專(zhuān)利名稱(chēng)：一種香煙過(guò)濾嘴用改性聚丙烯絲束的制造方法
涉及領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種香煙過(guò)濾嘴用改性聚丙烯絲束專(zhuān)用料的制造方法，屬于合成樹(shù)脂領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前世界上傳統(tǒng)采用醋酸纖維(CA)絲束作為卷煙濾嘴材料，它具有良好物性指標(biāo)和優(yōu)異的有害物質(zhì)截濾性，是當(dāng)前最佳濾嘴材料，但存在著原料資源缺乏，生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，有三廢污染，成本高昂的缺點(diǎn)。因而國(guó)外從上世紀(jì)60年代開(kāi)始研究以合成纖維代替CA生產(chǎn)香煙濾嘴，在80年代出現(xiàn)了聚丙烯纖維濾嘴。聚丙烯纖維具有很好的親油性和豐富而廉價(jià)的原料，無(wú)毒無(wú)味、回潮率低等優(yōu)點(diǎn)，研制早期存在的一些問(wèn)題如絲束強(qiáng)力和伸長(zhǎng)過(guò)大，難以切斷；濾棒硬度低；過(guò)濾焦油特別是多環(huán)芳烴的效果差等缺點(diǎn)，逐步得到解決，如通過(guò)加入過(guò)氧化物降溫母粒和摻雜樹(shù)脂或填料降低絲束強(qiáng)力和伸長(zhǎng)；采用合適的工藝，粘合劑粘合或低熔點(diǎn)樹(shù)脂共混紡絲再經(jīng)熱處理立體交聯(lián)來(lái)提高硬度；與不相容樹(shù)脂共混紡絲產(chǎn)生疏松結(jié)構(gòu)的纖維形態(tài)和提高PP纖維極性的方法以及浸漬CA溶液和噴灑有機(jī)酸酯來(lái)提高焦油等過(guò)濾性能。以上改性方法使聚丙烯絲束基本能滿(mǎn)足卷煙濾嘴的要求，在低檔卷煙上得到應(yīng)用，但聚丙烯濾嘴的口感較差，特別是其辛辣味較重一直難以被吸煙者接受。經(jīng)分析證明辛辣口感是由于低級(jí)醛類(lèi)造成的，低級(jí)醛類(lèi)具有分子量小，沸點(diǎn)低，揮發(fā)性高的特點(diǎn)(如甲醛沸點(diǎn)19℃，乙醛沸點(diǎn)20.2℃，丙烯醛沸點(diǎn)52.5℃)，難以被低極性的PP濾嘴吸附，即使發(fā)生了物理吸附，在吸煙的后期隨著濾嘴溫度的升高也會(huì)發(fā)生解吸附。
經(jīng)過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利檢索咨詢(xún)中心的檢索，未發(fā)現(xiàn)由破壞本發(fā)明新穎性、創(chuàng)造性的背景文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過(guò)采用化學(xué)降解、成核改性、共混紡絲、化學(xué)處理綜合改性PP絲束的方法，得到了具有良好綜合性能的煙用改性聚丙烯過(guò)濾絲束，代替醋酸纖維過(guò)濾嘴在中檔卷煙上得到應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本發(fā)明所述專(zhuān)用料的制備方法如下將中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司生產(chǎn)的均聚PP作為基礎(chǔ)樹(shù)脂，采用過(guò)氧化物和β晶型成核劑按一定比例添加，經(jīng)擠出造粒后，提高聚丙烯切片的熔體流動(dòng)速率(MFR)，降低PP分子量及其分布，生成準(zhǔn)晶，從而提高PP的可紡性。β晶型成核劑和不相容樹(shù)脂改性PP纖維能夠產(chǎn)生大小不一的孔洞和裂縫，提高了吸附過(guò)濾性能，同時(shí)纖維的強(qiáng)力和伸長(zhǎng)降低，利于濾棒成型?；瘜W(xué)吸附劑水溶液噴淋改性PP絲束制造的濾嘴，能有效降低煙氣中的低級(jí)醛類(lèi)和焦油等有害物質(zhì)含量，辛辣口感降低，達(dá)到醋酸纖維濾嘴的效果。
本發(fā)明所說(shuō)的均聚PP為中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司引進(jìn)Himont公司PP聚合工藝生產(chǎn)，MFR為20～25g/10min。
本發(fā)明所說(shuō)的添加劑添加比例，以PP為100份計(jì)，過(guò)氧化物為0.2～5份，β晶型成核劑為0.1～0.5份。
本發(fā)明所說(shuō)的過(guò)氧化物是301型過(guò)氧化物。
本發(fā)明所說(shuō)的β晶型成核劑是有機(jī)酰胺類(lèi)成核劑。
本發(fā)明所說(shuō)的化學(xué)吸附劑水溶液是酰胺化合物，水溶液濃度5～10％。
本發(fā)明所說(shuō)的噴淋是在絲束上定量噴淋，絲束增重0.5～1％。
本發(fā)明采用過(guò)氧化物和β晶型成核劑提高聚丙烯切片的熔體流動(dòng)速率(MFR)，降低PP分子量及其分布，促進(jìn)生成準(zhǔn)晶，從而提高PP的可紡性。β晶型成核劑和不相容樹(shù)脂改性PP纖維能夠產(chǎn)生大小不一的孔洞和裂縫，提高了吸附過(guò)濾性能，同時(shí)纖維的強(qiáng)力和伸長(zhǎng)降低，利于濾棒成型?；瘜W(xué)吸附劑水溶液噴淋改性PP絲束制造的濾嘴，能有效降低煙氣中的低級(jí)醛類(lèi)和焦油等有害物質(zhì)含量，辛辣口感降低，達(dá)到甚至超過(guò)醋酸纖維濾嘴的效果。
具體實(shí)施下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的補(bǔ)充說(shuō)明。
實(shí)施例1稱(chēng)取PPZ30S共9200克，PP降溫母粒400克，β晶型成核劑母粒(β晶型成核劑含量5％)400克，混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200℃下擠出造粒，粒子干燥后，進(jìn)行熔融紡絲。纖維的斷裂強(qiáng)度為2.77cN/dt，斷裂伸長(zhǎng)率為240％。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)在纖維的表面和內(nèi)部出現(xiàn)許多微米級(jí)的微孔。
實(shí)施例2稱(chēng)取PPZ30S共8800克，PP降溫母粒400克，不相容樹(shù)脂(PS和EVA)800克，混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200℃下擠出造粒，粒子干燥后，進(jìn)行熔融紡絲。纖維的斷裂強(qiáng)度為1.77cN/dt，斷裂伸長(zhǎng)率為130％。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)在纖維中產(chǎn)生幾十微米大小的孔洞、裂縫和溝槽。
實(shí)施例3稱(chēng)取PPZ30S共8400克，PP降溫母粒400克，β晶型成核劑母粒(β晶型成核劑含量5％)400克，不相容樹(shù)脂(PS和EVA)800克，混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200℃下擠出造粒，粒子干燥后，進(jìn)行熔融紡絲。纖維的斷裂強(qiáng)度為1.56cN/dt，斷裂伸長(zhǎng)率為126％。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)在纖維中既有幾十微米大小的孔洞、裂縫和溝槽，又有許多微米級(jí)的微孔。纖維制成濾嘴，接裝卷煙抽吸后，煙霧經(jīng)氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜分析后表明，總?cè)╊?lèi)物質(zhì)含量降低了51.56％稱(chēng)量后發(fā)現(xiàn)濾嘴增重率10.42％。
實(shí)施例4將實(shí)施例3中的纖維噴淋2％的化學(xué)吸附劑(長(zhǎng)鏈脂肪胺)的水溶液后，制成濾嘴，接裝卷煙抽吸后，煙霧經(jīng)氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜分析后表明，總?cè)╊?lèi)物質(zhì)含量降低了62.25％稱(chēng)量后發(fā)現(xiàn)濾嘴增重率12.22％。
實(shí)施例5將實(shí)施例3中的纖維噴淋4％的化學(xué)吸附劑(長(zhǎng)鏈脂肪胺)的水溶液后，制成濾嘴，接裝卷煙抽吸后，煙霧經(jīng)氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜分析后表明，總?cè)╊?lèi)物質(zhì)含量降低了69.54％稱(chēng)量后發(fā)現(xiàn)濾嘴增重率14.03％。
比較例1將PPZ30S熔融紡絲，纖維的斷裂強(qiáng)度為3.240N/dr，斷裂伸長(zhǎng)率為245％。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)在纖維的表面和內(nèi)部光滑無(wú)孔。纖維制成濾嘴，接裝卷煙抽吸后，煙霧經(jīng)氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜分析后表明，總?cè)╊?lèi)物質(zhì)含量降低了0％；稱(chēng)量后發(fā)現(xiàn)濾嘴增重率8.11％。
比較例2將醋酸纖維濾嘴接裝卷煙抽吸后，煙霧經(jīng)氣相色譜-傅立葉變換紅外光譜分析后表明，總?cè)╊?lèi)物質(zhì)含量降低了65.59％稱(chēng)量后發(fā)現(xiàn)濾嘴增重率13.79％。
權(quán)利要求
1.一種香煙過(guò)濾嘴用改性聚丙烯絲束專(zhuān)用料的制造方法，其特征在于(a)以過(guò)氧化物和β晶型成核劑按一定比例添加入PP中，擠出造粒；(b)以化學(xué)吸附劑水溶液噴淋PP絲束進(jìn)行改性，制造濾嘴；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于各組分的配料的比例以PP為100份計(jì)，過(guò)氧化物0.2～5份，β晶型成核劑為0.1～0.5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于基礎(chǔ)原料采用中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司引進(jìn)Himont公司PP聚合工藝生產(chǎn)的均聚PP，MFR范圍為20～25g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的過(guò)氧化物為301型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的β晶型成核劑為有機(jī)酰胺類(lèi)成核劑NA。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的化學(xué)吸附劑水溶液是酰胺化合物，水溶液濃度5～10％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的噴淋是在絲束上定量噴淋，絲束增重0.5～1％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于以PP為100份計(jì)，過(guò)氧化物為0.1～2份，最好為0.2~1份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于以PP為100份計(jì)，β晶型成核劑為0.1～0.5份，最好為0.1～0.25份。
全文摘要
本發(fā)明敘述了一種香煙過(guò)濾嘴用改性聚丙烯絲束專(zhuān)用料的制造方法，該方法采用添加過(guò)氧化物和β晶型成核劑，提高PP的可紡性、吸附過(guò)濾性能，采用化學(xué)吸附劑水溶液噴淋改性PP絲束方法制造的濾嘴，有效降低煙氣中的低級(jí)醛類(lèi)和焦油等有害物質(zhì)含量，辛辣口感降低，達(dá)到甚至超過(guò)醋酸纖維濾嘴的效果。
文檔編號(hào)A24D3/06GK1568845SQ03150259
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月23日
發(fā)明者徐文清, 王斌, 周豪, 竇強(qiáng), 武清平, 宋舵, 武士波, 劉朝軍, 韓明哲 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司