CN101624756A - 生物降解型香烟过滤嘴用非织造布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物降解型香烟过滤嘴用非织造布及其制备方法,基材为木浆纤维50~70质量份、高熔点聚乳酸纤维10~45质量份、低熔点聚乳酸纤维5~20质量份、水溶性胶8~25质量份,成品非织造布克重30~55g/m2,厚度1.0~2.5mm。所述的生物降解型香烟过滤嘴用非织造布的制备方法按配方将纤维开松,采用气流成网法成网,在非织造布的正反两面施水溶性胶烘干、冷却、定型后得到成品。所得非织造布具有回弹性好、蓬松度高、尺寸稳定性佳、强度满足嘴棒高速成型要求、对环境无污染等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种香烟过滤嘴用非织造布及其制备方法,且特别涉及一种生物降解型香烟过滤嘴用非织造布及其制备方法。
背景技术
随着生活质量的提高和环保意识的增强,人们越来越青睐绿色产品和可生物降解产品。为提高香烟过滤嘴的过滤效率,业内人士对香烟过滤材料进行了系列研究。目前已开发出了多种香烟过滤嘴材料。众所周知,决定香烟过滤材料过滤效率的关键在于过滤材料在嘴棒中形成的三维过滤通道及分子本身的结构性能。因此,从材料形成的三维过滤通道和分子的结构性能入手对过滤材料进行研究,不失为开发香烟过滤材料的新途径。
申请号为200610024267.X的中国发明专利,揭示了一种干法纸香烟滤棒及其制备方法。滤芯基材采用的木浆纤维和热熔性皮芯纤维,其中的热熔性皮芯纤维采用的是合成的PE、PP、LPET、PET纤维或其复合纤维。我们知道,PE是乙烯的聚合物,为直链型分子,分子链上无活性基团,分子链规整度及结晶度高,因此PE纤维表面光滑,吸附性能差,且难生物降解;而PP同样属于直链型分子,虽然分子链上存在甲基,但整个分子呈非极性,规整度高,缺乏活性基团,纤维表面光滑,比表面积低,亦不能满足生物降解及提高过滤效率的要求;LPET和PET均属于酯化纤维,虽然在比表面积上优越于PE纤维和PP纤维,且分子链上存在酯基,过滤效果上有所提高,但LPET和PET同样难生物降解。因此,该发明仍不满足纤维完全生物降解的要求,成型的嘴棒接烟抽吸时难免存在异味和热塌陷等问题。
申请号为90105690.1的中国发明专利,公开了一种香烟过滤嘴用无纺布及其制造方法。它由粗旦的丙纶纤维和涤纶纤维组成。采用混合开松,两次梳理成网,双层叠网加温加压热轧成布的工艺成型。该发明成型的无纺布用于成型过滤嘴棒时,由于受材料本身性能的影响,仍然存在如下缺陷:(1)丙纶纤维的分子链上缺乏活性和极性的基团,其生产的纤维表面光滑,不具有大的比表面积,因此对烟气中的有害成分过滤效率并不理想,接烟抽吸时仍然存在像丙纤嘴棒一样的辛辣味。同样,涤纶纤维也存在类似丙纶纤维的部分缺陷;(2)丙纶纤维和涤纶纤维都属于难生物降解材料;(3)热轧方式加压成型的无纺布难免强度低,因此在成型嘴棒时容易出现拉断的现象,在很大程度上限制了嘴棒的生产效率。(4)热轧加压方式成型的无纺布中难免存在部分没有轧合点的短纤,成型的嘴棒在抽吸时容易出现“掉粉”现象,因此对人的呼吸道系统存在一定的危害,且过滤效果较差。
