CN102763897A

CN102763897A - 一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法

Info

Publication number: CN102763897A
Application number: CN2012102412740A
Authority: CN
Inventors: 周新庆; 方斌; 陈水平
Original assignee: HUBEI JINYE YUYANG CHEMICAL FIBRE CO LTD
Current assignee: HUBEI JINYE YUYANG CHEMICAL FIBRE Co.,Ltd.; Shenzhen Ruifeng New Material Technology Group Co., Ltd
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2032-07-13
Also published as: CN102763897B

Abstract

一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）开松：在市售滤棒成型机组上，将线密度为3.5～5.0Ktex的聚乳酸纤维烟用丝束用滤棒成型机组开松；（2）上胶：将可降解粘合剂喷洒在开松的聚乳酸纤维烟用丝束上；（3）成型和切断；（4）滤棒烘干；（5）平衡：将烘干后的滤棒放入平衡室中平衡6小时以上即可制得一种聚乳酸纤维滤棒。本发明提供的一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，可以解决聚乳酸纤维滤棒的工业化生产问题，使用现有的市售滤棒成型机组即可生产，制备的滤棒卷烟吸味接近醋纤滤棒，并能满足卷烟使用要求。

Description

一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法

技术领域

本发明涉及一种烟用滤棒的制备方法，尤其是一种可完全降解的聚乳酸纤维滤棒的制备方法。

背景技术

香烟滤嘴对降焦减害，提高香烟品位起到很大作用，是卷烟生产过程中不可缺少的一部分。目前市场上的香烟滤嘴材料主要有二种，一是醋酸纤维滤棒，二是聚丙烯纤维滤棒。醋酸纤维滤棒综合性能优越，主要用于中高档香烟，但醋酸纤维丝束是以多年生的优质木材为原料，经化学反应生产出二醋酸纤维素片，再用丙酮溶解后干法纺丝生产出来的，整个生产过程工艺复杂、投资较大、价格昂贵，也易带来环境污染。我国的森林资源有限，木材质量也不适合生产醋酸纤维素，每年需大量进口醋酸纤维素和醋酸纤维丝束。且近几年，随着森林砍伐的日益严重和人们环保意识的日益增强，加拿大等优质木材生产国已开始限制森林砍伐，从而使全世界范围内醋酸纤维素和醋酸纤维丝束的供应日趋紧张，这决定了醋酸纤维滤嘴棒不可能在中低档香烟中大量使用。另一方面，纤维素本身是可以降解的，但醋酸酯化后，生物降解性能有所下降，不再属于严格意义上的降解材料。聚丙烯纤维丝束来源丰富，生产过程简单，价格较低，但是由于聚丙烯纤维本身的结构特点，生产的滤嘴棒综合性能较差，只能用于低档香烟。聚丙烯纤维不能生物降解，大量使用，产生的废弃物对环境不利。

近几年，生物降解高分子材料有了快速发展，特别是乳酸类聚合物，如聚乳酸，乳酸和乙醇酸的聚合物等，在自然条件下或在人体条件下，会发生生物降解，最终变成二氧化碳和水，不留任何污染物，是名副其实的环境友好、绿色环保材料。聚乳酸是一种可生物降解的新型高分子材料，是以玉米、甘蔗、马铃薯、甘薯等农作物经过现代生物技术生产出乳酸产物为原料，再经过特殊的聚合反应过程生成的高分子材料，它的原料是可快速再生的植物资源，原料来源充分、价格低廉。

近年来，国内在聚乳酸纤维丝束方面的研究较多。专利申请号为200610131699.0和201010229540.9的专利申请公开了聚乳酸纤维烟用丝束的生产方法；中国科学院长春应用化学研究所研究表明：聚乳酸烟用丝束对极性和非极性烟气成分气体有较高的吸附/吸收能力，但对烟碱的吸附却很少，聚乳酸过滤嘴的香烟可能有自己独特的吸味风格。聚乳酸香烟过滤嘴具有同二醋酸纤维素过滤嘴相近的过滤能力，可以有效的过滤烟气中的有害物质，过滤效果优于聚丙烯。

