EA013588B1 - Компонент сигарет, сигарета, способ ее получения - Google Patents

Компонент сигарет, сигарета, способ ее получения Download PDF

Info

Publication number
EA013588B1
EA013588B1 EA200870175A EA200870175A EA013588B1 EA 013588 B1 EA013588 B1 EA 013588B1 EA 200870175 A EA200870175 A EA 200870175A EA 200870175 A EA200870175 A EA 200870175A EA 013588 B1 EA013588 B1 EA 013588B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
catalyst particles
cigarette
encapsulated
tobacco
encapsulated catalyst
Prior art date
Application number
EA200870175A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200870175A1 (ru
Inventor
Шалва Гедеванишвили
Будда Редди
Йезди Б. Питхавалла
Катрин Эсперди Пейн
Original Assignee
Филип Моррис Продактс С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Филип Моррис Продактс С.А. filed Critical Филип Моррис Продактс С.А.
Publication of EA200870175A1 publication Critical patent/EA200870175A1/ru
Publication of EA013588B1 publication Critical patent/EA013588B1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/281—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances the action of the chemical substances being delayed
    • A24B15/283—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances the action of the chemical substances being delayed by encapsulation of the chemical substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/281—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances the action of the chemical substances being delayed
    • A24B15/282—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances the action of the chemical substances being delayed by indirect addition of the chemical substances, e.g. in the wrapper, in the case
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/285—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances characterised by structural features, e.g. particle shape or size
    • A24B15/286—Nanoparticles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/287—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by inorganic substances only
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/28—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances
    • A24B15/287—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by inorganic substances only
    • A24B15/288—Catalysts or catalytic material, e.g. included in the wrapping material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/02—Cigars; Cigarettes with special covers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/16—Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

В изобретении инкапсулированные частицы катализатора могут быть введены в табачную мешку и/или сигаретную бумагу, применяемую для создания сигарет. Инкапсулированные частицы катализатора, которые могут уменьшать количество монооксида углерода и/или оксида азота в основном потоке табачного дыма, включают частицы катализатора, инкапсулированные испаряющимся покрытием. Во время курения сигареты, включающей инкапсулированные частицы катализатора, испаряющееся покрытие улетучивается для открытия активной поверхности частиц катализатора.

