本发明属于烟用丝束及其制备技术领域,具体涉及一种聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,并且还涉及其制备方法。
背景技术:
烟用丝束是香烟过滤嘴棒的重要组成部分,通过直接拦截、惯性压紧和扩散沉淀作用而藉以有效减少吸烟时入口的烟雾、焦油和燃烧时产生的悬浮粒子,改善吸味,提高香烟品位。目前市场上的烟用丝束材料主要以醋酸纤维丝束为主,少量使用聚丙烯纤维丝束。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为原料,经制浆,活化,乙酰化反应,溶液纺丝等一系列工艺过程生产获得,其生产工艺复杂、投资较大、生产过程环境污染严重,面临原材料及产品价格居高不下的问题。同时,文献(pulsj,wilsonsa,hoelterd.journalofpolymersandtheenvironment.2011,19(1):152-165.)证实纤维素经乙酰化反应生成醋酸纤维素后,难以生物降解,会造成环境污染。
聚乳酸纤维是以可再生的玉米、甜菜、谷物或薯类等农作物淀粉发酵制取的乳酸作为原料,经聚合、纺丝而制成的一种聚酯纤维。它不仅具有良好的生物相容性,而且降解产物为二氧化碳和水,不污染环境,对生物体无毒副作用,是一种重要的生物质纤维材料。研究报道称聚乳酸纤维与醋纤结构相似,分子表面含有丰富的极性基团,所以聚乳酸丝束对极性物质具有较强的亲合力,可以与焦油组分和低分子物质进行化学反应,反应物牢牢留在纤维表面,同时,丝束表面具有微孔和粗糙感,在对烟气的吸附过程中,同时具有物理吸附和化学吸附双重效果。用聚乳酸材料所制滤棒吸附效果良好,滤棒接装后,吸附性能、抽吸口感与醋纤相似,明显优于丙纶纤维。
申请号为200610131699.0和200710055310.3的中国专利中公开了一种利用乳酸类聚合物树脂制造香烟过滤嘴丝束纤维以及烟用滤棒的技术。但聚乳酸纤维在烟用丝束加工工艺和滤棒成型工艺上存在以下问题:聚乳酸纤维缺乏像三醋酸甘油脂这样的安全有效的粘结剂,因此为满足滤棒吸阻、硬度和外观等要求,必须填充更多的丝束,从而造成聚乳酸纤维丝束的出棒率低,同时,相对于醋酸纤维素和聚丙烯纤维,聚乳酸纤维的比重大,也会造成成本大幅提高。
为解决上述问题,申请号为201210196243.8的中国专利中公开了一种低丝束线密度聚乳酸烟用丝束及其制备方法,通过聚乳酸烟用丝束和相应的醋酸纤维素烟用丝束混合进行滤棒成型,从而降低醋酸纤维素丝束的用量,缓解醋酸纤维素烟用丝束紧张的局面,降低成本。但聚乳酸丝束和醋酸纤维素丝束作为卷曲后的连续长纤维,均匀混合困难,缺乏可实际操作性,同时,未完全解决醋酸纤维素丝束生物降解的问题。申请号为201010102007.6的中国专利中公开了一种通过聚乳酸与聚丙烯共混熔融纺丝的方法,以解决现有技术条件下制备工艺高,比重大,滤棒成型难等不足之处。但聚乳酸为极性聚合物,聚丙烯为非极性聚合物,热力学不相容,缺乏可实际操作性。申请号为201210196240.4的中国专利中公开了一种皮芯型结构的聚乳酸/聚丙烯烟用复合丝束及其制备方法,该聚乳酸/聚丙烯复合烟用丝束采用复合纺丝技术,通过熔融纺丝法制得的单根纤维的截面呈皮芯型结构。但由于聚乳酸与聚丙烯完全不相容,纺制的皮芯复合纤维在纺丝和牵伸过程中,极易发生皮芯剥离而不具备实用性。申请号为201310048813.3的中国专利中公开了一种皮芯型聚乳酸烟用丝束和滤棒及其制备方法,通过两步法熔融纺丝工艺制备了具有皮芯型结构的聚乳酸烟用丝束,皮层和芯层主体树脂均为聚乳酸(皮层和芯层熔点分别为120-150和150-175℃)。但皮层树脂中需提高右旋单元的含量或使用丙交酯与乙交酯或己内酯共聚,从而降低皮层树脂的结晶度,同时,严格控制芯层树脂中聚乳酸右旋单元的含量或向其中添加结晶促进剂提高芯层树脂的结晶度,因此,该专利对原材料要求较高,生产工艺较为苛刻。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决上述现有技术所存在的问题而提供一种聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束及其制备方法。