CN108642602A - 一种双组份烟用丝束及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种双组份烟用丝束及其制备方法，步骤：将聚乳酸树脂进行干燥处理；将聚乳酸树脂和聚丙烯树脂所用的纺丝助剂加入聚丙烯树脂和干燥的聚乳酸树脂中，熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体；熔体分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束；对双组份丝束以冷却风吹风方式冷却成型，得到冷却的双组份丝束；对冷却的双组份丝束表面进行油剂处理，得到上油的双组份丝束；牵伸与紧张热定型，得到牵伸的丝束；将牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲；对卷曲的丝束进行松弛热定型，得到双组份烟用丝束。有利于双组份丝束内部形成立体的网状结构，提高聚乳酸烟用丝束的出棒率；简便获得均匀分散的双组份烟用丝束；降低材料成本。

Description

一种双组份烟用丝束及其制备方法

技术领域

本发明属于烟用丝束制备技术领域，具体涉及一种双组份烟用丝束，并且还涉及其制备方法。

背景技术

烟用丝束是生产香烟过滤嘴棒的重要材料，具有弹性好、无毒、无味、热稳定性高、吸阻小、截滤效果显著、能选择性地吸附卷烟中的有害成分，同时又保留了一定的烟碱而不失香烟口味的优点。目前我国是以醋酸纤维素纤维和聚丙烯纤维为原料生产烟用丝束的，从加工性能和最终生产的过滤嘴的综合使用性能考虑，以醋酸纤维素纤维为首选，多使用于中高档卷烟滤嘴棒中。

醋酸纤维素丝束是以优质木材为原料，经制浆，醋化处理成二醋酸纤维素片，通过溶解，过滤，纺丝，卷曲，干燥等生产工艺加工而成。醋酸纤维素丝束的横截面形状一般为"Y"形，因此纤维的比表面积较大，对卷烟烟气中的有害成份具有较好的吸附与截留作用。但我国是木材缺乏国家，每年需进口大量木材和木浆，并且醋酸纤维素丝束在制浆，醋化处理和溶液纺丝过程中会产生大量有机废水，耗能高，污染大，严重制约了醋酸纤维素丝束的发展，因此急需开发一种替代产品。

聚丙烯烟用丝束是我国卷烟行业特有的一种过滤材料，具有白度好、无毒、无异味、平滑柔软、均匀的优点。聚丙烯纤维原料取自石油，采用熔融纺丝的方式生产，相比醋酸纤维素纤维，原料和生产成本较低，并且生产过程无三废产生。但由于聚丙烯是一种碳氢结构的非极性物质，本身不带有任何极性基团，丝束表面光滑，其吸附能力远不如醋酸纤维，烟气过滤效果差，抽吸时有较强的辛辣味，一般只能用于低档卷烟。并且，近年来随着烟草行业产品结构的调整，我国香烟档次不断提高，低档卷烟用量逐年下降，聚丙烯烟用丝束将逐步退出市场。

聚乳酸纤维是以可再生的玉米、甜菜、谷物或薯类等农作物淀粉发酵制取的乳酸作为原料，经聚合、纺丝而制成的一种聚酯纤维。它不仅具有良好的生物相容性，而且降解产物为二氧化碳和水，不污染环境，对生物体无毒副作用，是一种重要生物质纤维材料。研究报道称聚乳酸纤维与醋纤结构相似，分子表面含有丰富的极性基团，所以聚乳酸丝束对极性物质具有较强的亲合力，可以与焦油组分和低分子物质发生化学反应，反应物牢牢留在纤维表面，同时，丝束表面具有微孔和粗糙感，在对烟气的吸附过程中，同时具有物理吸附和化学吸附双重效果。用聚乳酸材料所制滤棒吸附效果良好，滤棒接装后，吸附性能、抽吸口感与醋纤相似，明显优于丙纶纤维。

中国专利申请号为200610131699.0和200710055310.3公开了一种利用乳酸类聚合物树脂制造香烟过滤嘴丝束纤维以及烟用滤棒的技术信息。但聚乳酸纤维在烟用丝束加工工艺和滤棒成型工艺上存在以下问题：

（1）聚乳酸纤维耐温较低，在开松上胶机和滤棒成型机的高速旋转的螺纹辊、橡胶辊以及切割刀头的压力、摩擦等剪切作用下会软化，从而发生粘辊和粘刀现象，造成非正常停车，或大幅降低成棒速度；

（2）同时，聚乳酸纤维缺乏类似于三醋酸甘油脂这样的安全有效的粘结剂；

（3）此外，相对于醋酸纤维素和聚丙烯纤维，聚乳酸纤维的比重大，因此为满足滤棒吸阻、硬度和外观等要求，必须填充更多的丝束，从而造成聚乳酸纤维丝束的出棒率低，成本大幅提高。

