Фільтр для курильного виробу, курильний виріб, який його включає, та спосіб його виготовлення

Реферат: Один варіант здійснення винаходу забезпечує спосіб виготовлення фільтрувального матеріалу, такого як вугілля, що підходить для застосування у курильному виробі. Спосіб включає модифікацію фільтрувальних властивостей фільтра зміною поверхні фільтрувального матеріалу. Зміна поверхні здійснюється плазмовою обробкою, та може бути використана, наприклад, для посилення кислотних або основних властивостей поверхні. Інший варіант здійснення винаходу забезпечує фільтр, виготовлений таким способом. UA 101495 C2 (12) UA 101495 C2 UA 101495 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Область техніки В цілому, винахід відноситься до фільтрів, включаючи фільтри для курильних виробів, наприклад, сигарет. Рівень винаходу Більшість сигарет включає фільтр для поглинання парів та збору твердих часток тютюнового диму. Основним компонентом більшості фільтрів є вставка з волоконної маси ацетату целюлози, обгорнена фільтрувальним папером. Цей матеріал звичайно виробляється у вигляді синтетичного волокна з бавовни або деревної маси. Для скріплення волокон може бути використаний пластифікатор, наприклад, триацетин (гліцерол триацетат). У роботі фільтру мають поєднуватись ефективність видалення небажаних компонентів диму сигарети та зручність використання продукту споживачем. Відповідно, існує необхідність у поліпшенні робочих характеристик сигаретних фільтрів. Відомо кілька способів введення вугілля або активованого вугілля в сигаретні фільтри для поліпшення їхніх фільтруючих властивостей. Наприклад, вугілля може бути введений як окремий елемент усередині фільтру, або може бути розподілений по волоконній масі фільтру та/або паперу обгортки фільтру у вигляді часток. В US 2006/0151382 розкрите застосування непористого вуглецевого наноструктурного матеріалу, виключаючи матеріали на основі нанотрубок, придатного для сигаретного фільтру. На вугілля може бути осаджений метал із газової фази, наприклад, із застосуванням хімічного або фізичного осадження із парової фази. Одним з недоліків хімічного осадження з парової фази є те, що при цьому звичайно використовуються розчинники, що може привести до забруднень та небажаних залишків. Суть винаходу У цьому винаході пропонується спосіб виготовлення матеріалу для фільтру, який включає вугілля, що підходить для застосування у курильному виробі. Спосіб включає зміну властивостей вибірної фільтрації фільтрувального матеріалу за допомогою зміни поверхні фільтрувального матеріалу. Зміна матеріалу за допомогою зміни поверхні фільтрувального матеріалу. Зміна матеріалу проводиться за допомогою плазмової обробки. Обробкою за допомогою нерівноважної або низькотемпературної плазми (див., наприклад, Вертмейер (Wertheimer) та інш.; Обробка матеріалів низькотемпературною плазмою: минуле, сьогодення та майбутнє; Плазмова обробка та полімери (Low Temperature Plasma Processing of Materials: Past, Present and Future; Plasma Processes and Polymers), 2, 7-15, 2005) можна модифікувати хімічний склад і структуру поверхонь матеріалу, включаючи фільтрувальні матеріали, при збереженні незмінними їхніх об'ємних властивостей. Використання плазми дозволяє наносити на фільтрувальний матеріал покриття із заданими хімічним складом і властивостями, або прищеплювати фільтрувальному матеріалу заздалегідь визначені хімічні властивості. При відповідному налаштуванні параметрів плазми, можливе одержання таких поверхонь із найрізноманітнішими хімічними складами, включаючи й такі, які не можуть бути отримані в розчинах. Крім того, у плазмових процесах немає необхідності використовувати розчинники, що виключає виникнення проблеми забруднень і залишків, і послаблює вплив процесу модифікації на навколишнє середовище. Подібні, викликані впливом плазми, зміни складу та структури поверхні