煙草過濾嘴用萊賽爾材料及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種香煙過濾嘴用萊賽爾材料及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 香煙過濾嘴主要由醋酸纖維素纖維構(gòu)成。目前，醋酸纖維素纖維按照如下方式制 造。具體而言，醋酸纖維素纖維由這樣的方式得到：將醋酸纖維素片溶解在溶劑例如丙酮 中，由此制備醋酸纖維素紡絲液，然后，將紡絲液加入噴絲嘴裝置中并使用干紡工藝在高溫 氣氛中進行紡絲。
[0003] 醋酸纖維素纖維特別適用于作為香煙過濾嘴的纖維，適當(dāng)調(diào)整醋酸纖維素纖維的 細度從而便于香煙過濾嘴的生產(chǎn)，最終提供具有卷曲帶的纖維絲束形式的醋酸纖維素纖 維。然后，將醋酸纖維素纖維絲束用香煙過濾嘴塞卷繞裝置打開，用塑化劑浸漬，使用過濾 嘴卷繞紙形成為桿狀，然后切至預(yù)定長度，形成香煙過濾嘴。
[0004] 將纖維素經(jīng)過醋酸的酯化作用得到醋酸纖維素，醋酸纖維素本質(zhì)上可生物降解。 然而，實際上，這樣的可生物降解醋酸纖維素纖維未必被認為是好的。
[0005] 例如，即使當(dāng)由醋酸纖維素纖維構(gòu)成的香煙過濾嘴被掩埋在土壤中時，其形狀依 然維持一至兩年，并且將掩埋在土壤中的香煙過濾嘴完全生物降解需要非常長的時間。
[0006] 將香煙過濾嘴組裝為香煙產(chǎn)品形式，這樣分散至消費者并且供其吸食，最終在吸 食之后被丟棄。此外，香煙過濾嘴可能被香煙過濾嘴制造廠直接作為生產(chǎn)廢料丟棄。收集由 此丟棄的香煙過濾嘴，然后對其進行掩埋處理。在某些情況下，香煙過濾嘴未經(jīng)收集并且留 在自然環(huán)境中。丟棄的香煙過濾嘴存在問題，因為丟棄的過濾嘴的存在影響視覺美觀并且 使用過的香煙過濾嘴吸附的毒性也會滲入環(huán)境中并且會變得具有潛在生物公害性。常規(guī)的 醋酸纖維素結(jié)構(gòu)以及香煙過濾嘴出現(xiàn)這些問題。
[0007] 在這種狀況下，已經(jīng)提出各種制造可生物降解的過濾嘴絲束的方法，這些方法包 括使用由預(yù)定可生物降解的聚合物制成的醋酸纖維素，使用用于提高醋酸纖維素的降解速 率的添加劑，使用具有低取代度(DS)以提高可生物降解性的醋酸纖維素，以及使用包含可 生物降解的聚合物復(fù)合材料例如PHB(聚羥基丁酸)/PVB(聚乙烯醇縮丁醛)和淀粉的過濾嘴 絲束材料。
[0008] 然而，還未開發(fā)出生產(chǎn)以充分快的速率降解以克服處理問題并且被消費者所接受 的過濾嘴的滿意商用方案。前述方法的最大限制在于在生物降解速率、過濾嘴材料的吸附 性能和煙草香味特征之間難以實現(xiàn)滿意的折衷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 技術(shù)問題
[0010] 因此，本發(fā)明旨在提供一種可生物降解的香煙過濾嘴用萊賽爾材料及其制造方 法。
[0011] 技術(shù)方案
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)選第一實施方案提供一種香煙過濾嘴用萊賽爾材料的制造方法，該制 造方法包括使萊賽爾復(fù)絲卷曲，由此得到卷曲絲束。