为解决上述问题，申请号为201010102007.6的中国专利中公开了一种通过聚乳酸与聚丙烯共混熔融纺丝的方法，以解决现有技术条件下制备工艺高，比重大，滤棒成型难等缺点。但聚乳酸为极性聚合物，聚丙烯为非极性聚合物，热力学不相容，缺乏可实际操作性。申请号为201210196240.4的中国专利中公开了一种皮芯型结构的聚乳酸/聚丙烯烟用复合丝束及其制备方法，该聚乳酸/聚丙烯复合烟用丝束是采用复合纺丝技术，通过熔融纺丝法制得的单根纤维的截面呈皮芯型结构。但由于聚乳酸与聚丙烯完全不相容，纺制的皮芯复合纤维在纺丝和牵伸过程中，极易发生皮芯剥离而不具备实用性。申请号为201210196243.8的中国专利中公开了一种通过将聚乳酸烟用丝束和相应的二醋酸纤维素烟用丝束混合制成滤棒的方法，从而降低丝束线密度，缓解醋纤烟用丝束紧张的局面，同时保持卷烟的吸味没有太大改变，并降低成本。但该专利中未描述聚乳酸丝束与醋酸纤维素丝束如何进行混合，由于聚乳酸纤维采用熔融纺丝工艺，而醋酸纤维素纤维采用溶液纺丝工艺，因此两种纤维不可能在纺丝过程中实现混合。同时，两种连续长丝束在生产过程中难以均匀分散，不具备实用性。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术所存在的问题而提供一种双组份烟用丝束及其制备方法。该双组份烟用丝束采用熔融纺丝工艺在同一喷丝板上间隔纺制聚乳酸和聚丙烯两种丝束，从而在纺丝加工过程中简便地获得高均匀分散的聚乳酸和聚丙烯双组份烟用丝束，简化了双组份纤维的混合过程，降低聚乳酸纤维用量，降低成本，同时，该双组份丝束可方便地使用现有聚丙烯烟用丝束粘合剂和滤棒成型机，使双组份烟用丝束不但保持了抽吸口感，并具有一定的硬度和高的出棒率。

本发明的目的是这样来达到的，一种双组份烟用丝束，由聚乳酸丝束和聚丙烯丝束间隔均匀分布组成双组份丝束，所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为70:30~40:60，所述双组份丝束的总线密度为0.2-2ktex，所述聚乳酸丝束的单丝线密度为1.5-6.5dtex，卷曲数为15~30个/25mm，干热收缩率低于10%，所述聚丙烯丝束的单丝线密度为1.5-6.5dtex，卷曲数为15~30个/25mm，干热收缩率低于10%。

本发明的另一目的是这样来达到的，一种双组份烟用丝束的制备方法，其是通过一步法熔融纺丝工艺，由聚乳酸树脂和聚丙烯树脂，以及这两种树脂所用纺丝助剂分别经螺杆挤出机熔融塑化，于同一喷丝板上间隔纺制聚乳酸和聚丙烯两种丝束，经冷却、上油、牵伸与紧张热定型、卷曲和松弛热定型处理后制得双组份烟用丝束，具体包括如下步骤：

（1）在纺丝前，将聚乳酸树脂进行干燥处理并且控制干燥温度、干燥时间以及控制干燥后的聚乳酸树脂的含水率，得到干燥的聚乳酸树脂；

（2）纺丝，将聚乳酸树脂和聚丙烯树脂这两种树脂所用的纺丝助剂通过定量喂料装置分别加入所述聚丙烯树脂和所述干燥的聚乳酸树脂中，经螺杆挤出机进行熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体；并且控制所述熔融塑化温度，随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱纺丝，在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件，聚丙烯树脂熔体和聚乳酸树脂熔体这两种熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔，分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，独立成型为聚乳酸丝束和聚丙烯丝束，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束；

（3）冷却，对所述双组份丝束以冷却风吹风方式冷却成型，并且控制冷却风的温度、冷却风的风压、同位风压差异率、冷却风的风速以及控制风速差异率，得到冷却的双组份丝束；

（4）上油，采用油轮涂覆上油和喷油嘴喷射上油相结合的方式对所述冷却的双组份丝束表面进行油剂处理，得到上油的双组份丝束；

（5）牵伸与紧张热定型，采用多对热辊的方式对所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸的工艺参数以及控制紧张热定型的工艺参数，得到牵伸的丝束；

（6）卷曲，将所述牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲，得到卷曲的丝束；

（7）松弛热定型，采用红外辐射、电加热热风和微波中一种或几种的组合方式对所述卷曲的丝束进行松弛热定型并且控制松弛热定型的温度，得到双组份烟用丝束，该双组份烟用丝束中的所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为70:30-40:60，双组份丝束的总线密度为0.2-2Ktex，聚乳酸丝束的单丝线密度为1.5-6.5 Ktex，卷曲数为15-30个/25mm，干热收缩率低于10%，聚丙烯丝束的单丝线密度为1.5-6.5 Ktex，卷曲数为15-30个/25mm，干热收缩率低于10%。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤（1）中所述的干燥处理为使用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理，所述的控制干燥温度、干燥时间以及控制干燥后的聚乳酸树脂的含水率是将干燥温度控制为50-130℃，将干燥时间控制为5-20小时，将含水率控制为200ppm以下。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤（1）中所述的聚乳酸树脂为具有良好可纺性的L-聚乳酸树脂、D-聚乳酸树脂、L-聚乳酸树脂与D-聚乳酸树脂的共聚物或L-聚乳酸树脂与D-聚乳酸树脂的共混物，所述的聚乳酸树脂的重均分子量为4-25万，分子量分布在6.5以内，熔融温度为145-178℃，熔融指数为1.5-35g/10min（190℃，2.16Kg），并且含有旨在提高聚乳酸树脂熔体的流动性、热稳定性和耐老化性的占聚乳酸树脂熔体的重量的0.2-5%的聚乳酸纤维纺丝助剂。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤（2）中所述的聚丙烯树脂为具有良好可纺性的均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂或者为均聚聚丙烯树脂与共聚聚丙烯树脂的混合物，所述聚丙烯树脂的重均分子量为10-35万，分子量分布在6.5以内，熔融温度为140-180℃，熔融指数为0.2-45g/10min（190℃，2.16Kg），并且含有旨在提高聚丙烯树脂熔体的流动性、热稳定性和耐老化性的占聚丙烯树脂熔体的重量的0.2-5%的聚丙烯纤维纺丝助剂。

