本发明公开了一种以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒及其制备方法，属于卷烟滤嘴技术领域。以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒由丝束和包裹在丝束之外的成型纸组成，所述的丝束是壳聚糖纤维丝束，或所述的丝束是壳聚糖纤维丝束和醋酸纤维丝束的混合丝束，混合丝束中壳聚糖纤维丝束∶醋酸纤维丝束的重量比为10％～90％∶90％～10％。本发明的制备方法，基本上借用现有技术的嘴棒生产设备和技术，实施、操作容易，不增加设备，成功地改进了生产方法，完成了新型嘴棒的生产制备。本发明的嘴棒过滤效果优，材料来源丰富，且容易降解，除具有技术上的优势外，还具有巨大的潜在的经济效益和广泛的推广应用市场。
1.一种以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒，嘴棒由丝束和包裹在丝束之外的成型纸组成，其特征在于：所述的丝束是壳聚糖纤维丝束，或所述的丝束是壳聚糖纤维丝束和醋酸纤维丝束的混合丝束，混合丝束中壳聚糖纤维丝束：醋酸纤维丝束的质量百分比为10%～
90%：90%～10%；所述的壳聚糖纤维丝束是由分子量为10～100万的壳聚糖纤维组成，壳聚糖纤维丝束的含水率10～12%，线密度1.0～3.0d，断裂强力1.0～3.0cN/dtex，断裂伸长率10～20%，卷曲数4～24个/cm；
所述的丝束在嘴棒成型机上的成型过程中，喷洒占丝束总重量2～8%的胶粘剂，所述的胶粘剂是质量百分浓度为2～30%的柠檬酸水溶液，或是柠檬酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液，或乳酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液；所述柠檬酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液的比例为柠檬酸水溶液：甘油：乙醇为9：3：3，所述柠檬酸水溶液质量百分浓度为25%，所述甘油质量百分比浓度为95%，所述乙醇质量百分比浓度为95%；所述乳酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液的比例为乳酸水溶液：甘油：乙醇为9：3：3，所述乳酸水溶液浓度为
50～75%，所述甘油质量百分比浓度为95%，所述乙醇质量百分比浓度为95%；喷洒胶粘剂后的丝束在115℃-125℃的温度下烘烤10～40分钟，所制备成的嘴棒即为以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒。
2.一种权利要求1所述的以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒的制备方法，含有开松、打卷、成条、成型工序，其特征在于：所述方法制备的嘴棒采用的过滤材料是壳聚糖纤维丝束，或是壳聚糖纤维丝束和醋酸纤维丝束的混合丝束，混合丝束中壳聚糖纤维丝束：醋酸纤维丝束的质量百分比为10%～90%：90%～10%；所述开松是三级空气开松，成型车速
35-50米/分，加入质量百分比浓度2%～3%的甘油作为润滑剂；辊压力为1.3～1.8MPa，辊速比为1:1～1.8；分切刀刀尖角度为10～12度；所述的丝束在嘴棒成型机上的成型过程中，喷洒占丝束总重量2～8%的胶粘剂，所述的胶粘剂是质量百分浓度为2～30%的柠檬酸水溶液，或是柠檬酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液，或乳酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液；所述柠檬酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液的比例为柠檬酸水溶液：甘油：乙醇为
9：3：3，所述柠檬酸水溶液质量百分浓度为25%，所述甘油质量百分比浓度为95%，所述乙醇质量百分比浓度为95%；所述乳酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液的比例为乳酸水溶液：甘油：乙醇为9：3：3，所述乳酸水溶液浓度为50～75%，所述甘油质量百分比浓度为95%，所述乙醇质量百分比浓度为95%；喷洒胶粘剂后的丝束在115℃-125℃的温度下烘烤10～40分钟，所制备成的嘴棒即为以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒。
以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于卷烟滤嘴技术领域，具体涉及一种以壳聚糖纤维丝束为原料制作的嘴棒，及其制备方法。
背景技术
[0002] 现有技术中，卷烟烟气中含有苯、2-奈胺、苯并芘等致癌物质，将这些物质对人体健康的危害减至最小，是烟草行业的重大研究课题。在降低香烟焦油含量的基础上，有效的手段是改进卷烟的过滤材料和过滤嘴技术。滤嘴作为主流烟气的通道，可以有效地滤除烟气中的部分有害成分，因而得到了广泛的重视与应用。国际市场上常规烟用滤材主要有纸质滤嘴、醋酸纤维滤嘴、聚丙烯纤维滤嘴三种类型。
