WO2012139355A1 - 烟用含炭聚丙烯丝束及其制备方法 - Google Patents

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WO2012139355A1
WO2012139355A1 PCT/CN2011/078879 CN2011078879W WO2012139355A1 WO 2012139355 A1 WO2012139355 A1 WO 2012139355A1 CN 2011078879 W CN2011078879 W CN 2011078879W WO 2012139355 A1 WO2012139355 A1 WO 2012139355A1
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masterbatch
carbon
tow
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charcoal
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PCT/CN2011/078879
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朱网云
范忠辉
荆华
丁伟
郭建中
赵义仁
谈敏
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大亚科技股份有限公司
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    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/08—Use of materials for tobacco smoke filters of organic materials as carrier or major constituent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/16—Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials
    • A24D3/163—Carbon
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
    • D01F6/06—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins from polypropylene

Definitions

  • the present invention relates to a cigarette filter material and a method of preparing the same, and more particularly to a carbon-containing polypropylene tow for tobacco and a method of preparing the same.
  • BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, due to the adjustment of the structure of cigarette products by the national tobacco, especially the improvement of the requirements of "decreasing and reducing harm, green environmental protection" of cigarettes, the tobacco industry has to work hard on the tobacco leaf formula and filter function to achieve "falling" The requirements of coke reduction, green environmental protection.
  • the main source is the C25 to C34 wax in the tobacco leaves.
  • the alkane content in the flue gas phase of the flue gas is currently found. Up to 1.56%, Maryland smoke is 1.12%, flue-cured tobacco is 0.92%, and Burley tobacco is 0.67%.
  • the aromatic hydrocarbons in the flue gas phase are mostly condensed aromatic hydrocarbons. They are less in tobacco leaves, and most of them are produced by the combustion of tobacco and higher alkanes, which are the main harmful components in the flue gas.
  • the phenolic compounds in the flue gas phase, especially catechol, also have a certain cancer-promoting effect and are harmful substances in the flue gas.
  • N-nitrosamines in flue gas, mainly nitrosodimethylamine, nitrosomethylethylamine, nitrosopyrrolidine and nitrosopiperidine. It is generally believed that nitrosamines have the effect of inducing lung cancer.
  • terpenoids geranene, basilene, (X-pinene, etc.)
  • carbonyl compounds ionone, damassolone, solanone, citral, vanillin, etc.
  • Nitrogen heterocyclic compounds are important components for the formation of flue gas aroma and aroma. In the flue gas phase, the most important ones are nitrogen, oxygen, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen, which account for about 90% of the total gas phase.
  • the volatile hydrocarbons found in the flue gas phase have a large number of volatile aromatic hydrocarbons in addition to aliphatic hydrocarbons.
  • the aliphatic hydrocarbons alkanes, alkenes, lumps, and alicyclic hydrocarbons and the like are included.
  • the aromatic hydrocarbons are benzene, toluene, ethylbenzene, p-xylene, x-xylene, o-xylene, and styrene.
  • the volatile esters in the flue gas phase have been reported to be methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, vinyl acetate, isopropyl propionate, butyl acetate, ethyl hexanoate and the like.
  • the furan compound in the flue gas is an important aroma substance in tobacco and is the product of the non-enzymatic browning reaction of tobacco leaves.
  • Cigarette smoke mainly contains furan, 2-methylfuran, tetrahydrofuran, 2, 5-dimethylfuran, etc., which are all important tobacco aroma substances.
  • Representative volatile nitriles in the flue gas phase are acrylonitrile, acetonitrile, propionitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, hexonitrile, and the like. These compounds are formed during the smoking process of cigarettes.
  • the precursors are N-heterocyclic compounds in tobacco, such as pyridine, methylpyrazine, etc., which are formed by cleavage of these substances at high temperatures.
  • In the flue gas phase there are many other volatile components, such as ammonia, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, methyl nitrite, hydrogen sulfide, hydrocyanic acid, methyl chloride, methanol, ethanol, propanol, isobutanol. Wait.
  • Activated carbon or through the combination of filter rods to achieve selective adsorption function and stronger filtration function, and some of the carbon acetate filter rods or various composite rods enter the tobacco market, but the problem is in the acetate filter rod
  • the addition of activated carbon during the molding process will result in difficulty in controlling the amount of carbon added, coarse activated carbon particles, uneven distribution of activated carbon in the filter, carbon particles easily contaminating the filter rod incision and loss of the cutting blade, resulting in processing difficulties and filter suction resistance. Defects such as hardness, roundness, and unstable appearance, and the formation of composite rods undoubtedly increases the production cost of the filter rod.
  • the present invention provides a carbon-containing polypropylene tow for tobacco and a preparation method thereof.
  • the technical scheme of the present invention is: a carbon-containing polypropylene tow bundle for tobacco, characterized by: 0.5% to 2.5% by weight of the cooling masterbatch, 0.2 to 4.0% of the modified masterbatch, 5 to 35% of Functional masterbatch, the balance of polypropylene chips is melt blended and spun.
  • the functional masterbatch is a polypropylene slice containing 10 to 40% by weight of activated carbon fine powder, wherein the activated carbon fine powder has a particle diameter of 0.3 to 2.0 ⁇ m, a specific surface area of 600 to 1500 m 2 /g, and a pore diameter of 0.5.
  • the cooling masterbatch is a polypropylene slice containing polystyrene, ethylene-vinyl acetate polystyrene, or ethylene-vinyl acetate copolymer; the modified masterbatch is containing di-tert-butyl peroxide, four [ ⁇ -(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionic acid] pentaerythritol ester, tris[2,4-di-tert-butylphenyl]phosphite or any two of the above or the above three
  • the polypropylene chip of the copolymer is 1.0% by weight to 2.0% by weight of the cooling masterbatch, and the weight percentage of the modified masterbatch is 0.5% to 3.0%, wherein the polypropylene slice has a melt index of 20 to 30 g. /10min, the cooling masterbatch melt index is 30 ⁇ 45g/10min, and the modified masterbatch melt index is 15 ⁇ 30g/10min
  • the activated carbon fine powder has a particle diameter of 0.5 to 1.5 ⁇ , a specific surface area of 1000 to 1500 m 2 /g, a pore diameter of 0.8 to 2 nm, and the activated carbon is a coconut shell charcoal powder, a bamboo charcoal powder, etc., and the particle diameter is less than melting.
  • the pore size of the body filter is a coconut shell charcoal powder, a bamboo charcoal powder, etc.
  • the polypropylene chips containing the activated carbon micropowder described therein are produced by Wuxi Huari Chemical Co., Ltd. of Jiangsu province.
  • the cooling masterbatch described therein is a polypropylene slice containing polystyrene (PS), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), or polystyrene (PS) and ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA). It is produced by Juxing Polymer Composite Material Factory of Danyang City, Jiangsu province, and the general addition amount is 1.0 ⁇ 2.0% of the weight of raw materials.
  • the product specifications are: melt index 15 ⁇ 30g/10min, ash less than 40ppm, moisture content less than 1%.
  • the modified masterbatch contains di-tert-butyl peroxide (DTBP), tetrakis[ ⁇ -(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionic acid] pentaerythritol ester (antioxidant 1010), three Polypropylene chips of [2,4-di-tert-butylphenyl]phosphite (antioxidant 168) or any two or three of the above copolymers, produced by Danyang City Superstar Polymer Composites Factory, Jiangsuzhou, Generally, the amount added is 0.5 to 3.0% by weight of the raw materials.
  • the product specifications are: melt index 35 ⁇ 45g/10min, ash 0. 06%, moisture content less than 1%.
  • the invention relates to a method for preparing a carbon-containing polypropylene tow for tobacco, which is characterized in that the following steps are carried out: the cooling masterbatch, the modified masterbatch and the functional masterbatch are uniformly blended according to a design ratio, and then the polypropylene chips are mixed in the loading bin. Mix evenly, enter the screw extruder, set the screw spinning temperature to: one zone 240 ⁇ 5°C, two zones 255 ⁇ 5 °C, three zones
  • the main crimping pressure is 0.2 to 0.4 MPa, and melt-extruded and spun to obtain a carbon-containing polypropylene tow for smoking.
  • the physical indexes of the carbon-containing polypropylene tow obtained by the present invention meet the industrial requirements and sanitary requirements, and the cigarette filter rod is prepared by using the carbon-containing polypropylene tow of the present invention, and the cigarette is sucked after the cigarette is smoked.
  • the pungent taste is obviously reduced, the smoke is soft, and the taste is good.
