оксид железа марки ΝΑΝ0ΟΑΤ7, загрузка которого составляла 30 вес.%, и СаСО₃, прокаленные при 400°С в течение 2 ч, а образец 3 содержал СаС0₃, сформированный путем химического осаждения (так называемый осажденный карбонат кальция (ОКК) в противоположность естественному грунтовому СаСО₃ - так называемому грунтовому карбонату кальция (ГКК)), и использовался в качестве контрольного образца. Все образцы дегазировали при 150°С в течение 1 ч перед измерением по Брунауэру, Эмметту и Теллеру.

Обнаружено, что измеренные по Брунауэру, Эмметту и Теллеру площади поверхности для образцов с особо тонким оксидом железа марки ΝΑΝ00ΑΤ7, например образцов 1 и 2, оказывались приблизительно одинаковыми, например с точностью в пределах 10%, с измеренными по Брунауэру, Эмметту и Теллеру площадями поверхности перед обжигом и после обжига и что измеренные по Брунауэру, Эмметту и Теллеру площади поверхности этих образцов имели порядок величины, приблизительно больший, чем измеренные по Брунауэру, Эмметту и Теллеру площади поверхности образцов без катализатора оксида углерода в виде наночастиц, например образца 3. Таким образом, образцы 1 и 2 свидетельствуют, что обжиг не оказывает негативного воздействия на площадь поверхности катализатора, доступную для преобразования СО в СО2.

Еще в одном возможном варианте осуществления можно использовать низкотемпературный катализатор оксида углерода в виде наночастиц, либо отдельно, либо в комбинации еще с одним катализатором, в качестве катализатора оксида углерода в виде наночастиц. Низкотемпературные катализаторы и даже катализаторы, работающие при комнатной температуре, могут расширить эффективную область зоны реакции конверсии СО в С02 для всей сигареты в целом при условии, что рост температуры из-за экзотермической реакции оставляет эту температуру ниже температуры воспламенения обертки.

Пример подходящего низкотемпературного катализатора оксида углерода в виде наночастиц включает катализаторы на основе церия. Катализаторы на основе церия могут окислять СО при температурах, почти равных температуре окружающей среды. Подходящий катализатор на основе церия описан в американской патентной заявке 10/314449 под названием ΎΕΚΙΑ-ΒΑδΕΌ САТАЬУБТБ Ε0Κ С0 0ΧΙΌΑΤΙ0Ν АТ ΝΕΑΚ-ΑΜΒΙΕΝΤ ΤΕΜΡΕΚΑΤυΚΕδ (Катализаторы на основе церия для окисления СО при температурах, почти равных температуре окружающей среды), поданной 9 декабря 2002г., принадлежащей тому же патентовладельцу, что и данная заявка, и во всей полноте упоминаемой здесь для справок. Еще один пример подходящего низкотемпературного катализатора оксида углерода в виде наночастиц включает добавки в виде наночастиц, способные действовать как окислитель для конверсии СО. Подходящая добавка в виде наночастиц включает оксид металла, такой как Ее₂0₃, Си0, СеО₂ или Се₂0₃, легированный оксид металла, такой как Υΐ₂0₃, легированный цирконием, или Мп₂0₃, легированный палладием, или их смеси, как описано в американской патентной заявке 10/286968 под названием ΌΧΙΌΑΝΤ/ΟΑΤΑΕΥδΤ ΥΑΥΌΡΑΚΤΚΤΕδ Τ0 ΚΕΙΧΧΕ ΊΌΒΑίϊΌ 8Μ0ΚΕ ^ΝδΤΙΤυΕΝΤδ §иСН Αδ СΑΚΒ0N Μ0Ν0ΧΙΌΕ (Наночастицы окислителей и катализаторов для уменьшения содержания таких составляющих табачного дыма, как оксид углерода), поданной 4 декабря 2002г., принадлежащей тому же патентовладельцу, что и данная заявка, и во всей ее полноте упоминаемой здесь для справок.

Кроме того, любой из таких объектов изобретения, как обертки, курительные изделия или способы, описанные здесь, может предусматривать наличие и применение дополнительных добавок, обычно используемых в обертках для курительных изделий. Эти добавки могут включать, например, добавки для

- 15 008259 управления внешним видом, например цветом обертки, добавки для управления скоростью горения обертки и/или добавки, результатом действия которых является желаемый внешний вид пепла и/или наполнителей полотна, используемых в сигаретной бумаге.

