WO2011063629A1

WO2011063629A1 - 可生物降解的烟用纤维

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Publication number: WO2011063629A1
Application number: PCT/CN2010/073092
Authority: WO
Inventors: 季君晖
Original assignee: 北京中科高意引擎技术有限公司
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2011-06-03
Also published as: WO2011063631A1; CN102080276A; CN102080276B

Description

可生物降解的烟用纤维

技术领域

本发明涉及一种烟用纤维，所述烟用纤维采用聚丁二酸丁二醇酯 (PBS) 聚合物为基材树脂经熔融纺丝而制成，具有优良的生物降解性，可用于加工香烟过滤嘴棒。背景技术

香烟过滤嘴具有过滤、阻挡和吸附烟气中烟碱、焦油等有害成分的作用，好的过滤嘴材料除具有上述作用外，还应该能改善烟气的口感，减少烟气对口腔的剌激及对人体健康的伤害。作为一个比较成熟的技术，目前用于制造香烟过滤嘴的材料一般是以醋酸纤维素纤维和聚丙烯纤维为原料，从加工性能和最终生产过滤嘴的综合使用性能考虑，以醋酸纤维素纤维为首选，在中高档卷烟中多使用醋酸纤维素纤维滤嘴。

香烟吸完后剩下的过滤嘴部分是要丢弃的，而醋酸纤维素纤维和聚丙烯纤维在自然环境中很难被生物降解，香烟在背负有害人体健康的罪名的基础上，同时还造成了对环境的污染。人类不能完全离开香烟，除了减少香烟本身对人体的危害以外，解决滤嘴丢弃带来的环境污染问题就成为香烟行业必须面对的课题。

另一方面，醋酸纤维素纤维是以优质木材为原料得到的化工产品，从木材到纤维素再到酯化的醋酸纤维素需要消耗大量的木材原料，而生产环节中也伴随着很多污染问题。

所以，无论是从木材资源匮乏，还是从改善环境污染角度出发，寻找替代现有的醋酸纤维素和聚丙烯纤维原料的可生物降解材料，制造出可降解的香烟过滤嘴纤维，减少在环境保护方面降低香烟生产所带来的危害，是香烟生产行业急需解决的问题。香烟过滤嘴用纤维的生产工艺主要包括对原料实施熔融纺丝制成烟用纤维，原料的可纺性能， SP，是否容易纺成适合烟用的细旦纤维，以及纤维丝束的牵伸性能和粘合效果，最终都将影响滤棒和滤嘴的综合性能。醋酸纤维素纤维就是由于这些性质的优异，才被选择成为香烟过滤嘴的主要加工原料。在寻找其替代材料时，既具有生物降解性，还必须满足过滤嘴棒加工要求，是缺一不可的二个条件。

聚丁二酸丁二醇酯（PBS)是一种可生物降解的聚合物，它可以在细菌或酶的作用下最终降解为二氧化碳和水等物质，所以目前开始在塑料领域使用，以缓解传统塑料对环境造成的污染。根据目前的研究和报道， PBS 塑料可制备膜类包装材料，例如可降解塑料袋、一次性餐具的片材原料等； PBS塑料还可以在农用地膜方面以及一些日用杂品方面应用。

由于香烟过滤嘴用纤维的特殊要求，有关 PBS在香烟过滤嘴纤维加工中的应用还没有记载。发明内容

本发明主要解决的技术问题在于提供一种可生物降解的烟用纤维，其可作为香烟过滤嘴专用纤维丝束，所用原料主要为聚丁二酸丁二醇酯高分子聚合物，所提供的香烟过滤嘴纤维完全适宜制备通用的香烟过滤嘴棒，而使用该纤维制备的过滤嘴丢弃后可被环境中微生物分解，利于对环境的保护。

本发明还提供了制造上述可生物降解的烟用纤维的方法，针对聚丁二酸丁二醇酯的性质，摸索和提出了对制造工艺的条件和参数的确定，确保所制造的香烟过滤嘴专用纤维满足香烟过滤嘴棒的制备要求和使用性能标准。

本发明提供了一种可生物降解的烟用纤维，其原料组成包括 90-100wt%的聚丁二酸丁二醇酯（PBS) 聚合物和 0-10wt%的稳定剂，所述聚丁二醇丁二酸酯聚合物为分子链中丁二酸丁二醇酯链节的量不少于该聚合物总链节数的 70%的高分子聚合物，且其重均分子量为 5-35万，分散指数 1.2-3.0，该烟用纤维是所述原料经熔融纺丝工艺加工而成。

