Высокоэффективные сигаретные фильтры, содержащие формованные волокна с микрополостями, пропитанные адсорбентом или абсорбентом

1 Пункты формулы данной заявки имеют приоритет предварительной заявки США 60/198628, поданной 20 апреля 2000 г., которая путем ссылки полностью включена в данное описание для всех полезных для изобретения целей. Данное изобретение предназначено для избирательного уменьшения содержания определенных компонентов в основном потоке сигаретного дыма за счет использования эффективного фильтра, включающего в себя адсорбенты и/или абсорбенты в виде частиц, которые имеют размер меньше размера частиц, обычно используемых для изготовления сигаретных фильтров. Изобретение относится к новому классу фильтров сигаретного дыма, содержащих твердые мелкие частицы (диаметром от около 1 до около 50 мкм) адсорбентов/абсорбентов, введенных в микрополости волокон с профилированными поперечными сечениями. Изобретение также относится к сигарете с многокомпонентным фильтром и к сигаретному фильтру, в котором используются волокна, описанные выше. В фильтрующих элементах для фильтрации табачного дыма используют множество различных волокнистых материалов. В течение длительного времени ацетилцеллюлозу или целлюлозоацетат (СА) считали материалом,предпочтительным для данного применения. Однако выбор материалов был ограничен из-за необходимости сбалансировать различные коммерческие требования. Очень важным свойством является эффективность фильтрации, то есть способность селективно удалять или уменьшать содержание нежелательных компонентов в основном потоке сигаретного дыма. Для достижения надлежащей эффективности фильтрации в сигаретные фильтры вводили такой материал, как уголь. Современным способом включения адсорбирующих материалов в сигаретные фильтры является физический захват адсорбирующих частиц между ацетилцеллюлозными волокнами. Диаметр частиц материалов, используемых в этих способах уровня техники, как правило, ограничен диапазоном от 500 до приблизительно 1500 мкм. В фильтрах такой конструкции частицы меньшего размера не могут использоваться из-за необходимости достижения приемлемой целостности изделия и падения давления. Кроме того, установлено, что адсорбенты теряют активность при воздействии на них триацетином-пластификатором, используемым в качестве связующего СА волокон. В соответствии с усовершенствованным и более дорогостоящим способом определенные материалы размещали в полости между двумя СА штрангами в конфигурации фильтра типа жгут/пространство/жгут (P/S/P-Plug/Space/Plug) с тем, чтобы ограничить воздействие связующего на адсорбент. Чтобы сохранить перепад давлений на фильтре в приемлемых пределах, как правило, использовали крупнозернистые грану 004755 2 лированные материалы размером от около 10 до около 60 меш. Был достигнут более длительный срок хранения адсорбента, но эффективность этих фильтров была ограничена относительно большим размером используемых частиц. Более мелкие частицы адсорбента с более короткими внутренними путями диффузии и большей площадью эффективной поверхности невозможно непосредственно использовать в данной конфигурации из-за высокого перепада давлений. Адсорбирующие/абсорбирующие материалы с меньшим размером частиц, как правило,имеют улучшенную кинетику реакции с компонентами газовой фазы благодаря их более коротким путям диффузии к внутренним поверхностям таких пористых материалов и внутреннему веществу таких абсорбирующих материалов. Известно, что при использовании абсорбирующих частиц меньшего размера с более короткими путями диффузии молекул можно получить фильтры с улучшенной кинетикой и характеристиками для фильтрации газообразных компонентов. Было установлено, что фильтр с открытыми или полуоткрытыми микрополостями желателен для удерживания адсорбирующего/абсорбирующего материала на месте. Термин полуоткрытые полости в используемом здесь смысле означает полости, которые имеют открытые пространства, меньшие по размеру по сравнению с внутренним объемом волокна, в котором они образованы, и которые обладают способностью захватывать твердые мелкие частицы в своем внутреннем объеме. Термин открытые полости означает полости, которые имеют открытые пространства, размер которых такой же или превышает внутренний объем волокна, в котором они образованы. Патент США 5,509,430, полностью включенный в настоящую заявку путем ссылки во всех пригодных целях, включая все чертежи,относится к полимерным двухкомпонентным волокнам и к изготовлению фильтров для табачного дыма из двухкомпонентных волокон,содержащих сердцевину из дешевого, высокопрочного термопластичного полимера и присоединяемую оболочку из материала. Существует необходимость разработки усовершенствованного фильтра, который имеет более высокую эффективность в отношении селективного удаления или уменьшения содержания нежелательных компонентов в основном потоке сигаретного дыма. В патенте США 5,191,905 (Tsukamoto), который полностью включен в настоящую заявку путем ссылки во всех пригодных целях, включая все чертежи, описан сигаретный фильтр. Сигаретный фильтр имеет тонкий фильтрующий элемент, присоединенный к участку сигареты и образующий с ним одно целое. Тонкий фильтрующий элемент образован путем объединения в пучок по меньшей мере одного аб 3 сорбирующего синтетического волокна, выбранного из группы, состоящей из (1) волокон привитого сополимера, полученных из облученного полипропилена, вступившего в реакцию с парофазным стиролом и содержащего адсорбирующие функциональные группы, (2) волокон из активированного угля, (3) заряженных электретных волокон и (4) волокон из магнитного пластика, и последующего измельчения объединенных волокон до отрезков заранее заданной длины. Однако в патенте, выданном на имя Tsukamoto, не указано, что (1) волокна имеют микрополости и что (2) в микрополости введен уголь. В патенте США 5,057,368 (далее патент'368), который полностью включен в настоящее описание путем ссылки во всех пригодных целях, включая все чертежи, описаны формованные многолепестковые волокна с микрополостями, например, трехлепестковые или четырехлепестковые. Другими патентами США, в которых описаны волокна и которые полностью включены путем ссылки в настоящее описание,включая их чертежи, являются патенты 5,902,384; 5,744,236; 5,704,966 и 5,713,971. Кроме того, в патентах США 5,244,614, и 4,858,629 также описаны многолепестковые волокна, и данные патенты полностью включены в настоящее описание путем ссылки во всех пригодных целях. Однако в данных патентах не раскрыто то, что эти волокна могут быть использованы в сигаретных фильтрах. Патенты США 3,356,704 и 5,275,859 (Eastman ChemicalCompany) описывают фильтры для дыма. Все эти патенты включены в данное описание полностью путем ссылки во всех пригодных целях. Термины адсорбирующий или абсорбирующий здесь используются для указания на то, что материал способен принимать или захватывать газообразные компоненты на своей поверхности или впитывать такие компоненты внутрь самого материала. Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать высокоэффективный фильтр,предназначенный для селективного снижения содержания некоторых компонентов дыма, находящихся в газообразном состоянии, таких как альдегиды, диены, бензол, толуол и цианистый водород, с минимальным взаимодействием с фазой частиц, при поддержании желательного перепада давлений. Кроме того, изобретение относится к фильтру, используемому в сигаретах, который содержит волокна, имеющие открытые или полуоткрытые микрополости, заполненные множеством мелких частиц адсорбирующих и/или абсорбирующих материалов. Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также его других задач, признаков и преимуществ далее приводится его подробное описание со ссылкой на сопровождающие чертежи. 4 На фиг. 1 показан вид сбоку в сечении присоединенного к сигарете фильтра конфигурации "жгут/пространство/жгут" (P/S/P), служащего в качестве примера одной из конструкций сигаретных фильтров по изобретению. На фиг. 2 представлен вид сбоку в сечении присоединенного к сигарете фильтра конфигурации "жгут/пространство" (P/S), служащего в качестве другого примера конструкции сигаретных фильтров по изобретению. На фиг. 3 дан увеличенный вид сбоку волокна с тремя лепестками в качестве примера волокон, имеющих полуоткрытые микрополости, которые могут быть использованы в изобретении. Фиг. 4 - увеличенный вид сбоку волокна с четырьмя лепестками, служащего в качестве примера волокон, имеющих полуоткрытые микрополости, которые могут быть использованы в изобретении. Фиг. 5 - увеличенный вид по фиг. 1 согласно изобретению. Фиг. 6 - график, показывающий эффективность фильтрации, обеспечиваемой плотно упакованными твердыми частицами в сигаретных фильтрах конфигурации P/S/P без их удерживания волокнами с микрополостями. Фиг. 7 - график, показывающий относительную эффективность фильтрации, обеспечиваемой сигаретным фильтром по изобретению. Фиг. 8 - увеличенный вид сбоку волокна с тремя лепестками, служащего в качестве примера волокон, имеющих открытые микрополости,которые могут быть использованы в изобретении. Фиг. 9 - увеличенный вид сбоку волокна с четырьмя лепестками, служащего в качестве примера волокон, имеющих открытые микрополости, которые могут быть использованы в изобретении. Фиг. 10 - волокно, имеющее открытые полости по изобретению. Фиг. 11 - график влияния наличия аминопропилсилилового силикагеля в ацетилцеллюлозном фильтре на доставку цианистого водорода при последовательных затяжках. Фиг. 12 - график влияния наличия аминопропилсилилового силикагеля в ацетилцеллюлозном фильтре на доставку уксусного альдегида при последовательных затяжках. Фиг. 13 - график, представляющий сравнительные данные по доставке уксусного альдегида при последовательных затяжках с фильтром из полипропиленовых 4DG-волокон. Фиг. 14 - график, представляющий сравнительные данные по доставке цианистого водорода при последовательных затяжках с фильтром из полипропиленовых 4DG-волокон. Фиг. 15 - график, представляющий сравнительные данные по доставке изопрена при последовательных затяжках с фильтром из полипропиленовых 4DG-волокон. 5 Фиг. 16 - график, представляющий сравнительные данные по доставке метанола при последовательных затяжках с фильтром из полипропиленовых 4DG-волокон. Фиг. 17 - график влияния композиции частиц на коэффициент заполнения полипропиленового 4DG-волокна. На фиг. 1 и 2 показаны два примера высокоэффективных сигаретных фильтров по изобретению. Легко понять, что объем изобретения не ограничивается этими двумя конфигурациями фильтров. Напротив, настоящее изобретение охватывает любые альтернативные конфигурации сигарет, которые содержат в любой своей части описанные здесь волокна, наполненные адсорбентами/абсорбентами, которые могут взаимодействовать с потоком дыма. На фиг. 1 показан фильтр сбоку в сечении,имеющий конфигурацию P/S/P и присоединенный к сигарете 10. В этой конфигурации и дальний жгут 12, и пространство 14, и ближний жгут 16 - все они соединены. Предпочтительно, если дальний жгут 12 выполнен из ацетилцеллюлозы или любого другого материала, пригодного для использования в данном месте сигаретного фильтра. Ближний жгут 16 может быть таким же, как дальний жгут 12, или отличаться от него. Табачный стержень 18 присоединен к ближнему жгуту 16 с помощью обертки фильтра, как хорошо известно в данной области техники. В пространство 14 введено некоторое количество волокон 22 с микрополостями, наполненных адсорбирующим материалом (материалами) 23. В этом неограничивающем примере, волокна 22 содержат открытые или полуоткрытые микрополости, при этом данные волокна представляют собой многодольные профилированные волокна, подобные описанным в патенте 368 и патенте США 5,509,430, однако, изобретение не ограничивается использованием именно таких волокон. Два примера пригодных волокон 22 показаны на фиг. 3 и 4. Неограничивающим примером такого волокна является волокноTRIAD фирмы Honeywell, которое имеет парциальный объем внутренних пустот от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,6. Эти волокна способны механически или электростатически захватывать мелкие частицы внутри каналов"многолепестковые" формованные волокна с концевыми шляпками считаются волокнами с полуоткрытыми полостями (см. фиг. 3 и 4). Многолепестковые волокна без концевых шляпок считаются волокнами с открытыми полостями (см. фиг. 8, 9 и 10). Волокна могут быть из любого материала, пригодного для использования в сигаретных фильтрах. В предпочтительном варианте волокна образованы из полипропилена (РР) . Однако в настоящем изобретении могут использоваться и другие волокна с микрополостями, имеющие такие же эксплуатационные характеристики. Примером "других" во 004755 6 локон являются вышеупомянутые волокна, например, волокна фирмы Eastman Chemical Company. Мелкие адсорбирующие/абсорбирующие частицы 23, пригодные для загрузки многолепестковых волокон по изобретению, представляют собой частицы, которые обладают способностью вступать в реакцию или удерживать заданные компоненты из основного потока сигаретного дыма. Такие адсорбирующие материалы включают в себя угли, оксиды алюминия, силикаты, молекулярные сита, цеолиты и металлические частицы, но не ограничиваются указанными материалами. Используемые порошкообразные угли могут представлять собой порошки из древесного угля, каменного угля или угля из оболочек кокосовых орехов, полученные на основе или являющиеся производными любого другого углеродсодержащего материала, но они не ограничиваются вышеуказанными порошками. Возможно порошок из твердых частиц может быть обработан желаемыми химическими реактивами так, чтобы модифицировать поверхности частиц путем включения отдельной функциональной группы или функциональной структуры. Угольный порошок из оболочек кокосовых орехов фирмы Pica и порошкообразный аминопропилсилиловый (APS - Amino Propyl Silyl) силикагель представляют собой примеры частиц 23, используемых для приготовления наполненных (импрегнированных) волокон по изобретению. Один способ приготовления импрегнированных волокон заключается в использовании избыточного количества адсорбирующих/ абсорбирующих частиц 23. Сначала абсорбирующие частицы 23 механически смешивают с волокном 22 в закрытом объеме. Излишек частиц 23 удаляют с помощью любого обычного средства, например (без ограничения), сдуванием воздушной струей или отделения с помощью сита, такого как сито 70 меш. Таким образом,полученные в результате импрегнированные волокна будут иметь коэффициент загрузки (LFLoading Factor), при этом данный термин определяется как отношение массы материала в микрополостях волокна к массе самого волокна. Коэффициент загрузки может быть выражен в процентах или в виде десятичного числа. При практическом осуществлении настоящего изобретения коэффициент загрузки может изменяться в широких