CN101003925A - 烟用木浆无纺布 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供卷烟滤嘴制造所用的烟用木浆无纺布，其经气流成网方式将纤维构成的纤维网，再通过胶粘剂交联成布，主原料由木浆纤维以及高熔点合成纤维或/和人造纤维混合而成，布身挺括，抗压性好，所制成的滤棒的硬度可达到国家质量标准的要求，嘴棒的吸附性能和过滤效果好，所选主原料纤维避免或部分避免了对环境的污染，且其胶粘剂具有很强的粘结强度，软化点高，具有一定可控的自交联能力，塑化后胶膜耐水和其他化学物质的能力增强，可有效提高布的簖裂强度，克服滤棒抽吸后的热塌陷难题，本发明制造工艺简单可靠，设备投资少，制造过程环保无污染，成本低。

Description

烟用木浆无纺布

技术领域

本发明涉及卷烟和无纺布技术领域，尤其涉及一种供卷烟滤嘴制造所用的烟木浆无纺布。

背景技术

卷烟滤嘴可有效降低卷烟危害，吸附卷烟燃烧后烟气中的多种有害物质，改善卷烟吸食品质。目前国内外市场主要有两种滤嘴材料，二醋酸纤维丝束和聚丙烯丝束。其中二醋酸纤维丝束是最常用的嘴棒材料，全球每年的使用量约为65万吨左右，其综合性能良好，但其生产过程复杂且有一定的环境污染，价格比较贵，吸附效率有限，尤其是作为一种改性后的植物纤维，在自然界难以被分解，易对环境造成二次污染。聚丙烯丝束虽然价格低廉，但吸附能力和过滤效果明显低于二醋酸纤维丝束，而且从改善卷烟吸食品质的角度评价，其效果也明显不及二醋酸纤维丝束，故一般只在低档卷烟中使用。全球每年的使用量约3万吨，其中我国约为2万吨，且正逐步被市场淘汰。无论是二醋酸纤维丝束还是聚丙烯丝束，按照目前成熟的工艺成型后，其过滤通道主要是线形的，对烟气的过滤不充分。同时也正因为它们的成型工艺非常成熟，也不利于在成型中添加越来越受到行业重视的降焦减害功能物质，如目前在嘴棒中添加活性碳，需要独立于嘴棒成型工艺之外的添加工艺，不仅工艺成本昂贵，而且添加不均匀。

文献资料表明：国内有企业采用化纤无纺布制造嘴棒，从其使用的原材料上分析与目前常用的丙纤嘴棒使用的原材料没有本质区别，虽然有利于降低卷烟制造成本和提高嘴棒的吸附效率，但化学纤维本身固有的难分解、吸附能力有限的缺点同样不能克服。因为天然木纤维具有很好的吸附性能，以木纤维为原材料的嘴棒越来越受到重视，如CN1048492公开了一种复合嘴棒，用纸浆为原料压制出一种专用纸，制造的纸嘴棒较软，因其纤维分布不均匀，很难达到国家的有关嘴棒的质量标准。又如我国的发明专利“天然纤维滤棒”(ZL01255200)采用天然纤维和添加剂，采用发泡成型工艺制作的嘴棒，因其工艺的特殊性，滤嘴内部的结构中存在大量的不开放的孔，严重影响嘴棒的吸附性能，而且需要配备专门的设备，在实际生产中没有采用；还有文献报道有企业采用木浆纤维纸作为卷烟滤嘴材料，采用湿法成网方式制造的纸，受其成型工艺的影响，存在明显的纤维板结问题，突出表现为成型后过滤通道不均匀，大孔径通道的比例较大，过滤不充分，而且嘴棒成型后存在外观问题，横切面有明显的缝隙，难以满足卷烟生产要求，目前没有在工业生产中使用的报道。我国的申请专利“干法纸卷烟滤棒及其制备的方法”(申请号200510024998.X)用市售的具有一定蓬松度的干法纸(也称无尘纸)经过特殊处理后在嘴棒成型机上直接制造滤嘴，该发明存在的主要问题是：干法纸中未被粘接的短纤维多，在嘴棒切割时出现明显的粉尘，在抽吸的时候短纤维很有可能被吸如肺中，存在明显的安全隐患，此外纸张的抗压性不够，实际上嘴棒硬度很难达到国家标准。正是存在上述问题，同一发明人对该专利进行了修正，又申请了“干法纸卷烟滤棒及其制备方法”(申请号200510024267.X)，改进后技术虽然很好的解决了掉尘的问题，但是改进后的技术方案中用合成的低熔点热熔纤维作为主要的粘接材料，如PE/PP，PE/PET，由于所使用的复合纤维的皮层纤维PE比较软，导致布也柔软，抗压性不够，滤棒的硬度、重量、吸阻也难以都达到国家质量要求，且PE熔点较低，成型后的滤棒在抽吸时出现明显的热塌陷，难以为卷烟企业所接受。

