CN110983624A - 一种油烟空气过滤材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油烟空气过滤材料的制备方法，原料为自扭曲纤维；工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；自扭曲纤维的制备过程为：按短丝纺丝工艺，将PET熔体和PTT熔体分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；短丝纺丝工艺包括松弛热定型工序，温度为100～110℃；喷丝孔的横截面呈
Figure DDA0002347964820000011
形，由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线。本发明采用了简单的制备方法制得了具有扭曲结构的纤维，进而制得了过滤效率较高的油烟空气过滤材料。

Description

一种油烟空气过滤材料的制备方法
技术领域
本发明属于纤维技术领域，涉及一种油烟空气过滤材料的制备方法。
背景技术
随着餐饮业的快速发展，在食品加工过程中采用炸、炒、煎、烧烤等工艺，从而产生大量油烟废气。这些油烟废气中包括气、液、固三相污染物，其化学组成极其复杂，具有强烈的致癌、致突变作用。这些油烟污染物未经任何处理就排放到室外，不仅给周围居民生活环境带来了污染，而且破坏了空气质量，严重危害人体健康。
对于油烟净化，目前市场上的油烟净化处理技术方法主要有机械分离法、催化剂燃烧法、吸附法、静电处理法等。其中，吸附法具有设备投资少、运行费用低、无二次污染的特点，受到广泛的应用。由于烟气成分复杂，单一的过滤材料难以满足净化要求，采用复合过滤材料有利于去除多种有害成分，达到更好的净化效果，有效减轻油烟废气的污染。然而，无论哪种过滤材料，其过滤效率都有待于进一步提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种过滤效率高的油烟空气过滤材料。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种油烟空气过滤材料的制备方法，原料为自扭曲纤维；工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理(由梳理机加工成的单层薄网重量为8～9g/m2，梳理加工时的工作环境温度为20～30℃，工作环境相对湿度为70～80％)→铺叠成网(由铺叠成网机加工成的纤网为四层交叉重叠，交叉的夹角为13°，纤网的重量为32～36g/m2)→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂(阻燃粘合剂喷洒分二次进行，第一次喷洒量按每平方米纤网上阻燃粘合剂固体含量为15克来计算，第二次喷洒量按每平方米纤网上阻燃粘结剂固体含量为17克来计算，每平方米纤网上总的固体含量为32克)→烘燥加固(喷洒过阻燃粘合剂的纤网要进行二次烘燥加固，每喷洒一次阻燃粘合剂，就进行一次烘燥固化，烘燥温度为140～150℃，烘燥加固后纤网的自然厚度为15mm)→整烫(烘燥加固后的纤网须进行整烫，整烫机中的二根高温压辊的表面温度为200～210℃，二根高温压辊表面之间的距离为5±1mm)→切边成卷；
自扭曲纤维的长度为50～70mm且单丝纤度为2.0～6.0dtex，制备过程如下：
按短丝纺丝工艺，将PET熔体和PTT熔体分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数中，松弛热定型温度为100～110℃；
喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000021
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000022
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成，竖线和斜线分别位于横线的两侧，竖线和斜线与横线的交点都位于横线非端点的位置上，两交点之间存在一定的间距；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:0.9～1.1:0.8～1.0；横线的长度与宽度之比为6～8:1；斜线与横线的夹角为40～50°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的50～70％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线。
本发明的目的是解决现有技术中油烟空气过滤材料过滤效率有待于进一步提高的问题，具体是通过合理设计喷丝孔的形状和尺寸，使得纤维发生扭曲实现的，机理如下：
在合成纤维的纺丝加工中，纤维成型时，纤维内部会发生取向和结晶，使纤维存在内应力，当外界条件发生变化时，如受热或接触水时，已成型的纤维会因环境变化发生变形，即此时纤维中的取向部分或者结晶区会发生相对位置的变化，而纤维内应力则是试图使变形后的纤维恢复其初始状态的附加相互作用力，对于不同的聚合物，纤维内部的取向和结晶存在差异，因此，不同的聚合物产生的内应力不同；
本发明中，喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000023
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000024
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成，竖线和斜线分别位于横线相反的两侧，竖线的宽度等于斜线的宽度，竖线和斜线的长度之比为0.9～1.1:0.8～1.0，竖线和斜线的长度大于横线的宽度，竖线和斜线对应的材质为PTT，横线对应的材质为PET；
在竖线或斜线与横线的接触的位置，同时存在两个相反方向的内应力，一个方向的内应力源自于PET，另一个方向的内应力源自于PTT，两个相反方向的内应力相互抵消成单个方向的内应力；