Description

Сигареты выделяют как основной поток дыма при затяжке, так и побочный дым во время статического горения. Компонентами как основного потока дыма, так и побочного дыма являются монооксид углерода (СО) и оксид азота (N0). Снижение содержания монооксида углерода и/или оксида азота в дыме является желательным.
Раскрыты сигареты и компоненты сигарет (например, табачная мешка и сигаретная бумага), включающие инкапсулированные частицы катализатора, способные снижать содержание монооксида углерода и/или оксида азота в основном потоке табачного дыма, в которых инкапсулированные частицы катализатора представляют собой частицы катализатора, по меньшей мере, частично покрытые летучим инкапсулирующим веществом. Предпочтительно частицы катализатора полностью покрыты летучим инкапсулирующим веществом.
Частицы катализатора, которые могут включать наночастицы, предпочтительно включают элементный металл, сплав, оксид и/или оксигидроксид по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из Мд, А1, δί, Τι, V, Сг, Мп, Те, Со, N1, Си, Ζη, Се, Υ, Ζτ, N6, Мо, Ки, Ад, δη, Се, Рг, Ьа, Н£, Та, ЭД, Ке, 05. 1г и Аи.
Предпочтительные частицы катализатора могут снижать содержание компонента табачного дыма, например катализировать превращение монооксида углерода в диоксид углерода и/или оксида азота в азот, окисление монооксида углерода в диоксид углерода и восстановление оксида азота до азота.
Летучее инкапсулирующее вещество предпочтительно является воском, водорастворимым полимером или нерастворимым в воде полимером. Летучее инкапсулирующее вещество может включать ароматизирующее соединение, например ментол, производное соединение ментола или предшественник ментола. Предпочтительные летучие инкапсулирующие вещества имеют температуру испарения от около 40 до около 350°С или способны испаряться в атмосферу с относительной влажностью более чем около 5%.
В варианте выполнения летучее инкапсулирующее вещество включает первый слой (например, ароматизирующий слой), контактирующий с частицами катализатора, и второй слой, образованный поверх первого слоя.
В сигарете, включающей инкапсулированные частицы катализатора, летучее инкапсулирующее вещество способно к испарению (например, вследствие термического или химического разложения) во время курения сигареты для открытия активной поверхности частиц катализатора.
В одном варианте выполнения инкапсулированные частицы катализатора могут быть распределены гомогенно или неравномерно по сигаретному табачному стержню. В другом варианте инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в бумажную обертку или фильтр сигареты. Например, инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в первый (т.е. внутренний) слой многослойной обертки.
Инкапсулированные частицы катализатора могут быть распределены по всей бумажной обертке или напечатаны на поверхности бумажной обертки. Сигарета может включать смесь разных инкапсулированных частиц катализатора.
Способ получения сигареты предусматривает (1) включение инкапсулированных частиц катализатора по меньшей мере в и/или на одно из: табачную мешку и сигаретную обертку; (ίί) подачу табачной мешки в сигаретную машину для получения табачного стержня; (ш) обертывание сигаретной обертки вокруг табачного стержня для получения обернутого табачного стержня и (ίν), возможно, присоединение сигаретного фильтра к табачному стержню с использованием мундштучной бумаги. Инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены посредством разбрызгивания, распыления или погружения. Например, инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в сигаретную бумагу посредством распыления или нанесения инкапсулированных частиц катализатора на влажное полотно основы, промежуточное полотно или готовое полотно.
На фиг. 1А показан вид в оптическом микроскопе частиц железооксидного катализатора NАN0САΤ сразу после получения.
На фиг. 1В и 1С показаны виды в оптическом микроскопе инкапсулированного альгината оксида железа NАN0САΤ в виде частиц и волокон соответственно.
Раскрыты компоненты сигарет, сигареты и способы курения сигарет, включающих в себя инкапсулированные частицы катализатора. Инкапсулированные частицы катализатора включают сердцевину из одной или более частиц катализатора и испаряющийся инкапсулирующий слой (т. е. покрытие), образованный вокруг этой сердцевины. Испаряющийся инкапсулирующий слой может быть защитным слоем для частиц катализатора при температурах, близких к окружающей среде (например, во время хранения сигарет и ниже зоны сгорания/пиролиза в зажженной сигарете), но при подвергании воздействию повышенной температуры, влажности или компонента газовой фазы сигаретного дыма испаряющийся материал может испаряться (например, термическим или химическим разложением) для открытия находящихся под ним частиц катализатора.
Инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в один или более компонентов сигареты, такие как табачная мешка, сигаретная бумага и сигаретный фильтр сигареты. В сигаретах, включающих инкапсулированные частицы катализатора, количество монооксида углерода и/или оксида азота в основном потоке дыма может быть снижено. Способы обеспечения сигарет, включающих инкап
- 1 013588 сулированные частицы катализатора, включают инкапсулирование частиц катализатора и включение инкапсулированных частиц катализатора в один или более компонентов, используемых для получения сигареты.
Включение частиц катализатора в один или более компонентов сигареты раскрыто в опубликованных заявках США этого же заявителя - 2004/0131859; 2004/0040566 и 2004/0110633, содержания которых включены сюда путем ссылки. Частицы катализатора могут быть включены в сигарету для снижения концентрации в основном потоке дыма и/или в побочном дыме одного или более компонентов газовой фазы (например, СО или N0). Однако во время курения сигареты, включающей частицы катализатора, на частицах катализатора могут образоваться полуиспаряющиеся или неиспаряющиеся продукты сгорания, такие как смола. Раннее образование полуиспаряющихся и неиспаряющихся отложений может эффективно инактивировать частицы катализатора (например, посредством создания барьера между частицами катализатора и компонентами газовой фазы и/или посредством химического взаимодействия с частицами катализатора). Например, слой полуиспаряющегося или неиспаряющегося материала может быть эффективно непроницаемым для компонентов газовой фазы, находящихся в основном потоке дыма. Кроме того, при повышенных температурах полуиспаряющиеся или неиспаряющиеся материалы могут реагировать с частицами катализатора и уменьшать их каталитическую активность.
Раскрыты инкапсулированные частицы катализатора, включающие испаряющееся покрытие, образованное непосредственно на открытой поверхности (например, каталитической поверхности) частиц катализатора. Под испаряющимся покрытием понимается, что инкапсулирующий слой предпочтительно имеет температуру испарения меньшую, чем температура испарения смолы или другие побочные продукты твердой фазы сгорания/пиролиза табака. До курения сигареты, включающей инкапсулированные частицы катализатора, летучее инкапсулирующее вещество предпочтительно, по меньшей мере, частично покрывает, более предпочтительно полностью покрывает частицы катализатора. Предпочтительные испаряющиеся покрытия улетучиваются во время курения сигареты.
В сигарете, включающей инкапсулированные частицы катализатора, при подвергании инкапсулированных частиц катализатора воздействию температуры меньше температуры испарения инкапсулирующего вещества летучее инкапсулирующее вещество образует защитный слой, на котором могут осаждаться полуиспаряющиеся и неиспаряющиеся материалы (например, смола). Полуиспаряющиеся или неиспаряющиеся материалы могут образовываться и осаждаться на испаряющемся инкапсулирующем веществе, а не на частицах катализатора. Когда температура достигает или превышает температуру испарения инкапсулирующего вещества, летучее инкапсулирующее вещество, как и любой материал, образовавшийся на нем, могут быть удалены для открытия активной поверхности частиц катализатора. Таким образом, активная поверхность частиц катализатора может быть открыта в условиях курения (т. е. перед зоной горения) для катализа и/или окисления газовых компонентов основного потока дыма и/или побочного дыма. Заявители неожиданно обнаружили, что инкапсулированные частицы катализатора, включенные в сигарету, имеют более высокую каталитическую эффективность во время курения сигареты, чем не инкапсулированные частицы катализатора.
В варианте осуществления сигарета включает инкапсулированные частицы катализатора, в котором во время курения сигареты летучее инкапсулирующее вещество улетучивается на расстоянии от около 0,1 до около 10 мм, предпочтительно от около 0,5 до около 2 мм до линии обугливания. Как применено здесь, линия обугливания является линией, создаваемой на обертке сигаретной бумаги со стороны зоны горения сигареты, возникающей во время курения сигареты.
Инкапсулирующий слой делают из испаряющегося материала, который может термически или химически разлагаться. В первом варианте выполнения инкапсулирующее вещество может термически разлагаться (например, плавлением, возгонкой или пиролизом) при подвергании воздействию температуры, превышающей температуру среды, но ниже около 350°С, предпочтительно ниже около 200°С для открытия поверхности частиц катализатора для основного потока дыма, побочного дыма или обеих. Предпочтительные инкапсулирующие вещества термически разлагаются при температуре от около 40 и до около 200°С. В другом варианте инкапсулирующее вещество может химически разлагаться (например, растворяться) при подвергании воздействию компонентов сигаретного дыма, которые образуются во время курения. Например, влага из основного потока дыма может взаимодействовать с инкапсулирующим слоем для испарения инкапсулирующего вещества и открытия частиц катализатора. Предпочтительные слои инкапсулирующего вещества химически разлагаются при подвергании воздействию основного потока дыма или побочного дыма, имеющих относительную влажность более чем около 5%, более предпочтительно более чем около 20%.