пределах, принимая значения больше или меньше 1,0 (будучи выраженным в виде десятичного числа) в зависимости от используемых адсорбирующих/абсорбирующих материалов. Коэффициент загрузки может изменяться от приблизительно 1 до приблизительно 150%. Более предпочтительно, если коэффициент загрузки составляет от приблизительно 20 до приблизительно 80%. Для порошкообразного угля из кокосового ореха фирмы Pica более предпоч 7 тительно, если коэффициент заполнения составляет около 50%. Размер угольных частиц предпочтительно составляет от около 1 до около 50 мкм. Частицы 23 удерживаются в открытых или полуоткрытых микрополостях профильных волокон 22 посредством механического или электростатического взаимодействия, в результате чего они не подвергаются воздействию связующих или пластикаторов, используемых в процессах изготовления сигаретных фильтров. Нет необходимости в использовании связующих или пластикаторов, чтобы заставить частицы прилипнуть к волокну. В примерах волокна 22, заполненные частицами 23, вводят затем в пространство 14 сигареты с фильтром конфигурации P/S/P и уплотняют до плотности, обеспечивающей достижение заданного результата, чтобы отфильтровать выбранные компоненты газовой фазы дыма, такие как альдегиды, диены, бензол, толуол и цианистый водород. Обертка 20 охватывает табачный стержень 18, ближний жгут 16, пространство 14, заполненный фильтр 22 и дальний жгут 12. На фиг. 2 показан альтернативный вариант выполнения сигаретного фильтра по изобретению, имеющий конфигурацию P/S. Сигарета 10 А имеет дальний (по ходу) жгут 12 и пространство 14. Волокно 22, наполненное адсорбентом/абсорбентом 23, введено в пространство 14. Настоящее изобретение может использовать и другие конфигурации многокомпонентных фильтров. Волокно 22, наполненное адсорбентом 23, служит в качестве компонента фильтра и может быть размещено в любом месте сигареты, через которое проходит поток дыма, например, в местах расположения жгутов 12 и 16. На фиг. 3 и 4 показаны два примера многолепестковых волокон с полуоткрытыми микрополостями, пригодных для настоящего изобретения и подобных волокнам, описанным в патенте '368. Фиг. 5 представляет собой увеличенный вид фиг. 1 и показывает многолепестковые волокна 22 с полуоткрытыми микрополостями,импрегнированными мелкими адсорбирующими/абсорбирующими частицами 23, в фильтре конфигурации P/S/P. Фиг. 6 представляет график, показывающий эффективность фильтрации при препятствии потоку (также называемом "сопротивлением при затяжке" (RTD, которую обеспечивает сигаретный фильтр конфигурации P/S/P, полученный известными способами включения порошков. Сигареты были получены как с использованием порошкообразного угля (кривая 60),так и с использованием аминопропилсилилового силикагеля (APS) (кривая 62). График показывает эффективность фильтрации при препятствии потоку, при этом график представляет 8 собой зависимость уменьшения процентного содержания метана (СН 4) от загрузки фильтра в миллиграммах. Метан не взаимодействует с фильтрующими материалами и используется в качестве индикатора или "внутреннего эталона" общей доставки газовой фазы дыма и в качестве отправной точки для определения производительности фильтра по селективной фильтрации компонентов газовой фазы. По своей концепции это похоже на использование содержания твердых частиц (ТРМ) в качестве показателя общей доставки компонентов фазы частиц дыма. То есть была изготовлена P/S/P сигарета, имеющая полностью пустое пространство между жгутами. Доставку метана этой сигареты сравнивали с доставкой метана сигареты, содержащей некоторое количество свободного адсорбирующего/абсорбирующего порошка в пространстве между жгутами. Доставка метана последней сигареты, как правило, была меньше по сравнению с доставкой метана первой сигареты. Однако, как будет разъяснено ниже, при очень низких количествах добавленного адсорбирующего/абсорбирующего порошка последняя сигарета не демонстрирует, по существу, никакого уменьшения доставки метана. Чем больше снижение доставки метана как компонента основного потока дыма, тем большеRTD (сопротивление затяжке), что указывает,скорее, на общее уменьшение дыма, чем на селективную фильтрацию некоторых компонентов дыма. Для получения данных, показанных на фиг. 6, использовали экспериментальную сигарету номер 2280 с конфигурацией фильтраP/S/P. В таблицах данных для описания альтернативных конструкций фильтров используются следующие обозначения. Р 1 касается дальнего (по ходу) жгута, а Р 2 касается ближнего жгута. Между этими двумя жгутами P1, P2 имеется пространство S, загруженное каким-либо материалом. Нижеприведенные обозначения используются для различных импрегнированных и неимпрегнированных волокнистых материалов, используемых в данном пространстве:F(C) - импрегнированное углем волокно с микрополостями;F(APS) - APS-импрегнированное волокно с микрополостями. Таким образом, P1/F(C)/P2 означает, что в фильтре конфигурации P/S/P пространство между жгутами заполнено волокном с микрополостями, импрегнированными углем. P1/F(C) означает, что в фильтре конфигурации P/S жгут соседствует с пространством, содержащим волокно с микрополостями, импрегнированными углем. Для получения данных, показанных на фиг. 6, использовали жгуты Р 1 и Р 2 диаметром 7,5 мм и длиной соответственно 14,5 и 8 мм. Вес жгутов Р 1 и Р 2 составил соответственно около 77 и 45 мг. Порошки вводили в цилиндрическое пространство между этими двумя жгутами, причем наружный диаметр этого пространства составил около 7,5 мм, а длина - 4,5 мм. Сигареты выкуривали по стандарту FTC, с использованием разработанной заявителем инфракрасной системы детекции для определения доставки метана. Уголь, использованный для экспериментов, представлял собой образец угля Pica 99-2-3 из кокосового ореха, со средним размером частиц около 10 мкм, и использованныйAPS силикагель был измельченным силикагелем с особой обработкой поверхности и средним диаметром частиц около 5 мкм. Площадь поверхности APS силикагеля составила около 300 м 2/г, а площадь поверхности активированного угля составила около 2000 м 2/г. Из результатов на фиг. 6 можно видеть,что когда загрузка частиц составляла 40 мг или меньше, поток дыма проходил через пространство между жгутами без достаточного взаимодействия абсорбирующих/адсорбирующих материалов с основным потоком дыма. Для улучшения этого взаимодействия, это пространство загружали большим количеством порошка. Как угольная пыль Pica, так и измельченные образцы APS силикагеля обеспечивали снижение доставки метана, когда загрузка превышала 50 мг. В данных экспериментах порошкообразные адсорбенты/абсорбенты уплотнялись в нижней части пространства между жгутами, создавая над порошком пустое пространство. Это пустое пространство позволяло потоку дыма беспрепятственно проходить через фильтр, что приводило к эффективности фильтрации ниже желательного уровня. Результаты другой группы экспериментов,проведенных только с 25 мг порошка между жгутами, представлены в табл. 1. В этих примерах какое-либо пустое пространство в зоне над порошкообразным материалом было устранено посредством того, что два жгута Р 1 и Р 2 сближали внутри фильтра так, чтобы уплотнить порошок между жгутами. В примере 3 после сближения жгутов для сжатия порошка в структуру фильтра была добавлена дополнительная секция целлюлозоацетатного (СА) жгута. В обоих случаях были отмечены относительно высокие уровни снижения содержания