CN110409056A - 一种烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法 - Google Patents

一种烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，选用无纺布机械成网方式和射流喷网加固工艺来制备滤棒基材。本发明在实现工艺技术稳定生产的情况下，可以最大效率地利用醋酸纤维自身优越性能；本发明提供的成套，工艺技术路线成熟，工艺路线流程短，生产效率高，可实现二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产；本发明在制备无纺布滤料时不会引入有害物质，生产车间环境干净，生产成本小，产品满足绿色环保的主题。

Description

一种烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法
技术领域
本发明涉及一种采用烟用二醋酸纤维长丝制备滤棒基材产业化生产的方法，属于烟用滤料技术领域。
背景技术
随着经济的发展和人民生活水平与质量的不断提高，烟草制品在不断地发生变化的同时，广大市民对卷烟的低焦油含量、低危害性却提出了更高的要求。目前，我国在降焦减害方面所做的努力主要体现在以下三个方面：卷烟配方中合理添加薄片；滤棒中加入特殊添加剂；卷烟辅料三纸一棒参数优化设计，开发新型环保卷烟滤嘴材料将是烟草企业所关注的重点。为了满足烟草行业对降焦减害的要求，从事烟草工艺领域的研究者，将目光移至卷烟滤嘴这一关键设计上。滤嘴棒是制造滤嘴卷烟的主要材料，根据所采用的原料种类，目前可以把卷烟滤嘴分为醋酸纤维滤嘴、聚丙烯纤维滤嘴、纸质滤嘴、复合滤嘴、通风滤嘴和特型滤嘴等，现市场上的卷烟多数为醋酸纤维滤嘴，但是滤嘴中的纤维丝束纵向排列，烟气直道通过，对有害物质的截留效率有一定的影响。纸质滤棒虽然具有低压降、焦油截留效率高的特点，但是容易受潮软化，白度较低，在卷烟加工过程中由于材料弹性较差等原因，圆周大小较难控制，使用中给人的感觉又不很满意，因此，现在纸滤嘴卷烟比例很小。非织造工艺技流程短，设备智能化，生产效率高，可应用纤维范围广，工艺变化多。无纺布是纤维网络结构，可加强烟气通过滤嘴时的分散效应，因而使欲拦截的粒子悬浮相有更多的机会与单纤维碰撞或粘附。无纺布中的纤维呈三维随机排列结构，能提高截留效率，纤维原料越细，滤材密度越高，其过滤效率也越高。
公开号为CN 101199365A的中国专利公布了一种降焦油烟嘴专用醋酸纤维水刺布及生产的方法，在烟草行业滤棒专用醋酸纤维为连续长丝，而非织造工艺适用纤维为短纤维，纤维是构成非织造材料最基本的原料，该专利中并未提到纤维切断技术；此外，该专利提到掺混粘胶纤维比例高达40％左右，说明该专利在醋酸纤维水刺布生产时存在一定的技术难点，粘胶纤维掺混比例越高，对烟气中有害成分的截留效率越不利，甚至影响到卷烟外观和吸味；再次，由于二醋酸纤维断裂强度低的特点，在开松时应尽力减少对纤维打击接触点的数量，该专利采用的单辊筒梳针打手筒体为轴状，不可避免的会严重损伤醋酸纤维；最后，与该专利相关联的期刊论文《二醋酸纤维水刺非织造材料的开发与应用》一文中补充提到，没有配置铺网机，故采用了平行铺网工艺，平行铺网占地面积大，存在横向跑偏倾向，纤维在输送过程中相对纵向居中线略呈蛇形运动，最终影响水刺布的均匀性。司祥平在《醋酸纤维非织造过滤材料的制备与性能研究》一文中提到醋酸纤维先经过小型数字式梳理机初步成网，再经过一次梳理机梳理成网，工艺重复繁琐，生产效率低，且制备的水刺非织造材料面密度高达106g/m2，很难满足材料在滤棒成型机上的加工适应性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种烟用醋酸纤维长丝的切断技术与实现醋酸纤维无纺布烟用滤棒基材产业化的生产方法，为新型环保卷烟滤嘴材料的开发及产业化生产提供技术路线。
为了解决上述问题，本发明提供了一种烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，选用无纺布机械成网方式和射流喷网加固工艺来制备滤棒基材，具体步骤如下：
步骤1)：将连续烟用二醋酸纤维丝束用切断机切成短纤维；
步骤2)：将粘胶纤维按比例掺混到二醋酸纤维中，纤维原料依次经过无纺布设备的开包机开包、粗开松机粗开松、大仓混棉机混棉、精开松机精开松、末道棉箱、气压棉箱、双锡林双道夫梳理机梳理、交叉铺网机铺网、牵伸机牵伸、水刺机的射流喷网加固、轧干机轧干、烘燥机烘燥、收卷机收卷和分切机分切制得烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材。
优选地，所述步骤1)中切断机采用化纤NMC800卧式切断机，切断设定长度为38mm；连续烟用二醋酸纤维丝束中二醋酸纤维的细度为7.44dtex。
优选地，所述步骤2)中的粘胶纤维为普通棉型粘胶纤维，其细度为1.67dtex，掺混比例为二醋酸纤维质量的20～30％。
