郇路恒,張 強,逄錦龍,賈吉敏,申培麗,2,秦益民,2,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)
蠟染布由于具有獨特的靛藍底色、獨一無二的天然蠟紋和正反面一致的印花效果,長期以來深受非洲、東南亞以及中國部分少數(shù)民族的喜愛。目前已有上百家中國企業(yè)對非洲出口蠟染布[1]。蠟印花布的生產(chǎn)工藝復(fù)雜、工序多、流程長,生產(chǎn)成本也較高;而仿蠟印花是采用直接印花的方式印制出類似蠟印花布風(fēng)格的產(chǎn)品,生產(chǎn)周期縮短,成本明顯下降[2]。
傳統(tǒng)的仿蠟印花布與蠟印花布一樣,基本選用純棉面料,使用的染料多為活性染料或不溶性的偶氮染料。隨著面料科技的不斷進步,一些化纖類面料在某些性能上有了明顯提升,可與天然面料相媲美?,F(xiàn)在市面上全滌面料的仿蠟印花布越來越多,相比純棉布,該面料成本相對較低,強度高,抗皺保形性好,且耐熱、耐光、耐磨、耐化學(xué)品性能優(yōu)良。
ZD-3 印花糊料是一款專門針對全滌面料分散染料印花而研發(fā)的仿蠟用印花糊料。本實驗對比研究了ZD-3 糊料、海藻酸鈉以及市售同規(guī)格糊料的仿蠟印花性能。
材料:全滌平紋仿蠟坯布(紗支75D×150D,密度190T);分散染料仿蠟專用印花糊料ZD-3、工業(yè)級海藻酸鈉(SA)(青島明月海藻集團有限公司),市售糊料、分散藍SE-2R、分散紅3DS、檸檬酸、保險粉、氫氧化鈉(工業(yè)品)。
儀器:DV-I+型旋轉(zhuǎn)黏度計(美國Brookfield 公司),RC-MP2000 型磁樣印花機、RC-CSD 型汽蒸機(上海一派印染技術(shù)有限公司),RW 20 Digital 攪拌器(德國IKA 公司),電子分析天平(瑞士梅特勒-托利多集團),SW-12A 型耐洗色牢度試驗機(常州第二紡織儀器廠有限公司),Datacolor 100 型測色配色儀(美國Datacolor 公司)。
將ZD-3、SA 和市售糊料分別使用純水配制成原糊,靜置膨化8 h 以上。在原糊中加入適量水、檸檬酸和2%分散染料,攪拌均勻,調(diào)節(jié)黏度為4 500~5 000 mPa·s(轉(zhuǎn)速20 r/min,20 ℃,6 號轉(zhuǎn)子),pH 為4.0~4.5,制成色漿。
調(diào)漿→平網(wǎng)印花(120目)→烘干(140 ℃,90 s)→焙烘(190 ℃,3 min)→冷水洗→熱水洗→還原清洗→水洗→烘干。
1.3.1 黏度
將ZD-3、SA 和市售糊料分別用純水配制成不同質(zhì)量濃度的原糊,用黏度計在20 ℃下檢測黏度(轉(zhuǎn)速20 r/min),并繪制糊料的成糊率曲線進行對比分析。
1.3.2 印花黏度指數(shù)
印花黏度指數(shù)(PVI)是衡量糊料流變性能的指標(biāo)參數(shù),定義為同一流體在剪切速率相差10 倍時所具有的黏度之比[3]。PVI 值較大的糊料在剪切速率變化時,黏度變化相對較小,從而織物印花均勻性好,平整度高,且不易出現(xiàn)印花堵網(wǎng)的情況。PVI 值計算式如下所示:
其中,η60為轉(zhuǎn)速60 r/min 時的糊料黏度;η6為轉(zhuǎn)速6 r/min時的糊料黏度。
將3 種原糊的黏度調(diào)節(jié)到6 000~7 000 mPa·s,在20 ℃、6 號轉(zhuǎn)子的條件下,分別檢測3 種糊料在轉(zhuǎn)速60、6 r/min 時的黏度,并計算PVI值。
1.4.1 得色量(K/S值)
在印花布樣的正面均勻取10 個點,使用測色配色儀檢測印花處的K/S值,K/S值越大,得色越深。
1.4.2 印花均勻性
在每塊印花布樣的正面均勻取10 個點,使用測色配色儀進行測色,記錄10 組數(shù)據(jù)的得色偏差值,偏差值越小印花均勻性越好。
1.4.3 滲透性
印花織物的滲透性主要體現(xiàn)在織物背面的色澤深度,用織物反面與正面的K/S值之比表示,滲透率計算式如下所示:
