一种聚乳酸纤维丝束滤棒成型装置的制作方法

本发明属于卷烟滤棒技术领域，具体涉及一种聚乳酸纤维丝束滤棒成型装置。

背景技术：

聚乳酸(poly lactic acid,PLA)是一种新型环保材料，具有良好的循环再生性和生物降解性，具有以下特点：(1)以可再生的植物资源(如玉米、小麦、甜菜、大米、土豆、山芋等)以及有机废弃物(玉米芯或其它农作物的根、茎、叶、皮等)为原料，摆脱了对木材和石油资源的依赖，符合可持续发展的要求；(2)能够完全生物降解，在自然环境中经过一定时间会自然分解为水和二氧化碳，不造成环境污染，产生的二氧化碳通过植物光合作用得到重新利用，成为一个永恒的、封闭的碳循环系统，是名副其实的“绿色材料”；(3)与涤纶、锦纶、腈纶三大合成纤维相比，生产聚乳酸纤维丝束的能源消耗较低，是一种相对低资源环境负荷的高分子材料；(4)具有良好的加工性能，可采用一般热塑性树脂的熔融纺丝方法生产丝束。

聚乳酸是由可再生植物资源中的淀粉发酵制取乳酸，而后经化学合成制备成高分子材料。PLA是以生物质资源为原料的生物高分子，摆脱了传统高分子材料对石油资源的依赖；生产制造过程造成的环境负荷小；具有良好的可堆肥性、生物降解性，降解产生的二氧化碳和水可以返回自然界，重新进入到植物的光合作用过程，从而使地球上的碳循环维持平衡，符合可持续发展的要求；PLA是继聚羟基乙酸(PGA)之后第二类经美国食品和药物管理局(FDA)批准，可用于人体的可降解聚合物材料，在人体内代谢的最终产物是二氧化碳和水，中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物，对人体不会造成任何危害。因此，PLA是一种环境友好、可再生循环的低碳材料，同时还是一种对人体完全安全的材料。

目前，聚乳酸纤维已经被开发出用于服装等领域，但是服装用聚乳酸纤维丝束和烟用聚乳酸丝束在性能要求上存在很大差别，如服装用聚乳酸纤维丝束必须满足纤维纺制、编织和织物印染、洗涤、熨烫的要求，必须有很高的结晶度、取向度和机械强度，能耐温80～100℃，必须在洗涤剂水溶液和干洗溶剂中不溶解、不溶胀，需要一定的吸湿性，同时对周围环境中的其它气体物质吸附越少越好。作为烟用丝束，则需要满足以下要求：(1)由它卷制而成的滤棒无毒、无味、安全性好；(2)丝束稳定性好，能满足滤棒成型设备和工艺要求；(3)具有适宜的刚性和卷曲性能，使之具有良好的弹性和开松性，在较少丝束填充量的情况下，通过添加增塑剂或胶黏剂后，滤棒能满足一定的硬度、吸阻和外观质量要求，有较高的出棒率；(4)具备足够的耐热性，卷烟抽吸过程中，滤嘴不塌陷、变形；(5)对烟气有害成分具有较高的过滤效率；(6)不影响卷烟感官质量。因此，必须开发专用的聚乳酸丝束纺丝及后处理工艺技术，才能满足烟用要求。

但是目前成型机都是针对醋酸纤维而设计，由于丝束成型的三醋酸甘油酯施加于醋酸纤维丝束之后，不会产生粘性物质，醋酸纤维丝束可以持续稳定运行。然而用聚乳酸纤维丝束丝束的成型时，三醋酸甘油酯会与高结晶聚乳酸纤维丝束产生物理、化学反应，形成少量粘性物质，这些粘性物质会粘结在喂丝辊与压丝辊上，由于反应速度很快且反应后物质粘度较高，通常50s-70s喂丝辊及压丝辊便已经不能正常的运转或无法正常生产出合格的聚乳酸纤维丝束滤棒，且目前市场上也没有针对PLA制备滤棒丝束的专用设备。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明通过技术创新，在没有大规模增加成本的情况下，对已有的用于醋酸纤维丝束的成型机进行改造，以保证原有的成型机对聚乳酸纤维丝束的持续稳定的加工生产，且能使加工后的聚乳酸纤维丝束达到卷烟滤棒的要求，同时又能保证该改造好后的设备又能较方便地切换为用于醋酸纤维丝束的加工。

本发明公开一种聚乳酸纤维丝束滤棒成型装置，包括：圆柱形的喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4；所述喂丝辊2和压丝辊3的外表面为一层与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层，所述导丝喇叭嘴4的内表面为一层与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层。