  • the preparation method of the invention has the following advantages over the addition of carbon fiber to the cellulose filter and the addition of carbon to the composite rod:
  • the activated carbon micropowder is added into the main material of the polypropylene slice in the form of functional masterbatch of polypropylene as a carrier, and can be evenly distributed in the fiber after being extruded by the screw, and can be directly on the filter rod forming machine. Molding, no separate carbonizing equipment is required;
  • the carbon-containing polypropylene tow of the invention has high utilization rate of activated carbon, small dosage, small particle size, large comparative area and good filtering effect. Does not affect the filter rod index, does not pollute the filter rod cut and wear the advantages of the cutting blade;
  • the carbon content in the tow can be adjusted by adjusting the amount of the functional masterbatch to achieve different effect requirements.
  • the amount of activated carbon can be easily controlled, and the activated carbon can also be prepared.
  • activated carbon fine powders with different particle diameters, pore diameters and specific surface areas are selected according to the requirements to selectively adsorb harmful components in the flue gas.
  • the filter rod made of the carbon-containing polypropylene tow of the present invention can be different from other various filter rods such as vinegar filter rod, polypropylene fiber filter rod, paper filter rod, and special rods and special-shaped rods.
  • the combination of binary or multi-component composite filter rods to meet the different functional requirements of the filter are provided to further illustrate and explain the present invention, and are not intended to limit the invention in any way. All amounts are by weight unless otherwise indicated. detailed description Comparative Example 1 The auxiliary material was cooled by 2.5% of the masterbatch, the modified masterbatch was 4.0%, and the whitened masterbatch was 0.8%.
  • the whitening masterbatch is a polypropylene slice containing titanium dioxide, produced by Danyang City Superstar Polymer Composite Material Factory, Jiangsu province) After drying, it is thoroughly mixed and evenly.
  • the feeding speed of the auxiliary material and the main material (the remaining polypropylene slice) is controlled by the metering pump.
  • the metering pump speed ratio is controlled to 0.106 ⁇ 0.005.
  • the melt spinning is performed by the screw extruder, and the spinneret is selected.
  • the number of holes is 11,000 holes, and the screw temperature is set to: 245 ⁇ 5°C in one zone, 255 ⁇ 5°C in the second zone, 270 ⁇ 5°C in the third zone, 270 ⁇ 5 °C in the four zones, and 270 ⁇ 5 in the five zones.
  • the pressure after melt filtration is controlled at 8.5 ⁇ 0.5MPa
  • the filter temperature is set to: 265 ⁇ 5 °C in one zone, 265 ⁇ 5 in the second zone °C, pipe temperature: 265 ⁇ 5 °C, cabinet temperature: 265 ⁇ 5°C, bin biphenyl pressure: ⁇ 0.15MPa, ring blowing temperature: 22 ⁇ 3°C, spinning chamber ambient temperature: 15 ⁇ 35 ° C, tanker speed: 14.5 ⁇ 0.5 m / min, oil concentration: 1.0%
  • spinning speed is set to 170 ⁇ 5 m / min
  • draw ratio is 2.7 ⁇ 0.5
  • water bath circulation 370 ⁇ 50Kg / h.
  • the gap between the control wheel and the wheel is 0.08 ⁇ 0.02mm
  • the gap between the crimping knife and the wheel is 0.10-0.12mm
  • the gap between the curling knife and the wheel is 0.08-0.10
  • the speed of the crimping wheel 155 ⁇ 5m/min
  • crimping main pressure 0.30 ⁇ 0.05MPa
  • curling steam knife front temperature ⁇ 65°C curling steam knife temperature ⁇ 80°. .
  • the oven drying temperature dry one zone 105 ⁇ 5°C, dry two zones 115 ⁇ 5°C, dry three zones 120 ⁇ 5 °C, dry four zones 115 ⁇ 5°C, cooling zone temperature ⁇ 35°C (the quenching air conditioner is turned on when the ambient temperature of the wire is higher than 25°C), and the drying setting time is set to 13min.
  • the carbon-containing polypropylene tow of tobacco is formed into a molded product after being dried.
  • the mercury-containing polypropylene tow index test for the smoke prepared in this example is shown in Table 1.
  • Example 1 The auxiliary material was cooled by 2.5% of the masterbatch, the modified masterbatch was 4.0%, and the functional masterbatch was 5% (the effective carbon content in the functional masterbatch was 20%, the activated carbon particle size was 0.3 to 1.0 ⁇ , and the activated carbon pore size was 0.5 to 0.8 nm,
  • the activated carbon has a specific surface area of 600 to 1000 m 2 /g. After drying, it is thoroughly mixed.
  • the cooling masterbatch melt index is 30 to 45 g/10 min; and the modified masterbatch melt index is 15 to 30 g/10 min.
  • the feeding speed of the auxiliary material and the main material is controlled by the metering pump, and the metering pump speed ratio is controlled to 0.106 ⁇ 0.005, through the screw
  • the extruder melt-spinning, the number of holes for the spinneret is 11000, the screw temperature is set to: 240 ⁇ 5°C in one zone, 255 ⁇ 5°C in the second zone, 270 ⁇ 5°C in the third zone, four zones 270 ⁇ 5°C, 270 ⁇ 5°C in five zones, 270 ⁇ 5°C in six zones, 270 ⁇ 5°C in seven zones, pressure control at 8.5 ⁇ 0.5MPa after melt filtration, filter temperature set to: Zone 265 ⁇ 5°C, 265 ⁇ 5°C in the second zone, pipe temperature: 265 ⁇ 5°C, cabinet temperature: 265 ⁇ 5°C, bin biphenyl pressure: ⁇ 0.15MPa, ring blowing temperature: 22 ⁇ 3 °C, spinning
  • the gap between the control wheel and the wheel is 0.08 ⁇ 0.02mm
  • the gap between the crimping knife and the wheel is 0.10-0.12mm
  • the gap between the curling knife and the wheel is 0.08-0.10
  • the speed of the crimping wheel 155 ⁇ 5m/min
  • crimping main pressure 0.30 ⁇ 0.05MPa
  • curling steam knife front temperature ⁇ 65°C curling steam knife temperature ⁇ 80°. .
  • Example 2 After entering the drying process with the carbon-containing polypropylene tow, set the oven drying temperature: dry one zone 105 ⁇ 5°C, dry two zones 115 ⁇ 5°C, dry three zones 120 ⁇ 5°C, dry four zones 115 ⁇ 5°C, cooling zone temperature ⁇ 35°C (the quenching air conditioner is turned on when the ambient temperature of the wire is higher than 25°C), and the drying setting time is set to 13min.
  • the carbon-containing polypropylene tow of tobacco is formed into a molded product after being dried.
  • the mercury-containing polypropylene tow index test for the smoke prepared in this example is shown in Table 1.
  • Example 2 The auxiliary material was cooled by 2.0% of the masterbatch, the modified masterbatch was 3.0%, and the functional masterbatch was 10%.
  • the feeding speed of the auxiliary material and the main material was controlled by the metering pump.
  • the metering pump speed ratio is controlled to 0.106 ⁇ 0.005.
  • the number of holes for the spinneret is 11000, and the screw temperature is set to: 240 ⁇ 5°C in one zone and 255 ⁇ 5 in the second zone.
  • filter temperature is set to: 265 ⁇ 5°C in one zone, 265 ⁇ 5°C in zone 2, pipe temperature: 265 ⁇ 5°C, case temperature: 265 ⁇ 5°C, bin biphenyl Pressure: ⁇ 0.15MPa, ring blowing temperature: 22 ⁇ 3°C, spinning chamber ambient temperature: 15 ⁇ 35°C, tanker speed: 14.5 ⁇ 0.5m/min, oil concentration: 1.0%, spinning speed setting The ratio is 2.7 ⁇ 0.5 for the drawdown of 170 ⁇ 5m/min, 68 ⁇ 5°C for the water bath, and 370 ⁇ 50Kg/h for the water bath.
  • the functional masterbatch described therein is a polypropylene slice containing 20% by weight of activated carbon micropowder.
  • the amount is 20%, the activated carbon particle size is 0.5 ⁇ 1.0 ⁇ , the activated carbon pore size is 0.8 ⁇ 1.0nm, and the activated carbon specific surface area is 1000 ⁇ 1500m 2 /g;
  • the cooling masterbatch is a polypropylene slice containing polystyrene;
  • the modified masterbatch is containing two Polypropylene section of tert-butyl peroxide.
  • the cooling masterbatch melt index is 30 to 45 g/10 min ; and the modified masterbatch melt index is 15 to 30 g/10 min.