Предлагаемый способ можно реализовать простым и экономичным путем, поясненным выше. Модифицированный катализатором наполнитель полотна можно использовать для: (1) удаления оксида углерода, присутствующего в основном дыме или побочном дыме курительных изделий; (2) уменьшения или исключения уноса частиц, поскольку катализатор включен в обертку; (3) удаления целевой составляющей, такой как оксид углерода, с высокой избирательностью, поскольку катализатор в обертке катализирует лишь те газы, которые находятся около обертки и/или к которым катализатор имеет сродство; (4) простого воплощения в весовом производстве посредством бумагоделательного процесса.

Табачный стержень предпочтительно содержит табачную мешку из смеси табаков, типичных для данной промышленности, включая смеси, содержащие светлый, Барлей и азиатский табаки, а также другие компоненты смеси, включая традиционные ароматизаторы для сигарет. В предпочтительном варианте осуществления табачная мешка табачного стержня содержит смесь светлого, Барлей и азиатского табаков с включением или без включения восстановленных табаков или любого из упомянутых ингредиентов после прекращения подачи ароматизирующих веществ. Возможно включение расширенного (вспученного) табачного компонента в смесь для коррекции плотности стержня, а также возможно добавление ароматизирующих веществ. По желанию, можно использовать одно семейство вышеупомянутых табаков, а не смесь.

Хотя настоящее изобретение описано в связи с возможными вариантами его осуществления, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что в рамках существа и объема притязаний изобретения, охарактеризованных в прилагаемой формуле изобретения, возможно внесение дополнений, исключений, изменений и замен.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Курительное изделие, содержащее сигаретный табачный стержень, имеющий обертку, причем эта обертка включает полотно, материал наполнителя полотна и катализатор оксида углерода в виде наночастиц, при этом материал наполнителя полотна является носителем катализатора в виде наночастиц.
2. Курительное изделие по п.1, в котором весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к наполнителю полотна составляет от 0,1 до 3,0.
3. Курительное изделие по п.2, в котором упомянутое отношение составляет 0,1-1,0.
4. Курительное изделие по п.3, в котором упомянутое отношение составляет 0,33-1,0.
5. Курительное изделие по п.1, в котором общее количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц в обертке составляет до 100 мг.
6. Курительное изделие по п.1, в котором обертка представляет собой обертку фильтра, наружную обертку или табачное полотно курительного изделия.
7. Курительное изделие по п.1, в котором обертка обернута вокруг топливного элемента и/или расширительной трубки курительного изделия.
8. Курительное изделие по п.1, в котором обертка окружает тепловой источник курительного изделия.
9. Курительное изделие по п.1, в котором обертка находится между тепловым источником и ароматизирующим слоем.
10. Курительное изделие по п.1, в котором обертка представляет собой внутреннюю трубку, окруженную табачной мешкой.
11. Курительное изделие по п.10, в котором внутренняя трубка является полой.
12. Курительное изделие по п.10, в котором внутренняя трубка, по меньшей мере, частично заполнена табачной мешкой.
13. Курительное изделие по п.1, в котором катализатор в виде наночастиц представляет собой железооксидный катализатор в виде наночастиц, а материал наполнителя полотна представляет собой карбонат кальция.
14. Курительное изделие по п.13, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет средний размер частиц 0,1-10 нм, а карбонат кальция составляет 10-60 вес.% обертки.
15. Курительное изделие по п.1, являющееся сигаретой, в которой обертка представляет собой полотно из целлюлозного материала, а по меньшей мере часть материала наполнителя полотна представляет собой минеральные частицы.
16. Курительное изделие по п.15, в котором минеральные частицы содержат по меньшей мере одно из: карбоната кальция, диоксида титана, диоксида кремния, оксида алюминия, карбоната магния, оксида магния и гидроксида магния, а наночастицы содержат оксид железа.
17. Курительное изделие по п.16, в котором наночастицы дополнительно включают наночастицы, отличающиеся от оксида железа.
18. Курительное изделие по п.15, в котором наночастица содержит ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ее₂О₃ или их