优选地，所述步骤2)中粗开松机、精开松机、双锡林双道夫梳理机上采用的针布均为弹性针布，针布的配置从前到后为先疏后密，针布的粗细配置为先粗后细。
优选地，所述步骤2)中粗开松机、精开松机采用的梳针打手类型为三叶型。
优选地，所述步骤2)中的双锡林双道夫梳理机上工作辊数量为4组，纤网从道夫输出时不经过凝聚罗拉，主锡林表面线速度为1000～1150m/min，工作辊速度为166～192m/min，剥取辊速度为500～576m/min。
优选地，所述步骤2)中的交叉铺网机铺网层数为2层，铺网速度为57m/min，铺网小车速度为28m/min。
优选地，所述步骤2)中的牵伸机为21辊纤网杂乱牵伸机，总的牵伸倍数为2.14倍。
优选地，所述步骤2)中水刺机的射流喷网加固工艺具体为：纤网经预调湿后，预水刺压力为1.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为2858个，孔径为0.12mm；第一道主刺正面水刺压力为3.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为3417个，孔径为0.12mm；第二道主刺反面水刺压力为5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为为单排，针孔数为3334个，孔径为0.12mm；第三道主刺正面水刺压力为4.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为单排，针孔数为3334个，孔径为0.1mm。
优选地，所述步骤2)中的烘燥机有4组烘筒，沿传送方向工作温度依次为90℃、95℃、110℃和120℃，加热方式为导热油加热。
上述制得的无纺布滤棒基材克重为47.1259～50.9407g/m2，厚度为0.520～0.614mm，纵向断裂强度为22.4～24.7N，伸长率为34.9％～36.1％，横向断裂强度为12.7～13.6N，伸长率为73.2％～80.3％，平均孔径为59.0016μm～63.4738μm，透气率为3969.44mm/s～4228.66mm/s。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
1.本发明提供了一种工艺成熟、操作便捷的烟用连续醋酸纤维束切断技术；
2.本发明粘胶纤维掺混比例低，在实现工艺技术稳定生产的情况下，可以最大效率地利用醋酸纤维自身优越性能；
3.本发明提供的成套，工艺技术路线成熟，工艺路线流程短，生产效率高，可实现二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产；
4.本发明采用的梳针打手为三叶型，与纤维接触打击点数量少，可以有效减少对纤维的损伤；
5.本发明梳理元件采用的针布为弹性针布，以满足梳理过程中彻底分梳又尽量减少纤维损伤的要求；
6.本发明在制备无纺布滤料时不会引入有害物质，生产车间环境干净，生产成本小，产品满足绿色环保的主题。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例1-3所使用的原材料均为市场有售，烟用二醋酸纤维长丝束来自上海白玉兰烟草材料有限公司，普通棉型粘胶纤维来自常熟永得利无纺布有限公司；NMC800卧式纤维切断机来自浙江新维狮合纤股份有限公司，非织造无纺布技术路线设备均来自常熟永得利无纺布有限公司。
实施例1-3所制得的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材的性能测试方法具体如下：
1、克重按照GB/T24218.1-2009“纺织品非织造布试验方法第1部分：单位面积质量的测定”，仪器采用电子天平；
2、厚度按照GB/T24218.2-2009“纺织品非织造布试验方法第2部分：厚度的测定”，仪器采用YG141型织物厚度测试仪；
3、断裂强力和断裂伸长率按照GB/T24218.3-2009“纺织品非织造布试验方法第3部分：断裂强力和断裂伸长率的测定”，仪器采用YG065型电子织物强力仪；
4、滤料孔径大小及分布按照ASTM F316-2003“用起泡点和气孔平均流量法测定膜过滤器孔隙尺寸特点的标准试验方法”，仪器采用CFP-1100A型毛细管流动孔径测定仪；
5、透气性按照GB/T 5453-1997“织物透气性测试”，仪器采用YG 461E透气性测试仪；
实施例1