  • the polypropylene slice has a melt index of 20 to 30 g/10 min, and after the carbon-containing polypropylene tow is introduced into the crimping process, the gap between the curling wheel and the wheel is controlled to be 0.08 ⁇ 0.02 mm, and the curling knife and the wheel gap are 0.10-0.12. Mm, crimping knife and wheel clearance 0.08-0.10, crimping wheel linear speed 155 ⁇ 5m/min, crimping main pressure 0.30 ⁇ 0.05MPa, crimping steam knife front temperature ⁇ 65 °C, crimping steam knife temperature ⁇ 80°. .
  • the oven drying temperature dry one zone 105 ⁇ 5 °C, dry two zones 115 ⁇ 5 °C, dry three zones 120 ⁇ 5 °C, dry four zones 115 ⁇ 5°C, cooling zone temperature ⁇ 35 °C (the quenching air conditioner is turned on when the ambient temperature of the wire is higher than 25 °C), and the drying setting time is set to 13min.
  • the carbon-containing polypropylene tow of tobacco is formed into a molded product after being dried.
  • the mercury-containing polypropylene tow index test for the smoke prepared in this example is shown in Table 1.
  • Example 3 The auxiliary material was cooled by 2.0% of the masterbatch, 2.5% of the modified masterbatch, and 15% of the functional masterbatch was thoroughly mixed and uniformly mixed, and the feeding speed of the auxiliary material and the main material (the remaining polypropylene slice) was controlled by a metering pump.
  • the metering pump speed ratio is controlled to 0.106 ⁇ 0.005.
  • the screw temperature is set to: 240 ⁇ 5 °C in one zone and 255 ⁇ 5 ° in the second zone.
  • the effective carbon content in the functional masterbatch is 40%, the activated carbon particle size is 0.5 ⁇ 1.5 ⁇ , the activated carbon pore size is 0.8 ⁇ 1.5nm, the activated carbon specific surface area is 1100 ⁇ 1500m 2 /g; and the cooling masterbatch is composed of ethylene-vinyl acetate polystyrene.
  • Polypropylene chips; modified masterbatch is containing tetrakis[ ⁇ -(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionic acid] a polypropylene slice of pentaerythritol ester; the temperature-precipitating masterbatch melt index is 30 to 45 g/10 min ; and the modified masterbatch melt index is 15 to 30 g/10 min.
  • the polypropylene slice has a melt index of 20 to 30 g/10 min.
  • the gap between the control wheel and the wheel is 0.08 ⁇ 0.02mm
  • the gap between the crimping knife and the wheel is 0.10-0.12mm
  • the gap between the curling knife and the wheel is 0.08-0.10
  • the speed of the crimping wheel 155 ⁇ 5m/min the main crimp pressure is 0.30 ⁇ 0.05MPa
  • the temperature before crimping steam knife is ⁇ 65 °C
  • the temperature after crimping steam knife is ⁇ 80°. .
  • the oven drying temperature dry one zone 105 ⁇ 5 °C, dry two zones 115 ⁇ 5 °C, dry three zones 120 ⁇ 5 °C, dry four zones 115 ⁇ 5°C, cooling zone temperature ⁇ 35 °C (the quenching air conditioner is turned on when the ambient temperature of the wire is higher than 25 °C), and the drying setting time is set to 13min.
  • the carbon-containing polypropylene tow of tobacco is formed into a molded product after being dried.
  • the mercury-containing polypropylene tow index test for the smoke prepared in this example is shown in Table 1.
  • Example 4 The auxiliary material was cooled by 1.0% of the masterbatch, 2.0% of the modified masterbatch, 30% of the functional masterbatch was thoroughly mixed and uniformly mixed, and the feeding speed of the auxiliary material and the main material (the remaining polypropylene slice) was controlled by a metering pump.
  • the metering pump speed ratio is controlled to 0.106 ⁇ 0.005.
  • the screw temperature is set to: 240 ⁇ 5 °C in one zone and 255 ⁇ 5 ° in the second zone.
  • the effective carbon content in the functional masterbatch is 30%, the activated carbon particle size is 0.5 ⁇ 2.0 ⁇ , the activated carbon pore size is 0.8 ⁇ 1.5nm, and the activated carbon specific surface area is 800 ⁇ 1100m 2 /g.
  • the cooling masterbatch is composed of polystyrene and ethylene-acetic acid. Polypropylene chips of a vinyl ester copolymer; the modified masterbatch is a polypropylene chip containing tris[2,4-di-tert-butylphenyl]phosphite.
  • the cooling masterbatch melt index is 30 to 45 g/10 min ; and the modified masterbatch melt index is 15 to 30 g/10 min.
  • the polypropylene slice has a melt index of 20 to 30 g/10 min.
  • the gap between the control wheel and the wheel is 0.08 ⁇ 0.02mm
  • the gap between the crimping knife and the wheel is 0.10-0.12mm
  • the gap between the curling knife and the wheel is 0.08-0.10
  • the speed of the crimping wheel 155 ⁇ 5m/min the main crimp pressure is 0.30 ⁇ 0.05MPa
  • the temperature before crimping steam knife is ⁇ 65 °C
  • the temperature after crimping steam knife is ⁇ 80°. .
  • the oven drying temperature dry one zone 105 ⁇ 5 °C, dry two zones 115 ⁇ 5 °C, dry three zones 120 ⁇ 5 °C, dry four zones 115 ⁇ 5°C, cooling zone temperature ⁇ 35 °C (the quenching air conditioner is turned on when the ambient temperature of the wire is higher than 25 °C), and the drying setting time is set to 13min.
  • the carbon-containing polypropylene tow of tobacco is formed into a molded product after being dried.
  • the mercury-containing polypropylene tow index test for the smoke prepared in this example is shown in Table 1.
  • Example 5 The auxiliary material was cooled by 1.0% of the masterbatch, 1.0% of the modified masterbatch, and 25% of the functional masterbatch was thoroughly mixed and dried, and the feeding speed of the auxiliary material and the main material (the remaining polypropylene slice) was controlled by a metering pump.
  • the metering pump speed ratio is controlled to 0.106 ⁇ 0.005.
  • the screw temperature is set to: 245 ⁇ 5 °C in one zone and 256 ⁇ 5 ° in the second zone.
  • the effective carbon content of the functional masterbatch is 20%, the activated carbon particle size is 1.0 ⁇ 2.0 ⁇ , the activated carbon pore size is 0.8 ⁇ 2.0nm, and the activated carbon specific surface area is 600 ⁇ 1100m 2 /g.
  • the cooling masterbatch is composed of polystyrene and ethylene-acetic acid.
  • Polypropylene chips of vinyl ester copolymer; modified masterbatch is a copolymer containing di-tert-butyl peroxide and tetrakis[ ⁇ -(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoic acid] pentaerythritol ester Polypropylene chips.
  • the cooling masterbatch melt index is 30 to 45 g/10 min; and the modified masterbatch melt index is 15 to 30 g/10 min.
  • the polypropylene slice has a melt index of 20 to 30 g/10 min.
  • the oven drying temperature dry one zone 105 ⁇ 5 °C, dry two zones 115 ⁇ 5 °C, dry three zones 120 ⁇ 5 °C, dry four zones 115 ⁇ 5°C, cooling zone temperature ⁇ 35 °C (the quenching air conditioner is turned on when the ambient temperature of the wire is higher than 25 °C), and the drying setting time is set to 13min.
  • the carbon-containing polypropylene tow of tobacco is formed into a molded product after being dried.
  • the mercury-containing polypropylene tow index test for the smoke prepared in this example is shown in Table 1.
  • Example 6 The auxiliary material was cooled by 0.8% of the masterbatch, the modified masterbatch was 0.5%, and the functional masterbatch was dried and mixed thoroughly, and the feeding speed of the auxiliary material and the main material (the remaining polypropylene slice) was controlled by the metering pump.
  • the metering pump speed ratio is controlled to 0.106 ⁇ 0.005.
  • the screw temperature is set to: 250 ⁇ 5 °C in one zone and 255 ⁇ 5 ° in the second zone.
  • the effective carbon content in the functional masterbatch is 20%, the activated carbon particle size is 0.5 ⁇ 1.5 ⁇ , the activated carbon pore size is 1.0 ⁇ 2.5nm, the activated carbon specific surface area is 800 ⁇ 1500m 2 /g;
  • the cooling masterbatch is containing polystyrene, ethylene - Polypropylene chips of vinyl acetate polystyrene, or polystyrene and ethylene-vinyl acetate copolymer; modified masterbatch containing di-tert-butyl peroxide and tris[2,4-di-tert-butylphenyl Polypropylene chips of a copolymer of phosphite.