метана. Хотя малый размер частиц желателен для обеспечения улучшенной кинетики фильтрации,малые частицы стремятся к сильному уплотнению и блокированию прохода главного потока дыма. Таблица 1 10 Для решения описанных выше проблем,связанных с использованием частиц малого размера в сигаретных фильтрах, в настоящем изобретении предусмотрено использование волокон, имеющих открытые или полуоткрытые микрополости, предназначенные для удерживания таких малых частиц адсорбентов/ абсорбентов. Сначала микрополости волокон импрегнируют мелкими частицами абсорбентов/адсорбентов, и затем импрегнированные волокна вводят в сигаретные фильтры какимлибо способом. Мелкие частицы могут быть равномерно распределены в сигаретном фильтре для обеспечения их взаимодействия с потоком дыма без создания обычно наблюдаемого препятствия потоку, из-за плотно упакованных мелких частиц. Как показывают результаты в табл. 2, 25 мг порошка, такого как уголь илиAPS-силикагель, загруженного приблизительно в 100 мг волокон с полуоткрытыми микрополостями фильтра P/F(x), обеспечивали значительно более высокое отфильтровывание уксусного альдегида и цианистого водорода по сравнению с конфигурацией P/S(x)/P без таких загруженных волокон с микрополостями, хотя никакого заметного снижения содержания метана в этих примерах не происходило, как видно в табл. 1. Таблица 2HCN - цианистый водород. Импрегнированные волокна с микрополостями могут обеспечить селективную фильтрацию различных компонентов основного потока дыма за счет выбора подходящих абсорбирующих/адсорбирующих материалов. Один из предпочтительных примеров этих материалов представляет собой порошкообразный уголь,который может обеспечить отфильтровывание широкого ряда компонентов сигаретного дыма,как показано в нижеприведенной табл. 3. Таблица 3P/F(C)/P - конфигурация жгут/наполненное углем волокно с микрополостями/жгут. В примере 11 табл. 3, 35 мг угольной пыли из кокосового ореха вводили в 42 мг сшитого нетканого полотна из волокон с микрополостями "Triad" с размером элементарного волокна 3 денье. Полученный образец вводили в пространство, образованное в фильтрах стандартных сигарет 1R4F путем удаления 43 мг участка ацетилцеллюлозного жгута фильтра. При этом получено существенное уменьшение доставки различных компонентов газовой фазы, от уксусного альдегида до сероводорода. Пример 10 является сравнительным и показывает, что при использовании неимпрегнерированного волокна достигается значительно меньшее снижение содержания для всех соединений, показанных в таблице. Пространство в этих экспериментах было образовано так, что длина жгута Р 3 составляла около 4 мм, длина жгута Р 4 составляла около 18 мм, а длина пространства между ними составляла около 4,5 мм. Эффективность и избирательность фильтрации могут быть дополнительно повышены для более широкого ряда компонентов, если химические реагенты будут импрегнироваться совместно с порошкообразными частицами, как обсуждается Ксю и др. (Хuе) в статье "HighlyChemistry, 1999, содержание которой полностью включено в данную заявку путем ссылки. Поверхность импрегнируемых в волокно мелких частиц порошка адсорбента/абсорбента может быть химически и/или физически модифицирована для включения особых функциональных групп и структур, нацеленных на определенные компоненты (дыма). Был получен APS-силикагель с поверхностью, модифицированной так, чтобы она содержала активную первичную аминогруппу -NH2,способную селективно реагировать с такими компонентами основного потока дыма, как цианистый водород и уксусный альдегид. Для примеров, показанных в табл. 4, ссылочные сигареты 2280, модифицированы посредством включения P/S конфигурации фильтра. Сначала более 20 незагруженных ссылочных сигарет 2280("контроль") выкуривали в соответствии с условиями FTC через фильтр Cambridge и измеряли доставку таких компонентов газовой фазы, как метан, уксусный альдегид, цианистый водород,метанол и изопрен. Содержание твердых частиц(ТРМ) было получено, исходя из увеличения веса фильтра Cambridge в результате выкуривания. Средние значения, стандартное отклонение(RSD) содержания ТРМ и доставки метана газовой фазы дыма, полученные во время контрольных экспериментов, приведены в нижней части табл. 4 и в верхней части табл. 6. Изменения в доставке уксусного альдегида, цианистого водорода, метанола и изопрена, приведенные в табл. 4, 6 и 7, представляют собой значения,откалиброванные по доставке метана. Также показаны SD и RSD этих относительных данных по доставке. Для исследования действия волокон с микрополостями, импрегнированными абсорбентом/адсорбентом, сначала излишек порошков угля из кокосового ореха или APSсиликагеля (со средним диаметром частиц около 5-10 мкм) смешивали и встряхивали вместе с пучками волокон с микрополостями (3 денье,полипропилен, отрезки 1 дюйм) в закрытом пластиковом пакете. Загрузку порошком волокон определяли, исходя из увеличения веса волокон после удаления избытка порошка путем просеивания через сито (70 меш). Коэффициент загрузки предпочтительно поддерживали в пределах от около 0,5 до около 0,8 для порошкообразного угля и в пределах от около 0,5 до около 0,6 для порошкообразного APS-силикагеля. Полученные образцы волокон затем вводили в пространство фильтра сигареты 2280 после удаления жгутов Р 1 и Р 2. Жгут Р 2 затем снова вставляли в сигаретный фильтр для образования конфигурации P2/F(x), как показано в табл. 4 и 6. После этого проводили испытания с полученной в результате сигаретой в соответствии с хорошо известными стандартами FTC. Полученные в экспериментах с данной сигаретой ТРМ процентные отклонения содержания метана и доставки уксусного альдегида, цианистого водорода, метанола и изопрена, калиброванные по метану, используемому в качестве внутреннего стандарта, приведены в табл. 4 и 6. Таблица 4 Для сравнения, загрузку микрополостей частицами в данных экспериментах поддерживали на уровне около 25 мг на 100 мг волокна в примерах, приведенных в табл. 4. Процент отклонения для компонентов газовой фазы считался значительным только в том случае, если абсолютные значения для компонентов более чем в три раза превышали соответствующееRSD. Эти данные сравнивали с контрольным фильтром конфигурации P1/S/P2. Все четыре примера в табл. 4 не продемонстрировали никакого существенного увеличения сопротивления потоку, когда жгут Р 1 (77 мг) заменили на при 13 близительно 100 мг волокна с микрополостями,загруженного 25 мг порошкообразных частиц в конфигурации P2/F(x). Изменения в доставке метана были значительно меньше чем RSD. Порошки удерживались большей частью во внутреннем пространстве внутренних полуоткрытых микрополостей волокон, так что они не ограничивали поток газа. Порошкообразный APSсиликагель селективно обеспечил существенно большее процентное снижение содержания уксусного альдегида (36-46%) и цианистого водорода (73-75%), но низкое (несущественное) процентное снижение содержания метанола (513%) и изопрена (23-32%). Порошкообразные угли обеспечивают немного меньшее, но существенное процентное снижение содержания уксусного альдегида (29-31%) и цианистого водорода (58-69%), и большее существенное процентное снижение содержания метанола (4346%) и изопрена (45-57%). Селективность фильтра по фильтрации различных компонентов можно регулировать за счет используемого адсорбирующего/абсорбирующего материала. В табл. 6 и 7 можно видеть дополнительные примеры использования волокон с микрополостями, загруженных углем или аминопропилсилиловым силикагелем, которые обеспечивают уменьшение содержания уксусного альдегида,цианистого водорода, метанола и изопрена в газовой фазе дыма. Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании фильтра сигаретного дыма,который может обеспечить не только селективное уменьшение содержания определенных компонентов газовой фазы, но также регулирование общей доставки твердых частиц. Особое преимущество новых сигаретных фильтров по изобретению состоит в том, что они позволяют фиксировать адсорбирующие/абсорбирующие материалы в предпочтительной конфигурации для взаимодействия с потоком газа, не блокируя доставку желательных компонентов в фазе частиц дыма. Траектории прохода фазы частиц дыма можно регулировать или оптимизировать путем модифицирования геометрии уплотнения волокон и плотности волокон для обеспечения желательной общей доставки твердых частиц в одном и том же типе сигаретных стержней. Это может быть проиллюстрировано с помощью двух примеров, показанных в табл. 4, в которых введенные загруженные волокна дополнительно разрезали пополам по длине и сильнее уплотняли в том же пространстве. Общая доставка твердых частиц у сигареты того же типа может быть уменьшена от 9 до 5 мг путем уменьшения межволоконного пространства, при этом не было отмечено явного изменения снижения количества компонентов газовой фазы. Из результатов, показанных в табл. 5, следует, что уменьшение плотности упаковки волокон может снизить доставку ТРМ (твердых частиц). Конфигурации P2/F(x) с волокнами с 14 менее загруженными полостями позволяют увеличить доставку фазы твердых частиц. Изготовили и испытали ряд фильтров конфигурацииP2/F(x), с использованием сигареты 2280, с уменьшающимися количеством волокон и загрузкой порошкообразным углем. Данные по доставке ТРМ и газовой фазы приведены в табл. 5. Как ожидалось, доставка ТРМ быстро возрастала по мере снижения загрузки. В то же время,доставка компонентов газовой фазы также повышалась, если включали меньше угля для взаимодействия с газовой фазой. Таблица 5 В табл. 5 использованы следующие аббревиатуры: мг - миллиграммы; мкг - микрограммы. Фиг. 7 представляет собой график, полученный на основе данных табл. 5. Он показывает действие загрузки на доставку ТРМ и компонентов газовой фазы. На графике мы показали предпочтительное окно 72 загрузки, составляющей 45-65 мг загруженного углем волокна(содержащего приблизительно 26-38 мг РР, 3 денье волокна и 19-27 мг угольной пыли). В этом интервале загрузки конфигурация P2/F(x) не только обеспечивала уменьшение содержания целевых компонентов газовой фазы, таких как уксусный альдегид, цианистый водород,метанол и изопрен, но и обеспечивала улучшенную доставку ТРМ. В конфигурации P2/F(x) пространство, занятое импрегнированным волокном, имеет наружный диаметр около 7,5 мм и длину 18 мм (объем около 800 мм 3), так что предпочтительная плотность загрузки волокна с микрополостями размером 3 денье составляет около 32,5-47,5 мг/см 3. Хотя оптимальная эффективность фильтрации наблюдалась в окне загрузки 72, в объеме настоящего изобретения также находится использование других количеств загрузки в зависимости от желательной эффективности фильтрации. Для дополнительного исследования вышеупомянутого предпочтительного окна загрузки 72 приготовили и испытали еще несколько примеров сигарет 2280 с конфигурацией фильтра P2/F(x). Результаты приведены в табл. 6. Результаты, приведенные в табл. 6, показывают, что все образцы сигарет, содержащие 31 или более миллиграмм загруженного углем волокна с микрополостями, продемонстрировали существенное снижение компонентов газовой фазы. Когда фильтры содержат 40 или более миллиграмм волокна, снижение ТРМ становится значительным. Примеры, в которых исполь 15 зовали загруженные APS-силикагелем 3 dpf (3 денье) волокна с микрополостями и которые показаны в табл. 7, демонстрировали те же тенденции. Более интересно то, что, как показано в табл. 8, соотношение доставки компонентов газовой фазы (таких как уксусный альдегид,цианистый водород, метанол и изопрен) к доставке ТРМ у ссылочной сигареты 2280 может быть значительно уменьшено, если загруженное абсорбирующим/адсорбирующим порошком волокно с микрополостями используют в конфигурации P2/F(x). 16 Таблица 8 Доставка компонентов газовой фазы относительно доставки ТРМ дыма в ссылочной сигарете 2280 с фильтрами P2/F(x) Таблица 6 Уменьшение количеств компонентов газовой фазы дыма при использовании импрегнированного порошкообразным углем волокна с микрополостями в конфигурации P2/F(x) в ссылочной сигарете 2280 Таблица 7 Уменьшение количеств компонентов газовой фазы дыма при использовании загруженного порошкообразным APS-силикагелем волокна с микрополостями в конфигурации P2/F(x) в ссылочной сигарете 2280 Волокна с открытыми микрополостями волокон могут иметь любую форму при условии,что микрополости удовлетворяют определению открытой микрополости. Важно только, чтобы микрополости волокна позволяли осуществить импрегнирование волокна кремнием, углем или их смесью. Например, волокна с открытыми микрополостями могут быть Y-образными ацетилцеллюлозными волокнами, как показано на фиг. 8, или иметь форму с четырьмя лепестками,как показано на фиг. 9, или могут быть 4-DG РР-волокнами фирмы Filtration Innovation Technology Inc. (FIT), или иметь одну из форм, описанных в одном из вышеуказанных патентов фирмы Eastman Chemical (такую, как на фиг. 10). Заявителями также установлено, что в том случае, когда используемые частицы абсорбента имеют достаточно малый размер, позволяющий заполнять микрополости волокон, они не создают препятствия потоку газа между волокон. Путем регулирования плотности и распределения волокон можно избежать высокого RTD при создании высокоэффективного газового фильтра. Чтобы можно было импрегнировать поверхностные полости обычных 3 dpf CA Y-образных волокон, размер частиц используемых адсорбентов, представляющих собой уголь или силикагель, должен быть менее 10 мкм в диаметре. Для волокон большего размера, таких как профилированные РР, 15 dpf 4DG-волокна, подходящий размер частиц может быть больше, в частности до 20 мкм в диаметре. Использованные в нижеприведенных примерах частицы представляли собой частицы порошкообразных углей Pica из кокосового ореха и обработанный 3-аминопропилсиланоломAPS-силикагель фирмы Grace Davison. Загруженные частицами профилированные волокна были приготовлены следующим образом. Определенную массу W0 в граммах описанного выше волокна смешивали с избыточным количеством порошка в герметичном пластиковом пакете. После встряхивания и перемешивания, а в неко 17 торых случаях после сжатия рукой, смесь пропускали через сито 20 меш. Излишки порошка в волокнах удаляли в вытяжном шкафу. После этого образец взвешивали, и измененную массуW1 (в граммах) и ее процентное увеличение,достигнутое за счет этой операции, фиксировали как удерживание частиц. Данные по удержанию частиц приведены в табл. 9. Очевидно, что эти частицы заполняют внутренние пространства между лепестками волокон, так что они не препятствуют потоку газа между волокнами. Таблица 9 Способность различных образцов волокон с фасонным поперечным сечением к удерживанию частиц При импрегнировании порошком использовали сжатие рукой в дополнение к встряхиванию 1) Волокно PP/4DG является образцом волокон DPL-283, извитых, 15 dpf, длиной 2 дюйма; а волокно PET/4DG - DPL-672, 6 dpf, пряжа из 31 волокна, оба - фирмы FIT. 2) CA/Y - это целлюлозоацетатное, трехлепестковое волокно, используемое в настоящее время при производстве сигаретных фильтров. 