专利名称：一种聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种烟用丝束的制备方法，具体涉及一种聚乳酸纤维烟用丝束的制备 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，一是醋酸纤维丝束，二是聚丙烯纤维丝 束。醋酸纤维丝束生产的滤嘴棒综合性能优越，主要用于中高档香烟，但醋酸纤维丝束是以 优质木材生产的醋酸纤维素为原料，生产工艺复杂、投资较大、价格昂贵，生产过程也易带 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，它的原料是可再生的植物 资源，原料来源充分、价格低廉。而且聚乳酸纤维对烟气中有害物质过滤效果明显，可达到 卷烟的特殊要求，具备作为新型烟用丝束的良好条件。关于纺织类聚乳酸纤维及其制品的研究报道较多，但纺织类聚乳酸纤维的性能不 能满足烟用要求，不能用于卷烟滤嘴生产；关于烟用聚乳酸纤维方面的研究报道较少，而且 处于实验室研究状态，对设备、原辅材料和生产条件要求较高，其制备方法与工业化生产也 有一定距离，产品性能也有待进一步完善。
发明内容
本发明的目的是要提供一种对生产条件要求低，可以进行工业化生产的聚乳酸纤 维烟用丝束的制备方法。本发明的目的是这样实现的一种聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，包括以下步 骤
(1)消光母粒制备以重量份计，将消光剂40-50份、偶联剂0. 5-5份和聚乳酸45-60份 混合，在160-180°C的温度下造粒得到消光母粒；(2)将干燥后的聚乳酸和消光母粒，按重量份计，将聚乳酸97-99.5份与消光母粒 0. 5-3份进行共混，共混物在180-250°C进行熔融纺丝，并用15_30°C的环吹风或侧吹风进 行冷却成型；
(3)在连续纺丝过程中，通过转动的上油轮将纺丝油剂涂覆到聚乳酸纤维表面；
(4)用牵伸机对聚乳酸纤维进行牵伸；
(5)将经过牵伸的丝束进行卷曲；
(6)将卷曲后的丝束进行烘干定型，得到聚乳酸纤维烟用丝束。所述消光剂选用Ti02或Si02。所述偶联剂选用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述的纺丝油剂是由非离子表面活性剂、食用油和水混合而成。纺丝油剂中非离子表面活性剂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。所述的非离子表面活性剂选用吐温、司盘或硬脂酸单甘脂中的一种或几种的混合 物。食用油选用花生油、玉米油、大豆油、菜籽油、芝麻油或橄榄油中的一种或几种的 混合物。干燥后的聚乳酸和消光母粒中含水率小于lOOppm。本发明提供的聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，可以在聚丙烯烟用丝束的生产设 备上用本制备方法制得丝束线密度为3. 8-6. Oktex,单丝线密度为3. 2-6. 6dtex不同规格 的聚乳酸纤维烟用丝束。原料来源丰富，生产工艺简单，丝束质量稳定，成棒和接嘴加工性 能良好，对卷烟烟气的过滤性能明显优于聚丙烯烟用丝束，可以在中高档香烟上推广应用。
具体实施例方式消光母粒制备以重量份计，将消光剂40-50份、偶联剂0. 5-5份和聚乳酸45-60 份混合，在160-180°C的温度下造粒得到消光母粒；
消光剂选用Ti02或、Si02。偶联剂选用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。纺丝油剂制备纺丝油剂是由非离子表面活性剂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；非离子表面活性剂选用吐温、司盘或硬脂酸单甘脂中 的一种或几种的混合物；食用油选用花生油、玉米油、大豆油、菜籽油、芝麻油或橄榄油中的 一种或几种的混合物。实施例1
一种聚乳酸，熔点170°C，熔融指数(230°C，2. 16kg) 45g/10min，与消光母粒分别用真 空转鼓干燥机干燥24小时，水分含量小于lOOppm ；按重量份计，将聚乳酸98份与消光母 粒2份在塑料混合机中共混均勻；在VP1201型一步法聚丙烯烟用丝束生产线上生产，纺 丝温度为235°C，喷丝板孔数为9100孔，喷丝孔为三叶型，用17°C的环吹风进行冷却成 型；牵伸水浴温度65°C ；牵伸倍数2. 3倍；生产速度为120米/分，卷曲(蒸汽)预热温 度55°C，卷曲轮压力0. 2MPa，通过调整计量泵转速和卷曲背压，可生产出丝束线密度为 3. 80-6. OOktex,单丝线密度为4. 18-6. 59dtex,卷曲数为18-30个/25mm的聚乳酸纤维烟