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤（2）中所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机；所述的控制熔融塑化温度是将熔融塑化温度控制为160-265℃；所述过滤器的温度为230-275℃，过滤器的滤网目数为150-500目，滤前熔体压力为3-15MPa；所述纺丝箱的温度为250-275℃，所述计量泵的转速为12-30转/min，进入计量泵之前的熔体压力为2-14MPa，聚丙烯树脂熔体出计量泵的压力为5-15MPa，聚乳酸熔体出计量泵的压力为5-15MPa；所述喷丝孔的形状为C形、Y形、X形和中空形中的一种或两种的组合，并且喷丝孔的孔径为0.2-0.5mm，喷丝孔的长径比为1.5:1～4:1；所述纺丝箱的纺丝速度为50-100m/min。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤（3）中所述冷却风吹风方式为侧吹风、外环吹风和内环吹风中的一种或者两种的组合，所述控制冷却风的温度是将冷却风的温度控制为5-25℃，所述控制冷却风的风压是将风压控制为200-800Pa，所述控制同位风压差异率是将同位风压差异率控制为小于5Pa，所述控制冷却风的风速是将风速控制为0.2-0.6m/s，所述控制风速差异率是将风速差异率控制为低于10%。

在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤（5）中所述的控制牵伸的工艺参数是：牵伸倍数为2-4倍，牵伸温度为55-100℃，牵伸速度为100-2000m/min；所述的控制紧张热定型的工艺参数是：紧张热定型的温度为65-110℃，热辊加热方式采用工频感应或高频感应加热，其中，热辊辊面经镀铬或喷陶瓷处理，粗糙度为Ra0.08-Ra2.5，热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤（6）中所述卷曲的卷曲温度为50-90℃，卷曲轮直径为80-150mm，卷曲轮宽度为30-80mm。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤（7）中所述的控制松弛热定型的温度是将松弛热定型的温度控制为60-120℃。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的聚乳酸纤维纺丝助剂包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、结晶促进剂、增塑剂、增白剂和抗静电剂。

在本发明的还进而一个具体的实施例中，所述的聚丙烯纤维纺丝助剂包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、结晶促进剂、增塑剂、增白剂和抗静电剂。

本发明提供的技术方案与现有技术相比具有以下有益效果：

（1）相对于聚乳酸丝束，聚丙烯丝束具有较高的耐温性，在双组份烟用丝束中将起到耐热组份的作用，从而避免聚乳酸丝束在滤棒成型装备的压力、摩擦等剪切作用下软化，发生粘辊和粘刀现象，将有效防止非正常停车；

（2）双组份烟用丝束中含有聚丙烯纤维组分，在过滤棒成型过程中，可方便的使用现有聚丙烯粘合剂，以聚丙烯丝束为粘结纤维，有利于双组份丝束内部形成立体的网状结构，提高聚乳酸烟用丝束的出棒率；

（3）采用一步法熔融纺丝工艺，可简便获得均匀分散的双组份烟用丝束，并且一步法纺丝工艺自动化程度高，用工省，耗能低，有利于降低丝束生产成本；

（4）相对于聚乳酸纤维，聚丙烯纤维具有更低的成本，双组份烟用丝束的使用，将提升聚丙烯烟用丝束过滤效果，并有利于降低聚乳酸烟用丝束用量，从而降低材料成本。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例作进一步说明，但本发明的内容并不限于此。

由下面将要描述的六个实施例得到的双组份烟丝束制成烟用滤棒的过程如下：

优选采用由中国湖南省常德烟草机械集团有限公司生产的型号为YL16的开松上胶机对双组份烟用丝束进行开松和上胶处理，开松宽度为18~30cm，采用聚丙烯烟用丝束专用的水性丙烯酸粘合剂，施胶量为双组份烟用丝束重量的4~10%，优选采用由中烟机械集团公司生产的型号为ZL28型的纤维滤棒成型机将上过胶的纤维束包裹成棒，成型速率为600~1200m/min，切割成100~150mm/支，于50~120℃下烘干30min以上，于60±5%湿度、22±5℃下平衡5~12小时，最终制得烟用滤棒。按照GB5606-2004《卷烟》标准进行测试，一氧化碳量低于13.8mg/支，总颗粒相物低于16.5mg/支，烟碱低于15.6mg/支，焦油低于11.2mg/支，水分2.0~2.6mg/支，滤棒的硬度达80~90%，吸阻2500~3500Pa。

