Сигаретное изделие и листовой материал для него

Сигаретное изделие и листовой материал для него

Реферат

 

Материал для обработки побочного дыма сигареты. Материал, выполненный из листа негорючих активных компонентов, обеспечивает пористую структуру, способную обрабатывать побочный дым. Материал имеет пористость, поддерживающую обычную скорость свободного горения традиционной сигареты. Материал может содержать сорбент, способный сорбировать компоненты побочного дыма, и компонент для хранения кислорода, который выделяет кислород при температурах скорости свободного горения для сохранения обычной скорости свободного горения и улучшения окислительной обработки адсорбированных неводных компонентов. Предпочтительно катализатор окисления включается в сам материал, и, наиболее желательно, компонент для хранения кислорода может также действовать в качестве катализатора окисления. Особенно предпочтительными материалами, которые выполняют такую двойную функцию, являются оксиды церия. Материал для обработки, используемый в сочетании с сигаретой, обеспечивает сигаретное изделие, выделяющее уменьшенное количество побочного дыма. 2 с. и 47 з.п.ф-лы, 6 табл., 7 ил.

Изобретение касается сигаретного изделия, содержащего листовой материал для обработки побочного дыма из листа негорючих активных компонентов, образующих пористую структуру для обработки потока побочного дыма. Материал для такой обработки, используемый в сочетании с сигаретой, имеющей традиционную сигаретную бумагу, обеспечивает сигарету с низким выделением побочного дыма. Материал имеет пористость, которая обеспечивает обычную скорость свободного горения сигареты. Материал может содержать сорбент, способный сорбировать компоненты побочного дыма, и компонент для хранения кислорода, который выделяет кислород при температурах скорости свободного горения для поддержания обычной скорости свободного горения и для увеличения обработки окислением уловленных неводных компонентов. Предпочтительно катализатор окисления включен в этот материал, и наиболее предпочтительно компонент для хранения кислорода может также иметь двойную функцию катализатора окисления. Особенно предпочтительными являются оксиды церия, которые выполняют обе эти функции.

При курении табачных изделий выделяются три типа дыма, а именно дым основного потока (или "дым затяжки"), выдыхаемый дым и побочный дым, особенно при курении сигарет. Фильтрующие материалы предназначены для удаления побочного дыма струи и выдыхаемого дыма в ограниченных пространствах, где могут курить люди. В общем, понятно, что побочный дым составляет большую часть дыма, выделяемого в процессе курения. Поэтому значительный интерес уделяется уменьшению побочного дыма, и это может быть достигнуто одной или более из следующих технологий: I) изменением состава табака и характеристик плотности загрузки табачной порции в сигарете или сигаре; II) изменением обертки из сигаретной бумаги сигареты или сигары; III) изменением диаметра сигареты, а также состава табака и/или обеспечением средства на сигарете или сигаре, содержащего и/или регулирующего выделение побочного дыма.

Предлагались различные выполнения табачных стержней и сигаретной бумаги, которые так или иначе оказывали воздействие на скорость свободного горения сигареты или сигары с целью уменьшения побочного дыма и/или гашения зажженной сигареты или сигары, когда ею не затягиваются в течение продолжительного периода времени. Такие предложения включают выбор сортов табака, уменьшение диаметра сигарет, их плотности и использование нескольких слоев сигаретного табака в табачной порции (загрузке). Такие выполнения могут в значительной степени замедлять свободное горение сигареты и таким образом увеличивать количество затяжек, получаемых на сигарету. Либо в сочетании с выбором табака и/или конструкции или независимо от состава табака, различные композиции сигаретной бумаги также могут влиять на скорость свободного горения сигареты. Такие композиции бумаги включают химические вещества, замедляющие скорость свободного горения, химические вещества для уменьшения побочного дыма, множественные покрытия различных типов сигаретной бумаги с одинаковыми или различными характеристиками и уменьшение воздухопроницаемости. См. , например, патенты Канады 1239783 и 1259008, патенты США 4108151, 4225636, 4231377, 4420002, 4433697, 4450847, 4461311, 4561454, 4624268, 4805644, 4878507, 4915118, 5220930, 5271419, 5540242 и патент Великобритании 2094130. Также предлагались сигареты меньшего размера, например такие, которые описаны в патенте США 4637410.

