一种共纺改性聚乳酸丝束及其制备方法与流程

本发明属于香烟过滤嘴材料及其制备技术领域，具体涉及一种共纺改性聚乳酸丝束，还涉及该共纺改性聚乳酸丝束的制备方法。

背景技术：

聚乳酸纤维制造香烟过滤嘴，其材料本身是一种新型的可生物降解的绿色产品，它具有通用高分子材料的基本特性，可采用挤出等方式加工制成纤维，是21世纪最有发展前途的新型高分子材料之一。

不同的聚乳酸具有不同的结晶度，若结晶度不够，则后续放置于高于室温的环境中会引发冷结晶收缩，影响香烟的外观和吸食性。

既要保证聚乳酸的粘结性，又要兼顾其结晶度的掣肘问题。若聚乳酸的结晶度过高，则会使得粘结性不够。聚乳酸的粘结性能既与溶剂有关，又与样品的结晶度有关。非晶的聚乳酸纤维可与大部分溶剂粘结，高结晶度的聚乳酸则只有少数强极性溶剂，如n-甲基吡咯烷酮才能粘结，要保证不同结晶度样品熔融后的粘结性合适是聚乳酸纤维需要解决的关键问题。

技术实现要素：

本发明第一目的在于提供一种共纺改性聚乳酸丝束。

本发明第二目的在于提供上述共纺改性聚乳酸丝束的制备方法。

本发明目的是通过以下技术方案来实现的：

一种共纺改性聚乳酸丝束，包括a材料与b材料；所述a材料由以下质量百分比组份组成：l-聚乳酸：20％-80％，d-聚乳酸：10％-50％，热稳定树脂：5％-40％；所述b材料由非结晶型聚乳酸材料构成。

热稳定树脂为与聚乳酸具有生物相容性的耐温非结晶树脂，传统的方式是通过提高聚乳酸的结晶度来达到耐温的效果，而热稳定的树脂的加入为阻止结晶。通过混融以热稳定树脂的稳定性为架构来提高混合物的耐温型，阻止热收缩。故该种混合同时具备有耐温性和粘接性。其作为皮层与结晶性聚乳酸芯层共纺，则丝束在具有粘接性的同时，具有更加优异的热稳定性。其作为芯层与非晶聚乳酸皮层共纺，则丝束在保证常规热稳定的性的同时，具有更加优异的粘接性能。

本发明中，所述非结晶型聚乳酸材料是结晶温度在100-140℃的聚乳酸形成的混合物。

本发明可以做以下改进，所述热稳定树脂为丙烯酸树脂、烯-丙烯酸甲酯共聚物树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、聚醋酸乙烯酯树脂中的一种或多种。

进一步地，所述热稳定树脂由以下质量分数组份组成：丙烯酸树脂：0.5％-80％，烯-丙烯酸甲酯共聚物树脂：0.5％-60％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂：0.5％-70％，聚醋酸乙烯酯树脂：0.5％-50％。

本发明可以进一步改进，所述共纺改性聚乳酸丝束为皮芯结构丝束，所述皮芯结构丝束由芯层丝束和设于芯层丝束外的皮层丝束组成，其中a材料作为芯层，b材料作为皮层。

进一步地，所述芯层与皮层的丝束质量比为1:1-10:1。

进一步地，所述皮芯结构丝束的总旦数密度为12～60ktex，单丝线密度为2～30dtex。

本发明可以做以下改进，单根丝束(皮芯结构丝束)的截面形状为十字型，y型，h型中的一种。

一种上述共纺改性聚乳酸丝束的制备方法，将a材料与b材料通过复合纺丝技术，通过熔融纺丝法制得皮芯型聚乳酸纤维；该纤维再经过牵伸、卷曲、烘干定型工序，得到皮芯型聚乳酸丝束。

本发明中，b材料的熔融温度为150～210℃，a材料的熔融温度为180-230℃。

本发明中，a材料与b材料在复合纺丝过程中，喷丝板孔数为400～2000中的一种或多种，喷丝孔外形为十字形，y型，h型中的一种。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明共纺改性聚乳酸丝束选用不同结晶度的聚乳酸材料，具有高的热稳定性和粘结强度，能够解决丝束缩头及成型后的滤棒塌陷变形等问题。

(2)本发明共纺改性聚乳酸丝束采用皮芯结构，可以进一步提高丝束的结晶度，提高热稳定性。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，以便本领域技术人员更好理解和实施本发明的技术方案。

实施例1

一种共纺改性聚乳酸丝束的制备方法，包括以下步骤：

将8kg结晶温度为150℃的聚乳酸树脂放入130℃烘箱干燥4h，0.5kg热稳定树脂，其中包括0.1kg甲基丙烯酸甲酯、0.2kg烯-丙烯酸甲酯共聚物树脂、0.2kg醋酸乙烯酯放入110℃烘箱干燥4h、1.4k结晶温度为140℃的聚乳酸树脂放入80℃烘箱干燥4h后。放入2000r/分钟高速分散机分散均匀0.5h，经挤出造粒，放入芯层纺丝系统熔融，双螺杆温度为215-235-255-255-260℃。将5kg结晶温度为140℃的聚乳酸树脂放入皮层纺丝系统熔融，双螺杆温度为155-175-185-195-200℃。喷丝板孔数2000，喷丝孔为十字形。再经由牵伸、卷曲、烘干得到共纺改性聚乳酸丝束。所得丝束与0.2kg三醋酸甘油酯通过滤棒成型机经过成型工艺进行成型，得到香烟滤棒。

