ES3071283T3 - Lyocell material with controlled whiteness by hydrogen peroxide treatment and manufacturing method thereof - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un material de lyocell con blancura controlada mediante tratamiento con peróxido de hidrógeno y a un método de fabricación del mismo, en el que el material de lyocell presenta una blancura mejorada debido a un efecto de envejecimiento mediante secado y envasado con una cantidad predeterminada de peróxido de hidrógeno que permanece en la fibra, y puede sustituir un filtro de cigarrillo CA para reducir los problemas de contaminación ambiental causados por las colillas de cigarrillos desechadas, por lo que el material de lyocell es adecuado como filtro de cigarrillos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Material de lyocell con blancura controlada por tratamiento con peróxido de hidrógeno y método de fabricación del mismo

[0003] Campo de la invención

[0004] La presente descripción se refiere a un material de lyocell con blancura controlada por tratamiento con peróxido de hidrógeno y a un método de fabricación del mismo.

[0005] Antecedentes de la invención

[0006] En general, los filtros de cigarrillos incluyen una fibra de acetato de celulosa obtenida mediante la extracción de celulosa de la pulpa de madera y la acetilación de la celulosa.

[0007] Aunque se ha añadido un fotocatalizador (TiO<2>) para obtener blancura en el acetato de celulosa (AC), es imposible usar TiO<2>debido a diversos problemas del TiO₂. Dado que hasta ahora no se han desarrollado materiales fotocatalíticos capaces de reemplazar el TiO<2>, se sabe que no se añadirá un fotocatalizador al AC. Además, recientemente se han realizado estudios para reemplazar las fibras de acetato de celulosa con materiales ecológicos para proteger el medio ambiente y reducir costos. Por ejemplo, se está desarrollando la fabricación de fibras a partir de fibras de lyocell obtenidas mediante la fibración de celulosa, a diferencia del acetato de celulosa.

[0008] Sin embargo, es difícil lograr la blancura (índice de blancura de 80 o más e índice de amarillez de 8 o menos) deseada por los fabricantes de cigarrillos usando fibras formadas por fibras de lyocell desarrolladas hasta la fecha.

[0009] CN 105658852 A se refiere a un material de lyocell para un filtro de cigarrillo y a un método para prepararlo, en donde se usan multifilamentos de lyocell, incluidos monofilamentos de lyocell de baja resistencia, para preparar una fibra rizada, y por lo tanto el material de lyocell finalmente preparado para un filtro de cigarrillo exhibe baja resistencia, mejorando así la eficiencia del procesamiento en el momento de la fabricación del filtro de cigarrillo.

[0010] CN 105556012 A se refiere a un material de lyocell para un filtro de tabaco, el material de lyocell se prepara en un paso de rizado de un multifilamento de lyocell para obtener una fibra rizada, y a un método para preparar el mismo. De esta manera, se puede elaborar un material de lyocell para filtros de tabaco, que es biodegradable y ecológico.

[0011] KR 20150077272 A describe un material de lyocell, como producto final, para un filtro de cigarrillo de baja resistencia, ya que la rizada es fabricado usando un multifilamento de lyocell de baja resistencia. Por lo tanto, el material de lyocell puede aumentar la eficiencia del proceso cuando se fabrica el filtro de cigarrillo.

[0012] CN 109338493 A se refiere a un método para preparar fibra de lyocell a partir de paja de arroz como materia prima. El método comprende los siguientes pasos: la celulosa obtenida de la paja de arroz se disuelve en una solución acuosa de 4-metilmorfolina-4-óxido y se prepara una solución de hilado; la solución de hilado se introduce en un sistema de hilado y el hilo pulverizado se estira verticalmente en el aire, entra en un tanque de baño de coagulación y se coagula en fibra; la fibra se somete a lavado con alcohol, blanqueo, lavado con agua, lubricación y secado.

[0013] CN 112 779 612 A describe un método de fabricación de fibras, en donde una solución madre de hilado preparada por disolución se añade a un extrusor de tornillo, se somete a cizallamiento y disolución a una temperatura determinada y luego se pulveriza tras pasar por un filtro, un mezclador estático, una bomba dosificadora y un montaje de hilado. Las fibras pulverizadas se orientan y estiran en el aire y luego entran en un baño de coagulación. Debido a la difusión del solvente, la concentración del solvente se reduce, la celulosa se separa y las fibras se coagulan y se forman. Luego se llevan a cabo procedimientos de postratamiento de lavado con agua, lubricación y secado.

[0014] GB 2373784 describe una fibra de lyocell de tendencia a la fibrilación latentemente reducida que consiste esencialmente en celulosa a la que se ha unido un reactivo químico incoloro que tiene una pluralidad de grupos funcionales reactivos con la celulosa, algunos de los grupos funcionales han reaccionado con la celulosa y algunos de los grupos funcionales no han reaccionado con la celulosa y están disponibles para una reacción posterior en el procesamiento subsiguiente.

[0015] US 5671757 A se refiere a un filtro de cigarrillo en el que el cuerpo del filtro comprende papel que contiene, o consiste esencialmente en, fibras de lyocell.

[0016] US 6 042 769 A describe un tratamiento para aumentar la tendencia a la fibrilación de la fibra hilada con solvente, en donde el tratamiento incluye un blanqueo severo, por ejemplo, la aplicación de un licor acuoso que contiene entre un 0,1 a 10 por ciento en peso de hipoclorito de sodio, seguido de un tratamiento con vapor. EP 2484820 A1 se refiere a la fibra de bambú hilada con solvente con un alto módulo húmedo y a un método de producción de la misma.

[0017] Descripción de la invención

[0018] Problema técnico

[0019] Se proporciona un material de lyocell con blancura controlada por tratamiento con peróxido de hidrógeno adecuado para un filtro de cigarrillo, logrando una blancura equivalente o superior a la de las fibras de AC tratadas con un fotocatalizador de uso actual, y un método para fabricar el mismo.

[0020] También se proporciona un material de lyocell con blancura controlada por tratamiento con peróxido de hidrógeno capaz de reducir los factores de contaminación ambiental causados por las colillas de cigarrillos de AC desechadas, y un método para fabricar el mismo.

[0021] Solución técnica

[0022] De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, un método de fabricación de un material de lyocell incluye: (S1) hilar una solución de hilado de lyocell que incluye pulpa de celulosa y una solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido (NMMO);

[0023] (S2) coagular la solución de hilado de lyocell hilada en el paso (S1) para obtener multifilamentos de lyocell; (S3) lavar con agua los multifilamentos de lyocell obtenidos;

[0024] (S4) tratar los multifilamentos de lyocell lavados con agua con aceite y peróxido de hidrógeno;

[0025] (S5) rizar los multifilamentos de lyocell tratados con aceite y peróxido de hidrógeno en el paso (S4) para obtener una fibra rizada; y

[0026] (S6) secar la fibra rizada,

[0027] en donde (S4) incluye

[0028] un proceso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua simultáneamente con aceite y peróxido de hidrógeno en un baño que contiene una solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno con una concentración uniformemente mantenida, o

[0029] un proceso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua secuencialmente en baños que contienen respectivamente una solución única de peróxido de hidrógeno y una solución única de aceite, en donde el peróxido de hidrógeno en el paso (S4) se usa para tener una concentración mantenida en un rango de 2% en peso a 6% en peso en la solución para tratar los multifilamentos de lyocell.

