CN116397351A - 一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，包括乳化剂、矿物油、水和抗菌剂；转相前为透明的油包水型液体，转相后为水包油型白色乳液，在水或含有抗菌剂的水中转相，转相前纺丝油剂与转相用水或含有抗菌剂的水的质量比为(1～49)：(99～51)。抗菌剂选用市售水溶型抗菌剂，为4‑氯‑3‑甲酚、二氯苯氧氯酚、溴氯双酚、氯苄乙铵、苯扎氯铵、十二烷基二甲基乙苯氧乙基溴化铵、胍及胍类聚合物、季铵盐、银离子类、铜离子类、苯丙酸钠、尼泊尔金酯、富马酸二甲酯、山梨酸、脱氢乙酸中的一种或多种，抗菌剂在水中的浓度为0.1wt％～100wt％。
Description
技术领域
本发明涉及一种醋酸纤维用纺丝油剂，具体涉及一种用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂。
背景技术
化学纤维的纺丝方法基本上可以分为两类：熔融纺丝和溶液纺丝。纺丝油剂是在纺丝过程中为了降低纤维间静电和摩擦系数，保证纺丝纤维具有良好可纺性和后加工性的一种助剂。醋酸纤维是醋酸纤维素纤维的简称，是纤维素衍生物中最早进行商品化生产的纤维素有机酸酯。醋酸纤维采用溶液纺丝方法，以醋酸作为溶剂，醋酐作为乙酰化剂，在催化剂作用下进行酯化，生成纤维素醋酸酯，经纺丝而成的纤维。由于醋酸纤维分子结构中含有大量的羧基和羟基，形成了强的分子间纠缠，大大增加了加工难度。
目前市面上香烟用滤棒主要用醋酸纤维丝束制成。在香烟用滤棒醋酯纤维丝束的工业生产过程中，由于设备长期运转，导致纺丝中采用的矿物油微生物含量过高，从而存在生长微生物军团的现象。行业中通过添加双氧水达到抑菌目的，但实践中发现存在如下问题：(1)抑菌效果并不理想，始终有微生物生长的现象，需要人工清理油槽，费时费力；(2)醋酸纤维丝束中残留的双氧水因具有强氧化性，一方面会导致醋酸纤维在高温下断裂形成飞毛，影响醋酸纤维丝束的质量，另一方面残留的双氧水因影响丝束的理化性能指标，不利于存放。此外，为了适合用于香烟滤棒，纺丝油剂应无色无味无毒，不能影响香烟的风味。
也有文献公开了不采用双氧水达到抑菌效果，如CN102021824B公开了一种能够抑制微生物生长的纺丝用油剂用抑菌剂乳化剂，其具体配方为“乳化剂92.7～99.6％、苯甲酸钠0.2～0.5％、尼泊尔金酯0.2％～3.0％、富马酸二甲酯0～1.0％、丙酸钙0～3.7％、山酸梨0～1.5％、脱氢乙酸0～0.3％”。但该文献中公开的是乳化剂的技术方案，乳化剂只是制造油剂的组分之一，不能直接用于纺丝；在乳化剂中添加如此多种类的抗菌剂，会影响乳化剂的乳化性能，对配制的油剂产生不利影响；这些抗菌剂都是水溶性化合物，直接加入到纯司盘20、吐温80的混合物中，并不能完全溶解。因此，此文献公开的技术方案并不能满足大规模生产的实际操作需要。
因此，急需寻找一种能够应用于大规模生产、具有抑菌效果且适合香烟滤棒用醋酸纤维的纺丝油剂。
发明内容
为了克服上述提出的技术问题，本发明的目的在于提供一种组分简单、操作方便、不需要后续复配就能直接应用，适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂。
本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，包括乳化剂、矿物油、水和抗菌剂，纺丝油剂转相前为淡黄色到无色的透明油包水型液体，转相后为水包油型白色乳液，转相在水或含有抗菌剂的水中进行，转相前的纺丝油剂与转相用的水或转相用含有抗菌剂的水的质量比为(1～49)：(99～51)。
优选地，在本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂中，转相前的纺丝油剂与转相用的水或转相用含有抗菌剂的水的质量比为(1～30)：(99～70)。
