Лиоцелловый материал для сигаретного фильтра и способ его получения
Владельцы патента RU 2664206:
КОЛОН ИНДАСТРИЗ, ИНК. (KR)
КейТи ЭНД Джи КОРПОРЕЙШН (KR)
Изобретение относится к лиоцелловому материалу для сигаретного фильтра и способу его получения. Способ получения лиоцеллового материала для сигаретного фильтра включает (S1) прядение лиоцеллового прядильного раствора, содержащего 8-13 мас.% целлюлозной массы и 87-92 мас.% водного раствора N-метилморфолин-N-оксида (N-methylmorpholine-N-oxide, NMMO); (S2) коагуляцию лиоцеллового прядильного раствора, выпряденного на (S1), с получением, таким образом, лиоцеллового многонитного шнура; (S3) промывку водой лиоцеллового многонитного шнура, полученного на (S2); (S4) промасливание лиоцеллового многонитного шнура, промытого водой на (S3); и (S5) воздействие паром и давлением на лиоцелловый многонитный шнур, полученный на (S4), с получением, таким образом, жгута извитого волокна, имеющего 30-40 извивов на дюйм, где (S5) выполняют с использованием камеры для прядения методом напрессовывания и где камеру для прядения методом напрессовывания контролируют таким образом, чтобы давление верхней пластины составляло 0,1-3 кгс/см2. Техническим результатом изобретения является создание лиоцеллового материала для сигаретного фильтра и способа его получения, в котором лиоцелловый материал обладает высокой способностью к биоразложению и большим количеством извивов и, таким образом, может удовлетворять свойствам, требуемым для материала для сигаретного фильтра. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.
Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к лиоцелловому материалу для сигаретного фильтра и способу его получения.
Уровень техники
[0002] Сигаретный фильтр главным образом изготавливают из волокон ацетата целлюлозы. Волокно ацетата целлюлозы в настоящее время изготавливают следующим образом. В частности, хлопья ацетата целлюлозы растворяют в таком растворителе, как ацетон, с приготовлением, таким образом, прядильного раствора ацетата целлюлозы. Прядильный раствор, приготовленный указанным образом, подают в устройство прядильной фильеры и прядут с использованием способа сухого формования волокна из раствора при высокой температуре, что приводит к образованию волокна ацетата целлюлозы.
[0003] В частности, как и для волокна ацетата целлюлозы, пригодного в качестве волокна для сигаретного фильтра, для облегчения изготовления сигаретного фильтра, подходящим образом устанавливают подходящую тонкость, и изготавливают волоконный жгут, имеющий извивы. Сигаретный фильтр изготавливают таким образом, чтобы жгут волокна ацетата целлюлозы открывался с использованием намоточного устройства для сигаретного фильтра, пропитанного пластификатором, образованного в виде стержня, с использованием фильтровальной бумаги, и обрезанного до заданного размера.
[0004] Обычно ацетат целлюлозы, полученный путем подвергания целлюлозы эстерификации уксусной кислоты, известен как биоразлагаемый материал. Однако даже когда сигаретный фильтр, изготовленный из волокна ацетата целлюлозы, закапывают в земле, его форма еще сохраняется в течение 1-2 лет, и для полного биологического разложения сигаретного фильтра, закопанного в земле, требуется достаточно длительный период времени.
[0005] Сигаретный фильтр компонуют в виде сигаретного продукта, распространяемого для потребителей, обеспеченного для курения, и наконец, отбраковываемого после выкуривания сигареты. Также сигаретный фильтр может быть израсходован непосредственно в качестве отходов изготовления на установках для изготовления сигаретного фильтра. Такие отходы сигаретного фильтра накапливаются в виде мусора и затем сжигаются. В некоторых случаях выкуренная сигарета не накапливается в виде мусора, а может быть оставлена в природной среде. Отходы сигаретного фильтра не являются лишь визуальной проблемой, а в сигаретных фильтрах обнаруживаются отходы, выбрасываемые в окружающую среду, и они представляются потенциально биологическими опасными.
