WO1997016986A1

WO1997016986A1 - Filterzigarette

Info

Publication number: WO1997016986A1
Application number: PCT/EP1996/004733
Authority: WO
Inventors: Eberhard Teufel; Wolfgang Sexauer; Rolf Willmund
Original assignee: Rhodia Acetow Ag
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1997-05-15
Also published as: EP0859558B1; TR199800832T2; IL124335A0; LV12123B; NO982079D0; KR100265506B1; KR19990067457A; LT4447B; LV12123A; BG63814B1; DK0859558T3; SK282028B6; NO306144B1; PT859558E; CA2234795C; EE03660B1; EE9800152A; IS4737A; CA2234795A1; RU2140758C1

Abstract

Beschrieben wird eine Filterzigarette, deren Filter a) faserförmiges Filtermaterial enthält, b) ein Additiv mit antimutagener Wirkung auf den Zigarettenrauch in einer Menge von weniger als 15 Masse-%, bezogen auf das Fasergewicht des Filters, enthält und c) beim Abrauchen einer gleichartigen, jedoch kein Additiv enthaltenden, unventilierten Filterzigarette eine Nikotinretention RN (in %) aufweist (bestimmt nach CORESTA, recommended method No. 9), die folgender Formel genügt: RN ≥ 100 * (1-D), wobei gilt: D = exp (A * B + C), mit A = 21 mm - Filterlänge (mm) für Filterlängen ≤ 25 mm bzw. A = -4 mm für Filterlängen > 25 mm, B = 9,3 * 10-3 (1/mm) und C = -(d4 * Δp * K + L) mit d = Filterdurchmesser (mm), Δp = Zugwiderstand des Filters (mmWS), K = 1,0228 * 10?-6 (1/(mm4¿ * mm WS)) und L = 0,2334. Mit diesem Filter lassen sich, nach dem Ames-Test mit dem Stamm TA 98 gemessen, mutagen wirkende Substanzen mit einer Selektivität von mindestens 10 % besser als andere Rauchinhaltsstoffe filtrieren. Ferner wird ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung einer solchen Filterzigarette beschrieben.

Description

Filterzigarette

Die Erfindung betrifft eine Filterzigarette, deren Filter ein Additiv mit antimutagener Wirkung auf den Zigarettenrauch enthält.

Aus der Lebensmitteltechnologie sind antimutagene Wirkstoffe bekannt. Dort werden auch viele der in Lebensmitteln vorkommenden Mutagene und deren Abscheide¬ mechanismen untersucht und dargestellt (vgl. u.a. P. Grasso, C.O. 'Hare; Chemical Carcinogens ACS Monograph (Ch.E. Searle ed.), American Chemical Society, Washington (1976), S. 700 - 728). Als die in Lebensmitteln wirksamsten Mutagene werden heute einige Pyrolyseprodukte von Proteinen angesehen, wie z.B. die Verbindungen Tr-Pl, Tr-P2, Glu-Pl , Glu-P2 oder auch IQ (vgl. u.a. K. Wakabayashi,