[0013] 在這個實施方案中，所述制造方法可以包括：（S1)對包含纖維素漿和N-甲基嗎啉-N-氧化物(ΝΜΜ0)水溶液的萊賽爾紡絲液進行紡絲；（S2)使在(S1)中紡絲后的萊賽爾紡絲液 凝固，由此得到萊賽爾復(fù)絲；（S3)對在(S2)中得到的萊賽爾復(fù)絲進行水洗；（S4)對在(S3)中 水洗后的萊賽爾復(fù)絲進行上油處理；以及(S5)對在(S4)中上油處理后的萊賽爾復(fù)絲進行卷 曲，由此得到卷曲絲束。
[0014] 在這個實施方案中，（S1)中的萊賽爾紡絲液可以包含6~16wt%的纖維素漿和84 ~94wt %的ΝΜΜ0水溶液。
[0015] 在這個實施方案中，所述纖維素漿可以包含85~97wt %的α-纖維素，并且可以具 有600~1700的聚合度(DPw)。
[0016] 在這個實施方案中，（S2)中的凝固可以包括:使用包括向紡絲液供給冷空氣的空 氣淬冷(Q/A)的初級凝固；以及包括將初級凝固后的紡絲液浸入凝固液中的次級凝固。 [00 17]在這個實施方案中，可以通過向紡絲液供給溫度為4~15°C且風(fēng)速為5~50m/s的 冷空氣來進行空氣淬冷。
[0018]在這個實施方案中，所述凝固液可以具有30°C以下的溫度。
[0019]在這個實施方案中，（S5)可以包括使用填塞箱對上油處理后的萊賽爾復(fù)絲進行卷 曲，產(chǎn)生每英寸具有15~30個卷曲的卷曲絲束。
[0020] 在這個實施方案中，（S5)可以通過供給蒸汽或施加壓力使得萊賽爾復(fù)絲被卷曲來 進行。
[0021] 在這個實施方案中，可以供給蒸汽使得蒸汽的壓力為0.1~l.Okgf/cm2,可以使用 壓力為1.5~2. Okgf/cm2的壓輥對萊賽爾復(fù)絲進行加壓和卷曲。
[0022] 本發(fā)明的優(yōu)選第二實施方案提供一種香煙過濾嘴用萊賽爾材料，該萊賽爾材料通 過將包含纖維素漿和N-甲基嗎啉-N-氧化物(ΝΜΜ0)水溶液的萊賽爾紡絲液進行紡絲來制得 萊賽爾復(fù)絲，然后對萊賽爾復(fù)絲進行卷曲制造而成。
[0023]在這個實施方案中，所述萊賽爾材料每英寸可以具有15~30個卷曲。
[0024]在這個實施方案中，所述萊賽爾紡絲液可以包含6~16wt%的纖維素漿和84~ 94wt%的ΝΜΜ0水溶液。
[0025]在這個實施方案中，所述纖維素漿可以包含85~97wt %的α-纖維素，并且可以具 有600~1700的聚合度(DPw)。
[0026]有益效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，香煙過濾嘴用萊賽爾材料的制造方法可以有效生產(chǎn)高度可生物降解 因此生態(tài)友好的萊賽爾材料。
【具體實施方式】
[0028]下文中，將詳細地描述本發(fā)明。
[0029]本發(fā)明提出一種香煙過濾嘴用萊賽爾材料的制造方法，該制造方法包括對萊賽爾 復(fù)絲進行卷曲，由此得到卷曲絲束。
[0030]香煙過濾嘴用萊賽爾材料的制造方法包括：（S1)對包含纖維素漿和N-甲基嗎啉- N-氧化物(NMMO)水溶液的萊賽爾紡絲液進行紡絲；（S2)使在(SI)中紡絲后的萊賽爾紡絲液 凝固，由此得到萊賽爾復(fù)絲；（S3)對在(S2)中得到的萊賽爾復(fù)絲進行水洗；（S4)對在(S3)中 水洗后的萊賽爾復(fù)絲進行上油處理；以及(S5)對在(S4)中上油處理后的萊賽爾復(fù)絲進行卷 曲，由此得到卷曲絲束。
[0031][步驟(S1)]