优选地，在本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂中，转相前纺丝油剂中的抗菌剂为水溶型抗菌剂，为4-氯-3-甲酚、二氯苯氧氯酚、溴氯双酚、氯苄乙铵、苯扎氯铵、十二烷基二甲基乙苯氧乙基溴化铵、胍及胍类聚合物、季铵盐、银离子类、铜离子类、苯丙酸钠、尼泊尔金酯、富马酸二甲酯、山梨酸、脱氢乙酸中的一种或多种，转相前纺丝油剂中的抗菌剂与转相前纺丝油剂中的水的质量比为(0.1～100)：(99.9～0)。
优选地，在本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂中，转相前的乳化剂在转相前的纺丝油剂中的占比为18wt％～60wt％，转相前的矿物油在转相前的纺丝油剂中的占比为30wt％～80wt％，转相前的水和抗菌剂在转相前的纺丝油剂中的总占比为3wt％～20wt％。
进一步优选地，在本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂中，转相前的乳化剂在转相前的纺丝油剂中的占比为20wt％～50wt％，转相前的矿物油在转相前的纺丝油剂中的占比为45wt％～80wt％，转相前的水和抗菌剂在转相前的纺丝油剂中的总占比为3wt％～15wt％。
优选地，在本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂中，乳化剂为食品级司盘20～50中任何一种和食品级吐温40～80中的任何一种组成的混合物。
进一步优选地，在本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂中，乳化剂混合物中还包含单硬脂酸甘油酯、木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯、脂肪酸蔗糖酯中的一种或多种。
优选地，在本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂中，矿物油为食品级白油。
优选地，在本发明提供的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂中，在纺丝油剂转相用含有抗菌剂的水中，抗菌剂与水的质量比为(0.1～100)：(99.9～0)，抗菌剂为4-氯-3-甲酚、二氯苯氧氯酚、溴氯双酚、氯苄乙铵、苯扎氯铵、十二烷基二甲基乙苯氧乙基溴化铵、胍及胍类聚合物、季铵盐、银离子类、铜离子类、苯丙酸钠、尼泊尔金酯、富马酸二甲酯、山梨酸、脱氢乙酸中的一种或多种。
此外，本发明还提供了上述适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先按照上述比例将上述抗菌剂溶于水中，配制成含有抗菌剂的水；然后将上述含有抗菌剂的水和乳化剂、矿物油按照上述比例配制成纺丝油剂。
(2)将上述水、抗菌剂、乳化剂和矿物油按照上述比例配制成纺丝油剂。
(3)将(1)中或(2)中配制的纺丝油剂在水中或含有抗菌剂的水中进行转相。
本发明技术方案的优点在于：(1)不需要后续复配，转相后就能直接应用于醋酸纤维的纺丝。(2)抗菌剂为水溶性化合物，将抗菌剂加入到水里配制成抗菌水，然后用抗菌水与乳化剂、矿物油混合配制纺丝油剂，乳化效果好，抑菌型纺丝油剂化学组分少。(3)采用的化学品种类少，操作简单，安全性能高，适合大规模工业化连续性生产。(4)转相后的纺丝油剂呈乳白色、无味无毒，抗菌效果好，适合加工香烟用醋酸纤维，不影响香烟的风味。(5)转相前的纺丝油剂不分层，不沉淀，能长期存放。
具体实施方式
本发明提供一种用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，包括乳化剂、油剂、水和抗菌剂，转相前的纺丝油剂为淡黄色到无色的透明油包水型液体，在水或抗菌水或含有抗菌剂的水中进行转相，转相后为水包油型白色乳液。转相后可以直接应用于纺丝工序。