M. Nagao, H. Esumi, T. Sugimura; Cancer Research, 52. (1992), S. 2092 - 2098). Diese Mutagene zeigen in Mutagenitätstests, wie dem in der Fachwelt gut bekannten Ames-Test (Arnes et al., Methods for Detecting Carcinogens and Mutagens with the Salmonella / Mammalian-Microsome Mutagenicity Test. , Mutat. Res. 31, S. 347-364 und C. Smith et al. ; Mutation Research, 279, (1992), S. 61-73), ein extrem hohes mutagenes Potential. Derartige Verbindungen lassen sich in lebenden Organismen offensichtlich mit hoher Effizienz in wäßriger Phase an Bestandteile meist pflanzlicher Nahrungsmittel binden und damit dem Stoffwechsel als wasserunlösliche Komplexverbindungen wirksam entziehen. Als solche antimutagen wirkende Substanzen werden u.a. Chlorophyllin und Hemin und damit verwandte Derivate beschrieben (vgl. u.a. R. Dashwood, D. Gno; Environmental and Molecular Mutagenesis, 22, (1993), S. 166 - 171 , S. Arimoto, H. Hayatsu; Mutation Research, 213, (1989), S. 217 - 226, sowie Kato et al., Mutation Research, 246, (1991), S. 169-178). Die mutagene Wirkung von Zigarettenrauch, bestimmt durch den Ames-Test, ist in der Fachwelt allgemein bekannt. Unklar und umstritten ist es aber, auf welche Substanzgruppe die mutagene Wirkung von Zigarettenrauch tatsächlich zurückzuführen ist. So werden diesbezüglich polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe und auch unterschiedliche Nitrosamine genannt (vgl. u.a. E.L. Wynder und D. Hoffmann; "Smoking and Lung Cancer: Challenges and Opportunities", Cancer Research 54, S. 5284 (1994)), obwohl einige Arbeitsgruppen klar zeigen konnten, daß, was die Wirkung im Ames-Test anbetrifft, deren mutagenes Potential in Zigarettenrauch zu vernachlässigen ist, da die Konzentrationen, in denen diese Substanzen im Rauch handelsüblicher Zigaretten vorkommen, bei weitem zu gering sind, um die in genormten Mutagenitätstests beschriebenen Effekte zu erklären. Obwohl unter Fachleuten immer noch umstritten, mehren sich die Hinweise, daß die Aktivität von Rauchkondensaten im Ames-Test (TA 98 und TA 100) hauptsächlich auf die Bildung polycyclischer aromatischer Amine bei der Verbrennung von Tabak zurückzuführen ist (vgl. u.a. R.S. Lake et al. : "Fresh whole smoke mutagenicity assay with YG salmonella strains",

Vortrag gehalten auf der 48 Tobacco Chemists' Research Conference, 25.-28. September 1994, und M. Mitsuko et al. ; Jpn. J. Cancer Res. , 77, (1986), S. 419 - 422).

Es gibt eine große Zahl von Schriften, die die Verwendung unterschiedlichster Additive zur spezifischen Reduzierung bestimmter Rauchinhaltsstoffe vorschlagen. Die DE-PS 1 300 854 beschreibt die Verwendung saurer Carbonsäurealkylester als Vernetzungs- bzw. Verfestigungsmittel. Auf die Offenbarung dieses Patentes stützen sich eine Reihe weiterer Schriften über die Verwendung organischer Säuren als Filteradditiv, um die Nikotinretention spezifisch zu erhöhen. Das Besondere an diesem Gedanken ist es, daß das Additiv gleichzeitig als Weichmacher wirkt und somit eine industrielle Fertigung der

Filter leicht möglich ist. Die DE-PS 1 300 854 offenbart jedoch keinerlei Hinweis, wie mutagene Substanzen aus Zigarettenrauch entfernt werden könnten. Entsprechendes gilt auch für die Lehre nach der DE-OS 43 20 348, die ebenfalls die Verwendung organischer Säuren als Filteradditiv anspricht. Die Wirksamkeit der in der DE-PS 1 300 854 beschriebenen Filteradditive in einem Filter Tow wurde an einem solchen mit einem Filamenttiter von mehr als 3 dtex nachgewiesen. Über eine mögliche Reduzierung der biologischen Aktivität im Ames-Test von Zigarettenrauch machen weder die DE-PS 1 300 854 noch die DE-OS 43 20 384 irgendwelche Angaben.

Die DE-OS 25 27 234, JP 50-125100 und JP 51-32799 beschreiben die Verwendung von Cyclodextrin, insbesondere von ß-Cyclodextrin, zur Filtration von insbesondere Nikotin. Die Applikation dieses Additivs kann direkt auf Celluloseacetat-Filtern oder als Granulat in Kammerfiltern erfolgen. Die beschriebenen Mengen sind extrem hoch, 30 bis 80 mg pro Filter nach den beiden japanischen Anmeldungen und "hauptsächlich oder ausschließlich" nach den Angaben der DE-OS 25 27 234. Über eine mögliche Reduzierung der biologischen Aktivität des Rauches wird nicht berichtet.

