本發(fā)明涉及卷煙香煙濾嘴材料領域和非織造領域，特別涉及一種駐極超細纖維香煙濾嘴材料及其制備方法。

背景技術：

卷煙煙霧中包含有微粒，通常稱之為焦油。焦油中含有大量的化學成分，有4000到5000種，都是煙草不完全燃燒的產物。香煙濾嘴是為了過濾煙草中的焦油等對人體有害的物質。現(xiàn)在常用香煙濾嘴材料為醋酸纖維香煙濾嘴，而醋酸纖維是采用濕法紡絲制得，生產工藝流程長，紡絲過程中使用的溶劑對環(huán)境有害，有三廢污染。此外，醋酸纖維素纖維在濾除香煙主流煙氣中的有害致癌物質(例如多環(huán)芳烴和醛類物質)的效果不是十分理想，去除多環(huán)芳烴物質的僅40％左右。

卷煙濾嘴能夠過濾煙霧成分，以減少焦油和尼古丁的吸入量。但是香煙裝香煙濾嘴后，抽吸阻力大大增加，有毒物質就越多。如一氧化碳、苯并芘等都是在吸煙過程中，由煙草所含有機物質不完全燃燒生成的，吸煙時阻力越大，供氧越不充分，燃燒就越不完全，有毒物質的生成量也越多。纖維越細，過濾性能越好。卷煙香煙濾嘴的三種主要功能包括直接攔截、慣性壓緊和擴散沉淀，最普遍的是直接攔截香煙濾嘴。過濾是一個復雜的過程，也就是說焦油小滴從煙霧中分離出來后，當它們到達香煙濾嘴材料的表面時就附著在上面。纖維越細，卷煙香煙濾嘴的過濾效率就越高,常規(guī)濾嘴所用的醋酸纖維直徑在7～20μm之間。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中香煙過濾材料過濾效率不高的問題,本發(fā)明提供一種駐極超細纖維香煙濾嘴材料及其制備方法和制備裝置。

一種駐極超細纖維香煙濾嘴材料，為直徑1-5μm的熔噴超細纖維。

進一步的，所述熔噴超細纖維由94-99重量份的熱塑性材料和1-6重量份的駐極母粒制成。

進一步的，所述熔噴超細纖維經過了駐極處理。

一種駐極超細纖維香煙濾嘴材料的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟S1、將94-99重量份的熱塑性材料和1-6重量份的駐極母粒均勻混合，得到混合料；

步驟S2、熔噴裝置利用混合料制備熔噴超細纖維；

步驟S3、冷卻集束裝置對熔噴裝置噴出的熔噴超細纖維進行冷卻和集束；

步驟S4、收集裝置對熔噴超細纖維進行處理和收集，得到駐極超細纖維香煙濾嘴材料。

進一步的，所述步驟S3的冷卻集束裝置包括冷風箱和簾網接收裝置；所述步驟S3具體為：冷風箱對熔噴超細纖維進行冷卻，冷卻后的熔噴超細纖維依次落在沿著熔噴裝置中熔噴模頭的幅寬方向傳動的簾網接收裝置上，簾網接收裝置對熔噴超細纖維集束得到超細纖維束。

進一步的，所述步驟S3的冷卻集束裝置包括冷風箱和第一集束裝置；所述步驟S3具體為：所述冷風箱對熔噴裝置的噴出的熔噴超細纖維進行冷卻，所述第一集束裝置對冷卻后的熔噴超細纖維進行集束；且所述第一集束裝置沿幅寬方向的寬度不小于熔噴裝置中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度。