如前面所述，聚丁二酸丁二醇酯是一种可生物降解的高分子聚合物材料，目前更多地是被用于日用塑料制品，本案申请人则发现利用 PBS 为基本原料，对加工工艺进行适当调整和改变，可以生产出香烟滤嘴专用纤维，该过滤嘴在丢弃后能尽快被降解，应用在香烟行业，对于保护环境将产生更显著的社会效益。

结合烟用纤维的特定技术要求，发明人的研究结果显示，本发明的烟用纤维和过滤嘴原料可以采用丁二酸丁二醇酯的纯均聚产物，也可以使用聚合物分子链中适当存在其它聚合链节（本发明称其为共聚链节）的共聚物，以利于提高原料的加工性能和最终过滤嘴棒产品的相关指标。具体地，该聚合物原料含有其他单体聚合链节时，所述聚丁二醇丁二酸酯聚合物的分子链中丁二酸丁二醇酯链节的量不少于该聚合物总链节数的 70%，其余为非丁二酸丁二醇酯链节的二元酸二元醇聚合链节。

根据本发明的具体方案，当所述聚丁二酸丁二醇酯聚合物分子链含有除丁二酸丁二醇酯以外的二元酸二元醇共聚链节时，这些共聚链节的聚合单体优选为二元酸和 /或二元醇，二元酸选自 C2-C12 的脂肪族二元酸、多芳环二元酸或它们的混合物；二元醇选自 C2-C12的脂肪族二元醇或它们的混合物。作为非限制性示例，所述二元酸包括乙二酸、 1，2—丙二酸、 1，3—丙二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、富马酸、马来酸、萘二甲酸等或其混合物；所述二元醇包括乙二醇、丙二醇、戊二醇、己二醇、癸二醇等或其混合物。由于这些二元酸和 /或二元醇单体的引入，在上述聚丁二酸丁二醇酯聚合物分子链中包含了除丁二酸丁二醇酯外的二元酸二元醇聚合链节，可以理解，这些聚合链节是来自体系中二元酸与二元醇形成的聚合酯链节。更优选地，引入共聚链节的二元酸单体可选自乙二酸、丙二酸、己二酸、富马酸等或它们中一种以上的混合物，二元醇单体可选自乙二醇、丙二醇或己二醇等或它们中一种以上的混合物。

本发明提供的烟用纤维（丝束）所利用的原料中，除上述纯均聚或含有共聚链节的 PBS聚合物材料外，还可以添加适当的稳定剂，所述的稳定剂是指那些能提高过滤嘴棒中聚丁二酸丁二醇酯聚合物原料在加工、储存和使用过程中稳定性的物质，且应为食品添加剂级的稳定剂，包括但不限于热稳定剂、光稳定剂和抑酸剂，可以包括磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、焦磷酸、磷酸铵、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸铵、磷酸二氢铵、抗氧剂 1010 (四 [亚甲基 3- (3'，5'-二叔丁基 -4-羟苯基）丙酸酯]甲垸)、抗氧剂 1222 (3，5-二叔丁基 -4-羟苯基磷酸二乙酯）、抗氧剂 1076 (β- (3,5- 二叔丁基 -4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯）、抗氧剂 1425 (双 (3，5-二叔丁基 -4-羟基苄基磷酸单乙酯）钙）、长链含磷硫化合物 H_MOD、环氧聚丁二烯、环氧亚麻子油、环氧大豆油、 1，2-环氧基 -3-苯氧基丙垸、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钙、氨基树脂等或它们的任意混合物。优选采用的稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、抗氧剂 1010、抗氧剂 1076、 H— MOD、环氧亚麻子油、环氧大豆油、 1，2-环氧基 -3-苯氧基丙垸、氢氧化镁、氨基树脂等或它们的任意混合物。