由于竖线和斜线的长度大于横线的宽度，且PTT的内应力大于PET，因此在竖线与横线的接触的位置，内应力的最终方向指向竖线，在斜线与横线的接触的位置，内应力的最终方向指向斜线，又由于竖线和斜线位于横线的相反两侧，因此在竖线与横线的接触的位置的内应力的最终方向与在斜线与横线的接触的位置的内应力的最终方向相反，纤维的
Figure BDA0002347964800000025
形横截面上同时存在两个方向相反的内应力，导致纤维发生扭转，形成自扭曲结构，纤维具有自扭曲结构使得单位长度上纤维的表面积极大地增加，纤维与待过滤气体的接触面积也相应地增加，过滤效率也相应地增大；
此外，由于竖线的宽度等于斜线的宽度，竖线和斜线的长度之比为0.9～1.1:0.8～1.0，因此在竖线与横线的接触的位置的内应力与在斜线与横线的接触的位置的内应力存在一定的差异，再配合
Figure BDA0002347964800000026
形的尺寸参数，使得纤维的单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000028
达到73～167°/10μm，有利于兼顾纤维各方面的性能。
作为优选的方案：
如上所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，PET熔体和PTT熔体的质量比为45:55～50:50。
如上所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，短丝纺丝工艺的其它参数为：纺丝温度276～278℃，冷却温度20～25℃，冷却风速2.2～3.5m/s，卷绕速度800～1000m/min，水浴牵伸温度80～85℃，蒸汽牵伸温度120～125℃，拉伸倍数3.0～3.3。
如上所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，采用复合纺丝组件，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000031
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000032
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000033
形凹槽连通，且正投影完全重合；
复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中。
如上所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，PET熔体的特性粘度为0.55～0.60dL/g，PET熔体纺丝箱体的温度为280～285℃，PTT熔体的特性粘度为1.10～1.20dL/g，PTT熔体纺丝箱体的温度为273～275℃，组件纺丝箱体的温度为276～278℃。本发明合理设置了PET熔体纺丝箱体、PTT熔体纺丝箱体和组件纺丝箱体的温度，保证了从喷丝孔挤出的PET组份和PTT组份的表观粘度较为接近，从而保证了纺丝的顺利进行。
如上所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，自扭曲纤维具有扭曲形态，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000034
为73～167°/10μm(
Figure BDA0002347964800000035
l为扭转圈数为1的纤维段的长度，单位为μm)，断裂强度≥2.8cN/dtex，断裂伸长率为40.0±5.0％。
如上所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋酸乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:1.5～3。
如上所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，油烟空气过滤材料的克重为64～68g/m2，厚度为5±1mm，计重法过滤效率为38％±2％，每秒2米滤速时空气阻力小于5Pa，阻燃性能为离火自熄。
有益效果：
(1)本发明的一种油烟空气过滤材料的制备方法，通过合理设计喷丝孔的形状和尺寸，使得纤维发生扭曲，提高了单位长度的纤维的表面积，进而提高了油烟空气过滤材料的过滤效率；
(2)本发明的一种油烟空气过滤材料的制备方法，通过合理设置高粘度PP熔体纺丝箱体、低粘度PP熔体纺丝箱体和组件纺丝箱体的温度，保证了高粘度PP/低粘度PP双组份复合纤维纺丝的顺利进行；
(3)本发明的一种油烟空气过滤材料的制备方法，工艺简单，成本低廉，极具应用前景；
(4)本发明制得的油烟空气过滤材料，综合性能优良。
附图说明
图1为复合纺丝组件的分解示意图；
图2～3为第一分配板的双侧表面的结构示意图；
图4～5为第二分配板的双侧表面的结构示意图；
图6～7为第三分配板的双侧表面的结构示意图；
图8为喷丝板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种油烟空气过滤材料的制备方法，其步骤如下：
(1)制备自扭曲纤维：
按短丝纺丝工艺，采用位于组件纺丝箱体中复合纺丝组件，将质量比为45:55的PET熔体(特性粘度为0.55dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.1dL/g)分配后，从同一喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000041
形喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数为：松弛热定型温度为100℃，PET熔体纺丝箱体的温度为280℃，PTT熔体纺丝箱体的温度为273℃，组件纺丝箱体的温度为276℃，冷却温度20℃，冷却风速2.2m/s，卷绕速度800m/min，水浴牵伸温度80℃，蒸汽牵伸温度120℃，拉伸倍数3；
如图1～7所示，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000051
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000052
