賈吉敏,張 強,郇路恒,秦益民,2,申培麗,2,張宗亮,劉蘊慧
(1.青島明月海藻集團有限公司海藻活性物質(zhì)國家重點實驗室,山東青島 266400;2.青島海藻生物科技創(chuàng)新中心,山東青島 266400)
印花糊料是可溶于水或在水中能充分溶脹、分散的親水性高分子稠厚膠體溶液,是印花色漿中必不可少的成分,決定著印花性能、染料的表面給色量、花紋輪廓的光潔度等,如果糊料性能不佳,會帶來諸多問題,如堵網(wǎng)、刀條、色花等[1-4]。
隨著印花技術(shù)的不斷發(fā)展,印花設(shè)備(平網(wǎng)、圓網(wǎng))、刮印系統(tǒng)(鋼刮刀、橡膠刮刀)和網(wǎng)目種類(絲網(wǎng)、鎳網(wǎng))逐漸增多,對印花色漿的性能提出了更高要求,單一糊料已無法滿足生產(chǎn)需要。多種糊料混合使用時,糊料種類的選擇和不同糊料比例的調(diào)整非常重要,尤其是在高目數(shù)、精細花型的印花工藝中。如果糊料選擇不當(dāng),會發(fā)生堵網(wǎng)問題,輕則停車、洗網(wǎng),影響生產(chǎn)效率;重則導(dǎo)致大量疵品的產(chǎn)生,給公司造成嚴重的經(jīng)濟損失。雖然有不少文獻對印花糊料的基本性能提供了測試方法[5-8],如黏度、PVI 值、化學(xué)相容性、抱水性、耐稀釋性、存儲穩(wěn)定性、皮膜強度等,但是目前均未對堵網(wǎng)性能給出好的評價方法。因此,實驗室小試階段如果能夠簡單、直接地判斷糊料的印花效果和防堵網(wǎng)性能的差異,篩選出印制精細且不易堵網(wǎng)的糊料,將會給生產(chǎn)帶來方便,有效保證生產(chǎn)效率和降低疵品的發(fā)生率。
此前,有研究人員從糊料透網(wǎng)性方面進行了一些發(fā)明,例如中國專利202351150U、205538537U 和211528116U 都公開介紹了印花糊料透網(wǎng)性的測試裝置[9-11]。該類裝置雖然能簡單表征糊料的透網(wǎng)性能,但是都存在相同的問題,即測試網(wǎng)下面均無阻力。而長期生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn),堵網(wǎng)問題的發(fā)生往往是以下3 種原因中的一種或幾種造成的:(1)色漿受到上面刮刀和網(wǎng)下面料的擠壓下,經(jīng)過多次反復(fù)刮涂,某個顆?;驇讉€顆粒受到網(wǎng)面兩側(cè)雙重擠壓而卡在網(wǎng)孔中間;(2)經(jīng)過多次刮涂,不同糊料之間發(fā)生反應(yīng),形成纏繞物和絮狀物;(3)刮涂過程中摩擦生熱,導(dǎo)致水分揮發(fā),色漿表層出現(xiàn)結(jié)膜,漿膜無法通過細小網(wǎng)孔。堵網(wǎng)的發(fā)生是多因素導(dǎo)致的,因此測試方法與實際生產(chǎn)越接近,測試結(jié)果的可靠性越高。
市場現(xiàn)有的糊料種類復(fù)雜,印制過程中易出現(xiàn)堵網(wǎng)問題,但無法提前進行糊料防堵網(wǎng)性能的判斷,研究并準(zhǔn)確模擬印花過程中糊料的變化狀態(tài),結(jié)合合適的工具,快速判斷糊料的防堵網(wǎng)性能,測試結(jié)果更加準(zhǔn)確和貼近實際生產(chǎn)。
織物:平紋純棉織物(40×40,133×72)。試劑:海藻酸鈉糊料(青島明月海藻集團有限公司),糊料A、糊料B(市售),活性染料(工業(yè)級)。儀器:DV-I+型旋轉(zhuǎn)黏度計(美國Brookfield 公司),RC-MP2000 磁樣印花機(上海一派印染技術(shù)有限公司),RH-2000 數(shù)字視頻顯微鏡[似空科學(xué)儀器(上海)有限公司],印花網(wǎng)板(自制)。
1.2.1 網(wǎng)板的設(shè)計
為了更準(zhǔn)確地區(qū)分印花糊料堵網(wǎng)的差異性,實驗中使用200 目尼龍絲網(wǎng)(也可根據(jù)生產(chǎn)需要選擇需要的目數(shù)),通過感光膠控制網(wǎng)板開孔率,使開孔率呈現(xiàn)遞變的模式,并設(shè)計粗細不同的線條和圓圈加以輔助判斷,網(wǎng)板設(shè)計如圖1所示。