[0006] В этой ситуации были предложены различные способы изготовления биоразлагаемого сигаретного фильтра. С этой точки зрения, для повышения скорости разложения ацетата целлюлозы как биоразлагаемого полимера, используют добавки, или ацетат целлюлозы, имеющий несколько замещений для повышения способности к биологическому разложению. В качестве альтернативы, в качестве материала фильтровального жгута было предложено использование полимерного композита, обладающего высокой способностью к биоразложению, содержащего ПГБ (полигидроксибутират)/ПВБ(поливинилбутираль) и крахмал.
[0007] Однако никакого удовлетворительного серийно выпускаемого раствора не было предложено для получения фильтра, который может достаточно быстро разрушаться для преодоления проблемы замусоривания и, таким образом, может быть приемлемым для потребителей. Поэтому способ не пригоден для одновременного удовлетворения предпочтения сигареты и поглощающего профиля в ходе курения, поскольку сигаретный фильтр при достижении достаточно быстрой скорости биологического разложения для решения проблемы окружающей среды не был получен.
[0008] Тем не менее, в случае лиоцеллового волокна, изготовленного из природной целлюлозной массы и гидрата аминоксида, свойства максимального натяжения и максимального осязательного восприятия могут проявляться в сравнении с существующими регенерируемыми волокнами. Растворитель на основе аминоксида, используемый для приготовления лиоцеллового волокна, может быть рециркулирован и может биологически разлагаться, даже при отбраковке, и, таким образом, способ производства не генерирует никаких загрязнителей, и исследования на лиоцелловых волокнах как благоприятных для окружающей среды регенерируемых волокнах недавно стали более активными.
[0009] Как было раскрыто в Патенте США №№ 4416698 и 4246221, способ изготовления лиоцеллового волокна включает в себя прядение прядильного раствора, полученного путем растворения целлюлозы в аминоксиде (NMMO), и его коагуляцию для получения нитей, с последующей промывкой в воде, сушкой и последующей обработкой. Кроме того, лиоцелловое волокно естественным образом не наматывается, но может быть пригодным образом использовано так, чтобы влажное волокно было сжато способом, раскрытым в публикации заявки на Европейский патент № 797696, или в котором извивы могут быть образованы путем прядения методом напрессовывания, с использованием сухого пара, способом, раскрытым в публикации Заявки на Европейский Патент № 703997.
[0010] Для существующих лиоцелловых волокон свойства помутнения, вызванные образованием извивов, не являются удовлетворительными, и в большинстве стандартных технологий улучшаются лишь физические свойства лиоцелловых волокон, такие как прочность и т.п. Однако для сигаретного фильтра требуется материал, обладающий хорошими свойствами извивания, и для эффективного применения биоразлагаемого лиоцеллового волокна для сигаретного фильтра, проводят исследования и разработку, направленную на улучшение свойств извивания лиоцеллового материала, чтобы он удовлетворял свойствам, требуемым для материала для сигаретного фильтра, за счет обеспечения большого количества извивов.
Раскрытие
Техническая проблема
[0011] Следовательно, настоящее изобретение предназначено для обеспечения лиоцеллового материала для сигаретного фильтра и способа его получения, в котором лиоцелловый материал обладает высокой способностью к биоразложению и большим количеством извивов и, таким образом, может удовлетворять свойствам, требуемым для материала для сигаретного фильтра.
Техническое решение
[0012] Поэтому, предпочтительный первый вариант воплощения настоящего изобретения обеспечивает способ получения лиоцеллового материала для сигаретного фильтра, содержащий: (S1) прядение лиоцеллового прядильного раствора, содержащего 8-13 мас.% целлюлозной массы и 87-92 мас.% водного раствора N-метилморфолин-N-оксида (N-methylmorpholine-N-oxide, NMMO); (S2) коагуляцию лиоцеллового прядильного раствора, выпряденного на (S1), с получением, таким образом, лиоцеллового многонитного шнура; (S3) промывку водой лиоцеллового многонитного шнура, полученного на (S2); (S4) промасливание лиоцеллового многонитного шнура, промытого водой на (S3); и (S5) воздействие паром и давлением на лиоцелловый многонитный шнур, полученный на (S4), с получением, таким образом, жгута извитого волокна, имеющего 30-40 извивов на дюйм.