实施例1

优选采用荷兰Corbion公司生产的LX130U型聚乳酸树脂，优选采用中国宁夏神华宁煤集团有限公司的1101S型聚丙烯纤维；在纺丝前，将LX130U聚乳酸树脂使用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理，使其水份含量降低到200ppm以下，干燥温度100℃，干燥时间10小时；将占干燥聚乳酸树脂重量0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂、0.5%的增塑剂、0.5%的抗静电剂、0.5%的热稳定剂通过定量喂料装置加入LX130U型聚乳酸树脂中，将占聚丙烯树脂重量0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂、0.5%的增塑剂、0.5%的抗静电剂通过定量喂料装置加入1101S型聚丙烯树脂中，经单螺杆挤出机在200℃下进行熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体，随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱纺丝，在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件，聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体这两种熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔内分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，分别独立成型为聚乳酸丝束和聚丙烯丝束，控制聚乳酸和聚丙烯的重量比为50:50，纺丝速度350m/min，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束。过滤器温度为270℃，滤网目数300目，箱体温度265℃，聚丙烯的计量泵转速为24转/min，聚乳酸的计量泵转速为16转/min，喷丝板孔数为3000，喷丝板孔外形为C形，等效孔径为0.3mm，长径比为2:1；采用侧吹风方式对双组份丝束进行冷却成型，控制冷却风温5℃，风压200 Pa，同位风压差异率低于5 Pa，风速0.2 m/s，风速差异率低于10%，得到冷却的双组份丝束；采用油轮涂覆上油和喷油嘴喷射上油相结合的方式对所述冷却的双组份丝束进行表面油剂处理，得到上油的双组份丝束；采用多对热辊的方式对所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸速度为700m/min，拉伸倍数为2倍，牵伸温度为75℃，紧张热定型温度为85℃，热辊加热方式采用工频感应加热方式，其中热辊辊面经镀铬处理，粗糙的为Ra1.5，热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃，得到牵伸的丝束；将所述牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲并且控制卷曲的温度为50-90℃，卷曲轮直径为100mm，卷曲轮宽度为40mm，得到卷曲的丝束；采用红外辐射方式对所述卷曲的丝束进行松弛热定型并且控制松弛热定型的温度为75℃，得到双组份烟用丝束，该双组份烟用丝束中的所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为50:50，双组份丝束的总线密度为1.5Ktex，聚乳酸丝束的单丝线密度为2.5 Ktex，卷曲数为20±3个/25mm，干热收缩率为4.86%，聚丙烯丝束的单丝线密度为3.5 Ktex，卷曲数为21±3个/25mm，干热收缩率为4.85%。

从上述双组份丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比，对比发现，双组份丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异，纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支，总颗粒相物为12.7(mg)/支，烟碱量为0.76(mg)/支，水分2.16(mg)/支，焦油11.2(mg)/支，而双组分丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.5(mg)/支，总颗粒相物为14.0(mg)/支，烟碱量为1.81(mg)/支，水分2.66(mg)/支，焦油11.4(mg)/支，烟气常规成分释放量接近，性能良好。

实施例2

优选采用荷兰Corbion公司生产的LX130U型聚乳酸树脂，优选采用中国宁夏神华宁煤集团有限公司的1101S型聚丙烯纤维；在纺丝前，将LX130U聚乳酸树脂使用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理，使其水份含量降低到200ppm以下，干燥温度100℃，干燥时间10小时；将占干燥聚乳酸树脂重量0.3%的抗氧化剂、0.2%的防霉剂、0.5%的增塑剂、0.5%的抗静电剂、0.2%的热稳定剂通过定量喂料装置加入LX130U型聚乳酸树脂中，将占聚丙烯树脂重量0.2%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂、0.3%的增塑剂、0.7%的抗静电剂通过定量喂料装置加入1101S型聚丙烯树脂中，经单螺杆挤出机在200℃下进行熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体，随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱纺丝，在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件，聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体这两种熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔内分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，分别独立成型为聚乳酸丝束和聚丙烯丝束，控制聚乳酸和聚丙烯的重量比为60:40，纺丝速度400m/min，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束。过滤器温度为270℃，滤网目数300目，箱体温度265℃，聚丙烯的计量泵转速为20转/min，聚乳酸的计量泵转速为20转/min，喷丝板孔数为3000，喷丝板孔外形为C形，等效孔径为0.3mm，长径比为2:1；采用侧吹风方式对双组份丝束进行冷却成型，控制冷却风温5℃，风压200 Pa，同位风压差异率低于5 Pa，风速0.2 m/s，风速差异率低于10%，得到冷却的双组份丝束；采用油轮涂覆上油和喷油嘴喷射上油相结合的方式对所述冷却的双组份丝束进行表面油剂处理，得到上油的双组份丝束；采用多对热辊的方式对所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸速度为1200m/min，拉伸倍数为3倍，牵伸温度为75℃，紧张热定型温度为85℃，热辊加热方式采用工频感应加热方式，其中热辊辊面经镀铬处理，粗糙的为Ra1.5，热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃，得到牵伸的丝束；将所述牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲并且控制卷曲的温度为50-90℃，卷曲轮直径为100mm，卷曲轮宽度为40mm，得到卷曲的丝束；采用红外辐射方式对所述卷曲的丝束进行松弛热定型并且控制松弛热定型的温度为75℃，得到双组份烟用丝束，该双组份烟用丝束中的所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为60:40，双组份丝束的总线密度为1.5Ktex，聚乳酸丝束的单丝线密度为2.5 Ktex，卷曲数为21±3个/25mm，干热收缩率为4.81%，聚丙烯丝束的单丝线密度为3.5 Ktex，卷曲数为21±3个/25mm，干热收缩率为4.80%。