申请号为200610161608.8的中国发明专利,公开了一种烟用木浆无纺布。其主原料为木浆纤维及高熔点合成纤维或/和人造纤维混合而成,通过胶粘剂交联成布。该发明施加胶粘剂后虽然解决了申请号为90105690.1的中国发明专利中容易出现的“掉粉”问题,但除木浆纤维外的其它纤维仍然不能解决生物降解及环保问题;另一方面,成型的无纺布压缩回弹性低,嘴棒经挤压时容易出现孔洞变形;再者,由于其主原料为木浆纤维,木浆纤维分子链上存在丰富的羟基,而羟基具有很强的亲水性,所以成型的嘴棒接烟抽吸时由于木浆纤维的羟基吸收了烟气中的大量水分,让人感觉到烟气干燥,吸味变差,且存在一个热塌陷的问题。公开号为CN1830340A的中国发明专利公开了一种高效降焦减害嘴棒及其生产设备,采用的纯木浆短纤直接成型复合棒,因此需要特殊的成型设备,其成型的复合嘴棒在木浆纤维端在抽吸过程中容易出现热塌陷,烟气干燥。
申请号为96119261.5的日本发明专利,公开了以纤维素酯短纤维和粘结纤维成型的织物结构的层状香烟过滤嘴材料。由于其原材料之一的纤维素纤维及酯化纤维制造流程复杂,在制造过程中需利用到诸如己烷、甲苯(剧毒)等溶剂和诸如吡啶、有机羧酸的碱金属盐等催化剂,因此对环境难免存在较大污染,所以以纤维素酯纤维和酯化纤维为原材料并不理想。在成型方式上,由于本发明中没有利用粘合剂溶液进一步粘合纤维,为防止掉粉,采用的湿法纺织技术成型,因此成型的层状材料还存在回弹性低、蓬松度差的问题。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的回弹性低、蓬松度差、难生物降解的问题,本发明提供了一种生物降解型香烟过滤嘴用非织造布及其制备方法,回弹性高、蓬松度好、可生物降解。
本发明的技术方案为:一种生物降解型香烟过滤嘴用非织造布,基材为木桨纤维50~70质量份、高熔点聚乳酸纤维10~45质量份、低熔点聚乳酸纤维5~20质量份、水溶性胶8~25质量份,成品非织造布克重30~55g/m2,厚度1.0~2.5mm。所述的木浆纤维为木浆板经粉碎后的纤维,纤维长度2~8mm,优选长度为2~5mm。所述的高熔点聚乳酸纤维长度为1~10mm,优选纤维长度为4~6mm,纤维熔融温度为170~200℃,线密度为1~8dtex,优选线密度为2~6dtex。所述的低熔点聚乳酸纤维切片后纤维长度1~8mm,特别优选长度为3~6mm的纤维,纤维熔融温度为125~165℃,线密度为1~6dtex,优选线密度为2~4dtex。所述的高熔点聚乳酸纤维与低熔点聚乳酸纤维比电阻<9×108(Ω·cm),优选比电阻<7×108(Ω·cm)的纤维,纤维横断面形状为三叶型、Y型、X型、星型、I型、T型、V型、△型,优选纤维截面形状为三叶型、Y型、X型、T型。所述的水溶性胶为聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、聚氨酯/聚丙烯酸酯中的一种或几种。
所述的生物降解型香烟过滤嘴用非织造布的制备方法,步骤为:
第一步,将粉碎筛选后的木浆纤维50~70质量份、高熔点聚乳酸纤维10~45质量份、低熔点聚乳酸纤维5~20质量份混合开松均匀;
第二步,混合开松均匀的复合纤维经计量后输送到气流成网机成网;
第三步,通过热辊整理布面并控制非织造布的厚度在1.5~2.0mm;
第四步,通过喷淋杆上均匀排布的喷头向非织造布正面施喷4~15质量份的聚丙烯酸酯及其共聚物胶液后经第一道烘箱烘干初步热合加固非织造布,烘箱温度120~150℃;
第五步,通过负压吸风的方式在第一道烘箱尾部将非织造布翻网,对其反面施喷4~15质量份的聚丙烯酸酯及其共聚物胶液并进入第二道烘箱烘干,烘箱温度120~150℃,最后在第二道烘箱尾部通过翻网进入第三道烘箱进行非织造布熟化膨化,烘箱温度150~185℃;
第六步,非织造布从第三道烘箱出来后在室温中冷却定型,热辊烫光布面后卷绕形成克重30~55g/m2,厚度1.5~2.0mm的非织造布。