发明内容

针对上述烟用无纺布的不足，本发明的目的在于，提供一种烟用木浆无纺布。

本发明采用的技术方案为：

一种烟用木浆无纺布，经气流成网方式将纤维构成的纤维网，再通过胶粘剂粘接成布，所述胶粘剂为化学乳液胶粘剂，其特征是：所述纤维包括木浆纤维以及高熔点合成纤维或/和人造纤维。

本发明涉及的一种烟用木浆无纺布的制备方法为：将天然的植物纤维——木浆纤维粉碎、筛选，可添加高熔点合成纤维(如聚酯纤维、聚丙烯纤维或其他高熔点合成纤维等)，或/和添加人造纤维(如纤维素纤维、二醋酸纤维素纤维、粘胶纤维或其他人造纤维等)作为主原料纤维，以气流成网方式铺网，添加胶粘剂(如聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚醋酸乙烯酯共聚乳液、改性淀粉胶粘剂或其他胶粘剂等)粘接，经烘干、熟化交联成网，然后表面整理、成卷、分切，做成卷烟嘴棒用无纺布。

前述木浆纤维添加量为原料总重量的50～100％，高熔点合成纤维添加量为原料总重量的0～50％，人造纤维添加量为原料总重量的0～50％，胶粘剂占原料总重量的0～40％，原料总量为100％。此外，本发明还可在原料中加入低熔点(热熔)化学纤维作为辅料纤维(如低熔点聚丙烯纤维、低熔点聚酯纤维、低熔点聚丙烯-聚丙烯复合纤维、低熔点聚丙烯-聚酯复合纤维、低熔点聚酯-聚酯复合纤维或其他辅料纤维等)，其添加量占原料总重量的0～50％，原料总量为100％。无纺布制备的烘干温度一般为90～140℃，熟化温度一般为130～180℃。

本发明制备的无纺布以(或部分以)天然植物纤维及纤维素纤维等为原料，克服(或部分克服)了化纤难以在自然界被分解的缺点，并可配之以改性淀粉胶粘剂，避免(或部分避免)了对环境的污染；

本发明无纺布原料中加入部分高熔点合成纤维或/和人造纤维作为主原料纤维，可使布身抗压、回弹性好，提高所制成的滤棒的硬度。高熔点合成纤维和人造纤维的长度范围一般可与木浆纤维平均长度相近，为2～5毫米，也可以为5毫米以上，其熔点一般≥200℃。

本发明无纺布原料中加入部分低熔点化学纤维作为辅料纤维，这些低熔点化学纤维受热后，其原本纤维形状已不复存在，却能起到胶粘剂的作用，同时，可使无纺布布身蓬松，提高所制成嘴棒的吸附效率。现有使用的低熔点化学纤维长度范围一般在3～5毫米，本发明又特别使用了＜3毫米长度的纤维，有利于形成立体纤维网结构，其熔点一般≤150℃。

本发明制备的木浆无纺布与目前常用的二醋酸纤维素纤维和聚丙烯纤维比较，它是一种具有三维结构的杂乱网络，而后者是一种具有明显线形结构的纤维，因此用木浆无纺布制备的卷烟嘴棒具有更复杂的过滤通道，嘴棒的吸附性能和过滤效果要明显优于传统的醋纤嘴棒和丙纤嘴棒。经检测，在相同吸阻的条件下，其吸附性能能提高20％以上，在卷烟中有明显的降焦减害的效果：

本发明制备的木浆无纺布以天然的植物纤维为原料，因为木浆的主要成分是木纤维，其表面有大量的极性基团，如羟基和羰基，以木浆无纺布为原材料制造卷烟滤嘴，对卷烟主流烟气中的具有亲水性的有害物质具有很好的吸附效果，具有选择性的吸附功能，可以选择性的降低卷烟主流烟气中的该类有害物质；

