CN101487150B - 含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法 - Google Patents

含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，属于香烟滤嘴制造技术领域。所述部分水溶聚丙烯烟用丝束中主要由水溶性高聚物、消光剂、偶联剂、流变调节剂和聚丙烯制成，制备时，将原料混合造粒后，与聚丙烯按比例共混纺丝，并用热水浴进行后处理，溶出部分水溶性高聚物。使用本方法得到的聚丙烯烟用丝束内部的纤维结构对烟气中焦油和低分子的醛类、酚类等过滤效果明显，可降低焦油含量、改善卷烟吸味、提高产品档次，达到卷烟的特殊要求。

Description

含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于香烟滤嘴的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法。
背景技术
目前，烟草行业对于香烟滤嘴材料的选择越来越重视，要求越来越高，对此种材料的要求是既要其过滤效果好，降焦减害效果明显，又要其对香烟吸味有所改善。最早的香烟滤嘴材料主要采用的是醋纤丝束，但由于其原料有限、生产工艺复杂、投资较大等原因，近年来已部分被聚丙烯丝束所代替，聚丙烯丝束无毒、价廉、过滤效果明显，能基本满足卷烟材料的要求。但是，由于聚丙烯内在的结构缺陷，决定了其选择吸附性能较差，综合性能不如醋纤丝束，只能用于低档香烟。
近几年，聚丙烯丝束的改性技术有了很大进步，所生产的改性加胶滤嘴棒也解决了聚丙烯常规滤棒中纤维松散、难切割、不能上高速接烟机和残烟回收等问题，但其改性技术局限于采用加入含己酰基团的高分子化合物或再加入一些填料等方法，但这些只能改善PP的强力和伸长，改善其加工性能；也有在后处理过程中，再次进行表面改性，在降焦减害方面有一定进展，但是性能提高有限，在选择性吸附、改善吸味等方面仍有不足之处。
发明内容
本发明的目的是要提供一种对烟气中焦油和低分子的酚类、醛类等有害物质有特殊截滤效果，可改善烟气吸味的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，将水溶性高聚物、消光剂、偶联剂、流变调节剂和少量聚丙烯混合造粒后，与聚丙烯进行共混纺丝，并用热水浴进行后处理，溶出部分水溶性高聚物，得到部分水溶聚丙烯烟用丝束。
所述混合造粒过程是将造粒原料以重比计，水溶性高聚物∶消光剂∶偶联剂∶流变调节剂∶聚丙烯＝10-50∶5-40∶0.1-3∶5-20∶20-40的比例混合，在180-220℃的温度下制成改性母粒。
所述共混纺丝过程是将改性母粒与聚丙烯按照改性母粒∶聚丙烯＝2-10∶90-98的比例共混，在210-250℃的温度下纺丝。
所述后处理过程是用60-95℃热水浴进行后处理，溶出部分水溶性高聚物。
水溶性高聚物为聚乙烯醇PVA和聚乙二醇PEG，其混合比例为：PVA∶PEG＝1∶0-1。
所述消光剂为TiO2或SiO2。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
所述流变调节剂为共聚烯烃或烯烃衍生物的共聚物。
所述共聚烯烃为乙烯丙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯丁二烯共聚物或乙烯丙烯苯乙烯共聚物。
用本制备方法制得的烟用丝束具有特殊形态结构，纤维表面也有许多微孔、孔洞、裂缝和沟槽，同时纤维表面及孔洞内表面含有与醋纤丝束中相同的羟基、己酰基等极性基团，及有一定吸水性的聚氧乙烯基团。对烟气中焦油和低分子的酚类、醛类等有特殊的、明显的截滤效果，具有降焦减害、降低刺激性、改善吸味的效果，可以提高丙纤滤嘴的品质和接烟档次。
具体实施方式
本发明所提供的部分水溶聚丙烯烟用丝束，是由水溶性高聚物A、消光剂B、偶联剂C、流变调节剂D和聚丙烯制成的。
其中水溶性高聚物为聚乙烯醇和聚乙二醇，与聚丙烯PP不相容，在共混物中呈海岛分布，在热水浴后处理时，部分溶出，在纤维中形成孔洞结构；没有溶出的部分，其分子结构中含有与醋纤丝束中相同的羟基、己酰基等极性基团，及有一定吸水性的聚氧乙烯基团。
消光剂为TiO2、SiO2等，在对聚丙烯丝束消光的同时，也可以遮掩在高温纺丝时因水溶性高聚物分解引起的丝束颜色发黄，并增加丝束白度。
偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等，用于分散TiO2、SiO2等，可提高共混物的可纺性和消光增白效果。
所述流变调节剂与聚丙烯、A成分均有一定的相容性，可提高共混物的可纺性。其化学组成是一种无规共聚物，它可以包括共聚烯烃(如乙烯丙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯丁二烯共聚物、乙烯丙烯苯乙烯共聚物)或烯烃衍生物的共聚物。
所述部分水溶聚丙烯烟用丝束是这样制备的：将水溶性高聚物A、消光剂B、偶联剂C、流变调节剂D和聚丙烯PP按比例混合造粒后，与聚丙烯进行共混纺丝，然后用60-95℃热水浴进行后处理，溶出部分水溶性高聚物。
所述混合造粒过程是将各种原料按照A∶B∶C∶D∶PP＝10-50∶5-40∶0.1-3∶5-20∶20-40的比例，重量比，混合，在180-220℃的温度下制成改性母粒。
所述共混纺丝过程是将改性母粒与聚丙烯按照改性母粒∶聚丙烯＝2-10∶90-98的比例共混，而其纺丝温度随改性母粒添加量增加而降低，一般比纯聚丙烯纺丝温度低10-20℃，在210-250℃的温度下纺丝。
所述后处理过程是用60-95℃热水浴进行后处理，溶出部分水溶性高聚物，制得部分水溶聚丙烯烟用丝束。
下面结合实例对本发明进行更详细的描述。
实施例
一种由水溶性高聚物A、消光剂B、偶联剂C、流变调节剂D和少量聚丙烯PP制成的部分水溶聚丙烯烟用丝束，其中水溶性高聚物A为聚乙烯醇PVA和聚乙二醇PEG，其混合比例为：PVA∶PEG＝1∶0.5；消光剂B为TiO2；偶联剂C为钛酸酯类；流变调节剂D为乙烯醋酸乙烯共聚物。
制备时，先按A∶B∶C∶D∶PP＝30∶20∶0.5∶10∶39.5的比例将A、B、C、D、PP混合，用双螺杆挤出机在200℃的温度下制得改性母粒。再以改性母粒∶PP＝4∶96的比例在225℃温度下与PP共混纺丝，纺丝喷丝板为11000孔的环形板，喷丝孔为三叶型，环吹风温度为18℃，后拉伸温度为80℃，后拉伸倍数为2.85倍，丝束规格为3.80ktex/3.45dtex。用此丝束进行成棒和接嘴加工都非常顺利，成棒量(棒长120mm)达到168万支/吨纤维，亲水性能与醋纤接近，对香烟烟气中焦油截滤量比纯聚丙烯滤嘴高出50％，对甲醛、苯酚的吸附量比纯聚丙烯丝束高出150％，香烟吸味明显改善，可用于三、四类中档香烟。