звичайно впливають на фільтруючі властивості. Наприклад, збільшення площі поверхні (наприклад, за рахунок шорсткості) може привести до поліпшення поглинання летючих сполук, а також до нового хімічного складу поверхні, що включає потрібні хімічні групи. Модифіковані фільтруючі властивості звичайно не однакові для всіх складових частин диму, однак вони можуть стати більш вибірковими. Це дозволяє здійснити цілеспрямовану модифікацію фільтруючих властивостей фільтрувальних матеріалів так, що деякі складові частини диму будуть зменшені більше від інших. В результаті буде отриманий курильний виріб із поліпшеними характеристиками, що зберігає свою привабливість для споживачів. До можливих модифікацій фільтру відноситься підвищення кислотності його поверхні, спрямоване на потенційне поліпшення поглинання основних хімічних компонентів, що присутні в димі, або, навпаки, підвищення лужної природи поверхні для поліпшення поглинання кислотних сполук. Таким чином, вибіркова модифікація фільтрувальних властивостей фільтрувального матеріалу може включати посилення поглинання кислотних елементів. В альтернативному варіанті, вибіркова модифікація фільтрувальних властивостей фільтрувального матеріалу може включати посилення поглинання лужних елементів (компонентів). 1 UA 101495 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В альтернативному варіанті, вибіркова модифікація фільтрувальних властивостей фільтрувального матеріалу може включати посилення гідрофільних властивостей поверхні матеріалу. Посилення гідрофобних властивостей фільтру може забезпечити кращу стійкість до впливу вологи. Варто розуміти, що конкретний фільтрувальний матеріал може бути послідовно підданий одній або більше модифікуючих обробок, для того, щоб отримати в результаті одну або більше властивостей фільтру. Так, фільтрувальний матеріал може бути, наприклад, підданий двом різним видам плазмової технологічної обробки. Варто мати на увазі, що конкретний фільтр може складатися з окремих частин матеріалу, кожна з яких піддана своїй плазмовій обробці, для отримання потрібного спектру фільтрувальних властивостей результуючого фільтру. Таким чином, фільтрувальний матеріал може включати перший матеріал, підданий першій плазмовій технологічній обробці, та другий матеріал, підданий другій плазмовій технологічній обробці. Гази, які можуть бути використані при плазмовій обробці, включають NH 3 (для прищеплення основних груп, що включають азот), та N2 та Н2 в якості альтернативи; та О2 (для прищеплення кислотних груп) з водяною парою в якості альтернативи. Плазмове прищеплення властивостей, також як і плазмове травлення, в значній мірі залежить від властивостей прошарку, а саме, кінцевий хімічний склад прищепленої поверхні сильно залежить від природи матеріалу прошарку. Обробка плазмово-хімічним осадженням із парової фази (ПХОГФ або PE-CVD – від англ. Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition), навпаки, значно менше залежить від властивостей прошарку. Так, плазмова обробка може включати, наприклад, плазмово-хімічне осадження з парової фази з акриловою кислотою. Плазмова обробка може також, або альтернативно, включати травлення киснем та/або NH3. В якості прикладу газоподібних/парових сполук, які можуть бути застосовані для створення покриття на поверхні за допомогою ПХОГФ-обробки, можливо, у суміші з аргоном або іншими інертними буферними газами, привести акрилову кислоту (АК) або інші органічні кислоти (для покриття з кислотними групами та властивостями на поверхні), та аліламін (Аам) або інші органічні аміни (для покриття з основними групами та властивостями на поверхні). Належне регулювання параметрів плазми, наприклад, потужності, тиску, природи сполук, які підводяться, та їх витрат, при відповідній її діагностиці, звичайно дозволяє настроїти дисоціацію сполук, що подаються на вході, а значить, і щільність