Посредством обеспечения испаряющегося инкапсулирующего слоя активная каталитическая поверхность частиц, включенных в сигарету (например, в табачную мешку), может быть открыта перед зоной сгорания сигареты. Испаряющийся инкапсулирующий слой может минимизировать физическое взаимодействие и химическую реакцию между частицами катализатора и неиспаряющимися или полуиспаряющимися продуктами сгорания и/или пиролиза (например, смолой). Например, высокотемпературный крекинг молекул смолы через реакцию с частицами катализатора может быть минимизирован.
Частицы катализатора, которые включают ядро инкапсулированных частиц катализатора, могут
- 2 013588 включать элементный металл, сплав, оксид и/или оксигидроксид по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из Мд, А1, δί, Τί, V, Сг, Мп, Ре, Со, N1, Си, Ζη, Се, Υ, Ζτ, N6. Мо, Ки, Ад, δη, Се, Рг, Ьа, Ηί, Та, ЭД, Ке, О§, 1г и Аи.
Частицы катализатора предпочтительно включают наночастицы. Под наночастицами понимается, что частицы катализатора имеют средний диаметр менее микрона. Предпочтительно наночастицы имеют средний размер менее чем около 100 нм, более предпочтительно менее чем около 50 нм и наиболее предпочтительно менее чем около 10 нм.
Предпочтительные частицы катализатора включают оксиды и/или оксигидроксиды железа. Например, МАСН I, 1пс, К1пд οί Ртикяа, Пенсильвания, США продает наночастицы Ре2О3 под торговыми марками NАNОСАΤ® Высокодисперсный Оксид Железа (δΡΙΟ) и NАNОСАΤ® Магнитный Оксид Железа. NАNΟСАΤ® Высокодисперсный Оксид Железа (δΡΙΟ) является аморфным оксидом железа в виде свободнотекучего порошка с размером частиц около 3 нм, удельной площадью поверхности около 250 м2/г и объемной плотностью около 0,05 г/мл. NАNΟСАΤ® Высокодисперсный Оксид Железа (δΡΙΟ) синтезируется посредством парофазного процесса, который приводит его в состояние, существенно не содержащее примесей, которые могут присутствовать в обычных катализаторах, и пригоден для использования в пище, лекарствах и косметике. NАNΟСАΤ® Магнитный Оксид Железа является свободнотекучим порошком с размером частиц около 25 нм и площадью поверхности около 40 м2/г. Дополнительно предпочтительные частицы катализатора включают оксиды и/или оксигидроксиды марганца, меди или церия.
Инкапсулирующее вещество, которое образует покрытие, инкапсулирующее частицы катализатора, может включать воск, водорастворимый полимер, нерастворимый в воде полимер или другой материал, способный испаряться во время курения сигареты для открытия находящихся под ней частиц катализатора. Предпочтительные инкапсулирующие вещества являются нетоксичными, легко наносимыми на частицы катализатора и устойчивыми (например, термически и химически устойчивыми) в типичных условиях хранения сигарет. Предпочтительно инкапсулирующее вещество включает одно или более ароматизирующих соединений.
Инкапсулирующее вещество может включать воск.
Предпочтительные воски включают плавящиеся при нагревании материалы, имеющие температуру плавления около от 40 до около 350°С. В качестве примеров воск включает пчелиный воск, кокосовый воск, канделильский воск, карнаубский воск, монтан-воск, воск урикури, парафиновый воск, рисовый воск или их смеси.
Инкапсулирующее вещество может включать водорастворимый полимер. В качестве примеров водорастворимые полимеры включают поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, полиэтиленоксиды, водорастворимые полиамиды, водорастворимые полиэстеры, водорастворимые целлюлозы, полимеры акриловой кислоты или их смеси. Естественные и модифицированные водорастворимые полимеры включают крахмалы, декстрин, смолы, желатины, пектин, альгинаты, аравийскую камедь или их смеси.
Предпочтительными инкапсулирующими веществами являются альгинаты. Альгинаты являются солями длинноцепочечной углеводной биополимерной альгиновой кислоты и включают альгинат натрия, альгинат кальция, альгинат калия и альгинат пропиленгликоля. Хотя альгиновая кислота нерастворима в воде, соли являются гидроколлоидами (т. е. они связывают или абсорбируют воду) и могут быть сформованы в покрытие.
Альгинаты в целом являются устойчивыми к кислоте и температуре. Регулирование концентрации ионов кальция, которые вызывают поперечные соединения, контролирует прочность геля. Объединение альгината с другими смолами, такими как пектин, может увеличить вязкость.
Альгинаты могут быть диспергированы в воде с температурой окружающей среды, хотя растворимость, как правило, становится меньше при уменьшении температуры воды. Концентрации альгината выше 2 мас.% могут быть диспергированы с использованием интенсивного сдвигового перемешивания для удаления комочков. Быстроходные мешалки объединяют интенсивный поток с интенсивным сдвигом для увеличения эффективности смешивания.
Предпочтительный способ получения инкапсулированных частиц катализатора, включающих покрытие из альгината кальция, обсужден ниже.
Инкапсулирующее вещество может включать нерастворимый в воде полимер. В качестве примера нерастворимые в воде полимеры включают полиэтилен, полипропилен, полиакрилаты, полиметакрилаты, полиметилметакрилаты, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, полисахариды или их смеси.
Инкапсулирующее вещество может включать ароматизирующее соединение. Предпочтительные ароматизирующие соединения включают ментол, производные соединения ментола и предшественников ментола. Другие подходящие ароматизирующие соединения включают синтетические и естественные ароматы, эфирные масла, спирты, альдегиды, сложные эфиры, эфиры, кетоны, фенолы и их смеси. Ароматизирующее соединение может быть ароматическим соединением или неароматическим соединением.
Частицы катализатора могут быть покрыты одним или более слоями одного и того же или разных испаряющихся инкапсулирующих веществ. Например, многократные стадии нанесения покрытия могут быть применены для достижения желаемой толщины и/или степени покрытия желаемым инкапсули
- 3 013588 рующим веществом. В дополнительном примере частицы катализатора могут быть покрыты первым испаряющимся покрытием, а затем вторым испаряющимся покрытием. В предпочтительном варианте первое испаряющееся покрытие включает ароматизирующее соединение.
Множество способов может быть применено для получения инкапсулированных частиц катализатора. Подходящие способы включают обеспечение частицами катализатора и образование по меньшей мере одного испаряющегося инкапсулирующего слоя на частицах катализатора. Способы включают газофазные методики и жидкофазные методики.
В приведенной в примере газофазной методике частицы катализатора могут быть смешаны с инкапсулирующим веществом в жидкой фазе (например, раствором или неразбавленной жидкостью испаряющегося соединения) для образования смеси. Во время смешивания можно управлять температурой и количеством встряхивания. Например, частицы катализатора и раствор инкапсулирующего вещества могут быть смешаны при комнатной температуре и обработаны ультразвуком для образования гомогенной смеси.
Смесь частицы катализатора-капсулирующее вещество может быть высушена для получения инкапсулированных частиц катализатора. Согласно предпочтительному способу смесь может быть аспирирована для образования аэрозоля, включающего частицы катализатора, покрытые инкапсулирующим веществом. Температурой аэрозолизации и скоростью распространения можно управлять для получения инкапсулированных частиц катализатора в твердой фазе (т.е. в которых инкапсулирующий слой высыхает для образования твердого покрытия на частицах катализатора).
В качестве примера инкапсулированные частицы катализатора, включающие 50 мас.% ΝΑΝΟΤΆΤ® частиц оксида железа, покрытых аравийской камедью, могут быть приготовлены путем смешивания сначала частиц оксида железа (~1 г) с аравийской камедью (~1 г) около в 30 мл деионизированной воды при постоянном встряхивании для получения однородной суспензии частиц оксида железа. Суспензию разбрызгивают с использованием 0,5 мм сопла при около 170°С, в силу чего вода, присутствующая в смеси, испаряется, и образуются частицы оксида железа, покрытые аравийской камедью. В зависимости от условий обработки инкапсулированные частицы катализатора могут быть в виде порошка, гранулята или агломерата, инкапсулированные частицы катализатора могут быть в виде сфер, сфероидов, нитей, фибрилл и т. п.
В приведенной в качестве примера жидкофазной методике частицы катализатора могут быть погружены в инкапсулирующее вещество или предшественник инкапсулирующего вещества, находящиеся в жидкой фазе (например, раствор или неразбавленную жидкость испаряющегося соединения), для получения смеси, в которой на частицах катализатора образовано покрытие. Температурой во время погружения можно управлять и смесь можно, возможно, встряхивать (например, перемешивать). Частицы катализатора и инкапсулирующее вещество могут быть смешаны при комнатной температуре для образования покрытия. После погружения покрытые частицы катализатора могут быть высушены и, возможно, обработаны дополнительно для получения инкапсулированных частиц катализатора. Дополнительная обработка может включать перекрестное сшивание инкапсулирующего полимера, например, посредством реакции ионного обмена.
Способ получения инкапсулированных альгинатом частиц катализатора включает погружение частиц катализатора в раствор соли альгината для получения покрытых частиц катализатора и затем обработки покрытых частиц катализатора для образования поперечно сшитого полимерного покрытия альгинатом.
В качестве примера инкапсулированные частицы катализатора, включающие 50 мас.% NΑNΟСΑΤ® частицы оксида железа, покрытых альгинатом кальция и/или натрия, могут быть приготовлены путем смешивания сначала частиц оксида железа (~1 г) с раствором альгината натрия (1 г альгината натрия в 100 мл деионизированной воды) при постоянном встряхивании для получения частиц оксида железа, покрытых альгинатом натрия.
Смесь предпочтительно гомогенизируют (например, в течение 30-130 с), оставляют на воздухе (например, в течение 10-60 мин) и затем повторно гомогенизируют (например, в течение 30-130 с).
