專利名稱：一種聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煙用絲束的制備方法，具體涉及一種聚乳酸纖維煙用絲束的制備 方法。
背景技術(shù)：
香煙濾嘴對(duì)降焦減害，提高香煙品位起到很大作用，是卷煙生產(chǎn)過程中不可缺少 的一部分。目前市場(chǎng)上的香煙濾嘴材料主要有二種，一是醋酸纖維絲束，二是聚丙烯纖維絲 束。醋酸纖維絲束生產(chǎn)的濾嘴棒綜合性能優(yōu)越，主要用于中高檔香煙，但醋酸纖維絲束是以 優(yōu)質(zhì)木材生產(chǎn)的醋酸纖維素為原料，生產(chǎn)工藝復(fù)雜、投資較大、價(jià)格昂貴，生產(chǎn)過程也易帶 來環(huán)境污染。我國(guó)的森林資源有限，木材質(zhì)量也不適合生產(chǎn)醋酸纖維素，每年需大量進(jìn)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(yán)重和人們環(huán)保意識(shí)的日益增 強(qiáng)，加拿大等優(yōu)質(zhì)木材生產(chǎn)國(guó)已開始限制森林砍伐，從而使全世界范圍內(nèi)醋酸纖維素和醋 酸纖維絲束的供應(yīng)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(yán) 格意義上的降解材料。聚丙烯纖維絲束來源豐富，生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，但是由于聚丙 烯纖維本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)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(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境不利。近幾年，生物降解高分子材料有了快速發(fā)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(huì)發(fā)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(shí)的環(huán)境友好、綠色環(huán)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(nóng)作物經(jīng)過現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)出乳 酸產(chǎn)物為原料，再經(jīng)過特殊的聚合反應(yīng)過程生成的高分子材料，它的原料是可再生的植物 資源，原料來源充分、價(jià)格低廉。而且聚乳酸纖維對(duì)煙氣中有害物質(zhì)過濾效果明顯，可達(dá)到 卷煙的特殊要求，具備作為新型煙用絲束的良好條件。關(guān)于紡織類聚乳酸纖維及其制品的研究報(bào)道較多，但紡織類聚乳酸纖維的性能不 能滿足煙用要求，不能用于卷煙濾嘴生產(chǎn)；關(guān)于煙用聚乳酸纖維方面的研究報(bào)道較少，而且 處于實(shí)驗(yàn)室研究狀態(tài)，對(duì)設(shè)備、原輔材料和生產(chǎn)條件要求較高，其制備方法與工業(yè)化生產(chǎn)也 有一定距離，產(chǎn)品性能也有待進(jìn)一步完善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種對(duì)生產(chǎn)條件要求低，可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的聚乳酸纖 維煙用絲束的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，包括以下步 驟
(1)消光母粒制備以重量份計(jì)，將消光劑40-50份、偶聯(lián)劑0. 5-5份和聚乳酸45-60份 混合，在160-180°C的溫度下造粒得到消光母粒；(2)將干燥后的聚乳酸和消光母粒，按重量份計(jì)，將聚乳酸97-99.5份與消光母粒 0. 5-3份進(jìn)行共混，共混物在180-250°C進(jìn)行熔融紡絲，并用15_30°C的環(huán)吹風(fēng)或側(cè)吹風(fēng)進(jìn) 行冷卻成型；
(3)在連續(xù)紡絲過程中，通過轉(zhuǎn)動(dòng)的上油輪將紡絲油劑涂覆到聚乳酸纖維表面；
(4)用牽伸機(jī)對(duì)聚乳酸纖維進(jìn)行牽伸；
(5)將經(jīng)過牽伸的絲束進(jìn)行卷曲；
(6)將卷曲后的絲束進(jìn)行烘干定型，得到聚乳酸纖維煙用絲束。所述消光劑選用Ti02或Si02。所述偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。所述的紡絲油劑是由非離子表面活性劑、食用油和水混合而成。紡絲油劑中非離子表面活性劑0. 9-2. 8重量份、食用油0. 1-0. 5重量份和水97-99 重量份混合而成。所述的非離子表面活性劑選用吐溫、司盤或硬脂酸單甘脂中的一種或幾種的混合 物。食用油選用花生油、玉米油、大豆油、菜籽油、芝麻油或橄欖油中的一種或幾種的 混合物。干燥后的聚乳酸和消光母粒中含水率小于lOOppm。本發(fā)明提供的聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，可以在聚丙烯煙用絲束的生產(chǎn)設(shè) 備上用本制備方法制得絲束線密度為3. 8-6. Oktex,單絲線密度為3. 2-6. 6dtex不同規(guī)格 的聚乳酸纖維煙用絲束。原料來源豐富，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，絲束質(zhì)量穩(wěn)定，成棒和接嘴加工性 能良好，對(duì)卷煙煙氣的過濾性能明顯優(yōu)于聚丙烯煙用絲束，可以在中高檔香煙上推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式消光母粒制備以重量份計(jì)，將消光劑40-50份、偶聯(lián)劑0. 5-5份和聚乳酸45-60 份混合，在160-180°C的溫度下造粒得到消光母粒；