Предлагались различные средства, включающие сигарету, в основном для предотвращения случайных возгораний. Они могут включать или не включать различные типы фильтров для фильтрования и таким образом уменьшения количества побочного дыма. Примеры таких устройств показаны в патентах США 1211071, 3827444, 3886954 и 4685477.

Кроме того, были созданы различные виды держателей сигарет, которые служат, в основном, для уменьшения загрязнения пальцев курильщика. Такие средства могут быть присоединены к концу сигареты и/или установлены на сигарете, как показано в патенте США 1862679. Другие типы сигарет, которые заключены в обертки, снабженные отверстиями для обеспечения безопасности и/или регулирования побочного дыма, описаны в патенте Канады 835684 и патентах США 3220418 и 5271419.

Устройства, устанавливаемые на сигарете и которые могут скользить вдоль сигареты для управления скоростью горения и, следовательно, скоростью свободного горения, описаны в патенте Великобритании 928089, патенте США 4638819 и в WO 96/22031. В патенте Великобритании 928089 описано средство управления горением сигареты путем ограничения потока воздуха в тлеющий материал горящей сигареты. Посредством замедления горения сигареты предлагается уменьшить обычное содержание табака в сигарете наполовину и обеспечивать, в результате, более короткую сигарету. Средство ограничения потока воздуха может быть снабжено рядом отверстий различного размера или гофрированными участками в этом средстве, обеспечивающими продольные проходы вдоль части сигареты. В патенте США 4638819 описано кольцо, которое надевается на сигарету и скользит вдоль нее в процессе курения для управления скоростью свободного горения сигареты и уменьшения побочного дыма. Кольцо выполнено из прочного материала, предпочтительно металла, что вызывает значительное загрязнение, а из-за различия диаметров сигарет оно не может надежно обеспечить желаемую степень уменьшения побочного дыма и длительность гашения.

Другая система с кольцом описана в публикации WO 96/22031. Средство (управления горением) снабжено внутренним кольцом, которое окружает и находится в контакте с периметром обычной сигареты, причем внутреннее кольцо выполнено из пористого материала. Наружное кольцо охватывает внутреннее кольцо для направления потока воздуха вдоль длины пористого внутреннего кольца. Извилистые проходы в пористом материале внутреннего кольца сдерживают скорость поступления воздуха к горящим сигаретным уголькам и, таким образом, управляют (в смысле снижают) скоростью свободного горения сигареты. Это средство может продолжаться до половины длины сигареты, причем воздух должен будет протекать вдоль внутреннего пористого кольца к горящему угольку.

Другие системы, предназначенные для управления потоком побочного дыма, описаны в публикации WO 95/34226, патентах США 4685477, 5592955, 5105838 и в заявке ЕР 0304766. Эти ссылки описывают различные трубчатые конструкции, в которые помещается табачный элемент, для уменьшения выделения побочного дыма.

В структурах сигарет использовались различные типы керамических компонентов, включая изоляционные трубки для сигарет, а также изоляционные трубки для курительных аэрозольных устройств. В патенте США 4915117 описан тонкий лист керамического материала, который заменяет сигаретную бумагу для уменьшения органических веществ, выделяющихся во время горения обычной сигаретной бумаги. Изолированные керамические гильзы описаны в патентах США 5105838 и 5159940. Патент США 5105838 описывает сигаретное устройство, имеющее тонкий табачный стержень окружностью приблизительно 12,5 мм. Изолирующая керамическая гильза имеет низкую удельную теплопроводность и выполнена пористой. Для того чтобы достигнуть уменьшения выделений побочного дыма из горящего табачного стержня, скорость свободного горения снижают путем использования покрытия с низкой пористостью над пористым керамическим элементом, причем покрытие имеет проницаемость приблизительно менее 15 единиц Кореста.

