紡織品印花糊料基本性能的測(cè)試方法

鐘翔++宋欣榮++陳鎮(zhèn)++陳玲玲

摘要

糊料是紡織品印花加工中不可或缺的助劑，其性能的優(yōu)劣直接影響到紡織品印花的效果，本文簡述了糊料在印花加工中的作用及性能要求，歸納了印花糊料基本性能的主要測(cè)試方法，介紹了測(cè)試方法的基本原理和操作，并對(duì)各類方法的測(cè)試結(jié)果及特點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：印花糊料；性能；測(cè)試方法

1 引言

印花糊料是指在色漿中起增稠作用的高分子化合物，能分散在水中，制成具有一定濃度的、稠厚的膠體溶液[1]。在紡織品實(shí)際印花加工工序中，糊料是把印花色漿中的染料和化學(xué)品傳遞到織物上去的載體，是印花色漿的主要成分[2]。盡管影響印花質(zhì)量的因素是多方面的，但印花糊料的性質(zhì)在很大程度上決定了織物的最終印花效果，是影響印制效果的關(guān)鍵因素。

2 印花糊料的作用及性能要求

2.1 印花糊料在印花加工中的作用

在紡織品印花中，印花糊料的性能直接影響印花產(chǎn)品的質(zhì)量，其在印花工藝過程中的作用主要有[3-5]：（1）做印花增稠劑；（2）做印花色漿中的分散介質(zhì)和稀釋劑；（3）做染料和助劑的傳遞劑，起載體作用；（4）起粘著劑的作用；（5）作為汽蒸時(shí)的吸濕劑；（6）做印花色漿的穩(wěn)定劑和延緩色漿中各組分彼此間相互作用的保護(hù)膠體；（7）做印花后或軋染地色后烘干過程中抗泳移作用的勻染劑。

2.2 印花工序?qū)τ』ê系男阅芤?/p>

在實(shí)際印花生產(chǎn)加工中，為獲得良好的印制效果，確?；y輪廓清晰，既印透又不滲化，糊料必須滿足以下性能要求[6-8]：（1）具有一定的粘著力、流變性、可塑性、角變性和抗稀釋性；（2）良好的浸潤性能；（3）一定的物理和化學(xué)穩(wěn)定性；（4）均勻一致性；（5）糊料本身不能具有色素或略有色素；（6）良好的染料傳遞性能；（7）一定的壓透性和成膜性；（8）一定的吸濕能力；（9）不易起泡或易于消泡；（10）良好的易洗滌性；（11）較高的成糊率。因此，一款性能優(yōu)秀的印花糊料，常從粘度、流變性、化學(xué)穩(wěn)定性等多方面去評(píng)價(jià)。

3 印花糊料基本性能的測(cè)試方法

3.1 粘度

流體在流動(dòng)時(shí)，在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì)，稱為流體的粘性，用粘度表示粘性大小。印花糊料需具有一定粘度，以部分抵消因織物的毛細(xì)管效應(yīng)而引起的滲化，保證花紋輪廓清晰，粘度太大會(huì)造成色漿刮印不勻從而使印花圖案染色不勻；粘度太低會(huì)發(fā)生淌漿等現(xiàn)象，從而出現(xiàn)花形輪廓不清楚、花紋不細(xì)致、顏色之間相互滲透等現(xiàn)象[9]。

（1）測(cè)試原理：當(dāng)轉(zhuǎn)子在糊料中旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)受到糊料的粘性力矩作用，如果旋轉(zhuǎn)速度等條件相同，那么力矩越大則粘度越大，所以測(cè)力矩即可得出流體的粘度。

（2）操作方法：取一定量的印花糊料裝入燒杯內(nèi)，將粘度計(jì)轉(zhuǎn)子懸垂插入燒杯內(nèi)的糊料中，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，在一定的轉(zhuǎn)速下測(cè)出粘度值。

（3）結(jié)果評(píng)價(jià)：該方法是一種定量測(cè)試方法，采用儀器讀數(shù)，讀數(shù)越高則印花糊料粘度越大，反之，越小。

（4）方法特點(diǎn)：該法所測(cè)得結(jié)果直觀簡潔、準(zhǔn)確性高、測(cè)試快速、對(duì)糊料適應(yīng)性廣。

3.2 PVI值

PVI值是印花粘度指數(shù)的簡稱，是衡量糊料及色漿流變性能的重要參數(shù)指標(biāo)，PVI 值較大的糊料在剪切速率變化時(shí)，粘度變化相對(duì)較小，從而織物印花效果的均勻性、重現(xiàn)性較好；相反，PVI 值較小的糊料，隨著印花工序的進(jìn)行、剪切速率的變化，粘度變化較大，織物印花效果的均勻性、重現(xiàn)性降低[10]。