4用丝束。实施例2
用11000孔的喷丝板替换9100孔的喷丝板，其他同实施例1，可生产出丝束线密度为 3. 85-6. OOktex，单丝线密度为3. 50-5. 45dtex，卷曲数为18-30个/25mm的聚乳酸纤维烟 用丝束。实施例3
采用国内另一厂家的聚乳酸，熔点1651，熔融指数(1901，2. 16kg) 15g/10min，与消 光母粒分别用真空转鼓干燥机干燥24小时，水分含量小于lOOppm ；按重量份计，将聚乳酸 97份与消光母粒3份在塑料混合机中共混均勻；在VP1201型一步法聚丙烯烟用丝束生产 线上生产，纺丝温度为215°C，喷丝板孔数为12000孔，喷丝孔为三叶型，用20°C的环吹风 进行冷却成型；牵伸水浴温度75°C ；牵伸倍数2. 7倍；生产速度为120米/分，卷曲(蒸 汽)预热温度45°C，卷曲轮压力0. 2MPa，通过调整计量泵转速和卷曲背压，可生产出丝束 线密度为3. 85-6. OOktex,单丝线密度为3. 21-5. OOdtex,卷曲数为18-30个/25mm的聚 乳酸纤维烟用丝束。
权利要求
一种聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)消光母粒制备以重量份计，将消光剂40 50份、偶联剂0.5 5份和聚乳酸45 60份混合，在160 180℃的温度下造粒得到消光母粒；(2)将干燥后的聚乳酸和消光母粒，按重量份计，将聚乳酸97 99.5份与消光母粒0.5 3份进行共混，共混物在180 250℃进行熔融纺丝，并用15 30℃的环吹风或侧吹风进行冷却成型；(3)在连续纺丝过程中，通过转动的上油轮将纺丝油剂涂覆到聚乳酸纤维表面；(4)用牵伸机对聚乳酸纤维进行牵伸； (5)将经过牵伸的丝束进行卷曲；(6)将卷曲后的丝束进行烘干定型，得到聚乳酸纤维烟用丝束。
2.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，其特征在于所述消光剂 选用TiO2或SiO20
3.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，其特征在于所述偶联剂 选用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，其特征在于所述的纺丝 油剂是由非离子表面活性剂、食用油和水混合而成。
5.根据权利要求4所述的聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，其特征在于纺丝油剂是 由非离子表面活性剂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.根据权利要求4或5所述的聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，其特征在于所述的 非离子表面活性剂选用吐温、司盘或硬脂酸单甘脂中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求4或5所述的聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，其特征在于食用油 选用花生油、玉米油、大豆油、菜籽油、芝麻油或橄榄油中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，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
一种聚乳酸纤维烟用丝束的制备方法，将聚乳酸和消光母粒分别干燥后，共混纺丝，再经过牵伸、卷曲、烘干定型等步骤得到聚乳酸纤维烟用丝束。本发明提供的生产方法可以在可以在目前国内比较成熟的聚丙烯烟用丝束生产设备上制备得到聚乳酸纤维用丝束，该丝束生产的滤棒对烟气中有害物质过滤效果明显，可达到卷烟的特殊要求，聚乳酸纤维烟用丝束可完全生物降解、绿色环保，可以代替醋酸纤维丝束在中高档香烟中使用。
文档编号A24D3/02GK101889732SQ201010229540
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者周新庆, 方斌, 陈水平 申请人:湖北金叶玉阳化纤有限公司