有益效果
1.采用可以生物降解的聚乳酸纤维取代传统的卷烟非织造材料中的PP纤维、PE纤维、PET纤维、纤维素酯纤维、酯化纤维等与木桨纤维制备的非织造布可实现完全生物降解,不造成环境污染。
2.由于低熔点聚乳酸纤维在130℃左右的温度下即开始熔融,因此在非织造布中起到了粘合并增强布面强度的效果,可明显降低胶液的施加量,从而缩短了烘干时间并降低了能耗。而且由于施胶量的降低还可以降低胶液在纤维表面的附着量,从而保护了纤维的表面结构,保证了纤维较大的比表面积,这样更有利于提高滤棒的过滤和吸附效率,而且不影响烟味。而高熔点聚乳酸纤维的加入,利用其良好的尺寸稳定性及弹性,解决了以往非织造布滤棒在抽吸时容易出现热塌陷的问题,且保证了非织造布及用其成型的嘴棒具有好的回弹性和硬度。聚乳酸纤维的加入克服了单纯的木浆纤维羟基多、亲水性强,成型的非织造布嘴棒抽吸时让人感到烟气干燥、烟味变差的缺点,有效保证了烟气质量。
3.非织造布成型过程中利用喷淋杆均匀地向非织造布正反两面施喷了部分水溶性胶,提高了非织造布强度,同时还克服了以往不加胶非织造布卷烟过滤嘴容易出现的掉粉问题。
4.本发明的非织造布经分切后可在现有的丝束嘴棒成型机上直接成型,不需对成型机进行大的改造或重新研究新的成型设备。由于本发明的非织造布能很好地保证强度,因此能保证嘴棒成型速度与丝束嘴棒成型速度一致,克服了以往非织造布在成型嘴棒时速度难提高的问题。
具体实施方式
提供下列实施例以进一步阐述和解释本发明,并且,不认为以任何方式限定本发明。除非特别指出,所有的用量均为质量百分比。
一种生物降解型香烟过滤嘴用非织造布,基材为木桨纤维50~70质量份、高熔点聚乳酸纤维10~45质量份、低熔点聚乳酸纤维5~20质量份、水溶性胶8~25质量份,成品非织造布克重30~55g/m2,厚度1.0~2.5mm。所述的木浆纤维为木浆板经粉碎后的纤维,纤维长度2~8mm,优选长度为2~5mm。所述的高熔点聚乳酸纤维长度为1~10mm,优选纤维长度为4~6mm,纤维熔融温度为170~200℃,线密度为1~8dtex,优选线密度为2~6dtex。所述的低熔点聚乳酸纤维切片后纤维长度1~8mm,特别优选长度为3~6mm的纤维,纤维熔融温度为125~165℃,线密度为1~6dtex,优选线密度为2~4dtex。所述的高熔点聚乳酸纤维与低熔点聚乳酸纤维比电阻<9×108(Ω·cm),优选比电阻<7×108(Ω·cm)的纤维,纤维横断面形状为三叶型、Y型、X型、星型、I型、T型、V型、△型,优选纤维截面形状为三叶型、Y型、X型、T型。所述的水溶性胶为聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、聚氨酯/聚丙烯酸酯中的一种或几种。
所述的生物降解型香烟过滤嘴用非织造布的制备方法,步骤为:
第一步,将粉碎筛选后的木浆纤维50~70质量份、高熔点聚乳酸纤维10~45质量份、低熔点聚乳酸纤维5~20质量份混合开松均匀;
第二步,混合开松均匀的复合纤维经计量后输送到气流成网机成网;
第三步,通过热辊整理布面并控制非织造布的厚度在1.5~2.0mm;
第四步,通过喷淋杆上均匀排布的喷头向非织造布正面施喷4~15质量份的聚丙烯酸酯及其共聚物胶液后经第一道烘箱烘干初步热合加固非织造布,烘箱温度120~150℃;
第五步,通过负压吸风的方式在第一道烘箱尾部将非织造布翻网,对其反面施喷4~15质量份的聚丙烯酸酯及其共聚物胶液并进入第二道烘箱烘干,烘箱温度120~150℃,最后在第二道烘箱尾部通过翻网进入第三道烘箱进行非织造布熟化膨化,烘箱温度150~185℃;