Покрытие альгинатом натрия может быть, по меньшей мере, частично и предпочтительно полностью преобразовано (например, полимеризовано) в покрытие альгинатом кальция посредством реакции ионного обмена. Известный объем частиц оксида железа, покрытых альгинатом натрия, предпочтительно приводят в контакт с раствором, включающим поливалентный катион. Раствор может включать водный или неводный (например, спиртовой) раствор. В предпочтительном способе раствор включает хлорид кальция (например, 0,1 М водный раствор хлорида кальция), в котором Са2+ обменивается на Να1' посредством реакции ионного обмена, которая образует поперечно сшитое покрытие из альгината кальция вокруг частиц оксида железа. Другие растворы поливалентных катионов, подходящие для образования поперечно сшитых инкапсулирующих слоев, могут включать алюминий, марганец, железо, медь, цинк, стронций, серебро и барий. Прочность поперечно сшитого полимерного инкапсулирующего вещества можно контролировать путем изменения степени поперечной сшитости. Количество поперечных связей пропорционально продолжительности реакции (т.е. времени отвердевания) между инкапсулирующим
- 4 013588 веществом и раствором поливалентного катиона. Другие полимеры, которые могут быть поперечно сшиты посредством ионного обмена, включают полисахариды.
В предпочтительном способе известный объем частиц оксида железа, покрытых альгинатом натрия, диспергируют по каплям (например, через шприц, например, с иглой 26,5 размера) в растворе хлорида кальция. Высоту и скорость распространения можно регулировать, чтобы регулировать размер инкапсулированных частиц. Лишний раствор хлорида кальция может быть удален (например, отфильтрован или декантирован) после заданного промежутка времени выдержки (например, до около 2 ч), и покрытые альгинатом кальция частицы могут быть промыты и высушены. Могут быть приготовлены инкапсулированные частицы катализатора, включающие по меньшей мере около 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 или 90±5 мас.% частиц катализатора (например, частиц оксида железа).
Оптические микроснимки образцов оксида железа/альгината кальция показаны на фигуре 1. Фиг. 1А показывает оптический микроснимок ΝΑΝΟί,ΆΤ® частиц оксида железа сразу после получения. Фиг. 1В показывает оптический микроснимок частиц оксида железа, инкапсулированных альгинатом кальция, в виде нерегулярных и сферических частиц. Фиг. 1С показывает оптический микроснимок частиц оксида железа, инкапсулированных альгинатом кальция в форме фибрилл.
Дополнительные способы получения инкапсулированных частиц катализатора включают полимерно-полимерную несовместимость (в которой частицы катализатора покрыты посредством избирательной адсорбции одного полимера из раствора несовместимых полимеров, которые растворены в обычном растворителе); инкапсулирование в псевдоожиженном слое и полимеризацию в газовой фазе.
Инкапсулированные частицы катализатора микронного размера могут иметь средний размер частиц около от 1 мкм или менее до около 1000 мкм или более. Инкапсулированные частицы катализатора могут иметь средний размер частиц 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 или 90 мкм±5 мкм до около 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 или 900 мкм ±50 мкм, инкапсулированные частицы катализатора могут включать индивидуальные частицы или агломерат покрытых частиц катализатора. Предпочтительные инкапсулированные частицы катализатора имеют средний размер частиц менее 1 мкм. Субмикронные и наночастицы катализатора могут быть инкапсулированы для получения инкапсулированных частиц катализатора, имеющих средний размер частиц от 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 или 90 нм±5 нм до около 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 или 900 нм±50 нм в зависимости от средней толщины покрытия.
Согласно предпочтительному способу инкапсулированные частицы катализатора включены по меньшей мере в одно из: табачную мешку, сигаретную бумагу и сигаретный фильтр, примененные для получения сигареты. Посредством включения частиц катализатора в один или более компонентов сигареты количество монооксида углерода и/или оксида азота в основном потоке дыма во время курения может быть снижено.
Предпочтительно инкапсулированные частицы катализатора включены в табачную мешку, сигаретную бумагу и/или сигаретный фильтр в количестве, эффективном для эффективного снижения концентрации в основном потоке дыма монооксида углерода и/или оксида азота по меньшей мере на 5% (например, по меньшей мере на 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 или 95%). Предпочтительное количество частиц катализатора на одну сигарету составляет до около 200 мг (например, от 1 до 200 мг, от 1 до 50 мг или от 50 до 100 мг). Инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в сигарету в количестве, эффективном для превращения по меньшей мере 5%, более предпочтительно по меньшей мере 25% монооксида углерода в основном потоке табачного дыма в диоксид углерода при температуре менее чем около 200°С и/или превращения по меньшей мере 5%, более предпочтительно по меньшей мере 25% оксида азота в основном потоке табачного дыма в оксид азота при температуре менее чем около 200°С.
Раскрыт способ получения сигареты, включающий стадии (1) включения инкапсулированных частиц катализатора по меньшей мере в и/или на одно из: табачную мешку, сигаретную бумагу и сигаретный фильтр; (ίί) подачи табачной мешки в сигаретную машину для получения табачного стержня; (ίίί) обертывания сигаретной обертки вокруг табачного стержня для получения обернутого табачного стержня и (ίν), возможно, присоединения сигаретного фильтра к табачному стержню с использованием мундштучной бумаги.
Не желая ограничиваться теорией, считается, что во время курения сигареты, включающей инкапсулированные частицы катализатора, СО и/или ΝΟ, могут быть катализированы в присутствии кислорода для снижения уровень СО и/или ΝΟ в основном и/или побочном дыме. Также считается, что вслед за каталитической реакцией частицы катализатора могут окислять СО в присутствии или отсутствии кислорода и/или восстанавливать ΝΟ для снижения уровня СО и/или ΝΟ в основном потоке и/или побочном дыме. Предпочтительно инкапсулированные частицы катализатора могут катализировать как превращение СО в ί.’Ο2. так и ΝΟ в Ν2.
Как применено здесь, катализатор способен влиять на скорость химической реакции, например катализатор может увеличивать скорость окисления монооксида углерода в диоксид углерода, не участвуя в реакции в качестве реагента или продукта реакции. Окислитель способен окислить реагент, например, посредством передачи кислорода реагенту таким образом, что сам окислитель восстанавливается. Вос
- 5 013588 становитель способен восстанавливать реагент, например, посредством получения кислорода от реагента таким образом, что сам восстановитель окисляется.
Курение сигареты означает нагревание или сгорание сигареты с образованием дыма, который может быть втянут через сигарету. В целом курение сигареты включает поджигание одного конца сигареты и в то время как табак, содержащийся в нем, подвергается реакции горения, - втягивание дыма от сгорания через мундштук сигареты. Сигарету можно также дымить другими способами. Например, сигарету можно дымить путем нагревания сигареты и/или нагревания с использованием электрических нагревательных средств, как описано в патентах США этого же заявителя - 6053176; 5934289; 5591368 или 5322075.
Термин «основной поток дыма» относится к смеси газов, проходящей вниз по табачному стержню и выходящей из конца фильтра, т.е. дыму, выходящему или втянутому из мундштука сигареты во время курения сигареты. Основная струя дыма включает дым, который тянется как через зажженную часть, так и через сигаретную обертку. Термин «побочный дым» относится к дыму, выделяющемуся во время статического горения.
Несколько факторов способствуют образованию монооксида углерода и оксида азота в сигарете. В дополнение к компонентам в табаке температура и концентрация кислорода в сигарете во время сгорания могут влиять на их образование. Например, общее количество монооксида углерода, образующегося во время курения, получается из комбинации трех главных источников: термического разложения (около 30%), сгорания (около 36%) и восстановления диоксида углерода обугленным табаком (по меньшей мере 23%). Образование монооксида углерода от термического разложения, которое в значительной степени контролируется химической кинетикой, начинается при температуре около 180°С и заканчивается при около 1050°С. Образование монооксида углерода и диоксида углерода во время сгорания контролируется в значительной степени диффузией кислорода к поверхности (ка) и через поверхностную реакцию (кб). При 250°С ка и кб примерно равны. При 400°С реакция становится контролируемой диффузией. Наконец, восстановление диоксида углерода обугленным табаком или древесным углем происходит при температурах около 390°С и выше.
Во время горения оксид азота выделяется в основном потоке дыма в концентрации около 0,5 мг/сигарета. Однако оксид азота может быть восстановлен монооксидом углерода согласно следующим реакциям:
2ΝΟ+0Ο->\С)-СО2
Ν2Ο+0Ο —Ν2+0Ο2.
Во время курения в сигарете есть три отличных участка: зона горения, зона пиролиза/перегонки и зона конденсаций/фильтрации. Зона горения является горящей зоной сигареты, возникающей во время курения сигареты, обычно на зажженном конце сигареты. Температура в зоне горения изменяется около от 700 до около 950°С, и скорость нагревания может повышаться до 500°С/с. Кислород потребляется при сгорании табака для выделения монооксида углерода, диоксида углерода, оксида азота, водяного пара и других органических соединений (например, смолы). Зона горения является высоко экзотермической, и выделяемая теплота передается в зону пиролиза/перегонки.
Зона пиролиза является участком, находящимся за зоной горения, где температура изменяется от около 200 до около 600°С. Зона пиролиза находится там, где выделяется наибольшее количество монооксида углерода. Главной реакцией является пиролиз (т.е. термическое разложение) табака, который приводит к образованию монооксида углерода, диоксида углерода, оксида азота, древесного угля и других компонентов дыма (например, смолы) с использованием теплоты, выделяемой в зоне горения.