[0003] 醋酸纤维素又称为纤维素醋酸酯，它由从植物中提取的纤维素酯化而成，是纤维素衍生物中最早进行商品生产，并且不断发展的纤维素有机酸酯。结合醋酸含量为48.8％～58.8％时，称为二醋酸纤维素。二醋酸纤维素经丙酮溶解制成浆液，经纺丝、卷曲、干燥等工艺，制成烟用二醋酸纤维素丝束。丝束再经过成型开松、施加适量的三醋酸甘油酯增塑剂，经卷制后加工成滤嘴。二醋酸纤维用于卷烟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。我国最大的二醋酸纤维生产企业为南通醋酸纤维有限公司，其生产能力2005年己达64000t。其他企业还有深圳醋酸纤维有限公司、株洲醋酸纤维有限公司等。目前，二醋酸纤维是最受欢迎的丝束材料，但二醋酸纤维长期以来处于供不应求的状况，迫切需要寻找嘴棒二醋酸纤维丝束的替代材料。
[0004] 聚丙烯纤维用作滤嘴材料，所制滤棒的焦油截留率比同规格和同压降的醋酸纤维滤嘴低，但其在抽吸的过程中容易产生热塌陷，影响抽吸时的外观和抽吸阻力。目前聚丙烯纤维滤嘴大多应用在低档卷烟产品中，为此，广大科研工作者和生产企业在不断寻求新型的高效的嘴棒材料。
[0005] 壳聚糖是自然界含量丰富的天然碱性多糖，其来源丰富，具有多种生物活性，能制成膜或纤维形态的多种材料。壳聚糖分子中含有活性的羟基、游离的氨基、富电子的吡喃环等功能基团，能对烟气中的焦油、烟碱、CO等有害物质形成物理和化学吸附，而不降低烟碱含量。壳聚糖在烟草行业中的主要应用是将壳聚糖作为添加剂使用，如将壳聚糖添加到烟用二醋酸纤维束生产工艺的纺丝单元中，制备壳聚糖改性烟用二醋酸纤维束；将壳聚糖作为过氧化氢酶固定载体，添加到香烟滤嘴中。利用壳聚糖-Cu配合物能有效截留亚硝胺类有害物质，制备壳聚糖铜改性滤嘴，用于降低主流烟气中的焦油和总粒相物；专利“用于卷烟过滤嘴的吸附添加剂壳聚糖-Cu配合物及其制备”(200410041787.2)将壳聚糖与硫酸铜的混合液直接喷涂于烟用醋纤丝束表面，或在烟用醋纤丝束生产工艺的纺丝浆料中均匀添加壳聚糖-Cu配合物粉末，制作成含该配合物的改性滤嘴。目前，已公开的壳聚糖在卷烟中的使用形态仅为粉末或短纤维，用作醋纤丝束嘴棒的添加剂，这些添加剂在嘴棒成型加工过程中，粉末或短纤维状态的壳聚糖容易逃逸而损失，而且，这种嘴棒应用于成品烟中，消费者抽吸时，粉末或短纤维状态的壳聚糖容易被吸进口腔而影响吸味和口感。
发明内容
[0006] 针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒，它能替代现有技术的醋酸纤维、聚丙烯纤维等用作嘴棒的过滤材料，本发明的嘴棒不仅过滤效果好，不影响吸味和口感，而且具有易降解的优点。本发明还提供了以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒的制备方法，本发明的方法基本上借用现有技术的嘴棒生产设备和技术，完成了本发明嘴棒的制备。
[0007] 本发明的技术方案是：一种以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒，嘴棒由丝束和包裹在丝束之外的成型纸组成，所述的丝束是壳聚糖纤维丝束，或所述的丝束是壳聚糖纤维丝束和醋酸纤维丝束的混合丝束，混合丝束中壳聚糖纤维丝束∶醋酸纤维丝束的质量百分比为10％～90％∶90％～10％。
[0008] 所述的壳聚糖纤维丝束是由分子量为10～100万的壳聚糖纤维组成，壳聚糖纤维丝束的含水率10～12％，线密度1.0～3.0d，断裂强力1.0～3.0cN/dtex，断裂伸长率10～20％，卷曲数4～24个/cm。
[0009] 所述的丝束在嘴棒成型机上的成型过程中，喷洒占丝束总重量2～8％的胶粘剂，所述的胶粘剂是质量百分浓度为2～30％的柠檬酸水溶液，或是柠檬酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液，或乳酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液；所述柠檬酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液的比例为柠檬酸水溶液∶甘油∶乙醇为9∶3∶3，所述柠檬酸水溶液质量百分浓度为25％，所述甘油质量百分比浓度为95％，所述乙醇质量百分比浓度为95％；所述乳酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液的比例为乳酸水溶液∶甘油∶乙醇为9∶3∶3，所述乳酸水溶液浓度为50～75％，所述甘油质量百分比浓度为95％，所述乙醇质量百分比浓度为95％；喷洒胶粘剂后的丝束在115℃-125℃的温度下烘烤10～40分钟，所制备成的嘴棒即为以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒。
[0010] 所述的嘴棒是一元结构的嘴棒，或是多元结构的复合嘴棒，或是嘴棒横截面呈现同心圆结构的嘴棒。