Die US-PS 5 409 021 beschreibt ein Zigarettenfilter als Doppel- oder Dreifachkam¬ merfilter, bei dem die Kammer Lignin als Füllmaterial enthält. Die in den Beispielen genannten Mengen an wirkungsvollem Lignin liegen zwischen 22 und 66 mg. Das bekannte Filter ist gegenüber Nikotin, Benzpyren, CO, Metallen und tabakspezifischen Nitrosaminen wirksam. Die Reduktion der biologischen Aktivität nach dem Ames-Test (TA 98) wird nicht angesprochen. Die eingesetzten Mengen an Additiv liegen bei ca. 20 bis 50% des Filterfasergewichts.

Die EP-A-0 493 026 beschreibt das Imprägnieren eines Celluloseacetatfilters mit einem N,N'-bis(3-triethoxysilyl-propyl)thiocarbamid-Monomer in Konzentrationen von 6 bis 15 % . Die Maßnahme bewirkt eine erhöhte Filterwirksamkeit gegenüber polycyclischen

Aromaten, Metallen und tabakspezifischen Nitrosaminen. Aussagen über die Retention des verwendeten Filters werden nicht gemacht. Auch werden keine Auswirkungen auf die biologische Aktivität des Rauches im Ames-Test (TA 98) behandelt.

Das russische Patent 2 010 546 beschreibt eine Kombination der Lehren nach der EP-A-0 493 026 sowie dem US-Patent 5 409 021. Die JP-5-23159 beschreibt ein Zigarettenfilter mit Ellagsäure als Additiv. Hierbei wird auch deren antimutagene Wirkung angesprochen. Als Mengen an Additiv werden 1 bis 10 mg pro Filter empfohlen. Dessen antimutagene Wirkung nach dem Ames-Test (TA 98) wird nicht nachgewiesen.

Die EP-A-0 246 330 beschreibt die Reduktion der Mutagenität im Ames-Test (TA 98) durch aktivierte Cellulosepulver, cellulosische Ionenaustauscher oder durch mit Hemin dotierte Cellulosen in Pulverform. Die Beispiele beschreiben ausschließlich Kammerfilter. Die Menge an Pulver, die man braucht, um eine Reduktion der spezifischen Mutagenität von mehr als 10% zu erzielen, liegen deutlich über 15 %, bezogen auf das eingesetzte Filterfasergewicht. Das Additiv soll auch zwischen die Acetatfasern eines Monofilters eingestreut werden können. Über die Wirksamkeit dieser Maßnahme wird nichts Näheres ausgeführt. Überprüfungen haben gezeigt, daß sich erst bei einer Menge von Additiv von deutlich mehr als 10mg pro Filter eine Wirkung im

Ames-Test (TA 98) von mehr als 10% erreichen läßt.

Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Filterzigarette der eingangs geschilderten Art vorzuschlagen, bei der der Tabakrauch derartig filtriert wird, daß, nach dem Ames-Test mit dem Stamm TA 98 gemessen, mutagen wirkende Substanzen mit einer Selektivität von mindestens 10%, insbesondere mehr als 20%, besser als andere Rauch inhaltsstoffe filtriert werden. Ferner soll die Erfindung eine besonders geeignete Methode vorgeschlagen, wie das Additiv auf das Filter aufgebracht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Filterzigarette gelöst, deren Filter ein Additiv mit antimutagener Wirkung auf den Zigarettenrauch enthält, wobei das

Filter a) faserförmiges Filtermaterial enthält, b) das Additiv in einer Menge von weniger als 15 Masse- % , bezogen auf das Fasergewicht des Filters, enthält und c) beim Abrauchen einer gleichartigen, jedoch kein Additiv enthaltenden, unventilierten Filterzigarette eine Nikotinretention RN (in %) aufweist (bestimmt nach CORESTA, recommended method No.9), die folgender Formel genügt: R_N > 100 * (1-D) wobei gilt:

D = exp ( A * B + C ), mit A = 21 mm - Filterlänge (mm) für Filterlängen ≤ 25 mm bzw. A = -4 mm für Filterlängen > 25 mm, B = 9,3 *10"³ (1/mm) und

C = -( d⁴ * Δp * K + L ) mit d = Filterdurch messer (mm),

Δp = Zugwiderstand des Filters (mmWS), K = 1,0228 * IO"⁶ (1/ (mm⁴ * mmWS)) und L = 0,2334.