  • the cooling masterbatch melt index is 30 to 45 g/10 min ; and the modified masterbatch melt index is 15 to 30 g/10 min.
  • the polypropylene slice has a melt index of 20 to 30 g/10 min.
  • the oven drying temperature dry one zone 105 ⁇ 5°C, dry two zones 115 ⁇ 5°C, dry three zones 120 ⁇ 5 °C, dry four zones 115 ⁇ 5°C, cooling zone temperature ⁇ 35°C (the quenching air conditioner is turned on when the ambient temperature of the wire is higher than 25°C), and the drying setting time is set to 13min.
  • the carbon-containing polypropylene tow of tobacco is formed into a molded product after being dried.
  • the mercury-containing polypropylene tow index test for the smoke prepared in this example is shown in Table 1.
  • Example 7 The auxiliary material was cooled by 0.8% of the master batch, 0.8% of the modified master batch, and 35% of the functional masterbatch was thoroughly mixed and dried, and the feeding speed of the auxiliary material and the main material (the remaining polypropylene slice) was controlled by a metering pump.
  • the metering pump speed ratio is controlled to 0.106 ⁇ 0.005.
  • the screw temperature is set to: 250 ⁇ 5 °C in one zone and 255 ⁇ 5 ° in the second zone.
  • filter temperature is set to: 265 ⁇ 5°C in one zone, 265 ⁇ 5°C in zone 2, pipe temperature: 265 ⁇ 5°C, case temperature: 265 ⁇ 5°C, bin biphenyl pressure : ⁇ 0.15MPa, ring blowing temperature: 22 ⁇ 3°C, spinning chamber ambient temperature: 15 ⁇ 25°C, tanker speed: 14.5 ⁇ 0.5m/min, oil concentration: 0.8%, spinning speed setting 170 ⁇ 5m/min, the draw ratio is 2.7 ⁇ 0.5, the water bath temperature is 68 ⁇ 5°C, and the water bath circulation is 370 ⁇ 50Kg/h.
  • the effective carbon content in the functional masterbatch is 10%, the activated carbon particle size is 0.8 ⁇ 2.0 ⁇ , the activated carbon pore size is 2.0 ⁇ 3.0nm, the activated carbon specific surface area is 500 ⁇ 1100m 2 /g;
  • the cooling masterbatch is containing polystyrene, ethylene - Polypropylene chips of vinyl acetate polystyrene, or polystyrene and ethylene-vinyl acetate copolymer; modified masterbatch containing di-tert-butyl peroxide, tetra [ ⁇ -(3, 5-di-tert-butyl) Polypropylene chips of a copolymer of pentaerythritol) propionic acid] pentaerythritol ester and tris[2,4-di-tert-butylphenyl]phosphite.
  • the cooling masterbatch melt index is 30 to 45 g/10 min; and the modified masterbatch melt index is 15 to 30 g/10 min.
  • the polypropylene slice has a melt index of 20 to 30 g/10 min.
  • Example 1 3.912 0.47 27.6 0.645 19.67 61.92 42.56 0.80 6.93 ⁇ 10 ⁇
  • Example 2 3.960 0.81 28.8 0.680 19.01 61.73 42.41 0.84 4.83 ⁇ 10 ⁇
  • Example 5 3.985 0.76 28.9 0.633 20.22 63.54 41.62 0.84 2.23 ⁇ 10 ⁇
  • Example 6 3.942 0.78 28.8 0.672 19.86

Abstract

本发明公开了一种烟用含炭聚丙烯丝束及其制备方法，含炭聚丙烯丝束通过在聚丙烯切片中加入活性炭功能母粒共混均匀后熔融纺丝制得。选用含炭量为10~40%的活性炭功能母粒与降温母粒和改性母粒共混均匀，通过自动计量的方式控制与主料聚丙烯切片的比例，经过螺杆挤出机熔融纺丝后，再经过上油、牵伸、水洗、卷曲、烘干等工序制得烟用含炭聚丙烯丝束，活性炭功能母粒中的活性炭粒径为0.3~2.0μm，孔径为0.5~3nm，比表面积为600~1500m2/g。该烟用含炭聚丙烯丝束可直接在一步法烟用聚丙烯丝束纺丝设备上进行纺丝，具有可操作性强、丝束中活性炭分布均匀，不易掉落，含炭量易调节，生产成本低廉的优点，制得的烟用含炭聚丙烯丝束各项指标符合行业要求和国家标准。采用该烟用含炭聚丙烯丝束制得的滤棒接烟抽吸时，与现有的滤嘴香烟相比，刺辣味明显降低，与传统的醋纤滤嘴相比，烟气中苯系物、甲醛、一氧化碳、氮氧化物等明显降低，该发明制得的烟用含炭聚丙烯丝束制成单支棒后还可与醋纤滤棒、其它功能滤棒等做成复合滤棒使用于中高档卷烟产品中。

Description

烟用含炭聚丙烯丝束及其制备方法