优选地，所述喂丝辊2和压丝辊3的外表面与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层为由沿圆筒径向切开的两个半圆筒紧密扣装在一起的圆筒层，所述圆筒层的内径等于所述喂丝辊2和压丝辊3的外径。

优选地，所述导丝喇叭嘴4内表面的与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层为一中空圆锥体状层，且与导丝喇叭嘴4的内表面紧密粘结。

优选地，所述与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层为陶瓷材料层或聚四氟乙烯层。

优选地，所述喂丝辊2和压丝辊3整体由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料构成。

优选地，所述导丝喇叭嘴4整体由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料构成。

本发明的有益效果：

1、本发明通过技术创新，在没有大规模增加成本的情况下，对已有的用于醋酸纤维丝束的成型机进行改造，保证原有的成型机对聚乳酸纤维丝束的持续稳定的加工生产，且能使加工后的聚乳酸纤维丝束达到卷烟滤棒的要求，同时又能保证该改造好后的设备又能较方便地切换为用于醋酸纤维丝束的加工。

2、本发明的喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4的与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层可以不是一个整体，当成型设备用于聚乳酸纤维丝束加工时，该光滑层的圆筒层可以套在所述喂丝辊2和压丝辊3的外表面，与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层的中空圆锥体状层套进导丝喇叭嘴4中；当成型设备用于醋酸纤维丝束加工时，可以把所述的该光滑层的圆筒层取下以应用于醋酸纤维丝束的加工。该设置非常方便，不需要对已有的用于醋酸纤维丝束的成型机进行改造，成本较低。

3、本发明的喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4也可以整体由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料构成，这样喂丝辊2和压丝辊3的外表面和导丝喇叭嘴4的内表面自然就是与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层。因此聚乳酸纤维丝束和醋酸纤维丝束可以在同一个成型机上进行加工，需要加工聚乳酸纤维丝束时，只需要提前把喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4进行更换即可。方便可行，成本较低。

4、另外在喂丝辊和压丝辊外部设计有刮刀5，刮刀5的长度与辊的长度相同，用于醋酸纤维丝束加工时，当喂丝辊或压丝辊上形成有粘性物质时，可以将其刮去，彻底避免在喂丝辊或压丝辊上粘结粘性物质。当用于聚乳酸丝束加工时，由于采用与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层，喂丝辊2、压丝辊3表面不会与粘连，但在加工过程中，可能有聚乳酸丝束的断丝缠绕在喂丝辊或压丝辊上，这时用刮刀5可以把缠绕在喂丝辊或压丝辊上聚乳酸丝束的断丝刮掉，以利于聚乳酸丝束的顺利、高效的加工。但由于聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层为陶瓷或聚四氟乙烯层，因此刮刀5要改为不能对光滑层损坏的材料制成，如硬质塑料等。

附图说明

图1为本发明的聚乳酸丝束成型示意图；

图2为本发明的喂丝辊和压丝辊的光滑层套筒示意图；

图3为本发明的喂丝辊和压丝辊的光滑层套筒沿圆筒径向切开的半圆筒示意图；

图4为本发明的导丝喇叭嘴示意图；

附图标记为：1-聚乳酸纤维；2-喂丝辊；3-压丝辊；4-导丝喇叭嘴；5-刮刀

具体实施方式

实施例1

当喂丝辊2和压丝辊3的表面与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层不是一个整体时，把由沿圆筒径向切开的两个半圆筒图3紧密扣装在喂丝辊2和压丝辊3的表面，形成圆筒层，调整喂丝辊2和压丝辊3的表面的间隙，这时可以把成型设备用于聚乳酸纤维丝束加工，加工出的聚乳酸纤维丝束通过内有光滑层的导丝喇叭嘴抽出；取下两个半圆筒图3，调整喂丝辊2和压丝辊3的表面的间隙，这时可以把成型设备用于醋酸纤维丝束的加工，导丝喇叭嘴使用普通的即可。

实施例2

当喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4与聚乳酸纤维丝束不粘结的光滑层是一个整体时，把成型设备上的喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4更换成由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料制成的喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4，调整喂丝辊2和压丝辊3的表面的间隙，这时可以把成型设备用于聚乳酸纤维丝束加工；当成型设备用于醋酸纤维丝束的加工时，把由陶瓷材料或聚四氟乙烯材料制成的喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4更换为普通的喂丝辊2、压丝辊3和导丝喇叭嘴4，调整喂丝辊2和压丝辊3的表面的间隙，即可以对醋酸纤维丝束进行加工。