[0030] De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, un material de lyocell incluye una fibra rizada formada por multifilamentos de lyocell hilados a partir de una solución de hilado de lyocell que comprende pulpa de celulosa y una solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido (NMMO), y tratada con aceite y blanqueada con peróxido de hidrógeno,

[0031] en donde la fibra rizada incluye una fibra rizada de lyocell que incluye 1000 ppm o menos de peróxido de hidrógeno y que cumple con un índice de blancura de 80 o más y un índice de amarillez de 8 o menos, en donde se usa peróxido de hidrógeno para mantener una concentración en un rango de 2% en peso a 6% en peso en la solución para el tratamiento de los multifilamentos de lyocell durante el blanqueo.

[0032] De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, un filtro de cigarrillo incluye el material lyocell.

[0033] A continuación, se describirá en detalle un material de lyocell para un filtro de cigarrillo y un método para fabricar el mismo de acuerdo con modalidades de la presente descripción.

[0034] A lo largo de la especificación, una expresión usada en singular abarca la expresión en plural, a menos que se indique lo contrario.

[0035] Como se usa en la presente, el término ‘incluir’ especifica propiedades, regiones, enteros, procesos, operaciones, elementos y/o componentes particulares y no pretende excluir la posibilidad de que existan o se puedan agregar otras propiedades, regiones, enteros, procesos, operaciones, elementos y/o componentes de los mismos.

[0036] Como se usa en la presente, el término ‘al menos uno de’ o ‘uno o más’, cuando precede a una lista de elementos, debe entenderse que incluye todas las combinaciones posibles de los elementos.

[0037] A continuación, se describirá en detalle la presente descripción.

[0038] Método de fabricación de material Lyocell

[0039] De acuerdo con la presente descripción, un método de fabricación de un material de lyocell incluye: (S1) hilar una solución de hilado de lyocell que incluye pulpa de celulosa y una solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido (NMMO);

[0040] (S2) coagular la solución de hilado de lyocell hilada en el paso (S1) para obtener multifilamentos de lyocell; (S3) lavar con agua los multifilamentos de lyocell obtenidos;

[0041] (S4) tratar los multifilamentos de lyocell lavados con agua con aceite y peróxido de hidrógeno;

[0042] (S5) rizar los multifilamentos de lyocell tratados con aceite y peróxido de hidrógeno en el paso (S4) para obtener una fibra rizada; y

[0043] (S6) secar la fibra rizada,

[0044] en donde (S4) incluye

[0045] un proceso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua simultáneamente con aceite y peróxido de hidrógeno en un baño que contiene una solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno con una concentración uniformemente mantenida, o

[0046] un proceso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua secuencialmente en baños separados que contienen respectivamente una solución única de peróxido de hidrógeno y una solución única de aceite.

[0047] En la presente descripción se proporciona una fibra de lyocell con blancura controlada por tratamiento con peróxido de hidrógeno y un método para fabricar la misma.

[0048] El peróxido de hidrógeno, como compuesto químico usado en un proceso de blanqueo de telas, se usa para eliminar pigmentos e impurezas coloreadas en telas mediante oxidación usando especies reactivas de oxígeno. En vista de estas propiedades, la presente descripción proporciona un método para lograr una blancura equivalente o superior a la del AC actualmente usado, mediante la adición de un proceso de blanqueo con peróxido de hidrógeno en una concentración determinada a un proceso de fabricación de una fibra de filtro de cigarrillo de lyocell. Es decir, de acuerdo con la presente descripción, la blancura de una fibra puede mejorarse en poco tiempo aplicando peróxido de hidrógeno de uso común a un proceso continuo de fabricación de una fibra de filtro de cigarrillo de lyocell en una concentración controlada.

[0049] El peróxido de hidrógeno se usa de tal manera que el contenido de peróxido de hidrógeno en una solución para el tratamiento de multifilamentos de lyocell se mantiene en un rango de concentración de 2% en peso a 6% en peso o se puede mantener en un rango de concentración del 3% al 6% en peso.

[0050] En este sentido, en el caso de usar peróxido de hidrógeno, la concentración se controla en el rango de 2% en peso a 6% en peso o puede controlarse en el rango de 3% en peso a 6% en peso para controlar un contenido de peróxido de hidrógeno residual en una fibra final de 1000 ppm o menos y para mejorar la blancura. Más específicamente, el contenido de peróxido de hidrógeno puede mantenerse en el rango de 3% en peso a 6% en peso o de 4% en peso a 6% en peso para optimizar la mejora de la blancura.

[0051] A medida que disminuye la concentración de peróxido de hidrógeno, la reacción de decoloración de los multifilamentos de lyocell se inactiva, lo que dificulta lograr los índices de blancura y amarillez deseados. Por el contrario, a medida que aumenta la concentración de peróxido de hidrógeno, su contenido en los multifilamentos se incrementa hasta superar el rango óptimo en el filamento final del filtro de cigarrillo, lo que dificulta su uso como material filtrante.

[0052] Es decir, a menos que se cumpla el rango de concentración de peróxido de hidrógeno de la presente descripción, no se pueden obtener efectos tanto en la mejora de la blancura como de las propiedades físicas. Además, para lograr la blancura deseada de la fibra de lyocell para filtros de cigarrillos en la presente descripción, la fibra se trata con peróxido de hidrógeno simultáneamente durante el proceso de aplicación de aceite durante la fabricación. O bien, de forma opcional, la fibra se trata secuencialmente con una solución de peróxido de hidrógeno y una solución de aceite. En este caso, se puede usar un método para añadir la solución de peróxido de hidrógeno y la solución de aceite en los rangos de concentración descritos en la presente, de manera que las concentraciones se mantengan uniformes. Más específicamente, se puede lograr y controlar de manera más efectiva un índice de blancura y un índice de amarillez deseados por la industria tratando simultáneamente los multifilamentos de lyocell lavados con agua con aceite y peróxido de hidrógeno.

[0053] Por lo tanto, de acuerdo con la presente descripción, se puede fabricar una fibra de filtro de cigarrillo que incluye lyocell con excelente biodegradabilidad, y se puede lograr la blancura deseada por los fabricantes de cigarrillos agregando peróxido de hidrógeno durante el proceso de fabricación de la fibra sin agregar un fotocatalizador (TiO<2>). Por consiguiente, de acuerdo con la presente descripción, las colillas de cigarrillos de AC (filtro) actualmente disponibles pueden fabricarse mediante un método ecológico en comparación con los métodos convencionales.

[0054] A continuación, se describirán con más detalle cada uno de los procesos del método de fabricación de un material de lyocell con blancura controlada por tratamiento con peróxido de hidrógeno de acuerdo con la presente descripción.