Wie bereits erwähnt, ist die Filterkonstruktion von entscheidender Bedeutung. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß für die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Maßnahmen eine Mindestretention erforderlich ist, die bei Filtern in heute handelsüblichen Zigaretten nur selten erreicht wird. Als Retention wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung die Nikotinretention als Richtgröße herangezogen.

Die Filtrationsleistung eines Zigarettenfilters ist neben den Materialeigenschaften des Filtermaterials von den Dimensionen des Filters, wie Durchmesser und Filterlänge, und dem Druckabfall im Filter (in der Zigarettenindustrie benutzt man den Begriff

Zugwiderstand, um den Druckabfall zu bezeichnen) abhängig.

Die erforderliche Filtrationsleistung eines Filters und hier insbesondere die Nikotinretention lassen sich durch folgende empirisch ermittelte Gleichung ausdrücken: R_N > 100 * (1-D), (I) wobei die Nikotinretention (in Prozent) und D die Durchlässigkeit des Filters bezüglich Nikotin darstellt. Die Durchlässigkeit eines Filters bezüglich Nikotin ergibt sich aus folgender Gleichung:

D = exp ( A * B + C ),

wobei die Variable A die Abhängigkeit der Filterleistung von der Filterlänge beschreibt. Die Variable A errechnet sich durch Subtraktion der tatsächlichen Filterlänge I von der Länge eines King-Size-Filters I₀.

A =l₀ - 1,

wobei gilt: 1 = Filterlänge in mm und 1₀= 21 mm = Länge eines King-Size-Filters.

Da überraschenderweise festgestellt wurde, daß man zur Lösung der erfindungsgemaßen Aufgabe bei Filterlängen von über 25 mm die Mindestretention nicht mehr entsprechend der wachsenden Filterlänge steigern muß, wird bei Filterlängen über 25 mm ein Wert für A von -4 mm eingesetzt.

B stellt eine Konstante dar, die zu

B = 9,3 *10"³ (1/mm)

ermittelt wurde.

Die Variable C beschreibt die Abhängigkeit der Filterleistung von Durchmesser und Zugwiderstand:

C = -( d⁴ * Δp * K + L ), d = Filterdurch messer (mm) Δp = Zugwiderstand des Filters (mmWS)

K = 1,0228 * IO^"6 (1/ (mm⁴ * mmWS)) L = 0,2334,

wobei die Konstanten K und L Materialkonstanten darstellen, die zur Festlegung der Mindestretention entsprechend der oben angegeben Werte bestimmt wurden.

Für die Abrauchungen zur Bestimmung der Mindestretention wird die CORESTA Monitor Zigarette No. 2 (Vergl. Coresta Approved Monitor No. 2 (CM2) der Fa. borgwaldt technik D - 22525 Hamburg) eingesetzt. Da dieses Produkt aber nur für einen Durchmesser definiert ist, werden bei anderen Zigarettendurchmessern Tabakstränge aus identischem Tabak (flue cured), Strangpapier, Casing und Tabakdichte eingesetzt. Da die Nikotinretention unabhängig von den Strangdimensionen ist, und die Nikotinretention von Zigarettenfiltern bei Verwendung von flue cured - Tabaken identisch ist mit der Kondensatretention (G. Lipp: Beiträge zur Tabakforschung 3, 109 (1965)), ist die Vorgehensweise zur Bestimmung der Retention unkritisch.

Die Art des in den erfindungsgemäßen Filterzigaretten eingesetzten faserförmigen Filtermaterials ist nicht kritisch. So kann es sich bei diesen Materialien beispielsweise um Fasern aus Polypropylen, Viskose, Polyester und insbesondere cellulosische Materialien handeln. Hierbei wird Celluloseacetat besonders bevorzugt. Dabei können die faserförmigen Filtermaterialien in Form eines Filter Tows oder eines Vlieses eingesetzt werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn ein Filter Tow aus einem Celluloseacetat besteht. Für den Fall, daß ein Vlies eingesetzt wird, besteht dieses vorzugsweise aus einem Papier, aber es können auch Vliese aus hochfibrillierten cellulosischen Fasern oder sogenannte Melt-blown-Vliese und Spinnvliese eingesetzt werden. Bei einem Filter Tow aus Celluloseacetat enthält dieses vorzugsweise Spinnfasern und/oder Filamente eines Titers von weniger als 3 dtex, insbesondere von 1,0 bis 2,7 dtex. In diesem Falle wird eine besonders gute Filterwirkung erzielt.

