利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法
一、技术领域：
本发明涉及一种烟用二醋酸纤维丝束的制备方法，特别是涉及一种利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法。
二、背景技术：
我国烟草工业需要大量的二醋酸纤维丝束(简称二醋纤丝束)制作烟用滤嘴，目前我国大部分还依赖进口，由于其价格昂贵，需要大量外汇。据报道，在二醋纤丝束制棒和卷烟工序中会产生大量的废丝束和不合格的滤棒，废弃的二醋纤丝束约占原材料的3％。目前，这些废二醋酸纤维丝束大部分作为废物或棉类填料处理，由此以来，不仅造成了很大的经济损失，而且还会造成环境污染。
目前，全世界烟用二醋酸纤维丝束年产量已达到近55万吨，卷烟已全部实现了滤嘴化。虽然聚丙烯及其他烟用过滤材料，不断向醋纤丝束发起挑战，但醋纤丝束以它无可替代的滤毒特性，已被人们广泛接受，因而使其更稳固地占领市场，丝束生产也向细旦化、自动化发展。
二醋酸纤维丝束的广泛应用，在其制棒和卷烟过程中将会不断产生大量的废醋纤丝束，为了尽可能提高二醋酸纤维丝束的利用率，减少经济损失。所以，废醋纤丝束的回收利用是目前迫切需要解决的技术问题。
由于制造烟用醋纤丝束技术复杂、难度大、投资大、风险大。如果采用废醋纤丝束为原料来制造烟用二醋酸纤维丝束，因废醋纤丝束中含有不利于纺丝的大量杂质，必然会增加其技术难度。焦作市卷烟材料有限公司经过长期研究，成功研制出一种通过干法纺丝的工艺，利用废醋纤丝束制备烟用二醋纤丝束的方法。
关于二醋酸纤维丝束制备方法的相关文献也不少，例如：1、申请号为200410014465.9、发明名称为一种壳聚糖改性烟用二醋酸纤维丝束的生产方法，在本发明中，采用壳聚糖作为改性剂，适当调节亲水性表面活性剂的含量，可以提高乳化稳定时间，工艺简单，稳定性好，工艺过程中不需添加其它抗菌剂，能有效截留卷烟烟气中的焦油类有害物质，提高卷烟档次，缓解吸烟与健康的矛盾，因此，具有重要的社会和环境效益。2、申请号为91106733.7、发明名称为烟用二醋纤废丝束回收再纺工艺及设备，该发明采用湿法纺工艺将烟用二醋纤废丝束回收再纺生产再生二醋纤丝束，包括溶解、压滤、脱泡、纺丝、上油、卷曲、干燥和包装八道工序，主要设备有反应釜、压滤机、纺丝机、拉伸机、卷曲机、烘干机和打包机。再生二醋纤丝束的质量符合卷烟制棒要求，废物回收的经济效益显著，在生产过程中不出现三废，回收率达95％，本发明用于回收再纺烟用二醋纤废丝束。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法。通过本发明技术方案，可以将废二醋酸纤维丝束回收，重新用于制棒和卷烟生产工序中。通过本发明技术方案回收得到的烟用二醋酸纤维丝束完全能够满足制棒和卷烟的要求。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述生产方法是采用干法纺工艺将废醋纤丝束制备成烟用二醋酸纤维丝束，该生产方法包括纺丝原液的制备、纺丝、上油、卷曲、定型干燥、包装和溶剂回收，尤其是：废醋纤丝束在制备纺丝原液前先进行清洗、干燥，所述清洗是将废醋纤丝束在清洗机中加入水和洗涤剂进行清洗，水的加入量是废醋纤丝束总量的6～10倍，洗涤剂的加入量占废醋纤丝束总量的0.5～10‰，清洗时水洗温度为50～55℃，水洗时间为10～20分钟，然后将清洗后的废醋纤丝束进行干燥，干燥后废醋纤丝束的含水率≤6％。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述废醋纤丝束为废二醋酸纤维丝束；所述洗涤剂为乙醇；所述清洗后将废醋纤丝束进行干燥时采用链板式干燥机进行干燥，干燥温度为90～120℃。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述纺丝原液的制备是在清洗、干燥后得到的废醋纤丝束中加入丙酮和纺丝助剂依次进行溶胀、溶解、过滤和脱泡；所述废醋纤丝束加入丙酮后形成溶液的浓度为26～29％、粘度为15～60Pas，溶液中含水率为3～5％；所述纺丝助剂的加入量占废醋纤丝束总量的0.2～0.3％。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述纺丝助剂为矿物油；所述溶胀是在溶胀机中进行，其溶胀温度为8～10℃，溶胀时间为30～40分钟；所述溶解是将溶胀后得到的废醋纤丝束在溶解釜中进行溶解，溶解时溶解温度为45～52℃，溶解时间为8～12小时；所述过滤是采用不锈钢板框过滤机进行二道过滤；所述脱泡是将过滤后得到的废醋纤丝束在脱泡釜中进行脱泡，脱泡温度为50～52℃，脱泡时间为24～30小时/次。