[0055] (S1)

[0056] En la presente descripción, el paso (S1) es un paso de hilado de la solución de hilado de lyocell que incluye pulpa de celulosa y una solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido (NMMO). En este sentido, la solución de hilado de lyocell puede incluir 8% en peso a 13% en peso de pulpa de celulosa; y 87% en peso a 92% en peso de la solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido, en donde la pulpa de celulosa puede incluir 85 a 97% en peso de alfa-celulosa y tener un grado de polimerización (DPw) de 600 a 1700.

[0057] Si una cantidad de pulpa de celulosa es menor de 8% en peso. es difícil lograr propiedades fibrosas, y si la cantidad de pulpa de celulosa supera 13% en peso, puede ser difícil disolver la pulpa de celulosa en la solución acuosa. Además, si la cantidad de solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido es menor de 87% en peso, la viscosidad de disolución aumenta significativamente, lo cual no es deseable; y si la cantidad de solución acuosa supera 92% en peso, la viscosidad de hilado disminuye significativamente, lo que dificulta la fabricación de fibras uniformes en el proceso de hilado.

[0058] En la solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido, la relación en peso de N-metilmorfolina-N-óxido a agua puede ser de 93:7 a 85:15. Si la relación en peso de N-metilmorfolina-N-óxido a agua supera 93:7, la temperatura de disolución aumenta, lo que provoca la degradación de la celulosa durante la disolución, y si la relación en peso es menor de 85:15, la solubilidad del solvente disminuye, lo que dificulta la disolución de la celulosa.

[0059] La solución de hilado descrita anteriormente se descarga desde una boquilla de hilado de una hilera plana o en forma de anillo. En este caso, la hilera sirve para descargar la solución de hilado en forma de filamentos en una solución de coagulación contenida en un baño de coagulación a través de una zona de espacio de aire. El proceso de descarga de la solución de hilado desde la hilera puede realizarse a una temperatura de 100°C a 120°C.

[0060] (S2)

[0061] En la presente descripción, el paso (S2) es un paso de coagulación de la solución de hilado de lyocell hilada en el paso (S1) anterior para obtener multifilamentos de lyocell, y la coagulación en el paso (S2) puede incluir: coagulación primaria realizada mediante enfriamiento por aire (Q/A) coagulando la solución de hilado de lyocell hilada en el paso (S1) mientras se le suministra aire de enfriamiento; y coagulación secundaria realizada sumergiendo la solución hilada coagulada primariamente en una solución de coagulación.

[0062] En el paso (S1), después de descargar la solución de hilado a través de la hilera plana o en forma de anillo, la solución de hilado de lyocell hilada en el paso (S1) puede pasar a través de la zona de espacio de aire en un espacio entre la hilera descrita anteriormente y el baño de coagulación. En dicha zona de espacio de aire, el aire de enfriamiento puede suministrarse en dirección de un lado al lado opuesto de la hilera en el caso de la hilera plana, y el aire de enfriamiento puede suministrarse hacia afuera desde una parte de enfriamiento de aire ubicada dentro de la hilera en el caso de la hilera en forma de anillo y también puede proporcionarse una función de succión en el lado opuesto o en el exterior. La coagulación primaria puede realizarse mediante enfriamiento por aire en donde el aire de enfriamiento se suministra a la solución de hilado.

[0063] En este sentido, los factores que afectan las propiedades físicas de los multifilamentos de lyocell obtenidos en el paso (S2) son la temperatura y el caudal de aire de enfriamiento en la zona del espacio de aire, y la coagulación del paso (S2) puede realizarse suministrando aire de enfriamiento a una temperatura de 4°C a 15°C y con un caudal de aire de 50 l/m<3>a 250 l/m<3>.

[0064] Si la temperatura del aire de enfriamiento es menor de 4°C durante la coagulación primaria, la temperatura superficial de la hilera disminuye para formar una sección transversal no uniforme de los multifilamentos de lyocell y deteriorar la procesabilidad del hilado, y si la temperatura es superior a 15°C, la coagulación primaria por el aire de enfriamiento no se produce de forma suficiente, lo que provoca un deterioro de la procesabilidad del hilado.

[0065] Además, si el caudal de aire de enfriamiento es menor de 50 l/m<3>durante la coagulación primaria, la coagulación primaria por el aire de enfriamiento no procede lo suficiente como para deteriorar la procesabilidad del hilado, provocando así la rotura de las fibras en la mecha, y si el caudal de aire supera 250 l/m<3>, la solución de hilado descargada de la hilera se agita por el aire, lo que provoca un deterioro de la procesabilidad del hilado.

[0066] Tras la coagulación primaria por enfriamiento con aire, puede procederse a la coagulación secundaria introduciendo la solución de coagulación en un baño de coagulación. Para un correcto desarrollo de la coagulación secundaria, la temperatura de la solución puede ser 30°C o inferior. Esto se debe a que la temperatura se mantiene a un nivel que no sea excesivamente alto, de modo que la velocidad de coagulación se mantenga adecuadamente. En este sentido, la solución de coagulación no está particularmente limitada, ya que puede prepararse y usarse con una composición comúnmente disponible en la técnica a la que pertenece la presente descripción.

[0067] (S3)

[0068] En la presente descripción, el paso (S3) es un paso de lavado con agua de los multifilamentos de lyocell obtenidos en el paso (S2) descrito anteriormente. Más específicamente, los multifilamentos de lyocell obtenidos en el paso (S2) se introdujeron en un rodillo de estirado y luego en un baño de lavado con agua.

[0069] En el proceso de lavado de los filamentos con agua, se puede usar una solución de lavado a una temperatura de 0 a 100°C, teniendo en cuenta la recuperación y reusación del solvente después del proceso de lavado. Se puede usar agua como solución de lavado, y se le pueden añadir otros aditivos si es necesario.

[0070] (S4)

[0071] En la presente descripción, el paso (S4) es un paso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua con aceite y peróxido de hidrógeno.

[0072] El paso (S4) es un proceso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua en el paso (S3) i ) usando una solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno, o ii) usando secuencialmente una solución única de peróxido de hidrógeno y una solución única de aceite. Mediante el proceso descrito anteriormente, se puede controlar la blancura de las fibras de lyocell tratadas para lograr el nivel de blancura deseado.

[0073] Es decir, el paso (S4) se caracteriza por tratar los multifilamentos de lyocell lavados con agua en el paso (S3) simultáneamente con aceite y peróxido de hidrógeno en el baño que contiene la solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno con concentraciones uniformemente controladas.

[0074] Además, alternativamente, el paso (S4) incluye un proceso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua secuencialmente en baños separados que contienen respectivamente una solución única de peróxido de hidrógeno y una solución única de aceite. En este método, las concentraciones de la solución única de peróxido de hidrógeno y la solución única de aceite se mantienen uniformemente en cada baño.

[0075] Para el tratamiento con aceite y peróxido de hidrógeno, se puede usar un método que consiste en sumergir la fibra de filamento en el baño en el que se preparan el aceite y el peróxido de hidrógeno, y luego liberar la fibra. En particular, se puede usar un método que consiste en añadir simultáneamente peróxido de hidrógeno a una concentración constante mientras se prepara el aceite.