- 16 008259 смеси.
19. Курительное изделие по п.1, в котором обертка имеет радиально внутреннюю часть и радиально внешнюю часть, причем радиально внутренняя часть имеет первую загрузку катализатора оксида углерода в виде наночастиц, а радиально внешняя часть имеет вторую загрузку катализатора оксида углерода в виде наночастиц.
20. Курительное изделие по п.19, в котором первая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц больше второй загрузки катализатора оксида углерода в виде наночастиц.
21. Курительное изделие по п.20, в котором первая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц составляет до 100 мг.
22. Курительное изделие по п.19, в котором весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя полотна в радиально внутренней части составляет от 0,1 до 3,0.
23. Курительное изделие по п.22, в котором упомянутое отношение составляет 0,1-1,0.
24. Курительное изделие по п.23, в котором упомянутое отношение составляет 0,33-1,0.
25. Курительное изделие по п.21 или 22, в котором вторая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц составляет менее 1 мг.
26. Курительное изделие по п.25, в котором вторая загрузка катализатора оксида углерода в виде наночастиц равна 0.
27. Курительное изделие по п.1 или 19, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц включает железооксидный катализатор в виде наночастиц.
28. Курительное изделие по п.27, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет средний размер частиц менее 50 нм.
29. Курительное изделие по п.28, в котором упомянутый средний размер частиц составляет от 1 до 10 нм.
30. Курительное изделие по п.29, в котором упомянутый средний размер частиц составляет около 25 нм.
31. Курительное изделие по п.27, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет объемную плотность менее 0,25 г/см³.
32. Курительное изделие по п.31, в котором упомянутая объемная плотность больше или равна 0,05 г/см³.
33. Курительное изделие по п.27, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет измеренную по Брунауэру, Эмметту и Теллеру площадь поверхности, составляющую около 200-300 м²/г.
34. Курительное изделие по п.27, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц включает ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ее₂О₃ или их смеси.
35. Курительное изделие по п.27, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц содержит ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ре₂О₃ или их смеси, материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂, 81О₂, А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂, а средний размер частиц материала наполнителя полотна с тем железооксидным катализатором в виде наночастиц, который этот материал несет, составляет 0,1-10 мкм.
36. Курительное изделие по п.35, в котором упомянутый средний размер частиц материала наполнителя полотна с тем железооксидным катализатором в виде наночастиц, который этот материал несет, меньше или равен 1,5 мкм.
37. Курительное изделие по п.1 или 19, в котором материал наполнителя полотна включает оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группы IV.
38. Курительное изделие по п.1 или 19, в котором материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂, 81О₂, А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂.
39. Курительное изделие по п.36, в котором материалом наполнителя полотна является СаСО₃.
40. Курительное изделие по п.27, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц дополнительно включает катализатор в виде наночастиц, отличающийся от оксида железа.
41. Курительное изделие по п.1, в котором упомянутая обертка представляет собой первую обертку, а курительное изделие дополнительно содержит вторую обертку.
42. Курительное изделие по п.41, в котором весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя полотна в первой обертке составляет от 0,1 до 3,0.
43. Курительное изделие по п.42, в котором упомянутое отношение составляет 0,1-1,0.
44. Курительное изделие по п.43, в котором упомянутое отношение составляет 0,33-1,0.
45. Курительное изделие по п.41, в котором общее количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц во второй обертке составляет менее 1 мг.
46. Курительное изделие по п.45, в котором общее количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц во второй обертке составляет 0 мг.
47. Курительное изделие по п.41, в котором весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц в первой обертке к катализатору оксида углерода в виде наночастиц во второй

- 17 008259 обертке составляет менее 0,25.
48. Курительное изделие по п.41, в котором вторая обертка расположена радиально снаружи от первой обертки.
49. Курительное изделие по п.48, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц содержит железооксидный катализатор в виде наночастиц, включающий ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ре₂О₃ или их смеси, материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂, 81О₂, А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂, а средний размер частиц материала наполнителя полотна с тем железооксидным катализатором в виде наночастиц, который этот материал несет, составляет 0,1-10 мкм.
50. Способ изготовления курительного изделия предусматривающий:

(ί) включение катализатора оксида углерода в виде наночастиц в материал наполнителя полотна, используемый в производстве обертки, с образованием модифицированного катализатором наполнителя полотна, (ίί) изготовление обертки, причем эта обертка включает модифицированный катализатором наполнитель полотна, (ίϊϊ) обеспечение табачной мешки, содержащей табак, в сигаретную машину и (ίν) помещение бумаги, включающей материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, вокруг табачной мешки с образованием части табачного стержня курительного изделия.
51. Способ по п.50, в котором весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя полотна в обертке составляет от 0,1 до 3,0.
52. Способ по п.51, в котором упомянутое отношение составляет 0,1-1,0.
53. Способ по п.52, в котором упомянутое отношение составляет 0,33-1,0.
54. Способ по п.50, в котором общее количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц в обертке составляет до 100 мг.
55. Способ по п.50, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц, используемый на стадии (ί), имеет средний размер частиц менее 50 нм.
56. Способ по п.55, в котором упомянутый средний размер частиц составляет от 1 до 10 нм.
57. Способ по п.56, в котором упомянутый средний размер частиц составляет около 2-5 нм.
58. Способ по п.50, в котором упомянутая обертка представляет собой первую обертку, при этом способ дополнительно предусматривает (ν) помещение второй обертки вокруг части табачного стержня.
59. Способ по п.58, в котором вторую обертку помещают радиально снаружи от первой обертки.
60. Способ по п.58, в котором весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя полотна во второй обертке составляет менее 0,1.
61. Способ по п.60, в котором упомянутое отношение составляет менее 0,05.
62. Способ по п.61, в котором упомянутое отношение составляет менее 0,01.
63. Способ по п.50, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц включают в материал наполнителя полотна путем осаждения катализатора оксида углерода в виде наночастиц из жидкой фазы на материал наполнителя полотна или осаждения катализатора оксида углерода в виде наночастиц из паровой фазы на материал наполнителя полотна.
64. Способ по п.63, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц включают в материал наполнителя полотна путем осаждения катализатора оксида углерода в виде наночастиц, а материал наполнителя полотна также осаждают с образованием модифицированного катализатором наполнителя полотна.
65. Способ по пп.51, 54, 58 или 63, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц включает железооксидный катализатор в виде наночастиц, а материал наполнителя полотна включает карбонат кальция.
66. Способ по п.65, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц дополнительно включает катализатор в виде наночастиц, отличающийся от оксида железа.
67. Способ изготовления курительного изделия, предусматривающий:

(ί) включение железооксидного катализатора оксида углерода в материал наполнителя полотна, используемый в производстве обертки, с образованием модифицированного катализатором наполнителя полотна, (ίί) изготовление обертки, причем эта обертка включает модифицированный катализатором наполнитель полотна, (ΐϊϊ) подачу табачной мешки, содержащей табак, в сигаретную машину и (ίν) помещение бумаги, включающей материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, вокруг табачной мешки с образованием части табачного стержня курительного изделия.
68. Способ по п.67, в котором модифицированный катализатором наполнитель полотна находится в прокаленном состоянии и/или катализатор оксида углерода дополнительно включает катализатор, отличающийся от оксида железа.

- 18 008259
69. Способ по п.67, в котором общее количество катализатора оксида углерода в виде наночастиц в обертке составляет до 100 мг и/или средний размер частиц наполнителя бумажного полотна, модифицированного катализатором, составляет 0,1-10 мкм.
70. Способ по п.50 или 67, в котором катализатор оксида углерода включают в материал наполнителя полотна путем формирования водной суспензии из катализатора оксида углерода в виде наночастиц и материала наполнителя полотна и высушивания упомянутой суспензии с образованием модифицированного катализатором наполнителя полотна.
71. Способ по пп.50, 63 или 67, предусматривающий обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна перед стадией (ίί).
72. Способ по п.71, в котором обжиг включает нагревание модифицированного катализатором наполнителя полотна при температуре обжига не более 500°С в течение периода до 3 ч.
73. Способ по п.72, в котором упомянутый период составляет до 2 ч.
74. Способ по п.73, в котором упомянутая температура обжига составляет от 200 до 400°С.
75. Способ по п.50 или 67, в котором катализатор оксида углерода включают в материал наполнителя полотна путем формирования водной суспензии из катализатора оксида углерода в виде наночастиц и материала наполнителя полотна, высушивания упомянутой суспензии с образованием агломератов модифицированного катализатором наполнителя полотна, уменьшения среднего размера частиц агломератов и последующего обжига модифицированного катализатором наполнителя полотна перед стадией (ίί).
76. Обертка для курительного изделия, содержащая полотно, материал наполнителя полотна и катализатор оксида углерода в виде наночастиц, причем носителем указанного катализатора оксида углерода в виде наночастиц является материал наполнителя полотна, образуя модифицированный катализатором наполнитель полотна.
77. Обертка по п.76, в которой полотно включает целлюлозные волокна.
78. Обертка по п.76, в которой катализатор оксида углерода в виде наночастиц представляет собой железооксидный катализатор в виде наночастиц.
79. Обертка по п.78, в которой катализатор оксида углерода в виде наночастиц дополнительно включает катализатор в виде наночастиц, отличающийся от оксида железа.
80. Обертка по п.78, в которой железооксидный катализатор в виде наночастиц включает ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ее₂О₃ или их смеси.
81. Обертка по п.76, в которой материал наполнителя полотна включает оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группы IV.
82. Обертка по п.76, в которой железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет средний размер частиц от 1 до 50 нм, объемную плотность менее 0,25 г/см³ и измеренную по Брунауэру, Эмметту и Теллеру площадь поверхности, составляющую около 200-300 м²/г.
83. Обертка по п.82, в которой упомянутый средний размер частиц составляет от 1 до 10 нм.
84. Обертка по п.83, в которой упомянутый средний размер частиц составляет около 2-5 нм.
85. Обертка по п.82, в которой упомянутая объемная плотность больше или равна 0,05 г/см².
86. Обертка по п.76, в которой обертка имеет вес основы от около 18 до около 60 г/м² и проницаемость от около 5 до около 80 единиц СОКЕ8ТА.
87. Обертка по п.86, в которой обертка имеет вес основы от около 20 до около 45 г/м² и проницаемость от около 30 до около 35 единиц СОКЕ8ТА.
88. Обертка по п.76, в которой катализатор оксида углерода в виде наночастиц включает ЕеООН, αЕе₂Оз, у-Ее₂Оз или их смеси, материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСОз, Т1О₂, 81О₂, А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂, а средний размер частиц материала наполнителя полотна с тем железооксидным катализатором в виде наночастиц, который этот материал несет, составляет 1-10 мкм.
89. Обертка для курительного изделия, содержащая полотно, материал наполнителя полотна и железооксидный катализатор оксида углерода, причем носителем указанного железооксидного катализатора оксида углерода является материал наполнителя полотна, образуя модифицированный катализатором наполнитель полотна.
90. Обертка по п.89, в которой катализатор оксида углерода в виде наночастиц дополнительно включает катализатор в виде наночастиц, отличающийся от оксида железа.
91. Обертка по п.89, в которой модифицированный катализатором наполнитель полотна находится в прокаленном состоянии и/или железооксидный катализатор в виде наночастиц включает ЕеООН, αЕе₂О₃, у-Ее₂О₃ или их смеси.
92. Обертка по п.89, в которой материал наполнителя полотна включает оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группы IV и/или средний размер частиц модифицированного ка