Патент США 5592955 описывает пористую и негорючую оболочку многоразового пользования для вмещения и удерживания стержня курительного материала перед курением, во время и после курения. Уменьшение побочного дыма, выделяемого из этого устройства, обеспечивается наружной оберткой оболочки, которая имеет проницаемость менее 40 единиц Кореста, причем оболочка имеет радиальную толщину приблизительно от 0,25 до 0,75 мм. Обертка регулирует общую пористость устройства и, таким образом, управляет скоростью свободного горения сигареты и уменьшает побочный дым, выделяемый в интервалах между затяжками. Устройство включает воздухопроницаемый колпачок на открытом конце трубки. Негорючая оболочка может включать полоски металла, действующие как теплоотводы для уменьшения скорости свободного горения табачного стержня.

Каталитические материалы использовались в курительных средствах, как, например, в табачных и особенно в сигаретных фильтрах дыма, для конверсии компонентов основного потока дыма обычно окислением, как изложено в патенте США 3693632, патенте Великобритании 1435504 и заявках ЕР 107471 и ЕР 658320. Катализаторы также включались в сигаретную бумагу для обертывания табака, как описано в Канадском патенте 604895 и патентах США 4182348 и 5386838. Адсорбирующие материалы, такие как цеолиты, включались в табак, а также в сигаретный фильтр. Цеолиты, предназначенные для такого использования, описаны в заявке ЕР 740907, где цеолиты имеют размеры пор в пределах от 5 до 7 ангстрем.

Несмотря на то что эти различные средства в разной степени достигали успеха в регулировании выделения побочного дыма из горящей сигареты, различные примеры выполнения этого изобретения обеспечивают материал, обладающий высокой пористостью для обработки побочного дыма, способный превосходно обрабатывать побочный дым при одновременном продолжении горения сигареты с обычной скоростью свободного горения.

Чтобы упростить описание изобретения, выражения "табачный стержень" или "табачная загрузка" будут использоваться в отношении сигарет, сигар, сигарок, табачного стержня в обертке, табачного жгута, табака в оболочке и т.д. Также понятно, что термин "сигарета" взаимозаменяем "сигарой", сигаркой" и другими курительными изделиями, имеющими форму стержня.

Краткое описание изобретения Соответственно, изобретение обеспечивает в своем аспекте использование подходящего материала для обработки побочного дыма сигареты для удаления видимых частиц дыма, аэрозолей и газов конверсии с неприятным запахом.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается курительное изделие типа сигареты, выделяющее уменьшенное количество побочного дыма, содержащее: I) сигарету с обычной сигаретной бумагой, окружающей табачный стержень сигареты; II) негорючий материал для обработки побочного дыма, окружающий и находящийся, по существу, в контакте с обычной сигаретной бумагой участка табачного стержня сигареты; при этом материал имеет пористость, поддерживающую обычную скорость свободного горения сигареты внутри этого материала; III) материал содержит компонент хранения кислорода, который выделяет кислород при температурах скорости свободного горения вблизи горящего уголька сигареты, в результате чего такой выделившийся кислород: а) компенсирует снижение материалом скорости проникновения кислорода в горящий уголек для обеспечения обычной скорости свободного горения, б) способствует окислительной обработке компонентов побочного дыма.

Согласно другому аспекту изобретения изделие типа сигареты содержит: I) сигарету с сигаретной бумагой, окружающей табачный стержень сигареты; II) негорючий материал, окружающий и находящийся, по существу, в контакте с наружной периферией сигаретной бумаги, при этом материал имеет пористость, которая поддерживает скорость свободного горения, характерную для сигареты; III) материал содержит, по существу, гидрофобный сорбент, способный сорбировать неводные компоненты побочного дыма, выделяющиеся из горящего уголька сигареты, а также содержит компонент хранения кислорода, который выделяет кислород при температурах вблизи горящего уголька сигареты, в результате чего такой выделившийся кислород: а) компенсирует снижение материалом скорости проникновения кислорода к горящему угольку для обеспечения скорости его свободного горения, и б) способствует окислительной обработке компонентов побочного дыма.

Согласно другому аспекту изобретения курительное изделие содержит сигарету и обрабатывающий материал, окружающий и, по существу, находящийся в контакте с сигаретной бумагой сигареты, причем обрабатывающий материал имеет пористость, которая поддерживает обычную скорость свободного горения сигареты, и содержит катализатор окисления, который способствует окислительной обработке побочного дыма, выделяемого из горящего уголька сигареты, причем сигаретная бумага разъединяет реакцию обработки побочного дыма от получения основного потока дыма во время затяжки.