[0076] Específicamente, en el método, es importante controlar uniformemente las concentraciones tanto de aceite como de peróxido de hidrógeno de manera que el aceite y el peróxido de hidrógeno se apliquen uniformemente a los multifilamentos de lyocell lavados con agua.

[0077] Por lo tanto, en la presente descripción, se puede usar un método para agregar los dos componentes preparados en concentraciones constantes para mantener uniformemente las concentraciones de aceite y peróxido de hidrógeno en el baño.

[0078] Por lo tanto, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, el proceso del paso (S4) para el tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua mediante aceite y peróxido de hidrógeno puede incluir un proceso de tratamiento simultáneo de los filamentos lavados con agua en el paso (S3) mediante aceite y peróxido de hidrógeno, sumergiéndolos en un baño que contiene una solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno con concentraciones controladas y liberando los filamentos. En este caso, se puede preparar un baño con la solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno y conectarlo al baño de lavado con agua. Asimismo, se puede conectar un dispositivo para suministrar peróxido de hidrógeno y aceite al baño que contiene la solución mezclada para mantener uniformes sus concentraciones.

[0079] Además, de acuerdo con otra modalidad de la presente descripción, el proceso del paso (S4) de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua con aceite y peróxido de hidrógeno puede incluir un proceso de tratamiento de los filamentos lavados con agua en el paso (S3) mediante un método de inmersión secuencial de los filamentos en el baño que contiene una solución única de peróxido de hidrógeno con una concentración controlada y liberación de los filamentos, y luego inmersión de los filamentos en el baño que contiene una solución única de aceite y liberación de los filamentos. En este caso, el baño que contiene la solución única de peróxido de hidrógeno puede conectarse al baño que contiene la solución única de aceite y estos baños pueden conectarse al baño de lavado con agua. Además, se pueden conectar dispositivos configurados para suministrar peróxido de hidrógeno y aceite a cada uno de los baños para mantener uniformemente las concentraciones de los mismos.

[0080] Preferiblemente, se puede obtener un índice de blancura más alto y un índice de amarillez más bajo tratando los multifilamentos de lyocell lavados con agua en el paso (S3) simultáneamente con aceite y peróxido de hidrógeno usando la solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno con concentraciones controladas en el paso (S4).

[0081] En este sentido, el peróxido de hidrógeno se usa de manera que su contenido en la solución para el tratamiento de los multifilamentos de lyocell se mantenga en una concentración de 2 a 6% en peso. Además, el peróxido de hidrógeno puede añadirse continuamente al baño en estado de solución acuosa para mantener la concentración descrita anteriormente. Asimismo, el baño puede estar provisto de un dispositivo configurado para mantener las concentraciones de aceite y peróxido de hidrógeno. Por ejemplo, se puede proporcionar un dispositivo para medir las concentraciones de aceite y peróxido de hidrógeno, y un dispositivo de liberación para la circulación de aceite y peróxido de hidrógeno para mantener un nivel y estándares de la solución mezclada que contiene aceite y peróxido de hidrógeno.

[0082] Con una concentración de peróxido de hidrógeno de 2% en peso o menos, no se puede obtener el índice de blancura deseado y el peróxido de hidrógeno no puede penetrar uniformemente en los multifilamentos, por lo que el blanqueo no se realiza por completo después de un proceso de post-rizado. Con una concentración de peróxido de hidrógeno de 6% en peso o más, el índice de blancura no mejora incluso con un mayor contenido de peróxido de hidrógeno en la fibra y el peróxido de hidrógeno permanece en grandes cantidades después del proceso de post-rizado, por lo que las propiedades físicas pueden deteriorarse.

[0083] El aceite puede usarse de manera que su concentración en la solución para el tratamiento de los multifilamentos de lyocell se mantenga en un rango de 2% en peso a 8% en peso o 3% en peso a 7% en peso, con respecto a los multifilamentos de lyocell. Al mantener la cantidad de aceite dentro de los rangos descritos anteriormente, se puede reducir la fricción generada al poner los multifilamentos de lyocell en contacto con la máquina y facilitar la formación de rizos entre las fibras durante la operación de rizado.

[0084] Como tal, en el caso de que no se mantengan las concentraciones de peróxido de hidrógeno y aceite, es difícil blanquear uniformemente los multifilamentos de lyocell, el proceso de rizado puede no realizarse de manera efectiva, o las propiedades físicas del material de lyocell pueden deteriorarse, y por lo tanto no se pueden obtener efectos en la mejora de la blancura y las propiedades físicas. Por lo tanto, en el paso (S4), Es importante controlar las concentraciones de peróxido de hidrógeno y aceite como se describió anteriormente.

[0085] Al realizar el paso (S4), la blancura de la fibra de filtro de cigarrillo de lyocell puede mejorarse hasta un nivel deseado en comparación con las fibras convencionales, y se puede prevenir el deterioro de las propiedades físicas después del proceso posterior de formación de los rizos.

[0086] En este caso, el tratamiento con aceite se realiza en un estado en donde los multifilamentos están completamente sumergidos en el aceite, y una cantidad de aceite aplicada a los multifilamentos se mantiene uniformemente mediante rodillos de compresión provistos a un rodillo de entrada y salida de un dispositivo de tratamiento de aceite.

[0087] Además, el tratamiento con peróxido de hidrógeno también puede realizarse con los multifilamentos de lyocell completamente sumergidos en el baño, del mismo modo que en el tratamiento con aceite. Asimismo, tras realizar el paso (S4), el paso (S5) (proceso de rizado) puede realizarse sin secar el aceite ni el peróxido de hidrógeno.

[0088] Además, el aceite usado para la aplicación a los filamentos, a diferencia del aceite usado para fibras comunes, puede desarrollarse exclusivamente para lyocells. El aceite tiene una composición uniforme porque no reacciona con el peróxido de hidrógeno.

[0089] De acuerdo con una modalidad preferida, el aceite puede proporcionar una función lubricante capaz de impartir uniformemente propiedades físicas a la fibra del filtro del cigarrillo, puede optimizar la procesabilidad de un proceso de fabricación de filtros al impartir un nivel apropiado de suavidad y cohesión, y puede proporcionar hidrofobicidad, que retrasa la penetración de la sustancia del fumador. Se introduce saliva en el filtro del cigarrillo para reducir la tasa de disminución de la dureza del filtro, minimizando así la deformación que produce por la saliva del fumador durante el acto de fumar. Además, el aceite puede contener componentes inocuos para el organismo del fumador, incluso si una cierta cantidad permanece en el filtro.

[0090] Sin embargo, el aceite sirve para disminuir la fricción de los filamentos al entrar en contacto con un rodillo de secado y una guía y en el proceso de rizado, y también sirve para formar rizados de manera efectiva en las fibras, y el aceite no está particularmente limitado siempre que el aceite esté comúnmente disponible para la producción de filamentos de lyocell.

[0091] Como ejemplo preferido, el aceite puede incluir al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un componente lubricante, un componente de cohesión, un componente de suavidad y un componente hidrofóbico.

[0092] (S5)

[0093] El paso (S5) es un paso de rizado de los multifilamentos de lyocell tratados con aceite y peróxido de hidrógeno en el paso (S4) para obtener la fibra rizada.