- 19 008259 тализатором наполнителя полотна составляет 0,1-10 мкм.
93. Обертка по п.76 или 89, в которой материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСОз, Т1О₂, 8Ю₂, А1₂О₃, МдСО₃, Мд О и Мд(ОН)₂.
94. Обертка по п.93, в которой материалом наполнителя полотна является СаСО₃.
95. Обертка по п.76 или 89, в которой катализатор оксида углерода присутствует в наполнителе полотна, модифицированном катализатором, в виде загрузки катализатора, составляющей до около 60 вес.%.
96. Обертка по п.95, в которой катализатор оксида углерода присутствует в наполнителе полотна, модифицированном катализатором, в виде загрузки катализатора, составляющей от около 10 до около 50 вес.%.
97. Обертка по п.96, в которой катализатор оксида углерода присутствует в наполнителе полотна, модифицированном катализатором, в виде загрузки катализатора, составляющей от около 20 до около 30 вес.%.
98. Сигаретная обертка, содержащая полотно, имеющее материал наполнителя полотна, причем по меньшей мере часть материала наполнителя полотна содержит РеООН.
99. Сигаретная обертка по п.98, в которой модифицированный катализатором наполнитель полотна с РеООН находится в прокаленном состоянии и/или средний размер частиц модифицированного катализатором наполнителя полотна с РеООН составляет 1-10 мкм.
100. Способ изготовления сигаретной бумаги, предусматривающий:

(ί) подачу модифицированного катализатором наполнителя полотна и целлюлозного материала в напорный ящик в формующей секции бумагоделательной машины, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна включает материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, (ίί) осаждение водной суспензии, включающей материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, и целлюлозный материал, на формующую секцию бумагоделательной машины с образованием полотна основы с распределенным в нем наполнителем полотна, модифицированным катализатором, и (ш) удаление воды из полотна основы с образованием промежуточного полотна.
101. Способ по п.100, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц включает железооксидный катализатор в виде наночастиц, материал наполнителя полотна включает СаСО3, а способ предусматривает обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна перед подачей модифицированного катализатором наполнителя полотна в бумагоделательную машину.
102. Способ изготовления сигаретной бумаги, включающей модифицированный катализатором наполнитель полотна, предусматривающий:

(ί) подачу целлюлозного материала в первый напорный ящик формующей секции бумагоделательной машины, (ίί) осаждение водной суспензии из первого напорного ящика на формующую секцию бумагоделательной машины с образованием полотна основы из целлюлозного материала, (ш) нанесение модифицированного катализатором наполнителя полотна на полотно основы, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна включает материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, и (ίν) удаление воды из полотна основы с образованием промежуточного полотна.
103. Способ по п.102, в котором стадия (ίίί) включает нанесение модифицированного катализатором наполнителя полотна на часть полотна основы.
104. Способ по п.103, при осуществлении которого слой образует ленточную, полосчатую или решетчатую структуру.
105. Способ изготовления двухслойной сигаретной бумаги, предусматривающий:

(ί) осаждение первого слоя двухслойной сигаретной бумаги из первого напорного ящика на проволочную сетку бумагоделательной машины, причем первый напорный ящик содержит первую композицию бумажной массы, (ίί) осаждение второго слоя двухслойной сигаретной бумаги из второго напорного ящика на часть первого слоя, причем второй напорный ящик содержит вторую композицию бумажной массы, а вторая композиция бумажной массы включает модифицированный катализатором наполнитель полотна, содержащий материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, (ίίί) удаление воды из первого слоя и второго слоя с образованием единого листа промежуточного полотна и (ίν) подбор листа сигаретной бумаги.
106. Способ по п.105, в котором часть второго слоя, осаждаемого на стадии (ίί), образует ленточную, полосчатую или решетчатую структуру.
107. Способ по п.106, в котором упомянутая часть находится в готовом полотне.
108. Способ по п.105, в котором вторая композиция бумажной массы включает вспомогательное удерживающее вещество.