Согласно следующему аспекту изобретения способ обработки побочного дыма, выделяемого горящей сигаретой, содержащей материал для обработки побочного дыма, окружающий и, по существу, находящийся в контакте с сигаретной бумагой сигареты, причем материал имеет пористость, которая поддерживает обычную скорость горения сигареты и содержит сорбент и компонент хранения кислорода, который выделяет кислород при температурах скорости свободного горения вблизи горящего уголька сигареты, предусматривает: I) сорбирование неводных компонентов побочного дыма, выделяемого горящей сигаретой, в указанном материале; II) обработку указанных сорбированных компонентов и выделение обработанных летучих веществ, которые проникают в материал и не видны в атмосфере.

Согласно еще одному аспекту изобретения листовой материал, применяемый в сигарете для уменьшения побочного дыма, содержит композицию по существу гидрофобного сорбента, армирование листа и компонент хранения кислорода, который выделяет кислород при температурах скорости свободного горения вблизи горящего уголька сигареты, причем листовой материал имеет следующие характеристики: I) пористость по меньшей мере около 200 единиц Кореста; II) размер пор от около 50 ангстрем до около 2 микрон; III) площадь поверхности БЭТ (по методу Бранауэра-Эммета-Теллера) для композиции, превышающую приблизительно 20 м²/г; IV) плотность от около 0,3 до около 0,8 г/см³; V) толщину листа от около 0,04 мм до около 1 мм.

Краткое описание чертежей Предпочтительные варианты выполнения изобретения показаны на чертежах, на которых: Фиг.1 - вид в перспективе изделия типа сигареты согласно одному выполнению изобретения, показывающий применение обрабатывающего материала; Фиг.2 - частичное сечение изделия по Фиг.1; Фиг.3 - увеличенный вид участка А Фиг.2; Фиг.4 - увеличенный вид участка В Фиг.3; Фиг.5 - схематичный вид прибора для измерения температуры сигареты; Фиг. 6 - временной график температур табака, измеренных при горении сигареты; Фиг. 7 - график температуры по расстоянию для накладывающихся друг на друга температур табака, измеренных по оси и по периферии.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения.

Материал для обработки побочного дыма, применяемый при обработке табачного дыма в соответствии с изобретением, обеспечивает очень значительное неожиданное преимущество, особенно когда его применяют для обработки побочного дыма сигареты. Материал для обработки может иметь форму трубки, размещаемой на сигарете, и, по существу, в контакте с сигаретой, или сигарета может быть обернута в этот материал, находящийся, по существу, в контакте с сигаретой. Такое расположение позволяет использовать обыкновенную сигарету, и при курении сигарета горит с обычной скоростью свободного горения. Ссылка на нормальную или обычную сигарету подразумевает имеющиеся в продаже сигареты, содержащие табачные стержни обычных плотностей набивки и обычные сорта табака, наполнители и т.д. Табачный стержень заключен в обычную сигаретную бумагу, имеющую обычную пористость в пределах от 5 до 50 единиц Кореста, иногда до 70 единиц Кореста. Обыкновенный сигаретный фильтр либо прикреплен к сигарете, либо может обеспечиваться вместе с материалом для обработки в форме трубки, охватывающей табачный стержень с обычной сигаретной бумагой. Обыкновенные сигареты имеют обычную скорость свободного горения от около 3 до около 5 мм/мин при обычных плотностях набивки в пределах приблизительно от 0,20 до 0,26 г/см³. Обыкновенные сигареты, по меньшей мере в Северной Америке, имеют окружность от около 20 до около 30 мм, обычно приблизительно от 23 до 27 мм, и длину табачного стержня по меньшей мере приблизительно около 40 мм, предпочтительно около 55 мм, около 64 и около 74 мм, который имеет приемлемое сопротивление затяжке. Сигаретный фильтр обычно имеет длину от около 15 до около 35 мм.

Понятно, что нестандартная сигарета отличается от традиционной сигареты. Такие нестандартные сигареты могут содержать модифицированные табаки или модифицированную сигаретную бумагу, которая может, например, влиять на скорость свободного горения, как описано в упомянутых выше патентах.