关于乳化剂。乳化剂采用食品级司盘20～50中任何一种和吐温40～80中的任何一种组成的混合物，还可以包含其他食品乳化剂，如单硬脂酸甘油酯、木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯、脂肪酸蔗糖酯中的一种或多种。
转相前，乳化剂在纺丝油剂中的占比为18wt％～60wt％；如果占比低于18wt％则不能形成稳定的乳液；超过60wt％则会出现纺丝油剂黏度和密度达不到要求，在后续操作中不能转相；进一步优选的比例为20wt％～50wt％。
关于矿物油，优选食品级白油。市售矿物油为无色到黄色或褐色的透明液体。转相前，矿物油在纺丝油剂中的占比为30wt％～80wt％；如果低于30wt％，则不能形成稳定的油包水乳液；如果占比高于80wt％，则在后续操作中不能转相形成可使用的纺丝油剂；进一步优选的比例为45wt％～80wt％。
关于含抗菌剂的水。含抗菌剂的水的配制：将水溶型抗菌剂加入到水里面，配制成抗菌剂浓度为0.1wt％～100wt％的水。转相前含抗菌剂的水在转相前的纺丝油剂中的占比为3wt％～20wt％，进一步优选为3wt％～15wt％。如果不配制成含抗菌剂的水，水和抗菌剂也可以独立存在，则转相前抗菌剂和水在转相前的纺丝油剂中的总占比为3wt％～20wt％，进一步优选为3wt％～15wt％。
关于抗菌剂。抗菌剂可从市售的化妆品用酚及其衍生物杀菌剂或者食品防腐剂或者医疗卫生用杀菌剂中选用。例如4-氯-3-甲酚、二氯苯氧氯酚、溴氯双酚、氯苄乙铵、苯扎氯铵、十二烷基二甲基乙苯氧乙基溴化铵、胍及胍类聚合物类、季胺盐类、银离子类、铜离子类、苯丙酸钠、尼泊尔金酯、富马酸二甲酯、山梨酸、脱氢乙酸中的一种或多种。
关于转相前纺丝油剂与转相用水或转相用含有抗菌剂的水的比例。两者的质量比为(1～49)：(99～51)，优选(1～30):(99～70)。
上述纺丝油剂的应用方法：将配制的淡黄色到无色的透明油包水型纺丝油剂直接倒入水中或含有抗菌剂的水中进行转相，转相后的纺丝油剂为水包油型，呈乳白色，用户可直接使用。
实施例1
一种用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，包括乳化剂、抗菌水和矿物油，在抗菌水中进行转相。
抗菌水的配制：选择市售的季铵盐类抗菌剂，季铵盐类抗菌剂为无色的液体。将选用的季铵盐类抗菌剂液体加入到水里面，配制成抗菌剂含量0.1wt％的抗菌水。
乳化剂选用食品级司盘50和食品级吐温80组成的混合物，矿物油选用食品级白油。将配制的抗菌水、选用的乳化剂和食品级白油混合配制成纺丝油剂，其中抗菌水在配制的转相前的纺丝油剂中的占比为20wt％，乳化剂在配制的转相前的纺丝油剂中占比为18wt％；矿物油在配制的转相前的纺丝油剂中的占比为62wt％。转相前的纺丝油剂与转相用的抗菌水的质量比为1：99。
转相前的纺丝油剂为淡黄色透明液体，无悬浮物或沉淀物，转相前的纺丝油剂为油包水型，转相后的纺丝油剂为水包油型，呈乳白色。转相前后的纺丝油剂放置1个月均未出现分层。
实施例2
抗菌水的配制：选用市售胍类抗菌剂，胍类抗菌剂为无色液体。将选用的胍类抗菌剂液体加入到水里面，配制成抗菌剂含量50wt％的抗菌水。
乳化剂选用由食品级司盘50、食品级吐温80和单硬脂酸甘油酯组成的混合物，矿物油选用食品级白油。将配制的抗菌水、选用的乳化剂和食品级白油混合配制成纺丝油剂，其中抗菌水在配制的转相前的纺丝油剂中的占比为3wt％，乳化剂在配制的转相前的纺丝油剂中占比为20wt％；矿物油在配制的转相前的纺丝油剂中的占比为77wt％。
转相前的纺丝油剂与转相用的抗菌水的质量比为5：95。转相前的纺丝油剂为淡黄色透明液体，无悬浮物或沉淀物，转相前的纺丝油剂为油包水型，转相后的纺丝油剂为水包油型，呈乳白色。转相前后的纺丝油剂放置1个月均未出现分层。
实施例3