技术领域 本发明涉及一种卷烟过滤嘴材料及其制备方法， 且特别涉及一种烟用含炭聚 丙烯丝束及其制备方法。 背景技术 近年来由于国家烟草对卷烟产品结构的调整， 尤其是对卷烟 "降焦减害、 绿 色环保"两项要求的提高， 使得烟草行业不得不在烟叶配方、 过滤嘴功能上下功 夫， 来达到 "降焦减害、 绿色环保" 的要求。 由于部分烟气粒相成分和气相成分 本身存在于烟叶中或者在燃烧过程中产生， 因此通过开发新型滤嘴材料及增强滤 嘴功能， 是达到 "降焦减害、 绿色环保"要求的途径之一。 众所周知， 卷烟烟气是由多种化合物组成的复杂混合物， 尤其是烤烟型香烟， 已经鉴定出的烟气化学成分已达 5000多种，截止 1988年（据 Roberts, 1988 Tobacco Reporter报道） 已经鉴定出烟气中的化学成分已达 5068种， 其中 1172种是烟草本 身就有的， 另外 3896种是烟气中独有的。 在烟气粒相物中， 低分子量的脂肪烃大部分以气态形式存在于烟气中， 主要 来源是烟叶中的 C25到 C34的蜡质， 目前发现香料烟烟气粒相物中的烷烃含量高 达 1.56%， 马里兰烟为 1.12%， 烤烟为 0.92%， 白肋烟为 0.67%。 烟气粒相物中的 芳香烃以稠环芳烃居多， 它们在烟叶中含量少， 大部分是由纤维素、 高级烷烃等 烟叶成分在燃烧过程中产生的， 是烟气中的主要有害成分。 烟气粒相物中的酚类 化合物， 尤其是儿茶酚等还有一定的促癌作用， 是烟气中的有害物质。 烟气中的 N-亚硝胺种类很多， 主要有亚硝基二甲基胺、 亚硝基甲基乙基胺， 亚硝基吡咯烷 和亚硝基哌啶等。 一般认为亚硝胺具有诱发肺癌的作用。 而烟气粒相物中的萜类 化合物 （香叶烯、 罗勒烯、 （X-蒎烯等单萜）、 羰基化合物 （紫罗兰酮、 大马酮、 茄 尼酮以及柠檬醛、香草醛等）、氮杂环化合物却是形成烟气香味、香气的重要成分。 在烟气气相物中， 最主要的有氮、 氧、 二氧化碳、 一氧化碳和氢， 这 5 种气 体约占总气相物的 90%， 占总烟气释放量的 85%左右。 除此之外， 还有一些其它 化学成分。 其中， 烟气气相物中发现的挥发性烃类， 除脂肪烃以外， 还有不少的 挥发性芳香烃。 脂肪烃中包括烷烃、 烯烃、 块烃和脂环烃等。 芳香烃有苯、 甲苯、 乙苯、 对-二甲苯、 联-二甲苯、 邻-二甲苯和苯乙烯等。 已报道的烟气气相物中的 挥发性酯类有甲酸甲酯、 甲酸乙酯、 乙酸甲酯、 乙酸乙酯、 乙酸乙烯酯、 丙酸异 丙酯、 乙酸丁酯、 己酸乙酯等。 烟气中的呋喃类化合物是烟草中重要的香味物质， 是烟叶非酶棕色化反应的产物。 卷烟烟气中主要有呋喃、 2-甲基呋喃、 四氢呋喃、 2， 5-二甲基呋喃等， 它们都是重要的烟草香味物质。 烟气气相物中代表性的挥发 性腈类化合物有丙烯腈、 乙腈、 丙腈、 异丁腈、 戊腈、 己腈等。 这些化合物是在 卷烟燃吸过程中形成的， 其前体物质是烟草中的 N-杂环化合物， 如吡啶、 甲基吡 嗪等， 是这些物质在高温下裂解生成的。 烟气气相物中， 还有许多其他挥发性成 分， 如氨、 一氧化氮、 二氧化氮、 亚硝酸甲酯、 硫化氢、 氢氰酸、 氯甲烷、 甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丁醇等。 从上述烟气中的复杂成分可以看出， 在去除烟气中有害成分的同时又要保留 烟气中的香气浓度， 就必须利用材料的选择性吸附功能。 而目前普遍使用的醋酸 纤维滤嘴和聚丙烯纤维滤嘴对烟气中的成分的选择性吸附功能不强， 但也有烟草 企业试图通过在醋酸纤维滤棒成型过程中加入具有很强吸附功能的活性炭， 或者 通过滤棒复合的办法来达到选择性吸附功能和更强的过滤功能， 并且有部分加炭 醋酸纤维滤棒或者各种复合棒进入烟草市场， 但出现的问题是在醋酸纤维滤棒成 型的过程中加入活性炭会导致加炭量难以控制、 活性炭颗粒粗、 活性炭在滤嘴中 分布不均、 炭颗粒易污染滤棒切口和损耗切割刀片， 从而导致加工困难， 且存在 滤嘴吸阻、 硬度、 圆度、 外观指标不稳定等缺陷， 而复合棒的成型无疑额外增加 了滤棒的生产成本。 另外， 在醋酸纤维成棒过程中加入活性炭或者在复合棒成型 过程中加入活性炭会导致烟气中有炭味， 影响消费者的口味， 在烤烟中推广应用 困难。 发明内容 为了解决上述在滤棒成型的过程中加入活性炭或者复合棒成型过程中加入活 性炭存在的诸多问题和缺陷， 本发明提供了一种烟用含炭聚丙烯丝束及其制备方 法。 本发明的技术方案为： 一种烟用含炭聚丙烯丝束，其特征在于由重量百分比为：0.5〜2.5%的降温母粒， 0.2〜4.0%的改性母粒， 5〜35%的功能母粒， 余量的聚丙烯切片熔融共混纺丝构成。
其中所述的功能母粒是含有重量百分比为 10〜40%活性炭微粉的聚丙烯切片， 所述的活性炭微粉的粒径为 0.3〜2.0μηι， 比表面积为 600〜1500m2/g，孔径为 0.5〜3nm; 降温母粒是含有聚苯乙烯、 乙烯-醋酸乙烯酯聚苯乙烯、 或乙烯-醋酸乙 烯酯共聚物的聚丙烯切片； 改性母粒是含有二叔丁基过氧化物、 四 [β- (3， 5-二叔 丁基—4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、 三 [2， 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯或上述任 意两种或上述三种的共聚物的聚丙烯切片作为一种优化方式所述的降温母粒重量 百分比为 1.0〜2.0%， 改性母粒重量百分比为 0.5〜3.0%， 其中所述的聚丙烯切片熔 融指数为 20〜30g/10min， 所述的降温母粒熔融指数为 30〜45g/10min， 所述的改性 母粒熔融指数为 15〜30g/10min。
作为进一步优化方式所述的活性炭微粉粒径为 0.5〜1.5μηι， 比表面积为 1000〜1500 m2/g， 孔径为 0.8〜2nm， 活性炭为椰壳炭微粉、 竹炭微粉等， 其粒径小 于熔体过滤网的孔径。
其中所述的含活性炭微粉的聚丙烯切片由江苏省无锡华日化工有限公司生 产。
其中所述的降温母粒是含有聚苯乙烯（PS)、 乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物（EVA)、 或聚苯乙烯 （PS) 和乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物 （EVA) 的聚丙烯切片， 由江苏省丹 阳市巨星高分子复合材料厂生产， 一般加入量为原辅料重量份的 1.0〜2.0%。 产品 规格为： 熔融指数 15〜30g/10min， 灰分小于 40ppm， 水分含量小于 1%。 改性母粒 是含有二叔丁基过氧化物 （DTBP)、 四 [β- ( 3， 5-二叔丁基 -4-羟基苯基） 丙酸]季 戊四醇酯 （抗氧剂 1010)、 三 [2， 4-二叔丁基苯基] 亚磷酸酯 （抗氧剂 168)或上 述任意两种或三种的共聚物的聚丙烯切片， 由江苏省丹阳市巨星高分子复合材料 厂生产， 一般加入量为原辅料重量份的 0.5〜3.0%。 产品规格为： 熔融指数 35〜45g/10min， 灰分 0. 06%, 水分含量小于 1%。
一种烟用含炭聚丙烯丝束的制备方法， 其特征在于按如下步骤实现： 将降温 母粒、 改性母粒和功能母粒按设计比例共混均匀后与聚丙烯切片在加料仓共混均 匀， 进入螺杆挤出机， 设定螺杆纺丝温度为： 一区 240±5°C， 二区 255±5 °C， 三区
270±5°C , 四区 270±5°C， 五区 270±5°C， 六区 270±5 °C， 七区 270±5 °C， 设定箱体 联苯压力<0.20 MPa， 设定牵伸倍数为 2.7±0.1， 卷曲轮与轮间隙为 0.08〜0.10mm， 卷曲主压为 0.2〜0.4 MPa， 熔融挤出纺丝制得烟用含炭聚丙烯丝束。 有益效果： 本发明制得的烟用含炭聚丙烯丝束的各项物理指标符合行业要求和卫生要 求， 使用本发明的烟用含炭聚丙烯丝束制备卷烟过滤嘴棒， 接烟后抽吸刺辣味明 显降低， 烟气柔和， 口感好， 经检测发现对烟气中的有害成分的选择过滤性比常 规醋酸纤维滤嘴和聚丙烯丝束滤嘴强。 本发明的制备方法相比醋酸纤维滤嘴加炭和复合棒加炭有如下优点：
1、 烟用含炭聚丙烯丝束生产的可操作性强， 可直接利用现有的一步法烟用聚丙烯 丝束纺丝设备进行生产， 不需对纺丝设备进行额外改造；
2、 本发明在纺丝过程中活性炭微粉是以聚丙烯为载体的功能母粒形式加入聚丙烯 切片主料中的， 经过螺杆挤出后能均匀分布在纤维中， 可直接在滤棒成型机上成 型， 不需要单独的加炭设备；
3、 与在滤嘴成型过程中加入颗粒较大的活性炭相比， 本发明的烟用含炭聚丙烯丝 束具有活性炭利用率高， 用量少， 颗粒小， 比较面积大， 过滤效果好， 不影响滤 棒指标， 不污染滤棒切口和磨损切割刀片的优点；
4、 根据实际需要， 在纺丝过程中可通过调节功能母粒施加量的办法来对丝束中的 炭含量进行调节， 以达到不同的效果要求， 活性炭施加量易控制， 也可以在制备 活性炭功能母粒时根据需要选择不同粒径、 孔径及比表面积的活性炭微粉， 用以 选择性吸附烟气中的有害成分。