上述用于制造烟用纤维（丝束）的原料均可按照公知的方法制备或商购得到。例如，中国发明专利 01144133.X中公开了一种利用丁二酸和丁二醇为单体原料，聚合制备聚丁二酸丁二醇酯（PBS)的方法，中国专利申请 200710049370.4中也公开了一种制备高分子量 PBS的方法，按照这些现有技术的方法制备得到的聚丁二酸丁二醇酯聚合物均可满足本发明原料要求，在此将上述公开内容并入本发明。对于含有所述二元酸二元醇聚合链节的 PBS聚合物原料，也可以通过聚合反应、扩链反应等化学过程实现非常方便地制备得到。例如按照以上文献记载的方法，在丁二酸与丁二醇的缩合聚合反应体系中加入确定比例的选定二元酸和 /或二元醇，聚合即可使聚合产物中含有所要求比例的聚合物链节。从利于控制作为烟用纤维丝束的降解速度和加工性能，优选采用的 PBS聚合物原料中单体丁二酸的残留量低于 80ppm。

发明人的研究结果显示，满足以上定义的聚丁二酸丁二醇酯聚合物具有良好的成型加工性能，因而在目前对聚丙烯纤维的类似纺丝工艺基础上调整即可制造满足香烟过滤嘴标准的可生物降解的烟用纤维丝束。制造工艺基本上可以包括以下过程：

将原料进行熔融纺丝成为丝束；

对所述丝束用牵引机实施卷绕处理；

对卷绕处理后的丝束实施牵伸、卷曲和干燥定型。

制造本发明的可生物降解的烟用纤维丝束的方法具体可以包括如下将原料进行熔融纺丝，设定纺丝机的螺杆温度 130°C-230°C，使挤出物料流经过滤器、箱体、计量泵和直管后，通过喷丝板喷丝，该过程中可控制过滤器温度 140°C-250°C，箱体温度 140°C-250°C，直管温度 140°C-250°C , 然后对喷出的丝以干燥空气冷却，冷却温度为 0°C-50°C ; 冷却后的丝束经涂覆油剂，进行慢牵引机绕卷、蒸汽箱牵引、快牵引机绕卷以及皮带输送机的卷绕牵引，油剂为浓度 0.8%-1%纤维表面处理剂（例如：聚乙二醇、乙醇胺甲酯、壬基酚类表面活性剂等）的水溶液，慢牵引机的辊卷绕速度 200-1500m/min，快牵引机的辊转速 400-2500r/min, 频率 25-50HZ, 皮带输送机喂入轮速度 200-1500 r/min，频率为 30-60HZ;

将从皮带输送机牵引出来的丝束在水温为 40°C-85°C，优选 60-80°C 的水槽中水浴牵伸，然后经卷曲和干燥定型，得到的丝束即为所述可生物降解的烟用纤维材料。

如前面所述，为了提高过滤嘴棒中聚丁二酸丁二醇酯聚合物原料在加工、储存和使用过程中的稳定性，在制造丝束的原料组成中还可以包括适量的稳定剂，利用该混合原料纺丝前，还需要先实施混料制粒，即，所述聚丁二酸丁二醇酯聚合物含量为≥90^%但< 100wt%，稳定剂含量 > (HS≤10wt%时，所述制造方法还包括：

在熔融纺丝工序前，将聚丁二酸丁二醇酯聚合物和稳定剂干燥后混合均匀，在挤出机上进行挤出制粒用于熔融纺丝，挤出机螺筒温度为 120-190°C。实际操作中要求原料的含水率低于 2wt%。，通常可以在 50-85°C、更优选在 60-75°C的环境中干燥 2-3小时即可达到要求。挤出机螺筒温度可控制为 120-170°C。一般可使用双螺杆挤出机，根据物料的熔融特性在上述温度范围内分段设定合适的螺筒温度，实现制粒，以提供制造香烟过滤嘴棒的专用料。

根据所采用的 PBS或其共聚酯原料的性质，本发明有针对性地确定了制造烟用纤维的方法，更具体方案可以为：

熔融纺丝工序中，挤出机螺杆温度 130-210°C ; 对喷出丝的冷却温度为 10-50°C ;

卷绕牵引工艺中，各参数的设定可以在以上范围内根据物料的具体性质以及设备运转情况进行调整，例如，慢牵引机的辊卷绕速度 400-900 m/min; 快牵引机的辊转速为 1000-2000 r/min，频率为 35-40HZ; 皮带输送机喂入轮速度为 500-1000 r/min，频率为 38-42HZ。

上述混料制粒、纺丝及卷绕牵伸的具体操作和设备以及没有特别说明的处理剂均为烟用纤维生产中的公知和常规技术。

本发明提供的上述可生物降解的烟用纤维丝束可进一步被加工制造成烟用香烟过滤嘴棒以及香烟。

本发明利用聚丁二酸丁二醇酯聚合物材料制造提供的烟用过滤嘴棒专用纤维具有良好的生物降解性能，良好的吸附性和稳定的卷曲度，在正常的储存和运输条件下可以保证在 3年内力学、外观等方面性能基本没有变化，完全符合制备香烟滤嘴要求。该烟用纤维在垃圾等富含微生物环境时三个月内降解率可超过 70%，六个月内可完全降解。