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000053
形凹槽连通，且正投影完全重合。
如图8所示，
Figure BDA0002347964800000054
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:0.9:0.8；横线的长度与宽度之比为6:1；斜线与横线的夹角为40°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的50％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线；
制备的自扭曲纤维具有扭曲形态，自扭曲纤维的长度为50mm且单丝纤度为2dtex，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000055
为73°/10μm，断裂强度为2.8cN/dtex，断裂伸长率为45％。
(2)采用步骤(1)制得的自扭曲纤维为原料，进行加工，加工工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:1.5；
油烟空气过滤材料的克重为64g/m2，厚度为4mm，计重法过滤效率为36％，每秒2米滤速时空气阻力为4.4Pa，阻燃性能为离火自熄。
实施例2
一种油烟空气过滤材料的制备方法，其步骤如下：
(1)制备自扭曲纤维：
按短丝纺丝工艺，采用位于组件纺丝箱体中复合纺丝组件，将质量比为47:53的PET熔体(特性粘度为0.58dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.2dL/g)分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数为：松弛热定型温度为109℃，PET熔体纺丝箱体的温度为282℃，PTT熔体纺丝箱体的温度为273℃，组件纺丝箱体的温度为276℃，冷却温度20℃，冷却风速3.3m/s，卷绕速度970m/min，水浴牵伸温度84℃，蒸汽牵伸温度124℃，拉伸倍数3；
如图1～7所示，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000061
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000062
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000063
形凹槽连通，且正投影完全重合。
如图8所示，喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000064
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000065
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:1.1:0.8；横线的长度与宽度之比为7:1；斜线与横线的夹角为44°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的50％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线；
制备的自扭曲纤维具有扭曲形态，自扭曲纤维的长度为61mm且单丝纤度为4dtex，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000066
为74°/10μm，断裂强度为2.85cN/dtex，断裂伸长率为45％。
(2)采用步骤(1)制得的自扭曲纤维为原料，进行加工，加工工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:1.9；
油烟空气过滤材料的克重为65g/m2，厚度为6mm，计重法过滤效率为40％，每秒2米滤速时空气阻力为4.79Pa，阻燃性能为离火自熄。
实施例3
一种油烟空气过滤材料的制备方法，其步骤如下：
(1)制备自扭曲纤维：
按短丝纺丝工艺，采用位于组件纺丝箱体中复合纺丝组件，将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.6dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.1dL/g)分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数为：松弛热定型温度为109℃，PET熔体纺丝箱体的温度为283℃，PTT熔体纺丝箱体的温度为275℃，组件纺丝箱体的温度为278℃，冷却温度22℃，冷却风速2.3m/s，卷绕速度910m/min，水浴牵伸温度82℃，蒸汽牵伸温度124℃，拉伸倍数3；
如图1～7所示，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000071
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000072
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000073
形凹槽连通，且正投影完全重合。
如图8所示，喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000074
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000075
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:1.0:1.0；横线的长度与宽度之比为6:1；斜线与横线的夹角为43°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的59％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线；
制备的自扭曲纤维具有扭曲形态，自扭曲纤维的长度为65mm且单丝纤度为3dtex，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000082
