一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法技术

一种一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法，属于香烟过滤嘴材料制备技术领域。先将聚乳酸皮层树脂切片和聚乳酸芯层树脂切片分别投入预结晶干燥装置进行预结晶干燥，将经过预结晶干燥的聚乳酸皮层树脂切片以及聚乳酸芯层树脂切片分别投入两套螺杆挤出机中熔融为聚乳酸皮层树脂熔体以及聚乳酸芯层树脂熔体并同时挤至复合纺丝箱纺丝，由喷丝板以丝条的形态喷出，丝条依次经缓冷、环吹风冷却固化、丝束上油、热辊牵伸、卷曲、松弛定型、摆丝和打包，得到成品，聚乳酸皮层树脂切片与聚乳酸芯层树脂切片的重量比为30‑50∶70‑50；复合纺丝组件具有隔离的流道。缩短制备流程、简化设备配置、提高制备效率、降低制备成本、节约能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于香烟过滤嘴材料制备
，具体涉及一种一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法。
技术介绍
聚乳酸纤维的研究历史可追溯到上世纪30年代，其专利技术报道可追溯到上世纪50年代，杜帮公司最早测定了聚乳酸酯的分子量，上世纪60年代以后，各国科技工作者对此作了广泛的研究，日本以玉米为原料开发了新型聚乳酸纤维，至上世纪90年代后期，美国以玉米为原料开发了聚乳酸纤维并且率先建设了试验工厂，继而完善了现代化生产高分子聚乳酸的生产工艺，为聚乳酸酯工业的发展起到了引领作用。随后，日本的钟纺、仓敷公司、东丽公司和香港的福田实业公司以及台湾的远纺公司等先后开发研制了聚乳酸纤维。至2002年上海华源股份有限公司与美国CDP公司合作，成为了我国大陆首家实现工业化生产聚乳酸产品的化纤企业。聚乳酸纤维是一种以玉米、小麦等淀粉或玉米芯秸杆等纤维素为原料，经发酵转化成乳酸，再经聚合、熔融纺丝而制成的合成纤维。它具有良好的生物相容性、降解性及生物吸收性，在土壤及水中，会在微生物的作用下分解成二氧化碳和水，然后在光合作用下，成为淀粉的起始原料。由于这种循环过程，使其成为21世纪的环境循环材料，符合人们对基础材料的可循环使用与安全性能的要求，目前已广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服装业等领域中替代传统材料如醋酸纤维、聚丙烯纤维等。目前，欧美和日本是聚乳酸纤维的主要研发和生产国，预计到2020年，世界聚乳酸产品产量将达到100万吨左右。关于聚乳酸烟用丝束制备的技术信息可在公开的中国专利文献中见诸，如CN102704030A（一种高卷曲指数的聚乳酸烟用丝束及制备方法）、CN102747454B（一种低丝束线密度聚乳酸烟用丝束及其制备方法和应用）和CN103074716B（一种皮芯型聚乳酸烟用丝束和滤棒及其制备方法），等等。上述CN103074716B在芯层树脂的聚乳酸体系中加入有结晶促进剂，结晶促进剂如滑石粉、水合硅酸镁超细粉、蒙脱土、有机蒙脱土、纳米碳酸钙、白碳黑、淀粉和纤维素纳米晶须中的一种或多种。并且由于该CN103074716B在具体的纺丝过程中需将纺丝制取的初生丝落桶并集束，因而致使制备工艺冗长、设备配置复杂，既影响制备效率，又增加制备成本并且还不利于节省能耗。针对上述已有技术，有必要加以改进，为此本申请人作了有益的探索并且形成了下面将要介绍的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法，该方法无需将纺丝制取的初生丝落桶并集束而藉以体现显著缩短制备流程、简化设备配置、提高制备效率、降低制备成本和节省能耗的长处。