从上述双组份丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比，对比发现，双组份丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异，纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支，总颗粒相物为12.7(mg)/支，烟碱量为0.76(mg)/支，水分2.16(mg)/支，焦油11.2(mg)/支，而双组分丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.3(mg)/支，总颗粒相物为13.6(mg)/支，烟碱量为1.77(mg)/支，水分2.56(mg)/支，焦油11.1(mg)/支，烟气常规成分释放量接近，性能良好。

实施例3

优选采用荷兰Corbion公司生产的LX130U型聚乳酸树脂，优选采用中国宁夏神华宁煤集团有限公司的1101S型聚丙烯纤维；在纺丝前，将LX130U聚乳酸树脂使用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理，使其水份含量降低到200ppm以下，干燥温度100℃，干燥时间10小时；将占干燥聚乳酸树脂重量0.3%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂、0.4%的增塑剂、1%的抗静电剂、0.5%的热稳定剂通过定量喂料装置加入LX130U型聚乳酸树脂中，将占聚丙烯树脂重量0.5%的抗氧化剂、0.2%的防霉剂、0.3%的增塑剂、0.5%的抗静电剂通过定量喂料装置加入1101S型聚丙烯树脂中，经单螺杆挤出机在200℃下进行熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体，随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱纺丝，在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件，聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体这两种熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔内分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，分别独立成型为聚乳酸丝束和聚丙烯丝束，控制聚乳酸和聚丙烯的重量比为40:60，纺丝速度350m/min，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束。过滤器温度为270℃，滤网目数300目，箱体温度265℃，聚乳酸的计量泵转速为12转/min，聚乳酸的计量泵转速为27转/min，喷丝板孔数为3000，喷丝板孔外形为C形，等效孔径为0.3mm，长径比为2:1；采用侧吹风方式对双组份丝束进行冷却成型，控制冷却风温5℃，风压200 Pa，同位风压差异率低于5 Pa，风速0.2 m/s，风速差异率低于10%，得到冷却的双组份丝束；采用油轮涂覆上油和喷油嘴喷射上油相结合的方式对所述冷却的双组份丝束进行表面油剂处理，得到上油的双组份丝束；采用多对热辊的方式对所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸速度为1050m/min，拉伸倍数为3倍，牵伸温度为75℃，紧张热定型温度为85℃，热辊加热方式采用工频感应加热方式，其中热辊辊面经镀铬处理，粗糙的为Ra1.5，热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃，得到牵伸的丝束；将所述牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲并且控制卷曲的温度为50-90℃，卷曲轮直径为100mm，卷曲轮宽度为40mm，得到卷曲的丝束；采用红外辐射方式对所述卷曲的丝束进行松弛热定型并且控制松弛热定型的温度为75℃，得到双组份烟用丝束，该双组份烟用丝束中的所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为60:40，双组份丝束的总线密度为1.5Ktex，聚乳酸丝束的单丝线密度为2.5 Ktex，卷曲数为21±3个/25mm，干热收缩率为4.73%，聚丙烯丝束的单丝线密度为3.5 Ktex，卷曲数为20±3个/25mm，干热收缩率为4.79%。

从上述双组份丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比，对比发现，双组份丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异，纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支，总颗粒相物为12.7(mg)/支，烟碱量为0.76(mg)/支，水分2.16(mg)/支，焦油11.2(mg)/支，而双组分丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.6(mg)/支，总颗粒相物为14.2(mg)/支，烟碱量为1.83(mg)/支，水分2.67(mg)/支，焦油11.5(mg)/支，烟气常规成分释放量接近，性能良好。

