本发明涉及卷烟辅料加工
技术领域：
，具体涉及一种香烟用二醋酸纤维素废丝回收再利用的方法。
背景技术：
：在香烟过滤嘴的生产过程中，会产生大量的二醋酸纤维素废丝边角料，其中含有10％左右的三醋酸甘油酯及矿物油等添加剂。三醋酸甘油酯和矿物油等添加剂组成的粘稠混合液体不溶于水，能够部分溶解二醋酸纤维素，其作用是在过滤嘴加工过程中，将其均匀喷在二醋酸纤维素丝束上，待其固化后，使二醋酸纤维素形成一定的三维结构，起到支撑强化定型的作用。但三醋酸甘油酯对于传统的醋酸纤维纺丝而言，会破坏丝束的y型截面形状，影响纤维的直径和比表面积，最终影响纤维的吸附性能。所以二醋酸纤维素边角料难以进行再生产利用，传统的方法包括直接焚烧或填埋，由此会形成巨大的能源消耗及环境污染，造成巨大的经济损失，目前亟待开发一种高效低耗的处理二醋酸纤维素废丝边角料的办法。cn106366339a公开了一种烟用二醋酸纤维素废滤棒的回收利用方法，采用化学方法脱除其中的三醋酸甘油酯。其主要针对使用后的香烟过滤嘴回收再利用，包括滤棒粉碎，三醋酸甘油酯脱除，干燥，混合物溶解，过滤等步骤。最终得到二醋酸纤维素的丙酮溶液，再进行纺丝。cn101565466a公开了一种烟用二醋酸纤维素废丝再生为二醋酸纤维素胶粒的生产方法，该方法将烟用二醋酸纤维素废丝在一定温度下，溶入丙酮溶剂中，加入酶制剂和去离子水后，利用生物催化法将附着在废丝上的添加物进行水解生成甘油和醋酸，经过滤、造粒、水洗、烘干等过程将其制成粒状二醋酸纤维素。以上方法不管采用化学法或是生物法，二醋酸纤维素废丝或废弃滤棒再利用的着眼点都是除去其中的三醋酸甘油酯，处理过程复杂，运行成本高，难以推广应用。且处理提纯后获得的二醋酸纤维素再纺丝和原先的产品及工艺相同，并没有涉及新的再利用途径。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题：二醋酸纤维素废丝或废弃滤棒再利用的着眼点都是除去其中的三醋酸甘油酯，处理过程复杂，运行成本高，难以推广应用。本发明的目的之一是提供一种香烟用二醋酸纤维素废丝回收再利用的方法，不需要除去其中的三醋酸甘油酯，生产出纤维尺寸可调控，比表面积大幅提升、过滤性能得以优化的二醋酸纤维素纳米纤维，降低废料对环境的污染，节省污染物处理产生的成本，降低原材料二醋酸纤维素的成本，省去去除三醋酸甘油酯及矿物油等添加剂的工艺成本。为达此目的，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种香烟用二醋酸纤维素废丝回收再利用的方法，所述方法包括：将未经三醋酸甘油酯脱除的香烟用二醋酸纤维素废丝溶解于有机溶剂中，得到的纺丝液进行静电纺丝，卷制成香烟用滤棒。静电纺丝是通过高压电场作用于高分子溶液，使得高分子溶液带电聚积形成泰勒锥，当液滴表面的电荷斥力超过其表面张力时，液滴的表面就会高速喷射出聚合物射流，聚合物射流经过电场力的高速拉伸，溶剂挥发和固化，最终沉积形成聚合物纤维。根据本领域普通技术人员的常规认知，三醋酸甘油酯对于醋酸纤维纺丝而言，具有溶解不全、形成难以过滤凝胶团、破坏丝束界面形状等弊端，废滤棒要重复利用的前提必须要脱除其中的三醋酸甘油酯。而本发明所述回收方法规避了三醋酸甘油酯脱除工艺所带来的成本和复杂度，将未经三醋酸甘油酯脱除的香烟用二醋酸纤维素废丝溶解于有机溶剂中进行静电纺丝，废丝中原有的三醋酸甘油酯也随之均匀分散在纺丝液中，不妨碍纺丝效果，而且对成丝后的二醋酸纤维素起到均匀的支撑、强化、定型作用。本发明实现了香烟用滤嘴废丝的循环利用，既环保又降低成本。优选地，所述有机溶剂包括丙酮、丁酮、dmso、dmf或dmac中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为：丙酮与丁酮的组合，dmso与dmf的组合，丙酮与dmac的组合，丁酮、dmso与dmf的组合，dmso、dmf与dmac的组合，丁酮、dmso、dmf与dmac的组合。优选地，所述纺丝液中二醋酸纤维素废丝的浓度为5～30wt％，例如5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％或30wt％等，优选15～25wt％。优选地，所述静电纺丝包括：以无纺布无纺布为衬底，在上面静电纺一层二醋酸纤维素膜。优选地，所述无纺布包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)无纺布或聚乳酸(pla)无纺布。