一种烟用滤嘴的制备方法与流程-凯发k8娱乐

本发明属于卷烟领域，涉及烟用滤嘴的制备方法。

背景技术：

1、在us 7,318,797和ep 2 641 484中描述了一些用于从随机取向的纤维制造吸烟制品过滤器的方法或技术和装置。流化床中的过滤材料纤维，使用抽吸输送机的抽吸带形成由切断的和/或随机定向的纤维组成的滤棒，类似于在卷烟生产中使用的那些工艺。然而，它们没有解决和控制滤棒结构以允许适当切割和/或组合滤嘴的问题。

2、wo2016/012447a1公布一种由切断的过滤材料纤维制作烟用过滤棒的方法，该方法包括：将切断的过滤材料纤维供应到传送装置的入口，沿着工艺路径在输送方向上从输送装置的入口到出口输送过滤材料纤维，在此工艺路径上将至少一种添加剂，尤其是粘合剂引入到输送装置中的处理路径上的过滤材料纤维，其中添加剂喷洒位置更靠近输送装置出口的位置，之后用包装材料包裹过滤材料纤维的纤维束，将过滤材料纤维合并成滤棒。然而，该方法需要额外引入粘合剂才可能实现包装材料包裹切断的过滤材料纤维的工艺，并且同样没有解决和控制滤棒结构以允许适当切割和/或组合滤嘴的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种具有绳绒线结构烟用滤嘴的制备方法。该方法具备工艺流程简单，控制稳定，生产效率高等特点。

2、本发明解决所述技术问题的技术方案是：

3、一种具有绳绒线结构烟用滤嘴的制备方法，所述绳绒线结构作为滤芯，通过对所述滤芯进行包裹，完成卷制，经过分切得到所述具有绳绒线结构烟用滤嘴。

4、可选地，所述绳绒线结构本身的硬度大于等于65％，对所述绳绒线结构采用带状包装材料包裹方式。可选地，将所述绳绒线结构，经中空导入装置，在包裹单元并通过接缝胶枪，在包裹接缝处施加冷胶实现带状包装材料的包裹，通过中线胶枪在包裹层内侧施加至少一条冷胶，卷制成棒后由绳绒线结构与纸管间的摩擦力牵引和中线胶粘合共同作用，进入烘干单元，最后经过分切单元完成滤棒的分切；或者，将所述绳绒线结构，经中空导入装置，在包裹单元并通过接缝胶枪，在包裹接缝处施加热胶实现带状包装材料的包裹，通过中线胶枪在包裹层内侧施加至少一条冷胶，卷制成棒后由绳绒线结构与纸管间的摩擦力牵引和中线胶粘合共同作用，最后经过分切单元完成滤棒的分切。

5、可选地，所述绳绒线结构本身的硬度低于65％，对所述绳绒线结构采用至少两层带状包装材料螺旋包裹方式。可选地，将所述绳绒线结构，经中空导入装置，在包裹单元由至少两层带状包装材料包裹而成，其中至少一层纸施加冷胶，完成硬质包裹单元的卷制，通过冷却单元进行冷却，在导入单元的引导下进入烘干单元，最后经过分切单元完成滤棒的分切。

6、可选地，所述绳绒线结构本身的硬度低于65％，对所述绳绒线结构采用至少两层带状包装材料内外堆叠包裹方式。可选地，将所述绳绒线结构，经中空导入装置，在包裹单元由至少两层带状包装材料堆叠包裹而成，其中至少一层纸施加冷胶，完成硬质包裹单元的卷制，在导入单元的引导下进入烘干单元，最后经过分切单元完成滤棒的分切。

7、可选地，外层纸的内侧胶水全覆盖，内层纸与外层纸堆叠范围50％到98％，实现内外层纸粘合，在包裹单元的作用下，使得内层纸未堆叠的剩余的纸卷绕粘合在外层纸的内侧剩余胶水覆盖面积内，最终实现双层纸张的卷绕，并形成了绳绒线包裹的外层，卷制成棒后由绳绒线与纸管间的摩擦力牵引和内层纸的中线胶粘合作用，进入烘干单元，冷胶受热融化，实现绳绒线与纸管黏连，最后经过分切单元完成棒的分切；可选地，所述内层纸与外层纸堆叠范围是三分之二，内层纸未堆叠的剩余部分是三分之一。