第六步,非织造布从第三道烘箱出来后在室温中冷却定型,热辊烫光布面后卷绕形成克重30~55g/m2,厚度1.5~2.0mm的非织造布。
实施例1
首先选用纤维长度为2mm的木浆纤维,纤维熔融温度为170℃、线密度为2dtex、比电阻<9×108(Ω·cm)、纤维横断面形状为三叶型、纤维长度4mm的高熔点聚乳酸纤维,纤维熔融温度为125℃、线密度为2dtex、比电阻<9×108(Ω·cm)、纤维横断面形状为三叶型、纤维长度3mm的低熔点聚乳酸纤维,然后按照质量比木浆纤维∶高熔点聚乳酸纤维∶低熔点聚乳酸纤维=70∶10∶20的比例混合开松均匀,将混合开松均匀的复合纤维经计量后输送到气流成网机成网;通过热辊整理布面并控制非织造布的厚度在1.5mm,通过喷淋杆上均匀排布的喷头向非织造布正面施喷占非织造布重量5%的聚丙烯酸酯胶液后经第一道烘箱烘干初步热合加固非织造布,烘箱温度120℃,通过负压吸风的方式在第一道烘箱尾部将非织造布翻网,对其反面施喷占非织造布4%的聚丙烯酸酯胶液并进入第二道烘箱烘干,烘箱温度120℃,最后在第二道烘箱尾部通过翻网进入第三道烘箱进行非织造布熟化膨化,烘箱温度150℃,非织造布从第三道烘箱出来后在室温中冷却定型,热辊烫光布面后卷绕形成克重为40g/m2,厚度为1.83mm,硬挺度为116mm,弹性回复率为43%。利用该非织造布成型的嘴棒吸阻为3900Pa,硬度为89%,圆周24.1mm,外观漂亮,嘴棒断面无孔洞,非织造布在嘴棒中分布均匀,接烟后抽吸时无热塌陷、无异味,嘴棒各项指标符合国家要求。
实施例2
首先选用纤维长度为5mm的木浆纤维,纤维熔融温度为200℃、线密度为6dtex、比电阻<9×108(Ω·cm)、纤维横断面形状为Y型、纤维长度6mm的高熔点聚乳酸纤维,纤维熔融温度为165℃、线密度为4dtex、比电阻<9×108(Ω·cm)、纤维横断面形状为Y型、纤维长度6mm的低熔点聚乳酸纤维,然后按照质量比木浆纤维∶高熔点聚乳酸纤维∶低熔点聚乳酸纤维=60∶30∶10的比例混合开松均匀,将混合开松均匀的复合纤维经计量后输送到气流成网机成网;通过热辊整理布面并控制非织造布的厚度在2.0mm,通过喷淋杆上均匀排布的喷头向非织造布正面施喷占非织造布重量15%的聚丙烯酸酯-苯乙烯共聚物胶液后经第一道烘箱烘干初步热合加固非织造布,烘箱温度150℃,通过负压吸风的方式在第一道烘箱尾部将非织造布翻网,对其反面施喷占非织造布15%的聚丙烯酸酯胶液并进入第二道烘箱烘干,烘箱温度150℃,最后在第二道烘箱尾部通过翻网进入第三道烘箱进行非织造布熟化膨化,烘箱温度185℃,非织造布从第三道烘箱出来后在室温中冷却定型,热辊烫光布面后卷绕形成克重为42g/m2,厚度为1.91mm,硬挺度为128mm,弹性回复率为48%。利用该非织造布成型的嘴棒吸阻为3800Pa,硬度为90%,圆周24.1mm,外观漂亮,嘴棒断面无孔洞,非织造布在嘴棒中分布均匀,接烟后抽吸时无热塌陷、无异味,嘴棒各项指标符合国家要求。
实施例3
选用木浆纤维∶高熔点聚乳酸纤维∶低熔点聚乳酸纤维=50∶45∶5,施喷占非织造布重量20%的聚丙烯酸酯及其共聚物胶液,经气流成网、烘干熟化膨化、冷却定型的非织造布,其克重为45g/m2,厚度为1.84mm,硬挺度为143mm,弹性回复率为54%。利用该非织造布成型的嘴棒吸阻为3600Pa,硬度为92%,圆周24.1mm,外观漂亮,嘴棒断面无孔洞,非织造布在嘴棒中分布均匀,接烟后抽吸时无热塌陷、无异味,嘴棒各项指标符合国家要求。