[0013] В первом варианте воплощения в лиоцелловом прядильном растворе по (S1) целлюлозная масса может содержать 85-99 мас.% альфа-целлюлозы и может обладать степенью полимеризации (degree of polymerization, DPw) 600-1700.
[0014] В первом варианте воплощения коагуляция на (S2) может содержать первичную коагуляцию, с использованием воздушной закалки (воздушную закалку, Q/A), включающей в себя подачу холодного воздуха к прядильному раствору, и вторичную коагуляцию, включающую в себя погружение первично коагулированного прядильного раствора в коагуляционный раствор.
[0015] Здесь воздушная закалка может быть выполнена путем подачи холодного воздуха при температуре 4-15°C и скорости воздушного потока30-120 м/с к прядильному раствору, а коагуляционный раствор предпочтительно обладает температурой 30°C или менее.
[0016] В первом варианте воплощения (S5) может быть выполнен с использованием камеры для прядения методом напрессовывания и является предпочтительным, чтобы камера для прядения методом напрессовывания управлялась таким образом, чтобы давление пара составляло 0,1-3 кгс/см2, давление прижимного валика составляло 1,5-4 кгс/см2, а давление верхней пластины составляло 0,1-3 кгс/см2.
[0017] В дополнение, предпочтительный второй вариант воплощения настоящего изобретения обеспечивает лиоцелловый материал для сигаретного фильтра, полученный путем прядения лиоцеллового прядильного раствора, содержащего целлюлозную массу и водный раствор N-метилморфолин-N-оксида (N-methylmorpholine-N-oxide, NMMO) для получения лиоцеллового многонитного шнура, и воздействия паром и давлением на лиоцелловый многонитный шнур для получения жгута извитого волокна, в котором жгут извитого волокна имеет 30-40 извивов на дюйм.
[0018] Во втором варианте воплощения лиоцелловый прядильный раствор может содержать 8-13 мас.% целлюлозной массы и 87-92 мас.% водного раствора N-метилморфолин-N-оксида (N-methylmorpholine-N-oxide, NMMO). Здесь целлюлозная масса может содержать 85-99 мас.% альфа-целлюлозы и может обладать степенью полимеризации (degree of polymerization, DPw) 600-1700.
Выгодные эффекты
[0019] Согласно настоящему изобретению может быть обеспечен лиоцелловый жгут извитого волокна, обладающий высокой способностью к биоразложению и повышенным количеством извивов и демонстрирующий свойства, подходящие для использования в качестве материала для сигаретного фильтра. При применении лиоцеллового жгута извитого волокна согласно изобретению, выбор сигареты и профиль поглощения может быть дополнительно улучшен.
Наилучший вариант воплощения
[0020] Аспект настоящего изобретения обращен к созданию способа получения лиоцеллового материала для сигаретного фильтра, включающего стадии (S1) прядения лиоцеллового прядильного раствора, содержащего 8-13 мас.% целлюлозной массы и 87-92 мас.% водного раствора N-метилморфолин-N-оксида (N-methylmorpholine-N-oxide, NMMO); (S2) коагуляции лиоцеллового прядильного раствора, выпряденного на (S1), с получением, таким образом, лиоцеллового многонитного шнура; (S3) промывки водой лиоцеллового многонитного шнура, полученного на (S2); (S4) промасливания лиоцеллового многонитного шнура, промытого водой на (S3); и (S5) воздействия паром и давлением на лиоцелловый многонитный шнур, полученный на (S4), с получением, таким образом, жгута извитого волокна, имеющего 30-40 извивов на дюйм.
[0021] Ниже представлено подробное описание стадий способа получения лиоцеллового материала для сигаретного фильтра согласно настоящему изобретению.
[0022] [Стадия (S1)]
[0023] В настоящем изобретении (S1) представляет собой стадию прядения лиоцеллового прядильного раствора, содержащего целлюлозную массу и водный раствор N-метилморфолин-N-оксида (N-methylmorpholine-N-oxide, NMMO). Здесь лиоцелловый прядильный раствор может включать в себя 8-13 мас.% целлюлозной массы и 87-92 мас.% водного раствора NMMO, а целлюлозная масса может включать в себя 85-99 мас.% альфа-целлюлозы и может обладать степенью полимеризации (degree of polymerization, DPw) 600-1700.