5、 本发明的烟用含炭聚丙烯丝束制得的滤棒可以与醋纤滤棒、 丙纤滤棒、 纸质滤 棒等其它各种滤棒， 以及特种棒和异形棒等进行不同的组合， 制得二元或者多元 复合滤棒， 以满足滤嘴的不同功能要求。 提供下列实施例以进一步阐述和解释本发明， 并且， 不认为以任何方式限定 本发明。 除非特别指出， 所有的用量均为重量百分比。 具体实施方式 比较例 1 将辅料降温母粒 2.5%， 改性母粒 4.0%， 增白母粒 0.8% (增白母粒是含有二 氧化钛的聚丙烯切片， 由江苏省丹阳市巨星高分子复合材料厂生产） 经过干燥后 充分混合均匀， 通过计量泵控制辅料与主料 （余量的聚丙烯切片） 的加料速度， 计量泵速比控制为 0.106±0.005， 经过螺杆挤出机熔融纺丝， 喷丝板选用孔数为 11000孔型， 螺杆温度设定为： 一区 245±5°C， 二区 255±5°C， 三区 270±5°C， 四 区 270±5 °C， 五区 270±5 °C， 六区 270±5 °C， 七区 270±5 °C， 熔体滤后压力控制在 8.5±0.5MPa，过滤器温度设为： 一区 265±5 °C，二区 265±5°C，管道温度： 265±5 °C， 箱体温度： 265±5°C， 箱体联苯压力： <0.15MPa， 环吹风温度： 22±3°C， 纺丝室环 境温度： 15〜35°C， 油轮速度： 14.5±0.5m/min， 油剂浓度： 1.0%， 纺丝线速度设为 170±5m/min,牵伸倍数为 2.7±0.5，水浴槽温度 68±5°C，水浴槽循环量： 370±50Kg/h。 烟用含炭聚丙烯丝束进入卷曲工序后， 控制卷曲轮与轮间隙为 0.08±0.02mm， 卷曲动刀与轮间隙 0.10-0.12mm， 卷曲定刀与轮间隙 0.08-0.10， 卷曲轮线速度 155±5m/min, 卷曲主压 0.30±0.05MPa， 卷曲蒸汽刀前温度≥65°C， 卷曲蒸汽刀后温 度≥80°。。 烟用含炭聚丙烯丝束进入烘干工序后，设定烘箱干燥温度：干燥一区 105±5°C， 干燥二区 115±5°C，干燥三区 120±5 °C，干燥四区 115±5°C，冷却区温度 <35°C (铺 丝处环境温度高于 25°C时开启骤冷空调）， 烘干定型时间设定为 13min。 烟用含炭聚丙烯丝束从烘干出来后即为成型的产品。 本实施例制得的烟用含 炭聚丙烯丝束指标检测如表 1所示。 实施例 1 将辅料降温母粒 2.5%， 改性母粒 4.0%， 功能母粒 5% (功能母粒中有效炭含 量为 20%， 活性炭粒径 0.3〜1.0μηι， 活性炭孔径 0.5〜0.8nm， 活性炭比表面积 600〜1000m2/g ) 经过干燥后充分混合均匀。 所述的降温母粒熔融指数为 30〜45g/10min; 所述的改性母粒熔融指数为 15〜30g/10min。 通过计量泵控制辅料与主料 （余量的聚丙烯切片， 其中所述的聚丙烯切片熔 融指数为 20〜30g/10min，）的加料速度， 计量泵速比控制为 0.106±0.005， 经过螺杆 挤出机熔融纺丝，喷丝板选用孔数为 11000孔型，螺杆温度设定为：一区 240±5°C， 二区 255±5°C， 三区 270±5°C， 四区 270±5°C， 五区 270±5°C， 六区 270±5°C， 七 区 270±5°C， 熔体滤后压力控制在 8.5±0.5MPa， 过滤器温度设为： 一区 265±5°C， 二区 265±5°C，管道温度： 265±5°C，箱体温度： 265±5°C，箱体联苯压力： <0.15MPa， 环吹风温度： 22±3°C， 纺丝室环境温度： 15〜35°C， 油轮速度： 14.5±0.5m/min， 油 剂浓度： 1.0%， 纺丝线速度设为 170±5m/min， 牵伸倍数为 2.7±0.5， 水浴槽温度 68±5°C， 水浴槽循环量： 370±50Kg/h。 烟用含炭聚丙烯丝束进入卷曲工序后， 控制卷曲轮与轮间隙为 0.08±0.02mm， 卷曲动刀与轮间隙 0.10-0.12mm， 卷曲定刀与轮间隙 0.08-0.10， 卷曲轮线速度 155±5m/min, 卷曲主压 0.30±0.05MPa， 卷曲蒸汽刀前温度≥65°C， 卷曲蒸汽刀后温 度≥80°。。 烟用含炭聚丙烯丝束进入烘干工序后，设定烘箱干燥温度：干燥一区 105±5°C， 干燥二区 115±5°C，干燥三区 120±5°C，干燥四区 115±5°C，冷却区温度 <35°C (铺 丝处环境温度高于 25°C时开启骤冷空调）， 烘干定型时间设定为 13min。 烟用含炭聚丙烯丝束从烘干出来后即为成型的产品。 本实施例制得的烟用含 炭聚丙烯丝束指标检测如表 1所示。 实施例 2 将辅料降温母粒 2.0%， 改性母粒 3.0%， 功能母粒 10%， 经过干燥后充分混合 均匀， 通过计量泵控制辅料与主料 （余量的聚丙烯切片） 的加料速度， 计量泵速 比控制为 0.106±0.005， 经过螺杆挤出机熔融纺丝， 喷丝板选用孔数为 11000孔型， 螺杆温度设定为： 一区 240±5°C， 二区 255±5°C， 三区 270±5°C， 四区 270±5°C， 五区 270±5°C， 六区 270±5°C， 七区 270±5°C， 熔体滤后压力控制在 8.5±0.5MPa， 过滤器温度设为： 一区 265±5°C， 二区 265±5°C， 管道温度： 265±5°C， 箱体温度： 265±5°C， 箱体联苯压力： <0.15MPa， 环吹风温度： 22±3°C， 纺丝室环境温度： 15〜35°C，油轮速度： 14.5±0.5m/min，油剂浓度： 1.0%，纺丝线速度设为 170±5m/min， 牵伸倍数为 2.7±0.5， 水浴槽温度 68±5°C， 水浴槽循环量： 370±50Kg/h。 其中所述的功能母粒是含有重量份为 20%活性炭微粉的聚丙烯切片有效炭含 量为 20%， 活性炭粒径 0.5〜1.0μηι， 活性炭孔径 0.8〜1.0nm， 活性炭比表面积 1000〜1500m2/g; 降温母粒是含有聚苯乙烯的聚丙烯切片； 改性母粒是含有二叔丁 基过氧化物的聚丙烯切片。 所述的降温母粒熔融指数为 30〜45g/10min; 所述的改 性母粒熔融指数为 15〜30g/10min。 其中所述的聚丙烯切片熔融指数为 20〜30g/10min， 烟用含炭聚丙烯丝束进入卷曲工序后， 控制卷曲轮与轮间隙为 0.08±0.02mm， 卷曲动刀与轮间隙 0.10-0.12mm， 卷曲定刀与轮间隙 0.08-0.10， 卷曲轮线速度 155±5m/min, 卷曲主压 0.30±0.05MPa， 卷曲蒸汽刀前温度≥65 °C， 卷曲蒸汽刀后温 度≥80°。。 烟用含炭聚丙烯丝束进入烘干工序后，设定烘箱干燥温度：干燥一区 105±5 °C， 干燥二区 115±5 °C，干燥三区 120±5 °C，干燥四区 115±5°C，冷却区温度 <35 °C (铺 丝处环境温度高于 25 °C时开启骤冷空调）， 烘干定型时间设定为 13min。 烟用含炭聚丙烯丝束从烘干出来后即为成型的产品。 本实施例制得的烟用含 炭聚丙烯丝束指标检测如表 1所示。 实施例 3 将辅料降温母粒 2.0%， 改性母粒 2.5%， 功能母粒 15%经过干燥后充分混合均 匀， 通过计量泵控制辅料与主料 （余量的聚丙烯切片） 的加料速度， 计量泵速比 控制为 0.106±0.005， 经过螺杆挤出机熔融纺丝， 喷丝板选用孔数为 11000孔型， 螺杆温度设定为： 一区 240±5 °C， 二区 255±5 °C， 三区 270±5 °C， 四区 270±5 °C， 五区 270±5 °C， 六区 270±5 °C， 七区 270±5 °C， 熔体滤后压力控制在 8.5±0.5MPa， 过滤器温度设为： 一区 265±5 °C， 二区 265±5 °C， 管道温度： 265±5 °C， 箱体温度： 265±5 °C， 箱体联苯压力： <0.15MPa， 环吹风温度： 22±3 °C， 纺丝室环境温度： 15〜25 °C，油轮速度： 14.5±0.5m/min，油剂浓度： 0.8%,纺丝线速度设为 170±5m/min， 牵伸倍数为 2.7±0.5， 水浴槽温度 68±5 °C， 水浴槽循环量： 370±50Kg/h。 