[0094] Específicamente, este es un proceso de rizado de los multifilamentos de lyocell tratados con aceite y peróxido de hidrógeno mediante la aplicación de vapor y presión sobre ellos, y se puede obtener una fibra rizada en el paso (S5).

[0095] El término ‘rizado’ usado en toda la especificación se refiere a la formación de arrugas en los filamentos, principalmente para proporcionar una textura voluminosa a las fibras. En la presente descripción, el proceso de rizado puede realizarse usando una caja de relleno provista de un rodillo de presión. El rodillo de presión puede ser un rodillo de arrastre.

[0096] En este sentido, un extremo frontal de la caja de llenado está provisto de una caja de vapor para el tratamiento con vapor de la fibra de filamento, por lo que las condiciones pueden controlarse para satisfacer una presión de vapor de 0,098 × 10<5>a 2,94 × 10<5>Pa [0,1 a 3 kgf/cm<2>] suministrada a la caja de vapor, una presión de 1,47 × 10<5>a 3,92 × 10<5>[1,5 a 4 kgf/cm<2>] aplicada a un rodillo de presión y una presión de placa superior de 0,098 × 10⁵ a 2,94 × 10⁵ Pa [0,1 a 3 kgf/cm<2>]. Si la presión de vapor es menor de 0,098 × 10⁵ Pa [0,1 kgf/cm<2>], el módulo de los filamentos no se puede reducir a un nivel adecuado para el proceso, lo que impide la formación de rizos, y si se suministra una cantidad excesiva de vapor que supera 2,94 × 10<5>Pa [3,0 kgf/cm<2>], el módulo de los filamentos se minimiza, pero el número de rizos necesarios no es uniforme debido a un contenido de agua demasiado alto.

[0097] Además, si la presión aplicada por el rodillo de prensa es menor de 1,47 × 10⁵ Pa [1,5 kgf/cm<2>], el espesor del filamento alimentado puede no ser uniforme, lo que impide la formación uniforme de los rizos en el número deseado, y si la presión supera 3,92 × 10⁵ Pa [4 kgf/cm<2>], una fuerza de prensado demasiado fuerte disminuye drásticamente la cantidad de agua o aceite presente en la fibra, de modo que el filamento puede no pasar fácilmente a través de la caja de empuje. En este caso, Es preferible mantener una separación entre los rodillos de presión de 0,01 a 3,0 mm. Si la separación es menor de 0,01 mm, aumenta la presión que ejerce el rodillo sobre el filamento, lo que impide la formación de rizos o provoca daños por la fricción superficial de los filamentos tras su formación. Si la separación supera 3,0 mm, puede producirse un deslizamiento del filamento entre los rodillos de presión, lo que dificulta la formación de rizos uniformes.

[0098] Además, si la presión de la placa superior que se mueve verticalmente para proporcionar rizos uniformes después de que la fibra pasa por el rodillo de prensa es menor de 0,1 kgf/cm<2>, la placa superior no puede fijarse debido a una presión interna de la caja de relleno, y por lo tanto la fibra permanece en la caja de relleno durante mucho tiempo sin obtener continuidad en el proceso o puede que no se obtenga un número deseado de rizos en la fibra porque no se puede proporcionar un tiempo de permanencia óptimo. Si la presión de la placa superior excede 2,94 × 10<5>Pa [3,0 kgf/cm<2>] la fibra no puede liberarse de la caja de relleno, lo que resulta en una forma no uniforme de los rizos.

[0099] Las fibras rizadas bajo las condiciones descritas anteriormente pueden incluir y mantener 20 rizos o más por 2,54 cm [por pulgada] o 20 a 40 rizos por 2,54 cm [por pulgada], o 30 a 40 rizos por 2,54 cm [por pulgada]. En consecuencia, debido a que la fibra rizada de lyocell de la presente descripción se biodegrada y se elimina en un corto período de tiempo, y por lo tanto la fibra rizada de lyocell no solo es ecológica sino que también satisface de manera más efectiva las propiedades físicas requeridas para los filtros de cigarrillos, tales como resistencia a la succión, dureza del filtro y remoción del filtro, maximizando así los efectos.

[0100] (S6)

[0101] El paso (S6) es un paso de secado de la fibra rizada obtenida en el paso (S5) a una temperatura constante. Específicamente, el aceite y el peróxido de hidrógeno contenidos en los baños y aplicados uniformemente al haz de filamentos sumergido en ellos se toman como niveles capaces de proporcionar un número uniforme de rizos en el proceso de rizado.

[0102] Posteriormente, al secar la fibra rizada usando un dispositivo de secado continuo, se puede preparar una fibra rizada de lyocell final que contiene una cantidad uniforme de peróxido de hidrógeno.

[0103] El proceso de secado de la fibra rizada puede realizarse mediante un secador continuo a una temperatura de 105 a 135°C durante 15 a 45 minutos o a una temperatura de 110 a 130°C durante 20 a 40 minutos. Preferiblemente, el secado de la fibra rizada puede realizarse a una temperatura de 110 a 130°C durante 20 a 40 minutos para facilitar la reacción de blanqueo y contribuir a que los productos tengan una blancura excelente. A una temperatura de secado de 105°C o inferior, la reacción de blanqueo no se produce fácilmente y la fibra no se seca completamente, lo que impide controlar el contenido de humedad requerido. A una temperatura de secado de 135°C o superior, la blancura puede disminuir. Debido a un fenómeno de amarilleamiento. Además, si el tiempo de secado es de 15 minutos o menos, la reacción de decoloración no se produce fácilmente y puede haber zonas secas de forma irregular. Si el tiempo de secado es de 45 minutos o más, la superficie de la fibra puede dañarse debido al exceso de tiempo de secado y la blancura puede disminuir debido a un fenómeno de amarilleamiento.

[0104] Es decir, para una reacción de blanqueo eficiente del peróxido de hidrógeno contenido en la fibra, las condiciones del dispositivo de secado continuo pueden controlarse dentro de los rangos descritos anteriormente para los multifilamentos tratados con aceite y peróxido de hidrógeno.

[0105] Además, la fibra finalmente fabricada tras el proceso de secado puede contener 1000 ppm o menos de peróxido de hidrógeno, y puede producirse una reacción de decoloración adicional debido al efecto de envejecimiento en la fibra empaquetada. Por lo tanto, la presente invención puede proporcionar un filtro de cigarrillo con una blancura excelente, que mejora aún más mediante el envejecimiento de acuerdo con el empaquetado de la fibra.

[0106] Material de lyocell

[0107] De acuerdo con otra modalidad, se proporciona un material de lyocell que incluye una fibra rizada de lyocell formada por multifilamentos de lyocell obtenidos al hilar una solución de hilado de lyocell que incluye pulpa de celulosa y una solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido (NMMO), tratada con aceite y blanqueada con peróxido de hidrógeno, donde la fibra rizada incluye 1000 ppm o menos de peróxido de hidrógeno y cumple con un índice de blancura de 80 o más y un índice de amarillez de 8 o menos.