[0024] Если количество целлюлозной массы составляет менее 8 мас.%, становится сложным получать волокнистые свойства. С другой стороны, если ее количество превышает 13 мас.%, растворение в водном растворе может быть затруднено. Также, если количество водного раствора NMMO составляет менее 87 мас.%, вязкость раствора может значительно возрасти, что является нежелательным. С другой стороны, если ее количество превышает 92 мас.%, то вязкость прядения может значительно упасть, что усложняет получение равномерных волокон в процессе прядения.
[0025] Массовое отношение NMMO и воды в водном растворе NMMO может находиться в диапазоне 93:7-85:15. Если массовое отношение of NMMO и вода превышает 93:7, температура растворения может повышаться, и, таким образом, целлюлоза может разлагаться при ее растворении. С другой стороны, если их массовое отношение составляет менее 85:15, то эффективность растворения для растворителя может ослабнуть, что усложняет растворение целлюлозе.
[0026] Прядильный раствор высвобождается из прядильной фильеры тороидального фильерного комплекта. Фильерный комплект как таковой функционирует для высвобождения филаментного прядильного раствора в коагуляционный раствор в коагуляционной ванне через воздушный зазор. Высвобождение прядильного раствора из фильерного комплекта может быть выполнено при температуре 100-110°C.
[0027] [Стадия (S2)]
[0028] В настоящем изобретении (S2) представляет собой стадию коагуляции лиоцеллового прядильного раствора, выпряденного на (S1) для получения лиоцеллового многонитного шнура. Коагуляция на (S2) может включать в себя первичную коагуляцию, включающую в себя подвергание прядильного раствора воздействию воздушной закалки (air quenching, Q/A), с использованием холодного воздуха, и вторичную коагуляцию, включающую в себя погружение первично коагулированного прядильного раствора в коагуляционный раствор.
[0029] После того, как прядильный раствор выходит через тороидальный фильерный комплект на (S1), раствор может проходить через воздушный зазор между фильерным комплектом и коагуляционной ванной. В воздушном зазоре холодный воздух подается наружу из водоохлаждающей части, расположенной внутри тороидального фильерного комплекта, и первичная коагуляция может быть осуществлена за счет воздушной закалки для подачи холодного воздуха к прядильному раствору.
[0030] Факторы, которые оказывают влияние на свойства лиоцеллового многонитного шнура, полученного на (S2) включают в себя температуру и скорость холодного воздуха в воздушном зазоре, и коагуляция на (S2) может быть выполнена путем подачи холодного воздуха при температуре 4-15°C и скорости воздуха 30-120 м/с к прядильному раствору.
[0031] Если температура холодного воздуха при первичной коагуляции составляет менее 4°C, то поверхность фильерного комплекта может быть немедленно охлаждена, и, таким образом, поперечное сечение лиоцеллового многонитного шнура может стать неравномерным, и технологические характеристики прядения могут ухудшиться. С другой стороны, если температура коагуляции составляет более 15°C, то первичная коагуляция с использованием холодного воздуха не является достаточной, что, таким образом, ухудшает технологические характеристики прядения.
[0032] Также, если скорость холодного воздуха при первичной коагуляции составляет менее 5 м/с, то первичная коагуляция с использованием холодного воздуха не является достаточной, что нежелательно вызывает разрыв пряжи. С другой стороны, если скорость воздуха превышает 60 м/с, то прядильный раствор, выпускаемый из фильерного комплекта, может встряхиваться воздухом, и технологические характеристики прядения могут, таким образом, ухудшиться.
[0033] После первичной коагуляции с использованием воздушной закалки прядильный раствор подают в коагуляционную ванну, содержащую коагуляционный раствор, где претерпевает вторичную коагуляцию. Для подходящего осуществления вторичной коагуляции, температуру коагуляционного раствора можно устанавливать на уровне 30°C или менее. Это необходимо для надлежащего поддержания скорости коагуляции, поскольку температура для вторичной коагуляции не является избыточно высокой. Коагуляционный раствор можно приготовить без особых ограничений до тех пор, пока он имеет состав, типичный для области техники, к которой настоящее изобретение принадлежит.