本发明在技术上非常突出的特点是选择聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚醋酸乙烯酯共聚乳液、改性淀粉胶粘剂等为胶粘剂，或单独使用它们的任意一种，或任意选用它们几种混合使用。本发明选择的胶粘剂具有很强的粘结强度，软化点高，具有一定可控的自交联能力，塑化后胶膜耐水和其他化学物质的能力增强，可有效提高布的断裂强度，克服滤棒抽吸后的热塌陷难题。

按照本发明的方法制造卷烟嘴棒用的木浆无纺布，工艺简单可靠，设备投资少，制造过程环保无污染；

本发明涉及的无纺布制备工艺过程中有超短纤维和粉末添加工艺以及配套的设备，为目前流行的在嘴棒中添加具有降低卷烟危害的功能性纤维和粉末材料提供了非常方便的接口，不需要增加新的设备和工艺，可以在线完成添加，可以大幅度的降低添加具有降低卷烟危害的功能性纤维和粉末材料的成本；

本发明涉及的木浆无纺布在制备过程中已经经胶粘剂或热熔纤维交联且表面具有非常多的纤维末端，在嘴棒成型时不需要添加其他胶粘剂，因而也不需要目前在醋纤和丙纤嘴棒成型后的固化工艺，不仅可以降低嘴棒生产成本，而且可以简化生产工艺，缩短生产时间，降低嘴棒生产中质量控制的难度；

按照本发明的方法制造卷烟嘴棒用的木浆无纺布因其材料来源广泛，价格较低且工艺成本低，使其成本低于目前的醋纤嘴棒，为下游企业降低生产成本提供了有力的支持，也有利于该产品的市场推广。

下面结合实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例一：

将全处理的绒毛浆经粉碎筛选后，本实施例按照3∶1的比例与长度为3～5毫米高熔点的聚酯纤维混合，然后按照1080克/分钟的速度经气流输送至成网箱中，负压吸风落在每分钟30米/分行走的网帘上，再加入占纤维总重量10％的长度为0.3～1毫米的低熔点聚丙烯纤维，负压吸附到纤维网中。经120℃热辊预压进入具有上、下层烘箱进行热风穿透式热熔粘接成网，热熔时间为1分钟，八个加热区温度为130℃、130℃、135℃、135℃、140℃、140℃、145℃、145℃。热熔成网后表面再施加占纤维总重量60％的聚醋酸乙烯脂共聚乳液，进行表面处理，通过上层烘箱进行表面烘干熟化。烘干熟化时间为1分钟，四个加热区温度为105℃、120℃、130℃、150℃。分切成100毫米宽的无纺布，然后成卷或直接输送入箱。所制成的无纺布45克/米²，厚1.3毫米，断裂强度为160牛顿/米，具有较高弹性。

实施例二：

将纤维平均长度为2.5～3.0毫米未处理的绒毛浆(木浆纤维)粉碎，筛选掉灰分和未分开的纤维团后，本实施例按照4∶1的比例与长度为3～5毫米的纤维素纤维混合，按照960克/分钟的速度经气流输送至成网箱中，负压吸风后，纤维均匀落在有效幅宽为1.0米的网帘上，网帘速度为30米/分，经过预压后，正面施加占纤维总重量50％的聚丙烯酸脂共聚乳液，进入烘箱下层烘道进行烘干。烘干时间为60秒，四个加热区温度为80℃、100℃、120℃、130℃，然后经转移至上层烘道，背面再施加占纤维总重量50％的聚丙烯酸脂共聚乳液，进入烘箱上层烘道进行烘干。烘干时间为60秒，烘干后再转移至上层熟化箱，先进行表面130℃热辊整理，再进入熟化箱内进行高温熟化。熟化时间为60秒，四个加热区温度为130℃、140℃、160℃、180℃。熟化后分切成100毫米宽的无纺布，然后成卷或直接输送入箱。所制成无纺布的有关技术指标为：40克/米²，厚1.2毫米，断裂强度为150牛顿/米，具有较高弹性。