（1）測(cè)試原理：測(cè)試原理與粘度的測(cè)試類似，糊料在不同轉(zhuǎn)速下所測(cè)得的粘度不同，PVI值通過測(cè)定同一糊料在相差10倍的剪切速率條件下所測(cè)得的粘度比值來反映糊料的流變性，通常印花糊料的 PVI 值在 0.1～1范圍內(nèi)。

（2）操作方法：PVI值的測(cè)定方法與粘度的測(cè)定方法類似，分別采用粘度計(jì)測(cè)定糊料在n轉(zhuǎn)速下的粘度與10n轉(zhuǎn)速下的粘度即為該糊料的PVI值。

（1）

其中： ?n為糊料在n轉(zhuǎn)速下的粘度；?10n為糊料在10n轉(zhuǎn)速下的粘度。

結(jié)果評(píng)價(jià)：PVI值較大的糊料，在剪切速率發(fā)生變化時(shí)，粘度變化較小，可獲得較為一致的印制效果；相反，PVI值較小的原糊，隨印花車速變化，粘度變化顯著，印制效果不易控制。

方法特點(diǎn)：該方法所測(cè)定結(jié)果客觀，較快速、準(zhǔn)確，對(duì)糊料無選擇性。

3.3 化學(xué)相容性

糊料的化學(xué)相容性是指在糊料中加入其他化學(xué)品后，糊料所能保持的穩(wěn)定性。糊料在后續(xù)印染加工工序中除了要和各種染料混合外，還可能會(huì)和助溶劑、固色劑、色光保護(hù)劑等助劑混合使用[11]，這些助劑的存在可能會(huì)對(duì)糊料的性能產(chǎn)生一定的影響，因此，糊料的化學(xué)相容性也是糊料性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

測(cè)試原理：通過測(cè)試印染加工中常見的酸、堿、鹽及有機(jī)試劑與所配制的糊料的反應(yīng)性能，考察它們對(duì)糊料性能變化的影響，從而評(píng)價(jià)糊料本身的化學(xué)相容性好壞。

（2）操作方法：將印染加工中常見的酸、堿、鹽及有機(jī)試劑溶液參考其常規(guī)用量，取一個(gè)較低值，分別加入到糊料中，通過目測(cè)及儀器測(cè)定，考察加入前后糊料基本性狀及粘度變化。

（3）結(jié)果評(píng)價(jià)：目測(cè)對(duì)比糊料在化學(xué)物質(zhì)添加前后是否有分層、析水、凝聚等明顯變化現(xiàn)象，以便快速判定糊料是否已變質(zhì)；而即使沒有出現(xiàn)這些明顯變化現(xiàn)象，也不代表糊料與試劑的化學(xué)相容性好，還需要用粘度計(jì)測(cè)定化學(xué)物質(zhì)添加前后的粘度變化，粘度變化的百分率越小，則該糊料的化學(xué)相容性越好。

（4）方法特點(diǎn)：該方法并不復(fù)雜，但需考慮的因素較多，印染加工中常見的酸、堿、鹽及有機(jī)試劑有近20種，因此，測(cè)試較繁雜，耗時(shí)較長。

3.4 抱水性

糊料的抱水性是指糊料對(duì)水分的抱合能力。如果糊料的抱水性過差，那么在織物的毛細(xì)管效應(yīng)作用下，會(huì)由這些水分滲化造成染料泳移，隨水分滲化，從而導(dǎo)致印花花紋輪廓不清、花樣模糊等疵病。

（1）測(cè)試原理：在制糊過程中，由于分子間引力形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)裹著大量的水分。這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)裹著的水分是糊料結(jié)構(gòu)中的水分，在織物上不會(huì)滲出[12]，但如果糊料高分子形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)裹不住水分，在濾紙的毛細(xì)管效應(yīng)作用下，部分水分便會(huì)滲透到濾紙上，在濾紙上留下水痕。

（2）操作方法：將畫有插入線標(biāo)記的定性濾紙（1cm寬）插入糊料內(nèi)，使糊料上表面與刻度線一致，30min后記錄水分沿濾紙上升的高度（cm）。

（3）結(jié)果評(píng)價(jià)：濾紙上水痕上升的高度越高，說明水分越易從糊料中脫離，糊料的抱水性就越差。

（4）方法特點(diǎn)：該測(cè)試方法操作簡單，但結(jié)果重現(xiàn)性不是很好，一般需進(jìn)行3～5次測(cè)試，結(jié)果取平均值。