这种聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束通过将含有增塑剂的聚乳酸树脂与常规聚乳酸树脂复合纺丝而成,复合纤维在随后的牵伸和热定型处理过程中,由于含有增塑剂的聚乳酸与常规聚乳酸的结晶度和收缩量不同,同时两种组份界面粘结性较好,从而绕着纤维轴产生螺旋状弯曲,使纤维纵向呈现三维螺旋状卷曲,这种自卷曲纤维的永久蓬松性、弹性和手感等是其他机械加工方法得到的卷曲纤维无法比拟的,并且自卷曲避免了聚乳酸烟用丝束纤维在机械卷曲时进行的变形加工发生的机械和热损伤。此外,含有增塑剂的聚乳酸组份具有自粘合作用,可大幅提高聚乳酸纤维烟用丝束的出棒率,并满足滤棒吸阻、硬度和外观等要求。
本发明的目的是这样来达到的,一种聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束纤维,丝束中的单根纤维为并列型、桔瓣型、皮芯型与海岛型复合结构中的一种,其中,所述并列型或桔瓣型中的一种组份为含有增塑剂的聚乳酸树脂,另一种组份为常规聚乳酸树脂及其组合物,皮芯型中的皮层与海岛型中的海相为含有增塑剂的聚乳酸树脂,而皮芯型的芯层与海岛型中的岛相为常规聚乳酸树脂及其组合物,含有增塑剂的聚乳酸树脂与常规聚乳酸树脂的质量百分比为80:20-20:80,所述增塑剂为脂肪族二元酸二元醇酯低聚物、聚乙二醇及其共聚酯、柠檬酸酯、甘油酯中的一种或两种以上,所述复合烟用丝束总线密度为2-7ktex,单丝线密度为1.5-6.5dtex,干热收缩率低于10%,卷曲半径0.05-0.35mm,螺距0.05-0.35mm,卷曲曲率1-12mm-1,卷曲轴向均匀度40-100%。
本发明的另一目的是这样来达到的,一种聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束的制备方法,其是通过一步法熔融纺丝工艺,将含有增塑剂的聚乳酸树脂和常规聚乳酸树脂及其组合物分别经螺杆挤出机熔融塑化,分别通过各自的熔体管道经分配板到达喷丝板汇合成复合熔体流,最后从喷丝板的喷丝孔中喷出而成为单根复合纤维,单根复合纤维经冷却,上油,牵伸,紧张热定型处理,得到复合烟用丝束,具体制备方法包括如下步骤:
(1)在纺丝前,将聚乳酸树脂进行干燥处理并且控制干燥温度、干燥时间以及控制干燥后的聚乳酸树脂的含水率,得到干燥的聚乳酸树脂;
(2)纺丝,将聚乳酸树脂所用的纺丝助剂通过定量喂料装置分别加入所述常规聚乳酸树脂和加入含有增塑剂的聚乳酸树脂中,经螺杆挤出机熔融塑化为聚乳酸树脂熔体;并且控制所述熔融塑化温度,随后所述熔体通过过滤器进入纺丝箱,在纺丝箱内由计量泵定量输送至双组份纺丝组件,这两种聚乳酸树脂熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔到达喷丝板汇合成复合熔体流,最后从喷丝板的喷丝孔中喷出从而成为单根复合纤维,得到聚乳酸双组份烟用丝束;
(3)冷却,对步骤(2)所述的聚乳酸双组份烟用丝束以冷却风吹风方式冷却成型并且控制冷却风的温度、冷却风的风压、同位风压差异率、冷却风的风速以及控制风速差异率,得到冷却的双组份丝束;
(4)上油,对步骤(3)得到的双组份丝束采用油轮涂覆上油与喷油嘴喷射上油相结合的方式进行表面油剂处理,得到上油的双组份丝束;
(5)牵伸与紧张热定型,采用多对热辊的方式对由步骤(4)得到的所述上油的双组份丝束进行牵伸和紧张热定型并且控制牵伸的工艺参数以及控制紧张热定型的工艺参数,得到聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,该丝束中的单根纤维为并列型、桔瓣型、皮芯型与海岛型复合结构中的一种,其中,所述并列型或桔瓣型中的一种组份为含有增塑剂的聚乳酸树脂,另一种组份为常规聚乳酸树脂及其组合物;皮芯型中的皮层与海岛型中的海相为含有增塑剂的聚乳酸树脂,而皮芯型的芯层与海岛型中的岛相为常规聚乳酸树脂及其组合物。所述增塑剂为脂肪族二元酸二元醇酯化聚物、聚乙二醇及其共聚酯、柠檬酸酯、甘油酯中的一种或两种以上,含有增塑剂的聚乳酸树脂与常规聚乳酸树脂的质量百分比为80:20-20:80,复合烟用丝束总线密度为2-7ktex,单丝线密度为1.5-6.5dtex,干热收缩率低于10%,卷曲半径0.05-0.35mm,螺距0.05-0.35mm,卷曲曲率1-12mm-1,卷曲轴向均匀度40-100%。