本发明的香烟嘴棒专用纤维较现有嘴棒用纤维具有显著优点：

1 具有生物降解性能，更加环保；

2 原料来源广泛，既可采用传统的化石基资源，又可采用生物质通过生物技术得到，既避免了醋酸纤维素嘴棒依赖木浆的资源问题，又可真正实现源自自然（生物质）又回归自然（降解）的绿色生产。综上所述，本发明采用 PBS或其共聚酯为原料制造的烟用过滤嘴棒专用纤维在质量和性质上均能达到制备烟用嘴棒的行业标准，可用于香烟生产中，使用后的废弃过滤嘴能实现完全生物降解，与目前的醋酸纤维嘴棒相比，从环保角度具有不可比拟的优势；另一方面，本发明提供的可生物降解纤维利用的 PBS或其共聚酯原料可以通过化学方法合成制备，原料来源丰富，不再需要进口优质木材，更利于工业化生产。所以，本发明的实施完全可以取代目前使用的醋酸纤维和聚丙烯纤维，同时具有非常广阔的经济效益和社会效益。具体实施方案

以下通过具体实施例进一步详细说明本发明的实施过程以及所产生的有益效果，以帮助阅读者更好地理解本发明，但不能对本发明的可实施范围构成任何限定。

除特别说明外，本发明权利要求书和说明书中出现的比例或浓度均理解为重量比或以重量为基准的百分浓度，以下实施例中所用稳定剂均为食品添加剂级。实施例 1

选取重均分子量为 15±1万，分散指数为 1.7，聚合物中丁二酸残留量为 60ppm的均聚丁二酸丁二醇酯（PBS)为基材树脂，按 PBS ：亚磷酸三苯酯：环氧大豆油：氨基树脂为 97 _: 0.5 _: 1.5 _: 1 的重量份比例称取材料，在 65°C左右的烘箱中烘干 2小时后，在高速搅拌机中搅拌均匀，在长径比为 32的 Φ57双螺杆挤出机上挤出，螺筒温度设定第一段为 120°C，第二段为 140°C，第三段为 150°C，第四段为 150°C，第五段为 145°C。挤出料条用切粒机切粒，在线热风干燥，包装，得到的本发明烟嘴棒用专用料。

将上述烟嘴棒用专用料在螺杆长径比为 28的 Φ65熔融纺丝机上进行纺丝，纺丝机挤出螺杆的第一段温度设定为 140 °C，第二段为 155°C，第三段为 165°C，过滤器温度 165°C，箱体温度 165°C，直管温度 165°C，从规格为 1050x3的喷丝板喷出后用温度范围为（15±5) °C的干燥空气侧吹风冷却。

上述冷却后的丝束在上油槽中涂覆油剂，上油槽中的油剂为以下组成纤维表面处理剂水溶液：聚乙二醇 1700浓度为 0.2%，三乙醇胺硫酸二甲酯浓度为 0.15%，壬基酚聚环氧乙垸浓度为 0.1%。经过上油槽后丝束通过慢牵引机绕卷，辊卷绕速度为 800 m/min。然后通过牵引蒸汽箱，进入快牵引机绕卷，快牵引辊转速 1500 r/min，频率 38HZ，然后通过皮带输送机输送，皮带输送机喂入轮速度 800r/min，频率为 40HZ。

从皮带输送机牵引出来的丝束用多辊牵伸机牵伸，牵伸介质为水，水温为 65°C。牵伸后丝束在卷曲器中进行卷曲，卷曲数为 24个 /25mm，卷曲后的丝束通过蒸气干燥器干燥。

干燥后的丝束通过摆丝机在盛丝容器中摆放好，打包即得到本发明的可生物降解的烟用纤维。

降解实验显示，以上方法得到的纤维具有良好的生物降解性能，按照 ISO 14855要求完全达到降解标准要求， 90天降解率达到 93%。材料生物安全性和卷曲度符合烟用嘴棒制备要求。实施例 2