为84°/10μm，断裂强度为2.86cN/dtex，断裂伸长率为44％。
(2)采用步骤(1)制得的自扭曲纤维为原料，进行加工，加工工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:2.4；
油烟空气过滤材料的克重为68g/m2，厚度为4mm，计重法过滤效率为39％，每秒2米滤速时空气阻力为4.64Pa，阻燃性能为离火自熄。
实施例4
一种油烟空气过滤材料的制备方法，其步骤如下：
(1)制备自扭曲纤维：
按短丝纺丝工艺，采用位于组件纺丝箱体中复合纺丝组件，将质量比为48:52的PET熔体(特性粘度为0.59dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.1dL/g)分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数为：松弛热定型温度为101℃，PET熔体纺丝箱体的温度为283℃，PTT熔体纺丝箱体的温度为274℃，组件纺丝箱体的温度为277℃，冷却温度22℃，冷却风速3.2m/s，卷绕速度1000m/min，水浴牵伸温度80℃，蒸汽牵伸温度123℃，拉伸倍数3.1；
如图1～7所示，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000081
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000091
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000092
形凹槽连通，且正投影完全重合。
如图8所示，喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000093
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000094
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:1.1:0.8；横线的长度与宽度之比为8:1；斜线与横线的夹角为45°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的57％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线；
制备的自扭曲纤维具有扭曲形态，自扭曲纤维的长度为57mm且单丝纤度为2dtex，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000095
为131°/10μm，断裂强度为2.91cN/dtex，断裂伸长率为41％。
(2)采用步骤(1)制得的自扭曲纤维为原料，进行加工，加工工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:1.9；
油烟空气过滤材料的克重为68g/m2，厚度为4mm，计重法过滤效率为37％，每秒2米滤速时空气阻力为4.67Pa，阻燃性能为离火自熄。
实施例5
一种油烟空气过滤材料的制备方法，其步骤如下：
(1)制备自扭曲纤维：
按短丝纺丝工艺，采用位于组件纺丝箱体中复合纺丝组件，将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.57dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.2dL/g)分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数为：松弛热定型温度为106℃，PET熔体纺丝箱体的温度为281℃，PTT熔体纺丝箱体的温度为273℃，组件纺丝箱体的温度为276℃，冷却温度23℃，冷却风速3m/s，卷绕速度950m/min，水浴牵伸温度80℃，蒸汽牵伸温度125℃，拉伸倍数3.2；
如图1～7所示，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000101
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000102
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000103
形凹槽连通，且正投影完全重合。
如图8所示，喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000104
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000105
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:0.9:0.9；横线的长度与宽度之比为8:1；斜线与横线的夹角为43°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的70％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线；
制备的自扭曲纤维具有扭曲形态，自扭曲纤维的长度为59mm且单丝纤度为4dtex，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000106
为140°/10μm，断裂强度为2.93cN/dtex，断裂伸长率为39％。
(2)采用步骤(1)制得的自扭曲纤维为原料，进行加工，加工工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:1.9；
油烟空气过滤材料的克重为67g/m2，厚度为6mm，计重法过滤效率为40％，每秒2米滤速时空气阻力为4.65Pa，阻燃性能为离火自熄。
实施例6
一种油烟空气过滤材料的制备方法，其步骤如下：
(1)制备自扭曲纤维：