Gesteigert wird die gewünschte Filterwirkung auch dadurch, daß das Filter ventiliert ist. Zur weitergehenden Erläuterung eines Filters sei auf die EP-B-0 368 065 verwiesen. Hieraus ist es bekannt, daß in ventilierten Zigaretten die Abscheidung von flüchtigen, insbesondere wasserdampfflüchtigen Substanzen, mit steigendem Ventilationsgrad zunimmt. Im Rahmen der Erfindung ist es ein Ventilationsgrad von mindestens 15 %, insbesondere von 20 bis 70% , vorteilhaft.

Im Rahmen der Erfindung liegt das Additiv in der Filterzigarette in einer Menge von weniger als 15 Masse- % , bezogen auf das Fasergewicht des Filters, vor. Dieser niedrige Anteil ist überraschend und nur aufgrund der besonderen Filterkonstruktion, die die erfindungsgemäße Filterzigarette kennzeichnet, möglich. Dieser Wert läßt sich bei einer vorteilhaften Auswahl der Additive noch wesentlich senken. So ist es im Einzelfall möglich und vorteilhaft, wenn das Additiv in einer Menge von weniger als 10 Masse- % , insbesondere von weniger als 7 Masse-% , bezogen auf das Fasergewicht des Filters, vorliegt. Als Mindestwert sind etwa 0,5 Masse- % , bezogen auf das Fasergwicht des Filters, anzusehen. Hierbei lassen sich verschiedene Gruppen von Verbindungen mit besonderem Vorteil einsetzen, die gegenüber den Pyrolyseprodukten von Aminosäuren oder Proteinen selektiv filtrierend wirken. Hierunter fallen die bereits vorstehend im Zusammenhang mit der Lebensmitteltechnologie erläuterten Verbindung Tr-Pl etc. an. Hierbei handelt es sich insbesondere um a) ein Additiv in Form einer Säure, eines sauren Salzes einer Säure und/oder eines sauren Carbonsäureester, b) ein Additiv in Form einer makromolekularen, hydrophilen organischen Verbindung mit inneren Hohlräumen zur komplexen Einbindung niedermolekularer Substanzen, c) ein Additiv in Form phenolischer Verbindungen und/oder d) ein Additiv in Form eines Komplexbildners für niedermolekulare Substanzen. In diese Gruppierungen von Verbindungen fallen im einzelnen: Gruppierung a): saure Zitronensäureester (diese Verbindungen wirken auch gleichzeitig als Weichmacher für Celluloseacetat und können somit ebenfalls über die Weichmacherdosierung, vorzugweise im Gemisch mit anderen Weichmachern, problemlos appliziert werden), Suberinsäure, saure Maleinsäure-, Fumarsaure- und/oder Adipinsäureester, insbesondere in Form der Alkylsäureester, worunter die Methyl- und Ethylester bevorzugt sind, b) ein Additiv in Form von Poly- und/oder Oligosacchariden, insbesondere in Form von aktivierten Cellulosen und Stärkederivaten und/oder Cyclodextrin, wobei das ß-Cyclodextrin besonders bevorzugt ist, sowie in Form eines nativen Proteins, insbesondere in Form von ß-Lactoglobulin, c) ein Additiv in Form von Ellagsäure und/oder Lignin, und d) ein Additiv in Form eines Metallkomplexes von Porphyrinen, wie sie strukturell vom Hämoglobin oder Chlorophyll oder Vitamin B₁₂ bekannt sind, wobei sich Chlorophyllin als besonders wirksam erwiesen hat, da es genügend gut in Triacetin löslich, um es bei der Filterherstellung in wirksamer Menge über die Weichmacherdosierung aufzubringen. Von besonderem Vorteil sind unter den angesprochenen Polyphenolen schnell verfügbare Lignin-Typen mit guter Löslichkeit in Triacetin und anderen Weichmachern für Celluloseacetat. Dies führt zu einer problemlosen Applikation des Additivs während üblicher Filterherstellungsverfahren.