[0034] [Стадия (S3)]
[0035] В настоящем изобретении (S3) представляет собой стадию промывки водой лиоцеллового многонитного шнура, полученного на (S2). В частности, лиоцелловый многонитный шнур, полученный на (S2), перемещают в ванну для промывки водой посредством подающего ролика и таким образом промывают водой.
[0036] При промывке водой нити промывочный раствор может быть использован при 0-100°C, с учетом восстановления и повторного использования растворителя после процесса промывки водой. Промывочный раствор может включать в себя воду, и может дополнительно включать в себя другие компоненты, если это необходимо.
[0037] [Стадия (S4)]
[0038] В настоящем изобретении, (S4) представляет собой стадию промасливания лиоцеллового многонитного шнура, промытого водой на (S3), и является предпочтительным, чтобы сушка была проведена после обработки промасливанием. Обработка промасливанием может быть выполнена путем полного погружения многонитного шнура в масло, и количество масла на нити можно поддерживать равномерным, с использованием прижимного валика, прикрепленного к впускному ролику и выпускного ролика промасливающего устройства. Масло функционирует для снижения трения нити о контакт с сушильным роликом и для ее направления в ходе процесса извивания, а также для эффективного формирования извивов на волокнах. Масло особо ничем не ограничено, до тех пор, пока оно представляет собой масло, которое обычно используется для получения нитей.
[0039] [Стадия (S5)]
[0040] (S5) представляет собой стадию извивания лиоцеллового многонитного шнура, промасленного на (S4), с использованием пара и давления. Таким образом, жгут извитого волокна может быть получен на стадии (S5).
[0041] В целях настоящей работы, термин «извивающийся» означает, что нить делают волнистой, для реализации объемных свойств волокна. В настоящем изобретении, процесс извивания может быть выполнен с использованием камеры для прядения методом напрессовывания, с помощью прижимных валиков, с получением, таким образом, жгута извитого волокна, имеющего 30-40 извивов на дюйм.
[0042] Здесь является предпочтительным, чтобы камера для прядения методом напрессовывания регулировалась таким образом, чтобы она удовлетворяла давлению пара 0,1-3 кгс/см2, давлению прижимного валика 1,5-4 кгс/см2 и давлению верхней пластины 0,1-3 кгс/см2. Если давление пара составляет менее 0,1 кгс/см2, то извивы формируются неэффективно. С другой стороны, если давление пара превышает 3 кгс/см2, то подается избыток пара и форма образующихся извивов может поддерживаться неравномерной.
[0043] Кроме того, если давление прижимного валика составляет менее 1,5 кгс/см2, то желаемое количество извивов может не образоваться. С другой стороны, если это давление превышает 4 кгс/см2, то прижимающая сила слишком велика, и, таким образом, количество воды или масла, имеющегося в жгуте, может резко снизиться, вследствие чего нити не проходят через прядильную камеру. Здесь является предпочтительным, чтобы прижимные валики поддерживались на расстоянии 0,01-3,0 мм. Если расстояние между прижимными валиками составляет менее 0,01 мм, то давление, приложенное к нитям роликами, повышается, что делает невозможным формирование извивов или вызывает повреждение образовавшихся нитей из-за трения поверхности. С другой стороны, если расстояние между прижимными валиками превышает 3,0 мм, то между прижимными валиками может возникнуть проскальзывание нити, что затрудняет образование равномерных извивов.
[0044] Если давление верхней пластины, которая движется вверх и вниз для образования равномерных извивов после прохождения через прижимные валики, составляет менее 0,1 кгс/см2, то верхняя пластина не закрепляется, из-за внутреннего давления камеры для прядения методом напрессовывания, и жгут может удерживаться в камере для прядения методом напрессовывания в течение длительного периода времени, что делает невозможным поддержание непрерывной обработки. С другой стороны, если давление пара превышает 3 кгс/см2, то он не может эффективно высвобождаться из прядильной камеры, и, таким образом, извивы могут иметь иррегулярную форму.