Сигареты могут быть изготовлены вручную и быть пригодными для курения или могут иметь табачный стержень, не готовый для курения. Согласно одному аспекту изобретения не готовые для курения стержни становятся пригодными для курения, когда на стержень уложена сигаретная бумага с образованием пригодной для курения сигареты, или бумага находится на внутренней поверхности материала для обработки в виде трубки и в нее вставляется табачный стержень.

Материал для обработки, ввиду его близости к горящему угольку, способен обеспечивать регулирование побочного дыма в виде очень компактной конструкции. Ранее сигаретные устройства, обеспечивающие обычную скорость свободного горения, были чрезвычайно массивными из-за большой полости, образованной в трубке, которая находилась на расстоянии от сигареты и ничем не напоминала сигареты нормального или обычного размера. Попытки регулировать побочный дым более компактными устройствами обычных размеров приводили к использованию более тонких сигарет, чтобы обеспечить пространство между трубкой и сигаретой. Использование такого средства могло вызвать необходимость смены сортов табака курильщиком, а также изменение вкуса и запаха сигареты.

Материал для обработки по изобретению имеет преимущество, особенно в отношении сигарет, поскольку позволяет курильщику использовать сигарету по своему выбору в трубчатой конструкции или покупать свои любимые сигареты, обернутые в материал по изобретению. Несмотря на то что материал для обработки может использоваться с другими видами курительных изделий, например в трубках, а также в фильтрующих средствах для фильтрации табачного дыма от воздуха, наиболее важное применение он находит в сигаретах и других курительных изделиях, имеющих форму стержня. Материал для обработки может наматываться на сигареты стандартными станками для изготовления сигарет, или же материал для обработки может быть выполнен в форме трубки, в которую вставляется сигарета так, чтобы внутренняя поверхность материала входила в контакт с сигаретой. Трубчатый элемент позволяет курить обыкновенные сигареты обычным образом, обеспечивая при этом привычный вкус и аромат и минимальный посторонний запах (если таковой выделяется). Реализация этих признаков имеет особое значение с учетом того, что сигарета может гореть с обычной скоростью свободного горения. Материал для обработки является негорючим, легко удаляется и не представляет опасности с точки зрения экологии для окружающей среды, так как он может быть изготовлен из инертных материалов, таких как керамические материалы, глины и другие подходящие связующие, и материалов для армирования листа. Материалы для армирования могут быть в виде лент, пластинок или нитеобразных материалов. Материал для обработки функционирует так, что он обеспечивает обычную скорость свободного горения, и поэтому нет необходимости уменьшать пористость в трубке до определенного минимального уровня, а также нет необходимости в наружном покрытии поверх материала для обработки для регулирования пористости сигаретного устройства. Материал для обработки может быть выполнен так, что он будет иметь относительно низкую наружную температуру и тем самым обеспечивать более высокую безопасность. Собранное сигаретное изделие имеет малый вес и легко зажигается на его открытом конце. Хотя это не предпочтительно, трубка может использоваться повторно путем введения новой сигареты в трубку вместо уже выкуренной сигареты.

Эффективность материала для обработки побочного дыма увеличивается, когда этот материал располагается очень близко или в контакте с сигаретой. Материал для обработки, вследствие его конструкции, наиболее предпочтительно располагать вблизи горящего уголька сигареты, чтобы перехватить, уловить путем адсорбции или абсорбции, или той и другой, и обработать различные компоненты побочного дыма, выходящего из горящего уголька и наружу из сигаретной бумаги. Понятно, что поглощаются только компоненты, которые имеют достаточное сродство для этого материала. Другие материалы, например очень летучие газы, могут проходить через материал, не подвергаясь сорбции. Однако такие газы могут окисляться в реакционной зоне материала, и в присутствии катализатора такие окислительные реакции ускоряются. Материал для обработки, либо нанесенный на поверхность сигареты, либо содержащий расположенную в нем сигарету, позволяет сигарете гореть обычным образом, без сгорания материала для обработки. Однако понятно, что материал для обработки может быть выполнен так, чтобы прочность его структуры ослаблялась в процессе курения, чтобы курильщик мог смять сигарету до завершения курения.