在聚乳酸纤维滤棒方面的研究报道较少，技术成果也不太成熟。有文献报道了一种烟用滤棒的制备方法，该方法采用三醋酸甘油酯、乳酸甘油酯、柠檬酸甘油酯等增塑剂对低结晶的聚乳酸纤维丝束进行增塑粘接制备出滤棒，但是利用该方法制成的滤棒存放过程中存在收缩现象，硬度低、切面缩头、耐热性差，不能满足卷烟使用要求。国内也有单位用丙纤水乳胶研制出聚乳酸纤维滤棒，生产的滤棒硬度、圆周、切面等物理指标较好，但是接烟后的卷烟吸味虽好于丙纤棒，而与醋纤棒相比仍有差距；而且丙纤水乳胶降解性能较差，聚乳酸纤维优良的降解性能也不能完全体现出来，该滤棒推广价值不大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，可以解决聚乳酸纤维滤棒的工业化生产问题，使用现有的市售滤棒成型机组即可生产，制备的滤棒卷烟吸味接近醋纤滤棒，并能满足卷烟使用要求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）开松：在市售滤棒成型机组上，将线密度为3.5～5.0Ktex的聚乳酸纤维烟用丝束用滤棒成型机组开松，展开宽度为18～23cm；

（2）上胶：将可降解粘合剂喷洒在开松的聚乳酸纤维烟用丝束上；

（3）成型和切断：将上胶后的聚乳酸纤维烟用丝束送入市售滤棒成型机组的烟枪，选用成型纸卷制搭口成型，并切割成指定长度的滤棒；

（4）滤棒烘干；

（5）平衡：将烘干后的滤棒放入平衡室中平衡6小时以上即可制得一种聚乳酸纤维滤棒。

步骤（2）中，可降解粘合剂为改性乳酸粘合剂或改性淀粉胶，改性乳酸粘合剂可采用乳酸或乳酸低聚物接枝丙烯酸酯或醋酸乙烯酯等而形成的水性乳液粘合剂，改性淀粉胶可采用氧化淀粉胶、淀粉醋酸酯胶、羧基淀粉胶、聚乙烯醇改性淀粉胶等。

可降解粘合剂的重量为聚乳酸纤维烟用丝束重量的8～20%。

步骤（3）中，成型纸为普通成型纸或高透成型纸；使用的搭口胶为卷烟用水基搭口胶；在成型纸内侧中间部位与聚乳酸纤维烟用丝束之间，可加入或者不加中线胶，中线胶为卷烟用水基搭口胶。

步骤（4）中，烘干温度为60～120℃，烘干时间为30～90分钟。

步骤（5）中，平衡湿度为60±5%，平衡温度为22±2℃。

上述市售滤棒成型机组为ZL21型或ZL23型滤棒成型机组。

本发明提供的一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，有益效果如下：

1、完全生物降解，丝束本身和它们的降解产物对人体无毒无害，对环境不造成污染。

2、生产聚乳酸纤维滤棒的主要原料为聚乳酸纤维烟用丝束，聚乳酸纤维的主要原料为乳酸，是淀粉的发酵产物，而淀粉是可再生资源，可大量生产，价格便宜，进而降低了生产成本。

3、主要采用聚乳酸纤维烟用丝束和可降解粘合剂，可以解决聚乳酸纤维滤棒的工业化生产问题，使用现有的市售滤棒成型机组即可生产，制备的滤棒对卷烟烟气的过滤吸附性能优良，有独特的吸味风格，明显优于聚丙烯纤维滤棒，可以在中高档香烟上推广应用。

具体实施方式

实施例1

选用丝束线密度为4.2ktex、单丝线密度为3.8dtex的聚乳酸纤维烟用丝束，在ZL21型滤棒成型机组上，将其开松后，开松的展开宽度为18～23cm，喷加聚乳酸纤维烟用丝束重量15%的改性淀粉胶，用规格为26g/m²、宽度为26.5mm的高透成型纸，卷制成型生产出规格为144mm×24.1mm的滤棒，在80℃烘干60分钟，然后在温度22℃、湿度60%的条件下，平衡6小时以上，取样检测，滤棒硬度为88%，吸阻为3300Pa，滤棒外观良好、切面平整，上机接烟顺利，卷烟吸味接近醋纤滤棒，可以满足卷烟使用要求。

实施例2

选用丝束线密度为4.8ktex、单丝线密度为4.4dtex的聚乳酸纤维烟用丝束，在ZL21型滤棒成型机组上，将其开松后，开松的展开宽度为18～23cm，喷加聚乳酸纤维烟用丝束重量12%的改性淀粉胶，用规格为40g/m²、宽度为26.5mm的普通成型纸，卷制成型生产出规格为100mm×24.1mm的滤棒，在90℃烘干50分钟，然后在温度22℃、湿度60%的条件下，平衡6小时以上，取样检测，滤棒硬度为89%，吸阻为2800Pa，滤棒外观良好、切面平整，上机接烟顺利，卷烟吸味接近醋纤滤棒，可以满足卷烟使用要求。