1.4.4 手感
采用主觀評價方法,10 人分別對印花布樣進行盲測,綜合測試結(jié)果,10分為滿分。
1.4.5 耐摩擦色牢度
參照GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗 耐摩擦色牢度》進行測試。
2.1.1 黏度
3 種印花糊料不同質(zhì)量分數(shù)時的黏度見圖1。由圖1 可看出,3 種印花糊料在用量為1%時黏度基本相當(dāng),隨著用量的增加,黏度均增大,成糊情況類似。這樣在后期制備色漿時,糊料用量基本一致,其色漿的含固量也一致,對印花結(jié)果更具有對比價值。此外,純海藻酸鈉糊料目前價格較高,用量1.5%的海藻酸鈉糊料每噸成本在1 100 元左右;而ZD-3 糊料每噸成本約950元,成本明顯降低。
圖1 3種印花糊料不同用量時的黏度
2.1.2 印花黏度指數(shù)
不同轉(zhuǎn)速下的原糊黏度和PVI值見表1。
表1 不同轉(zhuǎn)速下的原糊黏度和PVI值
由表1 可以看出,純海藻酸鈉糊料的PVI 值最高,ZD-3 糊料的PVI 值介于海藻酸鈉和市售糊料之間,流動性能也較好。這說明在印花車速變化時,色漿的黏度變化相對較小,可以保證較一致的印花效果[4]。且滌綸這種疏水性纖維的紡織品,在印花時選擇含固量高或PVI 值較高的色漿更有利于滲透[5],更能滿足仿蠟印花高滲透的要求。
2.2.1 得色量
3 種糊料印花織物的K/S值見圖2。由圖2 可以看出,ZD-3和市售糊料得色量均優(yōu)于海藻酸鈉糊料,這與產(chǎn)品中添加的CMC 或淀粉等糊料中含有大量羧基有關(guān)。羧基和染料在色漿中均帶有負電荷,相互間存在靜電斥力,使染料更易上染織物[6]。
圖2 3種糊料印花織物的K/S值
2.2.2 印花均勻性和滲透性
3種糊料的印花得色偏差和滲透率見表2。
表2 3種糊料的印花得色偏差和滲透率
由表2 可以看出,使用分散藍SE-2R 染料印花的得色偏差差距較大,而使用分散紅3DS 染料印花的得色偏差基本一致。這說明藍色染料尤其是艷藍類染料對印花的均勻性要求更高,這也與印染廠大貨生產(chǎn)時,藍色或綠色等色系更容易出現(xiàn)色花的現(xiàn)象一致。ZD-3糊料的印花均勻性與海藻酸鈉糊料相當(dāng),優(yōu)于市售糊料。且市售糊料在使用分散藍SE-2R 染料配制色漿時出現(xiàn)了輕微的凝膠現(xiàn)象,在水質(zhì)不佳的情況下容易出現(xiàn)印花堵網(wǎng)現(xiàn)象。ZD-3 糊料的滲透率最高,即滲透性較純海藻酸鈉和市售糊料更優(yōu),印花布料的正反面顏色差異更小。
2.2.3 手感
3 種糊料印花水洗后的手感見表3。由表3 可以看出,采用海藻酸鈉糊料印花后手感最好,ZD-3糊料的手感接近海藻酸鈉糊料,優(yōu)于市售糊料。海藻酸鈉親水性能最佳,所以在印花后水洗更易從織物上洗除,具有較高的脫糊性,手感柔軟;ZD-3 糊料以海藻酸鈉為主,輔以少量高取代度糊料,脫糊性接近純海藻糊料;而市售糊料中含有的淀粉類糊料取代度較低,親水性相對較差,糊料在印花后水洗較難洗除,對手感造成影響。
表3 3種糊料印花水洗后的手感
2.2.4 耐摩擦色牢度
印花織物的耐摩擦色牢度見表4。由表4 可以看出,3 種糊料印花織物的耐干摩擦色牢度均在4~5級,色牢度相當(dāng);而ZD-3 糊料的耐濕摩擦色牢度整體略高半級。此外,分散紅3DS 染料的耐濕摩擦色牢度較分散藍SE-2R 低半級。
表4 印花織物的耐摩擦色牢度
(1)ZD-3 印花糊料和市售糊料的成糊性能與同黏度規(guī)格的海藻酸鈉糊料相當(dāng),而價格相對要低,因此使用成本相對較低。
(2)ZD-3 印花糊料的PVI 值雖比海藻酸鈉糊料低,但比市售糊料高,對提高滌綸等疏水性化纖面料的印花滲透性更有利。
(3)ZD-3糊料的得色量、滲透性等性能均優(yōu)于海藻酸鈉和市售糊料;印花均勻性與海藻酸鈉糊料相當(dāng);手感略低于海藻酸鈉糊料,但明顯優(yōu)于市售糊料;具有優(yōu)異的耐摩擦色牢度。