菸嘴濾棒膠

菸嘴濾棒膠廣泛套用香菸製造過程中PP濾棒的粘接,由於聚丙烯絲束具有原料供應充足,生產過程無污染,價格與醋酸纖維素絲束相比有較大的競爭力等優點,近年來在產量迅速提高的同時,質量方面也有一定提高。但與醋纖絲束相比,丙纖絲束仍有許多不足,由於聚丙烯的難溶解性,目前還找不到一種溶劑在室溫下能使PP纖維溶結成定型的纖維棒。

背景

菸嘴濾棒膠廣泛套用香菸製造過程中PP濾棒的粘接,由於聚丙烯絲束具有原料供應充足,生產過程無污染,價格與醋酸纖維素絲束相比有較大的競爭力等優點,近年來在產量迅速提高的同時,質量方面也有一定提高。但與醋纖絲束相比,丙纖絲束仍有許多不足,由於聚丙烯的難溶解性,目前還找不到一種溶劑在室溫下能使PP纖維溶結成定型的纖維棒,現在生產的丙纖濾棒僅為一束用紙包卷的散纖維絲, 這種未經黏合成型的濾棒硬度低,難切斷,切口不齊,易爆花散毛,污染回收的菸絲,噸絲束產棒量低,接嘴率低,且因其煙氣吃味未被廣泛接受,故只能用於低檔捲菸。為維持濾棒硬度,降低焦油含量,常採用超細高旦纖維,造成單只濾棒的用絲量不僅未能比醋纖濾棒減少,反而增加了用絲量,同時造成吸阻過大。

為了克服上述缺點,目前普遍採用有機溶劑型膠黏劑粘接PP濾棒,來提高濾棒硬度,改善濾棒的加工、使用性能和抽吸時的口感,同時可以採用低旦絲束,降低單只濾棒的用絲量,不影響吸阻,也克服了水乳劑型膠黏劑造成濾棒紙皺摺的不足。常用有機溶劑型膠黏劑也存在不足之處,雖然常溫常濕下粘接性能很好,但由於耐熱、耐焦油、耐水性較差,在吸菸過程中由於濾嘴溫度較高( 最高可達80 ℃以上) 以及焦油和唾液的影響,經常造成爆口散花,嚴重影響捲菸品牌的聲譽。本文針對這些不足之處,專門研製了一種無毒無異味、成本低廉、粘接牢度高、不爆口不散毛的丙纖濾棒膠黏劑。

常見組成

菸嘴濾棒膠主要由主體粘結樹脂、增粘樹脂、增塑劑、粘度調節劑、功能添加劑等組成。

主體粘接樹脂

主體粘結樹脂為線型中等苯乙烯含量的SBS熱塑性彈性體。選擇主體粘結樹脂有以下幾條原則:

1)聚丙烯纖維結晶度較高、非極性、表面張力較低,屬於難粘材料。根據黏附理論/極性一致原則,主體粘接樹脂應選擇非極性或弱極性高聚物,如SBS、聚丁烯、乙烯) 醋酸乙烯酯共聚物( EVA) 等。

2)考慮到溶劑型不散花香菸濾嘴膠黏劑的具體要求,如無毒、無異味、粘接力大、耐溫、耐濕、易溶解、價廉等,我們選擇採用國產SBS 熱塑性彈性體。

3)SBS 結構上有線型和星型兩種類型,線型結構相對分子質量小,配成的膠黏劑黏度低,星型結構則相反。SBS 中苯乙烯( St) 與丁二烯( BD) 之比對膠黏劑性能影響較大。St 含量大,黏度變小,粘接強度高,但彈性和耐寒性差,BD 含量高,黏度增大,韌性增加,強度降低,耐熱性差。

增黏樹脂

最終選擇軟化點在95℃以上氫化松香酯。選擇增粘結樹脂有以下幾條原則:

1)與PS相容的有芳烴石油樹脂、古馬龍樹脂、高軟化點的萜烯樹脂, 可提高膠黏劑的彈性模量和內聚強度, 但不產生初黏力和剝離力;與PB相相容的有萜烯樹脂、松香、氫化松香、松香酯等, 能夠降低膠黏劑的彈性模量和內聚強度, 賦予初黏力和剝離力。

2)SBS 本身並無粘接性, 必須配合適當的增黏樹脂, 以提高潤濕性、初黏性、內聚力、剝離強度和剪下強度等。

3)通常應避免選擇與兩相都相容的增黏樹脂, 因為會使兩相相容性提高, 導致粘接強度下降, 而SBS 的優異性能緣於兩相分離結構。考慮到價廉和纖維表面極性對煙氣口感有利, 選擇松香類增黏樹脂。普通松香樹脂因含雙鍵和羧基, 容易氧化變色, 有一定腐蝕性, 軟化點較低。

增塑劑

為了調節濾棒硬度,還需加入適量增塑劑。SBS常用增塑劑有環烷油、白油(液體石蠟)、機油、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP) 、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、氯化石蠟等。

另外為防止濾棒成型中縮頭,要求選用的增塑劑與聚丙烯纖維的親和力強,在濾棒成型時優先分布到聚丙烯纖維上,部分隔離SBS 和增黏樹脂,降低初黏力,使塗布膠黏劑的纖維較易鬆弛,防止縮頭的發生,符合這一要求的是白油。

黏度調節劑

從對增黏樹脂的溶解性、無毒、易揮發考慮,,一般選用4% ~ 5%無水乙醇為粘度調節劑,可以使溶液中的SBS 大分子鏈適當緊縮, 從而降低膠黏劑黏度,不嚴重影響濾棒的成型加工。

其他助劑

聚丙烯濾嘴對煙氣中呈辛辣味的物質親和性差,造成煙氣口感差,同時降焦效果也較差,焦油含量高。為改善口感和降低焦油含量,可在膠黏劑中加入適量的功能添加劑,如富含氨基和羥基的化學吸附劑、多孔性納米微粒、菸草香精等。

參考配方

菸嘴濾棒膠配方 菸嘴濾棒膠參考配方

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