实施例4

优选采用中国浙江省海正生物材料股份有限公司生产的REVODE190型聚乳酸树脂，优选采用荷兰利安德巴塞尔工业公司生产的HP552N型聚丙烯纤维；在纺丝前，将REVODE190型聚乳酸树脂使用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理，使其水份含量降低到200ppm以下，干燥温度100℃，干燥时间10小时；将占干燥聚乳酸树脂重量0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂、0.3%的增塑剂、0.2%的抗静电剂、0.2%的热稳定剂通过定量喂料装置加入REVODE190型聚乳酸树脂中，将占聚丙烯树脂重量0.3%的抗氧化剂、0.4%的防霉剂、0.2%的增塑剂、0.3%的抗静电剂通过定量喂料装置加入HP552N型聚丙烯树脂中，经单螺杆挤出机在200℃下进行熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体，随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱纺丝，在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件，聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体这两种熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔内分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，分别独立成型为聚乳酸丝束和聚丙烯丝束，控制聚乳酸和聚丙烯的重量比为50:50，纺丝速度350m/min，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束。过滤器温度为270℃，滤网目数300目，箱体温度265℃，聚丙烯的计量泵转速为24转/min，聚乳酸的计量泵转速为16转/min，喷丝板孔数为3000，喷丝板孔外形为C形，等效孔径为0.3mm，长径比为2:1；采用侧吹风方式对双组份丝束进行冷却成型，控制冷却风温5℃，风压200 Pa，同位风压差异率低于5Pa，风速0.2 m/s，风速差异率低于10%，得到冷却的双组份丝束；采用油轮涂覆上油和喷油嘴喷射上油相结合的方式对所述冷却的双组份丝束进行表面油剂处理，得到上油的双组份丝束；采用多对热辊的方式对所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸速度为700m/min，拉伸倍数为2倍，牵伸温度为75℃，紧张热定型温度为85℃，热辊加热方式采用工频感应加热方式，其中热辊辊面经镀铬处理，粗糙的为Ra1.5，热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃，得到牵伸的丝束；将所述牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲并且控制卷曲的温度为50-90℃，卷曲轮直径为100mm，卷曲轮宽度为40mm，得到卷曲的丝束；采用红外辐射方式对所述卷曲的丝束进行松弛热定型并且控制松弛热定型的温度为75℃，得到双组份烟用丝束，该双组份烟用丝束中的所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为50:50，双组份丝束的总线密度为1.5Ktex，聚乳酸丝束的单丝线密度为2.5 Ktex，卷曲数为23±3个/25mm，干热收缩率为4.83%，聚丙烯丝束的单丝线密度为3.5 Ktex，卷曲数为21±3个/25mm，干热收缩率为4.89%。

从上述双组份丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比，对比发现，双组份丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异，纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支，总颗粒相物为12.7(mg)/支，烟碱量为0.76(mg)/支，水分2.16(mg)/支，焦油11.2(mg)/支，而双组分丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.5(mg)/支，总颗粒相物为14.0(mg)/支，烟碱量为1.81(mg)/支，水分2.66(mg)/支，焦油11.4(mg)/支，烟气常规成分释放量接近，性能良好。

实施例5

优选采用中国浙江省海正生物材料股份有限公司生产的REVODE190型聚乳酸树脂，优选采用荷兰利安德巴塞尔工业公司生产的HP552N型聚丙烯纤维；在纺丝前，将REVODE190型聚乳酸树脂使用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理，使其水份含量降低到200ppm以下，干燥温度100℃，干燥时间10小时；将占干燥聚乳酸树脂重量0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂、0.3%的增塑剂、0.2%的抗静电剂、0.2%的热稳定剂通过定量喂料装置加入REVODE190型聚乳酸树脂中，将占聚丙烯树脂重量0.3%的抗氧化剂、0.4%的防霉剂、0.2%的增塑剂、0.3%的抗静电剂通过定量喂料装置加入HP552N型聚丙烯树脂中，经单螺杆挤出机在200℃下进行熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体，随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱纺丝，在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件，聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体这两种熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔内分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，分别独立成型为聚乳酸丝束和聚丙烯丝束，控制聚乳酸和聚丙烯的重量比为60:40，纺丝速度400m/min，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束。过滤器温度为270℃，滤网目数300目，箱体温度265℃，聚丙烯的计量泵转速为20转/min，聚乳酸的计量泵转速为20转/min，喷丝板孔数为3000，喷丝板孔外形为C形，等效孔径为0.3mm，长径比为2:1；采用侧吹风方式对双组份丝束进行冷却成型，控制冷却风温5℃，风压200 Pa，同位风压差异率低于5Pa，风速0.2 m/s，风速差异率低于10%，得到冷却的双组份丝束；采用油轮涂覆上油和喷油嘴喷射上油相结合的方式对所述冷却的双组份丝束进行表面油剂处理，得到上油的双组份丝束；采用多对热辊的方式对所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸速度为1200m/min，拉伸倍数为3倍，牵伸温度为75℃，紧张热定型温度为85℃，热辊加热方式采用工频感应加热方式，其中热辊辊面经镀铬处理，粗糙的为Ra1.5，热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃，得到牵伸的丝束；将所述牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲并且控制卷曲的温度为50-90℃，卷曲轮直径为100mm，卷曲轮宽度为40mm，得到卷曲的丝束；采用红外辐射方式对所述卷曲的丝束进行松弛热定型并且控制松弛热定型的温度为75℃，得到双组份烟用丝束，该双组份烟用丝束中的所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为60:40，双组份丝束的总线密度为1.5Ktex，聚乳酸丝束的单丝线密度为2.5 Ktex，卷曲数为21±3个/25mm，干热收缩率为4.79%，聚丙烯丝束的单丝线密度为3.5 Ktex，卷曲数为20±3个/25mm，干热收缩率为4.83%。

从上述双组份丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比，对比发现，双组份丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异，纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支，总颗粒相物为12.7(mg)/支，烟碱量为0.76(mg)/支，水分2.16(mg)/支，焦油11.2(mg)/支，而双组分丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.3(mg)/支，总颗粒相物为13.6(mg)/支，烟碱量为1.77(mg)/支，水分2.56(mg)/支，焦油11.1(mg)/支，烟气常规成分释放量接近，性能良好。

