发明内容

针对上述存在的问题，本公开的目的在于提供一种海藻纤维香烟过滤棒及其制备方法，该香烟滤棒具有生物可降解性能，同时能够有效过滤烟草燃烧所产生的有毒有害气体，以及燃烧时产生的一些带正电荷粒子(烟雾)。

本公开的构思在于制备一种海藻纤维，该海藻纤维表层结构粗糙，能够有效的提高纤维的比表面积，进而具有优良的吸附性能，同时将该海藻纤维用于制备一种香烟滤棒。

本公开的构思还在于，使用湿法纺丝制备海藻酸纤维，制备的海藻酸纤维方法环保。本公开不同于目前使用醋酸纤维作为香烟过滤棒，醋酸纤维的制备过程中使用的有机溶剂，海藻酸纤维的制备使用水作为溶剂，在对燃烧的高温烟气进行过滤吸附过程中，海藻酸纤维制成的香烟过滤棒不会有非水溶剂的释放而影响吸食口感。

本公开的构思还在于，将海藻酸纤维制成无纺纤维片状过滤材料，在制备滤棒的过程中，只需将片状材料进行转绕压制即可得到滤芯。

本公开的构思还在于，本公开制备得到的海藻酸纤维制成的过滤材料具有优良的阻燃性，在制备成香烟滤嘴时不会发生燃烧。

具体的，本公开提供了一种海藻酸纤维的制备方法，该方法包括：将海藻酸钠溶解于水中，得到海藻酸钠溶液；

将所述的海藻酸钠液进行脱泡处理，得到纺丝原液；

将所述的纺丝原液投放到纺丝罐中，进行湿法纺丝；

所述的海藻酸初生纤维在固化液中进行固化牵伸，得到海藻酸纤维。

在一些实施例中，所述的固化液中包括氯化钙；所述的氯化钙浓度为2-10wt％。

本公开对海藻酸初生纤维进行固化，其中固化液中使用氯化钙作为固化试剂。由于氯化钙的负离子小，进而使得海藻酸纤维的固化速度过快，进而使得纤维表面的形态致密、光滑。

在一些实施例中，所述的固化液中还包括有机磷系阻燃剂；

所述有机磷系阻燃剂的用量为2-5％；

所述的有机磷系阻燃剂为磷酸酯、亚磷酸酯、磷酸酯中的一种或多种；

所述的有机磷系阻燃剂在高温的条件下分解，磷系阻燃剂→磷酸偏→磷酸→聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物，在纤维表层形成一层薄的玻璃状的或液态的保护层，同时磷系阻燃剂具有强脱水剂，在聚合物表合物与空气隔绝，脱出的水气吸收大量的热，从而快速的降低海藻酸纤维的分解速度。

另外，海藻酸纤维中具有大量的钙离子，在高温条件下，钙离子也会固化在纤维表层，起到隔热性能，减少纤维的热分解，进而保持海藻纤维在高温条件下的表层结构稳定，起到持续性的吸附有害气体的作用。

再次，在固化液中含有机磷系阻燃剂，这种阻燃剂中包括磷元素，该元素在海藻酸固化的过程中会吸附在纤维表面，对纤维表面的形态进行改善，使得纤维表面形态粗糙，有利于对有害气体的吸附。

更进一步的，本公开所使用的磷系阻燃剂的另一个目的在于磷系阻燃剂在高温条件下生成的聚偏磷酸是一种强的脱水剂，在高温条件下，能够将海藻酸中固着的水分脱出，进而使得烟草的燃烧的烟气更加湿润，提高消费者的吸食口感。而传统香烟改善吸食口感，尤其是烟气的湿度，主要是利用多元醇，如丙三醇，但是这种多元醇自生是有机物，其虽然能够改善湿度，但是自生也会影响香烟吸食的口感。

在一些实施例中，本公开还公开了一种海藻纤维的片状香烟过滤材料。

所述的香烟过滤材料由上述阻燃海藻纤维制备得到；

在一些实施例中，所述海藻纤维片状香烟过滤材料是使用上述阻燃海藻纤维通过无纺布工艺制备得到；

进一步的，所述的无纺布工艺采用水刺无纺布制备工艺。

所述的水刺无纺布工艺中，使用水刺的液体中含有钙盐和钠盐。

更进一步的，所述的钙盐为氯化钙；所述的钠盐为硫酸钠。

本公开在海藻纤维片状香烟过滤材料的制备过程中，使用了水刺无纺布制备工艺，在制备过程中液体刺的时候，本公开加入了氯化钙和硫酸钠两种盐，其中由于海藻酸纤维为海藻酸钙，而钠离子能够与钙离子发生粒子交换作用，使得在水刺的过程中，纤维的表层得到损坏，进而使得制备得到的片状烟用过滤材料中纤维的表面结构粗糙。但是发明人考虑到钠盐如果与海藻酸钠的离子交换程度过高，海藻纤维会发生断裂，从而形成的片状材料的机械性能大大降低。为了保证海藻酸纤维的完整形态，在水刺液体中还加入了氯化钙，进而使得钙离子和钠离子在海藻酸纤维上发生竞合，在保证海藻纤维的结构完整的情况下，纤维表面发生明显的刻蚀，从而提高过滤材料为香烟烟气的吸附能力。

