CN106661768A - 用于烟草过滤嘴的改进横截面的莱赛尔材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于烟草过滤嘴的莱赛尔材料及其制备方法，并且更具体地说，能够提供一种具有用于烟草过滤嘴的改进横截面的莱赛尔纤维，通过控制所述莱赛尔纤维中包含的单丝的横截面形状以便增加纤维的外表面积，然后形成卷曲，从而即使当使用少量的所述纤维时，所述莱赛尔纤维也呈现与常规莱赛尔纤维材料相同或更优异的性质。

Description

用于烟草过滤嘴的改进横截面的莱赛尔材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于烟草过滤嘴的纤维及其制造方法，更具体地涉及一种用于烟草过滤嘴的具有改进横截面的莱赛尔材料，所述莱赛尔材料与常规莱赛尔材料相比具有增大的外表面积和空间占用率。
背景技术
烟草是成人通常的最爱，烟草主要分为：切细的烟叶放入烟斗中的烟斗烟丝；切细的烟叶卷在烟纸中的香烟；以及卷曲整个的干燥烟叶的雪茄，并且还可以根据区域或时尚以鼻烟草、水烟草、咀嚼烟草或电子烟草的形式提供。特别是在通常被称为术语“烟草”的香烟的情况下，来自旧时代的香烟采用其两端被暴露的形式，但已逐渐被制造为过滤烟草的形式。
烟草过滤嘴很早就被引入，以防止在烟叶上的积累唾液，但目前的作用是过滤许多烟雾成分，如焦油和尼古丁。烟草过滤嘴由诸如羊毛、棉花或人造丝的纤维或者纸制成，但是诸如醋酸纤维素的材料最近也开始被使用。醋酸纤维素具有优异的吸湿性、耐久性和透气性，并且因此适合用于过滤嘴。然而，今天，醋酸纤维素纱的价格面临全球上涨，并且在完全依赖进口的国家中供应不稳定并且需求高。
醋酸纤维素纤维可以以下述方式通过干纺工艺获得，所述方式是将醋酸纤维素薄片溶解在诸如丙酮的溶剂中以产生纺丝液，然后将纺丝液喂入纺丝喷嘴并在高温下排出。特别地，为了将醋酸纤维素纤维应用于烟草过滤嘴，在纺丝工艺之后适当地设定纤维的总纤度，然后将纤维制成具有卷曲带的纤维丝束，然后使用塞卷绕装置打开，并用增塑剂浸渍，随后形成棒状，然后切割成预定长度。
同时，除了在吸烟过程中变成灰的烟草部分以外，还包括过滤嘴部分的烟草残余物作为垃圾回收并且主要被掩埋。然而，在一些情况下，这种烟蒂未被回收，而是被允许留在环境中。因此，醋酸纤维素即使本质上可生物降解，但也在土壤中保持其原始形式约1至2年，因此其生物降解不认为是良好的。在实际应用中，需要相当长的时间来完全生物降解掩埋在土壤中的烟草过滤嘴。
在这种情况下，已经提出了用于制造可生物降解的过滤嘴丝束的各种方法。例如，国际公开专利号WO 2000-053832公开了一种可生物降解的醋酸纤维素结构和烟草过滤嘴，所述结构包括醋酸纤维素以及包含选自磷酸纤维素和磷酸淀粉中的至少一种化合物的生物降解促进剂。此外，美国专利8327856公开了一种环境可降解的烟草过滤嘴，通过使醋酸纤维素丝束与封装在基质材料中的弱有机酸以及具有pH可调节至8或小于8的无机酯盐接触来制造这种烟草过滤嘴。
除此之外，还设计了各种技术，这些技术使用用于提高醋酸纤维素的降解速率的添加剂、具有低取代度(DS)和因此具有增加的可生物降解性的醋酸纤维素以及过滤丝束材料，该过滤丝束材料包括可生物降解的聚合物复合材料，例如聚羟基丁酸酯(PHB)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和淀粉。然而，不容易实现生物降解速率、过滤嘴材料的吸收曲线和烟草味道特征之间可接受的折中，并且生产能够同时实现工业目的并且解决垃圾问题的过滤嘴的方法仍然不能令人满意。
发明内容
技术问题