3.5 耐稀釋性

糊料的耐稀釋性是指糊料在加入蒸餾水稀釋過程中保持原有性質(zhì)的能力。糊料在調(diào)制色漿及使用過程中，往往需要加入其他液體性試劑或被水溶液稀釋，如果糊料的耐稀釋性不好，則將直接影響到花紋的印制效果，通常用粘度保留率來表示[13]。

測(cè)試原理：糊料在加入液體性試劑或水溶液被稀釋后，其粘度會(huì)發(fā)生變化，通過分析糊料在稀釋前后的粘度變化來評(píng)價(jià)糊料的耐稀釋性。

（2）操作方法：取待測(cè)的糊料加入一定量的蒸餾水，充分?jǐn)嚢杈鶆?，再用粘度?jì)分別測(cè)定糊料稀釋前后的粘度。

（3）結(jié)果評(píng)價(jià)：該方法是一種定量的測(cè)試方法，粘度保留率越大，則表示糊料的耐稀釋性越好。

（2）

其中：μ0為糊料稀釋前的粘度；μ1為糊料稀釋后的粘度。

（4）方法特點(diǎn)：該方法操作簡單、結(jié)果客觀、準(zhǔn)確，所測(cè)結(jié)果與所加入的蒸餾水的質(zhì)量呈線性關(guān)系。

3.6 耐儲(chǔ)存穩(wěn)定性

耐儲(chǔ)存穩(wěn)定性是指糊料在長時(shí)間的儲(chǔ)存或放置過程中保持其原有性質(zhì)的能力。在實(shí)際生產(chǎn)加工過程中，印花糊料在制成糊料后，可能不會(huì)立即被用于配制色漿或印花，所以要求糊料具有一定的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，性能不能較大變化[14]。

（1）測(cè)試原理：糊料在存儲(chǔ)、放置過程中，因溫度變化、空氣氧化、水分揮發(fā)等多重因素影響，性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生變化，通過對(duì)比糊料隨時(shí)間的變化趨勢(shì)來評(píng)價(jià)糊料的耐儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

（2）操作方法：將糊料在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件（溫度20℃，濕度60%）下存放一定時(shí)間，每隔一定時(shí)間測(cè)定一次糊料的粘度。

（3）結(jié)果評(píng)價(jià)：通常，一般測(cè)定7天的糊料粘度變化，每隔24小時(shí)測(cè)定一次，糊料7天的粘度離散度越大，表明糊料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性越差。

（4）方法特點(diǎn)：該方法操作簡單，結(jié)果直觀，但耗時(shí)較長。

3.7 皮膜強(qiáng)度

皮膜強(qiáng)度是指糊料在印花織物表面留下的一層膜狀表面的強(qiáng)度。印花織物在烘干后可能會(huì)發(fā)生糊料由于布面相互摩擦而脫落以及在未印花部位造成沾色等現(xiàn)象，所以要求糊料烘干后能在織物表面形成具有一定耐磨性、彈性的表層，并且在經(jīng)受折疊、摩擦后，不會(huì)造成織物間的粘結(jié)及對(duì)導(dǎo)輥粘連，不會(huì)從織物上龜裂、飛揚(yáng)、剝落[15]。

（1）測(cè)試原理：通過模仿印花織物在加工過程中可能受到的折皺、摩擦、翻轉(zhuǎn)等機(jī)械作用，來測(cè)試花型上糊料的完整性。

（2）操作方法[15]：將糊料配制一定量的印花色漿，對(duì)織物進(jìn)行印花加工，然后將織物放入烘箱中烘干，再對(duì)織物進(jìn)行干摩擦牢度的測(cè)試，干摩擦牢度測(cè)試方法參考GB/T 3920—2008 《 紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》。

（3）結(jié)果評(píng)價(jià)：通過參照比色卡得出織物的干摩擦牢度來表征糊料的皮膜強(qiáng)度，5級(jí)為最好，1級(jí)為最差。

方法特點(diǎn)：該方法操具有一定的主觀性，易受到測(cè)試者本人的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的影響。

3.8 與染料反應(yīng)性

在印花色漿中糊料和染料是必不可少的，因此，糊料不能與染料發(fā)生任何作用或反應(yīng)，否則會(huì)對(duì)染料的色光及其與織物的反應(yīng)性能產(chǎn)生重要影響，從而影響整體印花質(zhì)量，在評(píng)價(jià)糊料性能時(shí)，經(jīng)常將其與染料的反應(yīng)性單獨(dú)考慮。