В зоне конденсации/фильтрации температура изменяется от температуры окружающей среды до около 150°С. Главным процессом в этой зоне является конденсация/фильтрация компонентов дыма. Некоторое количество монооксида углерода, диоксида углерода, оксида азота и азота диффундирует из сигареты и небольшое количество кислорода (например, воздух) диффундирует в сигарету.
Во время курения сигареты основная струя дыма течет к фильтру на конце сигареты. При движении монооксида углерода и оксида азота по сигарете кислород диффундирует внутрь, а монооксид углерода и оксид азота диффундируют из сигареты через обертку. После, как правило, 2-секундных затяжек сигареты СО и ΝΟ концентрируются по периферии сигареты, т. е. около сигаретной обертки, перед зоной горения. Из-за диффузии Ο2 в сигарету концентрация кислорода также высока в периферийном участке. Поток воздуха в табачный стержень является наибольшим около зоны горения в периферии сигареты и около соразмерен градиенту температуры, т. е. более высокий воздушный поток связан с большими температурными градиентами. В типичной сигарете самый высокий температурный градиент находится от зоны горения (>850°С-900°С) вдоль оси к фильтру на конце сигареты. В пределах нескольких миллиметров за зоной горения температура падает до близкой к окружающей. Дополнительная информация относительно паттернов воздушного потока, образования компонентов в сигаретах во время курения и образования дыма и переноса может быть найдена в Ккбатб В. Вакег, Месбапщш ок 8токе Рогтабои апб Иебуегу, К.еееп1 Абуапеез ίη Тобассо 8е1епее, νοΐ.6, рр.184-224, (1980) и К1сбатб К. Вакег, Уапабоп οί 1Пе Са5 Ротшабоп Кедюпз χνίΐΐιίη а Одатебе СошЬшбоп Соа1 бштд 1Пе 8токшд Сус1е, Вебгаде /иг Табак- 6 013588
ГогееНипд [п(сгпа(1опа1. νοΐ.11, по 1, ρρ.1-17, (1981), содержания обеих включены здесь посредством ссылки.
Неиспаряющиеся соединения, такие как смола, образующиеся при сгорании и/или пиролизе табака, могут покрывать некапсулированные частицы катализатора и уменьшать их каталитическую эффективность. Неиспаряющиеся соединения, образующиеся на поверхности инкапсулированных частиц катализатора, однако, могут быть удалены путем удаления испаряющегося инкапсулирующего слоя с частиц катализатора, открывая таким образом частицы катализатора для сигаретного дыма.
Инкапсулированные частицы катализатора могут быть обеспечены в виде сухого порошка, пасты или дисперсии в жидкости. Например, инкапсулированные частицы катализатора могут быть распылены на, разбрызганы на или смешаны с табачной мешкой или сигаретной бумагой. В дополнительном примере табачная мешка или материал сигаретной бумаги могут быть промыты или покрыты окунанием в жидкость, содержащую инкапсулированные частицы катализатора.
Методики сигаретного производства известны в области техники. Любая обычная или модифицированная методика изготовления сигареты может быть применена для включения инкапсулированных частиц катализатора. В производстве сигарет, как правило, композицию табачной мешки, возможно, смешивают с другими сигаретными добавками и подают в сигаретную машину для получения табачного стержня, который затем обертывают в сигаретную бумагу для получения обернутого табачного стержня, который нарезают на части, и, возможно, прикрепляют фильтры. Полученные сигареты могут быть изготовлены по желательным спецификациям с использованием стандартных или модифицированных методик изготовления сигарет и оборудования. Сигареты могут иметь длину около от 50 до около 120 мм. Окружность составляет около от 15 до около 30 мм и предпочтительно около 25 мм. Плотность упаковки табака, как правило, находится в диапазоне от около 100 до около 300 мг/см3 и предпочтительно от 150 до около 275 мг/см3.
Один вариант осуществления предоставляет способ создания инкапсулированных частиц катализатора и последующего осаждения частиц катализатора на и/или включение их в табачную мешку, который затем применяют для получения сигареты. Табачная мешка обычно находится в виде кусочков или отрезков шириной в пределах от около 1/4 до около 1/8 см (от около 1/10 до около 1/20 дюйма) или даже 1/16 см (1/40 дюйма). Длина отрезков варьирует в диапазоне от около 0,65 до около 7,6 см (около 0,25 до около 3,0 дюймов). Сигареты могут дополнительно включать один или более ароматизаторов или других добавок (например, горючих добавок, модификаторов горения, пигментов, связывающих агентов и т.д.).
Любая подходящая табачная смесь может быть использована в качестве табачной мешки. Примеры подходящих типов табачных материалов включают табак дымовой сушки, Барлей, Брайт, Мэрилэнд или Ориент, редкий или специальный табак и их смеси. Табачный материал может быть обеспечен в виде табачного листа, обработанных табачных материалов, таких как расширенный или «вспученный» табак, обработанных табачных стеблей, таких как резано-катаные или резано-вспученные стебли, восстановленных табачных материалов или их смесей. Табак также может включать табачные заменители.
Инкапсулированные частицы катализатора могут быть добавлены в сырьевую табачную мешку (например, неупакованный измельченный табак), подаваемую в сигаретную машину, или включены непосредственно в табачный стержень до обертывания сигаретной обертки вокруг этого стержня для получения обернутого табачного стержня. Предпочтительно инкапсулированные частицы катализатора обеспечены непрерывно вдоль табачного стержня, несмотря на это инкапсулированные частицы катализатора могут находиться в дискретных местах вдоль табачного стержня. Таким образом, инкапсулированные частицы катализатора могут быть гомогенно или негомогенно распределены вдоль табачного стержня. Например, табачный стержень может включать первую загрузку инкапсулированных частиц катализатора в одном месте вдоль табачного стержня, а вторую загрузку инкапсулированных частиц - во втором месте вдоль табачного стержня. Предпочтительный табачный стержень, включающий инкапсулированные частицы катализатора, содержит первую погрузку инкапсулированных частиц катализатора в фильтре на конце табачного стержня и вторую загрузку инкапсулированных частиц катализатора на дальнем конце табачного стержня, в котором первая загрузка больше второй загрузки.
Инкапсулированные частицы катализатора и табачная мешка могут быть обеспечены в любом желательном отношении, например от 1 до 90 мас.% инкапсулированных частиц катализатора и от 99 до 10 мас.% табачной мешки, более предпочтительно от около 1 до около 50 мас.% инкапсулированных частиц катализатора, наиболее предпочтительно от около 1 до около 20 мас.% инкапсулированных частиц катализатора.
В дополнение к или вместо включения инкапсулированного катализатора в табачный стержень инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в сигаретную бумагу перед или после того, как сигаретная бумага включена в сигарету, инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в целлюлозное бумажное полотно путем осаждения частиц непосредственно на целлюлозном полотне или на материале-наполнителе полотна, который включен в бумагу, инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в сигаретную бумагу и/или в сырье, применяемое для изготовления сигаретной бумаги (например, включены в бумажное сырье для сигаретной бумагоделательной машины).
- 7 013588
Инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в сигаретную бумагу посредством разбрызгивания или нанесения частицы на влажное полотно основы (например, целлюлозное), промежуточное полотно или готовое полотно. Согласно одному способу инкапсулированные частицы катализатора в виде сухого порошка физически примешивают к материалу сигаретной бумаги во время процесса бумажного производства. В другом способе суспензия (например, водная суспензия) инкапсулированных частиц катализатора может быть включена в напорный ящик бумагоделательной машины, и инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в сигаретную бумагу во время процесса бумажного производства.
Инкапсулированные частицы катализатора и сигаретная бумага могут быть обеспечены в любом желательном отношении, например от 1 до 90 мас.% катализатора и от 99 до 10 мас.% сигаретной бумаги. В предпочтительном варианте осуществления количество инкапсулированных частиц катализатора включает около от 1 до около 50 мас.%, более предпочтительно около от 1 до около 20 мас.% сигаретной бумаги.
Количество, расположение и распределение в сигарете инкапсулированных частиц катализатора могут быть выбраны как функция температуры и характеристик воздушного потока, демонстрируемых во время курения, чтобы приспособить, например увеличить или максимизировать скорость превращения СО в СО2 и/или N0 в Ν2. Количество инкапсулированных частиц катализатора, включенных в сигарету, может быть выбрано таким образом, чтобы количество монооксида углерода и количество оксида азота в основном потоке дыма было снижено во время курения сигареты.
Инкапсулированные частицы катализатора могут быть нанесены и/или напечатаны по меньшей мере на одной поверхности бумажной обертки (например, внутренней и/или внешней поверхности), чтобы создать текст или изображение на сигаретной обертке. Количество печати и/или количество катализатора может быть изменено для установления снижения количества СО и/или N0.
Испаряющийся инкапсулирующий слой может быть окрашен (например, пищевым красителем) для контроля за появлением инкапсулированных частиц катализатора. Например, цвет инкапсулированных частиц катализатора может быть обеспечен таким, чтобы соответствовать или контрастировать с цветом сигаретной бумаги (или табачной мешки).
Сигарета может включать смесь разных инкапсулированных частиц катализатора. Композиция инкапсулированных частиц катализатора (т. е. композиция и/или размер частиц катализатора и/или композиция и/или толщина покрытия) может быть выбрана для функционирования в заданном диапазоне температур, и каталитически эффективное количество частиц катализатора может быть включено в компонент сигареты (например, табачную мешку, сигаретный фильтр и/или сигаретную бумагу) для контроля над эффективностью превращения и/или селективностью катализатора. Например, первые инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в табачную мешку сигареты, а вторые инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в сигаретную бумагу. Сигаретная бумага, включающая в себя инкапсулированные частицы катализатора, может быть применена в качестве бумажной обертки, бумажного фильтра и/или бумажного наполнителя в сигарете.