因此，本发明旨在提供一种用于烟草过滤嘴的莱赛尔纤维，所述莱赛尔纤维具有增大的外表面积，使得所述莱赛尔纤维可用于代替醋酸纤维素丝束，所述醋酸纤维素丝束面临全球上涨并且出现不稳定的供应和高需求，并且即使当以使用很少量时也能够以与常规材料相同或更好的方式呈现烟草过滤嘴所需的基本性质，同时显示出高的可生物降解性。
技术方案
最终在本发明中，旨在解决现有技术中遇到的问题的本发明人对具有生物降解性同时保持常规性质的烟草过滤材料进行了深入细致的研究，得到以下发现，当使用莱赛尔纤维，特别是具有改进横截面的莱赛尔纤维，所述改进横截面具有大外表面积和空间占用率时，与具有圆形横截面的纤维相比，即使在仅使用少量时，不仅呈现可生物降解性，而且呈现等于或优于常规烟草过滤嘴的性质。
本发明的第一实施例提供了一种制造用于烟草过滤嘴的具有改进横截面的莱赛尔材料的方法，包括：(S1)使用具有多个单元孔的喷丝头来纺丝包含纤维素浆料(pulp)和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液的莱赛尔纺丝液，每个所述单元孔具有多个孔；(S2)使(S1)中纺丝的所述莱赛尔纺丝液凝固，由此获得莱赛尔复丝；(S3)对(S2)中获得的所述莱赛尔复丝进行水洗；(S4)对(S3)中水洗的所述莱赛尔复丝上油；以及(S5)使(S4)中上油的所述莱赛尔复丝卷曲，从而获得卷曲丝束，其中所述莱赛尔复丝包括具有改进横截面的单丝，所述改进横截面包括多个突起(projection)，并且所述多个突起与第一假想圆和包括在所述第一假想圆中的第二假想圆接触，所述多个突起以所述第二假想圆为中心一体地形成，并且所述多个突起在其端部与所述第一假想圆相接触，所述第一假想圆的半径L1与所述第二假想圆的半径L2之比(L1/L2)在1.5至5.0的范围内。
这样，所述喷丝头可以被配置为具有多个单元孔，每个所述单元孔具有三个孔，并且所述第一假想圆和所述第二假想圆与所述单丝的横截面的接触点的数量优选为3。
在第一实施例中，基于所述纺丝液的总重量，(S1)的莱赛尔纺丝液可以包含6wt％至16wt％的纤维素浆料以及84wt％至94wt％的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液。
这里，基于所述浆料的总重量，所述纤维素浆料可以包含的85wt％至97wt％的α-纤维素，并且所述纤维素浆料具有600至1700的聚合度(DPw)。
(S2)中的所述凝固可以包括：初次凝固，使用包括向所述纺丝液供应冷空气的空气淬火(Q/A)；以及二次凝固，包括将初次凝固的所述纺丝液浸渍在凝固溶液中。
所述空气淬火可以通过向所述纺丝液供应4℃至15℃的温度的和5m/s至50m/s的风速的冷空气来执行，并且所述凝固的溶液可以具有30℃或小于30℃的温度。
在第一实施方案中，(S5)可以包括使用填塞箱使上油的所述莱赛尔复丝卷曲，以产生每英寸具有15至60个卷曲的卷曲丝束。
在第一实施例中，可以通过向所述莱赛尔复丝供应蒸汽并且施加压力来执行(S5)，使得所述莱赛尔复丝卷曲。
这样，可以通过以下方式来执行(S5)：供应所述蒸汽，使得所述蒸汽的压力为0.05kgf/cm2至2.0kgf/cm2，并且以1.0kgf/cm2至4.0kgf/cm2的压力使用压辊来挤压并使莱赛尔复丝卷曲。
本发明的第二实施例提供了一种用于烟草过滤嘴的具有改进横截面的莱赛尔材料，通过纺丝包含纤维素浆料和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液的莱赛尔纺丝液以生产莱赛尔复丝并且使所述莱赛尔复丝卷曲来制造所述莱赛尔材料，其中所述莱赛尔复丝包括具有改进横截面的单丝，所述改进横截面包括多个突起，并且所述多个突起与第一假想圆和包含在所述第一假想圆中的第二假想圆接触，所述多个突起以所述第二假想圆为中心一体地形成，并且所述多个突起在其端部与所述第一假想圆相接触，所述第一假想圆的半径L1与所述第二假想圆的半径L2之比(L1/L2)在1.5至5.0的范围内。