8、可选地，加工线速度低于60米/分钟，包裹、卷制中选用冷胶；加工线速度高于等于60米/分钟，包裹、卷制中选用热胶，则烘干操作替换为冷却操作，或者说烘干单元替换为冷却单元变为必须。

9、可选地，选用冷胶的情况下，通过烘干提高固化速度；选用热胶的情况下，通过冷却提高固化速度。

10、可选地，所述带状包装材料包括金属、塑料、玻璃、陶瓷、纸、竹本、野生蘑类、天然纤维、化学纤维、复合材料。

11、可选地，对于所述绳绒线结构本身的硬度大于等于65％，所述带状包装材料为20-50克/平方的滤棒成型纸。

12、可选地，对于所述绳绒线结构本身的硬度低于65％，所述带状包装材料为20-130克/平方的滤棒成型纸。

13、可选地，所述的烟用滤嘴的制备方法，所述滤芯包含至少一根及一根以上的绳绒线材料。

14、可选地，所述绳绒线材料包含芯线以及沿芯线轴心向外延展的纤维绒毛；所述芯线与所述外层围裹材料的轴线重合或平行。

15、可选地，所述绳绒线材料的三维外观可类似于“试管刷状”，所述纤维绒毛呈自轴心向外散射状。或与芯线轴向方向形成固定的夹角，优选夹角范围45-135°，更优选80-100°。

16、可选地，所述纤维绒毛自芯线轴心的切面固定排列，形成但不限于扁平的一字型结构、y型结构、十字结构、雪花结构。所述“y型结构、十字结构、雪花结构”是指足够长的一段绳绒材料上的纤维绒毛在芯线径向的投影形成的图案。

17、可选地，所述纤维绒毛与芯线的连接点，在沿芯线轴线方向呈螺旋形或环形。可选地，所述环形是指，如同套环一样，在芯线上隔开一点距离，套一个纤维绒毛的环，各个环之间是不连接的；所述螺旋形结构，螺距0.2-50mm，优选地1.2-5mm。

18、可选地，所述螺纹形结构的中心厚度对应为芯材的直径，螺纹厚度正比于纤维绒毛的直径，螺纹间距对应绳绒线捻度的倒数。

19、可选地，所述纤维绒毛沿芯线轴向方向呈周期性排列结构，包括圆锥、圆柱、圆台等的一种或多种组合。周间距0.5-80mm，优选地5-30mm。

20、可选地，所述纤维绒毛的末端与外层围裹材料的内壁相接触。所述纤维绒毛的末端与外层围裹材料的内壁可通过物理作用接触，优选地，可在二者之间通过粘结剂接触。

21、可选的，所述纤维绒毛经外圆呈一定的斜向裁剪，可形成类圆锥、圆台的周期性结构。可选地，所述纤维绒毛还可经裁剪形成类宝塔状、海浪状、葫芦状、不同直径大小的异形结构。

22、可选地，所述纤维绒毛在所述外层围裹材料的内部周期性均匀、整齐分布。

23、可选地，所述纤维绒毛可由不同长度的绒毛在所述外层围裹材料内部分布。可选地，不同长度绒毛由包含至少2种不同性能的纤维，通过拉力、热等物理作用产生不同的伸缩变化形成。可选地，醋酸纤维和高收缩聚酯纤维同时作为纤维绒毛，加热至100℃聚酯纤维卷曲而醋酸纤维保持基本不变，进而形成不同长度的纤维排列。可选地，选择单旦2.0dtex和单旦22dtex混合的醋酸纤维作为纤维绒毛材料，经切断处理后，因单旦差异带来的回弹性差异，可使最终的2种纤维出现不同程度的收缩，因此所得绳绒线的纤维绒毛呈现了不同的长度。

24、可选地，所述不同长度的绒毛还可以由两根以上具有不同绒毛长度的绳绒线通过捻合方式形成。例如，两根绳绒线，可进一步经并行排列或捻合在一起成一根。此时如两根绳绒线的纤维长度不同，最终得到的绳绒线即呈现两个长度绒毛在交替分布。

25、可选地，所述卷烟滤棒直径4-9mm，孔隙率为20-99％，优选50-99.5％，更优选为90-99％。

26、可选地，所述纤维绒毛为高分子纤维、纤维素纤维，包括但不限于纤维素、再生纤维素、纤维素类衍生物、淀粉基热塑性树脂、醋酸纤维素、聚乳酸、壳聚糖及其衍生物、海藻酸盐、聚羟基丁酸酯、聚-ε-己内酯、聚乙醇酸、聚羟基烷酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氨酯、聚丙烯腈的一种，及它们的多种组合。所述纤维绒毛的纤维细度为0.5-133dtex，优选纤维细度为2.2-22dtex。