选取重均分子量为（10±1 )万，分散指数为 1.2，聚合物中丁二酸残留量为 80ppm，且分子链上含有 18% (链节数）随机分布的 2，6-萘二甲酸丁二醇酯链节的共聚聚丁二酸丁二醇酯（PBS) 为基材树脂，按共聚 PBS ：磷酸三甲酯：长链含磷硫化合物 H— MOD的重量份比例为 94 ： 1 ： 5的比例称取材料，在 60°C烘箱中烘干 3小时后，在高速搅拌机中搅拌均匀，在长径比为 28的 Φ65双螺杆挤出机上挤出制粒，螺筒温度设定第一段为 125°C，第二段为 145°C，第三段为 155°C，第四段为 155°C，第五段为 145°C。挤出料条用切粒机切粒，在线热风干燥，包装，得到的本发明烟嘴棒用专用料。

将上述烟嘴棒用专用料在螺杆长径比为 28的 Φ65熔融纺丝机上进行纺丝，对纺丝机的挤出螺杆温度，第一段设定为 145°C，第二段为 160°C，第三段为 165°C，过滤器温度 165°C，箱体温度 165°C，直管温度 165°C。从规格为 1050x3 的喷丝板喷出后用温度范围为 20〜30°C的干燥空气侧吹风冷却。

上述冷却的丝束在上油槽中涂覆油剂，上油槽中的油剂为以下组成的纤维表面处理剂水溶液：聚乙二醇 1700浓度为 0.2%，三乙醇胺硫酸二甲酯浓度为 0.15%，壬基酚聚环氧乙垸浓度为 0.1%。使经过上油槽涂覆油剂后的丝束通过慢牵引机绕卷，辊卷绕速度为 1000m/min，然后通过牵引蒸汽箱，进入快牵引机绕卷，快牵引辊转速 1800 r/min，频率 40HZ，然后通过皮带输送机输送，皮带输送机喂入轮速度 1000r/min，频率为 40HZ。从皮带输送机牵引出来的丝束用多辊牵伸机牵伸，牵伸介质为水，水温为 75°C。牵伸后丝束在卷曲器中进行卷曲，卷曲数为 25个 /25mm，卷曲后的丝束通过蒸气干燥器干燥。

干燥后通过摆丝机将丝束在盛丝容器中摆放好，打包即得到本发明的可生物降解烟用纤维。

本实施例所采用的共聚 PBS基材树脂可以参照 CN 01144133.X中记载的方法合成，在丁二酸与丁二醇的反应体系中加入指定量 2，6-萘二甲酸，使其中 2，6-萘二甲酸占体系二元酸总量的摩尔比为 18%，然后进行聚合反应，得到所要求的共聚物。

上述纤维具有良好的生物降解性能，按照 ISO 14855要求完全达到降解标准要求， 90天降解率达到 87%。材料生物安全性和卷曲度符合烟用嘴棒制备要求。实施例 3

选取重均分子量为 35万，分散指数为 3.0，聚合物中丁二酸残留量为 45ppm，且其分子链上含有 30% (链节数）随机分布的丁二酸己二醇酯链节的共聚聚丁二酸丁二醇酯（PBS)为基材树脂为基材树脂，在 60 °C 烘箱中烘干 3小时后，在螺杆长径比为 28的 Φ65熔融纺丝机上进行纺丝，对纺丝机螺杆温度设定，第一段为 130°C，第二段为 145°C，第三段为 155°C，过滤器温度 155°C，箱体温度 155°C，直管温度 155°C。从规格为 1050x3的喷丝板喷出后用温度范围为 20〜40°C的干燥空气侧吹风冷却。

上述冷却后的丝束在上油槽中涂覆油剂，上油槽中的油剂为以下组成的纤维表面处理剂水溶液：聚乙二醇 1700浓度为 0.6%，三乙醇胺硫酸二甲酯浓度为 0.2%，壬基酚聚环氧乙垸浓度为 0.2%。使经过上油槽后涂覆油剂后的丝束通过慢牵引机绕卷，辊卷绕速度为 1500m/min。然后通过牵引蒸汽箱，进入快牵引机绕卷，快牵引辊转速 2500r/min，频率 50HZ，然后通过皮带输送机输送，皮带输送机喂入轮速度 1500r/min，频率为 60HZ。从皮带输送机牵引出来的丝束用多辊牵伸机牵伸，牵伸介质为水，水温为 40°C。牵伸后丝束在卷曲器中进行卷曲，卷曲数为 22个 /25mm，卷曲后的丝束通过蒸气干燥器干燥。