進一步的，所述熔噴超細纖維經冷卻集束裝置冷卻和集束后，還經過駐極處理裝置進行駐極處理。

進一步的，所述駐極處理裝置的駐極電壓為5-20kV，駐極間隔20-60mm，駐極時間5-10s。

進一步的，所述步驟S1的熱塑性材料為PP、PET、PA、PLA或PE中的任一種。

本發(fā)明的有益效果是：纖維越細，卷煙香煙濾嘴的過濾效率就越高，常規(guī)濾嘴所用的醋酸纖維直徑在7～20μm之間，常規(guī)的熔噴法無法制得纖維束，只能制得纖維無紡布，本發(fā)明對常規(guī)熔噴法進行了改進，通過增加冷側吹風加速熔噴纖維的冷卻，使纖維在完全冷卻的情況下收集，避免熔噴纖維間的粘結，也可防止纖維在較高溫度下發(fā)生解取向，熔噴纖維保留了一定的取向度，纖維強力提高。同時，將簾網由傳統(tǒng)制備無紡布的垂直于纖網幅寬方向移動改為沿著纖網幅寬方向移動，可直接制得直徑能達到1～5μm的超細纖維束，且細度均勻變化小，因而過濾效果高，能避免醋酸纖維生產中的環(huán)境污染問題。本發(fā)明對熔噴超細纖維進行駐極處理，經過特有的駐極處理，可以使熔噴超細纖維極化帶上電荷，從而在不增加材料呼吸阻力的情況下，提高材料的靜電吸附性能，同時電荷保持率可達2年以上，可依靠靜電效應鋪集為微粒塵埃，具有過濾效率高，過濾阻力低等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為冷卻集束裝置采用第一種實施方式時的制備裝置結構示意圖；

圖2為冷卻集束裝置采用第二種實施方式時的制備裝置結構示意圖。

附圖中，各標號代表的部件列表如下：

1、熔噴裝置；2、冷風箱；3、簾網接收裝置；4、第一集束裝置；5、收集裝置；6、熔噴超細纖維；7、駐極處理裝置；8、纖維通道；9、油輪；10、第二集束裝置

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

一種駐極超細纖維香煙濾嘴材料，為直徑1-5μm的熔噴超細纖維。

所述熔噴超細纖維由94-99重量份的熱塑性材料和1-6重量份的駐極母粒制成。

所述熔噴超細纖維經過了駐極處理。

一種駐極超細纖維香煙濾嘴材料的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟S1、將94-99重量份的熱塑性材料和1-6重量份的駐極母粒均勻混合，得到混合料；

步驟S2、熔噴裝置1利用混合料制備熔噴超細纖維6；

步驟S3、冷卻集束裝置對熔噴裝置1噴出的熔噴超細纖維6進行冷卻和集束；

步驟S4、收集裝置5對熔噴超細纖維6進行處理和收集，得到駐極超細纖維香煙濾嘴材料。

冷卻集束裝置的第一種實施方式時，所述步驟S3的冷卻集束裝置包括冷風箱2和簾網接收裝置3；所述步驟S3具體為：冷風箱3對熔噴超細纖維6進行冷卻，冷卻后的熔噴超細纖維6依次落在沿著熔噴裝置1中熔噴模頭的幅寬方向傳動的簾網接收裝置3上，對熔噴超細纖維6集束得到超細纖維束。

所述熔噴超細纖維6經簾網接收裝置3集束后，經過駐極處理裝置7進行駐極處理，再經過第二集束裝置10進行進一步集束，后進入收集裝置5。

冷卻集束裝置的第二種實施方式時，所述步驟S3的冷卻集束裝置包括冷風箱2和第一集束裝置4；所述步驟S3具體為：所述冷風箱對熔噴裝置1的噴出的熔噴超細纖維6進行冷卻，所述第一集束裝置4對冷卻后的熔噴超細纖維6進行集束；且所述第一集束裝置4沿幅寬方向的寬度不小于熔噴裝置1中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度。

