CN101816456B - 一种香烟过滤嘴复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的香烟过滤嘴复合材料，其特征在于该复合材料是由开纤并物理缠结、表面点粘合且形成网络结构的聚乳酸纤维和醋酸纤维素纤维构成，其中聚乳酸纤维的质量分数为30-90％，醋酸纤维素纤维的质量分数为10-70％。本发明还公开了上述香烟过滤嘴复合材料的制备方法。本发明选用的聚乳酸纤维来源丰富、价格低廉，加工性能好，用其来部分替代醋酸纤维素纤维作为香烟过滤嘴材料，可大大降低香烟过滤嘴的生产成本，提高生产效率，减少生产醋酸纤维素纤维所带来的环境污染和资源紧缺，价格昂贵等问题。本发明提供的制备方法工艺简单，成熟，易于操作。
Description
技术领域
本发明属于香烟过滤嘴材料及其制备技术领域，具体涉及一种香烟过滤嘴复合材料及其制备方法。
背景技术
香烟过滤嘴是香烟的重要组成部分，它对烟气中的烟碱及焦油有过滤、阻挡和吸附作用，可以减少烟气中有害物质对人体的伤害。
目前制备香烟过滤嘴的材料主要有醋酸纤维素纤维和聚丙烯纤维。由于醋酸纤维素纤维制成的过滤嘴除了材料本身具备的性能外，还可以通过无毒的粘接剂获得具备过滤、阻挡和吸附性等优异性能的网状结构，因而一般都在高档香烟中使用。虽然醋酸纤维素纤维制备的香烟过滤嘴具备种种优异的综合性能，但由于醋酸纤维素纤维是以木材为原料，需要经过α-纤维素提取、醋化、皂化、中和、沉淀、洗涤、干燥、溶解、纺丝等步骤才能获得，而在该制备过程中会产生大量严重污染环境的废水、废气、废渣，加之因我国森林资源紧缺，醋酸纤维素不能自给，主要依靠进口，且价格昂贵，是普通纤维的3-8倍。而用聚丙烯原料虽然很容易通过熔融纺丝制得纤维，且价格也低廉，但因其本身的非极性和高结晶性，使其开纤后很难用粘合剂粘合形成网状结构，因而采用聚丙烯纤维制得的过滤嘴过滤效果较差，只能在中低档香烟中使用。另外聚丙烯纤维很难降解，大量使用会对环境造成污染。
近几年，新开发的聚乳酸纤维是一种较为理想的香烟过滤嘴材料。首先，制备聚乳酸纤维的原料可来源于玉米、红薯等天然淀粉，其资源可以再生，来源丰富、价格较低；其次，聚乳酸加工性能好，可采用常规熔融纺丝方法制得聚乳酸纤维，加工过程简单，工序少、无污染；再次，聚乳酸纤维对烟碱、焦油的过滤、阻挡及吸附效果较好，可满足香烟过滤嘴的使用要求；另外，聚乳酸还是可生物降解材料，其降解产物为水和二氧化碳，没有任何污染物产生，大量使用不会对环境污染造成压力。虽然如此，但遗憾的是聚乳酸纤维目前还未找到能够使用的无毒粘接剂，因而直接使用由未粘接聚乳酸纤维制成的香烟过滤嘴，很难发挥其过滤效率。
发明内容
针对现有香烟过滤嘴材料存在的问题，本发明的目的是提供一种新的香烟过滤嘴复合材料。
本发明的另一目的是提供一种制备上述新的香烟过滤嘴复合材料的方法。
本发明提供的香烟过滤嘴复合材料，其特征在于该复合材料是由开纤并物理缠结、表面点粘合且形成网络结构的聚乳酸纤维和醋酸纤维素纤维构成，其中聚乳酸纤维的质量分数为30-90％，醋酸纤维素纤维的质量分数为10-70％。
上述复合材料中的聚乳酸纤维和醋酸纤维素纤维的单根纤维的截面形状为三叶形或圆形，优选三叶形的。
本发明提供的制备上述的香烟过滤嘴复合材料的方法，其特征在于该方法是先将聚乳酸纤维长丝和醋酸纤维素纤维长丝分别开纤后，按聚乳酸纤维的质量分数为30-90％，醋酸纤维素纤维的质量分数为10-70％的配比铺成两层，然后采用空气射流垂直喷射或针刺法，使两层纤维相互进行物理缠结，其后将三醋酸甘油酯按醋酸纤维素纤维重量的1-5％喷洒在该织物表面，使醋酸纤维素纤维表面形成点状溶解后的粘合点，并将缠结的聚乳酸纤维包覆固定其中的网络结构的香烟过滤嘴复合材料。