其中功能母粒中有效炭含量为 40%， 活性炭粒径 0.5〜1.5μηι， 活性炭孔径 0.8〜1.5nm， 活性炭比表面积 1100〜1500m2/g; 降温母粒是含有乙烯-醋酸乙烯酯聚 苯乙烯的聚丙烯切片； 改性母粒是含有四 [β- ( 3， 5-二叔丁基 -4-羟基苯基） 丙酸] 季戊四醇酯的聚丙烯切片； 所述的降温母粒熔融指数为 30〜45g/10min; 所述的改 性母粒熔融指数为 15〜30g/10min。 其中所述的聚丙烯切片熔融指数为 20〜30g/10min。 烟用含炭聚丙烯丝束进入卷曲工序后， 控制卷曲轮与轮间隙为 0.08±0.02mm， 卷曲动刀与轮间隙 0.10-0.12mm， 卷曲定刀与轮间隙 0.08-0.10， 卷曲轮线速度 155±5m/min, 卷曲主压 0.30±0.05MPa， 卷曲蒸汽刀前温度≥65 °C， 卷曲蒸汽刀后温 度≥80°。。 烟用含炭聚丙烯丝束进入烘干工序后，设定烘箱干燥温度：干燥一区 105±5 °C， 干燥二区 115±5 °C，干燥三区 120±5 °C，干燥四区 115±5°C，冷却区温度 <35 °C (铺 丝处环境温度高于 25 °C时开启骤冷空调）， 烘干定型时间设定为 13min。 烟用含炭聚丙烯丝束从烘干出来后即为成型的产品。 本实施例制得的烟用含 炭聚丙烯丝束指标检测如表 1所示。 实施例 4 将辅料降温母粒 1.0%， 改性母粒 2.0 %， 功能母粒 30%经过干燥后充分混合 均匀， 通过计量泵控制辅料与主料 （余量的聚丙烯切片） 的加料速度， 计量泵速 比控制为 0.106±0.005， 经过螺杆挤出机熔融纺丝， 喷丝板选用孔数为 11000孔型， 螺杆温度设定为： 一区 240±5 °C， 二区 255±5 °C， 三区 270±5 °C， 四区 270±5 °C， 五区 270±5 °C， 六区 270±5 °C， 七区 270±5 °C， 熔体滤后压力控制在 8.5±0.5MPa， 过滤器温度设为： 一区 265±5 °C， 二区 265±5 °C， 管道温度： 265±5 °C， 箱体温度： 265±5 °C， 箱体联苯压力： <0.15MPa， 环吹风温度： 22±3 °C， 纺丝室环境温度： 15〜25 °C，油轮速度： 14.5±0.5m/min，油剂浓度： 0.8%,纺丝线速度设为 170±5m/min， 牵伸倍数为 2.7±0.5， 水浴槽温度 68±5 °C， 水浴槽循环量： 370±50Kg/h。 所述的功能母粒中有效炭含量为 30%， 活性炭粒径 0.5〜2.0μηι， 活性炭孔径 0.8〜1.5nm， 活性炭比表面积 800〜1100m2/g 降温母粒是含有聚苯乙烯和乙烯 -醋酸 乙烯酯共聚物的聚丙烯切片； 改性母粒是含有三 [2， 4-二叔丁基苯基] 亚磷酸酯 的聚丙烯切片。 所述的降温母粒熔融指数为 30〜45g/10min; 所述的改性母粒熔融 指数为 15〜30g/10min。 其中所述的聚丙烯切片熔融指数为 20〜30g/10min。 烟用含炭聚丙烯丝束进入卷曲工序后， 控制卷曲轮与轮间隙为 0.08±0.02mm， 卷曲动刀与轮间隙 0.10-0.12mm， 卷曲定刀与轮间隙 0.08-0.10， 卷曲轮线速度 155±5m/min, 卷曲主压 0.30±0.05MPa， 卷曲蒸汽刀前温度≥65 °C， 卷曲蒸汽刀后温 度≥80°。。 烟用含炭聚丙烯丝束进入烘干工序后，设定烘箱干燥温度：干燥一区 105±5 °C， 干燥二区 115±5 °C，干燥三区 120±5 °C，干燥四区 115±5°C，冷却区温度 <35 °C (铺 丝处环境温度高于 25 °C时开启骤冷空调）， 烘干定型时间设定为 13min。 烟用含炭聚丙烯丝束从烘干出来后即为成型的产品。 本实施例制得的烟用含 炭聚丙烯丝束指标检测如表 1所示。 实施例 5 将辅料降温母粒 1.0%， 改性母粒 1.0%， 功能母粒 25%经过干燥后充分混合均 匀， 通过计量泵控制辅料与主料 （余量的聚丙烯切片） 的加料速度， 计量泵速比 控制为 0.106±0.005， 经过螺杆挤出机熔融纺丝， 喷丝板选用孔数为 11000孔型， 螺杆温度设定为： 一区 245±5 °C， 二区 256±5 °C， 三区 270±5 °C， 四区 270±5 °C， 五区 270±5 °C， 六区 270±5 °C， 七区 270±5 °C， 熔体滤后压力控制在 8.5±0.5MPa， 过滤器温度设为： 一区 265±5 °C， 二区 265±5 °C， 管道温度： 265±5 °C， 箱体温度： 265±5 °C， 箱体联苯压力： <0.15MPa， 环吹风温度： 22±3 °C， 纺丝室环境温度： 15〜25 °C，油轮速度： 14.5±0.5m/min，油剂浓度： 0.8%,纺丝线速度设为 170±5m/min， 牵伸倍数为 2.7±0.5， 水浴槽温度 68±5 °C， 水浴槽循环量： 370±50Kg/h。 所述的功能母粒中有效炭含量为 20%， 活性炭粒径 1.0〜2.0μηι， 活性炭孔径 0.8〜2.0nm， 活性炭比表面积 600〜1100m2/g 降温母粒是含有聚苯乙烯和乙烯 -醋酸 乙烯酯共聚物的聚丙烯切片； 改性母粒是含有二叔丁基过氧化物与四 [β- ( 3， 5-二 叔丁基 -4-羟基苯基） 丙酸]季戊四醇酯的共聚物的聚丙烯切片。 所述的降温母粒熔 融指数为 30〜45g/10min; 所述的改性母粒熔融指数为 15〜30g/10min。 其中所述的 聚丙烯切片熔融指数为 20〜30g/10min。 烟用含炭聚丙烯丝束进入卷曲工序后， 控制卷曲轮与轮间隙为 0.08±0.02mm， 卷曲动刀与轮间隙 0.10-0.12mm， 卷曲定刀与轮间隙 0.08-0.10， 卷曲轮线速度 155±5m/min, 卷曲主压 0.30±0.05MPa， 卷曲蒸汽刀前温度≥65 °C， 卷曲蒸汽刀后温 度≥80°。。 烟用含炭聚丙烯丝束进入烘干工序后，设定烘箱干燥温度：干燥一区 105±5 °C， 干燥二区 115±5 °C，干燥三区 120±5 °C，干燥四区 115±5°C，冷却区温度 <35 °C (铺 丝处环境温度高于 25 °C时开启骤冷空调）， 烘干定型时间设定为 13min。 烟用含炭聚丙烯丝束从烘干出来后即为成型的产品。 本实施例制得的烟用含 炭聚丙烯丝束指标检测如表 1所示。 实施例 6 将辅料降温母粒 0.8%， 改性母粒 0.5%， 功能母粒 30%经过干燥后充分混合均 匀， 通过计量泵控制辅料与主料 （余量的聚丙烯切片） 的加料速度， 计量泵速比 控制为 0.106±0.005， 经过螺杆挤出机熔融纺丝， 喷丝板选用孔数为 11000孔型， 螺杆温度设定为： 一区 250±5 °C， 二区 255±5 °C， 三区 270±5 °C， 四区 270±5 °C， 五区 270±5 °C， 六区 270±5 °C， 七区 270±5 °C， 熔体滤后压力控制在 8.5±0.5MPa， 过滤器温度设为： 一区 265±5 °C， 二区 265±5 °C， 管道温度： 265±5 °C， 箱体温度： 265±5 °C， 箱体联苯压力： <0.15MPa， 环吹风温度： 22±3 °C， 纺丝室环境温度： 15〜25 °C，油轮速度： 14.5±0.5m/min，油剂浓度： 0.8%,纺丝线速度设为 170±5m/min， 牵伸倍数为 2.7±0.5， 水浴槽温度 68±5 °C， 水浴槽循环量： 370±50Kg/h。 所述的功能母粒中有效炭含量为 20%， 活性炭粒径 0.5〜1.5μηι， 活性炭孔径 1.0〜2.5nm， 活性炭比表面积 800〜1500m2/g; 降温母粒是含有聚苯乙烯、 乙烯 -醋酸 乙烯酯聚苯乙烯、 或聚苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的聚丙烯切片； 改性母粒 是含有二叔丁基过氧化物与三 [2， 4-二叔丁基苯基] 亚磷酸酯的共聚物的聚丙烯 切片。 所述的降温母粒熔融指数为 30〜45g/10min; 所述的改性母粒熔融指数为 15〜30g/10min。 其中所述的聚丙烯切片熔融指数为 20〜30g/10min。 