Für die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist es zudem vorteilhaft, bei der Herstellung der Zigarette Tabakmischungen zu verwenden, die einen möglichst niedrigen Proteingehalt aufweisen. Durch diese Maßnahme wird die Entstehung mutagener Substanzen reduziert.

Die erfindungsgemäßen Filterzigaretten lassen sich anhand üblicher Verfahren herstellen. Allerdings wird es bevorzugt, daß das Additiv auf den Filter, gefertigt aus einem faserförmigen Filtermaterial, insbesondere in Form von Celluloseacetat, im Gemisch mit einem Weichmacher, insbesondere in Form von Glycerintriacetat, bei einer üblichen

Filterstabherstellung appliziert wird.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt umreißen: Das gewählte

Filtrationskonzept gestattet es, die geforderten Effekte bei minimalem Materialansatz an Additiv zu erzielen. Darüber hinaus ist eine Optimierung möglich, wenn Additive aus -lü¬ den angesprochenen definierten Substanzgruppen ausgewählt werden, um den Filtereffekt zu verbessern. Dabei wird dieser Vorteil von der Erkenntnis getragen, daß hier eine besondere Zielgruppe von mutagen wirkenden Substanzen selektiv filtriert werden muß. Die im Ames-Test nachgewiesenen Effekte lassen sich in Zellkulturen höherer Organismen, wie dem Hamsterzelltest der Zellkultur V79, in vollem Umfang verifizieren. Dies unterstreicht eindrucksvoll die Relevanz der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Frage Rauchen und Gesundheit. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil der Erfindung ist es, daß eine besonders geeignete Methode zur industriellen Fertigung der Filter angegeben wird, die ohne wesentliche Modifikation der bestehenden Technologien realisierbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels noch näher erläutert.

Beispiel

Für das faserförmige Filtermaterial wurde von einem Filter Tow aus Cellulose-2,5-acetat unterschiedlicher Spezifikationen ausgegangen. Die Bedeutung der nachstehend verwendeten Filtertow-Spezifikationen sind der Broschüre "Die Qualität um Rhodia Filter Tow" vom September 1994, herausgegeben von der technischen Kundenbetreuung Rhodia Filtertow der Firma Rhöne-Poulenc Rhodia AG, Freiburg, Bundesrepublik

Deutschland zu entnehmen. Dabei ist zu beachten, daß es sich bei den Bezeichnungen "SK" und "HK" um eine Kennzeichnung bzgl. des Kräuselindexes handelt, die ausschließlich von dem Departement Filtertow der Firma RHONE-POULENC verwendet werden. Die Fertigung der Filter erfolgte auf einer Filterstabmaschine KDF2 mit einem Strangteil AF 2 der Firma Körber AG (Hauni-Werke), Hamburg,

Bundesrepublik Deutschland. Die Filterstabmessungen waren 7,8 x 120 mm. Als Filterumhüllungspapier wurde ein Papier der Firma Julius Glatz, Papierfabriken, Neidenfels, Bundesrepublik Deutschland mit der Bezeichnung F 796-28 verwendet. Das Additiv wurde in Mischung mit Triacetin mittels der Weichmacherdosierung aufgebracht. Als Additive wurden Citronensäurediethylester (CDE) (Boehringer Mannheim GmbH, Chemische Fabrik, Mannheim, Bundesrepublik Deutschland, Art. 663502) und Lignin (Lignin-organosolv der Fa. Aldrich-Chemie, Steinheim, Bundesrepublik Deutschland, Art. 37,101-7) eingesetzt. Die Weichmacherbestimmung erfolgte durch Differenzwägung von Filterstäben mit und ohne Weichmacher. Die Auflage an Additiv wurde aufgrund der Weichmacherauflage und der Konzentration des Weichmachers im Triacetin errechnet. Die folgende Tabelle I enthält eine Zusammenstellung der gefertigten Filterstäbe:

Tabelle I

Anmerkungen: Die Angaben in Tabelle I in der Spalte "Titer" bedeuten: erste Zahlenangabe Titer in Denier eines Filaments und zweite Zahlenangabe Titer in Denier des Filtertows dividiert durch 1000. "Y" kennzeichnet die Querschnittsform des Filaments.