在本发明的一个具体的实施例中,步骤(1)中所述的将聚乳酸树脂进行干燥处理是采用转鼓干燥或连续干燥设备进行干燥处理,所述的控制干燥温度、干燥时间以及控制干燥后的聚乳酸树脂的含水率是将干燥温度控制为50-130℃,将干燥时间控制为5-20小时,将含水率控制为200ppm以下。
在本发明的另一个具体的实施例中,步骤(2)中所述含有增塑剂的聚乳酸树脂为具有良好可纺性的l-聚乳酸树脂,d-聚乳酸树脂,l-聚乳酸树脂与d-聚乳酸树脂的共聚物或共混物中的一种或两种以上,重均分子量为4-25万,分子量分布在6.5以内,熔融温度为115-145℃,熔融指数为1.5-35g/10min(190℃,2.16kg),所述增塑剂占所述聚乳酸树脂重量的0.5-25%。
在本发明的又一个具体的实施例中,步骤(2)中所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机;所述的控制熔融塑化温度是将熔融塑化温度控制为160-265℃;所述过滤器的温度为230-275℃,过滤器的滤网目数为150-500目,滤前熔体压力为3-15mpa;所述纺丝箱的温度为250-275℃,所述计量泵的转速为12-40r/min,进入计量泵之前的聚乳酸树脂熔体压力为2-14mpa,聚乳酸树脂熔体出计量泵的压力为5-15mpa,所述喷丝板的类型为并列型、桔瓣型、皮芯型与海岛型中的一种,所述喷丝孔的形状为哑铃形、葫芦形、一字形、三角形、c形、y形、x形中的一种或两种以上,等效孔径为0.2-0.5mm,长径比为1.5:1-4:1,所述纺丝箱的纺丝速度为50-100m/min。
在本发明的再一个具体的实施例中,步骤(2)中所述的聚乳酸树脂所用的纺丝助剂包括热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、防霉剂、结晶促进剂、增塑剂、增白剂和抗静电剂。
在本发明的还有一个具体的实施例中,步骤(3)中所述冷却风吹风方式为侧吹风、外环吹风和内环吹风中的一种或者两种的组合,所述控制冷却风的温度是将冷却风的温度控制为5-25℃,所述控制冷却风的风压是将风压控制为200-800pa,所述控制同位风压差异率是将同位风压差异率控制为小于5pa,所述控制冷却风的风速是将风速控制为0.2-0.6m/s,所述控制风速差异率是将风速差异率控制为低于10%。
在本发明的更而一个具体的实施例中,步骤(5)中所述的控制牵伸的工艺参数是:牵伸倍数为2-4倍,牵伸温度为55-100℃,牵伸速度为100-2000m/min;所述的控制紧张热定型的工艺参数是:紧张热定型的温度为65-110℃,热辊加热方式采用工频感应或高频感应加热,其中,热辊辊面经镀铬或喷陶瓷处理,粗糙度为ra0.08-ra2.5,热辊工作区内的温度不匀度≤±1.5℃。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
(1)相对于机械卷的聚乳酸烟用丝束纤维,自卷曲复合纤维简化了生产工艺,并且避免了聚乳酸纤维在机械卷曲时进行的变形加工发生的机械和热损伤;
(2)含有增塑剂的聚乳酸组份具有自粘合作用,避免了聚乳酸烟用丝束在成棒过程中粘结剂的使用,并且自卷曲聚乳酸烟用丝束纤维的永久蓬松性和弹性有助于满足滤棒吸阻、硬度和外观等要求,可大幅提高聚乳酸纤维丝束的出棒率;
(3)采用一步法熔融纺丝工艺,可简便获得聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,并且一步法纺丝工艺自动化程度高,用工省,耗能低,有利于降低丝束生产成本;
(4)本发明开发的聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束具有良好的生物降解性能,为环境友好型烟用丝束。
附图说明
