一种可降解烟用过滤嘴及其制备方法与流程

本发明涉及可降解材料领域，特别涉及一种可降解烟用过滤嘴及其制备方法。背景技术：1、研究表明，烟草燃烧时产生的各种对人体有害的物质多达3000多种，其中，除了尼古丁是吸烟者不得已需要吸入的以外，其他有害物质都是人体不需要的。如胺类物质、醛类物质、多环芳烃等，这些物质还具有强致癌危害，基于上述原因，所有的香烟均设置有由纤维制成的过滤烟嘴，香烟过滤嘴具有过滤、阻挡和吸附烟气中烟碱、焦油等有害成分的作用，好的过滤嘴材料除具有上述作用外，还应该能改善烟气的口感，减少烟气对口腔的刺激及对人体健康的伤害。目前应用最为广泛的烟用过滤材料是醋酸纤维素丝束，由其制成的卷烟过滤嘴材料，弹性好、无毒、无味、热稳定性好、吸阻小、截滤效果显著、能选择性地吸附卷烟中的有害成分，同时又保留了一定的烟碱而不失香烟口味，自20世纪50年代投入市场以来，深受欢迎。2、但在香烟吸完后剩下的过滤嘴部分是要丢弃的，而醋酸纤维素纤维和聚丙烯纤维在自然环境中很难被生物降解，醋酸纤维素纤维是以优质木材为原料得到的化工产品，从木材到纤维素再到酯化的醋酸纤维素需要消耗大量的木材原料，而生产环节中也伴随着很多污染问题，此外，由于纤维丝束的吸附能力低，使得其在降低焦油方面满足不了使用要求。因此香烟在背负有害人体健康的罪名的基础上，同时还造成了对环境的污染。3、因此，无论是从木材资源匮乏，还是从改善环境污染角度出发，寻找替代现有的醋酸纤维素和聚丙烯纤维原料的可生物降解材料，制造出可降解的香烟过滤嘴，在环境保护方面降低香烟生产所带来的危害，是香烟生产行业亟需解决的问题。技术实现思路1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种可降解烟用过滤嘴及其制备方法，本发明所用原料来源广，产品性能良好，可明显截留焦油和有毒有害物质能力强、快速生物降解。2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：3、本发明提供了一种可降解烟用过滤嘴，其包含可降解丝束以及含天然植物提取物的微囊：4、所述可降解丝束由以下质量分数的原料制备而成：5、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯30～40份、聚乳酸40～50份、聚己内酯20～30份、聚羟基脂肪酸酯8～12份、淀粉18～22份、聚乙二醇15～20份、环氧大豆油10～15份、硬脂酸镁4～8份、抗坏血酸4～6份、海藻酸钠2～7份、活性炭粉2～7份、银纳米粉2～4份、抗氧剂10762～4份、纤维素酶1～3份、4,4-双-(叔丁基过氧)戊酸正丁酯0.05～0.3份；6、所述含天然植物提取物的微囊由天然植物提取物和囊材制备而成：7、所述天然植物提取物由婆婆丁、小红藤、芦根、金银花、桔梗、薄荷经乙醇提取而成；8、所述婆婆丁、小红藤、芦根、金银花、桔梗、薄荷的质量比为6～8：6～8:4～6:4～6:2～4。9、所述微囊的囊材由阿拉伯胶、琼脂和壳聚糖制成；10、所述阿拉伯胶、琼脂和壳聚糖的质量比为1～2:1～2:2～4。11、优选的，所述微囊的添加量为丝束添加量的12～16％。12、优选的，所述微囊的直径为0.5～3.5mm。13、本发明还提供了一种所述可降解烟用过滤嘴的制备方法，包括以下步骤：14、1)按照配比选取可降解丝束原料，将其混合均匀后，依次进行挤出造粒，加入纺丝机中进行纺丝，然后进行冷却、卷绕、牵伸、卷曲、干燥，得到可降解丝束；15、2)将用于制备天然植物提取物的各天然植物原料依次干燥、混合后，将混合物料经乙醇萃取、过滤以及减压回收乙醇后制得天然植物提取物流膏；16、3)将步骤2)制得的天然提取物流膏与囊材混合后进行喷雾干燥制得含天然植物提取物的微囊；17、4)将步骤1)制得的丝束置入滤棒成型机成型，丝束经开松后，添加步骤3)制得的含天然植物提取物的微囊，在混合物料上喷洒粘合剂并采用成形纸卷制成型，切割成规定长度的卷烟过滤嘴，经烘干，即得本发明所述的可降解烟用过滤嘴。18、优选的，所述步骤1)的挤出造粒的机器为双螺杆挤出机，所述挤出造粒的温度为160～200℃。19、优选的，所述步骤1)的纺丝机中各段温度分别为：挤压段温度为160～200℃，计量段温度为175～205℃，接收段温度为170～190℃，熔体泵的温度为180～200℃，纺丝速度为1500～1700m/min。