吴永红
（湖南省纺织科学研究院，湖南 长沙 ４１０００７）
【摘要】 热空气定型可以减小卷烟吸丝带的定负荷伸长率，改善带面平整性，适度改善吸丝带坯带宽度不匀性和荷叶边现象。现从热空气定型拉伸力、定型温度和定型时间等工艺参数入手，对卷烟吸丝带性能的影响进行分析。
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关键词 热空气定型；吸丝带性能；定负荷伸长率
Doi：10.3969/j.issn.2095-0101.2015.03.004
中图分类号： ＴＳ１95．4+12 文献标识码： A 文章编号： 2095-0101（2015）03-0010-05
收稿日期：２０１５-０４-２０
作者简介：吴永红（１９７２－ ），男，湖南省纺织科学研究院工程师，主要从事并负责卷烟吸丝带技术工作。
卷烟吸丝带（后简称吸丝带）在织造工序下机后，坯带不平整，需要对其进平整处理，因为带面的不平整会使吸丝带在生产应用中出现断续的大力片现象，降低使用寿命。平整处理就是吸丝带定型工序的最基本目的，定型工序同时会改变吸丝带的部分性能。
吸丝带的性能参数：其一，宽度（ｍｍ）。不同卷烟机型所用吸丝带宽度不同，如１２．０、１０．０、９．２和８．２等，当然每一种都是一个宽度范围。其二，密度。如１２８根/１０ｃｍ，密度对吸丝带的吸附性能有决定性的作用。其三，断裂强力。它决定吸丝带的使用寿命，一定的受力情况下在工作周期内不断裂。其四，定负荷伸长率。一定的受力情况下其伸长保持在一定范围内，不能过长以致影响其输送烟丝的功能。
在这里需要特别说明的是，吸丝带的定负荷伸长率是一个非常重要的性能参数，因为吸丝带在生产应用时处于受力拉伸状态，在这种状态下吸丝带会被越拉越长，如果拉长过多，会使吸丝带处于打滑状态，导致失去输送烟丝的功能。国产吸丝带因定负荷伸长率大于进口带，因而一般采用缩短长度以达到应用要求，这样会造成两个后果：一是增加烟厂工人初上吸丝带时的困难（因为要用力拉长才能使吸丝带挂上设备）；二是因吸丝带上机后受到较大的拉伸力而容易产生疲劳断裂而缩短寿命。在吸丝带生产应用时所受的拉伸强力一般小于５ｋｇ的强力，生产实践中常用５ｋｇ作为定负荷伸长率测定时所用的负荷。
吸丝带定型方式有多种，如热水定型，热蒸汽定型和热空气定型等。其中热空气定型便于实现和连续化生产，在实际生产中更具有可行性。在此，以热空气定型作为吸丝带的定型方式作进行探讨。
吸丝带的热空气定型工艺是指吸丝带在一定的温度、拉伸力和时间条件下，受热辊轧压变得平整。下面从吸丝带的热空气定型参数入手，分析热空气定型对吸丝带性能参数的影响，从而确定定型参数。
因实验数据与原料性能、测试时的温湿度有关，除非特别说明，下面所有实验数据所用原料为上海产锦纶６，其性能参数如下：
单丝断裂强力：３８．１Ｎ；
单丝断裂强力变异系数ｃｖ：４．４％；
单丝断裂伸长率：１８．０％；
单丝断裂伸长率变异系数ｃｖ：１２．７％。
１ 拉伸张力对吸丝带性能的影响
拉伸张力是指在吸丝带在热空气定型时所受到的拉伸力。拉伸力的实现是通过进带与出带两组齿轮通过不同的转速来实现的，出带齿轮组速度快于进带齿轮组，吸丝带在进入进带齿轮组后在热空气中立即被更高速度的出带齿轮组拉伸，拉伸力的量化表现形式为吸丝带在定型后被拉伸的长度。
在一定的条件下，吸丝带在不同的进/出带齿轮组下被拉伸长度不同，表１为在室温２２℃、相对湿度６０％、定型时间３ｍｉｎ、定型温度１８０℃下，定型前定长４０００ｍｍ，定型后被拉伸长度统计表。表１中也有吸丝带被拉伸后的回复性能情况统计。吸丝带原料锦纶长丝具有较强的伸长率和回复性能，但在高温及强拉伸力作用下其伸长率变差，回弹性能也变差，从表中可以得出其回复也是有限的。
拉伸后，吸丝带的相关性能发生改变，表２为表１中被拉伸后的吸丝带测试其性能如密度、定负荷伸长率（５ｋｇ）和断裂伸长率，且有坯带性能与被拉伸后吸丝带性能的对比。裁剪和一天后检测时温度为２２℃，相对湿度６８％，表２中的第二项数据为以前拉伸力小、定型时间短的测试数据，在此作为对比项。
从表２可以得出：吸丝带定型后，如果长度变长，密度变小，则定负荷伸长率下降，断裂伸长率也有下降。因此，在用不同齿轮齿数比对吸丝带定型时，在考虑定负荷伸长率的同时，还应考虑拉伸对吸丝带强力损失的影响。在强力足够时，吸丝带定负荷伸长率越小越好。根据以往的经验，当吸丝带５ｋｇ定负荷伸长率（相对湿度６０％）大于２．５％时，其在烟厂的应用具有不确定性。
２ 定型温度对吸丝带性能的影响
定型温度是热空气定型的主要参数之一，因为它对吸丝带性能的影响非常大。在决定定型温度时，首先要考虑的是定型温度能否改善坯带的平整性。通过实践得出：定型温度达到１５０℃以上时，坯带的平整性能够达到应用要求。