图1是本发明提供的聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束的复合纤维的横截面形状的显微镜观察图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例作进一步说明,但本发明的内容并不限于此。
由下面将要描述的六个实施例得到的双组份烟丝束制成烟用滤棒的过程如下:
优选采用由中国湖南省常德烟草机械集团有限公司生产的型号为yl16的开松上胶机对复合烟用丝束进行开松处理,开松宽度为18-30cm,优选采用由中烟机械集团公司生产的型号为zl28型的纤维滤棒成型机将开松的纤维束包裹成棒,成型速率为600-1200m/min,切割成100-150mm/支,于50-120℃下烘干30min以上,于60±5%湿度、22±5℃下平衡5-12小时,最终制得烟用滤棒。按照gb5606-2004《卷烟》标准进行测试,一氧化碳量低于13.8mg/支,总颗粒相物低于16.5mg/支,烟碱低于15.6mg/支,焦油低于11.2mg/支,水分2.0-2.6mg/支,滤棒的硬度达80-90%,吸阻2500-3500pa。
申请人对图1作如下说明:图1实例外形为葫芦形,深色部分为含有增塑剂的聚乳酸组份,浅色部分为常规聚乳酸组份。两种组分质量百分比为80:20~20:80。
实施例1
优选采用荷兰corbion公司生产的纤维级聚乳酸lx130u,熔融温度为155℃,熔融指数为3g/10min(190℃,2.16kg)。在纺丝前,使用转鼓干燥设备在100℃的干燥温度下进行干燥处理5小时,将含水率控制为200ppm以下。
纺丝,将聚乳酸树脂所用的质量百分比为0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂和0.5%的抗静电剂等纺丝助剂通过定量喂料装置加入所述聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到上述常规聚乳酸树脂(常规聚乳酸树脂是指不含增塑剂的聚乳酸树脂,以下同)熔体,相对应的将质量百分比为0.5%的聚乙二醇及其共聚酯、0.5%的柠檬酸酯作为增塑剂以及同样比例的纺丝助剂,通过定量喂料装置计量加入到聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到另一组份即加增塑剂的聚乳酸。随后所述熔体按照常规聚乳酸与加入1%增塑剂的聚乳酸的质量百分比(80:20)进行纺丝,熔体通过210℃、滤网目数150目的过滤器进入纺丝箱体,在纺丝箱体内,常规聚乳酸树脂熔体由计量泵以40r/min的转速输送至双组份纺丝组件,加入1%增塑剂的聚乳酸树脂熔体由计量泵以10r/min的转速输送至双组份纺丝组件。这两种聚乳酸树脂熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔到达并列型喷丝板汇合成复合熔体流,最后从葫芦形喷丝孔中喷出从而成为单根并列型复合纤维,纺丝速度200m/min,得到聚乳酸双组份烟用丝束。
经5℃、200pa的侧吹风冷却,再用油轮涂覆和喷油嘴喷射上油相结合的方式对双组份丝束上油,最后经过高频感应加热的热辊牵伸并进行紧张热定型处理后制得复合烟用丝束。其中拉伸倍数为2倍,牵伸温度为55℃,牵伸速度为180m/min,紧张热定型温度为65℃,热辊辊面喷陶瓷处理,粗糙度为ra1.8,工作区内温度不匀度≤±1.5℃。得到聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,该复合烟用丝束中所述的两种聚乳酸树脂的质量百分比为80:20,所得的复合烟用丝束总线密度为2.5ktex,单丝线密度为1.8dtex,干热收缩率为4.8%。卷曲半径0.34mm,螺距0.35mm,卷曲曲率2.94mm-1,卷曲轴向均匀度65%。
从上述复合烟用丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比,对比发现,复合烟用丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异,纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支,总颗粒相物为12.7(mg)/支,烟碱量为0.76(mg)/支,水分2.16(mg)/支,焦油11.2(mg)/支,而复合烟用丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.3(mg)/支,总颗粒相物为13.6(mg)/支,烟碱量为1.77(mg)/支,水分2.56(mg)/支,焦油11.1(mg)/支,烟气常规成分释放量接近,性能良好。