активних часток (радикалів, атомів, іонів та інш.), які можуть взаємодіяти із прошароком і, таким чином, склад і властивості модифікованого прошарку. Зміна природи газової/парової сполуки, що подається, яку звичайно називають "мономером" у ПХОГФ-обробці, дозволяє отримати велику кількість покриттів з різними властивостями та природою (наприклад, типу кремнезему, тефлону та інш.), деякі з яких широко використовуються в промисловості. Фільтрувальний матеріал може включати вугілля у гранульованій формі. Перед тим, як його помістити у фільтр (наприклад, при допомозі імпрегнації у волоконну масу із ацетату целюлози), вугілля може бути підданий плазмовій обробці в цій гранульованій формі, у відповідним образом улаштованому плазмовому реакторі. В іншому варіанті, вугілля вводиться в носій перед плазмовою обробкою. Наприклад, вугілля може бути введений у волокно або лист матеріалу, наприклад, папір. У технологічному устаткуванні може бути застосована рулонна подача волокна або листового матеріалу для забезпечення пропускання фільтрувального матеріалу крізь камеру плазмової обробки. В одному з можливих варіантів, фільтрувальний матеріал пропускають крізь кілька камер обробки, кожна з яких призначена для плазмової обробки свого типу. У винаході також пропонується фільтрувальний матеріал, придатний для застосування у курильному виробі. Фільтрувальний матеріал може включати вугілля, поверхня якого була змінена плазмовою обробкою для модифікації властивостей вибірної фільтрації фільтру. Відповідно до винаходу, також запропонований курильний виріб (наприклад, сигарета), який включає такий фільтр. Таким чином, описуваний у цьому винаході принцип в основному включає зміну, за допомогою обробки нерівноважною плазмою, хімічного складу та інших властивостей поверхні фільтрувального матеріалу для того, щоб забезпечити на цій поверхні більш ефективне поглинання диму сигарет та інших подібних виробів. В одному варіанті здійснення, в якості фільтрувального матеріалу застосовується активований вугілля у формі гранул (наприклад, для сигарет), який піддають плазмовій обробці для модифікації властивостей його поверхні. З подібними гранулами вугілля, які піддавались плазмовій обробці, проводили експерименти з моделювання паління, які продемонстрували поліпшення фільтрувальних властивостей в 2 UA 101495 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 частині видалення певних складових частин диму, у порівнянні з необробленими гранулами вугілля. Короткий опис креслень Для кращого пояснення цього винаходу, будуть використовуватись посилання на приклади, представлені на наступних кресленнях: на Фіг. 1 схематично представлена камера плазмового реактора, придатна для обробки гранульованих матеріалів однорідною плазмою, відповідно до одного варіанта здійснення винаходу; на Фіг. 2 схематично представлена камера плазмового реактора з рулонною подачею матеріалу, придатна для обробки матеріалу прошарку, що подається у вигляді стрічки, відповідно до одного варіанта здійснення винаходу; на Фіг. 3 представлені дані по контактному куті води (WCA - від англ. water contact angle), отримані з водними розчинами при різному рН, на графіті, який піддавали однаковій плазмовій обробці, яка застосовувалась для надання поверхні гранул вугілля заздалегідь заданих кислотних/основних властивостей, відповідно до одного варіанта здійснення винаходу. Докладний опис здійснення винаходу Плазмова обробка Нерівноважні холодні плазми низького тиску (тобто, плазма при кімнатній температурі, замість термічної плазми при температурі в тисячі градусів) представляє собою цінний інструмент, що може бути застосований для модифікації складу та топографії поверхні матеріалу, без зміни його об'ємних властивостей. Плазмова обробка застосовується в багатьох галузях промисловості, включаючи мікроелектроніку, напівпровідники, упакування