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摘要紅外加熱遵循紅外光譜匹配吸收原理，應(yīng)用于熱溶染色的預烘機、樹脂整理機及拉幅定形機上．只要調(diào)整好紅外輻射器的發(fā)射光譜，并覆蓋絕大部分紡織品吸收波段上，即可達到節(jié)能高效、應(yīng)用方便等效果。

１簡介

紅外輻射的熱效應(yīng)自１９世紀初被偉大的物理學家牛頓發(fā)現(xiàn)以來，歷經(jīng)百年，在１９３５年被美國福特汽車公司首次成功應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，之后便以其獨特的輻射性能不斷擴大其應(yīng)用領(lǐng)域。特別在７０年代后，紅外在醫(yī)療、紡織、汽車、軍事等各方面取得突破性進展，成為新一代高科技能源。

我國科研人員從５０年代開始探索紅外加熱在工業(yè)各領(lǐng)域的應(yīng)用，并將其引入到印染設(shè)備上，如連續(xù)軋染線的預烘機、擴幅定形機等。其應(yīng)用技術(shù)隨我國的紅外加熱技術(shù)及元件的不斷更新而進步，歷經(jīng)電阻帶、碳化硅板、乳白石英管直到現(xiàn)在的定向輻射器及新型雙源定向輻射器。不斷的更新改造使該技術(shù)的應(yīng)用日趨完善、先進，紅外輻射技術(shù)在紡織印染行業(yè)的應(yīng)用也得到發(fā)展，為紡織印染設(shè)備的科技進步作出了貢獻。

２紅外輻射應(yīng)用的基本原理

紅外加熱遵循“紅外光譜匹配吸收”原理，即每一種物質(zhì)只要其溫度在絕對溫度值以上，即一２７３Ｃ以上均會發(fā)射紅外線，并有其固定發(fā)射波段。同時每一種物質(zhì)也在吸收紅外線，并有其固定的吸收波段。這是由每種物質(zhì)固有的分子結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)成所決定的。當我們利用紅外線對某一物質(zhì)加熱時，若紅外激發(fā)源發(fā)射的波段正好與被加熱物的吸收波段吻合時，則紅外線將會引起被加熱物的分子共振吸收。這時，紅外輻射絕大部分被吸收利用，熱利用率極高，此時被稱為“紅外光譜匹配吸收”。相反，當紅外激發(fā)源發(fā)射光譜與被加熱吸收光譜相差過大時，紅外輻射能大多被加熱物表面反射或透射而不能被有效吸收利用，此時能源浪費嚴重。由此決定，要充分發(fā)揮紅外加熱高效節(jié)能的優(yōu)勢，首先要對紅外發(fā)射源及被加熱物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特性有充分、科學的了勰，否則盲目應(yīng)用將會引起“事半功倍”的浪費。

３紅外加熱在紡織品上的應(yīng)用

近年來，紅外輻射加熱已廣泛應(yīng)用在熱溶染色的預烘機、樹脂整理機及拉幅定形機上。紡織品均由高分子化合物組成，它主要吸收中、遠紅外波段紅外輻射能。因此，只要在應(yīng)用紅外輻射過程中調(diào)整好紅外輻射器的發(fā)射光譜，使其覆蓋絕大部分紡織品吸收波段上，并解決好紅外加熱溫度的均勻度問題，即可達到節(jié)能高效、應(yīng)用方便等效果。

近來，我們遇到有些廠家將紅外輻射加熱器安裝于印花布及色織布的定形機上，應(yīng)用均不理想。主要表現(xiàn)在不同顏色定形后的效果不同，深顏色染料升華嚴重，甚至造成布纖維的損壞；而淺顏色則定形溫度不夠，兩者溫差過大。造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下三點：（１）以往在樹脂整理、預烘脫水或定形工藝上應(yīng)用，布面是單一材料，而色織或印花布，則其色彩不同，即不同區(qū)域染化料構(gòu)成不同；（２）不同顏色染化料其分子構(gòu)成存在差異，從紅外加熱匹配吸收原理知道，不同物質(zhì)即使在同一輻射場下，其對紅外能量的吸收性能是不同的，得到的熱量是不一樣的，溫度升高也不盡相同，這是造成不同顏色染料間溫差的主要原因；（３）紅外輻射具有光的特性（特別在近、中紅外波段），不同亮度的染料對紅外線的吸收性、反射性不相同，基本上遵循深顏色吸收率較高，而淺顏色吸收率較低的規(guī)律。對此，我們進行了實驗，將一滌棉印花布放置于一紅外輻射器下（紅外輻射器熱源溫度７５８’Ｃ），１２Ｓ后測得布面不同區(qū)域  溫度如表１。

不同顏色之間最高溫差達１９＋Ｃ，由此造成布面嚴重的質(zhì)量問題，這使得應(yīng)用廠家感到非常頭疼。為此，我們做了專門研究，從有關(guān)資料及實際測得數(shù)據(jù)中得出不同染料的吸收波段。通過對比發(fā)現(xiàn)，不同染料對于紅外輻射吸收的主要差異集中在近、中紅外波段（１．７～３．５ｐｍ），而在遠紅外波段（３．５ｐｍ以外）有著大致近似的吸收波段。從紅外理論上分析，物質(zhì)中分子、原子振動、轉(zhuǎn)動將產(chǎn)生（或吸收）遠紅外能量，而物質(zhì)原子中的電子躍遷將產(chǎn)生（或吸收）遠紅外線能量，這就造成物質(zhì)一般在近、中、遠紅外波段均有自己的激發(fā)（或吸收）波段。染化料基本由高分子化合物構(gòu)成，其分子結(jié)構(gòu)中的Ｏ—Ｈ、Ｃ—Ｏ鍵吸收８．３～１０ｐｍ波段輻射能，Ｃ—Ｏ—Ｈ鍵吸收６．７～８．３扯ｍ波段輻射量，其吸收波段均為遠紅外部分，這樣它們在遠紅外具有相同的吸收波段。但是由于它們的分子構(gòu)成中原子結(jié)構(gòu)又不盡相同，則其在近、中紅外波段的吸收性能存在差異?；诖?，如果我們只利用遠紅外部分能量對其進行加熱，那么在同一遠紅外輻射場下應(yīng)具有相同的吸收性能，溫差現(xiàn)象也會得以根本解決。