Помимо этого, в случаях модификаций трубчатый элемент может быть использован в сигаретах-самокрутках, которые обычно продаются в непригодной для курении форме, но становятся пригодными для курения, когда их вставляют в трубку. Например, материал для обработки в форме листа может содержать сигаретную бумагу, нанесенную на его внутреннюю поверхность, может формироваться в трубку и, после того как в нее будет вставлен табачный стержень, не готовый для курения, такой, например, как в Канадском патенте 1235039, образуется пригодное для курения сигаретное изделие. В качестве альтернативы обернутые пористым фильтром сигареты могут быть покрыты не имеющим пор материалом, что делает сигаретное устройство пригодным для курения. Материал для обработки может также использоваться на нестандартных сигаретах, которые, например, могут иметь модифицированную сигаретную бумагу, снижающую скорость свободного горения сигареты. Несмотря на то что сигареты со сниженными скоростями свободного горения не являются предпочтительными, при некоторых обстоятельствах может возникнуть необходимость в таких сигаретных конструкциях, даже если вкус и запах дыма изменяется.

Согласно одному из вариантов изобретения первый активный компонент в материале для обработки может быть, по существу, гидрофобным сорбирующим материалом, способным избирательно сорбировать неводные компоненты побочного дыма, выделяемого из горящего уголька сигареты. Вторым активным материалом является компонент хранения кислорода, который выделяет кислород при температурах скорости свободного горения вблизи горящего уголька. Такой выделяющийся кислород выполняет по меньшей мере такие функции: I) компенсирует снижение материалом обработки скорости проникновения кислорода к горящему угольку, чтобы тем самым обеспечить обычную скорость свободного горения, II) способствует окислительной обработке компонентов побочного дыма.

Сорбирующий материал может быть выполнен из различных негорючих компонентов, как будет описано более подробно, причем негорючие компоненты имеют значительную пористость, большие размеры микропор, очень большие площади поверхности БЭТ, плотности в пределах от около 0,30 до около 0,80 г/см³, и при изготовлении их в виде листов с целями изобретения будут относительно тонкими, с толщиной в пределах от около 0,04 мм до около 1 мм. Активные сорбционные компоненты могут иметь индивидуальные БЭТ в пределах от около 10 до около 1800 м²/г с распределением размера пор от около 5 ангстрем до около 200 ангстрем. Материал обычно имеет объем пор от около 0,05 до около 1,0 см³/г. Материал имеет промежуточные пространства размером от около 200 ангстрем до около 2 микрон.

Компонент для хранения кислорода обеспечивают на месте, в самом материале и/или наносят на поверхность материала, находящуюся внутри при нанесении на сигарету. Компонентом для хранения кислорода предпочтительно является оксид металла, имеющий несколько состояний окисления и предпочтительно выбираемый из группы оксидов переходных металлов, оксидов редкоземельных металлов, оксидов металлов группы лантанидов и твердых смесей двух или более оксидов металлов. Оксиды переходных металлов могут быть выбраны из группы, состоящей из IVB, VB, VIB, VIIB, VIII и IB Периодической Таблицы Элементов. Предпочтительными компонентами для хранения кислорода являются оксиды металлов группы лантанидов, и наиболее предпочтительными являются оксиды церия. Компонент для хранения кислорода способен выделять кислород при повышенных температурах, обычно выше 300^oС. Выделяемый кислород функционирует надлежащим образом в среде, несколько обедненной кислородом, вокруг горящего уголька. Несмотря на то что очень пористый материал для обработки позволяет воздуху проникать к горящему угольку в количестве, которое помогает, например, обыкновенной сигарете гореть с обычной скоростью свободного горения, материал для обработки ограничивает до некоторой степени скорость проникновения воздуха или кислорода через материал. Таким образом, скорость свободного горения может быть близкой к скорости свободного горения, но может не совсем соответствовать скорости свободного горения. Таким образом, кислород, выделяемый компонентом для хранения кислорода, обеспечивает достаточное дополнительное количество кислорода для обеспечения скорости обычного свободного горения сигареты. В то же время происходит сопутствующая реакция окисления сорбируемых компонентов побочного дыма. Очень пористый материал для обработки подает воздух на окислительные реакции для окисления компонентов побочного дыма, сорбированных в указанном материале. Таким образом, эта реакция также нуждается в кислороде, выделяемом компонентом для хранения кислорода. Однако сочетание материала, имеющего высокопористую структуру, и компонента для хранения кислорода, выделяющего кислород, обеспечивает достаточно кислорода для получения обычной скорости свободного горения сигареты и для того, чтобы окисление поглощенных компонентов побочного дыма происходило с надлежащей скоростью, чтобы видимые компоненты не выделялись из материала. Любые компоненты, которые могут быть видны при выходе из материала в атмосферу, либо превращаются в невидимые компоненты, либо сорбируются в материале.