这样，所述第一假想圆和所述第二假想圆与所述单丝的横截面的接触点的数量优选为3。
在第二实施例中，基于所述纺丝液的总重量，所述莱赛尔纺丝液可以包含6wt％至16wt％的纤维素浆料以及84wt％至94wt％的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液。
此外，基于所述浆料的总重量，所述纤维素浆料可以包含85wt％至97wt％的α-纤维素，并且所述纤维素浆料具有600至1700的聚合度(DPw)。
在第二实施例中，所述莱赛尔材料可以具有150％至400％的如下面的等式1所定义的空间占用率，。
(等式1)
空间占用率(％)＝(第一假想圆的面积/莱赛尔纤维中含有的单丝的横截面积)×100。
在第二实施例中，第一假想圆可以具有8μm至30μm的半径L1，并且第二假想圆可以具有3μm至12μm的半径L2。
有益效果
根据本发明，与具有圆形横截面的常规莱赛尔纤维相比，具有改进横截面的莱赛尔纤维增加了外表面积和空间占用率，从而呈现高的可生物降解性和环境友好性质。即使当应用少量这种莱赛尔纤维来制造烟草过滤嘴时，也容易吸附烟雾成分，并且可以呈现与常规烟草过滤嘴相同或更好的性质。
附图说明
图1示意性地示出了根据本发明实施例的具有改进横截面的莱赛尔纤维的单丝的横截面；并且
图2a至2c是示出了在本发明的示例中制造的莱赛尔纤维的横截面的图像，图2a示出示例1，图2b示出示例2，图2c示出示例3。
<附图标记>
1:单丝的改进横截面
3:突起的长轴(第一假想圆(外接圆)的半径)
4:突起的凹部(与第一假想圆(外接圆)接触的点)
5:突起的端部(与第二假想圆(内接圆)接触的点)
11:第一假想圆(外接圆)
12:第二假想圆(内接圆)
具体实施方式
本发明的一方面提出一种用于烟草过滤嘴的具有改进横截面的莱赛尔材料，所述莱赛尔材料通过纺丝包含纤维素浆料和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液的莱赛尔纺丝液，然后被卷曲而获得。
此外，本发明提出一种制造用于烟草过滤嘴的具有改进横截面的莱赛尔材料的方法，该方法包括以下步骤：(S1)纺丝包含纤维素浆料和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液的莱赛尔纺丝液；(S2)使(S1)中纺丝的所述莱赛尔纺丝液凝固，从而获得莱赛尔复丝；(S3)对(S2)中获得的所述莱赛尔复丝进行水洗；(S4)对(S3)中水洗的所述莱赛尔复丝上油；以及(S5)使(S4)中上油的所述莱赛尔复丝卷曲，从而获得卷曲的丝束。
在本发明中，复丝由具有改进横截面的单丝构成，所述改进横截面具有多个突起，并且所述多个突起与第一假想圆和包含在所述第一假想圆中的第二假想圆接触，所述多个突起以所述第二假想圆为中心一体地形成，并且所述多个突起在其端部与所述第一假想圆接触。
如本文所使用的，术语“改进横截面”是指具有多个突起的横截面形状。具体地，如图1所示，改进横截面表示被配置为包括与中心1一体地形成的多个突起的横截面。
更具体地，改进横截面的尺寸和形状可以限定在通过连接突起的端部形成的第一假想圆11和包含在第一假想圆11中的第二假想圆12的范围内。这样，第一假想圆11是具有大于第二假想圆12半径的半径的圆，并且它们可以是同心的或不同心的。