27、可选地，所述纤维绒毛的纤维细度为0.5-133dtex，优选纤维细度为2.0-22dtex。

28、可选地，所述芯线包括但不限于聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、棉纱、麻纱、粘胶纤维、壳聚糖纤维、海藻纤维、醋酸纤维、聚乳酸纤维、海藻纤维、聚丙烯腈纤维以及它们的改性纤维、金属丝中的任意一种，以及它们中的两种及更多种材质的复合线。所述芯线细度至少2tex，强力至少2n，优选地强力大于等于10n。

29、所述绳绒线材料的制备方法包括以下步骤：

30、(1)纺丝液配置：称取一定量的成纤聚合物加入到混合溶剂中，搅拌至纺丝液呈均匀状态；

31、(2)以长丝作为芯线，以纤维丝束作为绒纱，选用不同规格型号的隔距片，调整回转头转速、捻向、锭子转速、以及罗拉速度，通过绒纱切断-芯线加捻纺纱技术制得所述绳绒线材料；

32、(3)将步骤(1)中配置的纺丝液转移到静电纺丝机上，以步骤(2)制得绳绒结构材料作为接收体，采用静电纺丝技术纺制得到所述滤棒材料；

33、可选地，步骤(1)中，所述聚合物为二醋酸纤维素聚合物或清洗回用烟蒂中的二醋酸纤维素纤维材料；

34、可选地，步骤(1)中，所述聚合物于20～60℃下搅拌0.5～3h，至纺丝液呈均匀状态；

35、可选地，步骤(1)中，所述混合溶剂是二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、丙酮的其中之一，或者丙酮与二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺组合而成；

36、可选地，步骤(1)中，所述混合溶剂中丙酮与二甲基乙酰胺质量比为2﹕1或丙酮与二甲基乙酰胺质量比2﹕1；

37、可选地，步骤(1)中，所述成纤聚合物占纺丝液的质量分数为5～18％wt；

38、可选地，步骤(2)中，所述长丝或纤维丝束的材质为成纤聚合物，优选二醋酸纤维素；可选地，芯线细度至少2tex，优选5～80tex之间；纤维丝束的纤维细度为0.5-133dtex，优选纤维细度为2.2-22dtex；可选地，以束丝细度为55～150d、根数为15～72f的二醋酸纤维素长丝作为芯线，单丝为2.2d～20d、根数为300～600f的二醋酸纤维素纤维丝束作为绒纱；

39、可选地，步骤(2)中，对应的隔距片颈宽为0.8～4.6mm；所述回转头转速在12000～20000r/min-1之间；所述捻向为s捻或z捻；所述锭子转速800～4000r/min-1之间；所述罗拉速度设置在4～20m/min-1之间。

40、可选地，所述芯线为可降解或易回收材质。

41、可选地，所述芯线细度至少2tex，优选5-80tex；强力至少2n，可选地，强力至少10n。

42、可选地，所述金属丝包括不锈钢丝、铜丝。

43、可选地，某些实施例中，纤维为单根形状非纱线状态时，如单根高分子纤维聚乙烯纤维，单根金属丝不锈钢，其细度以直径计算，细度至少0.01mm，优选地，强力至少10n。

44、所述外层围裹材料包括但不限于片状材料，厚度不大于4mm，优选不大于2mm，优选0.02-0.5mm。

45、可选地，片状材料可以是纤维素纸，主要由木、草、麻、芦苇、棉等植物纤维制成，优选卷烟纸，优选厚度0.02mm-0.5mm。

46、可选地，片状材料可以是塑料，优选厚度0.01-1mm；可选地，所述片状材料卷起后为管状(厚度0.05-0.7mm)。塑料包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醛、纤维素酯、纤维素醚、多糖基材料、其任意衍生物、其任何共聚物的一种或几种混合物。其中，聚烯烃包括乙烯基类、丙烯基类、烯烃类、苯乙烯类、丙烯酸酯类、含氟烯类；聚酯包括聚乳酸、聚碳酸酯、聚氨酯、聚羟基烷酸酯、聚乙醇酸、聚-ε-己内酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸环己二亚甲酯、聚对苯二甲酸丙二酯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-马来酸类苯乙烯共聚物；纤维素酯包括乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、增塑纤维素塑料、丙酸纤维素、其任意衍生物；纤维素醚包括甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、苯基纤维素、其任意衍生物，多糖基材料包括淀粉基、糖原、杂多糖、木质素塑料材料及它们的改性材料。