їжі та ліків, автомобілебудування, захист від корозії та біоматеріали. Можна виділити три головних класи плазмової технологічної обробки, а саме: Плазмове Травлення, тобто, видалення матеріалу за допомогою формування летючих продуктів в результаті взаємодії матеріалу з активними частками, які утворюються в плазмі; Плазмово-хімічне осадження із парової фази (ПХОГФ), тобто, нанесення тонких (5-1000 нм) органічних або неорганічних покриттів; та Плазмова обробка, тобто, прищеплення функціональних груп на матеріалах із застосуванням тліючого розряду. Прищеплені функціональні групи можуть бути частково асоційовані з деякою мірою утворюваних перехресних зв'язків обробленої поверхні. Плазмове травлення, нанесення покриттів та обробка прищепленням груп можуть 2 проводитись в реакторі низького тиску відповідної конфігурації, наприклад, при тиску від 10- до 10 мм.рт.ст. (~1,3-1300 Па). Для збудження в газі, що подається, тліючого розряду застосовується електромагнітне поле, яке передається газу, за допомогою електродів або інших засобів (наприклад, котушкою, що розміщається зовні діелектричного корпуса реактора). Як правило, застосовуються перемінні електричні поля (наприклад, радіочастотне, із частотою 13,56 МГц), а не статичні електричні поля. Матеріали, які піддаються впливу тліючого розряду, модифікуються в результаті взаємодії генерованих у газовій плазмі часток (атоми, радикали, іони) з поверхнею матеріалу. Після плазмової обробки, з реактора відкачують молекули з малою масою, які утворились в плазмі в ході реакцій рекомбінації, та молекули мономеру, які не вступили в реакцію. Плазмова обробка модифікує поверхню матеріалів шляхом синтезу стабільних поверхонь розділу. Між активними частками в плазмовій фазі та матеріалом прошарку формуються ковалентні зв'язки. Як має бути зрозуміло фахівцеві, чим більша тривалість плазмової обробки, тим більша товщина покриття, створюваного при ПХОГФ, більша кількість (глибина) витравленого матеріалу в процесі травлення та сильніше прояв функціональних груп, прищеплених за допомогою плазмових обробок. Як правило, одержану в результаті модифікацію поверхні можна контролювати шляхом належного настроювання та контролю технічних параметрів, наприклад, потужності, яка підводиться, частоти та модуляції прикладеного електричного поля; властивостей, витрат та тиску газу, що подається; температури, напруги зсуву та розташування прошарку та інш. Ці керовані ззовні параметри, у свою чергу, впливають на різні внутрішні фактори, наприклад, ступінь іонізації газу, що подається; щільність активних (атоми, іони, радикали та інш.) часток у плазмовій фазі; однорідність процесу; швидкість нанесення покриття, травлення та обробки. Внутрішні параметри можна контролювати, використовуючи різні діагностичні засоби, наприклад, оптичну емісійну спектроскопію, лазерно-індуковану флуоресценцію та абсорбційну спектроскопію (як у видимому УФ діапазоні, так і в інфрачервоному діапазоні). Як описано тут, обробка плазмою низького тиску застосовується для зміни хімічного складу та властивостей поверхні вугілля, які, у свою чергу, впливають на його фільтрувальні 3 UA 101495 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 властивості. На Фіг. 1 представлений реактор, придатний для плазмової обробки гранульованих матеріалів. Розмір гранул таких матеріалів може бути в інтервалі 18-40 меш, що відповідає приблизно 420-1000 мкм. Показаний на Фіг. 1 реактор представляє собою обертовий пристрій, що дозволяє однорідно обробляти до 500 г вугільних гранул РЧ тліючим розрядом (13,56 МГц) при їхньому перемішуванні. Реактор включає обертову скляну камеру 1, що має скляні виступи 2, нерухомий РЧ зовнішній електрод 3, який заземлює електрод 4, нерухомий фланець 5 та обертовий вакуумний фланець 6. Може бути також вугільний прошарок, або як в альтернативному варіанті, використовуватись