3) Порошкообразный уголь представляет собой угольную пыль 99-2-3 из кокосового ореха (с диаметром частиц от 1 до 10 мкм) фирмы Pica. 4) Порошкообразный APS-силикагель является обработанным 3-аминопропилсиланолом силикагелем фирмы Grace Davison. Способность волокон с открытыми микрополостями удерживать частицы зависит не только от геометрического соответствия между частицами и микрополостями в волокнах, но также от процедуры импрегнирования. Как показано в табл. 9, некоторое механическое сжатие рукой может привести к значительному повышению способности к удерживанию частиц. 3dpf Y-образное целлюлозоацетатное (СА) волокно может удерживать 9-22% порошкообразного APS силикагеля в зависимости от усилия,приложенного при импрегнировании, в то время как способность этого волокна к удерживанию угольной пыли из кокосового ореха составляет лишь около 10% из-за меньшего геометрического соответствия. Почти все используемые частицы APS силикагеля имели диаметр 2-4 мкм. Однако частицы угольной пыли имеют неправильную форму, и некоторые из них имеют размер в одном направлении более 5 мкм, то есть превышающий глубину полостей 3 dpf Y 004755 18 образных волокон. Это препятствует упаковке угольной пыли в пространства между лепестками СА волокон даже при использовании механического усилия. Для волокон с более глубокими микрополостями, такими как микрополости РР, 15 dpf 4DG-волокон, обеспечивается упаковка обоих порошков в полости. Как ожидалось, было достигнуто более высокое удерживание порядка 30-70%. Протестированные 6 dpf РЕТ/4DG-волокна показали меньшее удерживание частиц по сравнению с 15 dpf PP/4DGволокнами из-за менее глубоких микрополостей. Для образования эффективных фильтров газовой фазы некоторые из вышеописанных волокнистых материалов использовали для замены СА-жгутов в фильтрующих участках сигарет 1R4F. После того, как сопротивление затяжке и показатель разбавления дыма (DDI) полученных образцов сигарет были признаны приемлемыми, их выкуривали в соответствии с протоколом, согласно которому затяжки объемом 55 мл совершали в течение 2 с с 30 секундными интервалами между затяжками. Доставку частиц (ТРМ) определяли путем улавливания на фильтре Cambridge, а компоненты газовой фазы измеряли с помощью калиброванной лазерной системы FT-IR. Результаты приведены в табл. 10 и на фиг. 11-16. Таблица 10 Данные по выкуриванию сигарет 1R4F с замененными фильтрами При затяжках 55 мл/2 с интервалами 30 с между нимиДлина фильтра 22 мм с дополнительным 5 мм САжгутом из пластифицированного целлюлозоацетатного волокна Значения в диапазоне, характеризующем сигареты 1R4F, которые приведены в табл. 10,получены при исследовании более 10 образцов,выкуренных между опытами с другими образцами. Эти фильтры были изготовлены с использованием пластификаторов. Для устранения эффекта воздействия пластификаторов в примерах Е 1-Е 4 образцы сигарет 1R4F с фильтрами были 19 изготовлены из СА волокон без использования пластификаторов. Процесс подготовки таких образцов начинался с операции втягивания жгута крючком в предварительно изготовленную цилиндрическую обертку из бумаги для фильтров. После обрезки обернутые фильтры нарезали на отрезки длиной 27 мм и вставляли в сигареты 1R4F для замены исходных СА-фильтров. Приведенные весовые значения СА-волокна представляют собой фактический вес волокна,полученный, исходя из общего веса фильтра за вычетом веса обертки, составляющего около 37,5 мг. Из-за большего количества СА-волокна в фильтре образцы Е 3 и Е 4 имели более высокое сопротивление затяжке и меньшее ТРМ по сравнению с образцами Е 1 и Е 2. Эти образцы могут служить в качестве лучших контрольных образцов, чем обычные сигареты 1R4F, для демонстрации эффекта введения порошков в последующие образцы сигарет, приготовленные в аналогичных условиях. В образцах Е 5 и Е 6 сигарет СА-волокно по примеру 2 (табл. 10), наполненное порошкообразным APS-силикагелем, использовали при подготовке фильтров длиной 27 мм для этих сигарет. После этой операции 23-39 мг порошкообразного APS-силикагеля вводили в фильтры в зависимости от веса волокна. В образце Е 7 обычный СА-жгут длиной 5 мм был добавлен в качестве мундштука, так что указанное САволокно и порошкообразный APS-силикагель были сжаты до участка длиной 22 мм. Это сжатие привело к несколько более высокому сопротивлению затяжке и меньшему ТРМ, но оба значения по-прежнему были сравнимы со значениями, полученными для обычных сигарет 1R4F. Влияние введенного таким образом порошкообразного APS-силикагеля на компоненты газовой фазы может быть четко показано с помощью данных по доставке уксусного альдегида и цианистого водорода при последовательных затяжках, приведенных на фиг. 11 и 12. При одинаковом сопротивлении затяжке и наличииAPS-силикагеля в фильтре, образец Е 6 продемонстрировал значительно меньшую доставку уксусного альдегида и цианистого водорода при последовательных затяжках, чем образец Е 2 и контрольные образцы, представляющие собой обычные сигареты 1R4F. Образцы Е 8-11 сигарет были приготовлены из загруженных порошкообразным углем СА-волокон по примерам 4 и 5 (табл. 10) с использованием способа, описанного для образцов Е 1-4. Вследствие низкой способности к удерживанию частиц в эти образцы было введено только 13-18 мг порошкообразных углей. Большая загрузка фильтров волокном в образцах Е 10 и Е 11 обусловила увеличенную загрузку углем, но сопротивление затяжке и общее ТРМ у этих образцов были сравнимы с такими же показателями сигарет 1R4F. При меньшем количестве волокна образцы Е 8 и Е 9 имели сопротивление 20 затяжке и общее ТРМ, сравнимые с показателями образцов 1R4F. Приготовили дубликаты образцов Е 8 и Е 9, а именно образцы Е 8 А и 9 А, для оценки эффективности введенных порошкообразных углей. При условиях FTC 4-ю затяжку проанализировали методом GC/MS (газовой хроматографией/масс-спектрометрией). Используя этан в качестве внутреннего эталона и сигареты 1R4F в качестве контрольного образца,определяли уменьшение количества выбранных компонентов газовой фазы дыма, выпускаемого из этих двух образцов. Результаты этих экспериментов приведены в табл. 11. Значения, приведенные в табл. 11, используются только для демонстрации преимуществ идеи включения угля в сигаретные фильтры в данной области техники. Заявители полагают, что эти значения могут быть дополнительно увеличены, если будет повышена степень удерживания порошкообразного угля при использовании меньших частиц угля или СА-волокон большего размера. Таблица 11 Влияние включения мелких частиц угля на изменение компонентов дыма 4-я затяжка по условиям FTC, GC/MS детектор, с этаном в качестве внутреннего стандартаЖгут с оберткой для фильтров массой 37,5 мг Образцы Е 12-14 из табл. 10 представляют собой контрольные образцы сигарет, приготовленные путем вставки образца немодифицированного 15 dpf PP 4DG-волокна в фильтрующие участки сигарет 1R4F. Как ожидалось, чем больше волокна было введено, тем выше было сопротивление затяжке. Е 15-18 из табл. 10 являются образцами сигарет, приготовленными из загруженного угольным или APS-силикагелевым порошком РР 4DG-волокна, по примерам 7,8 и 11 в табл. 10. Благодаря большому волокну и глубоким полостям в этом волокне, было достигнуто хорошее удерживание частиц (до 64%) как при