实施例3

选用丝束线密度为4.5ktex、单丝线密度为3.8dtex的聚乳酸纤维烟用丝束，在ZL23型滤棒成型机组上，将其开松后，开松的展开宽度为18～23cm，喷加聚乳酸纤维烟用丝束重量18%的改性淀粉胶，用规格为40g/m²、宽度为26.5mm的普通成型纸，卷制成型生产出规格为100mm×24.0mm的滤棒，在90℃烘干50分钟，然后在温度22℃、湿度60%的条件下，平衡6小时以上，取样检测，滤棒硬度为89%，吸阻为2900Pa，滤棒外观良好、切面平整，上机接烟顺利，卷烟吸味接近醋纤滤棒，可以满足卷烟使用要求。

实施例4

选用丝束线密度为4.5ktex、单丝线密度为3.5dtex的聚乳酸纤维烟用丝束，在ZL21型滤棒成型机组上，将其开松后，开松的展开宽度为18～23cm，喷加聚乳酸纤维烟用丝束重量12%的改性乳酸粘合剂，用规格为40g/m²、宽度为26.5mm的普通成型纸，卷制成型生产出规格为120mm×24.0mm的滤棒，在90℃烘干50分钟，然后在温度22℃、湿度60%的条件下，平衡6小时以上，取样检测，滤棒硬度为89%，吸阻为3500Pa，滤棒外观良好、切面平整，上机接烟顺利，卷烟吸味接近醋纤滤棒，可以满足卷烟使用要求。

实施例5

选用丝束线密度为3.5ktex，单丝线密度为3.2dtex的聚乳酸纤维烟用丝束，在ZL21型滤棒成型机组上，将其开松后，开松的展开宽度为18～23cm，喷加聚乳酸纤维烟用丝束重量8%的改性乳酸粘合剂，用规格为40g/m²、宽度为26.5mm的普通成型纸，卷制成型生产出规格为100mm×24.0mm的滤棒，在60℃烘干90分钟，然后在温度22℃、湿度60%的条件下，平衡6小时以上，取样检测，滤棒硬度为86%，吸阻为2200Pa，滤棒外观良好、切面平整，上机接烟顺利，卷烟吸味接近醋纤滤棒，可以满足卷烟使用要求。

实施例6

选用丝束线密度为5.0ktex、单丝线密度为4.5dtex的耐热型聚乳酸纤维烟用丝束，在ZL23型滤棒成型机组上，将其开松后，开松的展开宽度为18～23cm，喷加聚乳酸纤维烟用丝束重量20%的改性乳酸粘合剂，用规格为35g/m²、宽度为26.5mm的普通成型纸，卷制成型生产出规格为120mm×24.1mm的滤棒，在120℃烘干30分钟，然后在温度22℃、湿度60%的条件下，平衡6小时以上，取样检测，滤棒硬度为90%，吸阻为3500Pa，滤棒外观良好、切面平整，上机接烟顺利，卷烟吸味接近醋纤滤棒，可以满足卷烟使用要求。

上述各实施例中，可降解粘合剂为改性乳酸粘合剂或改性淀粉胶，改性乳酸粘合剂可采用乳酸或乳酸低聚物接枝丙烯酸酯或醋酸乙烯酯等而形成的水性乳液粘合剂，改性淀粉胶可采用氧化淀粉胶、淀粉醋酸酯胶、羧基淀粉胶、聚乙烯醇改性淀粉胶等。

Claims

1. 一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）开松：在市售滤棒成型机组上，将线密度为3.5～5.0Ktex的聚乳酸纤维烟用丝束用滤棒成型机组开松；

（4）滤棒烘干；

2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，开松的展开宽度为18～23cm。

3.根据权利要求1或2所述的一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，其特征在于：步骤2）中，可降解粘合剂为改性乳酸粘合剂或改性淀粉胶。

4.根据权利要求1或2所述的一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，其特征在于：骤2）中，可降解粘合剂的重量为聚乳酸纤维烟用丝束重量的8～20%。

5.根据权利要求1或2所述的一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，烘干温度为60～120℃，烘干时间为30～90分钟。

6.根据权利要求1或2所述的一种聚乳酸纤维滤棒的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，平衡湿度为60±5%，平衡温度为22±2℃。