干燥后通过摆丝机将丝束在盛丝容器中摆放好，打包即得到本发明的可生物降解的烟用纤维。

本实施例所采用的共聚 PBS基材树脂可以参照 CN 01144133.X中记载的方法合成，在丁二酸与丁二醇的反应体系中加入指定量的己二醇，使己二醇占体系中二元醇总量的摩尔比 30%，然后进行聚合反应，得到所要求的共聚物。

上述纤维具有良好的生物降解性能，按照 ISO 14855要求完全达到降解标准要求， 90天降解率达到 98%。材料生物安全性和卷曲度符合烟用嘴棒制备要求。实施例 4

选取重均分子量为 5万，分散指数为 2.4，聚合物中丁二酸残留量为 50ppm,且分子链上含有 10% (链节数）随机分布的含己二酸的酯链节和 10% (链节数）随机分布的含乙二醇的酯链节的共聚聚丁二酸丁二醇酯 (PBS) 为基材树脂为基材树脂，按共聚 PBS ： 1010 ： 1076 ：氢氧化镁为 90 ： 0.1 ： 0.2 ： 9.7的重量份比例称取材料，在 75°C烘箱中烘干 2 小时后，在高速搅拌机中搅拌均匀，在长径比为 36的 Φ60双螺杆挤出机上挤出制粒，螺筒温度的设定为第一段 140°C，第二段为 160°C，第三段为 165°C，第四段为 165°C，第五段为 155°C，挤出料条用切粒机切粒，在线热风干燥，包装，得到的本发明烟嘴棒用专用料。

将上述烟嘴棒用专用料在螺杆长径比为 28的 Φ60熔融纺丝机上进行纺丝，纺丝机的螺杆温度设定为第一段 170°C，第二段为 185°C，第三段为 195°C，过滤器温度 185°C，箱体温度 185°C，直管温度 185°C。从规格为 1250x1 的喷丝板喷出后用温度范围为 30〜50°C的干燥空气侧吹风冷却。

上述冷却后的丝束在上油槽中涂覆油剂，上油槽中油剂为以下组成的纤维表面处理剂水溶液：聚乙二醇 1700浓度为 0.8%，三乙醇胺硫酸二甲酯浓度为 0.1%，壬基酚聚环氧乙垸浓度为 0.1%。经过上油槽后丝束通过慢牵引机绕卷，辊卷绕速度为 200 m/min。然后通过牵引蒸汽箱，进入快牵引机绕卷，快牵引辊转速 400 r/min，频率 25HZ，然后通过皮带输送机输送，皮带输送机喂入轮速度 200r/min，频率为 30HZ。

从皮带输送机牵引出来的丝束用多辊牵伸机牵伸，牵伸介质为水，水温为 85°C。牵伸后丝束在卷曲器中进行卷曲，卷曲数为 25个 /25mm，卷曲后的丝束通过蒸气干燥器干燥。

本实施例所采用的共聚 PBS基材树脂可以参照 CN 01144133.X中记载的方法合成，在丁二酸与丁二醇的反应体系中分别加入己二酸和乙二醇，其中己二酸占体系中二元酸总量的摩尔比 10%，乙二醇占体系中二元醇总量的摩尔比 10%，然后进行聚合反应，得到所要求的共聚物。

上述纤维具有良好的生物降解性能，按照 ISO 14855要求完全达到降解标准要求， 90天降解率达到 95%。材料生物安全性和卷曲度符合烟用嘴棒制备要求。实施例 5

选取重均分子量为（25±2)万，分散指数为 1.4，聚合物中丁二酸残留量为 75ppm，且分子链上含有 15% (链节数）随机分布的丁二酸 1，3— 丙二醇酯链节的共聚聚丁二酸丁二醇酯（PBS) 为基材树脂，按照共聚 PBS ：次亚磷酸： 1，2-环氧基 -3-苯氧基丙垸：氢氧化四乙铵的重量份比例为 95 ： 0.5 ： 4 ： 0.5的比例称取材料，在 60°C烘箱中烘干 3小时后，在高速搅拌机中搅拌均匀，在长径比为 28的 Φ35双螺杆挤出机上挤出制粒，螺筒温度设定第一段为 130°C，第二段为 150°C，第三段为 160 °C，第四段为 160°C，第五段为 155°C。挤出料条用切粒机切粒，在线热风干燥，包装，得到的本发明烟嘴棒用专用料。