[0045] Жгут извитого волокна, полученный при вышеуказанных условиях, имеет, по меньшей мере, 30 извивов на дюйм, и предпочтительно 30-40 извивов на дюйм. При его обеспечении в форме фильтрующего мундштука, имеющего диаметр 16,5-24,5 мм, может быть достигнуто сопротивление всасыванию примерно 185-620 PD (мм H2O), исходя из стандарта KS H ISO 6565. Следовательно, лиоцелловый жгут извитого волокна согласно настоящему изобретению может биологичеки разрушаться и исчезать в течение короткого периода времени и, таким образом, является благоприятным для окружающей среды, и при изготовлении из него сигаретного фильтра требуемые свойства, такие как сопротивление всасыванию, прочность фильтра, эффективность удаления фильтра, и т.д., могут быть удовлетворительными, и его эффекты могут быть максимизированы.
Вариант воплощения для изобретения
[0046] Лучшее понимание настоящего изобретения может быть достигнуто с помощью следующих Примеров, которые изложены для иллюстрации, а не рассматриваются как ограничивающие объем настоящего изобретения.
[0047] Пример 1
[0048] Прядильный раствор, имеющий концентрацию 12 мас.% для получения лиоцеллового материала, был приготовлен путем смешивания целлюлозной массы, имеющей DPw 82-93,9% альфа-целлюлозы со смесью растворителя NMMO/H2O (при массовом отношении NMMO/H2O: 90/10), содержащего 0,01 мас.% пропилгаллата. Прядильный раствор был выпряден через прядильную фильеру тороидального фильерного комплекта при условии, что температура прядения была поддержана при 110°C, тогда как количество высвобождаемого прядильного раствора и скорость прядения были отрегулированы таким образом, чтобы тонкость, приходящаяся на нить, составляла 3,0 денье.
[0049] Впоследствии нитевидный прядильный раствор, высвобожденный из прядильной фильеры, был подан в коагуляционный раствор, находящийся в коагуляционной ванне, через воздушный зазор. Прядильный раствор как таковой был первично коагулирован с использованием холодного воздуха при температуре 8°C и скорости холодного воздуха 50 м/с в воздушном зазоре. Затем вторичная коагуляция была осуществлена с использованием коагуляционного раствора, содержащего 85 мас.% воды и 15 мас.% NMMO при температуре 25°C. Концентрацию коагуляционного раствора как таковую непрерывно контролировали с использованием датчика и рефрактометра.
[0050] Впоследствии коагулированные нити были вытянуты в воздушный слой через подающий ролик, а затем промыты промывочным раствором, распыленным с использованием промывочного устройства, для удаления оставшегося NMMO, после чего нити были достаточно равномерно пропитаны в масле, а затем прижаты таким образом, чтобы нити имели содержание масла 0,2%. Впоследствии, промасленные нити были высушены при 150°C, с использованием сушильного ролика, нагреты при пропускании через прядильную камеру, а затем извиты посредством прижимных валиков в прядильной камере, с получением, таким образом, лиоцеллового жгута извитого волокна. Здесь пар был подан при 0,5 кгс/см2, а давление и расстояние между прижимными валиками составляли, соответственно, 1,5 кгс/см2 и 1,5 мм, а давление верхней пластины было задано на уровне 1,0 кгс/см2.
[0051] Пример 2
[0052] Лиоцелловый материал для сигаретного фильтра был получен таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что жгут извитого волокна был получен с использованием камеры для прядения методом напрессовывания при условии, что был подан пар 1,0 кгс/см2, а давление и расстояние между прижимными валиками составляли, соответственно, 2,0 кгс/см2 и 1,2 мм, а давление верхней пластины было задано на уровне 1,5 кгс/см2.
[0053] Пример 3
[0054] Лиоцелловый материал для сигаретного фильтра был получен таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что жгут извитого волокна был получен с использованием камеры для прядения методом напрессовывания при условии, что был подан пар 1,5 кгс/см2, давление и расстояние между прижимными валиками составляли, соответственно, 3,0 кгс/см2 и 1,0 мм, а давление верхней пластины было задано на уровне 2,0 кгс/см2.
[0055] Сравнительный Пример 1
[0056] Лиоцелловый материал для сигаретного фильтра был получен таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что жгут извитого волокна был получен с использованием камеры для прядения методом напрессовывания при условии, что был подан пар 0,5 кгс/см2, давление и расстояние между прижимными валиками составляли, соответственно, 2,0 кгс/см2 и 2,0 мм, а давление к верхней пластине не было приложено.