上述方法中所用的聚乳酸长丝可以是市售的单纤密度为2-8dtex聚乳酸长丝束，也可以是由经干燥聚乳酸树脂，采用常规的聚乳酸熔体纺丝方法制得的单纤密度为2-8dtex聚乳酸长丝束。
上述方法中所用的聚乳酸纤维和醋酸纤维素纤维的单根纤维的截面形状为三叶形或圆形，优选三叶形的。
以上所提供香烟过滤嘴复合材料可直接通过已知的香烟过滤嘴棒成型机制成香烟过滤嘴棒使用。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、由于本发明提供的香烟过滤材料是由可生物降解的聚乳酸纤维和醋酸纤维素纤维复合而成的，且聚乳酸纤维的原料可来源于一些可不断再生的一年生植物，来源丰富、价格低廉且不受石油价格的影响，加工性能好，因而用其来部分替代醋酸纤维素纤维作为香烟过滤嘴材料，可大大降低香烟过滤嘴的生产成本，提高生产效率，减少生产醋酸纤维素纤维所带来的环境污染和资源紧缺，价格昂贵等问题。
2、由于本发明提供的制备方法选择的聚乳酸纤维和醋酸纤维素纤维的单根纤维的截面形状优选三叶形的，使纤维与纤维间形成的空隙多，吸附表面积大，加之又能够将聚乳酸纤维和醋酸纤维素纤维复合并形成过滤效率极高的网状结构材料，因而不仅能保证该过滤材料具有醋酸纤维素纤维香烟过滤嘴的过滤效果，可以用于制备各种高档香烟的过滤嘴，又能避免聚乳酸纤维因目前无法找到能够使用的无毒粘接剂所带来的过滤效率低的问题，提高了聚乳酸纤维在作为香烟过滤材料的附加值。
3、本发明提供的制备方法工艺简单，易于操作。
具体实施方式
下面给出实施例，以对本发明进行更详细的说明，有必要指出的是以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明所作的一些非本质的改进和调整仍应属于本发明的保护范围。
另外，值得说明的是，①以下各实施例所获得的香烟过滤嘴棒的烟碱、焦油和颗粒物除去率是按照标准GB/T 19609-2004和YC/T 156-2001所述的方法测试的；②以下各实施例所使用的聚乳酸长丝束的单纤密度为2-8dtex。
实施例1
先将单根纤维的截面形状为三叶形的聚乳酸纤维长丝和醋酸纤维素纤维长丝分别开纤后，按聚乳酸纤维的质量分数为90％，醋酸纤维素纤维的质量分数为10％的配比铺成两层，然后采用空气射流垂直喷射，使两层纤维相互进行物理缠结，其后将三醋酸甘油酯按醋酸纤维素纤维重量的5％均匀喷洒在该织物表面，使醋酸纤维素纤维表面形成点状溶解后的粘合点，并将缠结的聚乳酸纤维包覆固定其中即得。随后可直接将该香烟过滤嘴复合材料通过已知的香烟过滤嘴棒成型机制成香烟过滤嘴棒使用。
由此制成的香烟过滤嘴棒的圆整度为96％，香烟经该嘴棒过滤后烟碱、焦油和颗粒物除去率达到85％。
实施例2
先将单根纤维的截面形状为三叶形的聚乳酸纤维长丝和醋酸纤维素纤维长丝分别开纤后，按聚乳酸纤维的质量分数为50％，醋酸纤维素纤维的质量分数为50％的配比铺成两层，然后采用空气射流垂直喷射，使两层纤维相互进行物理缠结，其后将三醋酸甘油酯按醋酸纤维素纤维重量的2％均匀喷洒在该织物表面，使醋酸纤维素纤维表面形成点状溶解后的粘合点，并将缠结的聚乳酸纤维包覆固定其中即得。随后可直接将该香烟过滤嘴复合材料通过已知的香烟过滤嘴棒成型机制成香烟过滤嘴棒使用。