Claims (10)

1.一种含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：将水溶性高聚物、消光剂、偶联剂、流变调节剂和少量聚丙烯混合造粒后，与聚丙烯进行共混纺丝，并用热水浴进行后处理，溶出部分水溶性高聚物，得到部分水溶聚丙烯烟用丝束。
2.根据权利要求1所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：所述混合造粒过程是将造粒原料以重比计，水溶性高聚物∶消光剂∶偶联剂∶流变调节剂∶聚丙烯＝10-50∶5-40∶0.1-3∶5-20∶20-40的比例混合，在180-220℃的温度下制成改性母粒。
3.根据权利要求2所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：所述共混纺丝过程是将改性母粒与聚丙烯按照改性母粒∶聚丙烯＝2-10∶90-98的比例共混，在210-250℃的温度下纺丝。
4.根据权利要求1所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：所述后处理过程是用60-95℃热水浴进行后处理，溶出部分水溶性高聚物。
5.根据权利要求1或2所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：水溶性高聚物为聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)，其混合比例为：PVA∶PEG＝1∶0-1。
6.根据权利要求1或2所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：所述消光剂为TiO2或SiO2。
7.根据权利要求1或2所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1或2所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：所述流变调节剂为共聚烯烃。
9.根据权利要求1或2所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：所述流变调节剂为烯烃衍生物的共聚物。
10.根据权利要求8所述的含水溶性高聚物的聚丙烯烟用丝束的制备方法，其特征在于：所述共聚烯烃为乙烯丙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯丁二烯共聚物或乙烯丙烯苯乙烯共聚物。
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