20、优选的，所述步骤1)的冷却、卷绕、牵伸、卷曲、干燥的具体工艺条件为：21、所述冷却采用空气冷却法，冷却风温为15～20℃；22、所述卷绕的速率为400～600m/min；23、所述牵伸是在水浴环境下对丝束进行牵伸，牵伸强度为1.2～1.4cn/dtex，牵伸程度为20～32％，水浴温度为60～90℃；24、所述卷曲温度为80～90℃；25、所述干燥方式为烘干，烘干温度为65～75℃，烘干时间10～35min。26、优选的，所述步骤2)的天然植物提取物流膏制备的具体过程为：27、将混合物料经质量6～8倍的95％乙醇回流提取2次，每次回流提取2～4h，结束后将提取液合并后过滤，最后将滤液于65～90℃、0.02～0.06mpa条件下减压回收乙醇2～4小时至无醇味，得到流膏状提取物。28、优选的，所述步骤4)的开松过程中，开松辊的压力为0.1～0.3mpa，且二道开松辊的开松比为1:1.5～1.8。29、优选的，所述步骤4)的粘结剂为三乙酸甘油酯，粘结剂添加量按重量百分比计为丝束的4～6wt％。30、本发明具有以下有益技术效果：31、本发明采用聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(pbat)、聚乳酸(pla)作为主料，聚己内酯(pcl)、聚羟基脂肪酸酯(pha)为辅料，其均能够生物降解或水解，且生物降解效果极好，其中pbat也能有效抑制pla的结晶并消除冷结晶，从而显著提升滤嘴加香效果，本发明还利用海藻酸钠可有效地提高纤维的极性，从而有利于材料对烟气中有害物质的吸附，且海藻酸钠对人体无毒，可生物降解；银纳米粉能够提高生物降解的烟过滤嘴的杀菌功效，天然植物的活性成分的释放，还能有效综合香烟中的有害成分，降低对人体的伤害，同时天然植物中的有益成分也会随着烟气吸入体内，其具有润肺、清热解毒的有效成分能使吸烟有害健康转化为有益健康。32、本发明所用原料来源广，产品性能良好，可明显截留焦油和有毒有害物质能力强、快速生物降解，且含有薄荷特有气味，无异味、杂味。土埋实验显示，本发明所述可降解烟用过滤嘴4个月内可完全生物降解。技术特征：1.一种可降解烟用过滤嘴，其特征在于，其包含可降解丝束以及含天然植物提取物的微囊：2.根据权利要求1所述的可降解烟用过滤嘴，其特征在于，所述微囊的添加量为丝束添加量的12～16％。3.根据权利要求2所述的可降解烟用过滤嘴，其特征在于，所述微囊的直径为0.5～3.5mm。4.一种权利要求1～3任一项所述可降解烟用过滤嘴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)的挤出造粒的机器为双螺杆挤出机，所述挤出造粒的温度为160～200℃。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)的纺丝机中各段温度分别为：挤压段温度为160～200℃，计量段温度为175～205℃，接收段温度为170～190℃，熔体泵的温度为180～200℃，纺丝速度为1500～1700m/min。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)的天然植物提取物流膏制备的具体过程为：9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)的开松过程中，开松辊的压力为0.1～0.3mpa，且二道开松辊的开松比为1:1.5～1.8。10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)的粘结剂为三乙酸甘油酯，粘结剂添加量按重量百分比计为丝束的4～6wt％。技术总结本发明提供了一种可降解烟用过滤嘴及其制备方法，属于可降解材料领域，过滤嘴包含可降解丝束和植物提取物微囊；可降解丝束由PBAT、PLA、PCL、PHA等聚合物，和淀粉、聚乙二醇、环氧大豆油、硬脂酸镁、抗坏血酸、海藻酸钠、活性炭粉、银纳米粉、抗氧剂1076、纤维素酶、4,4‑双‑(叔丁基过氧)戊酸正丁酯等添加剂经造粒后纺丝而成；植物提取物微囊由天然植物提取物和囊材制备而成：所述天然植物提取物由婆婆丁、小红藤、芦根、金银花、桔梗、薄荷经乙醇抽提而成；所述囊材由阿拉伯胶、琼脂和壳聚糖制成。与现有技术相比，本发明所用原料来源广，截留焦油和烟碱能力强、可快速生物降解。技术研发人员：汪子涵,诸梓铭,陈浩翔,汪卓正,汪德兴,汪德柱受保护的技术使用者：浙江汪洋高分子材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/13