一种用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，包括乳化剂、抗菌剂、水和矿物油。其中乳化剂选用食品级司盘30和食品级吐温60组成的混合物，乳化剂在转相前的纺丝油剂中的占比为60wt％；矿物油选用食品级白油，矿物油在转相前的纺丝油剂中的占比为35wt％；抗菌剂和水在转相前的纺丝油剂中的总占比为5wt％；抗菌剂选用十二烷基二甲基乙苯氧乙基溴化铵。
转相前后的纺丝油剂的制备方法：(1)将占比60wt％的乳化剂、占比35wt％的食品级白油、总占比6wt％的水和十二烷基二甲基乙苯氧乙基溴化铵抗菌剂一起混合配制成纺丝油剂，其中抗菌剂与水的质量比为2:98。(2)将配制好的纺丝油剂在水中转相，转相前的纺丝油剂与转相用水的质量百分比40：60。
转相前的抑菌型纺丝油剂为淡黄色透明液体，无悬浮物或沉淀物，转相前的纺丝油剂为油包水型，转相后的纺丝油剂为水包油型，呈乳白色。转相前后的纺丝油剂放置1个月均未出现分层。
实施例4
抗菌剂选用银离子类和铜离子类抗菌剂。乳化剂选用食品级司盘20、食品级吐温40和聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸组成的混合物。将占比45wt％的乳化剂、占比45wt％的食品级白油、总占比10wt％的水和银离子类抗菌剂一起配制成纺丝油剂，其中抗菌剂与水的比例为70wt％；将配制好的纺丝油剂在含有抗菌剂的中进行转相得到能直接进行纺丝工序使用的纺丝油剂。转相用的含有抗菌剂的水中，抗菌剂为铜离子类抗菌剂，抗菌剂与水的质量比为0.1:99.9；转相前的纺丝油剂与转相用含有抗菌剂的水的质量百分比30：70。
转相前的抑菌型纺丝油剂为淡黄色透明液体，无悬浮物或沉淀物，转相前的纺丝油剂为油包水型，转相后的纺丝油剂为水包油型，呈乳白色。放置1个月，转相前后的纺丝乳液均未出现分层。
实施例5
抗菌剂选用市售的苯丙酸钠和尼泊尔金酯类抗菌剂。乳化剂选用食品级司盘40、食品级吐温50和木糖醇酐单硬脂酸酯组成的混合物。矿物油选用食品级白油。将占比50wt％的乳化剂、占比35wt％的食品级白油、总占比15wt％的水和抗菌剂一起配制成纺丝油剂，其中抗菌剂与水的质量比例为15:85。将配制好的纺丝油剂在抗菌水中进行转相得到能直接进行纺丝工序使用的纺丝油剂。转相用的抗菌水浓度为0.1wt％，转相前的纺丝油剂与转相用水的质量百分比20：80。
转相后的纺丝油剂为转相后的纺丝油剂为水包油型，呈乳白色。放置1个月，转相前后的纺丝乳液均未出现分层。
实施例6
抗菌剂选用市售的富马酸二甲酯和脱氢乙酸类抗菌剂。乳化剂选用食品级司盘30、食品级吐温40和脂肪酸蔗糖酯组成的混合物。矿物油选用食品级白油。将占比60wt％的乳化剂、占比30wt％的食品级白油、总占比10wt％的水和抗菌剂富马酸二甲酯一起配制成纺丝油剂，其中抗菌剂富马酸二甲酯与水的质量比例为30:70。将配制好的纺丝油剂在抗菌水中进行转相得到能直接进行纺丝工序使用的纺丝油剂。转相用的抗菌水浓度为20wt％，转相用抗菌水中的抗菌剂为市售的脱氢乙酸类抗菌剂；转相前的纺丝油剂与转相用抗菌水的质量百分比40：60。
转相后的纺丝油剂为转相后的纺丝油剂为水包油型，呈乳白色。放置1个月，转相前后的纺丝乳液均未出现分层。
实施例7
对实施例1～6中制备的透明纺丝油剂依据QB/T 2738-2012《日化产品抗菌抑菌效果的评价方法》进行检测，检测结果见表1。
表1实施例1～6中制备的纺丝油剂的抗菌性能检测结果
根据QB/T 2738-2012《日化产品抗菌抑菌效果的评价方法》规定：抑菌率大于等于50％～90％，产品有抑菌作用；抑菌率大于等于90％，产品有较强的抑菌作用。
可见，实施例1～6制备的淡黄色纺丝油剂具有较强的抑菌作用。此外，本发明提供的纺丝油剂无论转相前后均处于稳定状态，均不分层，在37.8℃下测度的粘度在60～70mm2/s范围内，符合后续操作方便的要求。
Claims (10)