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述纺丝是将脱泡后得到的纺丝原液在纺丝机中进行纺丝，所述纺丝过程中纺前预压为2.0～2.5Mpa，纺丝机的计量泵压力3.0～5.0Mpa，喷丝帽规格为0.057Δ×325，喷丝头部温度为60～75℃，甬道进风温度为75～90℃，甬道出风温度为50～54℃，拉伸比为0.9～1.1％，纺丝卷绕速度为400～600米/分。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述上油是在纺丝后得到的二醋酸纤维丝束表面上加油剂乳液，所述油剂乳液的加入量占所得二醋酸纤维丝束总量的0.8～1.5％，所加油剂乳液的浓度为6～8％，油剂的温度为30～40℃。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，以重量百分含量表示，所述油剂乳液是由5.2～5.8％的液体石蜡、1.5～2.0％的失水山梨醇单月桂酸脂和余量的水组成。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述卷曲是在卷曲机中进行，卷曲轮压为0.1～0.5Mpa，卷曲箱压为0.05～0.1Mpa。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述定型干燥是将卷曲后的二醋酸纤维丝束在链板式干燥机中进行干燥，干燥温度为90～120℃，干燥时间为10～20分钟；干燥后所得烟用二醋酸纤维丝束的含水率为6±2％。
根据上述的利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，所述溶剂回收是按照常规方法依次进行吸附、解析和精馏。
本发明中所涉及到的废醋纤丝束均指制棒和卷烟过程中产生的废二醋酸纤维丝束。
本发明的积极有益效果：
1、通过本发明的技术方案，采用干法纺工艺将制棒和卷烟工序中产生的大量废二醋酸纤维丝束制备成烟用二醋酸纤维丝束，重新应用到制棒和卷烟工序中，使其原料得到最大程度的应用。本发明将废二醋酸纤维丝束变废为宝，其经济效益显著。
2、本发明先将废醋纤丝束在清洗机中加入水和洗涤剂进行清洗，从中去除大量杂质(三醋酸甘油酯、油剂以及其他物质)，这些杂质的去除，可以提高纺丝原液的可纺性和纺丝稳定性。利用本发明技术方案回收得到的烟用二醋酸纤维丝束，其质量完全能够满足要求。通过本发明回收得到的烟用二醋酸纤维丝束的质量检测数据详见表一。
表一本发明产品的性能检测结果
项目
单位
实测
备注
单丝线密度
dtex
3.30～3.50
丝束线密度
ktex
3.8～3.9
丝束断裂强度
N
78～96
卷曲数
个/25mm
22～26
卷曲度
％
18～22
截面形状
Y型
白度
度
78.8
上油率
％
1.09～1.2
3、利用本发明技术方案回收得到的烟用二醋酸纤维丝束完全能够满足生产滤棒的要求(详见表二)。
表二利用本发明产品进行成型得到的滤棒质量检测结果
项目
检测
结果
长度
(mm)
圆周
(mm)
重量
(g)
水分
(％)
吸阻
(Pa)
硬度
(％)
外观
平均值
120
24.26
8.58
5.3
3558
90.6
合格
4、本发明是采用干法纺工艺将废丝束经过清洗、干燥、溶胀、溶解、过滤、脱泡、纺丝、上油、卷曲和定型干燥处理后，得到烟用二醋酸纤维丝束，在整个制备过程中没有三废排放，其废二醋酸纤维丝束的回收率达85％(因为废纤维丝束中还有部分杂质)以上。
四、具体实施方式：
以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。
实施例1：一种利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法
参见附图1，本发明利用废醋纤丝束再生二醋酸纤维丝束的生产方法，其详细步骤如下：
a、清洗、干燥：将废醋纤丝束(废二醋酸纤维丝束)在清洗机中加入水和洗涤剂(乙醇)进行清洗，水的加入量是废丝束总量的8倍，洗涤剂(乙醇)的加入量占废醋纤丝束总量的3‰，清洗时水洗温度为52℃，水洗时间为15分钟，然后将清洗后的废醋纤丝束采用链板式干燥机进行干燥，干燥温度为100℃，干燥后废丝束的含水率≤6％；