Каталитический материал может быть легко включен в материал для обработки в сочетании с компонентом для хранения кислорода. Тем не менее понятно, что каталитический материал может быть включен в подходящий пористый носитель без сорбционного материала или компонента для хранения кислорода. Катализатор может быть обеспечен в самом материале и/или может быть нанесен на внутреннюю сторону материала для обработки. Каталитическим материалом предпочтительно является катализатор окисления такого типа, который может использоваться вместе с компонентом для хранения кислорода. Когда катализатор обеспечен в самом материале, то он находится на его внутренних пустотах, для преобразования компонентов побочного дыма, особенно отходящих газов с неприятным запахом, в газы с допустимым запахом, которые, в свою очередь, в зависимости от соответствующих свойств и сродства, могут выделяться или не выделяться из материала. Катализатор и компонент для хранения кислорода могут комбинироваться и примешиваться и обеспечиваться в самой трубке, и/или наноситься на поверхность материала, прилегающего к сигарете при использовании.

Как объясняется в одновременно рассматриваемой международной заявке РСТ/СА 97/00762, поданной 15 октября 1997 года, содержание которой включено сюда путем ссылки, могут использоваться разнообразные катализаторы для ускорения разных реакций в потоке побочного дыма сигареты, так как по меньшей мере некоторая часть дыма проходит через материал, например для уменьшения посторонних запахов, улучшения сгорания монооксида углерода и других мелких молекул, таких как, например, альдегиды, кетоны, органические кислоты и тому подобное. Предпочтительные катализаторы принадлежат к группе окислительных катализаторов. Они, в основном, включают катализаторы, выбранные из группы, состоящей из металлов группы платины, переходных металлов и их оксидов, оксидов редкоземельных металлов и металлов группы лантанидов. Оксиды переходных металлов, имеющие множественные степени окисления, предпочтительно выбираются из группы, состоящей из группы IVB, VB, VIB, VIIB, VIII и IB Периодической Таблицы Элементов. Металлы группы платины предпочтительно включают платину или палладий. Другие катализаторы включают алюмосиликаты, оксиды алюминия и карбонаты кальция. Понятно, что катализатор может включать смеси различных катализаторов или может включать твердые сплавы двух или более оксидов металлов.

Полезной группой алюмосиликатных катализаторов являются цеолиты, которые могут применяться в этом изобретении и могут быть такого типа, который описан в упомянутой выше заявке ЕР 740907, содержание которой включено сюда путем ссылки. Цеолиты алюмосиликата и цеолиты с высоким содержанием диоксида кремния способны оказывать каталитическое действие помимо своей сорбционной способности. Предпочтительные цеолиты включают силикатные цеолиты, X, Y и L-цеолиты, бета-цеолиты, цеолиты морденита, ZSM-цеолиты. Понятно, что гидрофобные цеолиты имеют очень высокие соотношения диоксида кремния к оксиду алюминия, приблизительно 50 и выше. Выбранный катализатор или коктейль из катализаторов может быть включен в лист материала в процессе производства. В качестве альтернативы катализатор или их смесь могут быть нанесены в виде пульпы или раствора на уже полученную пористую структуру и высушены для обеспечения катализатора на внутренней поверхности пор.