实施例6

优选采用中国浙江省海正生物材料股份有限公司生产的REVODE190型聚乳酸树脂，优选采用荷兰利安德巴塞尔工业公司生产的HP552N型聚丙烯纤维；在纺丝前，将REVODE190型聚乳酸树脂使用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理，使其水份含量降低到200ppm以下，干燥温度100℃，干燥时间10小时；将占干燥聚乳酸树脂重量0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂、0.3%的增塑剂、0.2%的抗静电剂、0.2%的热稳定剂通过定量喂料装置加入REVODE190型聚乳酸树脂中，将占聚丙烯树脂重量0.3%的抗氧化剂、0.4%的防霉剂、0.2%的增塑剂、0.3%的抗静电剂通过定量喂料装置加入HP552N型聚丙烯树脂中，经单螺杆挤出机在200℃下进行熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体，随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱纺丝，在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件，聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体这两种熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔内分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，分别独立成型为聚乳酸丝束和聚丙烯丝束，控制聚乳酸和聚丙烯的重量比为40:60，纺丝速度350m/min，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束。过滤器温度为270℃，滤网目数300目，箱体温度265℃，聚乳酸的计量泵转速为12转/min，聚乳酸的计量泵转速为27转/min，喷丝板孔数为3000，喷丝板孔外形为C形，等效孔径为0.3mm，长径比为2:1；采用侧吹风方式对双组份丝束进行冷却成型，控制冷却风温5℃，风压200 Pa，同位风压差异率低于5Pa，风速0.2 m/s，风速差异率低于10%，得到冷却的双组份丝束；采用油轮涂覆上油和喷油嘴喷射上油相结合的方式对所述冷却的双组份丝束进行表面油剂处理，得到上油的双组份丝束；采用多对热辊的方式对所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸速度为1050m/min，拉伸倍数为3倍，牵伸温度为75℃，紧张热定型温度为85℃，热辊加热方式采用工频感应加热方式，其中热辊辊面经镀铬处理，粗糙的为Ra1.5，热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃，得到牵伸的丝束；将所述牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲并且控制卷曲的温度为50-90℃，卷曲轮直径为100mm，卷曲轮宽度为40mm，得到卷曲的丝束；采用红外辐射方式对所述卷曲的丝束进行松弛热定型并且控制松弛热定型的温度为75℃，得到双组份烟用丝束，该双组份烟用丝束中的所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为60:40，双组份丝束的总线密度为1.5Ktex，聚乳酸丝束的单丝线密度为2.5 Ktex，卷曲数为20±3个/25mm，干热收缩率为4.78%，聚丙烯丝束的单丝线密度为3.5 Ktex，卷曲数为22±3个/25mm，干热收缩率为4.77%。

从上述双组份丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比，对比发现，双组份丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异，纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支，总颗粒相物为12.7(mg)/支，烟碱量为0.76(mg)/支，水分2.16(mg)/支，焦油11.2(mg)/支，而双组分丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.6(mg)/支，总颗粒相物为14.2(mg)/支，烟碱量为1.83(mg)/支，水分2.67(mg)/支，焦油11.5(mg)/支，烟气常规成分释放量接近，性能良好。

Claims (12)

1.一种双组份烟用丝束，其特征在于由聚乳酸丝束和聚丙烯丝束间隔均匀分布组成双组份丝束，所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为70:30~40:60，所述双组份丝束的总线密度为0.2-2ktex，所述聚乳酸丝束的单丝线密度为1.5-6.5dtex，卷曲数为15~30个/25mm，干热收缩率低于10%，所述聚丙烯丝束的单丝线密度为1.5-6.5dtex，卷曲数为15~30个/25mm，干热收缩率低于10%。

2.一种如权利要求1所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其是通过一步法熔融纺丝工艺，由聚乳酸树脂和聚丙烯树脂，以及这两种树脂所用纺丝助剂分别经螺杆挤出机熔融塑化，于同一喷丝板上间隔纺制聚乳酸和聚丙烯两种丝束，经冷却、上油、牵伸与紧张热定型、卷曲和松弛热定型处理后制得双组份烟用丝束，其特征在于具体包括如下步骤：

（1）在纺丝前，将聚乳酸树脂进行干燥处理并且控制干燥温度、干燥时间以及控制干燥后的聚乳酸树脂的含水率，得到干燥的聚乳酸树脂；

（2）纺丝，将聚乳酸树脂和聚丙烯树脂这两种树脂所用的纺丝助剂通过定量喂料装置分别加入所述聚丙烯树脂和所述干燥的聚乳酸树脂中，经螺杆挤出机进行熔融塑化为聚乳酸树脂熔体和聚丙烯树脂熔体；并且控制所述熔融塑化温度，随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱纺丝，在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件，聚丙烯树脂熔体和聚乳酸树脂熔体这两种熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔，分别输送到喷丝板的间隔的喷丝板孔，独立成型为聚乳酸丝束和聚丙烯丝束，得到聚乳酸与聚丙烯的双组份丝束；