Die Filterstäbe wurden auf eine Länge von 20 mm geschnitten, an den Tabakstrang einer CORESTA-Monitorzigarette angeklebt und nach CORESTA recommended method No. 22 und 23 abgeraucht. Die Nikotinbestimmung und die Bestimmung der Nikotinretention erfolgte nach den Methoden CORESTA recommended method No. 7 und 9. Die Zugwiderstände der zugeschnittenen Filter (Länge = 20 mm) stehen zu den in obiger Tabelle I angegebenen Zugwiderstandswerten der Filterstäbe (Länge = 120 mm) im Verhältnis der zugeschnittenen Länge zur ursprünglichen Länge. Die Kondensate wurde mittels des Arnes-Tests (Maron, Dorothy M. and Arnes, Bruce N. , Revised methods for the Salmonella mutagenicity test, Mutation Research, 113 (1983) 173-215, unter Berücksichtigung der in den OECD-Guideline for Testing of chemicals No. 471 vom 26. Mai 1983 beschriebenen allgemeinen Rahmenbedingungen) auf ihre mutagene Wirkung geprüft. Alle Versuche erfolgten mit dem Bakterienstamm TA 98 mit metabolischer Aktivierung. Die Kondensatgewinnung für den Ames-Test erfolgte nach den Normen CORESTA recommended No. 22 und 23. Da beim Abrauchen der Versuchszigaretten, bedingt durch die ungleichen Filterwirksamkeiten der Versuchs filter, unterschiedliche Kondensatmengen entstehen, werden die Kondensatlösungen durch Verdünnung auf gleiche Konzentration gebracht, um eine Aussage über die spezifische, das heißt kondensatmengenunabhängige Mutagenität zu ermöglichen. Die Extraktion des berauchten Cambridge-Filter und die Verdünnung wird wie folgt durchgeführt: Das Cambridgefilter wird in 50 ml Ethanol p.A. 60 min lang unter Schütteln in einem Erlenmeyerkolben extrahiert. Ein aliquoter Teil der Lösung wird entnommen und dessen Extinktion UV-spektroskopisch bei einer Wellenlänge von

310 nm bestimmt. Die ursprüngliche Kondensatlösung wird dann so verdünnt, daß sie rein rechnerisch eine Extinktion von 2,0 aufweist. Diese Angabe entspricht einer Feuchtkondensatkonzentration, je nach Feuchte und Nikotingehalt des Feuchtekondensats von ca. 4 mg/ml Ethanol. Aliquote Teile (5, 10, 20, 30, 40, 50 _/xl) dieser Lösung werden dann im Ames-Test TA 98 eingesetzt. Im Bereich zwischen 5 und 50 μl ergibt sich üblicherweise eine lineare Dosis-Wirkungsbeziehung, so daß die Reduzierung der Mutagenität bei einer bestimmten Kondensatlösungsmenge ausgewertet werden kann. Die in der folgenden Tabelle II angegebenen Werte über die Reduzierung der Mutagenität (% Reduktion im Ames-Test) wurden bei einer Kondensatlösungsmenge von 40 μ\ ermittelt. Die Anzahl der Revertanten bei der Versuchszigarette A3,0 gilt als Referenz und wurde zu 100% festgesetzt. In der letzten Spalte der Tabelle II entsprechen negative Werte einer demgegenüber reduzierten und positive Werte einer erhöhten Mutagenität.