根据本发明的优选方面，改进横截面可以具有这样的形状，其中第一假想圆(突起的外接圆)的半径L1与第二假想圆(突起的内接圆)的半径L2之比L1/L2在1.5至5.0的范围内。如果半径比L1/L2小于1.5，则横截面接近圆形，从而显著减小本发明的空间占用率。另一方面，如果半径比超过5.0，则难以控制制造工艺。
改进横截面包括突起，并且突起与中心1一体地形成，中心1与第二假想圆12重叠，其中各个突起的端部5与第一假想圆11接触，并且其中形成在突起之间的凹部4与第二假想圆12接触。
为了增加空间占用率，优选将第一假想圆和第二假想圆与单丝的横截面的接触点的数量设定为3。
根据本发明的优选方面，第一假想圆具有8μm至30μm的半径L1，并且第二假想圆具有3μm至12μm的半径L2。当第一圆的半径为8μm或大于8μm时，可以实现改进横截面，并且当第一圆的半径为30μm或小于30μm时，可以形成具有适合用于纤维制品的纤度的单丝。此外，当第二假想圆的半径为3μm或大于3μm时，可以实现改进横截面，并且当第二假想圆的半径为12μm或小于12μm时，可以形成具有适合用于纤维制品的纤度的单丝。
包含在本发明的莱赛尔纤维中的单丝可以具有上述改进横截面，并且莱赛尔纤维可以具有150％至400％的如下面的等式1所定义的空间占用率。
(等式1)
空间占用率(％)＝(第一假想圆的面积/莱赛尔纤维中含有的单丝的横截面积)×100。
空间占用率是由于改进横截面的突起而实质上被单丝占据的纤维中的空间的比例。在莱赛尔纤维的单丝的横截面为圆形的情况下，由于单丝的横截面积与第一假想圆的面积相等，因此空间占用率为100％。然而，在具有含突起的改进横截面的纤维的情况下，由于突起，纤维的实际面积变大。当空间占用率增加时，纤维的外表面积可能变大。
在本发明中，在增加比表面积以使凸起(bulge)性质或其它性质如界面粘合性质、快速干燥性质等变得优异方面，莱赛尔纤维可以具有150％至400％，优选300％至400％的如等式1中所定义的空间占用率。
为了使莱赛尔纤维的外表面积最大化，在本发明中，改进横截面的突起的数量优选设定为3。尽管通常期望以与突起数量的增加成比例的方式来增加外表面积，但是当应用于纤维纺丝时，外表面积可能不会以与突起数量的增加成比例的方式来增加。当增加纺丝喷嘴的数量以增加突起数量时，粘性纺丝液在通过喷丝头时可能聚集，并且不形成明显的突出，而是形成圆形，不期望地导致圆形横截面。因此，在本发明中，当改进横截面的突起的数量为3时，空间占用率和外表面积可以最大化。
通常，已经研究了使用天然纤维素制造的用于烟草纤维的莱赛尔纤维，其提高了生物降解速率并且较少影响烟草味道的变化，并且已经研究了用于使用所述莱赛尔纤维的烟草过滤嘴的丝束，但是因为使用天然纤维素的莱赛尔纤维的纺丝和材料的性质，所以没有用于商业制造具有改进横截面的莱赛尔纤维和使用所述莱赛尔纤维的莱赛尔丝束的技术，从而仅实现了圆形横截面。
与具有改进横截面的醋酸纤维素丝束相比，具有圆形横截面的用于圆柱形烟草过滤嘴的莱赛尔纤维和丝束可能由于它们与通过烟草过滤嘴的烟草烟雾不充分的碰撞而面临去除烟草烟雾的低效率的问题，并且因此，烟草味道可能变得不同于常规醋酸纤维素过滤嘴。
然而，根据本发明的具有改进横截面的莱赛尔材料使得能够使用给定的圆形横截面的所用的相同重量的纺丝液来制造具有大的外表面积的莱赛尔纤维和丝束，从而使烟草味道的变化最小化。特别地，与醋酸纤维素丝束相比，本发明的莱赛尔材料具有高的可生物降解性，并且因此可以减轻由烟蒂造成的垃圾问题。依据莱赛尔纤维的横截面形状，可以呈现出各种性能。即使当少量使用本发明的莱赛尔材料时，也可以表现出等于或优于常规烟草过滤嘴性能的性能。
下面是根据本发明制造具有改进横截面的莱赛尔材料的方法的步骤的详细描述。
[(S1)步骤]