连续烟用二醋酸纤维长丝线密度为7.44dtex，用NMC800卧式切断机切为设定长度为38mm的短纤维，普通棉型粘胶纤维细度为1.67dtex，掺混比例为20％，纤维线密度越小，纤维根数就越多，纤维间的接触点与接触面积增加，这就增加了纤维间的滑移阻力，提高非织造材料的强度。此外，两种纤维原料具有从细到粗线密度规格梯度分布，以提高过滤精度。纤维原料依次经过无纺布设备开包机、粗开松机、大仓混棉机、精开松机、末道棉箱、气压棉箱、双锡林双道夫梳理机、交叉铺网机、纤网杂乱牵伸机、水刺机、轧干机、烘燥机、收卷机和分切机。粗开松机、精开松机、双锡林双道夫梳理机上采用的针布均更换为弹性针布，针布的配置从前到后为先疏后密，针布的粗细配置为先粗后细。粗开松机、精开松机所采用的梳针打手类型为三叶型。双锡林双道夫梳理机上工作辊数量减少为4组，纤网从道夫输出时不经过凝聚罗拉，主锡林表面线速度为1000m/min，工作辊速度为166m/min，剥取辊速度为500m/min。的交叉铺网机铺网层数为2层，铺网速度为57m/min，铺网小车速度为28m/min，21辊纤网杂乱牵伸机总的牵伸倍数为2.14倍。水刺机的射流喷网加固工艺具体为：纤网经预调湿后，预水刺压力为1.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为2858个，孔径为0.12mm；第一道主刺正面水刺压力为3.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为3417个，孔径为0.12mm；第二道主刺反面水刺压力为5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为为单排，针孔数为3334个，孔径为0.12mm；第三道主刺正面水刺压力为4.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为单排，针孔数为3334个，孔径为0.1mm。烘燥机4组烘筒沿传送方向工作温度依次为90℃、95℃、110℃和120℃。
上述制得的滤棒基材克重为47.1259g/m2，厚度为0.520mm，纵向断裂强度为22.4N，伸长率为34.9％，横向断裂强度为12.7N，伸长率为73.2％％。平均孔径为62.9831μm，透气率为4238.96mm/s。
实施例2
连续烟用二醋酸纤维长丝线密度为7.44dtex，用NMC800卧式切断机切为设定长度为38mm的短纤维，普通棉型粘胶纤维细度为1.67dtex，掺混比例为25％，纤维线密度越小，纤维根数就越多，纤维间的接触点与接触面积增加，这就增加了纤维间的滑移阻力，提高非织造材料的强度。此外，两种纤维原料具有从细到粗线密度规格梯度分布，以提高过滤精度。纤维原料依次经过无纺布设备开包机、粗开松机、大仓混棉机、精开松机、末道棉箱、气压棉箱、双锡林双道夫梳理机、交叉铺网机、纤网杂乱牵伸机、水刺机、轧干机、烘燥机、收卷机和分切机。粗开松机、精开松机、双锡林双道夫梳理机上采用的针布均更换为弹性针布，针布的配置从前到后为先疏后密，针布的粗细配置为先粗后细。粗开松机、精开松机所采用的梳针打手类型为三叶型。双锡林双道夫梳理机上工作辊数量减少为4组，纤网从道夫输出时不经过凝聚罗拉，主锡林表面线速度为1050m/min，工作辊速度为175m/min，剥取辊速度为525m/min。的交叉铺网机铺网层数为2层，铺网速度为57m/min，铺网小车速度为28m/min，21辊纤网杂乱牵伸机总的牵伸倍数为2.14倍。水刺机的射流喷网加固工艺具体为：纤网经预调湿后，预水刺压力为1.6Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为2858个，孔径为0.12mm；第一道主刺正面水刺压力为3.6Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为3417个，孔径为0.12mm；第二道主刺反面水刺压力为5.1Mpa，喷水板喷水孔排列形式为为单排，针孔数为3334个，孔径为0.12mm；第三道主刺正面水刺压力为4.7Mpa，喷水板喷水孔排列形式为单排，针孔数为3334个，孔径为0.1mm。烘燥机4组烘筒沿传送方向工作温度依次为90℃、95℃、110℃和120℃。
上述制得的滤棒基材克重为48.8162g/m2，厚度为0.593mm，纵向断裂强度为23.1N，伸长率为35.1％，横向断裂强度为13.4N，伸长率为76.5％％。平均孔径为60.1.3549μm，透气率为4159.35mm/s。
实施例3
连续烟用二醋酸纤维长丝线密度为7.44dtex，用NMC800卧式切断机切为设定长度为38mm的短纤维，普通棉型粘胶纤维细度为1.67dtex，掺混比例为30％，纤维线密度越小，纤维根数就越多，纤维间的接触点与接触面积增加，这就增加了纤维间的滑移阻力，提高非织造材料的强度。此外，两种纤维原料具有从细到粗线密度规格梯度分布，以提高过滤精度。纤维原料依次经过无纺布设备开包机、粗开松机、大仓混棉机、精开松机、末道棉箱、气压棉箱、双锡林双道夫梳理机、交叉铺网机、纤网杂乱牵伸机、水刺机、轧干机、烘燥机、收卷机和分切机。粗开松机、精开松机、双锡林双道夫梳理机上采用的针布均更换为弹性针布，针布的配置从前到后为先疏后密，针布的粗细配置为先粗后细。粗开松机、精开松机所采用的梳针打手类型为三叶型。双锡林双道夫梳理机上工作辊数量减少为4组，纤网从道夫输出时不经过凝聚罗拉，主锡林表面线速度为1150m/min，工作辊速度为192m/min，剥取辊速度为576m/min。的交叉铺网机铺网层数为2层，铺网速度为57m/min，铺网小车速度为28m/min，21辊纤网杂乱牵伸机总的牵伸倍数为2.14倍。水刺机的射流喷网加固工艺具体为：纤网经预调湿后，预水刺压力为1.8Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为2858个，孔径为0.12mm；第一道主刺正面水刺压力为3.7Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为3417个，孔径为0.12mm；第二道主刺反面水刺压力为5.3Mpa，喷水板喷水孔排列形式为为单排，针孔数为3334个，孔径为0.12mm；第三道主刺正面水刺压力为4.8Mpa，喷水板喷水孔排列形式为单排，针孔数为3334个，孔径为0.1mm。烘燥机4组烘筒沿传送方向工作温度依次为90℃、95℃、110℃和120℃。