- 20 008259
109. Способ по п.105, предусматривающий обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна.
110. Способ по п.105, в котором первая композиция бумажной массы не содержит модифицированный катализатором наполнитель полотна.
111. Способ по п.105, в котором первая композиция бумажной массы имеет первую концентрацию модифицированного катализатором наполнителя полотна, а вторая композиция бумажной массы имеет вторую концентрацию модифицированного катализатором наполнителя полотна.
112. Способ по п.111, в котором упомянутая первая концентрация меньше упомянутой второй концентрации.
113. Способ по п.112, в котором упомянутая первая концентрация составляет не более 1/10 от упомянутой второй концентрации.
114. Способ изготовления сигаретной бумаги, предусматривающий:

(ί) подачу бумажной массы, включающую целлюлозный материал, в первый напорный ящик формующей секции бумагоделательной машины, (ίί) транспортирование несущего полотна через бумагоделательную машину, (ίίί) осаждение модифицированного катализатором наполнителя полотна на несущее полотно, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна включает материал наполнителя полотна, несущий катализатор оксида углерода в виде наночастиц, (ίν) осаждение водной суспензии из первого напорного ящика на несущее полотно с образованием полотна основы из целлюлозного материала с включенным в него несущим полотном, (ν) удаление воды из полотна основы с образованием листа и (νί) подбор этого листа.
115. Способ по пп.100, 102, 105 или 114, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц включает железооксидный катализатор в виде наночастиц.
116. Способ по п.115, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц дополнительно включает катализатор в виде наночастиц, отличающийся от оксида железа.
117. Способ по п.115, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц включает ЕеООН, а-Ее₂О₃, у-Ее₂О₃ или их смеси.
118. Способ изготовления сигаретной бумаги, предусматривающий:

(ί) подачу модифицированного катализатором наполнителя полотна и целлюлозного материала в первый напорный ящик в формующей секции бумагоделательной машины, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна включает материал наполнителя полотна, несущий железооксидный катализатор оксида углерода, (ίί) осаждение водной суспензии, включающей модифицированный катализатором наполнитель полотна и целлюлозный материал, на формующую секцию бумагоделательной машины с образованием полотна основы с распределенным в нем наполнителем полотна, модифицированным катализатором, и (ш) удаление воды из полотна основы с образованием листа промежуточного полотна.
119. Способ изготовления сигаретной бумаги, включающей модифицированный катализатором наполнитель полотна, предусматривающий (ί) подачу целлюлозного материала в первый напорный ящик формующей секции бумагоделательной машины, (ίί) осаждение водной суспензии из первого напорного ящика на формующую секцию бумагоделательной машины с образованием полотна основы из целлюлозного материала, (ш) нанесение модифицированного катализатором наполнителя полотна на полотно основы, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна содержит материал наполнителя полотна, несущий железооксидный катализатор оксида углерода, и (ίν) удаление воды из полотна основы с образованием листа промежуточного полотна.
120. Способ по п.119, в котором катализатор оксида углерода дополнительно включает катализатор, отличающийся от оксида железа.
121. Способ по пп.100, 118 или 119, предусматривающий обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна перед стадией (ίί).
122. Способ по пп.100, 102, 105, 114, 118 или 119, в котором материал наполнителя полотна включает оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группы IV.
123. Способ по пп.100, 102, 105, 114, 118 или 119, в котором материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂, 81О₂, А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(Он)₂.
124. Способ по п.123, в котором наполнителем полотна является СаСО₃.
125. Способ по п.102 или 119, в котором стадия (ίίί) включает нанесение посредством по меньшей мере одного из разбрызгивания, розлива, распыления, глубокого погружения и покрытия поливом, при этом модифицированный катализатором наполнитель полотна распределяют внутри волоконной сети полотна основы.
126. Способ по п.118 или 119, в котором модифицированный катализатором наполнитель полотна