由此制成的香烟过滤嘴棒的圆整度为98％，香烟经该嘴棒过滤后烟碱、焦油和颗粒物除去率达到83％。
实施例3
先将单根纤维的截面形状为圆形的聚乳酸纤维长丝和醋酸纤维素纤维长丝分别开纤后，按聚乳酸纤维的质量分数为30％，醋酸纤维素纤维的质量分数为70％的配比铺成两层，然后采用空气射流垂直喷射，使两层纤维相互进行物理缠结，其后将三醋酸甘油酯按醋酸纤维素纤维重量的1％均匀喷洒在该织物表面，使醋酸纤维素纤维表面形成点状溶解后的粘合点，并将缠结的聚乳酸纤维包覆固定其中即得。随后可直接将该香烟过滤嘴复合材料通过已知的香烟过滤嘴棒成型机制成香烟过滤嘴棒使用。
由此制成的香烟过滤嘴棒的圆整度为95％，香烟经该嘴棒过滤后烟碱、焦油和颗粒物除去率达到81％。
实施例4
先将单根纤维的截面形状为三叶形的聚乳酸纤维长丝和醋酸纤维素纤维长丝分别开纤后，按聚乳酸纤维的质量分数为80％，醋酸纤维素纤维的质量分数为20％的配比铺成两层，然后采用无纺布中的针刺方法，使两层纤维相互进行物理缠结，其后将三醋酸甘油酯按醋酸纤维素纤维重量的4.5％均匀喷洒在该织物表面，使醋酸纤维素纤维表面形成点状溶解后的粘合点，并将缠结的聚乳酸纤维包覆固定其中即得。随后可直接将该香烟过滤嘴复合材料通过已知的香烟过滤嘴棒成型机制成香烟过滤嘴棒使用。
由此制成的香烟过滤嘴棒的圆整度为98％，香烟经该嘴棒过滤后烟碱、焦油和颗粒物除去率达到85％。
实施例5
先将单根纤维的截面形状为三叶形的聚乳酸纤维长丝和醋酸纤维素纤维长丝分别开纤后，按聚乳酸纤维的质量分数为60％，醋酸纤维素纤维的质量分数为40％的配比铺成两层，然后采用无纺布中的针刺方法，使两层纤维相互进行物理缠结，其后将三醋酸甘油酯按醋酸纤维素纤维重量的3％均匀喷洒在该织物表面，使醋酸纤维素纤维表面形成点状溶解后的粘合点，并将缠结的聚乳酸纤维包覆固定其中即得。随后可直接将该香烟过滤嘴复合材料通过已知的香烟过滤嘴棒成型机制成香烟过滤嘴棒使用。
由此制成的香烟过滤嘴棒的圆整度为96％，香烟经该嘴棒过滤后烟碱、焦油和颗粒物除去率达到83％。
实施例6
先将单根纤维的截面形状为三叶形的聚乳酸纤维长丝和醋酸纤维素纤维长丝分别开纤后，按聚乳酸纤维的质量分数为70％，醋酸纤维素纤维的质量分数为30％的配比铺成两层，然后采用无纺布中的针刺方法，使两层纤维相互进行物理缠结，其后将三醋酸甘油酯按醋酸纤维素纤维重量的4％均匀喷洒在该织物表面，使醋酸纤维素纤维表面形成点状溶解后的粘合点，并将缠结的聚乳酸纤维包覆固定其中即得。随后可直接将该香烟过滤嘴复合材料通过已知的香烟过滤嘴棒成型机制成香烟过滤嘴棒使用。
由此制成的香烟过滤嘴棒的圆整度为96％，香烟经该嘴棒过滤后烟碱、焦油和颗粒物除去率达到83％。
Claims (2)
1.一种香烟过滤嘴复合材料的制备方法，其特征在于该方法是先将聚乳酸纤维长丝和醋酸纤维素纤维长丝分别开纤后，按聚乳酸纤维的质量分数为30-90％，醋酸纤维素纤维的质量分数为10-70％的配比铺成两层，然后采用空气射流垂直喷射或针刺法，使两层纤维相互进行物理缠结，其后将三醋酸甘油酯按醋酸纤维素纤维重量的1-5％喷洒在该织物表面，使醋酸纤维素纤维表面形成点状溶解后的粘合点，并将缠结的聚乳酸纤维包覆固定其中形成网络结构的香烟过滤嘴复合材料。
2.根据权利要求1所述的香烟过滤嘴复合材料的制备方法，其特征在于该方法中所用的聚乳酸纤维和醋酸纤维素纤维的单根纤维的截面形状为三叶形或圆形。
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