(S1)是纺丝包含纤维素浆料和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液的莱赛尔纺丝液的步骤。
基于纺丝液的总重量，莱赛尔纺丝液可以包含6wt％至16wt％的纤维素浆料和84wt％至94wt％的NMMO水溶液，并且基于浆料总重量，所述纤维素浆料可以包含85wt％至97wt％的α-纤维素并可以具有600至1700的聚合度(DPw)。如果纤维素浆料的量小于6wt％，则难以获得纤维性质。另一方面，如果纤维素浆料的量超过16wt％，则在水溶液中的溶解变得困难。此外，如果NMMO水溶液的量小于84wt％，则溶解粘度可能显著增加，这是不期望的。另一方面，如果NMMO水溶液的量超过94wt％，则纺丝粘度可能显著降低，使得难以在纺丝工艺中制造均匀的纤维。
在本发明的优选方面，NMMO水溶液可以包含重量比为93:7至85:15的NMMO和水。如果NMMO和水的重量比超过93:7并且因此NMMO的浓度增加，则溶解温度可能增加，并且因此纤维素可能在纤维素溶解时降解。另一方面，如果NMMO和水的重量比小于85:15并且因此NMMO的浓度降低，则溶剂的莱赛尔纤维性能可能恶化，使得难以溶解纤维素。
纺丝液从喷丝头的纺丝喷嘴排出。这样，喷丝头用于通过气隙将细丝的纺丝液排出到凝固浴的凝固溶液中。从喷丝头排出纺丝液可以在80℃至130℃的纺丝温度下执行。
喷丝头可以具有多个单元孔，每个单元孔包括多个孔。每个单元孔的孔的数量可以与改进横截面的突起的数量相同。例如，为了制造由具有三个突起的改进横截面的单丝构成的莱赛尔纤维，单元孔的孔的数量可以为3。
[(S2)步骤]
(S2)是使(S1)中纺丝的莱赛尔纺丝液凝固以获得莱赛尔复丝的步骤。(S2)中的凝固可以包括：初次凝固，包括使用冷空气使纺丝液经受空气淬火(Q/A)；以及二次凝固，包括将初次凝固的纺丝液浸渍在凝固溶液中。
在(S1)中纺丝液通过喷丝头排出之后，纺丝液可以通过喷丝头和凝固浴之间的气隙。在气隙中，从位于环形喷丝头内部的空气冷却部分向外供应冷空气，并且可以通过用于使冷空气供应至纺丝液的空气淬火来进行初次凝固。
对(S2)中获得的莱赛尔复丝的性质有影响的因素包括气隙中的冷空气的温度和风速，并且(S2)中的凝固可以通过将4℃至15℃的温度的5m/s至50m/s的风速的冷空气供应至纺丝液来执行。
如果初次凝固时的冷空气温度低于4℃，则有可能冷却喷丝头表面，莱赛尔复丝的横截面可能变得不均匀，并且纺丝可加工性可能恶化。另一方面，如果冷空气的温度高于15℃，则使用冷空气的初次凝固不充分，因此恶化纺丝可加工性。此外，如果初次凝固时的冷空气的风速小于5m/s，则使用冷空气的初次凝固不充分，并且纺丝可加工性降低，导致不期望的断丝。另一方面，如果冷空气的风速超过50m/s，则空气可能使从喷丝头排出的纺丝液晃动，并且因此纺丝可加工性可能恶化。
在使用空气淬火的初次凝固之后，将纺丝液供应至包含凝固溶液的凝固浴中以经受二次凝固。为了适当地进行二次凝固，凝固溶液的温度可以设定为30℃或小于30℃，优选为5℃至30℃。这是因为二次凝固的温度不能过高，并且因此适当地保持凝固速率。可以在没有特别限制的情况下制备凝固溶液，只要其具有本发明所属领域中通常的成分即可。
[(S3)步骤]
(S3)是对(S2)中获得的莱赛尔复丝进行水洗的步骤。具体地，将(S2)中获得的莱赛尔复丝放置在拉伸辊上，然后放入水洗浴中，并因此用水洗涤。
在水洗长丝时，考虑到水洗处理后溶剂的回收和再利用，可以使用0℃至100℃的水洗溶液。水洗溶液可以包括水，并且根据需要可以进一步包括其它组分。
[(S4)步骤]