本专利技术的任务是这样来完成的，一种一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法，其是先将聚乳酸皮层树脂切片和聚乳酸芯层树脂切片分别投入预结晶干燥装置进行预结晶干燥，将经过预结晶干燥的聚乳酸皮层树脂切片以及聚乳酸芯层树脂切片分别投入两套螺杆挤出机中熔融为聚乳酸皮层树脂熔体以及聚乳酸芯层树脂熔体并且同时挤至复合纺丝箱纺丝，由复合纺丝箱的复合纺丝组件的喷丝板以丝条的形态喷出，丝条依次经缓冷、环吹风冷却固化、丝束上油、热辊牵伸、卷曲、松弛定型、摆丝和打包，得到皮芯型复合聚乳酸烟用丝束，其中：所述的聚乳酸皮层树脂切片与所述的聚乳酸芯层树脂切片的重量比为30-50∶70-50；所述的复合纺丝组件具有隔离的分别供所述聚乳酸皮层树脂熔体以及聚乳酸芯层树脂熔体流动的流道。在本专利技术的一个具体的实施例中，所述预结晶干燥是将所述聚乳酸皮层树脂切片以及聚乳酸芯层树脂切片由所述预结晶干燥装置进行预结晶干燥至含水率小于150ppm，所述的预结晶干燥装置为真空转鼓式干燥机或连续式干燥机。在本专利技术的另一个具体的实施例中，所述的聚乳酸皮层树脂切片的特性粘度为1.20~1.38dl/g，熔点为125-135℃；所述的聚乳酸芯层树脂切片的特性粘度为0.90~1.10dl/g，熔点为160-176℃。在本专利技术的又一个具体的实施例中，用于挤出所述聚乳酸皮层树脂熔体的所述螺杆挤出机的熔融挤出温度为：一区150-180℃，二区185-215℃，三区210-230℃，四区223-245℃，五区225-235℃，对应于该聚乳酸皮层树脂熔体的复合纺丝箱的纺丝温度为220-250℃；用于挤出所述聚乳酸芯层树脂熔体的所述螺杆挤出机的熔融挤出温度为：一区180℃，二区195-225℃，三区200-235℃，四区205-245℃，五区200-250℃，对应于该聚乳酸芯层树脂熔体的复合纺丝箱的纺丝温度为200-240℃。在本专利技术的再一个具体的实施例中，所述的喷丝板为圆形喷丝板，该圆形喷丝板的直径为265-430mm，喷丝板上的喷丝孔数量为830-2500个，喷丝孔的直径为0.25-0.35㎜，喷丝孔的长径比L/D为3∶1或2.5∶1。在本专利技术的还有一个具体的实施例中，所述的环吹风的方式为由内向外吹风和由外向内吹风中的任意一种环吹风方式，环吹风的风温为12-20℃，风速为0.35~0.6m/s。在本专利技术的更而一个具体的实施例中，所述热辊牵伸的牵伸道数为四道，第一道牵伸的牵伸倍数为1.02-1.05倍并且第一道牵伸的牵伸温度为70-100℃；第二道牵伸的牵伸倍数为2.0-2.8倍，并且第二道牵伸的牵伸温度为60-85℃；第三道牵伸的牵伸倍数为1.1倍并且牵伸温度为100-120℃；第四道牵伸的牵伸倍数为1.01-1.02倍并且牵伸温度为80-100℃；在热辊牵伸时丝束在最后一辊的行进线速度 为800-1110m/min。在本专利技术的进而一个具体的实施例中，所述丝束上油的上油率为0.35-0.55%；所述松驰定型的温度为100-120℃。在本专利技术的更而一个具体的实施例中，所述的螺杆挤出机为单螺杆挤出机。在本专利技术的又进而具体的实施例中，所述皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的纤度为2.75-4.12ktex，单丝纤度为2.2~3.6dtex，断裂强度为2.23-2.66CN/dtex，断裂伸长率为30.82-65.81%，卷曲数为11-15个/25㎜。本专利技术提供的技术方案相对于已有技术因无需落桶并且无需在落桶后集束，因而具有可显著缩短制备流程、简化设备配置、提高制备效率、降低制备成本、节约能耗的长处。