47、可选地，所述片状材料可以是由天然纤维、化学纤维制成的织物、不织物(又称无纺材料)，可以是由醋酸纤维丝束成型的中空管。

48、可选地，所述片状材料可以是金属、陶瓷、玻璃。

49、所述的卷烟滤棒的制备方法，包括以下步骤：

50、(1)选用任一纤维丝束作为绒纱，以长丝、单纱、股线中的任意一种作为芯线，选用不同颈宽的隔距片，调整回转头转速、捻向、锭子转速及罗拉速度，通过“绒纱切断-芯线加捻”一体化的纺纱技术制得绳绒线；

51、需要说明的是，对于纤维绒毛与芯线的连接点形成以所述芯线为轴线的螺旋线的绳绒线：柱芯的直径正比于芯材细度。螺纹厚度近似正比于纤维单旦/密度，主要是纤维截面形状不同。螺纹间距正比于罗拉速度/锭子转速。

52、可选地，可在绳绒线外围通过类捆绑方式对绳绒线进行包芯化处理，提高绳绒线中纤维绒毛的牢固性。

53、换言之，依照步骤(1)纤维被夹持在2根芯线中间，随后可在成型了的绳绒线外再围绕一根芯材，此时，纤维丝束可作为包纱化材料使用，形成了近环形的接触点。

54、此外，还有其他工艺可以实现环内嵌入纤维，然后环环嵌套形成长的绳绒线，此不赘述。

55、(2)将纺制得到的一根绳绒线或至少一根并合、捻合成粗细不同的绳绒线后，根据需求短切成不同长度的绳绒线段，封装到滤棒外层围裹材料内，即得所述卷烟滤棒。

56、可选地，步骤(1)所述纤维丝束为高分子纤维、纤维素纤维，包括但不限于纤维素、再生纤维素、纤维素类衍生物、淀粉基热塑性树脂、醋酸纤维素、聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚-ε-己内酯、聚乙醇酸、聚羟基烷酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氨酯、聚丙烯腈的一种或多种。

57、可选地，步骤(1)所述纤维丝束的纤维细度为0.5-133dtex，优选纤维细度为2.2-22dtex。

58、可选地，步骤(1)所述芯线包括但不限于聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、棉纱、麻纱、粘胶纤维、醋酸纤维、聚乳酸纤维、聚丙烯腈纤维以及它们的改性纤维、金属丝中的任意一种，以及它们中的两种和多种材质的复合线。

59、可选地，步骤(1)所述芯线为可降解或易回收材质。

60、可选地，步骤(1)所述纱线型芯线细度至少2tex，优选5～80tex之间。

61、可选地，所述金属丝包括不锈钢丝、铜丝，可选地细度至少0.01mm，优选地0.1-0.3mm。

62、可选地，步骤(1)所述的隔距片颈宽为0.8～10mm，优选1.5-4.5mm；或，步骤(1)所述的回转头转速在4000～30000r/min之间，优选12000-15000r/min；或，步骤(1)所述的捻向可为s捻或z捻；或，步骤(1)所述的锭子转速50-12000r/min，优选100～4000r/min，优选400-3000r/min；或，步骤(1)所述的罗拉速度设置在4～20m/min之间。

63、可选地，步骤(2)所述的并合、捻合为并行排列或捻合在一起。可选地，所述捻合的方法，其捻向与步骤(1)的捻向相反。

64、可选地，步骤(2)所述的并合、捻合是将至少2个不同纤维绒毛长度(对应不同的隔距片颈宽选择)的绳绒线组合，得到所述芯线设置、自轴心向外伸展的具有不同长度的纤维绒毛结构。

65、进一步地，可通过对绳绒线进行热处理或化学反应，使纤维绒毛的形态发生收缩、卷曲，使表面粗糙，涂覆香精香料、相变材料等功能性添加剂改性，进而构筑不同结构及效果的滤棒。

