一种聚乳酸复合卷烟丝束及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及卷烟技术领域，公开了一种聚乳酸复合卷烟丝束及其制备方法和应用。本发明专利技术的一种聚乳酸复合卷烟丝束，包括聚乳酸丝束以及沉积在聚乳酸丝束表面的纳米纤维，所述聚乳酸丝束是由聚乳酸母粒与结晶促进剂混合制备而成，所述纳米纤维是由二醋酸纤维素接枝的聚乳酸经过静电纺丝制成，所述纳米纤维的的直径为600～900nm。本发明专利技术的一种聚乳酸复合卷烟丝束及其制备方法和应用，能够使用现有的增塑剂制成滤棒，且将其和现有的醋纤丝束结合使用，能在一定程度上降低醋酸纤维丝束的使用量，同时平衡聚乳酸材料的产量无法满足国内卷烟生产速度的问题。速度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸复合卷烟丝束及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及卷烟
，尤其涉及一种聚乳酸复合卷烟丝束及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]香烟过滤嘴是香烟的重要组成部分，它对烟气中的焦油等有过滤、阻挡和吸附作用，可减少烟气中有害物质对人体的伤害，还能改善烟气的品质。目前市场上的香烟过滤嘴材料主要有两种：二醋酸纤维素和聚丙烯烟用丝束。
[0003]二醋酸纤维素丝束过滤和吸附性能优异，易于粘合成滤棒，所制备的滤棒综合性能优异。但二醋酸纤维素丝束也存在以下不足：1)生产原料为多年生的优质木材,我国目前不能自给,主要依靠进口，成本较高；2)在纺丝的过程中采用溶液纺丝法，需要使用大量溶剂，既增加成本，又难免对环境造成污染；3)降解周期长，与木材相比，醋纤丝束的降解性能较差，对环境造成的污染正逐步受到重视。聚丙烯是一种结构非常稳定的非极性物质，本身不带有任何极性基团，丝束表面光滑，其吸附能力远不如醋酸纤维，烟气过滤效果差，抽吸时有较强的辛辣味，一般只能用于低档卷烟上；同时，聚丙烯是长链碳氢化合物，不能生物降解，对环境造成严重污染。
[0004]聚乳酸纤维作为烟用丝束具有以下优点：1)原料来源广，再生周期短的植物(如玉米等)以及有机废弃物(玉米芯等)均可用于制备聚乳酸，从而可以摆脱了对木材和石油资源的依赖，符合可持续发展的要求；2)聚乳酸的生产能耗低于聚丙烯及二醋酸纤维素，是一种低资源环境负荷的高分子材料；3)聚乳酸能够完全生物降解，降解周期短，不造成环境污染；4)聚乳酸具有良好的加工性能，可采用熔融纺丝法制备烟用丝束；5)吸附性能优异，聚乳酸纤维表面含有丰富的极性基团，具有微孔和粗糙感，在对烟气的吸附过程中，同时具有物理吸附和化学吸附双重效果。
[0005]在现有技术中，生产的聚乳酸丝束的物理性能接近二醋酸纤维丝束，但是没有特定的增塑剂使用。使用聚乳酸丝束时，需要聚乳酸的结晶度与粘性达到稳定的平衡，只有当聚乳酸丝束表面的粘性提高，才能使用现有增塑剂对丝束进行滤棒加工。但是当聚乳酸丝束的粘性提高时，结晶度降低，其耐热性、物理机械性能降低，若是结晶度提高，粘性会降低，则不能使用现有增塑剂，聚乳酸表面的丝束不能发生溶胀，所以相同的滤棒吸阻、圆周及硬度等要求下，使用聚乳酸丝束必须填充更多的丝束，但是现有技术中，聚乳酸丝束的生产成本高于醋纤维丝束，且聚乳酸材料暂时发展无法满足国内卷烟生产的速度，因此，大大抑制了聚乳酸材料在卷烟丝束中的应用。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种聚乳酸复合卷烟丝束及其制备方法和应用，能够使用现有的增塑剂制成滤棒，且将其和现有的醋纤丝束结合使用，能在一定程度上降低醋酸纤维丝束的使用量，同时平衡聚乳酸材料的产量无法满足国内卷烟生产速度的问
题。
[0007]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0008]一种聚乳酸复合卷烟丝束，包括聚乳酸丝束以及沉积在聚乳酸丝束表面的纳米纤维，所述聚乳酸丝束是由聚乳酸母粒与结晶促进剂混合制备而成，所述纳米纤维是由二醋酸纤维素接枝的聚乳酸经过静电纺丝制成，所述纳米纤维的的直径为600～900nm。
[0009]进一步，所述聚乳酸母粒的左旋乳酸的摩尔比为97～99％，熔点范围为163～173℃，所述结晶促进剂为聚醚。
[0010]进一步，所述聚乳酸丝束的丝束线密度为3～6ktex，单丝线密度为2～6dtex，卷曲数为 15～30个/25mm。
[0011]此外本专利技术还公开了上述聚乳酸复合卷烟丝束的制备方法，所述聚乳酸复合卷烟丝束的制备方法具体包括以下步骤：
[0012]S1：将聚乳酸母粒与结晶促进剂进行混合后干燥，干燥至水分含量小于300ppm，得到混合物料；
[0013]S2：将混合物料送入纺丝系统，在200～220℃温度下熔融、过滤后，进行熔融纺丝得到聚乳酸纤维；
[0014]S3：将纺出的聚乳酸纤维进行冷却定型、卷绕后存于盛丝桶中，然后进行牵伸，牵伸温度为60～90℃，牵伸倍率为2～3倍；