(S4)是对(S3)中水洗的莱赛尔复丝上油的步骤。上油处理可以通过将复丝完全浸渍在油中来执行，并且可以使用附接到上油装置的入口辊和释放辊的压辊来保持长丝上的油量均匀。油用于在与辊和导向件(guide)接触时以及在卷曲过程中起到减少长丝的摩擦力的作用。油不受限制，只要它是通常使用的即可。
[(S5)步骤]
(S5)是使用蒸汽和压力使(S4)中上油的莱赛尔复丝卷曲以获得卷曲丝束的步骤，从而产生适用于烟草过滤嘴的莱赛尔丝束。卷曲是复丝被卷曲的过程，并且使用填塞箱执行，从而获得具有每英寸15至60个卷曲的卷曲丝束。
根据本发明的优选方面，(S5)中的莱赛尔复丝通过蒸汽箱供给0.05kgf/cm2至2.0kgf/cm2的蒸汽，以便提高其温度，然后使用压辊以1.0kgf/cm2至4.0kgf/cm2的压力进行挤压，从而在填塞箱中形成卷曲。
如果所供给的蒸汽量小于0.05kgf/cm2，则不能有效地形成卷曲。另一方面，如果所供给的蒸汽量超过2.0kgf/cm2，则填塞箱的温度升高至130℃或大于130℃，并且因此长丝彼此粘结，从而不能通过填塞箱。此外，如果压辊的压力小于1.0kgf/cm2，则可能不会形成所需的卷曲数。另一方面，如果压辊的压力超过4.0kgf/cm2，则压力太强，并且因此长丝不能通过填塞箱。
为了满足烟草过滤嘴所需的性能，在具有根据本发明的优选方面的改进横截面的莱赛尔纤维中，每英寸的卷曲数被认为是重要的，并且设定为15至60，优选为25至35。如果每英寸的卷曲数小于15，则在烟草过滤嘴的制造期间丝束的打开不容易，不期望地导致加工问题。此外，烟草过滤嘴所需的吸入阻力、过滤嘴硬度和除烟性能可能变得不令人满意。另一方面，如果每英寸的卷曲数超过60，则在填塞箱中可能发生不均匀的挤压，并且丝束可能不能有效地通过填塞箱，使得难以制造卷曲丝束。
如上所述，由于用于烟草过滤嘴的具有改进横截面的莱赛尔卷曲丝束是可生物降解的，因此当丢弃烟蒂时，烟蒂可以生物降解并因此是环境友好的。此外，单丝具有包括多个突起的改进横截面形状，因此与具有圆形横截面的常规莱赛尔纤维相比，本发明的莱赛尔纤维的外表面积得到增加。即使当少量使用本发明的莱赛尔纤维时，也可以呈现等于或优于常规材料的性能。
本发明的实施方式
实例
通过以下示例可以获得对本发明的更好理解，所述示例用于说明而不应解释为限制本发明。
实例1
为了制造具有改进横截面的莱赛尔纤维，通过将DPw为820和α-纤维素为93.9％的纤维素浆料与含有0.01wt％的没食子酸丙酯的NMMO/H2O溶剂混合物(重量比为90/10)混合，使得基于混合物的总重量，纤维素浆料的量为12wt％(这意味着纺丝液的浓度为12％)，来首先制备用于制造莱赛尔纤维的纺丝液。
接着，纺丝液从具有多个单元孔的喷丝头的纺丝喷嘴以110℃的纺丝温度纺丝，每个所述单元孔实施为三个孔，同时调节要排出的纺丝液的量和纺丝速率，使得每根长丝的纤度为3.37旦尼尔。从纺丝喷嘴排出的长丝纺丝液通过气隙连续地喂入凝固浴中的凝固溶液中。
纺丝液在气隙中使用8℃温度的10m/s风速的冷空气被初次凝固。凝固溶液的温度为25℃，并由85wt％的水和15wt％的NMMO组成。因此，使用传感器和折射计连续监测凝固溶液的浓度。
随后，通过拉伸辊在空气层中被拉伸的长丝用被使用水洗装置喷射的水洗溶液洗涤以除去剩余的NMMO，此外，长丝被充分均匀地浸渍油，然后挤压，使得长丝的油含量为0.2％，然后使用干燥辊(drying roller)在150℃下干燥，从而获得包含具有含三个突起的改进横截面的单丝的莱赛尔复丝。
最后，由此获得的具有改进横截面的莱赛尔复丝在通过蒸汽箱(压力：0.1kgf/cm2)时温度升高，然后通过压辊(压力：1.5kgf/cm2)在填塞箱中卷曲，从而产生具有25个卷曲/英寸的含改进横截面的莱赛尔卷曲丝束。
实例2