в іншій формі, наприклад, графіту. На Фіг. 2 показана інша камера плазмового реактора, де використовується безперервна рулонна подача стрічки. Камера реактора включає передкамеру 7, у якій перебуває перший рулон 8, реакційну камеру 9 із РЧ електродом 10, та посткамеру 11, у якій перебуває другий рулон 12. Реакційна камера також включає групу насосів 13. Така конфігурація підходить для матеріалів у формі волокна або листа, на відміну від порошкової або гранульованої форми, і забезпечує безперервність обробки. Така установка може бути використана, наприклад, для обробки целюлозної волоконної маси (джгута), в яку включені частки вугілля. У цьому випадку, натяг і кривизна матеріалу можуть суворо контролюватись залежно від властивостей волоконної маси. Зокрема, прохід 14 для волоконної маси, показаний на Фіг. 2, не має гострих кутів і різких перегинів для того, щоб уникнути ушкодження волоконної маси. Пристрій з рулонною подачею, показаний на Фіг. 2, також може бути використаний для обробки паперу, просоченого або покритого частками вугілля. На Фіг. 3 представлені дані, що відносяться до регулювання кислотних/основних властивостей поверхні вугільних матеріалів за допомогою плазмової обробки. У цьому випадку, застосовується тліючий розряд на РЧ (13,56 МГц), на який подається O 2/NH3 (прищеплення властивостей) або суміш парів АК/ААм (ПХОГФ), для зміни властивостей поверхні плоского графітового прошарку із застосуванням кислотних (які містять кисень) та/або основних (які містять азот) поверхневих груп. Розряди, що прищеплюють O2/NH3, провадились при тиску 0,25 мбар протягом 2 хвилин, 3 потужність РЧ коливань, що підводяться, становила 100 Вт. Повна витрата становила 10 см /с, 3 3 із співвідношенням потоків O2/NH3 10/0, 5/5 та 0/10 см / см . Розряди АК/ ААм ПХОГФ провадились при тиску 0,12 мбар протягом 10 хв, потужність РЧ коливань, що підводяться, 3 становила 100 Вт. Повна витрата становила 10 см /с, при співвідношенні потоків АК/ААм 4/0, 2/2 3 3 3 та 0/4 см /с/ см /с, та потоці буферного газу Ar 6 см /с. Виміри контактного кута води (WCA) необробленого графіту та прищепленого/покритого графіту, виконували з допомогою крапель кислотного водного розчину (HCl) та основного водного розчину (NaOH) по 2 мкл. Необроблені графітові поверхні показували значення WCA приблизно 90º, які не мінялись зі зміною водневого показника рН випробуваного розчину, оскільки на поверхні були відсутні кислотні/основні групи. Всі досліджені розряди знижували значення WCA графіту, оскільки додані групи обох типів, як таких, що містять О- та N-, так і прищеплених, або включених в покриття, є полярними та гідрофільними, відносно непокритого вугілля. Розряди з 100 % О2 та 100 % АК додавали на поверхню графіту кислотні кисневмісні групи (СООН, OH та інш.); дані WCA були більш високими при низьких значеннях рН, а потім падали, коли використовували основні розчини (високий рівень рН), завдяки взаємодії між кислотними групами на поверхні прошарку та розчином. Зовсім протилежна картина спостерігалась для розрядів із 100 % NH3 та 100 % ААм, коли на поверхню графіту додавали основні групи, що містять азот (-NH2 та інші), у вказаних залежностях значення WCA були вищими тоді, коли використовували розчини з високим рівнем рН, а потім знижувались при кислотному (низькому) рівні рН, завдяки взаємодії, у вказаному випадку, основних груп на поверхні прошарку із розчином. У розрядах зі співвідношенням 1/1 між О2 та NH3, AК та ААм, групи обох типів, як кислотні, так і основні, додавалися на поверхню графіту одночасно, та при цьому спостерігалась амфотерна реакція, коли значення WCA знижувались (сильна взаємодія поверхні з розчином) при низьких і високих значеннях рН, у порівнянні з нейтральним рН. Ці приклади ілюструють, до якого ступеню можна контролювати прошарок, використовуючи реагенти з різними властивостями при