（3）冷却，对所述双组份丝束以冷却风吹风方式冷却成型，并且控制冷却风的温度、冷却风的风压、同位风压差异率、冷却风的风速以及控制风速差异率，得到冷却的双组份丝束；

（4）上油，采用油轮涂覆上油和喷油嘴喷射上油相结合的方式对所述冷却的双组份丝束表面进行油剂处理，得到上油的双组份丝束；

（5）牵伸与紧张热定型，采用多对热辊的方式对所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸的工艺参数以及控制紧张热定型的工艺参数，得到牵伸的丝束；

（6）卷曲，将所述牵伸的丝束引入卷曲机进行卷曲，得到卷曲的丝束；

（7）松弛热定型，采用红外辐射、电加热热风和微波中一种或几种的组合方式对所述卷曲的丝束进行松弛热定型并且控制松弛热定型的温度，得到双组份烟用丝束，该双组份烟用丝束中的所述聚乳酸丝束和聚丙烯丝束的重量比为70:30-40:60，双组份丝束的总线密度为0.2-2Ktex，聚乳酸丝束的单丝线密度为1.5-6.5 Ktex，卷曲数为15-30个/25mm，干热收缩率低于10%，聚丙烯丝束的单丝线密度为1.5-6.5 Ktex，卷曲数为15-30个/25mm，干热收缩率低于10%。

3.根据权利要求2所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的干燥处理为使用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理，所述的控制干燥温度、干燥时间以及控制干燥后的聚乳酸树脂的含水率是将干燥温度控制为50-130℃，将干燥时间控制为5-20小时，将含水率控制为200ppm以下。

4.根据权利要求2所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的聚乳酸树脂为具有良好可纺性的L-聚乳酸树脂、D-聚乳酸树脂、L-聚乳酸树脂与D-聚乳酸树脂的共聚物或L-聚乳酸树脂与D-聚乳酸树脂的共混物，所述的聚乳酸树脂的重均分子量为4-25万，分子量分布在6.5以内，熔融温度为145-178℃，熔融指数为1.5-35g/10min，并且含有旨在提高聚乳酸树脂熔体的流动性、热稳定性和耐老化性的占聚乳酸树脂熔体的重量的0.2-5%的聚乳酸纤维纺丝助剂。

5.根据权利要求2所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的聚丙烯树脂为具有良好可纺性的均聚聚丙烯树脂、共聚聚丙烯树脂或者为均聚聚丙烯树脂与共聚聚丙烯树脂的混合物，所述聚丙烯树脂的重均分子量为10-35万，分子量分布在6.5以内，熔融温度为140-180℃，熔融指数为0.2-45g/10min，并且含有旨在提高聚丙烯树脂熔体的流动性、热稳定性和耐老化性的占聚丙烯树脂熔体的重量的0.2-5%的聚丙烯纤维纺丝助剂。

6.根据权利要求2所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机；所述的控制熔融塑化温度是将熔融塑化温度控制为160-265℃；所述过滤器的温度为230-275℃，过滤器的滤网目数为150-500目，滤前熔体压力为3-15MPa；所述纺丝箱的温度为250-275℃，所述计量泵的转速为12-30转/min，进入计量泵之前的熔体压力为2-14MPa，聚丙烯树脂熔体出计量泵的压力为5-15MPa，聚乳酸熔体出计量泵的压力为5-15MPa；所述喷丝孔的形状为C形、Y形、X形和中空形中的一种或两种的组合，并且喷丝孔的孔径为0.2-0.5mm，喷丝孔的长径比为1.5:1～4:1；所述纺丝箱的纺丝速度为50-100m/min。

7.根据权利要求2所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述冷却风吹风方式为侧吹风、外环吹风和内环吹风中的一种或者两种的组合，所述控制冷却风的温度是将冷却风的温度控制为5-25℃，所述控制冷却风的风压是将风压控制为200-800Pa，所述控制同位风压差异率是将同位风压差异率控制为小于5Pa，所述控制冷却风的风速是将风速控制为0.2-0.6m/s，所述控制风速差异率是将风速差异率控制为低于10%。

8.根据权利要求2所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于步骤（5）中所述的控制牵伸的工艺参数是：牵伸倍数为2-4倍，牵伸温度为55-100℃，牵伸速度为100-2000m/min；所述的控制紧张热定型的工艺参数是：紧张热定型的温度为65-110℃，热辊加热方式采用工频感应或高频感应加热，其中，热辊辊面经镀铬或喷陶瓷处理，粗糙度为Ra0.08-Ra2.5，热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃。

9.根据权利要求2所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于步骤（6）中所述卷曲的卷曲温度为50-90℃，卷曲轮直径为80-150mm，卷曲轮宽度为30-80mm。

10.根据权利要求2所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于步骤（7）中所述的控制松弛热定型的温度是将松弛热定型的温度控制为60-120℃。

11.根据权利要求4所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于所述的聚乳酸纤维纺丝助剂包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、结晶促进剂、增塑剂、增白剂和抗静电剂。

12.根据权利要求5所述的一种双组份烟用丝束的制备方法，其特征在于所述的聚丙烯纤维纺丝助剂包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、结晶促进剂、增塑剂、增白剂和抗静电剂。