[0032] (S1)為對包含纖維素漿和N-甲基嗎啉-N-氧化物(ΝΜΜ0)水溶液的萊賽爾紡絲液進 行紡絲的步驟。
[0033] 所述萊賽爾紡絲液可以包含6~16wt%的纖維素漿和84~94wt%的ΝΜΜ0水溶液， 其中，所述纖維素漿可以包含85~97wt%的α-纖維素，并且可以具有600~1700的聚合度 (DPw)〇
[0034]如果所述纖維素漿的量小于6wt%，難以獲得纖維的性能。相反，如果其量超過 16wt %，難以溶解在水溶液中。
[0035] 如果所述ΝΜΜ0水溶液的量小于84wt%，溶解粘度會顯著增大。相反，如果其量超過 94wt%，紡絲粘度會明顯減小，使得在紡絲過程中難以制造均一的纖維。
[0036] 所述ΝΜΜ0水溶液可以包含93:7至85:15的重量比的爾^0和水。如果爾^0與水的重 量比超過93: 7，溶解溫度會升高，因此纖維素會隨著纖維素的溶解而分解。相反，如果其重 量比小于85:15,溶劑的溶解性能會降低，使得難以溶解纖維素。
[0037] 所述紡絲液從圓環(huán)狀噴絲頭的噴嘴排出。照此，噴絲頭起到將絲狀紡絲液通過氣 隙排入凝固浴中的凝固液中的作用。從噴絲頭排出所述紡絲液可以在80至130°C下進行。
[0038] [步驟(S2)]
[0039] (S2)為使(S1)中紡絲后的萊賽爾紡絲液凝固來得到萊賽爾復(fù)絲的步驟。（S2)中的 凝固可以包括:包括使紡絲液進行使用冷空氣的空氣淬冷(Q/A)的初級凝固，以及包括將初 級凝固后的紡絲液浸入凝固液中的次級凝固。
[0040] (S1)中通過圓環(huán)狀噴絲頭排出紡絲液之后，該紡絲液可以通過噴絲頭與凝固浴之 間的氣隙。在氣隙中，從位于圓環(huán)狀噴絲頭內(nèi)部的空氣冷卻部件向外供給冷空氣，并且可以 通過向紡絲液供給這樣的冷空氣的空氣淬冷進行初級凝固。
[0041] 對(S2)中得到的萊賽爾復(fù)絲的性能有影響的因素包括氣隙中冷空氣的溫度和風(fēng) 速，并且可以通過向紡絲液供給溫度為4~15°C且風(fēng)速為5~50m/s的冷空氣來進行（S2)中 的凝固。
[0042] 如果初級凝固中冷空氣的溫度低于4°C，噴絲頭的表面會被冷卻，萊賽爾復(fù)絲的橫 截面會變得不均一，紡絲加工性能會變差。相反，如果其溫度高于15°C，使用冷空氣的初級 凝固不充分，因此紡絲加工性能變差。
[0043]如果初級凝固中冷空氣的風(fēng)速小于5m/s，使用冷空氣的初級凝固不充分并且紡絲 加工性能會變差，不理想地引起紗線斷裂。相反，如果其風(fēng)速超過50m/s，由噴絲頭排出的紡 絲液會被空氣晃動并且紡絲加工性能會因此變差。
[0044]在使用空氣淬冷的初級凝固之后，將紡絲液供給至含有凝固液的凝固浴中以進行 次級凝固。為了適當(dāng)?shù)剡M行次級凝固，凝固液的溫度可以設(shè)置為30°C以下。因為次級凝固的 溫度不過高，可以適當(dāng)?shù)鼐S持凝固速率。可以不加特殊限制地制備凝固液，只要它具有本發(fā) 明所屬技術(shù)領(lǐng)域的典型組成即可。
[0045] [步驟(S3)]
[0046] (S3)為對(S2)中得到的萊賽爾復(fù)絲進行水洗的步驟。
[0047] 具體而言，將(S2)中得到的萊賽爾復(fù)絲放置在拉伸輥上，然后置于水洗浴中并用 水洗滌。
[0048] 在對復(fù)絲進行水洗時，考慮到在水洗過程之后溶劑的回收和再利用，可以使用0至 100°C的水洗液。所述水洗液可