烟用含炭聚丙烯丝束进入卷曲工序后， 控制卷曲轮与轮间隙为 0.08±0.02mm， 卷曲动刀与轮间隙 0.10-0.12mm， 卷曲定刀与轮间隙 0.08-0.10， 卷曲轮线速度 155±5m/min, 卷曲主压 0.30±0.05MPa， 卷曲蒸汽刀前温度≥65 °C， 卷曲蒸汽刀后温 度≥80°。。 烟用含炭聚丙烯丝束进入烘干工序后，设定烘箱干燥温度：干燥一区 105±5°C， 干燥二区 115±5°C，干燥三区 120±5 °C，干燥四区 115±5°C，冷却区温度 <35°C (铺 丝处环境温度高于 25°C时开启骤冷空调）， 烘干定型时间设定为 13min。 烟用含炭聚丙烯丝束从烘干出来后即为成型的产品。 本实施例制得的烟用含 炭聚丙烯丝束指标检测如表 1所示。 实施例 7 将辅料降温母粒 0.8%， 改性母粒 0.8%， 功能母粒 35%经过干燥后充分混合均 匀， 通过计量泵控制辅料与主料 （余量的聚丙烯切片） 的加料速度， 计量泵速比 控制为 0.106±0.005， 经过螺杆挤出机熔融纺丝， 喷丝板选用孔数为 11000孔型， 螺杆温度设定为： 一区 250±5 °C， 二区 255±5 °C， 三区 270±5 °C， 四区 270±5 °C， 五区 270±5 °C， 六区 270±5 °C， 七区 270±5 °C， 熔体滤后压力控制在 8.5±0.5MPa， 过滤器温度设为： 一区 265±5°C， 二区 265±5°C， 管道温度： 265±5°C， 箱体温度： 265±5°C， 箱体联苯压力： <0.15MPa， 环吹风温度： 22±3°C， 纺丝室环境温度： 15〜25°C，油轮速度： 14.5±0.5m/min，油剂浓度： 0.8%,纺丝线速度设为 170±5m/min， 牵伸倍数为 2.7±0.5， 水浴槽温度 68±5°C， 水浴槽循环量： 370±50Kg/h。 所述的功能母粒中有效炭含量为 10%， 活性炭粒径 0.8〜2.0μηι， 活性炭孔径 2.0〜3.0nm， 活性炭比表面积 500〜1100m2/g; 降温母粒是含有聚苯乙烯、 乙烯 -醋酸 乙烯酯聚苯乙烯、 或聚苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的聚丙烯切片； 改性母粒 是含有二叔丁基过氧化物、 四 [β- (3， 5-二叔丁基 -4-羟基苯基） 丙酸]季戊四醇酯 和三 [2， 4-二叔丁基苯基] 亚磷酸酯的共聚物的聚丙烯切片。 所述的降温母粒熔 融指数为 30〜45g/10min; 所述的改性母粒熔融指数为 15〜30g/10min。 其中所述的 聚丙烯切片熔融指数为 20〜30g/10min。 烟用含炭聚丙烯丝束进入卷曲工序后， 控制卷曲轮与轮间隙为 0.08±0.02mm， 卷曲动刀与轮间隙 0.10〜0.12mm， 卷曲定刀与轮间隙 0.08〜0.10， 卷曲轮线速度 155±5m/min, 卷曲主压 0.30±0.05MPa， 卷曲蒸汽刀前温度≥65°C， 卷曲蒸汽刀后温 度≥80°。。 烟用含炭聚丙烯丝束进入烘干工序后，设定烘箱干燥温度：干燥一区 105±5°C， 干燥二区 115±5°C，干燥三区 120±5 °C，干燥四区 115±5°C，冷却区温度 <35°C (铺 丝处环境温度高于 25°C时开启骤冷空调）， 烘干定型时间设定为 13min。 烟用含炭聚丙烯丝束从烘干出来后即为成型的产品。 本实施例制得的烟用含 炭聚丙烯丝束指标检测如表 1所示。 表 1 不同含量功能母粒制得的烟用含炭聚丙烯丝束指标 实施例 总旦 总旦变异 卷曲数 卷指 强度 伸长 弹性回复 含油率 比电阻 ktex % 个 /25mm CN/tex % % % Ω -g/cm2 比较例 1 3.864 0.54 27.8 0.583 19.85 62.31 46.03 0.72 4.83x l012 实施例 1 3.912 0.47 27.6 0.645 19.67 61.92 42.56 0.80 6.93χ 10π 实施例 2 3.960 0.81 28.8 0.680 19.01 61.73 42.41 0.84 4.83χ 10π 实施例 3 4.000 0.66 29.0 0.680 20.34 65.20 45.69 0.91 3.44χ 10π 实施例 4 3.933 0.72 28.5 0.641 19.21 60.02 39.96 0.95 2.66X 1011 实施例 5 3.985 0.76 28.9 0.633 20.22 63.54 41.62 0.84 2.23χ 10π 实施例 6 3.942 0.78 28.8 0.672 19.86 62.11 40.57 0.88 2.17x lOn 实施例 7 3.953 0.74 29.4 0.672 20.25 64.23 41.34 0.78 1.88X 1011 从以上实施例可以看出， 加入了含有活性炭的功能母粒制得的烟用含炭聚丙 烯丝束在功能母粒含量变化的情况下， 其总旦、 总旦变异、 卷曲数、 卷指、 强度、 伸长、 弹性回复、 含油率等指标变化很小， 而丝束表面的比电阻则随着功能母粒 用量的增加而下降， 说明在丝束的表面含有活性炭导致丝束导电性增强， 因此用 作卷烟滤嘴时， 其表面的活性炭能起到很好的选择性吸附过滤作用。 在不超出本发明的精神和范围下， 可以对本发明作出更多的配方和工艺调整， 如降温母粒、 改性母粒、 功能母粒在主辅原料中的比例， 工艺条件的变化等。 这 对于本领域的技术人员来讲是显而易见的。 这里描述的具体实施方式仅作为实施 例而被提出， 仅按照所附权利要求连同其全部等同物的范围而将本发明限制在这 些权利要求所要求的范围内。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种烟用含炭聚丙烯丝束， 其特征在于由重量百分比为： 0.5〜2.5%的降 温母粒， 0.2〜4.0%的改性母粒， 5〜35%的功能母粒， 余量的聚丙烯切片熔融共混 纺丝构成。
2、 根据权利要求 1所述的一种烟用含炭聚丙烯丝束， 其特征在于所述的功 能母粒是含有重量百分比为 10〜40%活性炭微粉的聚丙烯切片， 所述的活性炭微 粉的粒径为 0.3〜2.0μηι， 比表面积为 600〜1500m2/g，孔径为 0.5〜3nm; 降温母粒是 含有聚苯乙烯、 乙烯-醋酸乙烯酯聚苯乙烯、 或聚苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物的聚丙烯切片； 改性母粒是含有二叔丁基过氧化物、 四 [β- ( 3， 5-二叔丁基 -4- 羟基苯基） 丙酸]季戊四醇酯、 三 [2， 4-二叔丁基苯基] 亚磷酸酯或上述任意两 种或上述三种的共聚物的聚丙烯切片。
3、 根据权利要求 1或 2所述的一种烟用含炭聚丙烯丝束， 其特征在于降温 母粒重量百分比为 1.0〜2.0%。
4、 根据权利要求 1或 2所述的一种烟用含炭聚丙烯丝束， 其特征在于改性 母粒重量百分比为 0.5〜3.0%。
5、 根据权利要求 1或 2所述的一种烟用含炭聚丙烯丝束， 其特征在于其中 所述的聚丙烯切片熔融指数为 20〜30g/10min， 所述的降温母粒熔融指数为 30〜45g/10min。
6、 根据权利要求 1或 2所述的一种烟用含炭聚丙烯丝束， 其特征在于所述 的改性母粒熔融指数为 15〜30g/10min。
7、 根据权利要求 2所述的一种烟用含炭聚丙烯丝束， 其特征在于活性炭微 粉粒径为 0.5〜1.5μηι， 比表面积为 1000〜1500 m2/g， 孔径为 0.8〜2nm。
8、 一种烟用含炭聚丙烯丝束的制备方法， 其特征在于按如下步骤实现： 将 降温母粒、改性母粒和功能母粒按设计比例共混均匀后与聚丙烯切片在加料仓共 混均匀， 进入螺杆挤出机， 设定螺杆纺丝温度为： 一区 240±5 °C， 二区 255±5 °C， 三区 270±5 °C， 四区 270±5 °C， 五区 270±5 °C， 六区 270±5 °C， 七区 270±5 °C， 设 定箱体联苯压力< 0.20 MPa , 设定牵伸倍数为 2.7±0.1， 卷曲轮与轮间隙为 0.08〜0.10mm，卷曲主压为 0.2〜0.4 MPa,熔融挤出纺丝制得烟用含炭聚丙烯丝束。
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