Сигаретная обертка может быть любой оберткой, подходящей для обертывания табачной мешки, включая обертки, содержащие лен, гашиш, кенаф, злак эспарто, солому риса, целлюлозу и т.д. Необязательные материалы наполнителя, ароматизирующие добавки и горючие добавки могут быть включены в сигаретную обертку. Обертка может иметь более одного слоя в поперечном сечении, как в двухслойной обертке, раскрытой в патенте США 5143098 (заявитель), полное содержание которого включено в настоящее описание путем ссылки.
Инкапсулированные частицы катализатора могут быть включены в сигаретную обертку. Бумажная обертка, которая включает полотно из волокнистого целлюлозного материала, может дополнительно включать частицы материала-наполнителя для полотна, например частицы карбоната кальция (СаСО3). Практически материал-наполнитель для полотна служит средством для контроля над проницаемостью обертки. Проницаемость обертки, как правило, измеряется в единицах Согсба. которые определяют как объем воздуха, измеренного в кубических сантиметрах, проходящего через один квадратный сантиметр материала за одну минуту при перепаде давления 1,0 кПа.
Бумажная обертка может включать один или более слоев. Предпочтительная сигарета включает первую обертку, вторую обертку, образованную вокруг первой обертки, и инкапсулированные частицы катализатора, включенные в первую обертку.
Инкапсулированные частицы катализатора будут предпочтительно распределены по всему табачному стержню и/или частям сигаретной обертки. Путем обеспечения инкапсулированного катализатора по всему по меньшей мере одному компоненту сигареты можно снизить количество монооксида углерода, втягиваемого через сигарету, особенно части горения, пиролиза, конденсации и/или фильтра.
Еще один объект изобретения касается способа обработки табачного дыма, предусматривающий зажигание сигареты для образования табачного дыма и втягивание дыма через сигарету, в которой летучее инкапсулирующее вещество, по меньшей мере, частично улетучивается для открытия поверхности частиц катализатора. В предпочтительном варианте осуществления летучее инкапсулирующее вещество улетучивается на расстоянии около от 0,1 до 10 мм до линии обугливания.
- 8 013588
Несмотря на то что выше описаны различные варианты осуществления, возможны различные изменения и модификации, очевидные специалистам в данной области. Такие изменения и модификации следует рассматривать как входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Компонент сигареты, содержащий инкапсулированные частицы катализатора, способные снижать содержание по меньшей мере одного из монооксида углерода и оксида азота в основном потоке табачного дыма, причем указанные частицы катализатора, по меньшей мере, частично покрыты летучим инкапсулирующим веществом, а указанный компонент выбран из группы, состоящей из табачной мешки, сигаретной бумаги и сигаретного фильтра.
  2. 2. Компонент по п.1, в котором:
    (a) частицы катализатора полностью покрыты летучим инкапсулирующим веществом;
    (b) частицы катализатора включают по меньшей мере одно из элементного металла, сплава, оксида и оксигидроксида по меньшей мере одного элемента, выбранного из группы, состоящей из Мд, А1, δί, Τί, V, Сг, Мп, Ее, Со, N1, Си, Ζη, Ое, Υ, Ζτ, ИЬ, Мо, Ки, Ад, δη, Се, Рг, Ьа, Ηί, Та, ^, Ре, Об, 1г и Аи;
    (c) частицы катализатора включают по меньшей мере одно из оксида и оксигидроксида марганца, железа, меди или церия;
    (б) частицы катализатора включают наночастицы или (е) частицы катализатора имеют средний размер частиц менее чем около 100 нм или менее чем около 50 нм.
  3. 3. Компонент по п.1, в котором летучее инкапсулирующее вещество включает по меньшей мере одно из:
    (a) воск, выбранный из группы, состоящей из пчелиного воска, кокосового воска, канделильского воска, карнаубского воска, монтан-воска, урикури воска, парафинового воска, рисового воска и их смесей;
    (b) водорастворимый полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, поливинилпирролидона, полиэтиленоксидов, водорастворимых полиамидов, водорастворимых полиэстеров, водорастворимых целлюлоз, полимеров акриловой кислоты, крахмалов, декстринов, смол, желатинов, пектинов, альгинатов, аравийской камеди и их смесей;
    (c) нерастворимый в воде полимер, выбранный из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена, полиакрилатов, полиметакрилатов, полиметилметакрилатов, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, полисахаридов и их смесей;
    (б) первый слой, контактирующий с частицами катализатора, и второй слой, образованный поверх первого слоя; и (е) первый слой, включающий ароматизирующее соединение, и второй слой, образованный поверх первого слоя.
  4. 4. Компонент по п.1, в котором:
    (a) летучее инкапсулирующее вещество имеет температуру испарения от около 40 до около 350°С;
    (b) летучее инкапсулирующее вещество способно к испарению в атмосферу с относительной влажностью более чем около 5% или (c) летучее инкапсулирующее вещество имеет температуру испарения от около 40 до около 350°С и способно к испарению в атмосферу с относительной влажностью более чем около 5%.
  5. 5. Компонент по п.1, в котором летучее инкапсулирующее вещество включает ароматизирующее соединение.
  6. 6. Компонент по п.5, в котором ароматизирующее соединение включает ментол, производное ментола, предшественник ментола или их смесь.
  7. 7. Компонент по п.5, в котором ароматизирующее соединение включает искусственный аромат, естественный аромат, эфирное масло, альдегид, спирт, сложный эфир, кетон, фенол или их смесь.
  8. 8. Компонент по п.1, в котором частицы катализатора способны действовать в качестве окислителя для превращения монооксида углерода в диоксид углерода, восстановителя для превращения оксида азота в азот, в качестве катализатора для превращения по меньшей мере одного из монооксида углерода в диоксид углерода и оксида азота в азот.
  9. 9. Сигарета, включающая табачный стержень, сигаретную бумагу и, возможно, фильтр, в которой по меньшей мере одно из табачного стержня, сигаретной бумаги и фильтра включает инкапсулированные частицы катализатора, способные снижать содержание по меньшей мере одного из монооксида углерода и оксида азота в основном потоке табачного дыма, в которых частицы катализатора, по меньшей мере, частично покрыты летучим инкапсулирующим веществом.
  10. 10. Сигарета по п.9, в которой:
    (a) летучее инкапсулирующее вещество способно испаряться во время курения сигареты для открытия активной поверхности частиц катализатора;
    (b) летучее инкапсулирующее вещество приспособлено для термического или химического разло
    - 9 013588 жения во время курения сигареты для открытия поверхности частиц катализатора или (с) летучее инкапсулирующее вещество способно к испарению и термическому или химическому разложению во время курения сигареты для открытия поверхности частиц катализатора.
  11. 11. Сигарета по п.9, в которой частицы катализатора полностью покрыты летучим инкапсулирующим веществом.
  12. 12. Сигарета по п.9, в которой инкапсулированные частицы катализатора являются включенными в количестве, эффективном для превращения по меньшей мере 5% монооксида углерода в основном потоке табачного дыма в диоксид углерода или по меньшей мере 5% оксида азота в основном потоке табачного дыма в азот, или в количестве, эффективном для превращения по меньшей мере 5% монооксида углерода в основном потоке табачного дыма в диоксид углерода и по меньшей мере 5% оксида азота в основном потоке табачного дыма в азот.
  13. 13. Сигарета по п.9, в которой инкапсулированные частицы катализатора являются включенными в общем количестве примерно до 200 мг на одну сигарету.
  14. 14. Сигарета по п.9, в которой инкапсулированные частицы катализатора являются однородно или неоднородно распределенными вдоль табачного стержня.
  15. 15. Сигарета по п.9, в которой сигаретная бумага включает по меньшей мере одно из:
    (a) обертку, имеющую первый слой и второй слой, образованный вокруг первого слоя, причем инкапсулированные частицы катализатора включены в первый слой; и (b) обертку, в которой инкапсулированные частицы катализатора нанесены или напечатаны или нанесены и напечатаны по меньшей мере на одной поверхности обертки.
  16. 16. Сигарета по п.9, включающая смесь разных инкапсулированных частиц катализатора.
  17. 17. Способ получения сигареты, предусматривающий:
    (ΐ) включение инкапсулированных частиц катализатора по меньшей мере в, на, или в и на одно из следующего: табачной мешки, сигаретного фильтра и сигаретной обертки;
    (ΐΐ) подачу табачной мешки в сигаретную машину для получения табачного стержня;
    (ϊϊΐ) обертывание сигаретной обертки вокруг табачного стержня для получения обернутого сигаретного табачного стержня и (ΐν) возможно, присоединение сигаретного фильтра к табачному стержню с использованием мундштучной бумаги.
  18. 18. Способ по п.17, в котором включение включает разбрызгивание, распыление или погружение.
  19. 19. Способ по п.17, в котором инкапсулированные частицы катализатора включены в сигаретную бумагу посредством разбрызгивания или нанесения инкапсулированных частиц катализатора на влажное полотно основы, промежуточное полотно или готовое полотно.
  20. 20. Способ по п.17, в котором стадия включения включает объединение инкапсулированных частиц катализатора и по меньшей мере одного из табачной мешки и сигаретной обертки в отсутствие жидкости.
EA200870175A 2006-01-17 2007-01-17 Компонент сигарет, сигарета, способ ее получения EA013588B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US75903606P 2006-01-17 2006-01-17
PCT/IB2007/000576 WO2007083245A2 (en) 2006-01-17 2007-01-17 Cigarette components having encapsulated catalyst particles and methods of making and use thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200870175A1 EA200870175A1 (ru) 2009-12-30
EA013588B1 true EA013588B1 (ru) 2010-06-30