按照与示例1相同的方式制造具有含三个突起的改进横截面的莱赛尔卷曲丝束，不同的是每根长丝的纤度为3.58旦尼尔。
实例3
按照与示例1相同的方式制造具有含三个突起的改进横截面的莱赛尔卷曲丝束，不同的是每根长丝的纤度为14.82旦尼尔。
比较例1
按照与实例1相同的方式制造具有圆形横截面的莱赛尔卷曲丝束，不同之处在于使用具有多个单元孔的喷丝头，每个单元孔具有单个圆形孔，以及每根长丝的纤度为1.73旦尼尔。
比较例2
按照与比较例1相同的方式制造具有圆形横截面的莱赛尔卷曲丝束，不同的是每根长丝的纤度为2.97旦尼尔。
测试示例
对于在上述示例和比较例中制造的莱赛尔卷曲丝束，如下测量莱赛尔纤维中含有的单丝的横截面形状、纤度和空间占用率。结果示于下表1中。
(1)莱赛尔纤维中含有的单丝的横截面形状
取少量纤维束，与黑色棉一起轧制，使其变薄，装配到用于横截面切割的板的孔中，然后用刀片切割，使得其横截面不被推动。使用光学显微镜在放大率(×200)下观察所切割的横截面，并将其图像储存在数码相机中。对于纤维的横截面图像，使用Olympus软成像解决方案程序确定待分析的横截面，并分析其半径和面积。
(2)纤度
纤维的纤度由通过横截面分析获得的实际莱赛尔纤维的横截面积和纤维密度确定。
-莱赛尔纤维的密度：1.49g/cm3
-纤维纤度＝[纤维的横截面积(μm2)×密度(g/cm3)×9000(m)]/100000
(3)空间占用率
基于下面的等式1计算莱赛尔纤维的空间占用率。
(等式1)
空间占用率(％)＝(第一假想圆的面积/莱赛尔纤维中含有的单丝的横截面积)×100。
[表1]
从表1可以明显看出，与包括具有圆形横截面的单丝的比较例1和2的莱赛尔纤维相比，包含具有改进横截面的单丝的示例1至3的莱赛尔纤维表呈现出大的空间占用率。这里，示例1至3的改进横截面分别示于图2a至2c中。
基于这些结果，发现示例1至3的莱赛尔纤维具有大的外表面积，并且因此可以广泛地应用于需要具有大的外表面积的纤维的领域。

Claims (18)

1.一种制造用于烟草过滤嘴的具有改进横截面的莱赛尔材料的方法，包括：
(S1)使用具有多个单元孔的喷丝头来纺丝包含纤维素浆料和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液的莱赛尔纺丝液，每个所述单元孔具有多个孔；
(S2)使(S1)中纺丝的所述莱赛尔纺丝液凝固，由此获得莱赛尔复丝；
(S3)对(S2)中获得的所述莱赛尔复丝进行水洗；
(S4)对(S3)中水洗的所述莱赛尔复丝上油；以及
(S5)使(S4)中上油的所述莱赛尔复丝卷曲，由此获得卷曲丝束，
其中，所述莱赛尔复丝包括具有改进横截面的单丝，
所述改进横截面包括多个突起，并且
所述多个突起与第一假想圆和包含在所述第一假想圆中的第二假想圆接触，所述多个突起以所述第二假想圆为中心一体地形成，并且所述多个突起在其端部处与所述第一假想圆接触，所述第一假想圆的半径(L1)与所述第二假想圆的半径(L2)之比(L1/L2)在1.5至5.0的范围内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在(S1)中，基于所述纺丝液的总重量，所述莱赛尔纺丝液包含6wt％至16wt％的纤维素浆料以及84wt％至94wt％的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于所述浆料的总重量，所述纤维素浆料包含85wt％至97wt％的α-纤维素，并且所述纤维素浆料具有600至1700的聚合度(DPw)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在(S2)中的所述凝固包括：初次凝固，使用包括向所述纺丝液供应冷空气的空气淬火(Q/A)；以及二次凝固，包括将初次凝固的所述纺丝液浸渍在凝固溶液中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过向所述纺丝液供应4℃至15℃的温度的5m/s至50m/s的风速的冷空气来执行所述空气淬火。