[0057] Сравнительный Пример 2
[0058] Лиоцелловый материал для сигаретного фильтра был получен таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что жгут извитого волокна был получен с использованием камеры для прядения методом напрессовывания при условии, что был подан пар 1,0 кгс/см2, давление и расстояние между прижимными валиками составляли, соответственно, 3,0 кгс/см2 и 1,5 мм, а давление верхней пластины было задано на уровне 3,5 кгс/см2.
[0059] Сравнительный Пример 3
[0060] Лиоцелловый материал для сигаретного фильтра был получен таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что жгут извитого волокна был получен с использованием камеры для прядения методом напрессовывания при условии, что был подан пар 1,5 кгс/см2, давление и расстояние между прижимными валиками составляли, соответственно, 4,0 кгс/см2 и 1,0 мм, а давление верхней пластины приложено не было.
[0061] Сравнительный Пример 4
[0062] Лиоцелловый материал для сигаретного фильтра был получен таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что жгут извитого волокна был получен с использованием камеры для прядения методом напрессовывания при условии, что был подан пар 2,0 кгс/см2, давление и расстояние между прижимными валиками составляли, соответственно, 5,0 кгс/см2 и 3,5 мм, а давление верхней пластины было задано на уровне 1,5 кгс/см2.
[0063] <Измерение>
[0064] (1) Измерение количества извивов: Согласно стандарту KS K 0326, двадцативолоконные образцы, в которых извивы не были повреждены, были приклеены к приготовленному листу глянцевой бумаги (с пространственным расстоянием 25 мм), с использованием адгезива на основе амилацетата, содержащего 4-5% целлулоида, вследствие чего каждый волоконный образец был удлинен на (25±5)% относительно пространственного расстояния, после чего образцы были оставлены для высыхания адгезива. Количество извивов на 25 мм было подсчитано, когда к каждому образцу была приложена исходная нагрузка 1,96/1000 сН (2 мгс) на 1 D, с использованием тестера извивов, и их среднее значение было определено с точностью до одной десятой.
[0065] (2) Неравномерность извива: Согласно вышеуказанному способу измерения количества извивов, ширина неравномерного извива X относительно ширины жгута отобранного образца была измерена, а класс извивов был определен, исходя из критериев, показанных в Таблице 1 ниже.
[0066] [Таблица 1]
| Класс (состояние извива) | ◎ | ° | Δ | × |
| Соотношение ширины неравномерного извива | 0<X≤0,1 | 0,1<X≤0,5 | 0,5<X≤1 | Все неравномерные |
[0067] (3) Сопротивление всасыванию
[0068] С использованием жгутов, полученных в вышеуказанных Примерах и Сравнительных Примерах, были изготовлены фильтрующие мундштуки, имеющие равномерный диаметр, и их сопротивление всасыванию было измерено с использованием тестера сопротивления всасыванию, удовлетворяющего стандарту KS H ISO 6565.
[0069] [Таблица 2]
| Давление пара (кгс/см2) | Давление прижимного валика (кгс/см2) | Давление на пластину (кгс/см2) | Число извивов (извивы /дюйм) | Состояние извива | Сопротивление всасыванию (PD) | |
| Пример 1 | 0,5 | 1,5 | 1,0 | 30 | ° | 340 |
| Пример 2 | 1,0 | 2,0 | 1,5 | 34 | ◎ | 320 |
| Пример 3 | 1,5 | 3,0 | 2,0 | 38 | ° | 300 |
| Сравн. Пример 1 | 0,5 | 2,0 | × | - | × | - |
| Сравн. Пример2 | 1,0 | 3,0 | 3,5 | 42 | Δ | 280 |
| Сравн. Пример3 | 1,5 | 4,0 | × | 20 | × | 260 |
| Сравн. Пример14 | 2,0 | 5,0 | 1,5 | - | × | - |
[0070]
[0071] Исходя из результатов измерения свойств, как ясно из Таблицы 2, жгут извитых волокон по Примерам 1-3 имел по меньшей мере 30 извивов на дюйм, и его состояние извива было, как правило, хорошим. Таким образом, требование сопротивления всасыванию 300-340, необходимое для сигаретного фильтра регулярного типа, было удовлетворено. Однако в Сравнительных Примерах 1-4, количество извивов было относительно низким по сравнению с Примерами, а состояние извива было плохим. В частности, в Сравнительном Примере 2 приложенное давление верхней пластины было избыточным, и, таким образом, время удерживания извивов было продолжительным, вследствие чего количество извивов было повышено, но состояние извива было плохим, и сопротивление всасыванию не было равномерным.