[0108] De acuerdo con el método descrito anteriormente, la blancura de la fibra puede mejorarse dejando una cierta cantidad de peróxido de hidrógeno en la fibra mediante el uso de peróxido de hidrógeno con una concentración controlada en un cierto rango junto con aceite en el proceso de tratamiento de la fibra con aceite, y la blancura puede mejorarse aún más, en particular, por el efecto de envejecimiento de acuerdo con el secado y el envasado.

[0109] Sin embargo, aunque el contenido de peróxido de hidrógeno en la fibra rizada sea de 1000 ppm o menos, no se puede obtener el nivel de blancura deseado para los filtros de cigarrillos si se usa un contenido de peróxido de hidrógeno demasiado bajo. Por lo tanto, incluso cuando el contenido de peróxido de hidrógeno en la fibra rizada cumpla con 1000 ppm o menos, dicho contenido puede ser superior a un cierto nivel, específicamente, un límite inferior de 110 ppm.

[0110] Por lo tanto, la fibra rizada puede ser una fibra de lyocell que incluya peróxido de hidrógeno en una cantidad de 110 ppm o más y 1000 ppm o menos y que cumpla con un índice de blancura de 80 a 90 y un índice de amarillez de 1 a 4,5. Más específicamente, la fibra rizada puede ser una fibra rizada de lyocell que incluya peróxido de hidrógeno en una cantidad de 400 ppm o más y 980 ppm o menos y que tenga una blancura excelente que cumpla con un índice de blancura de 80 a 90 y un índice de amarillez de 1 a 4.

[0111] Además, el material de lyocell de acuerdo con la presente descripción puede lograr una blancura (índice de blancura de 80 o más y un índice de amarillez de 8 o menos) deseada por los fabricantes de cigarrillos. Además, de acuerdo con la presente descripción, los problemas de contaminación ambiental causados por las colillas de cigarrillos desechadas pueden reducirse reemplazando los filtros de cigarrillos de AC.

[0112] En este sentido, la concentración de peróxido de hidrógeno usada para el tratamiento de blanqueo de la fibra de lyocell es de 2 a 6% en peso.

[0113] La solución de hilado de lyocell puede incluir 8% en peso a 13% en peso de pulpa de celulosa; y 87% en peso a 92% en peso de solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido.

[0114] La pulpa de celulosa puede incluir 85 a 99% en peso de alfa-celulosa y puede tener un grado de polimerización (DPw) de 600 a 1700.

[0115] Mientras tanto, de acuerdo con otra modalidad de la presente descripción, se proporciona un filtro de cigarrillo que incluye el material lyocell con blancura controlada.

[0116] La composición del filtro del cigarrillo no está limitada excepto por la fibra de lyocell con blancura mejorada. Por ejemplo, el filtro del cigarrillo puede incluir una fibra cilíndrica de lyocell que incluye una pluralidad de fibras de lyocell, un plastificante, un agente de curado y similares.

[0117] La pluralidad de fibras de lyocell están conectadas entre sí por el agente de curado para exhibir una estructura mutuamente unida en la que las superficies de las fibras están en contacto con el agente de curado.

[0118] El agente de curado puede ser cualquier material conocido que se utilice para aumentar la dureza del filtro. Por ejemplo, el agente de curado puede incluir un derivado de celulosa, un derivado de vinilo, un derivado de emulsión de vinilo, un polímero natural que incluya alginato de sodio y una resina polimérica como el almidón y un derivado de almidón.

[0119] Efectos ventajosos

[0120] De acuerdo con la presente descripción, al agregar un compuesto químico (peróxido de hidrógeno) para mejorar la blancura a un proceso de fabricación de una fibra de filtro de cigarrillo de lyocell, se puede obtener una fibra con excelente blancura en la que el peróxido de hidrógeno permanece en una cantidad de 1000 ppm o menos. Además, de acuerdo con la presente descripción, la blancura puede mejorarse aún más mediante el proceso de secado realizado por reacción de blanqueo bajo ciertas condiciones y el efecto de envejecimiento de acuerdo con un proceso de envasado del material seco.

[0121] Por lo tanto, la blancura (índice de blancura de 80 o más e índice de amarillez de 8 o menos) deseada por el cigarrillo Los fabricantes pueden lograrlo añadiendo un proceso de blanqueo a un proceso convencional de fabricación de fibra.

[0122] Además, debido a que la fibra de lyocell se obtiene mediante un método ecológico de acuerdo con la presente descripción, los factores de contaminación ambiental causados por las colillas de cigarrillos desechadas pueden reducirse reemplazando los filtros de cigarrillos de AC convencionales.

[0123] Mejor modo

[0124] En lo sucesivo, la presente descripción se describirá con mayor detalle haciendo referencia a los siguientes ejemplos. Sin embargo, estos ejemplos se presentan únicamente para ilustrar la presente descripción, y su alcance no se limita a ellos.

[0125] Ejemplo 1

[0126] Se mezcló pulpa de celulosa que tenía un grado de polimerización (DPw) de 820 y que contenía 93,9% de alfacelulosa con un solvente mezclado de NMMO/H<2>O (relación de peso de 90/10) que contenía 0,01% en peso de galato de propilo para preparar una solución de hilado para la elaboración de una fibra para un filtro de cigarrillo con una concentración de 12% en peso. Primero, la solución de hilado se mantuvo a una temperatura de hilado de 110°C en una boquilla de hilado y se hiló ajustando la cantidad de descarga y la velocidad de hilado de manera que la finura de las fibras individuales de los filamentos se ajustara a 2,4 De.

[0127] La solución de hilado en forma de filamentos descargada de la boquilla de hilado se suministró a una solución de coagulación contenida en un baño de coagulación a través de una zona de espacio de aire. En este caso, la solución de hilado se coaguló principalmente en la zona de espacio de aire usando aire de enfriamiento a una temperatura de 8°C y un caudal de aire de 100 l/m<3>. Se utilizó una solución de coagulación que contenía 75% en peso de agua y 25% en peso de NMMO a 25°C. En este caso, la concentración de la solución de coagulación se monitoreó continuamente usando un sensor y un refractómetro.

[0128] Los filamentos coagulados se lavaron con una solución de lavado de agua pulverizada por un dispositivo de lavado de agua a través de un rodillo de tracción para eliminar el NMMO restante en los filamentos.

[0129] Posteriormente, los filamentos lavados con agua se sumergieron en un baño que contenía una solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno en concentraciones de 2% en peso de aceite y 5% en peso de peróxido de hidrógeno. Es decir, se utilizó un método de adición de aceite y peróxido de hidrógeno en concentraciones determinadas para mantener continuamente concentraciones uniformes en el baño, de manera que el contenido de aceite de 2% en peso y el contenido de peróxido de hidrógeno de 5% en peso se mantuvieran para aplicar uniformemente aceite y peróxido de hidrógeno a los filamentos.

[0130] El tratamiento con aceite se realizó sumergiendo los filamentos en el baño y liberando los filamentos, y simultáneamente se realizó un tratamiento con peróxido de hidrógeno.