b、纺丝原液的制备：将步骤a清洗、干燥后得到的废醋纤丝束先加入丙酮和纺丝助剂矿物油形成溶液(矿物油是市场上销售的现有产品)，废醋纤丝束加入丙酮后形成溶液的浓度为26～29％、粘度为15～60Pas，溶液中含水率为3～5％，纺丝助剂(矿物油)的加入量占废醋纤丝束总量的0.25％；然后将溶液在溶胀机中进行溶胀，溶胀温度为9℃，溶胀时间为35分钟；将溶胀后得到的废醋纤丝束在溶解釜中进行溶解，溶解温度为50℃，溶解时间9小时；溶解后采用不锈钢板框过滤机进行二道过滤，过滤压力0.9～1.1Mpa；将过滤后得到的废醋纤丝束在脱泡釜中进行脱泡，脱泡时脱泡温度为50℃，脱泡时间为30小时/次；
c、纺丝：将脱泡后得到的纺丝原液在纺丝机中进行纺丝，纺丝过程中纺前预压为2.0～2.5Mpa，纺丝机的计量泵压力3.0～5.0Mpa，喷丝帽规格为0.057Δ×325，喷丝头部温度为65～70℃，甬道进风温度为80～85℃，甬道出风温度为50～52℃，拉伸比为1.0％，纺丝卷绕速度为500～550米/分；
d、上油：在纺丝后得到的二醋酸纤维丝束表面上加油剂乳液(以重量百分含量表示，所述油剂乳液是由5.2～5.8％的液体石蜡、1.5～2.0％的失水山梨醇单月桂酸脂和余量的水组成)，所述油剂乳液的加入量占所得二醋酸纤维丝束总量的1.2％，所加油剂乳液的浓度为6～8％，油剂的温度为34～36℃；
e、卷曲：将步骤d得到的二醋酸纤维丝束在卷曲机中进行，卷曲轮压为0.1～0.5Mpa，卷曲箱压为0.05～0.1Mpa；
f、定型干燥：将步骤e卷曲得到的二醋酸纤维丝束在链板式干燥机中进行干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为15分钟；
g、包装：将干燥后的二醋酸纤维丝束在包装机上进行包装。
实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤a：水的加入量是废醋纤丝束总量的10倍，洗涤剂乙醇的加入量占废醋纤丝束总量的7‰，清洗时水洗温度为54℃，水洗时间为12分钟，采用链板式干燥机进行干燥时，干燥温度为110℃；
步骤b：纺丝助剂矿物油的加入量占废醋纤丝束总量的0.2％；溶胀温度为8℃，溶胀时间为40分钟；溶解温度为52℃，溶解时间8小时；脱泡温度为52℃，脱泡时间为24小时/次；
步骤c：喷丝头部温度为60～65℃，甬道进风温度为85～90℃，甬道出风温度为52～54℃，拉伸比为0.9％，纺丝卷绕速度为550～600米/分；
步骤d：油剂乳液的加入量占所得二醋酸纤维丝束总量的1.0％，油剂的温度为32～34℃；
步骤f：在链板式干燥机中进行干燥时，干燥温度为120℃，干燥时间为10分钟；
实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤a：水的加入量是废醋纤丝束总量的6倍，洗涤剂乙醇的加入量占废醋纤丝束总量的5‰，清洗时水洗温度为55℃，水洗时间为10分钟，采用链板式干燥机进行干燥时，干燥温度为90℃；
步骤b：纺丝助剂矿物油的加入量占废醋纤丝束总量的0.3％；溶胀温度为10℃，溶胀时间为30分钟；溶解温度为45℃，溶解时间12小时；脱泡温度为51℃，脱泡时间为27小时/次；
步骤c：喷丝头部温度为70～75℃，甬道进风温度为75～80℃，甬道出风温度为51～53℃，拉伸比为1.1％，纺丝卷绕速度为400～450米/分；
步骤d：油剂乳液的加入量占所得二醋酸纤维丝束总量的0.8％，油剂的温度为30～32℃；
步骤f：在链板式干燥机中进行干燥时，干燥温度为90℃，干燥时间为20分钟；
实施例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤a：水的加入量是废醋纤丝束总量的9倍，洗涤剂乙醇的加入量占废醋纤丝束总量的10‰，清洗时水洗温度为55℃，水洗时间为10分钟，采用链板式干燥机进行干燥时，干燥温度为120℃；
步骤b：溶解温度为48℃，溶解时间10小时；脱泡温度为52℃，脱泡时间为26小时/次；
步骤c：纺丝卷绕速度为450～500米/分；
步骤d：油剂乳液的加入量占所得二醋酸纤维丝束总量的1.5％，油剂的温度为38～40℃；
实施例5：与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤a：水的加入量是废醋纤丝束总量的7倍，洗涤剂乙醇的加入量占废醋纤丝束总量的1‰，清洗时水洗温度为50℃，水洗时间为20分钟，采用链板式干燥机进行干燥时，干燥温度为120℃；
步骤d：油剂乳液的加入量占所得二醋酸纤维丝束总量的1.4％，油剂的温度为36～38℃；
实施例6：与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤a：水的加入量是废醋纤丝束总量的6倍，洗涤剂乙醇的加入量占废醋纤丝束总量的0.5‰，清洗时水洗温度为53℃，水洗时间为13分钟，采用链板式干燥机进行干燥时，干燥温度为100℃；