1.一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，包括乳化剂、矿物剂、水和抗菌剂，其特征在于所述纺丝油剂转相前为淡黄色到无色的透明油包水型液体，转相后为水包油型白色乳液，转相在水或含有抗菌剂的水中进行，所述转相前的纺丝油剂与转相用水或转相用含有抗菌剂的水的质量比为(1～49)：(99～51)。
2.如权利要求1所述的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，其特征在于所述转相前的纺丝油剂与转相用水或转相用含有抗菌剂的水的质量比为(1～30)：(99～70)。
3.如权利要求1所述的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，其特征在于所述转相前纺丝油剂中的抗菌剂为水溶型抗菌剂，为4-氯-3-甲酚、二氯苯氧氯酚、溴氯双酚、氯苄乙铵、苯扎氯铵、十二烷基二甲基乙苯氧乙基溴化铵、胍及胍类聚合物、季铵盐、银离子类、铜离子类、苯丙酸钠、尼泊尔金酯、富马酸二甲酯、山梨酸、脱氢乙酸中的一种或多种，所述转相前纺丝油剂中的抗菌剂与所述转相前纺丝油剂中的水的质量比为(0.1～100)：(99.9～0)。
4.如权利要求1所述的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，其特征在于转相前的乳化剂在转相前的纺丝油剂中的占比为18wt％～60wt％，所述转相前的矿物油在转相前的纺丝油剂中的占比为30wt％～80wt％，所述转相前的水和抗菌剂在转相前的纺丝油剂中的总占比为3wt％～20wt％。
5.如权利要求4所述的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，其特征在于转相前的乳化剂在转相前的纺丝油剂中的占比为20wt％～50wt％，所述转相前的矿物油在转相前的纺丝油剂中的占比为45wt％～80wt％，所述转相前的水和抗菌剂在转相前的纺丝油剂中的占比为3wt％～15wt％。
6.如权利要求1所述的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，其特征在于所述乳化剂为食品级司盘20～50中任何一种和食品级吐温40～80中的任何一种组成的混合物。
7.如权利要求6所述的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，其特征在于所述乳化剂混合物中还可以包含单硬脂酸甘油酯、木糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯、脂肪酸蔗糖酯中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，其特征在于所述矿物油为食品级白油。
9.如权利要求1所述的一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂，其特征在于在所述的纺丝油剂转相用含有抗菌剂的水中，所述抗菌剂与所述水的质量比为(0.1～100)：
(99.9～0)，所述抗菌剂为4-氯-3-甲酚、二氯苯氧氯酚、溴氯双酚、氯苄乙铵、苯扎氯铵、十二烷基二甲基乙苯氧乙基溴化铵、胍及胍类聚合物、季铵盐、银离子类、铜离子类、苯丙酸钠、尼泊尔金酯、富马酸二甲酯、山梨酸、脱氢乙酸中的一种或多种。
10.权利要求1～9中任一种适用于香烟滤棒用醋酸纤维的抑菌型纺丝油剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先按照所述比例将所述抗菌剂溶于所述水中，配置成所述含有抗菌剂的水；然后将所述含有抗菌剂的水和所述乳化剂、所述矿物油按所述比例配置成所述纺丝油剂。
(2)将所述水、所述抗菌剂、所述乳化剂和所述矿物油按照所述比例配置成所述纺丝油剂。
(3)将(1)中或(2)中配置的所述纺丝油剂在所述水中或所述含有抗菌剂的水中进行转相。
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