将上述烟嘴棒用专用料在螺杆长径比为 28的 Φ60熔融纺丝机上进行纺丝，纺丝机螺杆温度设定为第一段为 160°C，第二段为 175°C，第三段为 185°C，过滤器温度 175°C，箱体温度 175°C，直管温度 175°C。从规格为 2210x4的喷丝板喷出后用温度范围为（15±5) °C的干燥空气侧吹风冷却。

上述冷却后的丝束在上油槽中涂覆油剂，上油槽中油剂为以下组成的纤维表面处理剂水溶液：聚乙二醇 1500浓度为 0.2%，三乙醇胺硫酸二甲酯浓度为 0.15%，壬基酚聚环氧乙垸浓度为 0.1%。经过上油槽后的丝束通过慢牵引机绕卷，辊卷绕速度为 700 m/min。然后通过牵引蒸汽箱，进入快牵引机绕卷，快牵引辊转速 1200 r/min，频率 38HZ，然后通过皮带输送机输送，皮带输送机喂入轮速度 700r/min，频率为 40HZ。

上述纤维具有良好的生物降解性能，按照 ISO 14855要求完全达到降解标准要求， 90天降解率达到 89%。该材料生物安全性和卷曲度符合烟用嘴棒制备要求。

本实施例所采用的共聚 PBS基材树脂可以参照 CN 01144133.X中记载的方法合成，在丁二酸与丁二醇的反应体系中加入 1，3—丙二醇，使 1，3 一丙二醇的量在体系的总二元醇中的摩尔比 15%，然后进行聚合反应，得到所要求的共聚物。实施例 6

选取重均分子量为（12±1 )万，分散指数为 1.8，聚合物中丁二酸残留量为 60ppm，且分子链上含有 10% (链节数）随机分布的丁二酸乙二醇酯链节的共聚聚丁二酸丁二醇酯（PBS) 为基材树脂，按共聚 PBS ：磷酸三苯酯：环氧聚丁二烯：氧化钙的重量份比例为 94 _: 2 _: 3 _: 1 的比例称取材料，在 70°C烘箱中烘干 2小时后，以高速搅拌机搅拌均匀，在长径比为 38的 Φ60双螺杆挤出机上挤出制粒，螺筒温度设定第一段为 140°C，第二段为 160°C，第三段为 170°C，第四段为 170°C，第五段为 165°C。挤出料条用切粒机切粒，在线热风干燥，包装，得到的本发明烟嘴棒用专用料。

将上述烟嘴棒用专用料在螺杆长径比为 28的 Φ65熔融纺丝机上进行纺丝，纺丝机螺杆温度设定情况第一段为 170°C，第二段为 185°C，第三段为 190°C，过滤器温度 185°C，箱体温度 185°C，直管温度 185°C。从规格为 1050x3的喷丝板喷出后用温度范围为（25±5)！的干燥空气侧吹风冷却。

上述冷却后的丝束在上油槽中涂覆油剂，上油槽中油剂为以下组成的纤维表面处理剂水溶液为：聚乙二醇 1700浓度为 0.2%，三乙醇胺硫酸二甲酯浓度为 0.15%，壬基酚聚环氧乙垸浓度为 0.1%。经过上油槽后丝束通过慢牵引机绕卷，辊卷绕速度为 800 m/min。然后通过牵引蒸汽箱，进入快牵引机绕卷，快牵引辊转速 1500r/min，频率 38HZ, 然后通过皮带输送机输送，皮带输送机喂入轮速度 800r/min，频率为 40HZ。

上述纤维具有良好的生物降解性能，按照 ISO 14855要求完全达到降解标准要求， 90天降解率达到 90%。材料生物安全性和卷曲度符合烟用嘴棒制备要求。

本实施例所采用的共聚 PBS基材树脂可参照 CN 01144133.X中记载的方法合成，在丁二酸与丁二醇的反应体系中加入乙二醇，其中乙二醇占体系中总二元醇的摩尔比 10%，然后进行聚合反应，得到所要求的共聚物。

Claims

权利要求书

1、一种可生物降解的烟用纤维，其原料组成包括 90-100wt%的聚丁二酸丁二醇酯聚合物和 0-10wt%的稳定剂，所述聚丁二醇丁二酸酯聚合物为分子链中丁二酸丁二醇酯链节的量不少于该聚合物总链节数的 70% 的高分子聚合物，且其重均分子量为 5-35万，分散指数 1.2-3.0，该烟用纤维是所述原料经熔融纺丝工艺加工而成。