Family

ID=38255036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200870175A EA013588B1 (ru) 2006-01-17 2007-01-17 Компонент сигарет, сигарета, способ ее получения

Country Status (20)

Country Link
US (1) US20070246054A1 (ru)
EP (1) EP2077731B1 (ru)
JP (1) JP5562559B2 (ru)
KR (1) KR20080083349A (ru)
CN (1) CN101374429B (ru)
AT (1) ATE522153T1 (ru)
AU (1) AU2007206684B2 (ru)
BR (1) BRPI0706603A2 (ru)
DK (1) DK2077731T3 (ru)
EA (1) EA013588B1 (ru)
ES (1) ES2372702T3 (ru)
HK (1) HK1126937A1 (ru)
MY (1) MY143942A (ru)
NO (1) NO20083552L (ru)
NZ (1) NZ569666A (ru)
PL (1) PL2077731T3 (ru)
PT (1) PT2077731E (ru)
SI (1) SI2077731T1 (ru)
UA (1) UA93231C2 (ru)
WO (1) WO2007083245A2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622011C2 (ru) * 2015-11-05 2017-06-08 Александр Александрович Кролевец Способ получения нанокапсул оксидов металлов
RU2622982C1 (ru) * 2015-12-02 2017-06-21 Александр Александрович Кролевец Способ получения нанокапсул оксидов металлов в каррагинане
US11318449B2 (en) 2017-06-22 2022-05-03 Changchun Meihe Science And Technology Development Co., Ltd Acid-resistant alloy catalyst
RU2777555C2 (ru) * 2017-06-22 2022-08-08 Чанчунь Мэйхэ Сайэнс Энд Текнолоджи Девелопмент Ко., Лтд Катализатор на основе кислотостойкого сплава

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060289022A1 (en) * 2003-09-03 2006-12-28 Carl-Gustaf Backman Tobacco smoke filter
US8051859B2 (en) 2003-10-27 2011-11-08 Philip Morris Usa Inc. Formation and deposition of sputtered nanoscale particles in cigarette manufacture
US7677254B2 (en) * 2003-10-27 2010-03-16 Philip Morris Usa Inc. Reduction of carbon monoxide and nitric oxide in smoking articles using iron oxynitride
US8006703B2 (en) 2003-10-27 2011-08-30 Philip Morris Usa Inc. In situ synthesis of composite nanoscale particles
ZA200901679B (en) 2009-03-09 2015-08-26 Tobacco Res And Development Institute (Pty) Ltd Apparatus for introducing objects into filter rod material
CN101828769B (zh) * 2010-04-16 2011-08-31 云南正邦生物技术有限公司 卷烟香气补偿颗粒的制备方法
CN101822425B (zh) * 2010-04-16 2011-08-31 云南正邦生物技术有限公司 卷烟吸附型香气补偿材料的制备方法
ZA201008663B (en) 2010-12-01 2014-08-27 Tobacco Res And Dev Inst (Pty) Ltd Feed mechanism
CN103501641B (zh) * 2011-03-02 2018-02-13 日本烟草产业株式会社 用于吸烟物品的含香料片材的制造方法、通过该方法制造的用于吸烟物品的含香料片材及包含该片材的吸烟物品
GB201112539D0 (en) 2011-07-21 2011-08-31 British American Tobacco Co Porous carbon and methods of production thereof
CN103005704A (zh) * 2012-12-12 2013-04-03 广东中烟工业有限责任公司 一种基于苯酚释放量的卷烟设计中各卷烟设计参数的调整方法
TW201427719A (zh) * 2012-12-18 2014-07-16 Philip Morris Products Sa 氣溶膠產生系統用之經封裝的揮發性液體源
GB201312501D0 (en) * 2013-07-12 2013-08-28 British American Tobacco Co Material for inclusion in a smoking article
ES2674706T3 (es) * 2013-07-19 2018-07-03 Philip Morris Products S.A. Artículo para fumar que tiene una envoltura que contiene partículas
SG11201605137VA (en) * 2013-12-31 2016-07-28 Philip Morris Products Sa Smoking article with liquid release component
CN204120215U (zh) * 2014-06-17 2015-01-28 山东普华紫光环保设备有限公司 去除香烟尼古丁的过滤器
GB201416519D0 (en) * 2014-09-18 2014-11-05 British American Tobacco Co Composite
CN104432502B (zh) * 2014-12-15 2017-10-17 湖南中烟工业有限责任公司 一种具有降低卷烟主流烟气中苯酚含量功能的滤棒添加剂及其制备方法和应用
WO2016110688A1 (en) 2015-01-07 2016-07-14 British American Tobacco (Investments) Limited Material for inclusion in a smoking article
CA3026608A1 (en) 2016-08-17 2018-02-22 Philip Morris Products S.A. Aerosol-generating article having improved wrapper
EP3430920B1 (de) * 2017-07-21 2020-02-26 Reemtsma Cigarettenfabriken GmbH Filterelement für tabakartikel, wobei das filterelement eine kapsel mit einem flüssigen medium enthaltend mindestens ein tensid als kernmaterial aufweist
PL3430919T3 (pl) 2017-07-21 2020-09-21 Reemtsma Cigarettenfabriken Gmbh Element filtracyjny do wyrobów tytoniowych, przy czym element filtracyjny jako materiał rdzenia zawiera kapsułkę z płynnym medium
CN107927894B (zh) * 2017-12-18 2020-07-31 河南卷烟工业烟草薄片有限公司 一种烟气气溶胶粒径调节剂及其应用
CN108685164B (zh) * 2018-03-21 2021-01-29 云南中烟工业有限责任公司 降低烟气中co释放量的亚铁配合物添加剂及其制备方法与应用
GB201812505D0 (en) 2018-07-31 2018-09-12 Nicoventures Holdings Ltd Aerosol generation
GB201812497D0 (en) * 2018-07-31 2018-09-12 Nicoventures Holdings Ltd Aerosol generation
CN112273712A (zh) * 2019-07-10 2021-01-29 云南巴菰生物科技有限公司 一种烟用水溶性物质爆珠及其制备方法
CN112438429A (zh) * 2019-09-05 2021-03-05 湖南中烟工业有限责任公司 一种降温滤棒、制备方法及其应用
US11311044B2 (en) 2020-01-17 2022-04-26 Good Tree International, Inc. Hollow leaf tube with flavor capsule
CN112826128A (zh) * 2020-11-27 2021-05-25 湖北中烟工业有限责任公司 一种防侧流烟气涂层及其制备方法
US11700879B2 (en) 2021-02-26 2023-07-18 Good Tree International, Inc. Smoking accessory with filter and filter having a flavor capsule
US11744281B2 (en) 2021-03-24 2023-09-05 Good Tree International, Inc. Hollow conical member with flavor capsule
US11969008B2 (en) 2021-03-24 2024-04-30 Good Tree International, Inc. Filters and elongated members formed of palm paper and having a flavor capsule