所述熔噴超細纖維6經第一集束裝置4集束后，經過駐極處理裝置7進行駐極處理，后進入收集裝置5。

所述駐極處理裝置的駐極電壓為5-20kV，駐極間隔20-60mm，駐極時間5-10s。

所述步驟S1的熱塑性材料為PP、PET、PA、PLA或PE中的任一種。

所述收集裝置5為切斷機，油輪9給熔噴超細纖維6上油后，導絲裝置將熔噴超細纖維導入切斷機，切斷機將熔噴超細纖維6切成均勻的小段，作為駐極超細纖維香煙濾嘴材料。

如圖1和圖2所示為一種駐極超細纖維香煙濾嘴材料的制備裝置，包括熔噴裝置1、冷卻集束裝置、駐極處理裝置和收集裝置；

所述熔噴裝置1用于制備熔噴超細纖維6，并將熔噴超細纖維6輸送至冷卻集束裝置；

所述冷卻集束裝置設置在熔噴裝置1下方，用于對熔噴裝置1噴出的熔噴超細纖維6進行冷卻和集束，得到超細纖維束；

駐極處理裝置用于對超細纖維束進行駐極處理；

所述收集裝置用于對超細纖維束進行處理和收集，得到駐極超細纖維香煙濾嘴材料。

如圖1所示為冷卻集束裝置的第一種實施方式，所述冷卻集束裝置包括冷風箱2和簾網接收裝置3；

所述冷風箱2設置在熔噴裝置1中熔噴模頭的下方，用于對熔噴裝置1噴出的熔噴超細纖維6進行冷卻，所述簾網接收裝置3設置在冷風箱2下方，用于對冷卻后的熔噴超細纖維6進行集束；所述簾網接收裝置3沿著熔噴裝置1中熔噴模頭的幅寬方向，由遠離駐極處理裝置7的一端，向靠近駐極處理裝置7的一端傳動。

所述簾網接收裝置3內設置有抽吸裝置，用于將熔噴超細纖維6吸至簾網接收裝置3的上表面上。

冷卻集束裝置的第一種實施方式時，所述駐極處理裝置和收集裝置5之間還設置有第二集束裝置10，用于對超細纖維束進行進一步集束。

如圖2所示為冷卻集束裝置的第二種實施方式，所述冷卻集束裝置包括冷風箱2和第一集束裝置4；所述冷風箱2設置在熔噴裝置1中熔噴模頭下方，用于對熔噴裝置1的噴出的熔噴超細纖維6進行冷卻，所述第一集束裝置4設置在冷風箱2下方，用于對冷卻后的熔噴超細纖維6進行集束得到超細纖維束；所述超細纖維束經過纖維通道8被輸送至駐極處理裝置7，超細纖維經過駐極處理后進入收集裝置進行切斷和收集。所述纖維通道8的作用為托持和引導纖維束，可采用托板等形式。所述第一集束裝置4沿幅寬方向的寬度不小于熔噴裝置1中熔噴模頭沿幅寬方向的寬度，因此熔噴裝置噴出的所有超細纖維均可進入集束裝置4進行集束。

所述第一集束裝置4和第二集束裝置10均可采用喇叭口集束器。所述第二集束裝置10、導絲裝置和切斷機等可采用支架等方式進行固定。

實施例1

一種駐極超細纖維香煙濾嘴材料的制備方法，包括下列步驟：

步驟S1、取聚丙烯粒料96重量份、駐極母粒4重量份混合均勻，得混合料；

步驟S2、設置駐極超細纖維香煙濾嘴材料制備裝置的四個區(qū)域溫度分別為260℃，260℃，270℃，270℃，將步驟S1所得到混合料喂入螺桿擠出機的料倉，經螺桿熔融擠出機形成熔體；