２．１ 定型温度对吸丝带定负荷伸长率的影响
在达到平整性要求的温度之上，其他定型条件一定的情况下，不同的定型温度对吸丝带定负荷伸长率有不同的影响，如表３所示。
从表３可以看出，定型温度越高，定负荷伸长率相对越小。
２．２ 定型温度对吸丝带断裂伸长率的影响
定型温度的差异对吸丝带断裂伸长率的影响非常明显。原料不同，原料性能不同，断裂伸长率都有差别，如表４所示。
从表４可以得出结论：原料的强力性能越低，吸丝带的断裂强力越低；温度越高，断裂伸长率越低；当定型温度在２００度以上时，吸丝带断裂伸长率明显降低。
查阅资料可知，德国的吸丝带强力要求为：断裂强力，带身≥３２０Ｎ，粘结处≥２２０Ｎ。而我国产的吸丝带的强力要求稍高一些，一般要求粘结处强力≥４００Ｎ，带身强力要更高一些。其原因是：一些国产吸丝带的定负何伸长率稍大，因些在确定吸丝带长度时，国产带稍短一些，在应用时吸丝带所受到的张力会更大，所以国产吸丝带强力要求会更大一些。
不同的吸丝带原材料，对定型温度的适应性也有差别，从表４中可以看出，各种原料在１９０℃以上温度定型时断裂强力下降较为明显，只有４５０～５００Ｎ，其粘结处的断裂强力更低。因此，吸丝带定型时，定型温度有一定的上限，在实践中，一般为小于１９０℃。结合前面提到的平整性要求的１５０℃，所以吸丝带的定型温度应控制在１５０～１９０℃。
２．３ 定型温度对吸丝带幅宽的影响
定型温度对吸丝带的幅宽影响明显，在高温下，吸丝带纬向纱线无拉伸强力而产生幅宽热缩现象。温度越高，幅宽减少越明显。上海产原料在不同定型温度下的幅宽变化情况如表５所示，其中齿轮齿数比为５３/５９，定型时间为３ｍｉｎ，定型时温度为２２℃，相对湿度５６％，其中数据单位均为ｍｍ。
从表５可见，定型温度越高，幅宽减少越多。
在冬季定型时，幅宽减少量明显增大，表６表７两表为同一批织造坯带分别在夏季和冬季定型时的幅度变化数据。表６为夏季定型，表７为冬季定型。原料为经纱锦纶６、纬纱锦纶６６，齿轮齿数比为５３/５９，定型温度为１７０℃，宽带，表格最下一行为平均值。
综合表６和表７发现，相同幅度的吸丝带在相同定型温度下，冬季定型后的吸丝带幅宽比夏季定型后的吸丝带幅宽小很多。这会造成夏季织的坯带在冬季定型时出现坯带幅宽过窄的现象，比较定型条件，只有定型时的室温不同，因此分析认为吸丝带定型时幅宽的减少幅度不只跟定型温度有关，还与定型时的吸丝带本身的温度有关，即幅宽减少幅度与温差正相关，温差越大，幅宽减少量越大。因此在冬季定型时，可通过热风机对吸丝带适度加热，从而减小吸丝带本身的温度与定型温度的差别，达到在织吸丝带坯带时幅宽保持稳定。
３ 定型时间对吸丝带性能的影响
定型时间对吸丝带定负荷伸长率有一定的影响，定型时间不同，就是定型速度的不同。表８为在齿轮齿数比为５３/５９，定型温度１９０℃下不同定型时间吸丝带定负荷伸长率。原料为锦纶６６，１９０℃定型，２００７年１２月１０日定型，在３个日期分别测试长度和定负荷伸长率。
从表中可以得出，定型时间越长，定负荷伸长率相对越小。在生产实际中，一般取２～３ｍｉｎ作为定型时间，这样既保证定负荷伸长率，又保证合适的工作效率。
４ 定型对吸丝带幅宽不匀性的改善
在给吸丝带幅宽一致性较差的坯带定型时，发现吸丝带在定型后其幅宽不匀性得到一定的改善，如表９。测试条件为：定型温度１７０℃，室温２０℃，相对湿度６２％。
分析认为幅宽定型后得到改善的原因是：在纬纱热缩时，幅宽较窄的坯带定型时纬纱热缩时受到经纱推挤作用更强，因而热缩空间更小。相反，幅宽较宽的坯带纬向热缩空间更大。
结合起来可以得出结论：幅宽的缩减量与定型温度及坯带本身宽度两方面有关，定型温度决定了一个幅宽缩减量，坯带宽度本身又决定了一个缩减量。因此，在给一个吸丝带品种织坯带作幅度决定时，两个方面的缩量都要考虑。
５ 定型对吸丝带荷叶边现象的改善
在对有明显荷叶边现象的吸丝带坯带定型后发现，定型对吸丝带的荷叶边现象有一定的改善。当然这种改善是相对的，荷叶边现象较轻微时，定型可以基本消除荷叶边。其原因是：高温下拉伸改变了吸丝带的弹性回复，使拉伸较多的锦纶长丝弹性回复变差，从而使吸丝带中的伸长多的与伸长少的相对接近。
当然也应明确：定型对改善吸丝带荷叶边的作用相当有限，故在此表述为“适度的改善”。
６ 结 语
热空气定型对吸丝带性能的影响是全面的，而且其影响对吸丝带的应用性能是正面为主，如定型可以减小吸丝带的定负荷伸长率，改善带面平整性，适度改善吸丝带坯带宽度不匀性，适度改善吸丝带的荷叶边现象，当然也应注意到定型对吸丝带强力的损伤。定型工序对吸丝带是非常必要的。
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参考文献
［１］姚穆等．纺织材料学（第１版）［Ｍ］．北京： 纺织工业出版社，１９８８．６．