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040040566A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-04 Ping Li Manganese oxide mixtures in nanoparticle form to lower the amount of carbon monoxide and/or nitric oxide in the mainstream smoke of a cigarette
US20040110633A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-10 Sarojini Deevi Nanocomposite copper-ceria catalysts for low temperature or near-ambient temperature catalysis and methods for making such catalysts
US20050121045A1 (en) * 2003-09-15 2005-06-09 Rothmans, Benson & Hedges, Inc. Treatment of mainstream smoke constituents by use of oxygen storage and donor metal oxide oxidation catalyst

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3407822A (en) * 1966-02-07 1968-10-29 Eastman Kodak Co Tobacco smoke filters containing polyethylene encapsulated cellulose particles
US4579689A (en) * 1985-02-11 1986-04-01 Monsanto Company Oxidation with coated catalyst
US4729391A (en) * 1985-11-14 1988-03-08 R. J. Reynolds Tobacco Company Microporous materials in cigarette filter construction
US5591368A (en) * 1991-03-11 1997-01-07 Philip Morris Incorporated Heater for use in an electrical smoking system
US5322075A (en) * 1992-09-10 1994-06-21 Philip Morris Incorporated Heater for an electric flavor-generating article
US5349957A (en) * 1992-12-02 1994-09-27 Sterling Winthrop Inc. Preparation and magnetic properties of very small magnetite-dextran particles
US5411730A (en) * 1993-07-20 1995-05-02 Research Corporation Technologies, Inc. Magnetic microparticles
US6342191B1 (en) * 1994-12-07 2002-01-29 Apyron Technologies, Inc. Anchored catalyst system and method of making and using thereof
US5934289A (en) * 1996-10-22 1999-08-10 Philip Morris Incorporated Electronic smoking system
GB9623878D0 (en) * 1996-11-15 1997-01-08 Marlit Ltd Bonding materials
FR2767072B1 (fr) * 1997-08-11 1999-09-10 Eurecat Europ Retrait Catalys Protection de catalyseurs par depot de couche protectrice
US6053176A (en) * 1999-02-23 2000-04-25 Philip Morris Incorporated Heater and method for efficiently generating an aerosol from an indexing substrate
AU7136000A (en) * 1999-07-19 2001-02-05 Avantgarb, Llc Nanoparticle-based permanent treatments for textiles
AU8847101A (en) * 2000-08-31 2002-03-13 Rtp Pharma Inc Milled particles
EP1318728A2 (en) * 2000-09-18 2003-06-18 Rothmans, Benson & Hedges Inc. Low sidestream smoke cigarette with non-combustible treatment material
IL142254A0 (en) * 2001-03-26 2002-03-10 Univ Ben Gurion Method for the preparation of stable suspensions of single carbon nanotubes
WO2003041521A2 (en) * 2001-11-09 2003-05-22 Vector Tobacco Inc. Method and composition for mentholation of charcoal filtered cigarettes
US20030190336A1 (en) * 2002-03-18 2003-10-09 Adams Christine Helga Personal care compositions comprising solid particles enterapped in a gel network
EP1494551A4 (en) * 2002-04-12 2011-01-19 Philip Morris Prod PARTIALLY REDUCED NANOPARTICLE ADDITIVES
US7640936B2 (en) * 2003-10-27 2010-01-05 Philip Morris Usa Inc. Preparation of mixed metal oxide catalysts from nanoscale particles
US6958405B2 (en) * 2004-03-09 2005-10-25 Arco Chemical Technology, L.P. Polymer-encapsulated titanium zeolites for oxidation reactions
US7566747B2 (en) * 2004-05-07 2009-07-28 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Wax particles for protection of activators, and multifunctional autonomically healing composite materials
US20060078741A1 (en) * 2004-10-12 2006-04-13 Ramalingam Balasubramaniam Jr Laminating adhesives containing microencapsulated catalysts

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040040566A1 (en) * 2002-08-30 2004-03-04 Ping Li Manganese oxide mixtures in nanoparticle form to lower the amount of carbon monoxide and/or nitric oxide in the mainstream smoke of a cigarette
US20040110633A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-10 Sarojini Deevi Nanocomposite copper-ceria catalysts for low temperature or near-ambient temperature catalysis and methods for making such catalysts
US20050121045A1 (en) * 2003-09-15 2005-06-09 Rothmans, Benson & Hedges, Inc. Treatment of mainstream smoke constituents by use of oxygen storage and donor metal oxide oxidation catalyst

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622011C2 (ru) * 2015-11-05 2017-06-08 Александр Александрович Кролевец Способ получения нанокапсул оксидов металлов
RU2622982C1 (ru) * 2015-12-02 2017-06-21 Александр Александрович Кролевец Способ получения нанокапсул оксидов металлов в каррагинане
US11318449B2 (en) 2017-06-22 2022-05-03 Changchun Meihe Science And Technology Development Co., Ltd Acid-resistant alloy catalyst
RU2777555C2 (ru) * 2017-06-22 2022-08-08 Чанчунь Мэйхэ Сайэнс Энд Текнолоджи Девелопмент Ко., Лтд Катализатор на основе кислотостойкого сплава

Also Published As

Publication number Publication date
JP5562559B2 (ja) 2014-07-30
CN101374429B (zh) 2011-10-12
MY143942A (en) 2011-07-29
SI2077731T1 (sl) 2011-10-28
NZ569666A (en) 2011-02-25
WO2007083245A2 (en) 2007-07-26
EP2077731B1 (en) 2011-08-31
PT2077731E (pt) 2011-09-19
ATE522153T1 (de) 2011-09-15
AU2007206684B2 (en) 2012-03-22
WO2007083245A3 (en) 2007-10-18
UA93231C2 (ru) 2011-01-25
EP2077731A2 (en) 2009-07-15
AU2007206684A1 (en) 2007-07-26
ES2372702T3 (es) 2012-01-25
PL2077731T3 (pl) 2012-01-31
BRPI0706603A2 (pt) 2011-03-29
CN101374429A (zh) 2009-02-25
NO20083552L (no) 2008-10-15
HK1126937A1 (en) 2009-09-18
KR20080083349A (ko) 2008-09-17
DK2077731T3 (da) 2011-10-31
JP2009523439A (ja) 2009-06-25
US20070246054A1 (en) 2007-10-25
EA200870175A1 (ru) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007206684B2 (en) Cigarette components having encapsulated catalyst particles and methods of making and use thereof
US9801410B2 (en) Supported catalyst particles for oxidizing carbon monoxide
JP7106454B2 (ja) エアロゲルを含む喫煙物品
US20050000531A1 (en) Method and composition for mentholation of charcoal filtered cigarettes
US8020567B2 (en) Palladium-containing nanoscale catalysts
DE60215385T2 (de) Verfahren und zusammensetzung zur mentholanreicherung von zigaretten
US6857431B2 (en) Nanocomposite copper-ceria catalysts for low temperature or near-ambient temperature catalysis and methods for making such catalysts
US9119421B2 (en) Cigarette wrapper with printed catalyst
WO2007036814A2 (en) Flavoured cigarette
JP2005504531A (ja) 紙巻きたばこの主流煙中の一酸化炭素を減少するための酸化剤／触媒ナノ粒子
US8701681B2 (en) Use of oxyhydroxide compounds in cigarette paper for reducing carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette
MX2008008857A (en) Cigarette components having encapsulated catalyst particles and methods of making and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU