[发明专利]聚丙烯过滤烟丝

说明书

技术领域：

本发明涉及过滤烟丝领域，特别涉及改性聚丙烯过滤烟丝。

背景技术：

采用醋酸纤维(CA)丝束作为卷烟滤嘴材料是一种传统的方法，它具有良好物性指标和优异的有害物质截滤性，是当前最佳滤嘴材料，但存在着原料资源缺乏，生产工艺流程长，有三废污染、成本高的缺点。因而国外从上世纪60年代开始研究以合成纤维代替CA生产香烟滤嘴，在80年代出现了聚丙烯纤维滤嘴，国内也于1988年首先在无锡合成纤维总厂实现了烟用聚丙烯丝束的工业化生产。

聚丙烯纤维具有很好的亲油性和丰富而廉价的原料，无毒无味！回潮率低等优点，研制早期存在的一些问题已逐步得到解决，如通过加入过氧化物降温母粒和掺杂树脂或填料降低丝束强力和伸长以易于切断；采用合适的工艺，粘合剂粘合或低熔点树脂共混纺丝再经热处理立体交联来提高滤棒硬度；与不相容树脂共混纺丝产生疏松结构的纤维形态和提高PP纤维极性的方法以及浸渍CA溶液和喷洒有机酸酯来提高过滤焦油效果以上改性方法使聚丙烯丝束基本已能满足卷烟滤嘴的要求，在中低档卷烟上得到应用，但聚丙烯滤嘴的口感较差，特别辛辣味较重，一直难以被吸烟者接受。经分析证明辛辣口感是由于低级醛类造成的，低级醛类具有分子量小、沸点低、挥发性高的特点(如甲醛沸点19℃；乙醛沸点20.2℃；丙烯醛沸点52.5℃)，难以被低极性的PP滤嘴吸附，即使发生了物理吸附，在吸烟的后期随着滤嘴温度的升高也会发生解吸附。

本发明采用化学降解、成核改性、共混纺丝、化学处理综合改性PP丝束的方法，得到了具有良好综合性能的烟用改性聚丙烯过滤丝束。

发明内容：

本发明采用化学降解、成核改性、共混纺丝、化学处理综合改性PP丝束的方法，得到了具有良好综合性能的烟用改性聚丙烯过滤丝束。

通过采用过氧化物降温母粒提高聚丙烯的可纺性，添加β晶型成核剂母粒和不相容树脂共混纺丝，得到具有多孔结构的改性纤维，并在改性纤维表面喷涂化学吸附剂的方法，使聚丙烯滤嘴既具有良好的物性指标，又对低级醛类和焦油等具有较高的过滤性能，明显减轻了聚丙烯滤嘴香烟的辛辣口感。

原料：聚丙烯：Z30S

β晶型成核剂母粒：β晶型成核剂含量5％

化学改性剂

过氧化物降温母粒、不相容树脂(PS、EVA等)。

工艺流程：PP+成核剂母粒+降温母粒+不相容树脂-熔融纺丝-卷绕-上油-落桶-集束-拉伸-卷曲-喷淋化学吸附剂-热定型-冷却-铺丝成箱-丝束开松-覆纸-切断-改性PP滤棒

成核剂母粒和降温母粒的添加量为1-4％(重量)

纤维剪碎压片后进行WAXD测试

附图说明：

图1-2为改性pp粒子的WAXD谱

图1为PP+4％降温母粒；图2为PP+4％降温母粒+4％成核母粒

由图1可见，曲线1中从左至右衍射峰依次为α(110)、β(300)、α(040)、α(130)、α(111)、α(131)，其中β(300)峰很低，β(301)与α(111)重合，强度也很低，按照Turner-Jones表征β晶型含量的K值公式，计算的K值约为8.3％，说明Z30SPP主要生成α晶型，与Z30SPP相比，加入0.25％β晶型成核剂的改性PP的WAXD曲线2中，β(300)、β(301)衍射峰显著增大，而α衍射峰明显减小，K值约为75.3％，说明β晶型成核剂促使PP生成β晶型。由图2可见，不论PP纤维成核改性与否，均出现了拟六方态的准晶或称为近晶的新衍射峰，这是在PP纤维纺丝)拉伸过程中经常出现的一种较为混杂且不完整的形态，可使PP纤维易于进行后加工。β晶型成核剂改性PP的纤维的WAXD谱图中，β晶型的衍射峰(300)和(301)消失，出现了α晶型的各衍射峰，说明β晶型成核剂改性PP的纤维在纺丝拉伸过程中发生了β晶型向α晶型转变，这种转变是分子链滑移、重排的结果，是一种结构趋向更有序化的过程。

过氧化物和B晶型成核剂能够提高PP的MFR，降低PP分子量及其分布，促进生成准晶，从而提高PP的可纺性″B晶型成核剂和不相容树脂改性PP纤维能够产生大小不一的孔洞和裂缝，提高了吸附过滤性能，同时纤维的强度和伸长降低，利于滤棒成型。

经化学吸附剂水溶液喷淋改性PP丝束制造的滤嘴，能有效降低烟气中的低级醛类和焦油等有害物质含量，辛辣口感降低，达到甚至超过醋酸纤维滤嘴的效果。