更进一步的，在水刺的液体中，氯化钙的浓度为5-10％，硫酸钠的浓度为小于1％。

在钠盐和钙盐的竞合过程中，保证钙的浓度明显大于钠离子的浓度，在此种条件下，用于达到对海藻酸纤维表面的刻蚀效果，同时保证海藻酸纤维不发生断裂，进而使片状过滤材料有较好的机械性能，方便后续的加工。

同时，本公开还考虑到硫酸钙是微溶于水的，水刺液中是含有硫酸钠和氯化钙两种物质，在溶液中容易生成硫酸钙而发生沉淀，针刺溶液中硫酸钙的转变过多，容易造成高压针刺的喷射孔堵塞，因此，为了防止硫酸钙的产生，并从溶液中析出，本发明调节硫酸钠的浓度是小于1％，在此条件下，水刺液中不会出现明显的硫酸钙的析出现象。

更进一步的，本公开水刺液体中硫酸钠的浓度为0.1-0.8％，更进一步的，所述的硫酸钠的浓度为0.5-0.8％

本公开得到的海藻酸无纺布经过带有钠离子的水刺液进行水刺后，部分的钠离子与海藻酸钙纤维表面的钙进行粒子置换，对海藻酸纤维表面进行刻蚀，纤维表面进而编的粗糙不平。同时部分的海藻酸钠附着与纤维表面，而海藻酸钠在吸湿后，具有正电荷，更容易吸附有害物质。

进一步的，海藻酸纤维中包括了海藻酸钠，而海藻酸钠对于带正电荷的粒子具有吸附作用，作为香烟过滤材料，能够高效的吸附有害物质。

在一些实施例中，本公开还提供了一种海藻酸海藻纤维香烟过滤棒；

具体的，海藻酸纤维香烟过滤棒是使用上述的海藻纤维片状香烟过滤材料制备得到。

在一些实施例中，本公开还提供了一种海藻酸海藻纤维香烟过滤棒的制备方法；

所述的制备方法包括如下步骤：

1)制备海藻酸纤维；

2)所述步骤1)的海藻纤维制备片状香烟过滤材料；

3)所述步骤2)的片状香烟过滤材料制备香烟用滤棒。

更具体的，香烟滤棒的制备是使用滤棒成型机上制备得到卷烟滤棒。

本公开相对于现有技术而言，至少包括如下有益效果：

1、相对于传统的醋酸纤维香烟滤棒，本公开使用天然多糖纤维制备香烟滤棒，而天然多糖的海藻酸纤维具有天然的可降解性能，在环境中能够自然降解，可以显著的减少废弃烟头对环境的污染问题。

2、相对于传统的香烟滤棒中加入多元醇等控制香烟的口感，本公开使用一定量的磷系阻燃剂，该阻燃剂在高温条件下转变成一种脱水剂，同时天然的海藻酸纤维的吸水性和保湿型非常有益，在高温条件下，磷系阻燃剂能够将滤棒中的水分激发出去，达到控制香烟的湿度，改善香烟的吸食口感。

3、相对于醋酸纤维制备过程中难以避免使用一些有机溶剂，在使用醋酸纤维作为传统滤棒的时候，高温条件下该有机溶剂会挥发出来被消费者吸食，该有机溶剂对香烟的口感和消费者的健康都会产生不利影响；而本公开的海藻酸纤维的制备都是以水作为溶剂的，因此不存在上述问题。

4、本公开所制备的的海藻酸纤维其表面结构是粗糙的，主要是通过纤维制备过程中使用氯化钙，从而减缓固化速率，使得纤维表面粗糙；另外，在使用针刺无纺布的方法制备片状过滤材料是，在水刺液体中加入氯化钙和硫酸钠两种盐，通过钙盐和钠盐的竞合，使得海藻纤维表面发生刻蚀，提高海藻纤维的比表面积，进而提高过滤材料对香烟烟气的过滤性能，提升香烟的口感。