[0131] Específicamente, el haz de filamentos sumergido en el baño fue tratado a una presión de 1,96 × 10<5>Pa [2 kgf/cm<2>] mediante el uso de un rodillo de presión provisto en la caja de llenado del extremo frontal de Se instaló una máquina de rizado en la sección de liberación del baño para liberar los multifilamentos tratados con aceite y peróxido de hidrógeno. A continuación, los multifilamentos se introdujeron en la máquina de rizado y se engastaron para preparar una fibra de lyocell engastada. La fibra preparada se pasó por un dispositivo de secado continuo a 120°C para obtener un producto seco (tiempo de secado: 25 min).

[0132] Ejemplo 2

[0133] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la concentración de peróxido de hidrógeno se cambió a 3% en peso.

[0134] Ejemplo 3

[0135] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la concentración de peróxido de hidrógeno se cambió a 2% en peso.

[0136] Ejemplo 4

[0137] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la concentración de peróxido de hidrógeno se cambió a 6% en peso.

[0138] Ejemplo 5

[0139] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se empleó un método de inmersión secuencial de los multifilamentos de lyocell lavados con agua en un baño que contenía peróxido de hidrógeno preparado a una concentración de 5% en peso y en un baño que contenía aceite preparado a una concentración de 2% en peso en el tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua con aceite y peróxido de hidrógeno.

[0140] Además, se empleó un método de adición de aceite y peróxido de hidrógeno en concentraciones específicas para mantener concentraciones uniformes en los baños, de manera que el aceite y el peróxido de hidrógeno se aplicaran uniformemente a los filamentos. Mediante este método, se mantuvo un contenido de aceite de 2% en peso y un contenido de peróxido de hidrógeno de 5% en peso.

[0141] Ejemplo comparativo 1

[0142] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que solo se utilizó 2% en peso de un aceite sin agregar peróxido de hidrógeno.

[0143] Ejemplo comparativo 2

[0144] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la concentración de peróxido de hidrógeno se cambió a 1% en peso.

[0145] Ejemplo comparativo 3

[0146] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la concentración de peróxido de hidrógeno se cambió a 7% en peso.

[0147] Ejemplo comparativo 4

[0148] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que la concentración de peróxido de hidrógeno se cambió a 10% en peso.

[0149] Ejemplo comparativo 5

[0150] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que las condiciones del tratamiento de secado se cambiaron a 100°C y 50 minutos en el dispositivo de secado continuo.

[0151] Ejemplo comparativo 6

[0152] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que las condiciones del tratamiento de secado se cambiaron a 100°C y 10 minutos en el dispositivo de secado continuo.

[0153] Ejemplo comparativo 7

[0154] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que las condiciones del tratamiento de secado se cambiaron a 140°C y 10 minutos en el dispositivo de secado continuo.

[0155] Ejemplo comparativo 8

[0156] Se preparó una fibra de lyocell para un filtro de cigarrillo de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que las condiciones del tratamiento de secado se cambiaron a 140°C y 50 minutos en el dispositivo de secado continuo.

[0157] [Ejemplo experimental]

[0158] El contenido de peróxido de hidrógeno en las fibras y la blancura de las fibras de los ejemplos y Ejemplos comparativos descritos anteriormente se midieron de acuerdo con el siguiente método, y los resultados se muestran en la Tabla 1.

[0159] Método para medir una propiedad física

[0160] (1) Medición del contenido de peróxido de hidrógeno en la fibra

[0161] El análisis volumétrico se realizó usando una solución de permanganato de potasio (0,1 N) como solución estándar aplicando el principio de titulación redox.

[0162] Cada una de las fibras preparadas en los ejemplos y Ejemplos comparativos se dejó reposar durante 24 horas en condiciones estándar de temperatura y humedad constantes. Luego, la fibra se sumergió en agua ultrapura en una relación de peso de 10% en peso para realizar sonicación durante 30 minutos. Después de la sonicación, se recogieron 10 ml de agua ultrapura y se añadieron 10 ml de agua destilada y 2 ml de ácido sulfúrico concentrado. Las muestras para titulación preparadas como se describió anteriormente se titularon mediante se titularon por un titulador Karl Fischer con una solución estándar y se calcularon las cantidades de peróxido de hidrógeno contenidas en las fibras midiendo los puntos finales.

[0163] [Ecuación 1]

[0164] H<2>O<2>(%) en la fibra = 0,0017 × V × F × D/S × 100

[0165] En la ecuación 1, 0,0017 es una masa (g) de peróxido de hidrógeno equivalente a 1 m de la solución de permanganato de potasio 0,1 N, V es un título (ml) de la solución de permanganato de potasio 0,1 N, F es un factor de coeficiente de normalidad de la solución de permanganato de potasio 0,1 N, D es una relación de dilución de la solución que contiene peróxido de hidrógeno extraída de la muestra (=1), y S es un peso (g) de la muestra.

[0166] Aquí, con respecto a D, aunque la muestra se diluye en el caso de que la concentración sea alta, D fue 1 en la presente descripción porque el extracto se utilizó tal cual.

[0167] (2) Medición de la blancura de la fibra

[0168] La blancura se midió usando un dispositivo CCM (espectrofotómetro X-Rite ColorEye 7000A).

[0169] Se prepararon 3 hebras de cada una de las fibras usadas en los ejemplos y Ejemplos comparativos, y se fracturaron por la mitad del mismo modo que en la medición de la resistencia a la tracción. Para medir la blancura, este experimento se repitió tres veces y las porciones fracturadas se superpusieron y aglomeraron. Luego, la muestra aglomerada se montó en el dispositivo CCM para medir el índice de blancura y el índice de amarillez, y se registraron los resultados.

[0170] [Tabla 1]

[0172]

[0174] Como resultado de la medición de las propiedades físicas, como se muestra en la Tabla 1, se confirmó que el nivel de blancura requerido para los filtros de cigarrillos se logró en los Ejemplos 1 a 5 en comparación con los Ejemplos comparativos y la blancura se puede controlar a varios niveles (blancura (W.I.: 80 o más y Y.I.: 8 o menos). Específicamente, según los Ejemplos 1 a 5, se pueden proporcionar fibras rizadas de lyocell con una blancura excelente que incluyan de 300 ppm a 980 ppm de peróxido de hidrógeno y que satisfagan tanto un índice de blancura de 80 a 90 como un índice de amarillez de 1 a 5.

[0175] En particular, en el caso de los Ejemplos 1 a 4 en los que la concentración de peróxido de hidrógeno se mantiene en el rango de 5 a 6% en peso, la fibra rizada de lyocell satisfizo un W.I. de 81,4 a 82,1 y un Y.I. de 3,3 a 3,4, y por lo tanto se puede proporcionar un filtro de cigarrillo con una blancura excelente.

[0176] Además, en el caso del Ejemplo 5 en donde se realizó un tratamiento con aceite después del tratamiento con peróxido de hidrógeno, la fibra rizada de lyocell satisfizo un W.I. de 80,0 y un Y.I. de 4,4 lo que indica la blancura deseada. En este sentido, la blancura del Ejemplo 5 fue ligeramente menor de la de los ejemplos en los que las fibras se trataron simultáneamente con peróxido de hidrógeno y aceite. Se puede inferir que el peróxido de hidrógeno contenido en la fibra se desprende instantáneamente por acción del aceite durante el proceso de tratamiento con aceite posterior al tratamiento con peróxido de hidrógeno. Sin embargo, el Ejemplo 5, al igual que los Ejemplos 1 a 4, cumplió con los índices de blancura y amarillez deseados por la industria con un contenido de peróxido de hidrógeno de 1000 ppm o menos en la fibra, en comparación con los Ejemplos comparativos. Por lo tanto, las fibras de las modalidades de la presente invención pueden usarse como materiales ecológicos para filtros de cigarrillos de forma más eficaz que los materiales convencionales.