圖1 網(wǎng)板制作示意圖
1.2.2 糊料的制備
將一定比例的糊料分散到純水中,充分攪拌,膨化8 h 以上,然后再加入少量染料(約1%,為了更清楚地觀察結(jié)果),用純水將上述含有染料的原糊黏度調(diào)整到(7 000±200)mPa·s,測試條件為20 r/min、20 ℃、6號轉(zhuǎn)子。
將布樣平鋪在臺面上,放上設(shè)計的網(wǎng)板,從一側(cè)倒入適量的待測糊料,調(diào)整小樣印花機的印制參數(shù)(磁棒直徑、磁力、速度等),使用磁棒連續(xù)來回刮涂5遍,然后抬起網(wǎng)板,將布樣取出,置于烘箱中85 ℃烘干,記為1#。緊接著放置第2塊布樣,按照上述印制方式印制2#、3#、4#等。持續(xù)觀察印制面料圖案的堵網(wǎng)情況,待出現(xiàn)堵網(wǎng)時立即停止(圖1 右側(cè)中間細圓圈出現(xiàn)不連續(xù)即為堵網(wǎng))。然后清洗網(wǎng)板,使用另外一種對比糊料進行印制,最終對比相同編號、不同糊料的印制效果。印制流程如圖2所示。
圖2 印制流程圖
方法1:使用目測法,觀察相同編號的樣品印制圖案中細線條和細圓圈出現(xiàn)斷線的情況,以及2%開孔率處的得色深淺,細線斷線越少,2%處得色越深,則不易堵網(wǎng),反之則容易堵網(wǎng)。
方法2:用不同糊料印制相同編號的樣品,置于視頻顯微鏡下觀察,放大倍數(shù)為200 倍,統(tǒng)計2%開孔率處印制圖案的色點數(shù)量和大小,選取多個視野范圍,統(tǒng)計色點的數(shù)量,色點數(shù)量越多,越不易堵網(wǎng)。再利用顯微鏡軟件選取100 個色點測定其直徑,使用正態(tài)分布對色點直徑數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理,色點大小越均勻,越不易堵網(wǎng)。
由表1 可以看出,使用純水調(diào)節(jié)印花糊料的黏度基本相同,使對比更加可靠。
表1 糊料測試結(jié)果
由表2可知,設(shè)計的實驗參數(shù)壓力大、速度低,增大了堵網(wǎng)問題發(fā)生的可能性,便于快速判斷測試結(jié)果。
從印制結(jié)果看,糊料B 在印制3#時出現(xiàn)堵網(wǎng),停止印制;而海藻酸鈉糊料和糊料A 均在印制4#時才出現(xiàn)堵網(wǎng)現(xiàn)象,說明在印花過程中糊料B 較海藻酸鈉糊料和糊料A 更易造成堵網(wǎng)。
對于海藻酸鈉糊料和糊料A 的判斷可以通過目測表觀顏色來初步判斷,海藻酸鈉糊料的顏色略深于糊料A,說明糊料A 可能更容易堵網(wǎng)。同時可以借助視頻顯微鏡來統(tǒng)計分析,驗證判斷結(jié)果。
由表3 和圖3 可知,海藻酸鈉糊料中值為5.86 μm,色點尺寸相對集中,印制清晰度好。糊料A 和糊料B 印制色點的中值分別為5.70、6.26 μm,色點直徑大小分布離散,容易堵網(wǎng)。對比樣品可以看出,防堵網(wǎng)性能從大到小為海藻酸鈉糊料、糊料A、糊料B。
表3 色點數(shù)量統(tǒng)計
圖3 色點直徑正態(tài)分布圖
(1)在相同黏度下對比印花糊料的堵網(wǎng)性能差異,在印制3~4 次即出現(xiàn)了不同程度的堵網(wǎng)現(xiàn)象,可以迅速判斷糊料防堵網(wǎng)的優(yōu)劣。實驗選取的3 種糊料中,糊料B 在3#的印制過程中出現(xiàn)了堵網(wǎng),而海藻酸鈉糊料和糊料A 在4#的印制過程中才出現(xiàn)堵網(wǎng),因此糊料B 的防堵網(wǎng)性能明顯差于海藻酸鈉糊料和糊料A。
(2)海藻酸鈉糊料和糊料A 在相同印制次數(shù)出現(xiàn)堵網(wǎng)的現(xiàn)象,首先可以通過目測對比顏色深淺來判斷,同時結(jié)合布面上色點的形態(tài)、直徑大小分布來輔助判斷。
(3)實驗方法與實際印制工藝接近,更好地模擬了大車的生產(chǎn)條件,因此通過該方法選擇的糊料產(chǎn)品,可以更好地適應(yīng)車間生產(chǎn),對車間降低疵品發(fā)生率和提高工作效率具有重要意義。