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述凝固溶液具有30℃或小于30℃的温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，(S5)包括使用填塞箱使上油的所述莱赛尔复丝卷曲，以产生每英寸具有15至60个卷曲的卷曲丝束。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，通过向所述莱赛尔复丝供应蒸汽并且施加压力来执行(S5)，以使所述莱赛尔复丝卷曲。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过以下方式来执行(S5)：供应所述蒸汽，使得所述蒸汽的压力为0.05kgf/cm2至2.0kgf/cm2，并且以1.0kgf/cm2至4.0kgf/cm2的压力使用压辊来挤压所述莱赛尔复丝并使所述莱赛尔复丝卷曲。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的方法，其中，所述喷丝头是具有多个单元孔的喷丝头，每个所述单元孔具有三个孔，并且所述莱赛尔复丝被配置为使得所述第一假想圆和所述第二假想圆与所述单丝的横截面的接触点的数量为3。
11.一种用于烟草过滤嘴的具有改进横截面的莱赛尔材料，通过纺丝包含纤维素浆料和N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液的莱赛尔纺丝液以生产莱赛尔复丝并且使所述莱赛尔复丝卷曲来制造，
其中，所述莱赛尔复丝包括具有改进横截面的单丝，
所述改进横截面包括多个突起，并且
所述多个突起与第一假想圆和包含在所述第一假想圆中的第二假想圆接触，所述多个突起以所述第二假想圆为中心一体地形成，并且所述多个突起在其端部处与所述第一假想圆接触，所述第一假想圆的半径(L1)与所述第二假想圆的半径(L2)之比(L1/L2)在1.5至5.0的范围内。
12.根据权利要求11所述的莱赛尔材料，其中，基于所述纺丝液的总重量，所述莱赛尔纺丝液包含6wt％至16wt％的纤维素浆料以及84wt％至94wt％的N-甲基吗啉-N-氧化物水溶液。
13.根据权利要求12所述的莱赛尔材料，其中，基于所述浆料的总重量，所述纤维素浆料包含85wt％至97wt％的α-纤维素，并且所述纤维素浆料具有600至1700的聚合度(DPw)。
14.根据权利要求11所述的莱赛尔材料，其中，所述莱赛尔材料具有150％至400％的如下面的等式1所定义的空间占用率，
(等式1)
空间占用率(％)＝(第一假想圆的面积/莱赛尔纤维中含有的单丝的横截面积)×100。
15.根据权利要求11所述的莱赛尔材料，其中，所述第一假想圆具有8μm至30μm的半径(L1)。
16.根据权利要求11所述的莱赛尔材料，其中，所述第二假想圆具有3μm至12μm的半径(L2)。
17.根据权利要求11至16中任意一项所述的莱赛尔材料，其中，所述第一假想圆和所述第二假想圆与所述单丝的横截面的接触点的数量为3。
18.根据权利要求11至16中任意一项所述的莱赛尔材料，其中，所述第一假想圆和所述第二假想圆是同心的。
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