一种滤棒用可降解无纺布改性方法与流程

本申请涉及卷烟，特别是涉及一种滤棒用可降解无纺布改性方法。

背景技术：

1、卷烟烟气中有5000多种化合物，其中，烟草燃烧产生的化合物就达2740种左右，烟气中有部分成份如：苯、醛、挥发性亚硝胺、苯并芘等，已被证实为有害的可能致癌物。因此，滤嘴作为一种可以有效过滤部分有害物质的烟用功能部件，得到了关广泛的重视与应用。目前，国际市场上常规烟用滤材主要由纸质滤嘴、醋酸纤维滤嘴、聚丙烯纤维滤嘴三种类型。纸质滤嘴的截留效率较低，且容易受潮软化，易吸附烟气中的致香成份，还会使烟气带有纸质气味，市场应用比例低。二醋酸纤维用于过滤嘴，具有吸味效果好，质地坚挺、截留烟气焦油效率高和外形美观等优点而广泛用于烟草工业。聚丙烯纤维滤嘴成本较醋纤滤嘴优势明显，但其焦油的截留率低于同压降的醋纤滤嘴，另外耐热性较差，容易产生热塌陷，因此，聚丙烯滤嘴大多用于低档卷烟产品中。除上述常用滤嘴，国际上新型的卷烟滤材有菲尔创纳冠和淀粉基滤材，分别因为成本昂贵、改变卷烟的吸味，未能得到推广。

2、以现有滤嘴为基础，使用特殊添加剂开发复合滤嘴的研究非常热门。大量研究结果表明，采用不同的滤嘴添加剂，可使卷烟焦油减少20％-50％，因此，围绕滤嘴材料及其所使用的添加剂对卷烟降焦减害和改善卷烟香气的影响，科研工作者进行了大量的探索性工作。采用无纺布作为滤棒的成型材料，是近年刚出现的新型滤棒生产工艺，材料来源广泛，可用于各种功能性新型滤棒的开发。但是，现有的普通无纺布材料机械强度低，不能满足压制滤棒的工艺要求；普通化纤无纺布表面活性低，对烟气的过滤效果一般；常用的pp无纺布、pet无纺布等化纤无纺布在自然环境中难以降解，易造成环境污染。因此，需要提高现有无纺布的机械强度、表面活性及可降解性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种滤棒用可降解无纺布改性方法，材料选用水性高分子材料及可降解无纺布，对可降解无纺布材料进行表面处理，提高无纺布的拉伸强度、硬度，达到滤棒生产的工艺要求，同时能增加可降解无纺布表面的活性基团，提高吸附能力。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一种滤棒用可降解无纺布改性方法，包括如下操作步骤：