上述制得的滤棒基材克重为50.5934g/m2，厚度为0.603mm，纵向断裂强度为24.1N，伸长率为35.9％，横向断裂强度为13.5N，伸长率为74.5％％。平均孔径为59.0182μm，透气率为3921.35mm/s。
实施例1-3中的纤维原料可在无纺布机组上连续稳定生产，所制备的产品均匀度好，无纺布本身是纤维网络结构，可加强烟气通过滤嘴时的分散效应，因而使欲拦截的粒子悬浮相有更多的机会与单纤维碰撞或粘附，提高截留效率。

Claims (10)

1.一种烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，选用无纺布机械成网方式和射流喷网加固工艺来制备滤棒基材，具体步骤如下：
步骤1)：将连续烟用二醋酸纤维丝束用切断机切成短纤维；
步骤2)：将粘胶纤维按比例掺混到二醋酸纤维中，纤维原料依次经过无纺布设备的开包机开包、粗开松机粗开松、大仓混棉机混棉、精开松机精开松、末道棉箱、气压棉箱、双锡林双道夫梳理机梳理、交叉铺网机铺网、牵伸机牵伸、水刺机的射流喷网加固、轧干机轧干、烘燥机烘燥、收卷机收卷和分切机分切制得烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材。
2.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤1)中切断机采用化纤NMC800卧式切断机，切断设定长度为38mm；连续烟用二醋酸纤维丝束中二醋酸纤维的细度为7.44dtex。
3.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤2)中的粘胶纤维为普通棉型粘胶纤维，其细度为1.67dtex，掺混比例为二醋酸纤维质量的20～30％。
4.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤2)中粗开松机、精开松机、双锡林双道夫梳理机上采用的针布均为弹性针布，针布的配置从前到后为先疏后密，针布的粗细配置为先粗后细。
5.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤2)中粗开松机、精开松机采用的梳针打手类型为三叶型。红
6.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤2)中的双锡林双道夫梳理机上工作辊数量为4组，纤网从道夫输出时不经过凝聚罗拉，主锡林表面线速度为1000～1150m/min，工作辊速度为166～192m/min，剥取辊速度为500～576m/min。
7.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤2)中的交叉铺网机铺网层数为2层，铺网速度为57m/min，铺网小车速度为28m/min。
8.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤2)中的牵伸机为21辊纤网杂乱牵伸机，总的牵伸倍数为2.14倍。
9.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤2)中水刺机的射流喷网加固工艺具体为：纤网经预调湿后，预水刺压力为1.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为2858个，孔径为0.12mm；第一道主刺正面水刺压力为3.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为双排，针孔数为3417个，孔径为0.12mm；第二道主刺反面水刺压力为5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为为单排，针孔数为3334个，孔径为0.12mm；第三道主刺正面水刺压力为4.5Mpa，喷水板喷水孔排列形式为单排，针孔数为3334个，孔径为0.1mm。
10.如权利要求1所述的烟用二醋酸纤维无纺布滤棒基材产业化生产方法，其特征在于，所述步骤2)中的烘燥机有4组烘筒，沿传送方向工作温度依次为90℃、95℃、110℃和120℃，加热方式为导热油加热。
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