плазмовій обробці. Плазмова обробка гранул вугілля Гранули вугілля обробляли в плазмовому реакторі, наприклад, показаному на Фіг. 1, із застосуванням різної обробки поверхні, спрямованої на надання поверхні кислотних/основних властивостей, як це показано на Фіг. 3. ПХОГФ у РЧ тліючому розряді з акриловою кислотою/аргоном Вказану ПХОГФ-обробку провадили в розрядах, на які подають пари АК та Ar. Співвідношення потоків Ar/AК, потужність РЧ коливань, тиск, обертання реактора та тривалість 4 UA 101495 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 процесу контролювали так, щоб утворювалось покриття із перехресними зв'язками із складом СНхОу, міцно прикріплене до поверхні гранул вугілля, та середню товщину якого можна було регулювати в інтервалі 5-50 нм. Дані, що характеризують виготовлені цим способом зразки, отримані методами діагностики рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (XPS - від англ. x-ray photoelectron spectroscopy), інфрачервоної спектроскопії з Фур'є-перетворенням та WCA, показали, як і очікувалось, наявність покриття з дуже високоб гідрофільністю (у порівнянні з даними WCA на Фіг. 3 для 100 % АК), причому виміри WCA були неможливі (вода поглиналась) на шарі гранул, через його переривчастість. Кислотна природа цього покриття, як показано на Фіг. 3, обумовлена присутністю груп, що містять кисень, включаючи, серед інших, карбоксильні, гідроксильні та карбонільні. Поверхнева щільність цих груп у покритті залежить від ступеню дисоціації мономера АК у плазмовій фазі, який можна контролювати належним настроюванням параметрів плазми; наприклад, вона зменшується зі зменшенням потужності, яка підводиться, та/або зі збільшенням тиску. Нанесений за допомогою плазми шар має склад і структуру, які дуже відрізняються від звичайної поліакрилової кислоти, де кисень містять тільки карбоксильні групи. Це нанесене за допомогою плазми покриття характеризується певним ступенем перехресних зв'язків (зв'язки СС та С-О), що забезпечують стабільність самого покриття на повітрі та у воді. Дійсно, аналіз зразків, проведений через деякий час після нанесення покриття, після їхньої витримки на повітрі та у воді, не виявив відповідних змін складу. Обробка плазмою в тліючих розрядах у О2 Така обробка проводиться у розрядах, на які подають кисень О 2, у деяких випадках, у суміші з аргоном. Параметри процесу можна контролювати для того, щоб на поверхні вугілля формувався окислений шар хімічних груп, які містять кисень (карбоксильних, гідроксильних та карбонільних), підсилюючи її полярний (гідрофільний, кислотний) характер. Атоми кисню формуються в плазмі із молекул О2, що розпалися, і їхня активність у відношенні вуглецевих матеріалів є дуже високою. Вугілля витрачається завдяки реакції травлення (повному згорянню), при якій утворяться молекули СО та СО 2, та залишається окислений шар на вугіллі. Середня товщина модифікованого шару дуже невелика; швидкість травлення регулюється параметрами плазми. Взагалі, чим вище щільність атомів кисню в плазмі, тим вище швидкість травлення, із супутнім збільшенням шорсткості та площі поверхні окисленого вугілля. Для виготовлених зазначеним способом зразків, дані стосовно складу, отримані за допомогою методів XPS та WCA, показують помітну гідрофільну поверхню на вугіллі, причому виміри WCA були неможливі (вода поглиналась) на шарі гранул. Прищеплена поверхня демонструє певний кислотний характер через наявність кисневмісних функціональних груп, як це показано на Фіг. 3 горизонтальною лінією для графіту. Стабільність обробленої поверхні на повітрі дуже висока, судячи з даних про склад при старінні. Обробка плазмою в тліючих розрядах в NH3 Така обробка (прищеплення груп) проводиться у розрядах, на які подають NH 3, у деяких випадках у суміші з аргоном. Параметри процесу можна контролювати для того, щоб на поверхні вугілля формувався шар хімічних