具体实施方式实施例1：先将特性粘度为1.38dl/g并且熔点为131℃的聚乳酸皮层树脂切片作为B组分投入到真空转鼓式干燥机中进行预结晶干燥至含水率为150ppm而藉以去除聚乳酸皮层树脂切片中的水分，避免聚乳酸皮层树脂切片在螺杆挤出机熔融挤出过程中发生降解的情形，同时避免在挤出过程中发生环结堵料情形以及引起压力波动之类情形，将预结晶干燥至含水率为150ppm的聚乳酸皮层树脂切片投入单螺杆挤出机中熔融为聚乳酸皮层树脂熔体并挤出至复合纺丝箱，单螺杆挤出机的各区的温度控制为：一区150℃，二区185℃，三区220℃，四区223℃，五区229℃，复合纺丝箱的温度为220℃；与此同时，将特性粘度为1.0dl/g并且熔点为175℃的聚乳酸芯层树脂切片作为A组分投入到真空转鼓式干燥机中进行预结晶干燥至含水率为85ppm而藉以去除聚乳酸芯层树脂切片中的水分，避免聚乳酸芯层树脂切片在螺杆挤出机熔融挤出过程中发生降解的情形，同时避免在挤出过程中发生环结堵料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法，其特征在于其是先将聚乳酸皮层树脂切片和聚乳酸芯层树脂切片分别投入预结晶干燥装置进行预结晶干燥，将经过预结晶干燥的聚乳酸皮层树脂切片以及聚乳酸芯层树脂切片分别投入两套螺杆挤出机中熔融为聚乳酸皮层树脂熔体以及聚乳酸芯层树脂熔体并且同时挤至复合纺丝箱纺丝，由复合纺丝箱的复合纺丝组件的喷丝板以丝条的形态喷出，丝条依次经缓冷、环吹风冷却固化、丝束上油、热辊牵伸、卷曲、松弛定型、摆丝和打包，得到皮芯型复合聚乳酸烟用丝束，其中：所述的聚乳酸皮层树脂切片与所述的聚乳酸芯层树脂切片的重量比为30‑50∶70‑50；所述的复合纺丝组件具有隔离的分别供所述聚乳酸皮层树脂熔体以及聚乳酸芯层树脂熔体流动的流道。

【技术特征摘要】
1.一种一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法，其特征在于其是先将聚乳酸皮层树脂切片和聚乳酸芯层树脂切片分别投入预结晶干燥装置进行预结晶干燥，将经过预结晶干燥的聚乳酸皮层树脂切片以及聚乳酸芯层树脂切片分别投入两套螺杆挤出机中熔融为聚乳酸皮层树脂熔体以及聚乳酸芯层树脂熔体并且同时挤至复合纺丝箱纺丝，由复合纺丝箱的复合纺丝组件的喷丝板以丝条的形态喷出，丝条依次经缓冷、环吹风冷却固化、丝束上油、热辊牵伸、卷曲、松弛定型、摆丝和打包，得到皮芯型复合聚乳酸烟用丝束，其中：所述的聚乳酸皮层树脂切片与所述的聚乳酸芯层树脂切片的重量比为30-50∶70-50；所述的复合纺丝组件具有隔离的分别供所述聚乳酸皮层树脂熔体以及聚乳酸芯层树脂熔体流动的流道。2.根据权利要求1所述的一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法，其特征在于所述预结晶干燥是将所述聚乳酸皮层树脂切片以及聚乳酸芯层树脂切片由所述预结晶干燥装置进行预结晶干燥至含水率小于150ppm，所述的预结晶干燥装置为真空转鼓式干燥机或连续式干燥机。3.根据权利要求1或2所述的一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法，其特征在于所述的聚乳酸皮层树脂切片的特性粘度为1.20~1.38dl/g，熔点为125-135℃；所述的聚乳酸芯层树脂切片的特性粘度为0.90~1.10dl/g，熔点为160-176℃。4.根据权利要求1所述的一步法制备皮芯型复合聚乳酸烟用丝束的方法，其特征在于用于挤出所述聚乳酸皮层树脂熔体的所述螺杆挤出机的熔融挤出温度为：一区150-180℃，二区185-215℃，三区210-230℃，四区223-245℃，五区225-235℃，对应于该聚乳酸皮层树脂熔体的复合纺丝箱的纺丝温度为220-250℃；用于挤出所述聚乳酸芯层树脂熔体的所述螺杆挤出机的熔融挤出温度为：一区180℃，二区195-225℃，三区200-235℃，四区205-...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊海彬，杨新华，李嘉薇，
申请(专利权)人：苏州金泉新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32