4、s1、配置一定浓度并含有成膜性物质及氨基、羟基、羧基的可降解高分子溶液，备用；配置一定浓度的聚硅氧烷稀释液，备用；配置一定浓度的乳酸钙水溶液，备用；

5、s2、先将可降解高分子溶液雾化并均匀喷至聚乳酸无纺布的表面，然后将喷洒后的聚乳酸无纺布移至乳酸钙水溶液中，静置一段时间后取出；

6、s3、将步骤s2水浴静置后的主体材料移至聚硅氧烷稀释液中，静置一段时间后取出；

7、s4、将步骤s3取出的主体材料放入干燥箱中先进行干燥，再进行热处理，即得最终产品。

8、优选地，所述步骤s1中可降解高分子溶液由质量比为(0.05～3):(0.5～1):1的壳聚糖、海藻酸盐(优选海藻酸钠)及紫胶钠盐制备而成。

9、优选地，所述步骤s1中可降解高分子溶液的总浓度不超过5％。

10、优选地，所述步骤s1中聚硅氧烷稀释液为聚硅氧烷乳液和果酸按照一定的比例制成。

11、优选地，所述步骤s1中聚硅氧烷稀释液内聚硅氧烷的浓度为1～3％，果酸浓度为0.5～2％。

12、优选地，所述步骤s1中乳酸钙水溶液的浓度为1～2％。

13、优选地，所述步骤s2中的静置时间为10～300s。

14、优选地，所述步骤s3中的静置时间为10～600s。

15、优选地，所述步骤s4中干燥完成后，主体材料的含水率为0.4～0.8％。

16、优选地，所述步骤s4中热处理过程具体为：将干燥完成后的主体材料在120～180℃下保温处理60～300s。

17、本申请相对于现有技术存在如下优点：

18、(1)滤棒的硬度是一项重要的物理指标，聚乳酸无纺布是可降解柔性材料，直接用来制成的滤棒可降解、但强度低、吸阻波动大，通过本申请的改性方法，可以提高聚乳酸无纺布的硬挺度、拉伸强度，海藻酸钠具有成膜性，通过钙盐的凝胶化，可附着于聚乳酸纤维的表面，增加其硬度，经检测，改性后的聚乳酸无纺布滤棒比未改性的滤棒，硬度提高了30％以上；

19、(2)滤棒的吸附性能是其重要的功能指标，壳聚糖具有丰富的氨基、羟基，其中氨基对硫化氢、氰化氢具有很好的反应活性，羟基对醛类、酚类具有反应活性。紫胶钠盐具有丰富的羧基，可与烟气中的氮化物、碱性成份结合，降低烟气的刺激性，本申请通过引入这两种可降解的活性生物高分子，可以有效提高聚乳酸无纺布滤棒的吸附性能，按国标方法对滤棒的吸附性能进行了测试，改性后的聚乳酸无纺布滤棒的焦油过滤效果比未改性的滤棒提高了40％以上，比醋纤滤棒的焦油过滤效果提高了20％以上，改性后的聚乳酸无纺布滤棒对硫化氢的过滤效果提高了40％以上；

20、(3)本申请采用的主体材料是聚乳酸无纺布，所引入的改性材料，也均是在自然界中可以降解的生物质高分子，因此，采用本申请的制备方法改性后的无纺布具有良好的生物降解性，该材料可应用于卷烟滤棒、新型烟草滤棒，亦可应用于医疗方面的口罩布、异味吸附纱布等方面，具有广阔的市场应用前景。

技术特征：

1.一种滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s1中可降解高分子溶液由质量比为(0.05～3):(0.5～1):1的壳聚糖、海藻酸盐及紫胶钠盐制备而成。

3.根据权利要求2所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s1中可降解高分子溶液的总浓度不超过5％。

4.根据权利要求1所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s1中聚硅氧烷稀释液为聚硅氧烷乳液和果酸按照一定的比例制成。

5.根据权利要求4所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s1中聚硅氧烷稀释液内聚硅氧烷的浓度为1～3％，果酸浓度为0.5～2％。

6.根据权利要求1所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s1中乳酸钙水溶液的浓度为1～2％。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s2中的静置时间为10～300s。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s3中的静置时间为10～600s。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s4中干燥完成后，主体材料的含水率为0.4～0.8％。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的滤棒用可降解无纺布改性方法，其特征在于，所述步骤s4中热处理过程具体为：将干燥完成后的主体材料在120～180℃下保温处理60～300s。

技术总结本申请公开了一种滤棒用可降解无纺布改性方法，包括如下步骤：S1、配置一定浓度并含有成膜性物质及氨基、羟基、羧基的可降解高分子溶液，备用；配置一定浓度的聚硅氧烷稀释液，备用；配置一定浓度的乳酸钙水溶液，备用；S2、先将可降解高分子溶液雾化并均匀喷至聚乳酸无纺布的表面，然后将喷洒后的聚乳酸无纺布移至乳酸钙水溶液中，静置后取出；S3、将水浴静置后的主体材料移至聚硅氧烷稀释液中，静置后取出；S4、将步骤S3取出的主体材料放入干燥箱中依次进行干燥及热处理，即得最终产品。本申请对可降解无纺布材料进行表面处理，可提高无纺布的拉伸强度、硬度，达到滤棒生产的工艺要求，同时能增加可降解无纺布表面的活性基团，提高吸附能力。技术研发人员：宁录,李昕昕,陈从鑫,李立新,刘强受保护的技术使用者：湖北中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29