实施例2
优选采用荷兰corbion公司生产的纤维级聚乳酸lx130u,熔融温度为155℃,熔融指数为3g/10min(190℃,2.16kg)。在纺丝前,使用转鼓干燥设备在100℃的干燥温度下进行干燥处理5小时,将含水率控制为200ppm以下。
纺丝,将聚乳酸树脂所用的质量百分比为0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂和0.5%的抗静电剂等纺丝助剂通过定量喂料装置加入聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到上述常规聚乳酸树脂熔体,相对应的将质量百分比为0.5%的聚乙二醇及其共聚酯、0.5%的柠檬酸酯作为增塑剂以及同样比例的纺丝助剂,通过定量喂料装置计量加入到聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到另一组份即加增塑剂的聚乳酸。随后所述熔体按照常规聚乳酸与加入1%增塑剂的聚乳酸的质量百分比(60:40)进行纺丝,熔体通过210℃、滤网目数150目的过滤器进入纺丝箱体,在纺丝箱体内,常规聚乳酸树脂熔体由计量泵以30r/min的转速输送至双组份纺丝组件,加入1%增塑剂的聚乳酸树脂熔体由计量泵以20r/min的转速输送至双组份纺丝组件。这两种聚乳酸树脂熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔到达并列型喷丝板汇合成复合熔体流,最后从哑铃形丝孔中喷出从而成为单根并列型复合纤维,纺丝速度200m/min,得到聚乳酸双组份烟用丝束。
经5℃、200pa的侧吹风冷却,再用油轮涂覆和喷油嘴喷射上油相结合的方式对双组份丝束上油,最后经过高频感应加热的热辊牵伸并进行紧张热定型处理后制得复合烟用丝束。其中拉伸倍数为2倍,牵伸温度为55℃,牵伸速度为180m/min,紧张热定型温度为65℃,热辊辊面喷陶瓷处理,粗糙度为ra1.8,工作区内温度不匀度≤±1.5℃。得到聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,该复合烟用丝束中所述的两种聚乳酸树脂的质量百分比为60:40,所得的复合烟用丝束总线密度为3.6ktex,单丝线密度为2.4dtex,干热收缩率为4.7%。卷曲半径0.26mm,螺距0.29mm,卷曲曲率3.84mm-1,卷曲轴向均匀度56%。
从上述复合烟用丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比,对比发现,复合烟用丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异,纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支,总颗粒相物为12.7(mg)/支,烟碱量为0.76(mg)/支,水分2.16(mg)/支,焦油11.2(mg)/支,而复合烟用丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.3(mg)/支,总颗粒相物为13.6(mg)/支,烟碱量为1.77(mg)/支,水分2.56(mg)/支,焦油11.1(mg)/支,烟气常规成分释放量接近,性能良好。
实施例3
优选采用荷兰corbion公司生产的纤维级聚乳酸lx130u,熔融温度为155℃,熔融指数为3g/10min(190℃,2.16kg)。在纺丝前,使用转鼓干燥设备在100℃的干燥温度下进行干燥处理5小时,将含水率控制为200ppm以下。