In folgender Tabelle II sind die Abrauchwerte und die Ergebnisse zusammengefaßt: Tabelle II

* erfindungsgemäßes Beispiel

Dem Beispiel ist zu entnehmen, daß durch eine Erhöhung der Additiv-Menge auch eine Erhöhung der antimutagenen Wirkung erreicht wird (vgl. insbesondere die Probe Bl,5- 2), daß aber die dabei eingesetzte Additiv-Menge, im Vergleich zu den bekannten Filtern mit Additiven, sehr gering ist. Diese bedeutet, daß gemäß der vorliegenden Erfindung mit relative geringen Mengen an Additiv eine sehr hohe Reduzierung der Mutagenität erreicht wird. Die Werte der gemessenen Nikotinretention für die mit B und C bezeichneten Proben dienen lediglich der Veranschaulichung. Insbesondere zeigt sich für die mit B bezeichneten Proben, daß, im Einklang mit der Lehre der DE-PS 1 300 854, durch den Citronensäurediethylester die Nikotinretention deutlich erhöht wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Filterzigarette, deren Filter ein Additiv mit antimutagener Wirkung auf den Zigarettenrauch enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter a) faserförmiges Filtermaterial enthält, b) das Additiv in einer Menge von weniger als 15 Masse- % , bezogen auf das Fasergewicht des Filters, enthält und c) beim Abrauchen einer gleichartigen, jedoch kein Additiv enthaltenden, unventilierten Filterzigarette eine Nikotinretention RM (in %) aufweist (bestimmt nach CORESTA, recommended method No.9), die folgender Formel genügt:

R_N > 100 * (1-D) wobei gilt:

D = exp ( A * B + C ), mit A = 21 mm - Filterlänge (mm) für Filterlängen < 25 mm bzw.

A = -4 mm für Filterlängen > 25 mm, B = 9,3 *10"³ (1/mm) und C = -( d⁴ * Δp * K + L ) mit d = Filterdurchmesser (mm), Δp = Zugwiderstand des Filters (mm WS),

K = 1,0228 * IO^"6 (1/ (mm⁴ * mmWS)) und L = 0,2334.

2. Filterzigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nikotinretention RN des Filters ohne Additiv mindestens 2%-Punkte, vorzugweise mindestens 5 %-

Punkte, größer ist als 100 * (1-D).

3. Filterzigarette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in einer Menge von weniger als 10 Masse- %, insbesondere von weniger als 7 Masse- %, bezogen auf das Fasergewicht des Filters, vorliegt.

4. Filterzigarette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter als faserförmiges Filtermaterial ein Filtertow aus Celluloseacetat enthält, das aus Spinnfasern und/oder Filamenten eines Titers von weniger als 3 dtex, insbesondere von 1 ,0 bis 2,7 dtex, besteht.

5. Filterzigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter ventiliert ist.

6. Filterzigarette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter einen Ventilationsgrad von mindestens 15 % , insbesondere von 20 bis 70%, aufweist.

7. Filterzigarette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv eine Säure, ein saures Salz einer Säure und/oder ein saurer Carbonsäureester ist.

8. Filterzigarette nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Form von Suberinsäure, eines sauren Zitronensäure-, Maleinsäure-, Fumarsaure- und/oder Adipinsäureesters vorliegt.

9. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Additiv in Form einer makromolekularen, hydrophilen organischen Verbindung mit inneren Hohlräumen zur komplexen Einbindung niedermolekularer Substanzen vorliegt.

10. Filterzigarette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Form von Poly- und/oder Oligosacchariden vorliegt.

11. Filterzigarette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Form von Stärke und/oder Cyclodextrin, insbesondere in Form von ß-Cyclodextrin, vorliegt.

12. Filterzigarette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Form eines Proteins vorliegt.

13. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Form einer phenolischen Verbindung vorliegt.

14. Filterzigarette nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Form von Ellagsäure und/oder Lignin vorliegt.

15. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Form eines Komplexbildners für niedermolekulare Substanzen vorliegt.

16. Filterzigarette nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Form eines Metallkomplexes eines Porphyrins vorliegt.

17. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in Mischung mit einem Weichmacher, insbesondere in Form von Glycerintriacetat, auf das faserförmige Filtermaterial appliziert ist.

18. Filterzigarette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter Teil einer Doppel- oder Mehrfachfilterkonstruktion ist.

19. Verfahren zur Herstellung einer Filterzigarette nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv auf das Filter, gefertigt aus einem faserförmigen Filtermaterial, insbesondere in Form von Celluloseacetat, im Gemisch mit einem Weichmacher, insbesondere in Form von Glycerintriacetat, bei einer üblichen Filterstabherstellung appliziert wird.

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