按短丝纺丝工艺，采用位于组件纺丝箱体中复合纺丝组件，将质量比为48:52的PET熔体(特性粘度为0.56dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.1dL/g)分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数为：松弛热定型温度为100℃，PET熔体纺丝箱体的温度为280℃，PTT熔体纺丝箱体的温度为273℃，组件纺丝箱体的温度为277℃，冷却温度20℃，冷却风速2.6m/s，卷绕速度960m/min，水浴牵伸温度81℃，蒸汽牵伸温度125℃，拉伸倍数3.3；
如图1～7所示，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000111
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000112
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000113
形凹槽连通，且正投影完全重合。
如图8所示，喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000114
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000115
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:0.9:1.0；横线的长度与宽度之比为6:1；斜线与横线的夹角为43°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的65％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线；
制备的自扭曲纤维具有扭曲形态，自扭曲纤维的长度为53mm且单丝纤度为2dtex，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000116
为123°/10μm，断裂强度为3.01cN/dtex，断裂伸长率为35％。
(2)采用步骤(1)制得的自扭曲纤维为原料，进行加工，加工工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:2.8；
油烟空气过滤材料的克重为66g/m2，厚度为4mm，计重法过滤效率为36％，每秒2米滤速时空气阻力为4.95Pa，阻燃性能为离火自熄。
实施例7
一种油烟空气过滤材料的制备方法，其步骤如下：
(1)制备自扭曲纤维：
按短丝纺丝工艺，采用位于组件纺丝箱体中复合纺丝组件，将质量比为46:54的PET熔体(特性粘度为0.58dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.2dL/g)分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数为：松弛热定型温度为100℃，PET熔体纺丝箱体的温度为283℃，PTT熔体纺丝箱体的温度为274℃，组件纺丝箱体的温度为277℃，冷却温度23℃，冷却风速3.1m/s，卷绕速度870m/min，水浴牵伸温度82℃，蒸汽牵伸温度123℃，拉伸倍数3.3；
如图1～7所示，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000121
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000122
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000123
形凹槽连通，且正投影完全重合。
如图8所示，喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000124
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000125
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:1.1:0.8；横线的长度与宽度之比为6:1；斜线与横线的夹角为40°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的62％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线；
制备的自扭曲纤维具有扭曲形态，自扭曲纤维的长度为60mm且单丝纤度为6dtex，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000126
为146°/10μm，断裂强度为3.12cN/dtex，断裂伸长率为35％。
(2)采用步骤(1)制得的自扭曲纤维为原料，进行加工，加工工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:2.9；
油烟空气过滤材料的克重为65g/m2，厚度为4mm，计重法过滤效率为38％，每秒2米滤速时空气阻力为4.72Pa，阻燃性能为离火自熄。
实施例8
一种油烟空气过滤材料的制备方法，其步骤如下：
(1)制备自扭曲纤维：
按短丝纺丝工艺，采用位于组件纺丝箱体中复合纺丝组件，将质量比为50:50的PET熔体(特性粘度为0.6dL/g)和PTT熔体(特性粘度为1.2dL/g)分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数为：松弛热定型温度为110℃，PET熔体纺丝箱体的温度为285℃，PTT熔体纺丝箱体的温度为275℃，组件纺丝箱体的温度为278℃，冷却温度25℃，冷却风速3.5m/s，卷绕速度1000m/min，水浴牵伸温度85℃，蒸汽牵伸温度125℃，拉伸倍数3.3；
如图1～7所示，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure BDA0002347964800000131
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure BDA0002347964800000132
形喷丝孔的导孔与
