專利名稱：一種聚乳酸纖維濾棒的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種煙用濾棒的制備方法，尤其是一種可完全降解的聚乳酸纖維濾棒的制備方法。
背景技術：
香煙濾嘴對降焦減害，提高香煙品位起到很大作用，是卷煙生產過程中不可缺少的一部分。目前市場上的香煙濾嘴材料主要有二種，一是醋酸纖維濾棒，二是聚丙烯纖維濾棒。醋酸纖維濾棒綜合性能優越，主要用于中高檔香煙，但醋酸纖維絲束是以多年生的優質 木材為原料，經化學反應生產出二醋酸纖維素片，再用丙酮溶解后干法紡絲生產出來的，整個生產過程工藝復雜、投資較大、價格昂貴，也易帶來環境污染。我國的森林資源有限，木材質量也不適合生產醋酸纖維素，每年需大量進口醋酸纖維素和醋酸纖維絲束。且近幾年，隨著森林砍伐的日益嚴重和人們環保意識的日益增強，加拿大等優質木材生產國已開始限制森林砍伐，從而使全世界范圍內醋酸纖維素和醋酸纖維絲束的供應日趨緊張，這決定了醋酸纖維濾嘴棒不可能在中低檔香煙中大量使用。另一方面，纖維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，不再屬于嚴格意義上的降解材料。聚丙烯纖維絲束來源豐富，生產過程簡單，價格較低，但是由于聚丙烯纖維本身的結構特點，生產的濾嘴棒綜合性能較差，只能用于低檔香煙。聚丙烯纖維不能生物降解，大量使用，產生的廢棄物對環境不利。近幾年，生物降解高分子材料有了快速發展，特別是乳酸類聚合物，如聚乳酸，乳酸和乙醇酸的聚合物等，在自然條件下或在人體條件下，會發生生物降解，最終變成二氧化碳和水，不留任何污染物，是名副其實的環境友好、綠色環保材料。聚乳酸是一種可生物降解的新型高分子材料，是以玉米、甘蔗、馬鈴薯、甘薯等農作物經過現代生物技術生產出乳酸產物為原料，再經過特殊的聚合反應過程生成的高分子材料，它的原料是可快速再生的植物資源，原料來源充分、價格低廉。近年來，國內在聚乳酸纖維絲束方面的研究較多。專利申請號為200610131699. 0和201010229540. 9的專利申請公開了聚乳酸纖維煙用絲束的生產方法；中國科學院長春應用化學研究所研究表明聚乳酸煙用絲束對極性和非極性煙氣成分氣體有較高的吸附/吸收能力，但對煙堿的吸附卻很少，聚乳酸過濾嘴的香煙可能有自己獨特的吸味風格。聚乳酸香煙過濾嘴具有同二醋酸纖維素過濾嘴相近的過濾能力，可以有效的過濾煙氣中的有害物質，過濾效果優于聚丙烯。在聚乳酸纖維濾棒方面的研究報道較少，技術成果也不太成熟。有文獻報道了一種煙用濾棒的制備方法，該方法采用三醋酸甘油酯、乳酸甘油酯、檸檬酸甘油酯等增塑劑對低結晶的聚乳酸纖維絲束進行增塑粘接制備出濾棒，但是利用該方法制成的濾棒存放過程中存在收縮現象，硬度低、切面縮頭、耐熱性差，不能滿足卷煙使用要求。國內也有單位用丙纖水乳膠研制出聚乳酸纖維濾棒，生產的濾棒硬度、圓周、切面等物理指標較好，但是接煙后的卷煙吸味雖好于丙纖棒，而與醋纖棒相比仍有差距；而且丙纖水乳膠降解性能較差，聚乳酸纖維優良的降解性能也不能完全體現出來，該濾棒推廣價值不大。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，可以解決聚乳酸纖維濾棒的工業化生產問題，使用現有的市售濾棒成型機組即可生產，制備的濾棒卷煙吸味接近醋纖濾棒，并能滿足卷煙使用要求。 為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是一種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，該方法包括以下步驟
(1)開松在市售濾棒成型機組上，將線密度為3.5 5. OKtex的聚乳酸纖維煙用絲束用濾棒成型機組開松，展開寬度為18 23cm ；
(2)上膠將可降解粘合劑噴灑在開松的聚乳酸纖維煙用絲束上；
(3)成型和切斷將上膠后的聚乳酸纖維煙用絲束送入市售濾棒成型機組的煙槍，選用成型紙卷制搭口成型,并切割成指定長度的濾棒；
(4)濾棒烘干；