[0011] 一种上述的以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒的制备方法，含有开松、打卷、成条、成型工序，其特别之处在于：所述方法制备的嘴棒采用的过滤材料是壳聚糖纤维丝束，或是壳聚糖纤维丝束和醋酸纤维丝束的混合丝束，混合丝束中壳聚糖纤维丝束∶醋酸纤维丝束的质量百分比为10％～90％∶90％～10％；所述开松是三级空气开松，成型车速35-50米/分，加入质量百分比浓度2％～3％的甘油作为润滑剂；辊压力为1.3～1.8MPa，辊速比为1∶1～1.8；分切刀刀尖角度为10～12度；所述的丝束在嘴棒成型机上的成型过程中，喷洒占丝束总重量2～8％的胶粘剂，所述的胶粘剂是质量百分浓度为2～30％的柠檬酸水溶液，或是柠檬酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液，或乳酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液；所述柠檬酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液的比例为柠檬酸水溶液∶甘油∶乙醇为9∶3∶3，所述柠檬酸水溶液质量百分浓度为25％，所述甘油质量百分比浓度为
95％，所述乙醇质量百分比浓度为95％；所述乳酸水溶液-甘油-乙醇的混合溶液的比例为乳酸水溶液∶甘油∶乙醇为9∶3∶3，所述乳酸水溶液浓度为50～75％，所述甘油质量百分比浓度为95％，所述乙醇质量百分比浓度为95％；喷洒胶粘剂后的丝束在115℃-125℃的温度下烘烤10～40分钟，所制备成的嘴棒即为以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒。
[0012] 本发明的以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒使用了一种全新的壳聚糖纤维丝束材料，壳聚糖纤维丝束材料不仅过滤效果好，不影响吸味和口感，而且具有易降解的优点。本发明以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒的制备方法，基本上借用现有技术的嘴棒生产设备和技术，实施、操作容易，不增加设备，成功地改进了生产方法，完成了新型嘴棒的生产制备。
具体实施方式
[0013] 下面结合实施例对本发明的具体实施方式及有关的技术问题作进一步详细的描述。首先，解释一下我们日常见到的长丝状的线，并不是单一根长纤维的线，而是由若干短纤维结合而成的线。什么叫丝束，丝束是用短纤维制成的纤维条的大量根数的连续长丝集合而成的基本无捻的长条纤维束。如，现有技术中以大量的醋酸纤维的丝束作为嘴棒的过滤材料。
[0014] 本申请将壳聚糖纤维丝束作为嘴棒过滤材料，利用现有的嘴棒成型设备将壳聚糖纤维丝束制备为可生物降解的嘴棒。壳聚糖是自然界含量丰富的天然碱性多糖，其来源丰富，具有多种生物活性，能制成膜或纤维形态的多种材料。壳聚糖分子中含有活性的羟基、游离的氨基、富电子的吡喃环等功能基团，赋予壳聚糖纤维丝束比醋酸纤维丝束更强的极性，其含有的游离的氨基、富电子的吡喃环等官能团在结构和极性上与烟气中的生物碱，稠环芳烃类成分有一定的相似性，对烟气中的生物碱，稠环芳烃类成分选择性吸附较强，所以壳聚糖纤维丝束对烟气中的焦油、烟碱、CO等有害物质能形成比醋酸纤维丝束更强和更有选择性的物理和化学吸附，而降低烟碱和焦油含量。本发明的嘴棒开发利用了一种过滤效果优，来源丰富，且容易降解的嘴棒过滤材料，除具有技术上的优势外，还具有巨大的潜在的经济效益和广泛的推广应用市场。下面描述本发明的实施例。
[0015] 实施例1
[0016] 选取分子量为20万左右的通过湿法纺丝(这是现有技术的内容，本发明并不限定只用这种方法制备的壳聚糖纤维，这只是本实施例选用的，以下同)成的壳聚糖纤维丝束，该丝束线密度为1.5d，纤维的断裂强度为1.3cN/dtex，含水率12％，卷曲数12个/cm。将壳聚糖纤维束在现有技术的嘴棒成型机上成型，控制成型车速35米/分，加入3％的甘油作为润滑剂，三级空气开松；辊压力控制在1.5MPa，辊速比控制在1∶1.3之间；调整砂轮磨削角度，使分切刀刀尖角度为10度。喷洒占丝束总重量4％的柠檬酸水溶液作为粘合剂，喷洒胶粘剂后的丝束在120℃的温度下烘烤10～40分钟。制得以壳聚糖纤维丝束为过滤材料的嘴棒，在本例中，全部丝束都是壳聚糖纤维丝束。说明：在实施例中，由于本方法的制备是基本上采用现有技术的设备进行的，只在需要的时候改变了一些条件和物质，凡为现有技术已有的内容，不进行赘述，以下同。
[0017] 实施例2
[0018] 选取分子量为60万左右的通过湿法纺丝成壳聚糖纤维，该丝束线密度为3.0d，丝束的断裂强度为2.0cN/dtex，含水率12％，卷曲数15个/cm。将壳聚糖纤维丝束在嘴棒成型机上成型，控制成型车速40米/分，加入2％的甘油作为润滑剂，三级空气开松；辊压力控制在1.8MPa，辊速比控制在1∶1.8；调整砂轮磨削角度，使分切刀刀尖角度为12度。以丝束总重量5％的喷洒量喷洒25％柠檬酸水溶液-甘油-乙醇混合溶液为胶粘剂，喷洒胶