纺丝,将聚乳酸树脂所用的质量百分比为0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂和0.5%的抗静电剂等纺丝助剂通过定量喂料装置加入聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到上述常规聚乳酸树脂熔体,相对应的将质量百分比为0.5%的脂肪族二元酸二元醇酯低聚物、0.5%的甘油酯作为增塑剂以及同样比例的纺丝助剂,通过定量喂料装置计量加入到聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到另一组份即加增塑剂的聚乳酸。随后所述熔体按照常规聚乳酸与加入1%增塑剂的聚乳酸的质量百分比(50:50)进行纺丝,熔体通过210℃、滤网目数150目的过滤器进入纺丝箱体,在纺丝箱体内,常规聚乳酸树脂熔体由计量泵以25r/min的转速输送至双组份纺丝组件,加入1%增塑剂的聚乳酸树脂熔体由计量泵以25r/min的转速输送至双组份纺丝组件。这两种聚乳酸树脂熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔到达桔瓣型喷丝板汇合成复合熔体流,最后从圆形喷丝孔中喷出从而成为单根桔瓣型复合纤维,纺丝速度200m/min,得到聚乳酸双组份烟用丝束。
经5℃、200pa的侧吹风冷却,再用油轮涂覆和喷油嘴喷射上油相结合的方式对双组份丝束上油,最后经过高频感应加热的热辊牵伸并进行紧张热定型处理后制得复合烟用丝束。其中拉伸倍数为2倍,牵伸温度为55℃,牵伸速度为180m/min,紧张热定型温度为65℃,热辊辊面喷陶瓷处理,粗糙度为ra1.8,工作区内温度不匀度≤±1.5℃。得到聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,该复合烟用丝束中所述的两种聚乳酸树脂的质量百分比为50:50,所得的复合烟用丝束总线密度为4.2ktex,单丝线密度为3.8dtex,干热收缩率为4.5%。卷曲半径0.23mm,螺距0.25mm,卷曲曲率4.34mm-1,卷曲轴向均匀度55%。
从上述复合烟用丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比,对比发现,复合烟用丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异,纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支,总颗粒相物为12.7(mg)/支,烟碱量为0.76(mg)/支,水分2.16(mg)/支,焦油11.2(mg)/支,而复合烟用丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.3(mg)/支,总颗粒相物为13.6(mg)/支,烟碱量为1.77(mg)/支,水分2.56(mg)/支,焦油11.1(mg)/支,烟气常规成分释放量接近,性能良好。
实施例4
优选采用荷兰corbion公司生产的纤维级聚乳酸lx130u,重均分子量为14.5万,熔融温度为155℃,熔融指数为3g/10min(190℃,2.16kg)。在纺丝前,使用转鼓干燥设备在100℃的干燥温度下进行干燥处理5小时,将含水率控制为200ppm以下。
纺丝,将聚乳酸树脂所用的质量百分比为0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂和0.5%的抗静电剂等纺丝助剂通过定量喂料装置加入聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到上述常规聚乳酸树脂熔体,相对应的将质量百分比为0.5%的脂肪族二元酸二元醇酯低聚物、0.5%的甘油酯作为增塑剂以及同样比例的纺丝助剂,通过定量喂料装置计量加入到聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到另一组份即加增塑剂的聚乳酸。随后所述熔体按照常规聚乳酸与加入1%增塑剂的聚乳酸的质量百分比(40:60)进行纺丝,熔体通过210℃、滤网目数150目的过滤器进入纺丝箱体,在纺丝箱体内,常规聚乳酸树脂熔体由计量泵以20r/min的转速输送至双组份纺丝组件,加入1%增塑剂的聚乳酸树脂熔体由计量泵以30r/min的转速输送至双组份纺丝组件。这两种聚乳酸树脂熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔到达海岛型喷丝板汇合成复合熔体流,最后从圆形喷丝孔中喷出从而成为单根海岛型复合纤维,纺丝速度200m/min,得到聚乳酸双组份烟用丝束。
经5℃、200pa的侧吹风冷却,再用油轮涂覆和喷油嘴喷射上油相结合的方式对双组份丝束上油,最后经过高频感应加热的热辊牵伸并进行紧张热定型处理后制得复合烟用丝束。其中拉伸倍数为2倍,牵伸温度为55℃,牵伸速度为180m/min,紧张热定型温度为65℃,热辊辊面喷陶瓷处理,粗糙度为ra1.8,工作区内温度不匀度≤±1.5℃。得到聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,该复合烟用丝束中所述的两种聚乳酸树脂的质量百分比为50:50,所得的复合烟用丝束总线密度为4.3ktex,单丝线密度为3.5dtex,干热收缩率为4.6%。卷曲半径0.19mm,螺距0.22mm,卷曲曲率5.26mm-1,卷曲轴向均匀度52%。
从上述复合烟用丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比,对比发现,复合烟用丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异,纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支,总颗粒相物为12.7(mg)/支,烟碱量为0.76(mg)/支,水分2.16(mg)/支,焦油11.2(mg)/支,而复合烟用丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.3(mg)/支,总颗粒相物为13.6(mg)/支,烟碱量为1.77(mg)/支,水分2.56(mg)/支,焦油11.1(mg)/支,烟气常规成分释放量接近,性能良好。
实施例5
优选采用荷兰corbion公司生产的纤维级聚乳酸lx130u,熔融温度为155℃,熔融指数为3g/10min(190℃,2.16kg)。在纺丝前,使用转鼓干燥设备在100℃的干燥温度下进行干燥处理5小时,将含水率控制为200ppm以下。
纺丝,将聚乳酸树脂所用的质量百分比为0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂和0.5%的抗静电剂等纺丝助剂通过定量喂料装置加入所述聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到上述常规聚乳酸树脂熔体,相对应的将质量百分比为0.5%的聚乙二醇及其共聚酯、0.5%的柠檬酸酯作为增塑剂以及同样比例的纺丝助剂,通过定量喂料装置计量加入到聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到另一组份即加增塑剂的聚乳酸。随后所述熔体按照常规聚乳酸与加入1%增塑剂的聚乳酸的质量百分比(20:80)进行纺丝,熔体通过210℃、滤网目数150目的过滤器进入纺丝箱体,在纺丝箱体内,常规聚乳酸树脂熔体由计量泵以10r/min的转速输送至双组份纺丝组件,加入1%增塑剂的聚乳酸树脂熔体由计量泵以40r/min的转速输送至双组份纺丝组件。这两种聚乳酸树脂熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔到达皮芯型喷丝板汇合成复合熔体流,最后从圆形喷丝孔中喷出从而成为单根皮芯型复合纤维,纺丝速度200m/min,得到聚乳酸双组份烟用丝束。
经5℃、200pa的侧吹风冷却,再用油轮涂覆和喷油嘴喷射上油相结合的方式对双组份丝束上油,最后经过高频感应加热的热辊牵伸并进行紧张热定型处理后制得复合烟用丝束。其中拉伸倍数为2倍,牵伸温度为55℃,牵伸速度为180m/min,紧张热定型温度为65℃,热辊辊面喷陶瓷处理,粗糙度为ra1.8,工作区内温度不匀度≤±1.5℃。得到聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,该复合烟用丝束中所述的两种聚乳酸树脂的质量百分比为80:20,所得的复合烟用丝束总线密度为2ktex,单丝线密度为1.5dtex,干热收缩率为4.5%。卷曲半径0.16mm,螺距0.11mm,卷曲曲率6.25mm-1,卷曲轴向均匀度47%。
从上述复合烟用丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比,对比发现,复合烟用丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异,纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支,总颗粒相物为12.7(mg)/支,烟碱量为0.76(mg)/支,水分2.16(mg)/支,焦油11.2(mg)/支,而复合烟用丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.3(mg)/支,总颗粒相物为13.6(mg)/支,烟碱量为1.77(mg)/支,水分2.56(mg)/支,焦油11.1(mg)/支,烟气常规成分释放量接近,性能良好。
实施例6
优选采用浙江海正生物材料股份有限公司生产的纤维级聚乳酸revode190,熔融温度为170℃,熔融指数为6g/10min(190℃,2.16kg)。在纺丝前,使用转鼓干燥设备在100℃的干燥温度下进行干燥处理5小时,将含水率控制为200ppm以下。
纺丝,将聚乳酸树脂所用的质量百分比为0.5%的抗氧化剂、0.5%的防霉剂和0.5%的抗静电剂等纺丝助剂通过定量喂料装置加入聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到上述常规聚乳酸树脂熔体,相对应的将质量百分比为0.5%的聚乙二醇及其共聚酯、0.5%的柠檬酸酯作为增塑剂以及同样比例的纺丝助剂,通过定量喂料装置计量加入到聚乳酸树脂中,经单螺杆挤出机进行在200℃下进行熔融塑化得到另一组份即加增塑剂的聚乳酸。随后所述熔体按照常规聚乳酸与加入1%增塑剂的聚乳酸的质量百分比(80:20)进行纺丝,熔体通过210℃、滤网目数150目的过滤器进入纺丝箱体,在纺丝箱体内,常规聚乳酸树脂熔体由计量泵以40r/min的转速输送至双组份纺丝组件,加入1%增塑剂的聚乳酸树脂熔体由计量泵以10r/min的转速输送至双组份纺丝组件。这两种聚乳酸树脂熔体在双组份纺丝组件中经分配板的隔离腔到达皮芯型喷丝板汇合成复合熔体流,最后从圆形喷丝孔中喷出从而成为单根皮芯型复合纤维,纺丝速度200m/min,得到聚乳酸双组份烟用丝束。
经5℃、200pa的侧吹风冷却,再用油轮涂覆和喷油嘴喷射上油相结合的方式对双组份丝束上油,最后经过高频感应加热的热辊牵伸并进行紧张热定型处理后制得复合烟用丝束。其中拉伸倍数为4倍,牵伸温度为60℃,牵伸速度为200m/min,紧张热定型温度为65℃,热辊辊面喷陶瓷处理,粗糙度为ra1.8,工作区内温度不匀度≤±1.5℃。得到聚乳酸自卷曲自粘合复合烟用丝束,该复合烟用丝束中所述的两种聚乳酸树脂的质量百分比为80:20,所得的复合烟用丝束总线密度为2ktex,单丝线密度为1.5dtex,干热收缩率为4.5%。卷曲半径0.31mm,螺距0.29mm,卷曲曲率3.22mm-1,卷曲轴向均匀度60%。
从上述复合烟用丝束制成的过滤嘴棒中抽取部分过滤嘴棒与纯聚乳酸丝束卷制的香烟过滤嘴棒作对比,对比发现,复合烟用丝束制成的香烟和纯聚乳酸丝束制成的香烟吸味无明显差异,纯聚乳酸丝束卷制的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.2(mg)/支,总颗粒相物为12.7(mg)/支,烟碱量为0.76(mg)/支,水分2.16(mg)/支,焦油11.2(mg)/支,而复合烟用丝束制成的过滤嘴棒一氧化碳含量为7.3(mg)/支,总颗粒相物为13.6(mg)/支,烟碱量为1.77(mg)/支,水分2.56(mg)/支,焦油11.1(mg)/支,烟气常规成分释放量接近,性能良好。