груп, що містять азот (наприклад, аміно, іміно та інш.), в результаті взаємодії з радикалами, які містять азот, що сформувались при дисоціації NH3. У порівнянні із плазмовою обробкою киснем, розряди з NH 3 запускають менш активні процеси модифікації поверхні, при цьому швидкість травлення є дуже невисокою. Середня товщина модифікованого шару дуже невелика; і шорсткість та площа поверхні вугілля після впливу плазмою NH3 змінюється незначно. Дані стосовно складу, отримані методами XPS та WCA, показують помітну гідрофільну поверхню вугілля, причому виміри WCA були неможливі (вода поглиналась) на шарі гранул. Nприщеплена поверхня демонструє певний основний характер, з причини наявності азотовмісних функціональних груп, як це показано на Фіг. 3. Стабільність обробленої поверхні на повітрі є дуже високою, судячи з даних про склад при старінні. Обговорення результатів Вугілля: хімічний склад диму Шість стандартних зразків кокосового вугілля (~10 г кожний) були оброблені плазмою в обертовому реакторі типу, зображеному на Фіг. 1. Параметри газу, що подається, та робочі параметри реактора наведені в Таблиці 1: 5 UA 101495 C2 Таблиця 1 Гази, що подаються, та робочі параметри Зразок ~10 г 1 2 3 4 5 6 5 10 15 Газ, що подається, та потік 3 О2, 10 см /с 3 О2, 10 см /с 3 NH3, 10 см /с 3 NH3, 10 см /с 3 АК 5 см /с 3 Ar 20 см /с 3 АК 5 см /с 3 Ar 20 см /с Тиск Потужність Обертання Тривалість 0,250 мбар 0,250 мбар 0,250 мбар 0,250 мбар 20 Вт 100 Вт 20 Вт 100 Вт 20 об/хв 20 об/хв 20 об/хв 20 об/хв 15 хв 15 хв 15 хв 15 хв 0,300 мбар 20 Вт 20 об/хв 60 хв 0,300 мбар 100 Вт 20 об/хв 60 хв Після плазмової обробки, по 60 мг кожної обробленої вуглецевої добавки було введено в об'ємний фільтр (12 мм наконечник-мундштук із ацетату целюлози, який бере в рот курець/5 мм фільтрувальна добавка/10 мм наконечник із ацетату целюлози), прикріплений до стержня з 3 тютюном Вірджинського типу, що має щільність 229 мг/см , довжиною 56 мм, при загальній довжині окружності сигарети 24,6 мм. Додаткова подача повітря у фільтрувальний наконечник не використовувалась, щоб не вносити сторонніх перемінних параметрів. У якості регульованих використовували два параметри. У першому, у сигарету з конструкцією, аналогічною описаній вище, додавали 60 мг необробленого вугілля. У другому, у фільтрі була застосована порожнина довжиною 5 мм. Перед випробуванням сигарети піддавали старінню при температурі 22 ºС та відносній вологості 60 % протягом трьох тижнів. Випробування на паління провадилось відповідно до вимог ISO, тобто, одне затягування обсягом 35 мл тривалістю 2 с відбувалось щохвилини. Вміст отриманих продуктів був нормалізований до вмісту смол, та виконували обчислення відсоткової зміни по відношенню до сигарети з необробленим вугіллям, результати якого наведені в Таблиці 2 (зниження в 21 % та більше затемнені. Позитивні значення відповідають більш сильному зниженню, в порівнянні з необробленим вугіллям). Таблиця 2 Відсоткове зниження, отримане при застосуванні обробленого вугілля (BDL - від англ. below detection limit - нижче межі виявлення). Зразок 1 Оцтовий альдегід Ацетон Акролеїн Масляний альдегід Кротоновий альдегід Формальдегід Метил етил кетон Пропан-альдегід Ціаністий водень Піридин Хінолін Стирол 1,3 бутадієн Ізопрен Акрилонітрил Бензол Толуол 2,15 4,50 7,55 6,56 Зразок 2 10,92 17,97 13,06 21,89 Зразок 3 13,09 4,43 -6,60 -8,10 Зразок 4 18,48 10,73 -3,07 -6,58 Зразок 5 14,18 23,73 14,94 27,99 Зразок 6 4,13 11,37 2,18 12,34 3,12 22,01 -6,25 -7,23 45,29 20,04 -2,03 3,01 2,79 27,40 17,00 9,64 7,85 14,27 20,91 29,02 25,25 BDL 11,51 20,25 19,09 30,76 25,83 1,04 23,30 8,45 11,13 24,26 21,36 BDL 8,75 -12,96 4,11 27,10 -9,34 -4,53 -84,63 10,65 -1,96 17,09 -11,21 -1,90 12,56 -11,98 8,41 34,86 -0,67 10,00 -77,44 6,76 -18,85 5,32 -27,73 -21,06 17,83 30,01 20,11 33,98 13,08 9,39 -5,65 16,29 15,79 25,25 21,49 24,15 5,77 