Кроме того, в Сравнительных Примерах 1 и 3 давление к верхней пластине приложено не было, и, таким образом, извивы не были образованы или образовалось небольшое количество извивов, а в Сравнительном Примере 4, в котором давление прижимного валика было слишком высоко, количество воды или масла, присутствовавшего в жгуте, было резко снижено, и, таким образом, извивы не были нормально сформированы. В случае, когда обработка согласно настоящему изобретению была выполнена при условиях, возникающих из вышеуказанных диапазонов обработки, жгут, имеющий хорошие извивы, не может образоваться, и, таким образом, сопротивление всасыванию было существенно снижено, что делает его неподходящим для использования в волокне для сигаретного фильтра.
1. Способ получения лиоцеллового материала для сигаретного фильтра, включающий:
(S1) прядение лиоцеллового прядильного раствора, содержащего 8-13 мас.% целлюлозной массы и 87-92 мас.% водного раствора N-метилморфолин-N-оксида (N-methylmorpholine-N-oxide, NMMO);
(S2) коагуляцию лиоцеллового прядильного раствора, выпряденного на (S1), с получением, таким образом, лиоцеллового многонитного шнура;
(S3) промывку водой лиоцеллового многонитного шнура, полученного на (S2);
(S4) промасливание лиоцеллового многонитного шнура, промытого водой на (S3); и
(S5) воздействие паром и давлением на лиоцелловый многонитный шнур, полученный на (S4), с получением, таким образом, жгута извитого волокна, имеющего 30-40 извивов на дюйм,
где (S5) выполняют с использованием камеры для прядения методом напрессовывания, и
где камеру для прядения методом напрессовывания контролируют таким образом, чтобы давление верхней пластины составляло 0,1-3 кгс/см2.
2. Способ по п. 1, в котором в лиоцелловом прядильном растворе по (S1) целлюлозная масса содержит 85-99 мас.% альфа-целлюлозы и обладает степенью полимеризации (DPw) 600-1700.
3. Способ по п. 1, в котором коагуляция на (S2) включает первичную коагуляцию, с использованием воздушной закалки (Q/A), включающей подачу холодного воздуха к прядильному раствору, и вторичную коагуляцию, включающую погружение первично коагулированного прядильного раствора в коагуляционный раствор.
4. Способ по п. 3, в котором воздушную закалку выполняют путем подачи холодного воздуха при температуре 4-15°C и скорости холодного воздушного потока 30-120 м/с к прядильному раствору, и
коагуляционный раствор обладает температурой 30°C или менее.
5. Способ по п. 1, в котором камеру для прядения методом напрессовывания контролируют таким образом, чтобы давление пара составляло 0,1-3 кгс/см2, а давление прижимного валика составляло 1,5-4 кгс/см2.
6. Лиоцелловый материал для сигаретного фильтра, полученный путем прядения лиоцеллового прядильного раствора, содержащего целлюлозную массу и водный раствор N-метилморфолин-N-оксида (N-methylmorpholine-N-oxide, NMMO), для получения лиоцеллового многонитного шнура и воздействия паром и давлением на лиоцелловый многонитный шнур для получения жгута извитого волокна,
где жгут извитого волокна имеет 30-40 извивов на дюйм,
где давление контролируют таким образом, чтобы выполнялось условие, при котором в камере для прядения методом напрессовывания давление верхней пластины составляло 0,1-3 кгс/см2.
7. Лиоцелловый материал по п. 6, в котором лиоцелловый прядильный раствор содержит 8-13 мас.% целлюлозной массы и 87-92 мас.% водного раствора N-метилморфолин-N-оксида.
8. Лиоцелловый материал по п. 6 или 7, в котором целлюлозная масса содержит 85-99 мас.% альфа-целлюлозы и обладает степенью полимеризации (DPw) 600-1700.