实施例2

一种共纺改性聚乳酸丝束的制备方法，包括以下步骤：

将2kg结晶温度为200℃的聚乳酸树脂放入80℃烘箱干燥8h，2.99kg热稳定树脂，其中包括1.1kg甲基丙烯酸甲酯、1.1kg烯-丙烯酸甲酯共聚物树脂、0.1kg乙烯-醋酸乙烯酯、0.69kg醋酸乙烯酯，放入60℃烘箱干燥10h、5k结晶温度为100℃的聚乳酸树脂放入50℃烘箱干燥12h后。放入1000r/分钟高速分散机分散均匀4h，然经挤出造粒，放入芯层纺丝系统熔融，双螺杆温度为195-205-235-245-250℃。将5kg结晶温度为100℃的聚乳酸树脂放入皮层纺丝系统熔融，双螺杆温度为155-175-185-195-200℃。喷丝板孔数300，喷丝孔为y字形。再经由牵伸、卷曲、烘干得到共纺改性聚乳酸丝束。所得丝束与0.05kg三醋酸甘油酯通过滤棒成型机经过成型工艺进行成型，得到香烟滤棒。

实施例3

一种共纺改性聚乳酸丝束的制备方法，包括以下步骤：

将6kg结晶温度为180℃的聚乳酸树脂放入100℃烘箱干燥6h，0.95kg热稳定树脂，其中包括0.35kg烯-丙烯酸甲酯共聚物树脂0.3kg乙烯-醋酸乙烯酯0.3kg醋酸乙烯酯，放入80℃烘箱干燥6h、3k结晶温度为120℃的聚乳酸树脂放入60℃烘箱干燥6h后。放入1500r/分钟高速分散机分散均匀2h，经挤出造粒，放入芯层纺丝系统熔融，双螺杆温度为215-235-255-255-260℃。将5kg结晶温度为120℃的聚乳酸树脂放入皮层纺丝系统熔融，双螺杆温度为155-175-185-195-200℃。喷丝板孔数1200，喷丝孔为h形。再经由牵伸、卷曲、烘干得到共纺改性聚乳酸丝束。所得丝束与0.1kg三醋酸甘油酯通过滤棒成型机经过成型工艺进行成型，得到香烟滤棒。

对比例1

一种共纺改性聚乳酸丝束的制备方法，包括以下步骤：

将4kg结晶温度为180℃的聚乳酸树脂与1kg结晶温度为120℃的聚乳酸树脂烘干混合造粒后，加热融熔后放入纺丝系统，经由常规纺丝、牵伸、牵伸、卷曲、烘干得到聚乳酸烟用丝束，与0.2kg三醋酸甘油酯通过滤棒成型机经过成型工艺进行成型，得到香烟滤棒。

对比例2

一种共纺改性聚乳酸丝束的制备方法，包括以下步骤：

将2kg结晶温度为180℃的聚乳酸树脂与2kg结晶温度为120℃的聚乳酸树脂烘干混合造粒后，加热融熔后放入纺丝系统，经由常规纺丝、牵伸、卷曲、烘干得到聚乳酸烟用丝束，与0.2kg三醋酸甘油酯通过滤棒成型机经过成型工艺进行成型，得到香烟滤棒。

对比例3

一种共纺改性聚乳酸丝束的制备方法，包括以下步骤：

将8kg结晶温度为180℃的聚乳酸树脂放入130℃烘箱干燥4h，0.5kg热稳定树脂放入110℃烘箱干燥4h、1.4k结晶温度为120℃的聚乳酸树脂放入80℃烘箱干燥4h后。放入2000r/分钟高速分散机分散均匀0.5h。经挤出造粒。经由常规纺丝、牵伸、卷曲、烘干得到聚乳酸烟用丝束，与0.2kg三醋酸甘油酯通过滤棒成型机经过成型工艺进行成型，得到香烟滤棒。

性能测试

耐热性测试：将丝束样品完全开松后截取一定长度l1(10mm或25mm)样品，放置于指定环境温度中30min后再次量取长度l2，收缩率l计算如下：

收缩率l越小说明耐热性越高。

粘接性能测试：邵氏硬度a采用标准gb/t22838.6-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第6部分：硬度

检测实施例1-3、对比例1-3不同工艺制得的聚乳酸丝束的粘结性能以及在不同温度下的收缩情况，结果见表1。

表1不同工艺制备的聚乳酸丝束的粘结性能和收缩情况

以上实施实例对本发明不同的实施过程进行了详细的阐述，但是本发明的实施方式并不仅限于此，所属技术领域的普通技术人员依据本发明中公开的内容，均可实现本发明的目的，任何基于本发明构思基础上做出的改进和变形均落入本发明的保护范围之内，具体保护范围以权利要求书记载的为准。

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