(5)平衡將烘干后的濾棒放入平衡室中平衡6小時以上即可制得一種聚乳酸纖維濾棒。步驟(2)中，可降解粘合劑為改性乳酸粘合劑或改性淀粉膠，改性乳酸粘合劑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劑，改性淀粉膠可采用氧化淀粉膠、淀粉醋酸酯膠、羧基淀粉膠、聚乙烯醇改性淀粉膠等。可降解粘合劑的重量為聚乳酸纖維煙用絲束重量的8 20%。步驟(3)中，成型紙為普通成型紙或高透成型紙；使用的搭口膠為卷煙用水基搭口膠；在成型紙內側中間部位與聚乳酸纖維煙用絲束之間，可加入或者不加中線膠，中線膠為卷煙用水基搭口膠。步驟(4)中，烘干溫度為60 120°C，烘干時間為30 90分鐘。步驟(5)中，平衡濕度為60±5%，平衡溫度為22±2°C。上述市售濾棒成型機組為ZL21型或ZL23型濾棒成型機組。本發明提供的一種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，有益效果如下
I、完全生物降解，絲束本身和它們的降解產物對人體無毒無害，對環境不造成污染。2、生產聚乳酸纖維濾棒的主要原料為聚乳酸纖維煙用絲束，聚乳酸纖維的主要原料為乳酸，是淀粉的發酵產物，而淀粉是可再生資源，可大量生產，價格便宜，進而降低了生產成本。3、主要采用聚乳酸纖維煙用絲束和可降解粘合劑，可以解決聚乳酸纖維濾棒的工業化生產問題，使用現有的市售濾棒成型機組即可生產，制備的濾棒對卷煙煙氣的過濾吸附性能優良，有獨特的吸味風格，明顯優于聚丙烯纖維濾棒，可以在中高檔香煙上推廣應用。
具體實施例方式實施例I
選用絲束線密度為4. 2ktex、單絲線密度為3. 8dtex的聚乳酸纖維煙用絲束，在ZL21型濾棒成型機組上，將其開松后，開松的展開寬度為18 23cm，噴加聚乳酸纖維煙用絲束重量15%的改性淀粉膠，用規格為26g/m2、寬度為26. 5mm的高透成型紙，卷制成型生產出規格為144mmX 24. Imm的濾棒，在80°C烘干60分鐘，然后在溫度22°C、濕度60%的條件下，平衡6小時以上，取樣檢測，濾棒硬度為88%，吸阻為3300Pa，濾棒外觀良好、切面平整，上機接煙順利，卷煙吸味接近醋纖濾棒，可以滿足卷煙使用要求。實施例2
選用絲束線密度為4. 8ktex、單絲線密度為4. 4dtex的聚乳酸纖維煙用絲束，在ZL21型濾棒成型機組上，將其開松后，開松的展開寬度為18 23cm，噴加聚乳酸纖維煙用絲束重量12%的改性淀粉膠，用規格為40g/m2、寬度為26. 5mm的普通成型紙，卷制成型生產出規格 為IOOmmX 24. Imm的濾棒，在90°C烘干50分鐘，然后在溫度22°C、濕度60%的條件下，平衡6小時以上，取樣檢測，濾棒硬度為89%，吸阻為2800Pa，濾棒外觀良好、切面平整，上機接煙順利，卷煙吸味接近醋纖濾棒，可以滿足卷煙使用要求。實施例3
選用絲束線密度為4. 5ktex、單絲線密度為3. 8dtex的聚乳酸纖維煙用絲束，在ZL23型濾棒成型機組上，將其開松后，開松的展開寬度為18 23cm，噴加聚乳酸纖維煙用絲束重量18%的改性淀粉膠，用規格為40g/m2、寬度為26. 5mm的普通成型紙，卷制成型生產出規格為IOOmmX 24. Omm的濾棒，在90°C烘干50分鐘，然后在溫度22°C、濕度60%的條件下，平衡6小時以上，取樣檢測，濾棒硬度為89%，吸阻為2900Pa，濾棒外觀良好、切面平整，上機接煙順利，卷煙吸味接近醋纖濾棒，可以滿足卷煙使用要求。實施例4
選用絲束線密度為4. 5ktex、單絲線密度為3. 5dtex的聚乳酸纖維煙用絲束，在ZL21型濾棒成型機組上，將其開松后，開松的展開寬度為18 23cm，噴加聚乳酸纖維煙用絲束重量12%的改性乳酸粘合劑，用規格為40g/m2、寬度為26. 5mm的普通成型紙，卷制成型生產出規格為120mmX 24. Omm的濾棒，在90°C烘干50分鐘，然后在溫度22°C、濕度60%的條件下，平衡6小時以上，取樣檢測，濾棒硬度為89%，吸阻為3500Pa，濾棒外觀良好、切面平整，上機接煙順利，卷煙吸味接近醋纖濾棒，可以滿足卷煙使用要求。實施例5