pet和pla是耐高温材料，抗蠕变性、耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都要强于二醋酸纤维素，通过在此衬底上静电纺二醋酸纤维素，经过卷曲后，其包裹在二醋酸纤维素膜中间，在功能上可部分代替原先三醋酸甘油酯所起到的定型支撑作用，且不存在三醋酸甘油酯引起的过滤凝胶团、破坏丝束截面形状等问题，所以本发明方法还提高了滤嘴过滤性能。优选地，所述衬底的厚度为20～40g/m2，例如20g/m2、22g/m2、25g/m2、28g/m2、30g/m2、32g/m2、35g/m2、38g/m2或40g/m2等。优选地，所述二醋酸纤维素膜的厚度为5～30μm，例如5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm或30μm等，优选10～20μm。优选地，所述静电纺丝得到的二醋酸纤维素纤维的直径为100～300nm，例如100nm、120nm、150nm、180nm、200nm、220nm、250nm、280nm或300nm等。传统纺丝纤维直径在15～25μm，本发明通过静电纺丝后纤维直径大幅降低，大幅提高了二醋酸纤维素纤维的比表面积，从而提高其过滤性能。本发明所述方法能通过纺丝参数互相配合，不仅调控二醋酸纤维素的尺寸，还能通过纺丝过程中温湿度调控三醋酸甘油酯作为小分子溶剂的挥发速率，最终调控其在最终纤维膜中的含量。优选地，所述静电纺丝的电压为10～80kv，例如10kv、12kv、30kv、40kv、50kv、60kv、70kv或80kv等，优选15～40kv。优选地，所述静电纺丝的环境温度为15～80℃，例如15℃、18℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃等，优选20～50℃。优选地，所述静电纺丝的环境湿度为10～80％，例如10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％或80％等，优选30～60％。优选地，所述静电纺丝的喷丝距离为10～200cm，例如10cm、20cm、50cm、80cm、100cm、120cm、150cm、180cm或200cm等，优选20～50cm。优选地，所述静电纺丝的纺丝液注射速度为0.5～10ml/h，例如0.5ml/h、1ml/h、2ml/h、3ml/h、4ml/h、5ml/h、6ml/h、7ml/h、8ml/h、9ml/h或10ml/h等，优选1～5ml/h。作为本发明优选的技术方案，所述的香烟用二醋酸纤维素废丝回收再利用的方法包括如下步骤：(1)将未经三醋酸甘油酯脱除的香烟用二醋酸纤维素废丝溶解于包括丙酮、丁酮、dmso、dmf或dmac中的任意一种或至少两种溶剂的有机溶剂中，得到二醋酸纤维素废丝浓度为5～30wt％的纺丝液；(2)设置静电纺丝的电压为10～80kv，环境温度为15～80℃，环境湿度为10～80％，喷丝距离为10～200cm，纺丝液注射速度为0.5～10ml/h，以聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布或聚乳酸无纺布为衬底，衬底的厚度为20～40g/m2，将步骤(1)得到的纺丝液进行静电纺丝，在上面静电纺一层厚度为5～30μm的二醋酸纤维素膜，其中二醋酸纤维素纤维的直径为100～300nm；(3)将步骤(2)所得产品卷制成香烟用滤棒。与现有技术方案相比，本发明至少具有如下有益效果：1.本发明所述回收方法规避了三醋酸甘油酯脱除工艺所带来的成本和复杂度，将未经三醋酸甘油酯脱除的香烟用二醋酸纤维素废丝溶解于有机溶剂中进行静电纺丝，废丝中原有的三醋酸甘油酯也随之均匀分散在纺丝液中，不仅不妨碍纺丝，而且成丝后对二醋酸纤维素起到一定的支撑、强化、定型作用。本发明实现了香烟用滤嘴废丝的循环利用，既环保又降低成本；2.通过在聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布或聚乳酸无纺布上静电纺二醋酸纤维素，经过卷曲后，其包裹在二醋酸纤维素膜中间，在功能上可部分代替原先三醋酸甘油酯所起到的定型支撑作用，且不存在三醋酸甘油酯引起的过滤凝胶团、破坏丝束截面形状等问题，配合静电纺丝纤维纳米级的纤维直径和超高的比表面积，提高了滤嘴过滤性能。