（1）測(cè)試原理：使用薄層層析法，使糊料與染料的混合物中各組分分離，由于混合物中各組分在溶劑中的溶解度以及吸附劑對(duì)它們的吸附能力的差異，最終糊料會(huì)被分離成一系列斑點(diǎn)，原點(diǎn)上色越淺，則證明糊料與染料的反應(yīng)程度越低[16]。通過判斷原點(diǎn)上色的深淺來測(cè)定糊料與染料的反應(yīng)性。

（2）操作方法[16]：將水、乙酸乙酯、正丙醇、異丁醇按一定的比例配制展開劑溶液，將色漿置于沸水浴中加熱、攪拌，使染料和糊料充分反應(yīng)一段時(shí)間，然后用毛細(xì)管在硅膠層析板上點(diǎn)樣；點(diǎn)樣后放在預(yù)先經(jīng)展開劑飽和蒸汽平衡處理的層析缸里展開，當(dāng)展開劑上升到一定高度時(shí)，將層析板取出，觀測(cè)原點(diǎn)上色的深淺。

結(jié)果評(píng)價(jià)：該方法是一種定性的測(cè)試方法，通過對(duì)比原點(diǎn)上色澤的深淺，定性評(píng)估糊料與活性染料的反應(yīng)性，若原點(diǎn)沒有色澤，則糊料與活性染料沒有反應(yīng)；而糊料與活性染料的反應(yīng)性越大，原點(diǎn)的色澤越深。

方法特點(diǎn)：該方法結(jié)果較直觀，但操作較為繁瑣，操作過程及結(jié)果有受人為因素影響的可能。

4 結(jié)語

印花糊料在印花加工中的作用不可替代，其基本性質(zhì)是決定印花質(zhì)量的重要因素，而其性能的測(cè)試方法也有很多，在實(shí)際生產(chǎn)中，還需根據(jù)印花織物、印花糊料及所用染料的種類來科學(xué)選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李林，黃小華. 丙烯酸接枝淀粉的制備及其印花性能[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2013，34 （3）：93-97.

[2] 劉蘊(yùn)慧，張宗亮，高鵬. 分散染料印花糊料BDP的研究及應(yīng)用[J]. 染整技術(shù)， 2013，35 （6）：30-35.

[3] 陳鎮(zhèn)，汪南方，譚建杰， 等. 海泡石糊料在沙灘巾印花中的應(yīng)用[J]. 針織工業(yè)， 2016（11）：33-37.

[4] 楊洪偉， 金國標(biāo). 改性海藻酸鈉糊料的印花性能研究[J]. 現(xiàn)代紡織技術(shù)， 2015（2）：13-16.

[5] 黃艷，朱平，王炳， 等. 活性染料用印花糊料現(xiàn)狀[J]. 印染助劑， 2008，25（5）：5-8.

[6] 邱亞靜， 賀江平， 王佩. 新型活性染料印花糊料的制備[J]. 印染， 2012 （12）：34-37.

[7] 王嘯. 活性染料印花復(fù)合糊料的制備及應(yīng)用性能研究[D]. 上海：東華大學(xué).2014.

[8] 王莉莉. 印花色漿動(dòng)靜態(tài)流變性能及其對(duì)印制性能的影響[D]. 上海：東華大學(xué)， 2013.

[9] 馮愈， 李三梅， 陳 鎮(zhèn). 海藻酸鈉糊性能及對(duì)活性染料直接印花效果的影響[J]. 上海紡織科技， 2015，43（10）：13-16.

[10] 蔡秋芳. 高取代度羧甲基淀粉的制備以及在印花糊料上的研究[D]. 無錫：江南大學(xué)， 2012.

[11] 王莉莉， 陸大年. 天然印花糊料流變性能的研究[J]. 印染助劑， 2014，31（4）：19-23.

[12]宋秉政， 劉元軍， 譚艷君. 改性海藻酸鈉的制備及其印花效果分析[J]. 染整技術(shù)， 2012，34（3）：42-45.

[13] 李 麗. 高取代CMC糊料用于活性染料印花的研究[D]. 無錫：江南大學(xué)， 2007.

[14] 張維， 劉偉偉. 環(huán)保型漿料及其糊料的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 印染助劑， 2010，27（6）：6-9.

[15] 黃艷. 活性染料印花糊料復(fù)配體系研究[D]. 青島：青島大學(xué)， 2008.

[16] 劉保江. 印花糊料流變性能研究[D]. 上海：東華大學(xué)， 2008.

（作者單位：鐘翔、宋欣榮、陳鎮(zhèn)，湖南工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院；陳玲玲，湖南省纖維檢驗(yàn)局）