13,97 8,25 10,38 -6,72 -15,77 -33,18 0,13 -12,37 -9,80 -23,32 -16,03 20 6 UA 101495 C2 5 10 За основним хімічним складом диму між вугіллям, який піддавали обробці, та вугіллям, який не піддавали обробці, розходжень нема, наприклад, вміст смол становив приблизно 10 мг/сигарету, подібні рівні були по СО2 та інш. У зразках 2 та 5 відзначені істотні поліпшення за деякими сполуками у паровій фазі, при порівнянні з необробленим вугіллям, у той час як у зразках 3 та 4 поліпшень відзначено не було. Зразки 5 та 6, н зважаючи на однаковий газ, що подавався, значно відрізняються за відсотковим зниженням. Імовірно, вказане пов'язано з тим, що поверхнева щільність карбоксильних груп істотно залежить від ступеню дисоціації молекул мономеру у фазі плазми, який, наприклад, знижується при збільшенні потужності. Хоча фахівцеві будуть очевидні різні модифікації описаних окремих варіантів здійснення винаходу, даний винахід не зводиться до будь-яких окремих, описаних тут, варіантів здійснення винаходу, а визначається прикладеною формулою винаходу та її еквівалентами. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 1. Фільтр для курильного виробу, який містить фільтрувальний матеріал, що містить вуглець, поверхня якого піддана зміні за допомогою плазмової обробки для модифікації властивостей вибірної фільтрації фільтра. 2. Фільтр за п. 1, у якому вуглець перебуває у гранульованій формі. 3. Фільтр за п. 2, у якому гранульований вуглець включений в основу. 4. Фільтр за п. 3, у якому основа являє собою волокно з ацетату целюлози. 5. Фільтр за п. 3, у якому основа являє собою папір. 6. Фільтр за будь-яким із попередніх пунктів, у якому фільтрувальний матеріал включає дві частини вуглецю, і де перша частина вуглецю піддана зміні поверхні відповідно до першої плазмової технологічної обробки, а друга частина вуглецю піддана зміні поверхні відповідно до другої плазмової технологічної обробки. 7. Курильний виріб, який включає фільтр за будь-яким із попередніх пунктів. 8. Спосіб виготовлення фільтра для курильного виробу, який містить фільтрувальний матеріал, що містить вуглець, де вказаний спосіб включає модифікацію властивостей вибірної фільтрації фільтрувального матеріалу за допомогою зміни поверхні фільтрувального матеріалу шляхом плазмової обробки. 9. Спосіб за п. 8, у якому вибірна модифікація фільтрувальних властивостей фільтрувального матеріалу включає посилення поглинання кислотних елементів. 10. Спосіб за п. 8, у якому вибірна модифікація фільтрувальних властивостей фільтрувального матеріалу включає посилення поглинання лужних елементів. 11. Спосіб за п. 8, у якому вибірна модифікація фільтрувальних властивостей фільтрувального матеріалу включає посилення гідрофільних властивостей поверхні матеріалу. 12. Спосіб за будь-яким із пп. 8-11, у якому плазмова обробка включає посилене плазмою хімічне осадження з парової фази з акриловою кислотою. 13. Спосіб за будь-яким із пп. 8-11, у якому плазмова обробка включає травлення з О2 та/або NH3. 14. Спосіб за будь-яким із пп. 8-13, у якому фільтрувальний матеріал піддають двом різним плазмовим технологічним обробкам. 15. Спосіб за будь-яким із пп. 8-13, у якому фільтрувальний матеріал включає два матеріали, де перший матеріал піддано першій плазмовій технологічній обробці, а другий матеріал піддано другій плазмовій технологічній обробці. 16. Спосіб за будь-яким із пп. 8-15, у якому фільтрувальний матеріал містить вуглець у гранульованій формі. 17. Спосіб за будь-яким із пп. 8-15, у якому фільтрувальний матеріал містить волокно або лист матеріалу. 18. Спосіб за п. 17, у якому волокно або лист матеріалу включає вуглець у гранульованій формі. 19. Спосіб за п. 17 або 18, у якому плазмова обробка включає використання рулонної подачі волоконного або листового матеріалу. 7 UA 101495 C2 8 UA 101495 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9