選用絲束線密度為3. 5ktex,單絲線密度為3. 2dtex的聚乳酸纖維煙用絲束，在ZL21型濾棒成型機組上，將其開松后，開松的展開寬度為18 23cm，噴加聚乳酸纖維煙用絲束重量8%的改性乳酸粘合劑，用規格為40g/m2、寬度為26. 5mm的普通成型紙，卷制成型生產出規格為IOOmmX 24. Omm的濾棒，在60°C烘干90分鐘，然后在溫度22°C、濕度60%的條件下，平衡6小時以上，取樣檢測，濾棒硬度為86%，吸阻為2200Pa，濾棒外觀良好、切面平整，上機接煙順利，卷煙吸味接近醋纖濾棒，可以滿足卷煙使用要求。實施例6
選用絲束線密度為5. Oktex、單絲線密度為4. 5dtex的耐熱型聚乳酸纖維煙用絲束，在ZL23型濾棒成型機組上，將其開松后，開松的展開寬度為18 23cm，噴加聚乳酸纖維煙用絲束重量20%的改性乳酸粘合劑，用規格為35g/m2、寬度為26. 5mm的普通成型紙，卷制成型生產出規格為120mmX24. Imm的濾棒，在120°C烘干30分鐘，然后在溫度22°C、濕度60%的條件下，平衡6小時以上，取樣檢測，濾棒硬度為90%，吸阻為3500Pa，濾棒外觀良好、切面平整，上機接煙順利，卷煙吸味接近醋纖濾棒，可以滿足卷煙使用要求。上述各實施例中，可降解粘合劑為改性乳酸粘合劑或改性淀粉膠，改性乳酸粘合劑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劑，改性淀粉膠可采用氧化淀粉膠、淀粉醋酸酯膠、羧基淀粉膠、聚乙烯醇改性淀粉 膠等。
權利要求
1.ー種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟 (1)開松在市售濾棒成型機組上，將線密度為3.5 5. OKtex的聚乳酸纖維煙用絲束用濾棒成型機組開松； (2)上膠將可降解粘合劑噴灑在開松的聚乳酸纖維煙用絲束上； (3)成型和切斷將上膠后的聚乳酸纖維煙用絲束送入市售濾棒成型機組的煙槍，選用成型紙卷制搭ロ成型,并切割成指定長度的濾棒； (4)濾棒烘干； (5)平衡將烘干后的濾棒放入平衡室中平衡6小時以上即可制得ー種聚乳酸纖維濾棒。
2.根據權利要求I所述的ー種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，其特征在于步驟(I)中，開松的展開寬度為18 23cm。
3.根據權利要求I或2所述的ー種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，其特征在于步驟2)中，可降解粘合劑為改性乳酸粘合劑或改性淀粉膠。
4.根據權利要求I或2所述的ー種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，其特征在于驟2)中，可降解粘合劑的重量為聚乳酸纖維煙用絲束重量的8 20%。
5.根據權利要求I或2所述的ー種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，其特征在于步驟(4)中，烘干溫度為60 120°C，烘干時間為30 90分鐘。
6.根據權利要求I或2所述的ー種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，其特征在于步驟(5)中，平衡濕度為60 土 5%，平衡溫度為22 ± 2°C。
全文摘要
一種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，該方法包括以下步驟(1)開松在市售濾棒成型機組上，將線密度為3.5～5.0Ktex的聚乳酸纖維煙用絲束用濾棒成型機組開松；(2)上膠將可降解粘合劑噴灑在開松的聚乳酸纖維煙用絲束上；(3)成型和切斷；(4)濾棒烘干；(5)平衡將烘干后的濾棒放入平衡室中平衡6小時以上即可制得一種聚乳酸纖維濾棒。本發明提供的一種聚乳酸纖維濾棒的制備方法，可以解決聚乳酸纖維濾棒的工業化生產問題，使用現有的市售濾棒成型機組即可生產，制備的濾棒卷煙吸味接近醋纖濾棒，并能滿足卷煙使用要求。
文檔編號A24D3/02GK102763897SQ20121024127
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者周新慶, 方斌, 陳水平 申請人:湖北金葉玉陽化纖有限公司