Figure BDA0002347964800000133
形凹槽连通，且正投影完全重合。
如图8所示，喷丝孔为
Figure BDA0002347964800000141
形喷丝孔，
Figure BDA0002347964800000142
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:1.0:0.8；横线的长度与宽度之比为8:1；斜线与横线的夹角为50°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的70％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线；
制备的自扭曲纤维具有扭曲形态，自扭曲纤维的长度为70mm且单丝纤度为6dtex，单位长度扭角
Figure BDA0002347964800000143
为167°/10μm，断裂强度为3.12cN/dtex，断裂伸长率为35％。
(2)采用步骤(1)制得的自扭曲纤维为原料，进行加工，加工工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:3；
油烟空气过滤材料的克重为68g/m2，厚度为6mm，计重法过滤效率为40％，每秒2米滤速时空气阻力为4.95Pa，阻燃性能为离火自熄。

Claims (8)

1.一种油烟空气过滤材料的制备方法，其特征是：原料为自扭曲纤维；工艺流程为：开松→混合和喂棉→梳理→铺叠成网→配制阻燃粘合剂→喷洒阻燃粘合剂→烘燥加固→整烫→切边成卷；
自扭曲纤维的长度为50～70mm且单丝纤度为2.0～6.0dtex，制备过程如下：
按短丝纺丝工艺，将PET熔体和PTT熔体分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得短丝，即得自扭曲纤维；
短丝纺丝工艺的流程为：挤出→冷却→上油→卷绕→存放→集束→水浴牵伸→蒸汽牵伸→紧张热定型→卷曲→切断→松弛热定型；短丝纺丝工艺的参数中，松弛热定型温度为100～110℃；
喷丝孔为
Figure FDA0002347964790000011
形喷丝孔，
Figure FDA0002347964790000012
形由横线、与横线垂直连接的竖线和与横线倾斜连接的斜线组成；
横线、竖线和斜线的宽度相同；横线、竖线和斜线的长度之比为2:0.9～1.1:0.8～1.0；横线的长度与宽度之比为6～8:1；斜线与横线的夹角为40～50°；竖线和斜线的最小间距为横线的长度的50～70％；竖线和斜线与横线的交点的连线的中点为横线的中点；
所述分配是指控制PET熔体流经横线，同时控制PTT熔体流经竖线和斜线。
2.根据权利要求1所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，其特征在于，PET熔体和PTT熔体的质量比为45:55～50:50。
3.根据权利要求2所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，其特征在于，短丝纺丝工艺的其它参数为：冷却温度20～25℃，冷却风速2.2～3.5m/s，卷绕速度800～1000m/min，水浴牵伸温度80～85℃，蒸汽牵伸温度120～125℃，拉伸倍数3.0～3.3。
4.根据权利要求3所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，其特征在于，采用复合纺丝组件，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供PTT熔体流过的流道A1和供PET熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆环形凹槽，二者相互连通；M2为C形凹槽，与O2和I2不连通；
第三分配板上设有呈同心圆分布、相互不连通且为圆环形的外圈凹槽O3、中圈凹槽M3和内圈凹槽I3；
O2与O3的正投影完全重合，M2与M3的正投影完全重合，I2与I3的正投影完全重合；
A1与O2和I2连通，B1与M2连通；O2、M2、O3、M3、I2、I3的槽底上各设有多个通孔；
第三分配板与喷丝板贴合的表面为下板面，下板面上设有多组直线形的凹槽E、凹槽F和凹槽G，每组E、F、G连接成
Figure FDA0002347964790000021
形凹槽，E对应横线，F对应竖线，G对应斜线，M3上通孔位于E的两端，O3上的通孔位于F远离E的一端，I3上的通孔位于G远离E的一端；
喷丝板上的
Figure FDA0002347964790000022
形喷丝孔的导孔与
Figure FDA0002347964790000023
形凹槽连通，且正投影完全重合；
复合纺丝组件位于组件纺丝箱体中。
5.根据权利要求4所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，其特征在于，PET熔体的特性粘度为0.55～0.60dL/g，PET熔体纺丝箱体的温度为280～285℃，PTT熔体的特性粘度为1.10～1.20dL/g，PTT熔体纺丝箱体的温度为273～275℃，组件纺丝箱体的温度为276～278℃。
6.根据权利要求5所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，其特征在于，自扭曲纤维具有扭曲形态，单位长度扭角φ为73～167°/10μm，断裂强度≥2.8cN/dtex，断裂伸长率为40.0±5.0％。
7.根据权利要求1所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，其特征在于，阻燃粘合剂由阻燃剂和粘合剂组成，阻燃剂为无机盐阻燃剂，其固含量为100％，粘合剂为醋酸乙烯共聚乳液，其固含量为40％，阻燃剂的固体重量与粘合剂的固体重量之比为1:1.5～3。
8.根据权利要求7所述的一种油烟空气过滤材料的制备方法，其特征在于，油烟空气过滤材料的克重为64～68g/m2，厚度为5±1mm，计重法过滤效率为38％±2％，每秒2米滤速时空气阻力小于5Pa，阻燃性能为离火自熄。
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