- 21 008259 находится в прокаленном состоянии и/или железооксидный катализатор содержит ЕеООН, а-Ее₂О₃, γЕе₂О₃ или их смеси.
127. Способ по п.118 или 119, в котором материал наполнителя полотна включает оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группы IV и/или средний размер частиц модифицированного катализатором наполнителя полотна составляет 0,1-10 мкм.
128. Модифицированный катализатором наполнитель полотна для использования в производстве обертки для курительного изделия, причем модифицированный катализатором наполнитель полотна содержит материал наполнителя полотна и катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна.
129. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.128, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц включает железооксидный катализатор в виде наночастиц.
130. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.129, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет средний размер частиц менее 50 нм.
131. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.130, в котором упомянутый средний размер частиц составляет от 1 до 10 нм.
132. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.131, в котором упомянутый средний размер частиц составляет около 2-5 нм.
133. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.129, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет объемную плотность менее 0,25 г/см³.
134. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.133, в котором упомянутая объемная плотность больше или равна 0,05 г/см³.
135. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.129, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет измеренную по Брунауэру, Эмметту и Теллеру площадь поверхности, составляющую около 200-300 м²/г.
136. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.129, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц включает ЕеООН, а-Ее₂О₃. /-Ее₃О₃ или их смеси.
137. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.128, в котором материал наполнителя полотна включает оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группы IV.
138. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.128, в котором материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂, 81О₂, А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂.
139. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.128, в котором материалом наполнителя полотна является СаСО3.
140. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.129, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц включает ЕеООН, а-Ее₂О₃, γ-Ее₂О₃ или их смеси, материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂, 81О₂, А1₂О₃, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)₂, а средний размер частиц материала наполнителя полотна с тем железооксидным катализатором в виде наночастиц, который этот материал несет, составляет 0,1-10 мкм.
141. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.140, в котором упомянутый средний размер частиц материала наполнителя полотна с тем железооксидным катализатором в виде наночастиц, который этот материал несет, меньше или равен 1,5 мкм.
142. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.128, в котором весовое процентное отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к материалу наполнителя полотна составляет от 0,1 до 3,0.
143. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.142, в котором упомянутое отношение составляет 0,1-1,0.
144. Модифицированный катализатором наполнитель полотна по п.143, в котором упомянутое отношение составляет 0,33-1,0.
145. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, включающего катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна, предусматривающий:

(ί) формирование водной суспензии, содержащей катализатор оксида углерода в виде наночастиц и материал наполнителя полотна, (ίί) возможно, распыление водной суспензии по несущей поверхности и (ш) сушку водной суспензии для испарения воды и формирования модифицированного катализатором наполнителя полотна.
146. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.145, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц содержит железооксидный катализатор в виде наночастиц.
147. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.145, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц представляет собой железооксидный катализатор в виде наночастиц, а материал наполнителя полотна представляет собой карбонат кальция.

- 22 008259
148. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.147, в котором суспензия содержит менее чем около 50-60 вес.% загрузки катализатора, представляющего собой железооксидный катализатор в виде наночастиц, на карбонате кальция, и эту суспензию высушивают до получения порошкообразного вещества.
149. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.148, в котором суспензия содержит более чем около 60-70 вес.% загрузки катализатора, представляющего собой железооксидный катализатор в виде наночастиц, на карбонате кальция, и эту суспензию высушивают до получения массы независимых твердых частиц.
150. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.149, дополнительно предусматривающий уменьшение размера массы независимых твердых частиц.
151. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.150, в котором упомянутое уменьшение размера включает шаровое размалывание массы независимых твердых частиц с образованием порошка.
152. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.151, в котором при указанном размалывании используют 1 см агатовые размалывающие шарики в течение 2-4 ч при скорости вращения 100-300 об./мин.
153. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.152, предусматривающий обжиг порошка.
154. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.151, в котором упомянутый порошок имеет средний размер частиц, составляющий 0,1-10 мкм.
155. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.154, в котором упомянутый средний размер частиц составляет около 1 мкм или менее.
156. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по пп.146, 147 или 148, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц дополнительно включает катализатор в виде наночастиц, отличающийся от оксида железа.
157. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.156, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет средний размер частиц менее 50 нм.
158. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.157, в котором упомянутый средний размер частиц составляет от 1 до 10 нм.
159. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.158, в котором упомянутый средний размер частиц составляет около 2-5 нм.
160. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.146, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет объемную плотность менее 0,25 г/см³.
161. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.160, в котором упомянутая объемная плотность больше или равна 0,05 г/см³.
162. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.146, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц имеет измеренную по Брунауэру, Эмметту и Теллеру площадь поверхности, составляющую около 200-300 м²/г.
163. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.146, в котором железооксидный катализатор в виде наночастиц включает РеООН, а-Ре₂О₃, у-Ре₂О₃ или их смеси.
164. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.145, в котором упомянутый средний размер частиц меньше или равен 1,5 мкм.
165. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.145, в котором отношение катализатора оксида углерода в виде наночастиц к наполнителю полотна составляет от 0,1 до 3,0.
166. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.165, в котором упомянутое отношение составляет 0,1-1,0.
167. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.166, в котором упомянутое отношение составляет 0,33-1,0.
168. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, включающего катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна, предусматривающий:

(ί) осаждение катализатора оксида углерода в виде наночастиц из жидкой фазы на материал наполнителя полотна, (ίί) удаление по меньшей мере части жидкой фазы и (ΐϊϊ) высушивание материала наполнителя полотна с осажденным оксидом углерода в виде наночастиц для испарения остатка жидкой фазы и формирования модифицированного катализатором наполнителя полотна.
169. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.145 или 168, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц содержит РеООН, а-Ре₂О₃, у-Ре₂О₃ или их смеси, материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂, 81О₂, А1₂О₃, МдСО₃,

- 23 008259

МдО и Мд(ОН)₂, а средний размер частиц материала наполнителя полотна с тем железооксидным катализатором в виде наночастиц, который этот материал несет, составляет 0,1-10 мкм.
170. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.169, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц дополнительно включает катализатор в виде наночастиц, отличающийся от оксида железа.
171. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.168, в котором модифицированный катализатором наполнитель полотна формируют путем осаждения.
172. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, включающего катализатор оксида углерода в виде наночастиц, нанесенный на материал наполнителя полотна, включающий осаждение катализатора оксида углерода в виде наночастиц из паровой фазы на материал наполнителя полотна, при этом катализатор оксида углерода в виде наночастиц содержит РеООН, а-Ре₂О₃, γРе₂О₃ или их смеси, а материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂, 81О₂, А12О3, МдСО₃, МдО и Мд(ОН)2.
173. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.172, в котором катализатор оксида углерода в виде наночастиц дополнительно включает катализатор в виде наночастиц, отличающийся от оксида железа.
174. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.168 или 172, предусматривающий (ίν) уменьшение размера модифицированного катализатором наполнителя полотна до среднего размера частиц, составляющего 0,1-10 мкм.
175. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.174, предусматривающий (ν) обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна после стадии (ίν).
176. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.175, при котором обжиг включает нагревание модифицированного катализатором наполнителя полотна после уменьшения размера при температуре обжига не более 500°С в течение периода до 3 ч.
177. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.168 или 172, предусматривающий:

(ίν) обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна.
178. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.177, при котором обжиг включает нагревание модифицированного катализатором наполнителя полотна после уменьшения размера при температуре обжига не более 500°С в течение периода до 3 ч.
179. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна, включающего катализатор оксида углерода, нанесенный на материал наполнителя полотна, предусматривающий (ί) формирование водной суспензии катализатора оксида углерода, нанесенного на материал наполнителя полотна, (ίί) возможно, распыление водной суспензии по несущей поверхности и (ίίί) сушку водной суспензии для испарения воды и формирования модифицированного катализатором наполнителя полотна.
180. Способ по п.179, в котором модифицированный катализатором наполнитель полотна находится в прокаленном состоянии и/или катализатор оксида углерода дополнительно включает катализатор, отличающийся от оксида железа.
181. Способ по п.179, в котором суспензия содержит менее чем около 60 вес.% загрузки катализатора, представляющего собой железооксидный катализатор, на карбонате кальция, и эту суспензию высушивают до получения порошкообразного вещества, и/или средний размер частиц модифицированного катализатором наполнителя полотна составляет 0,1-10 мкм.
182. Способ по п.145 или 179, в котором высушивание водной суспензии включает нагревание с помощью источника тепла и/или вакуумную фильтрацию.
183. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.145 или 179, предусматривающий обжиг модифицированного катализатором наполнителя полотна после стадии (ίίί).
184. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.183, в котором обжиг включает нагревание модифицированного катализатором наполнителя полотна при температуре обжига не более 500°С в течение периода до 3 ч.
185. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.184, в котором упомянутый период составляет до 2 ч.
186. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по п.185, в котором упомянутая температура обжига составляет от 200 до 400°С.
187. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по пп.145, 168, 172 или 179, в котором материал наполнителя полотна включает оксид, карбонат или гидроксид металла группы II, группы III или группы IV.
188. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по пп.145, 168, 172 или 179, в котором материал наполнителя полотна выбран из группы, состоящей из СаСО₃, Т1О₂,

- 24 008259

81О2, А12О3, МдСО3, МдО и Мд(ОН)2.
189. Способ получения модифицированного катализатором наполнителя полотна по пп.145, 168, 172 или 179, в котором материалом наполнителя полотна является СаСО₃.