[0177] Por el contrario, en el caso del Ejemplo comparativo 1, la fibra no fue tratada con peróxido de hidrógeno y se confirmó que la blancura era inferior hasta el punto de que los resultados se distinguen visualmente.

[0178] Además, aunque el peróxido de hidrógeno es un factor que afecta la blancura de las fibras en los Ejemplos comparativos 2 a 4, la cantidad de peróxido de hidrógeno usada para el tratamiento está fuera del rango de la presente descripción, y por lo tanto se confirmó que se obtuvieron resultados distorsionados en los que la blancura aumentó y disminuyó de acuerdo con la concentración residual. En particular, en el caso del Ejemplo comparativo 2, aunque el contenido de peróxido de hidrógeno en la fibra era menor de 1000 ppm, no se cumplió el nivel de blancura requerido para los filtros de cigarrillos porque el contenido era demasiado bajo. Además, en el caso de los Ejemplos comparativos 3 y 4, aunque los contenidos de peróxido de hidrógeno en las fibras eran mayores de 1000 ppm, la blancura disminuyó sin cumplir el nivel deseado por la industria, lo que muestra un efecto antieconómico en comparación con la cantidad de peróxido de hidrógeno usada para ello.

[0179] Además, en el caso de los Ejemplos comparativos 5 a 8, aunque la fibra fue tratada con peróxido de hidrógeno, las condiciones de secado están fuera de los rangos de la presente descripción y, por lo tanto, no se pudo obtener la blancura deseada debido a una reacción de blanqueo insuficiente del peróxido de hidrógeno.

[0180] Por lo tanto, de acuerdo con la presente descripción, se puede lograr la excelente blancura deseada por los fabricantes de cigarrillos tratando la fibra del filtro con peróxido de hidrógeno a una concentración controlada dentro de un rango determinado. Además, en la presente descripción, el W.I. y el Y.I. se pueden optimizar ajustando las condiciones de temperatura durante la reacción de blanqueo, además del tratamiento con peróxido de hidrógeno.

[0182] Además, de acuerdo con la presente descripción, la contaminación ambiental causada por las colillas de cigarrillos de AC desechadas puede reducirse reemplazando los filtros de cigarrillos de AC convencionales tratados con un fotocatalizador.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

1. Un método para fabricar un material de lyocell, caracterizado porque comprende:

(S1) hilar una solución de hilado de lyocell que comprende pulpa de celulosa y una solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido (NMMO);

(S2) coagular la solución de hilado de lyocell hilada en el paso (S1) para obtener multifilamentos de lyocell; (S3) lavar con agua de los multifilamentos de lyocell obtenidos;

(S4) tratar los multifilamentos de lyocell lavados con agua con aceite y peróxido de hidrógeno;

(S5) rizar los multifilamentos de lyocell tratados con aceite y peróxido de hidrógeno para obtener una fibra rizada; y

(S6) secar la fibra rizada,

en donde el paso (S4) comprende

un proceso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua simultáneamente con aceite y peróxido de hidrógeno en un baño que contiene una solución mezclada de aceite y peróxido de hidrógeno con una concentración uniformemente mantenida, o un proceso de tratamiento de los multifilamentos de lyocell lavados con agua secuencialmente en baños que contienen respectivamente una solución única de peróxido de hidrógeno y una solución única de aceite,

en donde el peróxido de hidrógeno en el paso (S4) se usa para mantener una concentración en un rango de 2% en peso a 6% en peso en la solución para tratar los multifilamentos de lyocell.

2. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque el aceite en el paso (S4) se usa para mantener una concentración en un rango de 2% en peso a 8% en peso en la solución para el tratamiento de los multifilamentos de lyocell.

3. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque el aceite en el paso (S4) comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un componente lubricante, un componente de cohesión, un componente de suavidad y un componente hidrofóbico.

4. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque el secado de la fibra rizada en el paso (S6) se realiza usando un dispositivo de secado continuo a una temperatura de 105°C a 135°C durante 15 minutos a 45 minutos.

5. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la coagulación en el paso (S2) se realiza suministrando aire de enfriamiento a la mezcla hilada a una temperatura de 4°C a 15°C y a un caudal de aire de 50 l/m<3>a 250 l/m<3>.

6. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de hilado de lyocell en el paso (S1) comprende 8% en peso a 13% en peso de pulpa de celulosa y 87% en peso a 92% en peso de solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido.

7. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la pulpa de celulosa comprende 85% en peso a 99% en peso de alfa-celulosa y tiene un grado de polimerización (DPw) de 600 a 1700.

8. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la fibra rizada es una fibra rizada de lyocell que incluye peróxido de hidrógeno en una cantidad de 1000 ppm o menos.

9. Un material de lyocell, caracterizado porque comprende:

una fibra rizada formada por multifilamentos de lyocell hilados a partir de una solución de hilado de lyocell que comprende pulpa de celulosa y una solución acuosa de N-metilmorfolina-N-óxido (NMMO), y tratada con aceite y blanqueada con peróxido de hidrógeno,

en donde la fibra rizada comprende una fibra rizada de lyocell que incluye 1000 ppm o menos de peróxido de hidrógeno y que cumple con un índice de blancura de 80 o más y un índice de amarillez de 8 o menos, en donde el índice de blancura y el índice de amarillez se midieron como se describe en la descripción,

en donde se usa peróxido de hidrógeno para mantener una concentración en un rango de 2% en peso a 6% en peso en la solución para el tratamiento de los multifilamentos de lyocell durante el blanqueo.

10. El material de lyocell de la reivindicación 9, caracterizado porque la fibra rizada es una fibra rizada de lyocell que incluye peróxido de hidrógeno en una cantidad de 110 ppm o más y 1000 ppm o menos y que satisface un índice de blancura de 80 a 90 y un índice de amarillez de 1 a 4, en donde el índice de blancura y el índice de amarillez se midieron como se describe en la descripción.

11. El material de lyocell de la reivindicación 9, caracterizado porque el aceite se usa para mantener una concentración en un rango de 2% en peso a 8% en peso en la solución para tratar los multifilamentos de lyocell durante el tratamiento con aceite.

12. El material de lyocell de la reivindicación 9, caracterizado porque la solución de hilado de lyocell comprende 8% en peso a 13% en peso de la pulpa de celulosa y 87% a 92% en peso de la solución acuosa de NMMO.

13. El material de lyocell de la reivindicación 12, caracterizado porque la pulpa de celulosa comprende 85% en peso y 99% en peso de alfa-celulosa y tiene un grado de polimerización (DPw) de 600 a 1700.

14. Un filtro de cigarrillo, caracterizado porque comprende el material de lyocell de la reivindicación 9.