一種用lyocell絲束制備卷煙濾棒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于卷煙過濾嘴的制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種Iyocell絲束制備卷煙濾棒的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 吸煙有害健康，卷煙濾嘴的使用可以降低卷煙的危害性，因此卷煙濾嘴材料的研 宄一直是煙草行業(yè)研宄的重點(diǎn)。自1930年第一支濾嘴卷煙誕生以來，紙、棉花、醋酸纖維、 聚丙烯纖維等被作為濾材應(yīng)用于卷煙，目前應(yīng)用最廣泛的是醋酸纖維。隨著近年來法律法 規(guī)更加嚴(yán)格，國(guó)產(chǎn)卷煙的焦油要求從17mg/支逐漸降低到IOmg/支及以下，醋酸纖維的過濾 性能已越來越難以滿足更低卷煙焦油的要求。因此，新過濾材料的研宄開發(fā)顯得越發(fā)重要。
[0003] 中國(guó)專利CN102747454、CN100569127介紹了聚乳酸纖維絲束的制備方法和在卷 煙濾材中的應(yīng)用，雖然聚乳酸纖維具有良好的生物降解性，但在用于卷煙濾棒制備時(shí)，要么 必須要和醋酸纖維一起使用，要么采用的聚乳酸增塑劑影響卷煙的感官質(zhì)量，并且聚乳酸 纖維沒有表現(xiàn)出突出的卷煙降焦性能。
[0004] 美國(guó)專利US5465739介紹了聚酯纖維和聚丙烯纖維制備的無紡布材料用做卷煙 濾材降低卷煙焦油。聚酯纖維和聚丙烯纖維都很難生物降解，環(huán)保性能較低。另外，曾經(jīng)在 卷煙濾材中使用的聚丙烯纖維，由于其對(duì)卷煙感官質(zhì)量的不良影響，目前僅僅在低檔卷煙 中有少量應(yīng)用，并有逐步退出卷煙濾材市場(chǎng)的趨勢(shì)。
[0005] 中國(guó)專利CN100553503介紹了粘膠纖維卷煙濾棒及其制造方法，其采用的粘膠纖 維需要在其表面涂覆5~50%的醋酸纖維素等高分子材料，在粘膠纖維絲束開松時(shí)需要噴 灑三醋酸甘油酯或純水。該專利存在一些不足，在粘膠纖維表面涂覆大量的高分子材料不 僅顯著增加了成本，同時(shí)也降低了粘膠纖維本身的吸附性能。另外，在濾棒制備過程中噴灑 水，勢(shì)必會(huì)增加后續(xù)的干燥過程，也會(huì)增加成本。
[0006] 纖維素纖維由于大分子主鏈結(jié)構(gòu)單元中有三個(gè)羥基，具有較強(qiáng)的極性和吸附性 能，是一種較理想的卷煙過濾材料，比如上世紀(jì)五十年代流行的紙質(zhì)材料，就具有較高的降 焦性能。粘膠纖維是一種纖維素纖維，本身具有較好的生物降解性能，環(huán)境污染小。但是粘 膠纖維的生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)而復(fù)雜，能耗大、耗水量大，特別是嚴(yán)重污染環(huán)境，如磺酸鹽工藝 中CS2無法回收和銅氨工藝中殘留銅對(duì)水質(zhì)的破壞等。目前，一些發(fā)達(dá)國(guó)家相繼關(guān)閉了部 分生產(chǎn)粘膠纖維的工廠，我國(guó)也開始控制粘膠纖維的生產(chǎn)。
[0007] 新型纖維素纖維的研宄，以天然纖維素為原料，利用N-甲基嗎啉-N-氧化物（簡(jiǎn) 稱ΝΜΜ0)溶劑紡絲制備的纖維素纖維，成此方法中NMMO溶劑無毒，回收率高達(dá)99%以上。 1989年，國(guó)際人造纖維和合成纖維標(biāo)準(zhǔn)局正式把以再生纖維素為原料，用有機(jī)溶劑紡絲工 藝制備的纖維素纖維命名為lyocell。1992年，美國(guó)聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)也確定這類纖維的分 類名為lyocell。Lyocell纖維的制備實(shí)現(xiàn)了從原料、到過程、到最終產(chǎn)物的全過程的"綠色 化"。
[0008] Lyocell纖維和粘膠纖維都是纖維素纖維，但由于生產(chǎn)工藝不同，與粘膠纖維相 比，Iyocell纖維生產(chǎn)過程中不需要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，纖維素分子避免了因化學(xué)反應(yīng)而引起的 降解。相同纖度條件下，Lyocell纖維的強(qiáng)度高于粘膠纖維，吸濕性和回潮率低于粘膠纖維， 因此也更適用于用做卷煙濾材。
[0009] 美國(guó)專利US5671757和中國(guó)專利CN1136267A介紹了一種含有Iyocell纖維的卷 煙用紙質(zhì)濾材，在造紙?jiān)现刑砑?Iyocell纖維，然后經(jīng)造紙工藝制備含有Iyocell纖維的 紙，用于卷煙濾棒，能夠顯著降低卷煙焦油，但該專利的不足在于，工藝流程長(zhǎng)，成本高，并 且紙質(zhì)濾棒難以用做單一濾棒應(yīng)用于卷煙，需要與醋酸纖維濾棒進(jìn)行復(fù)合制備成復(fù)合濾棒 才能滿足商業(yè)化應(yīng)用。
[0010] 美國(guó)專利US5738119、5839448和中文專利CN1150746A介紹了含Iyocell纖維的 無紡布制備卷煙濾棒的方法，首先是制備Iyocell長(zhǎng)絲，然后按一定長(zhǎng)度切斷成短纖維，再 采用水刺法把Iyocell短纖維形成片狀，進(jìn)一步用一片或多片Iyocell短纖維網(wǎng)纏結(jié)成的 織布，再使織品起褶皺，最后用紙濾嘴的設(shè)備制備Iyocell纖維濾嘴。該方法的不足在于， 工藝流程長(zhǎng)，成本高。
[0011] 相比上述含Iyocell纖維的卷煙濾棒，需要經(jīng)過Iyocell長(zhǎng)絲制備、將長(zhǎng)絲切斷為 短纖維、進(jìn)而將Iyocell短纖維制備成紙或無紡布，再將上述材料制備成卷煙濾棒，或者還 需要進(jìn)一步制備成復(fù)合濾棒等多個(gè)步驟，才能滿足卷煙生產(chǎn)的需要。本發(fā)明顯著的優(yōu)點(diǎn)是 實(shí)現(xiàn)了 Iyocell絲束的原纖化處理，能夠一步制備Iyocell絲束卷煙濾棒。本發(fā)明工藝簡(jiǎn) 單、效果突出，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，為低焦油卷煙的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了重要的技術(shù)平臺(tái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的旨在提供一種以Iyocell絲束制得卷煙濾棒用絲束制備卷煙濾棒 的方法，該方法所制得的Iyocell濾棒成型絲束，已可以很好的工業(yè)化應(yīng)用，具有良好卷煙 濾棒的絲束成型要求和優(yōu)異的降焦效果，無須再另外的加工處理，可通過濾棒成型機(jī)一步 制備卷煙濾棒；也可以直接將得到的Iyocell濾棒成型絲束作為卷煙濾棒的一部分制備卷 煙復(fù)合濾棒。
[0013] 本發(fā)明是通過以下實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)的。
[0014] Iyocell絲束經(jīng)以下處理后，制成卷煙濾棒用絲束制備卷煙濾棒；所述的處理是： Iyocell長(zhǎng)絲經(jīng)一級(jí)集束后進(jìn)行原纖化調(diào)控；再經(jīng)二級(jí)集束后卷曲得到卷煙濾棒用絲束； 其中，Iyocell絲束進(jìn)行原纖化調(diào)控后，所需達(dá)到的原纖化程度是：將已原纖化的Iyocell 絲束長(zhǎng)絲剪切為3~4mm的短纖，然后檢測(cè)其打漿度的方法，原纖化的Iyocell絲束的打漿 度范圍為20~50° SR ;-級(jí)集束過程中，將單絲線密度為1. 4~5. Odtex的Iyocell長(zhǎng)絲 經(jīng)一級(jí)集束得到線密度為50~300dtex的初級(jí)Iyocell絲束；初級(jí)Iyocell絲束再經(jīng)二級(jí) 集束得到線密度為1. 5~6. Oktex的絲束，然后進(jìn)行卷曲。
[0015] Iyocell長(zhǎng)絲經(jīng)一級(jí)集束得到優(yōu)選的線密度為100~250dtex的初級(jí)Iyocell絲 束。然后經(jīng)摩擦式假捻器和多級(jí)摩擦輥使其原纖化。
[0016] 所述的摩擦式假捻器包括：摩擦盤式假捻器、膠圈式假捻器、搓環(huán)式假捻器或轉(zhuǎn)子 式假捻器等；其中優(yōu)選摩擦盤式假捻器。
[0017] Iyocell絲束的原纖化程度采用將原纖化的Iyocell長(zhǎng)絲剪切為3~4mm的短纖， 然后檢測(cè)其打漿度的方法，原纖化的Iyocell絲束的打漿度優(yōu)選范圍為25~40° SR。
[0018] 本發(fā)明的材料制備過程中，卷曲數(shù)為10~30個(gè)/25mm。
[0019] 本發(fā)明的有益效果為：通過Iyocell絲束的原纖化及制備工藝的調(diào)控，可以制備 與普通醋酸纖維濾棒外觀相同，可達(dá)到醋酸纖維絲速成型要求的以Iyocell絲束為原料制 備得到卷煙濾棒用絲束，本發(fā)明的絲束還具有較高降焦性能和良好生物降解性，極大地提 高了 Iyocell絲束在卷煙中的適用性，尤其是在低焦油卷煙中的適用性。本方法效果明顯、 穩(wěn)定，工藝路線成熟，具有極高的工業(yè)化實(shí)現(xiàn)性。本發(fā)明制備得到的原纖化Iyocell絲束無 須如現(xiàn)有技術(shù)中所體現(xiàn)的需要后續(xù)的復(fù)雜的工藝進(jìn)一步處理成紙或無紡布后，再制備成卷 煙濾棒，直接可采用通用的濾棒成型機(jī)，如KDF-2、ZL21、ZL