具体实施方式为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例1一种香烟用二醋酸纤维素废丝回收再利用的方法，包括如下步骤：配质量分数为20％的废丝/dmac溶液，室温下搅拌6小时，控制纺丝温度在45℃，湿度在40％，电压在25kv下进行静电纺丝，纺丝距离25cm，卷绕接收速度为20m/min，纳米纤维沉积在pet底布上，所得纤维平均直径为250nm。将所得纳米纤维复合丝束在滤棒成型机上卷制成滤棒，并进一步卷制成试样烟。实施例2一种香烟用二醋酸纤维素废丝回收再利用的方法，包括如下步骤：配质量分数为12％的废丝/丁酮溶液，室温下搅拌6小时，控制纺丝温度在30℃，湿度在45％，电压在20kv下进行静电纺丝，纺丝距离10cm，卷绕接收速度20m/min，纳米纤维沉积在聚乳酸无纺布上，所得纤维平均直径为210nm。将所得纳米纤维复合丝束在滤棒成型机上卷制成滤棒，并进一步卷制成试样烟。实施例3一种香烟用二醋酸纤维素废丝回收再利用的方法，包括如下步骤：配质量分数为25％的废丝/dmso溶液，室温下搅拌8小时，控制纺丝温度在40℃，湿度在35％，电压在30kv下进行静电纺丝，纺丝距离30cm，卷绕接收速度20m/min，纳米纤维沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯无纺布上，所得纤维平均直径为300nm。将所得纳米纤维复合丝束在滤棒成型机上卷制成滤棒，并进一步卷制成试样烟。实施例4一种香烟用二醋酸纤维素废丝回收再利用的方法，包括如下步骤：配质量分数为17％的废丝/丙酮-dmf混合溶液，丙酮/dmf体积比＝2/1，室温下搅拌8小时，控制纺丝温度在40℃，湿度在35％，电压在35kv下进行静电纺丝，纺丝距离15cm，卷绕接收速度20m/min，纳米纤维沉积在pet底布上，所得纤维平均直径为240nm。将所得纳米纤维复合丝束在滤棒成型机上卷制成滤棒，并进一步卷制成试样烟。实施例5与实施例1的区别仅在于：省去无纺布衬底。对比例1二醋酸纤维素通过传统工艺，即丝束原料依次经导丝环牵引、开松机开松、添加增塑剂(三醋酸甘油酯)，上胶，滤条成型，切割后在滤棒成型机上卷制成滤棒。对比例2与实施例1的区别仅在于：配制纺丝液之前增加三醋酸甘油酯脱除步骤，三醋酸甘油酯脱除方法为在350mg/l季胺盐型表面活性剂的溶液中浸泡层析去除，采用工业用废碱调节溶液ph为9，浸泡温度为80℃。实施例6与实施例1的区别仅在于：静电纺丝的环境温度为17℃。实施例7与实施例1的区别仅在于：静电纺丝的环境温度为70℃。实施例8与实施例1的区别仅在于：静电纺丝的环境湿度为20％。实施例9与实施例1的区别仅在于：静电纺丝的环境湿度为70％。将各实施例和对比例卷制的试样烟分别采用ceruleansm450型吸烟机按照iso3308、yc/t255-2008规定进行卷烟抽吸实验，测定计算主流烟气参数，测试结果整理于表1。表1试样烟平均口数(cig)焦油(mg/cig)一氧化碳(mg/cig)烟碱(mg/cig)实施例15.68.210.60.55实施例25.88.010.70.62实施例36.08.510.90.55实施例45.88.311.10.56实施例55.88.911.30.58实施例65.88.911.30.58实施例75.88.811.20.57实施例85.88.811.20.58实施例95.88.911.10.58对比例15.89.612.30.69对比例25.89.311.80.68如表1所示，对照实施例1与实施例5和对比例1～2可知，本发明所述回收方法中规避了三醋酸甘油酯脱除工艺所带来的成本和复杂度，将未经三醋酸甘油酯脱除的香烟用二醋酸纤维素废丝溶解于有机溶剂中进行静电纺丝，废丝中原有的三醋酸甘油酯也随之均匀溶解在纺丝液中，不仅不妨碍纺丝，而且对成丝后的二醋酸纤维素起到均匀的支撑、强化、定型作用，获得稳定的二醋酸纤维素纳米纤维，与无纺布衬底协同提高所得滤嘴的过滤性能，实现了香烟用滤嘴废丝的循环利用，既环保又降低成本。对照实施例1与实施例6～9可知，温度和湿度互相配合，通过调节静电纺丝的环境温度20～50℃和湿度30～60％，将三醋酸甘油酯含量调控在合适的范围内，优化其对成丝后的二醋酸纤维素起到支撑、强化、定型作用，从而进一步优化了所得滤嘴成品的过滤性能。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属
技术领域：
的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页12