использовании угля, так и при использовании APS-силикагеля. При сравнимых значениях сопротивления затяжке и общего ТРМ в каждую сигарету может быть введено большое количество (до 60 мг) порошкообразного угля или APS-силикагеля. Влияние загруженных абсорбирующих частиц на компоненты газовой фазы может быть продемонстрировано с помощью данных, показанных на фиг. 13-16. В целом уголь продемонстрировал активность по отношению к более широкому диапазону соединений в процессе физической адсорбции, в то время как APS 21 силикагели поверхностной обработки продемонстрировали избирательную активность по отношению к определенным компонентам, таким как альдегиды и цианистый водород, в процессе химических реакций. Из фиг. 15 и 16 видно, что уголь проявляет активность при удалении таких соединений, как изопрен и метанол, в то время как APS-силикагель не продемонстрировал никакой существенной активности при тех же условиях испытаний. При удалении одних и тех же соединений они показали разную кинетику реакции и активность. Эту разницу можно видеть при анализе данных на фиг. 13,характеризующих доставку уксусного альдегида при последовательных затяжках. Уголь продемонстрировал свойства, характерные для физической абсорбции, то есть при первой и второй затяжках он абсорбировал большую часть уксусного альдегида и затем постепенно достиг насыщения после 6-й затяжки. APS-силикагель имел значительно меньшую физическую поверхность, которая была использована очень быстро при первой затяжке. Вследствие малой скорости химической реакции реакция между аминогруппой APS-силикагеля и уксусным альдегидом не давала результатов до 5-й затяжки. Максимальное уменьшение доставки уксусного альдегида было достигнуто приблизительно на 9-й затяжке. Аналогичную разницу между порошкообразными углем и APS-силикагелем также можно установить при анализе данных,показанных на фиг. 14 и характеризующих доставку цианистого водорода при последовательных затяжках, хотя при этом видно, что насыщение физической поверхности как у порошкообразного угля, таки у порошкообразного APSсиликагеля происходило медленнее вследствие низкой концентрации этого компонента в дыме. Дополнительные образцы фильтров из профилированных волокон, содержащих смеси порошков, были приготовлены следующим образом. 2,0 г порошкообразных смесей 5 различных составов были приготовлены путем смеши 004755 22 вания и встряхивания 0, 0,5, 1,0, 1,5 и 2,0 г порошкообразного APS-силикагеля Grace Davison соответственно с 2,0, 1,5, 1,0, 0,5 и 0 г угольной пыли Pica 99-2-3 из кокосового ореха в пяти промышленно выпускаемых пластиковых пакетах 3x5 с застежкой-молнией. Порошкообразные смеси перемешивали и встряхивали в пакетах. Порошками импрегнировали волокна путем введения 0,5 г РР 4DG-волокна (извитого 15dpf, длиной 2 дюйма, DPL 283, фирмы FIT) в каждый из пяти пакетов, содержащих порошок,и пакет герметично закрывали. После встряхивания без сжатия руками смесь волокна и порошка высыпали на сито 40 меш. Избыточный порошок удаляли путем встряхивания и сдувания пыли. Это делали до тех пор, пока при падании волокна на кусок белой бумаги порошок не высыпался. Процентное увеличение веса образцов при данном процессе фиксировали как коэффициент загрузки на фиг. 17. Сигареты переделывали сначала на крутильной машине для удаления САфильтрующих жгутов из используемых сигарет 1R4F, при этом в сигаретах оставался полый участок длиной 27 мм. После этого некоторое количество описанных выше загруженных волокон медленно вводили в этот полый участок в качестве фильтра. Сопротивление затяжке и показатель DDI (разбавления) получившихся в результате образцов измеряли с использованием прибора CFO ANALOGIC Champion и результаты записывали в табл. 12. Приготовленные образцы сигарет в данном случае имели значения сопротивления затяжке (127-152 мм водяного столба) и DDI (24-31%), сравнимые со значениями этих показателей для стандартных сигарет 1R4F, как показано в табл. 12. Табл. 12 иллюстрирует влияние введения смеси порошкообразного APS-силикагеля и порошкообразного угля на общую доставку (компонентов дыма) 1R4F при условиях FTC. Таблица 12 Влияние введения смеси порошкообразного APS-силикагеля и порошкообразного угля на общую доставку 1R4F при условиях FTC Образцы сигарет выдерживали ("уравновешивали") в помещении с регулируемой средой при температуре 72F (22C) и относительной влажности 60%, по меньшей мере, в течение 24 ч перед их выкуриванием при условиях FTC с помощью электрической зажигалки. Общее ТРМ (частицы), полученное при курении, улавливали и определяли путм взвешивания фильтра Cambridge. Состав газовой фазы дыма анализировали с помощью калиброванной лазерной инфракрасной системы. Выбранные данные измерений приведены в табл. 12 и в нижеследующих табл.13-16. Таблица 13 На фиг. 17 показано влияние композиции частиц на коэффициент загрузки РР 4DGволокна. Коэффициент загрузки различался несущественно при изменении состава частиц от 100% частиц APS-силикагеля (APS) до 100% 24 частиц угля (С). Выраженный в процентах коэффициент загрузки для всех пяти композиций изменялся в узком диапазоне от 25,6 до 27,5%. В табл. 12 приведены данные, полученные при выкуривании приготовленных вышеописанным образом образцов сигарет в условияхFTC. При использовании общей доставки метана (СН 4) в качестве внутреннего стандарта, общую доставку уксусного альдегида, цианистого водорода, метанола и изопрена при выкуривании сигареты сравнивали с соответствующими средними значениями, полученными при выкуривании 6 контрольных сигарет 1R4F за определенное время. Выраженную в процентах разницу, полученную при вышеуказанном сравнении,считали существенной, если ее абсолютные значения более чем в три раза превышали величинуRSD, полученную при выкуривании контрольных образцов 1R4F. Из табл. 12 видно, что введение 100% угля обеспечило существенное снижение доставки уксусного альдегида, цианистого водорода, метанола и изопрена, в то время как введение 100% порошкообразного APS-силикагеля обеспечило значительное снижение только уксусного альдегида и цианистого водорода. Три композиции смеси обеспечили существенное, но не лучшее снижение уксусного альдегида и цианистого водорода, чем образцы, загруженные только порошкообразным углем или только порошкообразным APS-силикагелем. Интересно,что сравнение смесей также показало существенное уменьшение изопрена, но не метанола. Очевидно, что смеси имеют более высокую избирательную активность по отношению к изопрену, чем к метанолу, по сравнению как с углем, так и с APS-силикагелем. Вследствие изменения избирательности фильтрации по отношению к различным компонентам дыма доставка различных компонентов будет изменяться. Это можно использовать в качестве средства регулирования вкуса сигарет. В табл. 13-16 приведены данные по доставке соответственно уксусного альдегида, цианистого водорода, изопрена и метанола из образцов сигарет при последовательных затяжках. Как показано в табл. 13, все пять композиций продемонстрировали задержку большей части уксусного альдегида при первых 3-4 затяжках и постепенно снижали свою активность при последующих затяжках. Не было отмечено существенной разницы между пятью композициями на кривых доставки уксусного альдегида при последовательных затяжках. Как показано в табл. 14, порошкообразный APS-силикагель имеет более высокую активность относительно цианистого водорода по сравнению с порошкообразным