Аспектом изобретения является также то, что компонент для хранения кислорода может иметь двойную функцию катализатора окисления. Некоторые оксиды переходного металла, имеющие несколько состояний окисления, могут функционировать как компонент для хранения кислорода и как окислительный катализатор. Предпочтительной группой оксидов переходного металла, обладающей этими способностями, являются оксиды металлов группы лантанидов, и наиболее предпочтительными являются оксиды церия. Количество компонента для хранения кислорода и/или катализатора, используемого в материале для обработки, может сильно изменяться в зависимости от соответствующей активности отдельных компонентов или активности компонента двойной функции. Помимо этого, количества будут изменяться в зависимости от того, включен ли катализатор в сам материал, нанесен ли он на внутреннюю поверхность или применяется как в самом материале, так и нанесенным на внутреннюю поверхность. В качестве подсказки, материал катализатора присутствует в количестве приблизительно до 30 вес.% материала. Более низкое количество, разумеется, диктуется количеством, эффективным для подачи кислорода компонентом для хранения кислорода, а также количеством, необходимым для выполнения эффективных функций каталитического окисления. В зависимости от активности выбранного материала более низкое количество каталитического материала может быть совсем незначительным в частях на миллион, хотя обычно будет превышать приблизительно 5 вес.%. Необходимы некоторые испытания, чтобы определить небольшие количества, в частности, катализатора, чтобы убедиться, что окисление не ускоряется до такой степени, что горение уголька превышает обычную скорость свободного горения и из-за этого начинает ухудшать вкус и запах дыма основного потока. Обычно верхний предел содержания компонента для хранения кислорода и/или катализатора составляет приблизительно менее 30 вес.% и предпочтительно приблизительно менее 20 вес.%. Однако понятно, что когда выбранные материалы имеют двойную функцию (хранения кислорода и каталитического окисления), количество материала может превышать 30 вес.%.

Предпочтительным каталитическим материалом является материал на основе церия, в частности оксид церия. Этот катализатор не только очень хорошо ускоряет окисление уловленных органических материалов, но также выполняет необходимую дополнительную функцию хранения кислорода и выделения его в обедненные кислородом участки. Материал катализатора в виде оксида церия (СеО₂) в холодном состоянии способен удерживать кислород, но при повышении температуры выделяет кислород после термической конверсии в диоксид церия (Се₂O₃). По мере продвижения горящего уголька вдоль трубки материала для обработки его температура обычно поднимается до интервала от около 400^oС до около 550^oС, и каталитический материал выделяет кислород для поддержания обычной скорости свободного горения сигареты. Кроме того, выделяющийся кислород также поддерживает каталитическое окисление уловленных компонентов побочного дыма. Понятно, что катализатор на основе церия может использоваться в смеси с другими катализаторами или в твердой смеси (в виде сплава) с одним или более оксидом металлов в качестве катализатора.

Материал для обработки предпочтительно изготовлен в виде листа, в котором лист может иметь толщину обычно в пределах от 0,04 до 2 мм, но предпочтительно не превышает толщину 1 мм. Лист может быть изготовлен стандартным непрерывным процессом изготовления бумаги, без термообработки, или процессами, включающими термообработку, какие описаны в упомянутом выше патенте США 4915117, содержание которого включено сюда путем ссылки. Образуют композицию пульпы, содержащую неорганические негорючие активные материалы, негорючие наполнители и горючие органические компоненты. Составу пульпы придается форма исходного листа, который затем выдерживается при повышенной температуре для испарения органических веществ и создания таким образом пористой структуры листа. Пористая структура обычно состоит из сочетания макропор и микропор, где макропоры сообщаются между собой через лист и имеют размер, который обеспечивает пористость, поддерживающую обычную скорость свободного горения сигареты. Соответственно, пористость материала должна превышать приблизительно 200 единиц Кореста и может доходить до 10000 единиц Кореста и быть даже выше. Желательно, чтобы величина пористости в единицах Кореста была как можно выше, однако, понятно, что физические свойства материала могут ограничивать пористость, например приблизительно от 300 до 4000 единиц Кореста. Когда в листовом материале необходим каталитический материал, каталитические частицы могут добавляться в состав пульпы в каталитически эффективном количестве, приблизительно составляющем около 30 вес.%. Материал катализатора таков, что он выдерживает процесс термообработки и вследствие его расположения в самом материале вокруг микропор и на поверхностях макропор, каталитическое преобразование адсорбированных и абсорбированных компонентов, соста