实施例三：

将半处理的绒毛浆粉碎、筛选掉灰分和未分开的纤维团后，按照3.5∶1的比例与长度为3～5毫米高熔点的二醋酸纤维素纤维混合。然后按照1200克/分钟的速度经气流输送至成网箱中，负压吸风后，纤维均匀落在有底幅宽为1.0米的网帘上，网帘速度为30米/分，经过120℃热辊预压后，正面施加占纤维总重量55％的聚丙烯酸脂共聚乳液和改性淀粉混合的胶粘剂，混合比例1∶1，进入烘箱下层烘道进行烘干。烘干时间为60秒，四个加热区温度为100℃、110℃、120℃、130℃，然后经转移至上层烘道，背面再施加占纤维总重量55％的聚丙烯酸脂共聚乳液和改性淀粉混合的胶粘剂，混合比例1∶1，进入烘箱上层烘道进行烘干。烘干时间为60秒，烘干后再转移至上层熟化箱，先进行表面130℃热辊整理，再进入熟化箱内进行高温熟化。熟化时间为60秒，四个加热区温度为130℃、140℃、160℃、180℃，熟化后分切成100毫米宽的无纺布，然后成卷或直接输送入箱。所制成的无纺布48克/米²，厚1.3毫米，断裂强度为165牛顿/米，具有较高弹性。

实施例四：

本实施例与实施例一基本相似，不同之处在于，本实施将半处理的绒毛浆经粉碎筛选后，按照纤维总量混入25％的长度为3～5毫米高熔点的聚丙烯纤维和20％的长度为3～5毫米二醋酸纤维素纤维，然后按照1080克/分钟的速度经气流输送至成网箱中，负压吸风落在每分钟30米/分行走的网帘上，再加入占纤维总重量15％的长度为0.5～1.2毫米的低熔点聚丙烯-聚酯复合纤维，负压吸附到纤维网中。无纺布有关技术指标与实施例二略有差异，符合使用要求。

实施例五：

本实施例与实施例三基本相似，不同之处在于，主原料纤维为全处理的绒毛浆和长度为3～5毫米高熔点的粘胶纤维，其混合比例为65∶35，无纺布有关技术指标与实施例三略有差异，符合使用要求。

上述实施例只作为说明之例，并不是对本发明所作的限定。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式：可将全处理的、半处理的和未处理的绒毛浆纤维中的任几种混合使用；将不同种类的高熔点合成纤维混合使用，或不同种类的人造纤维混合使用，或不同种类的低熔点化学纤维混合使用，如聚酯纤维和聚丙烯纤维混用、二醋酸纤维素纤维和纤维素纤维混用、低熔点聚酯纤维和低熔点聚丙烯-聚酯复合纤维混用，等等，在此不作一一冗述。凡是采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均属于本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种烟用木浆无纺布，经气流成网方式将纤维构成的纤维网，再通过胶粘剂粘接成布，所述胶粘剂为化学乳液胶粘剂，其特征是：所述纤维包括木浆纤维以及高熔点合成纤维或/和人造纤维。

2、根据权利要求1所述的烟用木浆无纺布，其特征是：所述木浆纤维可以是全处理的、半处理的和未处理的绒毛浆纤维中的一种或数种。

3、根据权利要求1所述的烟用木浆无纺布，其特征是：所述高熔点合成纤维包括聚酯纤维、聚丙烯纤维中的一种或数种。

4、根据权利要求1所述的烟用木浆无纺布，其特征是：所述人造纤维包括纤维素纤维、二醋酸纤维素纤维、粘胶纤维中的一种或数种。

5、根据权利要求1所述的烟用木浆无纺布，其特征是：所述木浆纤维的含量占纤维总重量的比例≥50％。

6、根据权利要求1所述的烟用木浆无纺布，其特征是：所述高熔点合成纤维的含量占纤维总重量的比例≤50％。

7、根据权利要求1所述的烟用木浆无纺布，其特征是：所述人造纤维的含量占纤维总重量的比例≤50％。

8、根据权利要求1所述的烟用木浆无纺布，其特征是：所述构成纤维网的纤维还包括低熔点化学纤维，所述低熔点化学纤维包括低熔点聚丙烯纤维、低熔点聚酯纤维、低熔点聚丙烯-聚丙烯复合纤维、低熔点聚丙烯-聚酯复合纤维、低熔点聚酯-聚酯复合纤维中的一种或数种。

9、根据权利要求8所述的一种烟用木浆无纺布，其特征是：所述低熔点化学纤维的长度范围为0.3毫米～5毫米，含量占纤维总重量的比例≤50％。

10、根据权利要求1～9之一所述的烟用木浆无纺布，其特征是：所述胶粘剂主要包括聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液、聚丙烯酸酯共聚乳液、聚醋酸乙烯酯共聚乳液、改性淀粉胶粘剂中的一种或数种。