实施例4
选用木浆纤维∶高熔点聚乳酸纤维∶低熔点聚乳酸纤维=50∶40∶10,施喷占非织造布重量15%的聚丙烯酸酯及其共聚物胶液,经气流成网、烘干熟化膨化、冷却定型的非织造布,其克重为43g/m2,厚度为1.92mm,硬挺度为137mm,弹性回复率为51%。利用该非织造布成型的嘴棒吸阻为3800Pa,硬度为90%,圆周24.1mm,外观漂亮,嘴棒断面无孔洞,非织造布在嘴棒中分布均匀,接烟后抽吸时无热塌陷、无异味,嘴棒各项指标符合国家要求。
从以上实施例可以看出,加入高熔点聚乳酸纤维和低熔点聚乳酸纤维可以明显提高非织造布的压缩回弹性,成型的嘴棒外观圆度好、吸阻稳定、硬度高,符合国家标准。嘴棒接烟抽吸时无异味和热塌陷,烟味纯正,用弃后的滤嘴可很快生物降解,对环境不造成污染。该发明的非织造布用于成型复合嘴棒时仍具有以上优点。
在不超出本发明的精神和范围的基础上,可以对本发明作出更多的纤维比例、胶液施加量的调整,这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。这里描述的具体实施方式仅作为实施例被提出,仅依照所附权利要求连同其全部等同物的范围而将本发明限制在权利要求书所要求的范围内。
Claims (6)
1.一种生物降解型香烟过滤嘴用非织造布,其特征在于,基材为木桨纤维50~70质量份、高熔点聚乳酸纤维10~45质量份、低熔点聚乳酸纤维5~20质量份、水溶性胶8~25质量份,成品非织造布克重30~55g/m2,厚度1.0~2.5mm。
2.如权利要求1所述的生物降解型香烟过滤嘴用非织造布,其特征在于,所述的木浆纤维为木浆板经粉碎后的纤维,纤维长度2~8mm。
3.如权利要求1所述的生物降解型香烟过滤嘴用非织造布,其特征在于,所述的高熔点聚乳酸纤维长度为1~10mm,纤维熔融温度为170~200℃,线密度为1~8dtex,比电阻<9×108(Ω·cm),纤维横断面形状为三叶型、Y型、X型、星型、I型、T型、V型、△型。
4.如权利要求1所述的生物降解型香烟过滤嘴用非织造布,其特征在于,所述的低熔点聚乳酸纤维长度为1~8mm,纤维熔融温度为125~165℃,线密度为1~6dtex,比电阻<9×108(Ω·cm),纤维截面形状为三叶型、Y型、X型、星型、I型、T型、V型、△型。
5.如权利要求1所述的生物降解型香烟过滤嘴用非织造布,其特征在于,所述的水溶性胶为聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、聚氨酯/聚丙烯酸酯中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的生物降解型香烟过滤嘴用非织造布的制备方法,其特征在于,步骤为:
第一步,将粉碎筛选后的木浆纤维50~70质量份、高熔点聚乳酸纤维10~45质量份、低熔点聚乳酸纤维5~20质量份混合开松均匀;
第二步,混合开松均匀的复合纤维经计量后输送到气流成网机成网;
第三步,通过热辊整理布面并控制非织造布的厚度在1.2~2.5mm;
第四步,非织造布正面施喷4~15质量份的聚丙烯酸酯及其共聚物类胶液后经第一道烘箱烘干;
第五步,烘干后的非织造布翻网后,对其反面施喷4~15质量份的聚丙烯酸酯及其共聚物类胶液并进入第二道烘箱烘干,随后进入第三道烘箱进行熟化膨化;
第六步,冷却定型,热烫光布面,形成克重30~55g/m2,厚度1.5~2.0mm的非织造布。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20100113 |