海藻酸钠因易着色、得色量高、色泽鲜艳及印花后织物手感柔软等特点,一直是棉织物活性染料印花中最常用的糊料。随着印花技术的不断发展,对印花色浆,特别是印花糊料提出了更高的要求。仅使用海藻酸钠糊料已远远不能满足高质量的印花要求。近年来,海藻酸钠资源紧张,价格日趋上涨,使印花成本不断提高,直接影响到生产厂家的经济效益。同时,用于圆网印花的糊料粘度应相对较低,具有优良的流变性和渗透性,而海藻酸钠的粘度相对偏高。因此,寻找海藻酸钠的理想替代品,不但可以改善印花性能,也可以降低生产成本。
瓜尔豆胶是一种溶胀型高聚物,相对分子质量约2x10的5 次方-3x10的5次方,可溶于水,也能溶于一些与水混溶的溶剂,如乙醇等。瓜尔豆胶属良好的增稠剂,根据粒度和粘度可分为不同等级。瓜尔豆胶属中性多糖,在冷水中就能充分水化(一般需2h),在热水或冷水中能分散形成粘稠液,其1%水溶液的粘度为4-5Pa ·s,具体粘度还取决于粒度、制备条件及温度。
1 试验部分
1.1 糊料性能测试
对影响海藻酸钠、瓜尔豆胶糊料粘度的因素进行分析、比较。
1.2 印花试验
采用军用锦纶织物进行全料法印花,即将染料与其它助剂同时加入印花色浆中,印花、烘干后,进行固色处理,再洗除未固色的染料和糊料。
军用锦纶织物印花工艺流程:
配制浆料 、印花、烘干(6 0一80 ℃)。汽蒸(100一105℃x30min)一冷水洗、皂洗(固色剂2g/L,皂粉4g/L)、水洗一烘干(60℃)或自然晾干
1.3 印花效果测试
对印花织物进行耐摩擦牢度、耐皂洗牢度、耐汗渍牢度测试,按国家标准评级。
2 结果与讨论
2.1 影响海藻酸钠与瓜尔豆胶粘度的因素
2.1.1 原糊浓度的影响
海藻酸钠和瓜尔豆胶浓度不同,粘度均会发生变化。实际生产中,应根据所需糊料的粘度来确定糊料中海藻酸钠或瓜尔豆胶的含量。为了试验具有可比性,分别配置1%、2%、3%、4%和5%的海藻酸钠和瓜尔豆胶,在20 ℃分别测试它们的粘度。两者的浓度与粘度的关系如图1所示。
由图1 可以看出,海藻酸钠与瓜尔豆胶的粘度均随其浓度的增加而增加。海藻酸钠和瓜尔豆胶的水溶液都具有非常高的粘度,相同浓度下,海藻酸钠水溶液的粘度高于瓜尔豆胶水溶液的粘度。例如,浓度为5%时,海藻酸钠的粘度为0.962Pa ·5;而瓜尔豆胶的为0.sl8Pa·5。瓜尔豆胶具有优良的流变性和渗透性,其粘度更接近圆网印花糊的要求。
2.1.2 pH值的影响
为测试两者稳定性,在20 ℃的条件下,用盐酸和氢氧化钠调节5%海藻酸钠与瓜尔豆胶水溶液的pH值,测试两者的粘度如图2所示。
由图2 可知,pH值对不同印花糊料溶液的粘度存在不同程度的影响。海藻酸钠在pH值5.8-11范围内是稳定的,溶液pH值过高或过低时,梭基离解受到抑制,海藻酸钠会出现凝胶现象。瓜尔豆胶是一种非离子型胶体,具有很强的耐酸碱性。pH值在3.5一10范围内变化,对其粘度影响不明显。在中酸性条件下,瓜尔豆胶溶液表现出很好的稳定性。
2.1.3 放置时间的影响
印花糊料配制好后,放置一定时间,糊料的粘度会发生变化。将配好的5%海藻酸钠和瓜尔豆胶放置不同的时间,两者粘度变化如图3所示。
由图3 可以看出,随着放置时间延长,海藻酸钠和瓜尔豆胶水溶液的粘度降低,前者降低幅度较大。总之,两种糊料的放置时间都不易过长,否则均会变质,影响印花效果。
2.2 弱酸性染料复色印花效果比较
由表1 可以得出,以海藻酸钠为糊料的印花织物的k/s值较高。绿、棕、黑三种复色使用两种糊料印花,织物的刀5值相近;浅绿色K/s值的差别较大。
2.3 中性染料印花效果比较
由表2 可以看出,用中性染料印花时,两种糊料的k/s值相近,瓜尔豆胶的值略低。
2.4 印花织物的牢度性能
由表3 可以看出,海藻酸钠和瓜尔豆胶印花糊料的印花效果相近,瓜尔豆胶可以部分代替海藻酸钠作为印花糊料。
2.5 三刺激值及色差
在D56 光源下测试2.2中印花织物的三刺激值,如表4所示。
注: x、Y.Z分别代表光源的三原色红、绿、蓝的三刺激值;x,y为色度值。
在D65 光源下,根据表4的三刺激值测试2.1中的印花织物的色差,结果见表5。
由表5 可以看出,以海藻酸钠与瓜尔豆胶为印花糊料,印花的总色差相近,以瓜尔豆胶为印花糊料印花的总色差略高,且偏黄红。这是因为蓝色染料分子较大,瓜尔豆胶印花糊料与蓝色染料分子之间作用力较大,从而使蓝色染料分子上染较少。
3 结论
(1) 海藻酸钠溶液和瓜尔豆胶溶液均有较高的粘度,其粘度与浓度均成正比关系。在相同条件下,瓜尔豆胶溶液粘度低于海藻酸钠溶液粘度,更接近圆网印花对糊料粘度的要求。
(2) 海藻酸钠溶液遇强酸,梭基离解受到抑制,会发生胶凝,其溶液在pH值5.8一11范围内较为稳定。而瓜尔豆胶是一种非离子型的胶体,具有很强的耐酸碱性,在pH值3.5一10范围内其粘度变化不大。在中酸性条件下,瓜尔豆胶溶液表现出很好的稳定性。
(3 )海藻酸钠溶液和瓜尔豆胶溶液粘度会随着时间的延长而逐渐变低,储存时间不宜过长,否则会变质。
(4) 瓜尔豆胶印花糊料的印花k/s值与海藻酸钠印花糊料的印花k/s值相近,且摩擦、皂洗、汗渍牢度均较好,说明瓜尔豆胶可以部分代替海藻酸钠作为印花糊料。瓜尔豆胶价格较低,可以节约生产成本。
来源: 董浩然,贺江平,陆少锋
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