步驟S3、熔體經計量泵后通過噴絲板噴出，在220℃、0.4MPa熱風下牽伸得到熔噴超細纖維，熔噴超細纖維冷卻之后利用簾網收集裝置或者集束裝置進行集束；

步驟S4、對步驟S3得到的熔噴超細纖維采用高壓電暈放電的方式進行駐極處理，所述駐極電壓為10kV，駐極間隔30mm，駐極時間10s；

步驟S5、將駐極處理后的熔噴超細纖維依次進行集束，上膠，成形和切斷，得到駐極超細纖維香煙濾嘴材料。

本實施例所制成的駐極超細纖維香煙濾嘴材料的超細纖維平均直徑能達到2μm，過濾效率達到95％。

實施例2

步驟S1、取聚丙烯粒料95重量份、駐極母粒5份混合均勻，得混合料；

步驟S2、設置駐極超細纖維香煙濾嘴材料制備裝置的四個區(qū)域溫度分別為260℃，260℃，270℃，270℃，將步驟S1所得到混合料喂入螺桿擠出機的料倉，經螺桿熔融擠出機形成熔體；

步驟S3、熔體經計量泵后通過噴絲板噴出，在220℃、0.4MPa熱風下牽伸得到熔噴超細纖維，熔噴超細纖維冷卻之后利用簾網收集裝置或者集束裝置進行集束；

步驟S4、對步驟S3得到的超細纖維采用高壓電暈放電的方式進行駐極處理，所述駐極電壓為20kV，駐極間隔20mm，駐極時間10s；

步驟S5、將熔噴駐極處理后的超細纖維依次進行集束，上膠，成形和切斷，得到駐極超細纖維香煙濾嘴材料。

本實施例所制成的駐極超細纖維香煙濾嘴材料的超細纖維平均直徑為2μm，過濾效率能達到98％。

實施例3

步驟S1、取PET粒料96重量份、駐極母粒4重量份混合均勻，得混合料；

步驟S2、將所述混合料放入沸騰式預結晶器中，在120℃下預結晶2小時，然后放入充填干燥器中，在180℃下干燥8小時；

步驟S3、設置駐極超細纖維香煙濾嘴材料制備裝置的四個區(qū)域溫度分別為270℃，270℃，280℃，285℃，將步驟S2處理后的混合料喂入螺桿擠出機的料倉，經螺桿熔融擠出機形成熔體；

步驟S4、熔體經計量泵后通過噴絲板噴出，在220℃、0.4MPa熱風下牽伸得到熔噴超細纖維，熔噴超細纖維冷卻之后利用簾網收集裝置或者集束裝置進行集束；

步驟S5、對步驟S4得到的超細纖維采用高壓電暈放電的方式進行駐極處理，所述駐極電壓為10kV，駐極間隔30mm，駐極時間10s；

步驟S6、將駐極處理后的熔噴超細纖維依次進行集束，上膠，成形和切斷，得到駐極超細纖維香煙濾嘴材料。

本實施例所制成的駐極超細纖維香煙濾嘴材料的超細纖維平均直徑為2.5μm，過濾效率能達到92％。

實施例4

步驟S1、取PET粒料95重量份、駐極母粒5重量份混合均勻，得混合料；

步驟S2、將所述混合料放入沸騰式預結晶器中，在120℃下預結晶2小時，然后放入充填干燥器中，在180℃下干燥8小時；

步驟S3、設置駐極超細纖維香煙濾嘴材料制備裝置的四個區(qū)域溫度分別為270℃，270℃，280℃，285℃，將步驟S2處理后的混合料喂入螺桿擠出機的料倉，經螺桿熔融擠出機形成熔體；

步驟S4、熔體經計量泵后通過噴絲板噴出，在220℃、0.4MPa熱風下牽伸得到熔噴超細纖維，熔噴超細纖維冷卻之后利用簾網收集裝置或者集束裝置進行集束；

步驟S5、對步驟S4得到的超細纖維采用高壓電暈放電的方式進行駐極處理，所述駐極電壓為20kV，駐極間隔20mm，駐極時間10s；

步驟S6、將駐極處理后的熔噴超細纖維依次進行集束，上膠，成形和切斷，得到駐極超細纖維香煙濾嘴材料。

本實施例所制成的駐極超細纖維香煙濾嘴材料的超細纖維平均直徑為2.5μm，過濾效率能達到94％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。