专利名称：低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材及其制备方法
技术领域：
本发明属于卷烟滤嘴材料及其制备技术领域。
背景技术：
卷烟滤嘴作为卷烟烟气的过滤系统，是卷烟的重要组成部分，在提升卷烟吸食品质及安全性上具有重要的作用。随着吸烟与健康问题的矛盾日益突出，世界各国日益重视新型滤嘴及材料的开发及应用。现有的卷烟滤嘴主要有复合滤嘴、空心滤嘴和同轴芯滤嘴等，其中，同轴芯滤嘴是指在普通滤嘴的轴芯中心位置沿轴向置入特殊的滤芯所形成的滤嘴，现有同轴芯滤材主要使用的是二醋酸纤维、加香棉线和植物纤维。二醋酸纤维在自然界中不易降解，成为环境的污染物。置入加香棉线目的是特征外的加香，对烟气无过滤效果。植物纤维由于吸附性能较好，对卷烟的吸味有一定的影响。例如公开号为CN 1792^8A的中国专利公开了一种香烟滤嘴及其制备方法，采用二醋酸纤维中心棒，但在制造过程中需要单独成型，用成型纸包裹后再进行复合，作用原理是通过中心棒与外棒之间形成的不同压力差来提升吸附效率，不仅成型工艺复杂，而且化学吸附效率较低。公开号为 CN 101313781A的中国专利公开了一种同轴芯滤嘴芯材及其制备方法，采用竹纤维、大豆纤维和长麻纤维等植物纤维做为同轴芯芯材，在制造过程中需要从植物中提取植物纤维，提取工艺复杂，由于其吸附性较好，对卷烟吸味有一定的影响。
发明内容
本发明目的是解决现有技术的不足，提供一种可提高同轴芯滤嘴对有害成份的吸附效率，改善卷烟的吸味品质的低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材，本发明还提供这种滤嘴芯材的制备方法。本发明的目的通过如下技术方案实现。低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材，该芯材是将含有取代度在0. 4 1. 5之间的醋酸纤维制成单纱，再将单纱并股纺成股纱。制备低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材的方法，包括以下步骤
(1)制备纺丝浆液按纤维素和醋酸酐的质量比1:2 1:5备料混合，活化时间20 120分钟，在50 100°C酯化反应20 120分钟，制备出取代度在0. 4 1. 5之间的低取代度醋酸纤维纺丝浆液；
(2)干法纺丝将纺丝浆液送至纺丝机台，通过干法纺丝工艺，制成单纱；
(3)将单纱按照300 500捻/米的捻度，采用转杯纺纱工艺并股制成股纱，即为所需芯材。本发明所述股纱由不同取代度的单纱并股制成。本发明将取代度为0. 64、1. 06和1. 46的醋酸纤维单纱中的两种或三种进行混纺并股。普通醋酸纤维由于羟基被酯化化学活性基团减少，不具备化学活性，醋纤滤嘴仅靠物理结构实现对卷烟烟气过滤，造成中间段的过滤效率较低。本发明的低取代度醋酸纤维具有可降解、吸附性能优越、过滤效果明显和对卷烟吸味无影响等优良特性，通过使用股纱结构的低取代度醋酸纤维，可强化滤嘴芯材的物理结构和芯材本身的化学活性，提高对有害成份的吸附效率，改善卷烟的吸味品质。在卷烟滤嘴中置入本发明的滤嘴芯材，卷烟烟气在通过滤嘴的过程中，中间位置的烟气流速较快，流量较大，低取代度醋酸纤维束芯材具有羟基的极性基团较多，可以对烟气中的极性组分有一定的吸附和过滤作用，提升滤嘴对烟气的过滤效率。同时，本发明在优选的取代度范围内并股所形成的芯材具有物理螺旋结构，不同于普通的醋酸纤维的直排并列方式，烟气气溶胶粒子通过芯材时，粒子沿低吸阻区域绕行，从而增加气溶胶粒子的行走路径，增加了粒子间的碰撞和芯材对粒子的拦截机率， 使得气溶胶粒子更容易沉积在芯材的表面，提高了滤嘴过滤效率。最终达到提升卷烟抽吸品质，降低卷烟主流烟气中有害成份的目的。本发明相对于现有技术至少具有以下优点
1、由于芯材极性基团羟基的增加，对烟气中的极性组分有一定的吸附和过滤作用，从而提升滤嘴对烟气的过滤效率。2、滤嘴芯材所具有的螺旋结构，能够增长气溶胶粒子的行走路径，增加粒子间的碰撞和芯材对粒子的拦截机率，使得气溶胶粒子更容易沉积在芯材的表面。3、制备工艺简单，使用简单，成本低廉。4、生物降解性好，对卷烟吸味无影响。下面通过实施例对本发明作进一步说明，但他们不是对本发明的限定。
具体实施例方式实施例1
按纤维素和醋酸酐的质量比1:2备料，活化时间40min，酯化反应温度60°C，酯化反应时间55min，制得取代度0. 64的醋酸纤维纺丝浆液。由齿轮泵把取代度0. 64醋酸纤维纺丝浆液送到纺丝机台。纺丝机台将纺丝浆液加热到45°C，经计量泵，浊形滤器，喷丝头到热空气为固化介质的纺丝甬道，使丝条内部丙酮蒸发，丝条固化成形，得到单纱。单丝采用转杯纺纱工艺，在500捻/米的速度条件下并10股后经导丝辊进入卷绕机，并股得到股纱，即为所需的滤嘴芯材。制备卷烟滤嘴时，采用牵引定位装置将该滤嘴芯材牵引至KDF2成型机上，通过滤嘴成型设备添加到中心位置，制备出同轴芯滤嘴。将同轴芯滤嘴在卷制成样烟后分别与醋纤和竹纤维同轴芯滤棒进行了对比分析检测，卷烟主流烟气中焦油量同比下降 12%和10%，卷烟抽吸舒适性提高，成团性好，余味干净。实施例2