2、如权利要求 1所述的可生物降解的烟用纤维，其中，所述聚丁二醇丁二酸酯聚合物的分子链中，丁二酸丁二醇酯链节的量不少于该聚合物总链节数的 70%，其余为非丁二酸丁二醇酯链节的二元酸二元醇聚合链节。

3、如权利要求 2所述的可生物降解的烟用纤维，其中，所述二元酸选自 C2-C12的脂肪族二元酸、多芳环二元酸或它们的混合物；二元醇选自 C2-C12的脂肪族二元醇或它们的混合物。

4、如权利要求 3所述的可生物降解的烟用纤维，其中，所述二元酸选自乙二酸、 1，2—丙二酸、 1，3—丙二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、富马酸、马来酸、萘二甲酸或其混合物；所述二元醇选自乙二醇、丙二醇、戊二醇、己二醇、癸二醇或其混合物。

5、如权利要求 4所述的可生物降解的烟用纤维，其中，所述二元酸选自乙二酸、丙二酸、己二酸、富马酸，或它们中一种以上的混合物，二元醇选自乙二醇、丙二醇或己二醇，或它们中一种以上的混合物。

6、如权利要求 1所述的可生物降解的烟用纤维，其中，所述稳定剂包括磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、焦磷酸、磷酸铵、磷酸三甲酯、磷酸二甲酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯酯、亚磷酸铵、磷酸二氢铵、抗氧剂 1010、抗氧剂 1222、抗氧剂 1076、抗氧剂 1425、长链含磷硫化合物 H_MOD、环氧聚丁二烯、环氧亚麻子油、环氧大豆油、 1，2—环氧基一 3—苯氧基丙垸、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钙、氨基树脂或它们的任意混合物。

7、如权利要求 6所述的可生物降解的烟用纤维，其中，所述稳定剂包括磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯、 1010、 1076、 H— MOD、环氧亚麻子油、环氧大豆油、 1，2—环氧基一 3—苯氧基丙垸、氢氧化镁、氨基树脂或它们的任意混合物。

8、如权利要求 1-7所述的可生物降解的烟用纤维的制造方法，该方法包括：

将原料进行熔融纺丝成为丝束；

对所述丝束用牵引机实施卷绕处理；

对卷绕处理后的丝束实施牵伸、卷曲和干燥定型。

9、如权利要求 8所述的可生物降解的烟用纤维的制造方法，其中，原料组成中，聚丁二酸丁二醇酯聚合物含量为≥90wt°/ S< 100wt%，稳定剂含量 >(Hg≤10wt%，所述制造方法还包括：

将聚丁二酸丁二醇酯聚合物和稳定剂干燥后混合均匀，进行挤出制粒用于熔融纺丝，挤出机螺筒温度为 120-190°C。

10、如权利要求 8或 9所述的可生物降解的烟用纤维的制造方法，该方法包括如下步骤：

熔融纺丝工序中设定纺丝机的螺杆温度 130°C-230°C，使挤出物料流经过滤器、箱体、计量泵和直管后，通过喷丝板喷丝，该过程中控制过滤器温度 140°C-250°C，箱体温度 140°C-250°C，直管温度 140°C-250°C，然后对喷出的丝以干燥空气冷却，冷却温度为 0°C-50°C ;

冷却后的丝束经涂覆油剂，然后进行慢牵引机绕卷、蒸汽箱牵引、快牵引机绕卷以及皮带输送机的卷绕牵引，油剂浓度为 0.8%-1%的纤维表面处理剂的水溶液，慢牵引机的辊卷绕速度 200-1500m/min，快牵引机的辊转速 400-2500r/min，频率 25-50HZ , 皮带输送机喂入轮速度 200-1500 r/min, 频率为 30-60HZ;

将从皮带输送机牵引出来的丝束在水温为 40°C-85°C的水槽中水浴牵伸，然后经卷曲和干燥定型，得到的丝束即为所述可生物降解的烟用纤维。

11、如权利要求 9所述的可生物降解的烟用纤维的制造方法，其中，挤出机螺筒温度为 120— 170°C。

12、如权利要求 10所述的可生物降解的烟用纤维的制造方法，所述的熔融纺丝工序中，挤出机螺杆温度 130-210°C _; 对喷出丝的冷却温度为 10-50°C。