[0015]S4：牵伸后的丝束进入卷曲机进行卷曲，卷曲温度为75～85℃，卷曲压力为30～35N；
[0016]S5：将卷曲后的丝束烘干定型得到聚乳酸丝束；
[0017]S6：以聚乳酸丝束为基材，对二醋酸纤维素接枝的聚乳酸为原料配制得到的纺丝液进行静电纺丝，得到聚乳酸复合卷烟丝束。
[0018]进一步，所述二醋酸纤维素接枝聚乳酸的纺丝液由二醋酸纤维素接枝聚乳酸、二醋酸纤维素、丙二醇、丙酮组成，二醋酸纤维素接枝聚乳酸、二醋酸纤维素、丙二醇、丙酮的质量比为(0.02～0.05):(0.1～0.3):(0.005～0.009):(2～3)。
[0019]进一步，所述静电纺丝的电压为10～30kV，接收距离为5～30cm，聚乳酸丝束的卷绕速率为50～100m/min。
[0020]进一步，所述二醋酸纤维素接枝聚乳酸的制备方法为：
[0021]A1：分别取丙交酯和乙交酯的搅拌混匀后得到共混物，加入到反应器中，氮气环境下， 140～155℃油浴加热，搅拌至共混物全部熔融；
[0022]A2：取辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡搅拌溶解于甲醛溶液中，得到混合溶液；
[0023]A3：向反应器中加入二醋酸纤维素，搅拌至二醋酸纤维素全部熔融，加入混合溶液，在140～155℃条件下，搅拌反应1～1.5h后冷却至室温；
[0024]A4：将得到的反应物加入氯仿进行溶解，再加入无水乙醇进行析出，多次清洗后，得到二醋酸纤维素接枝聚乳酸。
[0025]使用静电纺丝技术，在聚乳酸丝束的表面制成二醋酸纤维层，但是其复合丝束的物理效果低于纯二醋酸纤维丝束，并且聚乳酸纤维素与二醋酸纤维素之间存在不同的界面相，二醋酸纤维素无法与聚乳酸纤丝束粘接，容易发生脱落。因此将二醋酸纤维素作为骨架，在催化剂的作用下，丙交酯与乙交酯发生开环共聚作用生成聚乳酸，接枝到二醋酸纤维
素上，从而实现和聚乳酸丝束基材的复合。
[0026]将二醋酸纤维素接枝聚乳酸添加到纺丝液的配制中，其中接枝物可以降低醋酸纤维素与聚乳酸之间界面能，增加两者的相容性，并且纳米纤维层形成时，其中接枝的聚乳酸与聚乳酸丝束属于同种物质，使得纳米纤维和聚乳酸丝束结合更紧密，提高了纳米纤维层的粘接性能、耐热性与拉升性能。进一步，所述丙交酯和乙交酯的质量比为(2～3):(1～2)。
[0027]进一步，所述共混物与二醋酸纤维素的质量比为(5～6):(10～20)。
[0028]此外，本专利技术还公开了上述一种聚乳酸复合卷烟丝束的应用，所述聚乳酸复合卷烟丝束与醋酸纤维丝束进行混合使用制成卷烟滤棒。
[0029]本专利技术具有以下优点：
[0030]1、本专利技术中采用醋酸纤维丝束与聚乳酸复合卷烟丝束混合使用，能够使用卷烟常用的增塑剂制成滤棒；并且在滤棒的制成过程中，聚乳酸复合卷烟丝束的含量增加，占卷烟丝束总比值的50～60％，降低醋酸纤维丝束的使用，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸复合卷烟丝束，其特征在于，包括聚乳酸丝束以及沉积在聚乳酸丝束表面的纳米纤维，所述聚乳酸丝束是由聚乳酸母粒与结晶促进剂混合制备而成，所述纳米纤维是由二醋酸纤维素接枝聚乳酸经过静电纺丝制成，所述纳米纤维的的直径为600～900nm。2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸复合卷烟丝束，其特征在于，所述聚乳酸母粒的左旋乳酸的摩尔比为97～99％，熔点范围为163～173℃，所述结晶促进剂为聚醚。3.根据权利要求2所述的一种聚乳酸复合卷烟丝束，其特征在于，所述聚乳酸丝束的丝束线密度为3～6ktex，单丝线密度为2～6dtex，卷曲数为15～30个/25mm。4.根据权利要求1～3任一权利要求所述的一种聚乳酸复合卷烟丝束的制备方法，其特征在于，所述聚乳酸复合卷烟丝束的制备方法具体包括以下步骤：S1：将聚乳酸母粒与结晶促进剂进行混合后干燥，干燥至水分含量小于300ppm，得到混合物料；S2：将混合物料送入纺丝系统，在200～220℃温度下熔融、过滤后，进行熔融纺丝得到聚乳酸纤维；S3：将纺出的聚乳酸纤维进行冷却定型、卷绕后存于盛丝桶中，然后进行牵伸，牵伸温度为60～90℃，牵伸倍率为2～3倍；S4：牵伸后的丝束进入卷曲机进行卷曲，卷曲温度为75～85℃，卷曲压力为30～35N；S5：将卷曲后的丝束烘干定型得到聚乳酸丝束；S6：以聚乳酸丝束为基材，对二醋酸纤维素接枝聚乳酸为原料配制得到的纺丝液进行静电纺丝，得到聚乳酸复合卷烟丝束。5.根据权利要求4所述的一种聚乳酸复合卷烟丝束的制备方法，其特征在于，所述二醋酸纤维素接枝聚乳酸的纺丝液由二醋酸纤维素...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华，黄治，谭广璐，曾天一，任敏，李曦，丁康钟，韩冰，谭运帷，
申请(专利权)人：重庆中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：