按纤维素和醋酸酐的质量比1:3备料，活化时间40min，酯化反应温度60°C，酯化反应时间80min，制得取代度1. 06的醋酸纤维纺丝浆液。然后把取代度1. 06的醋酸纤维纺丝浆液送到纺丝机台，制得单纱。采用转杯纺纱工艺，将单纱在300捻/米的速度条件下并20 股后经导丝辊进入卷绕机，并股得到股纱，即为所需的滤嘴芯材。将该滤嘴芯材添加到滤嘴中心位置制备出同轴芯滤嘴，滤嘴在卷制成样烟后与醋纤和二醋酸纤维同轴芯滤棒进行了对比分析检测，卷烟主流烟气中焦油量同比下降11%和9. 5%，苯酚同比降低11%，卷烟刺激性减小，烟香谐调，余味干净。
4
实施例3
按纤维素和醋酸酐的质量比1:3备料，活化时间40min，酯化反应温度60°C，酯化反应时间90min，制得取代度1. 46的醋酸纤维纺丝浆液。把取代度1. 46的醋酸纤维纺丝浆液送到纺丝机台，制得单纱。采用转杯纺纱工艺，将单纱在350捻/米的速度条件下并40股后经导丝辊进入卷绕机，并股得到股纱，即为所需的滤嘴芯材。将该滤嘴芯材添加到滤嘴中心位置制备出同轴芯滤嘴，滤嘴在卷制成样烟后与醋纤和加香棉线同轴芯滤棒进行了对比分析检测，卷烟主流烟气中焦油量同比下降14%和12%，苯酚同比降低14%，卷烟舒适性提高， 刺激性减小，舒适性提高。实施例4
按纤维素和醋酸酐的质量比1:5备料，活化时间lOOmin，酯化反应温度100°C，酯化反应时间20min，制得取代度1. 5的醋酸纤维纺丝浆液。然后把取代度1. 5的醋酸纤维纺丝浆液送到纺丝机台，制得单纱。采用转杯纺纱工艺，将单纱在400捻/米的速度条件下并20 股后经导丝辊进入卷绕机，并股得到股纱，即为所需的滤嘴芯材。实施例5
按纤维素和醋酸酐的质量比1:4备料，活化时间120min，酯化反应温度50°C，酯化反应时间120min，制得取代度0. 4的醋酸纤维纺丝浆液。然后把取代度0. 4的醋酸纤维纺丝浆液送到纺丝机台，制得单纱。采用转杯纺纱工艺，将单纱在450捻/米的速度条件下并30 股后经导丝辊进入卷绕机，并股得到股纱，即为所需的滤嘴芯材。实施例6
将实施例1制得的取代度为0. 64的醋酸纤维单纱、实施例2制得的取代度为1. 06的醋酸纤维单纱、实施例3制得的取代度为1. 46的醋酸纤维单纱各取10股进行混纺并股，制得滤嘴芯材。实施例7
将实施例3制得的取代度为1. 46的醋酸纤维单纱和实施例4制得的取代度为1. 5的醋酸纤维单纱各取20股进行混纺并股，制得滤嘴芯材。
权利要求
1.低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材，其特征在于，该芯材是将含有取代度在0.4 1. 5之间的醋酸纤维制成单纱，再将单纱并股纺成股纱。
2.一种制备权利要求1所述低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材的方法，其特征在于， 包括以下步骤(1)制备纺丝浆液按纤维素和醋酸酐的质量比1:2 1:5备料混合，活化时间20 120分钟，在50 100°C，酯化反应20 120分钟，制备出取代度在0. 4 1. 5之间的低取代度醋酸纤维纺丝浆液；(2)干法纺丝将纺丝浆液送至纺丝机台，通过干法纺丝工艺，制成单纱；(3)将单纱按照300 500捻/米的捻度，采用转杯纺纱工艺并股制成股纱，即为所需芯材。
3.根据权利要求2所述的制备低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材的方法，其特征在于，所述股纱由不同取代度的单纱并股制成。
4.根据权利要求2或3所述的制备低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材的方法，其特征在于将取代度为0. 64,1. 06和1. 46的醋酸纤维单纱中的两种或三种进行混纺并股。
全文摘要
低取代度醋酸纤维同轴芯滤嘴芯材及其制备方法，芯材是将含有取代度在0.4～1.5之间的醋酸纤维制成单纱，再将单纱并股纺成股纱。制备方法是按纤维素和醋酸酐的质量比1:2～1:5备料混合，活化时间20～120分钟，在50～100℃，酯化反应20～120分钟，制备出取代度在0.4～1.5之间的低取代度醋酸纤维纺丝浆液；将纺丝浆液送至纺丝机台，通过干法纺丝工艺，制成单纱；将单纱按照300～500捻/米的捻度，采用转杯纺纱工艺并股制成股纱，即为所需芯材。本发明的芯材可提高同轴芯滤嘴对有害成份的吸附效率，改善卷烟的吸味品质。制备工艺简单，使用简单，成本低廉。
文档编号D02G3/28GK102349705SQ20111018385
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月2日 优先权日2011年7月2日
发明者倪军, 尧珍玉, 李景权, 杨伟祖, 沈靖轩, 温光和, 肖维毅, 陈婉, 马涛 申请人:云南瑞升烟草技术(集团)有限公司