углем, особенно при более поздних затяжках (7-9), при этом все композиции смесей продемонстрировали уровень активности, находящийся между уровнями активности этих двух чистых (100%) образцов. Из табл. 15 и 16 25 видно, что APS-силикагель не проявил никакой существенной активности как по отношению к изопрену, так и по отношению к метанолу, в то время как уголь обеспечил хорошее снижение этих двух компонентов. Композиции смесей продемонстрировали различный уровень активности по отношению к изопрену и метанолу,находящийся между уровнями активности порошка, состоящего только из угля, и порошка,состоящего только из APS-силикагеля. Можно получить различный набор доставляемых компонентов дыма при использовании смеси из различных абсорбентов, таких как порошкообразный APS-силикагель и порошкообразный уголь из кокосового ореха. Смеси из порошкообразного APS-силикагеля и порошкообразного угля продемонстрировали различные уровни фильтрационной активности, находящиеся между уровнями фильтрационной активности порошков, состоящих только из угля или только из APS-силикагеля. Использование смесей различных композиций из различных абсорбентов в фильтре из профилированных волокон может обеспечить получение различных вкусов дыма в отличие от использования чистых вариантов. В заключение следует отметить, что было показано, что профилированные волокна с открытыми или полуоткрытыми микрополостями могут использоваться для получения усовершенствованных фильтров для фильтрации газовой фазы. Их микрополости могут быть использованы для удерживания мелких частиц абсорбентов, таких как порошкообразный уголь и порошкообразный APS-силикагель или их смеси, не создавая большого сопротивления затяжке. Сигаретные фильтры, изготовленные из этих загруженных волокон без пластификатора, продемонстрировали более высокую эффективность при удалении определенных компонентов сигаретного дыма по сравнению с обычными СА-фильтрами в сигаретах 1R4F. В зависимости от поверхностных свойств введенных порошков из твердых частиц удаление газообразных компонентов может быть осуществлено или посредством физической адсорбции, или в результате химической реакции. Путем выбора механизма реакции могут быть избирательно удалены определенные компоненты сигаретного дыма. В соответствии с настоящим изобретением предложены высокоэффективные сигаретные фильтры, обладающие способностью избирательно удалять определенные компоненты основного потока дыма. В зависимости от компонентов, количество которых подлежит уменьшению, вводимые адсорбенты/абсорбенты могут быть химически обработаны или введены вместе с определенными химическими реактивами, которые обладают высокой реакционной способностью и избирательностью по отношению к этим компонентам. Размер используемых 26 частиц адсорбентов/абсорбентов может быть значительно меньше размера, известного из уровня техники, с обеспечением улучшенной кинетики реакций с газовой фазой. Предпочтительный размер используемых частиц можно регулировать в зависимости от размера волокон и просвета и объема полостей в волокне. Для волокна с микрополостями размером 3 денье (3dpf) размер захваченных частиц может находиться в диапазоне 1-15 мкм. Волокно с микрополостями размером 6 денье может удерживать частицы большего размера, превышающего 1-15 мкм. Важно то, что частицы захватываются во внутреннем объеме волокна за счет их импрегнирования внутри объема указанного волокна. Введенные мелкие частицы не вызывают существенного увеличения сопротивления потоку газа, которое характерно для самих волокон,загруженных или нет. Общую доставку ТРМ,обеспечиваемую сигаретой, можно регулировать и оптимизировать путем регулирования плотности набивки и геометрии волокон, и ТРМ, по существу, не будет зависеть от степени загрузки волокон мелкими частицами адсорбирующих/абсорбирующих материалов. Другие полимерные материалы, включая сложный полиэфир и полисульфон, но не только их, также можно использовать для волокон с микрополостями, предназначенных для использования в данном изобретении. Можно использовать другие волокнистые материалы при условии, что они пригодны для использования в сигаретах. Микрополости, подобные описанным здесь, необязательно должны быть непрерывными. Загруженные волокна могут быть введены в любую часть сигареты или в любую часть приспособления для курения любой возможной конструкции, которая позволяет подвергать их воздействию потока дыма для достижения определенного здесь эффекта. Все ссылочные материалы, рассмотренные выше, полностью включены в данное описание путем ссылки для всех пригодных целей. Хотя выше были показаны и описаны конкретные варианты выполнения изобретения, для специалиста в данной области будет понятно,что возможны различные модификации и изменения расположения частей без отхода от идеи и объема изобретения, и что изобретение не ограничивается показанными и описанными здесь конкретными вариантами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сигаретный фильтр, содержащий волокно с полуоткрытыми микрополостями, причем указанные микрополости загружены углем и/или аморфным силикагелем. 2. Сигаретный фильтр, содержащий волокно с открытыми микрополостями, причем ука 27 занные полости загружены углем и/или аморфным силикагелем. 3. Фильтр по п.1 или 2, в котором указанное волокно является трехлепестковым волокном. 4. Фильтр по п.1 или 2, в котором указанное волокно является четырехлепестковым волокном. 5. Фильтр по любому предшествующему пункту, в котором указанные адсорбирующие/абсорбирующие частицы находятся в количестве от около 1 до около 150% от веса волокна. 6. Фильтр по п.5, в котором уголь находится в количестве около 20-80% от веса волокна. 7. Фильтр по п.6, в котором указанное волокно загружено угольным волокном из кокосового ореха, с коэффициентом загрузки около 50%. 8. Фильтр по любому предшествующему пункту, в котором волокно имеет микрополость около 3 денье на элементарное волокно, а указанные уголь и/или аморфный силикагель имеют размер частиц от около 1 до 15 мкм. 9. Фильтр по любому предшествующему пункту, в котором отсутствуют или по существу отсутствуют связующие или пластификаторы. 10. Фильтр по любому предшествующему пункту, в котором указанное волокно загружено аморфным силикагелем и угольным волокном из кокосового ореха. 28 11. Сигарета с конфигурацией "жгут/пространство/жгут" (PSP), содержащая дальний по ходу потока жгут, пространство, ближний по ходу потока жгут и табак, причем в указанное пространство включен фильтр по любому предшествующему пункту, а указанный дальний по ходу потока жгут, указанный фильтр в указанном пространстве, указанный ближний по ходу потока жгут и указанный табак заключены в обертку. 12. Сигарета с конфигурацией "жгут/пространство", содержащая пространство, ближний по ходу потока жгут и табак, причем в указанное пространство включен фильтр по любому из пп.1-10, а указанный фильтр в указанном пространстве, указанный ближний жгут и указанный табак заключены в обертку. 13. Способ изготовления фильтра по любому из пп.1-10, предусматривающий механическое смешивание углерода и/или аморфного силикагеля с волокном так, чтобы частицы были захвачены в указанных микрополостях. 14. Способ изготовления фильтра по любому из пп.1-10, предусматривающий электростатическое взаимодействие волокна с углеродом и/или аморфным силикагелем так, чтобы уголь и/или аморфный силикагель был захвачен в указанных микрополостях.