消光劑選用Ti02或、Si02。偶聯(lián)劑選用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。紡絲油劑制備紡絲油劑是由非離子表面活性劑0. 9-2. 8重量份、食用油0. 1-0. 5 重量份和水97-99重量份混合而成；非離子表面活性劑選用吐溫、司盤或硬脂酸單甘脂中 的一種或幾種的混合物；食用油選用花生油、玉米油、大豆油、菜籽油、芝麻油或橄欖油中的 一種或幾種的混合物。實(shí)施例1
一種聚乳酸，熔點(diǎn)170°C，熔融指數(shù)(230°C，2. 16kg) 45g/10min，與消光母粒分別用真 空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥24小時(shí)，水分含量小于lOOppm ；按重量份計(jì)，將聚乳酸98份與消光母 粒2份在塑料混合機(jī)中共混均勻；在VP1201型一步法聚丙烯煙用絲束生產(chǎn)線上生產(chǎn)，紡 絲溫度為235°C，噴絲板孔數(shù)為9100孔，噴絲孔為三葉型，用17°C的環(huán)吹風(fēng)進(jìn)行冷卻成 型；牽伸水浴溫度65°C ；牽伸倍數(shù)2. 3倍；生產(chǎn)速度為120米/分，卷曲(蒸汽)預(yù)熱溫 度55°C，卷曲輪壓力0. 2MPa，通過調(diào)整計(jì)量泵轉(zhuǎn)速和卷曲背壓，可生產(chǎn)出絲束線密度為 3. 80-6. OOktex,單絲線密度為4. 18-6. 59dtex,卷曲數(shù)為18-30個(gè)/25mm的聚乳酸纖維煙
4用絲束。實(shí)施例2
用11000孔的噴絲板替換9100孔的噴絲板，其他同實(shí)施例1，可生產(chǎn)出絲束線密度為 3. 85-6. OOktex，單絲線密度為3. 50-5. 45dtex，卷曲數(shù)為18-30個(gè)/25mm的聚乳酸纖維煙 用絲束。實(shí)施例3
采用國(guó)內(nèi)另一廠家的聚乳酸，熔點(diǎn)1651，熔融指數(shù)(1901，2. 16kg) 15g/10min，與消 光母粒分別用真空轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)干燥24小時(shí)，水分含量小于lOOppm ；按重量份計(jì)，將聚乳酸 97份與消光母粒3份在塑料混合機(jī)中共混均勻；在VP1201型一步法聚丙烯煙用絲束生產(chǎn) 線上生產(chǎn)，紡絲溫度為215°C，噴絲板孔數(shù)為12000孔，噴絲孔為三葉型，用20°C的環(huán)吹風(fēng) 進(jìn)行冷卻成型；牽伸水浴溫度75°C ；牽伸倍數(shù)2. 7倍；生產(chǎn)速度為120米/分，卷曲(蒸 汽)預(yù)熱溫度45°C，卷曲輪壓力0. 2MPa，通過調(diào)整計(jì)量泵轉(zhuǎn)速和卷曲背壓，可生產(chǎn)出絲束 線密度為3. 85-6. OOktex,單絲線密度為3. 21-5. OOdtex,卷曲數(shù)為18-30個(gè)/25mm的聚 乳酸纖維煙用絲束。
權(quán)利要求
一種聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)消光母粒制備以重量份計(jì)，將消光劑40 50份、偶聯(lián)劑0.5 5份和聚乳酸45 60份混合，在160 180℃的溫度下造粒得到消光母粒；(2)將干燥后的聚乳酸和消光母粒，按重量份計(jì)，將聚乳酸97 99.5份與消光母粒0.5 3份進(jìn)行共混，共混物在180 250℃進(jìn)行熔融紡絲，并用15 30℃的環(huán)吹風(fēng)或側(cè)吹風(fēng)進(jìn)行冷卻成型；(3)在連續(xù)紡絲過程中，通過轉(zhuǎn)動(dòng)的上油輪將紡絲油劑涂覆到聚乳酸纖維表面；(4)用牽伸機(jī)對(duì)聚乳酸纖維進(jìn)行牽伸； (5)將經(jīng)過牽伸的絲束進(jìn)行卷曲；(6)將卷曲后的絲束進(jìn)行烘干定型，得到聚乳酸纖維煙用絲束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，其特征在于所述消光劑 選用TiO2或SiO20
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，其特征在于所述偶聯(lián)劑 選用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，其特征在于所述的紡絲 油劑是由非離子表面活性劑、食用油和水混合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，其特征在于紡絲油劑是 由非離子表面活性劑0. 9-2. 8重量份、食用油0. 1-0. 5重量份和水97-99重量份混合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，其特征在于所述的 非離子表面活性劑選用吐溫、司盤或硬脂酸單甘脂中的一種或幾種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，其特征在于食用油 選用花生油、玉米油、大豆油、菜籽油、芝麻油或橄欖油中的一種或幾種的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，其特征在于干燥后的聚 乳酸和消光母粒中含水率小于lOOppm。
全文摘要
一種聚乳酸纖維煙用絲束的制備方法，將聚乳酸和消光母粒分別干燥后，共混紡絲，再經(jīng)過牽伸、卷曲、烘干定型等步驟得到聚乳酸纖維煙用絲束。本發(fā)明提供的生產(chǎn)方法可以在可以在目前國(guó)內(nèi)比較成熟的聚丙烯煙用絲束生產(chǎn)設(shè)備上制備得到聚乳酸纖維用絲束，該絲束生產(chǎn)的濾棒對(duì)煙氣中有害物質(zhì)過濾效果明顯，可達(dá)到卷煙的特殊要求，聚乳酸纖維煙用絲束可完全生物降解、綠色環(huán)保，可以代替醋酸纖維絲束在中高檔香煙中使用。
文檔編號(hào)A24D3/02GK101889732SQ201010229540
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者周新慶, 方斌, 陳水平 申請(qǐng)人:湖北金葉玉陽化纖有限公司