66、可选地，绳绒线为二维“扁平一字状”，所述纤维绒毛呈自芯材轴心的两侧分布，可将初期试管刷状绳绒线通过包纱、压实后处理方式，形成类二维平面结构。进一步，可通过二次加捻处理形成三维的螺旋形结构，例如螺距为5mm的螺旋形结构。

67、与通用的硬质包裹单元的卷制过程相比，有无烘干单元是显著区别，因为通用的硬质包裹单元的卷制及分切是利用多把切刀与包裹单元内部的实心抵棒配合完成硬质包裹单元连续分切。本发明用烘干单元提高硬质包裹单元，缩短达到设定硬度(大于等于65％)的时间，同时剔除了实心抵棒，变为可以让绳绒线结构顺利通过的通道，在完成绳绒线结构包裹后再进行分切。发明旨在将上述绳绒线填塞入管状结构的连续化生产方法，制得一种具有绳绒线结构卷烟滤嘴，改变了传统二醋酸纤维丝束在滤嘴中排列方式，具有结构新颖、纤维用量少、降温效果好、吸阻小等特点，且制备工艺简单、生产速度快、成本低、产品结构质量稳定，十分易于工业化生产。

68、本发明应用的几个基本定义：

69、根据gb/t 22838.6-2009“在一定的时间内，试样的径向受到一定压力，试样受压后与受压前直径的百分比即为硬度。

70、冷胶，例如白乳胶，是由醋酸乙烯单体在引发剂作用下经聚合反应而制得的一种热塑性粘合剂。可常温固化、粘接强度较高，粘接层具有较好的韧性和耐久性且不易老化，通常冷胶基本要24小时以上才能完全固化。为了提高固化速度，宜采用烘干技术。

71、热胶，例如eva，是一种不需溶剂、不含水份、100％的固体可熔性的聚合物，在常温下为固体，加热熔融到一定程度变为能流动且有一定粘性的液体粘合剂。热熔胶主要成分，即基本树脂是乙烯与醋酸乙烯在高压下共聚而成的，再配以增粘剂、粘度调节剂、抗氧剂等制成热熔胶。热胶冷却固化时间基本在3分钟左右。为了进一步提高粘结层快速固化速度，宜采用冷却装置。

72、一般根据加工速度确定冷、热胶选择。如果加工线速度低于60米/分钟，一般选用冷胶，反之宜选用热胶。加工速度的选择还需要考虑到烟用滤嘴的产品质量特征，以gbt5605-2011醋酸纤维滤棒为例，圆周控制标准为标称值正负0.20mm。通常认为加工速度越高，圆周波动会加大，所以本专利以现有加工能力为考虑，基本在实例中都选用了冷胶，同时也不排斥未来加工精度提高后，综合考虑生产效率和加工速度而采用热胶的可能。

73、卷烟滤嘴和新型烟草制品滤嘴统称为烟用滤嘴。通常双数滤嘴(2、4、6等)组合成一支完整的滤棒，换言之等距离分切后一支滤棒变为若干支滤嘴。

74、烟草行业中滤嘴能够实现连续包裹的材料(本体)最低硬度要求是65％或以上。若靠绳绒线的本体硬度大于等于65％，支撑在一个纸质包装纸(成型纸20-50克/平方)完成包裹。

75、若绳绒线的本体硬度小于65％，无法依靠本体支撑，需要引入硬质包裹单元。利用中空导入装置将绳绒线引入硬质包裹单元(包裹单元的硬度大于等于65％)；例如附图所示：将纺制得到“试管刷状”绳绒线(1)，经中空导入装置(2)，在包裹单元(3)由至少两层带状包装材料包裹而成，其中至少一层纸施加冷胶，完成硬质包裹单元的卷制，在导入单元(4)的引导下(若使用螺旋包裹的形式，优选配套冷却单元；若使用堆叠包裹形式，优选配套冷却单元)进入烘干单元(5)，最后经过分切单元(6)完成棒的分切。

76、所述带状包装材料选自金属、塑料、玻璃、陶瓷、纸、竹本、野生蘑类、天然纤维、化学纤维、复合材料中的任意一种。

77、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

78、滤棒结构新颖，使从轴心向外散射状有序排列的二醋酸纤维以垂直于烟气流向进行排列完成过滤，改变了传统二醋酸纤维丝束在滤嘴中成轴向排列过滤的现状，具有降温明显、优异的低吸阻效果。