【集萃網(wǎng)觀察】染色和印花雖然在染料的上染機(jī)理方面是相同的,但卻不能簡單地把染料的水溶液直接用來進(jìn)行印花。在印花過程中,必須在染液中加入增稠性糊料,染料借助于糊料在織物上形成和原樣逼真的五彩繽紛的圖案。
糊料在印花過程中具有以下作用:一是使印花色漿具有一定的粘度和一定的粘著力,以保證花紋輪廓的光潔度;二是糊料作為染化料的分散介質(zhì)和稀釋劑,作為染料的傳遞劑,起到載體的作用;三是作為汽蒸時的吸濕劑、潤濕劑、染料的穩(wěn)定劑和保護(hù)膠體。
糊料種類很多,其性能也不一樣,因此,不同的染料要選用不同的糊料進(jìn)行印花,以達(dá)到最佳的效果和最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。原糊可分為無機(jī)類、蛋白質(zhì)類、天然高分子類、合成高分子類和乳化糊等,F(xiàn)將常用糊料介紹如下。
一、淀粉及其衍生物
淀粉是高分子化合物,是由很多葡萄糖通過甙鍵連接而成的。淀粉顆粒外層是支鏈淀粉(又稱膠淀粉),里層是直鏈淀粉。各類淀粉中所含直鏈淀粉約為14%~25%,支鏈淀粉約86%~75%。淀粉的分子結(jié)構(gòu)不同,分子量有大小之分,所以它們的性質(zhì)也不同。膠淀粉由于分子量較大,又有支鏈結(jié)構(gòu),在水中呈膨化狀態(tài)懸浮在水中,其成糊率高,粘度較大,滲透性較好,不易產(chǎn)生結(jié)晶,成糊后也比較穩(wěn)定,鏈淀粉分子量小,在水中呈膠體溶液,成糊率低,穩(wěn)定性差,容易形成結(jié)晶,冷卻后有析水現(xiàn)象。淀粉的一般通性如下:
(1)淀粉含水率常在18%左右,脫水后的干態(tài)吸濕性強(qiáng),花布在蒸化中依靠這一特性,使染料能夠獲得必要的濕度,有利于高溫中化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。
(2)淀粉具有成糊率和給色量都較高,印花輪廓清晰,蒸化時無滲化,不粘烘筒等優(yōu)點,所以它除涂料、活性染料印花外,能適宜作其他各類染料印花用糊料,是一種主要糊料。但在滲透性、給色均勻性和洗滌性、手感發(fā)硬方面,還需進(jìn)一步克服。
小麥淀粉具有給色量高、印制線條清晰、煮糊簡易等優(yōu)點,但不耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿,故使用時應(yīng)予以注意,它最宜和龍膠混用,也可單獨使用。
玉蜀黍淀粉俗稱六角粉或干淀粉,耐堿性優(yōu)于小麥淀粉,但很少單獨使用,用它做成堿化淀粉糊,給色量也較一般淀粉糊高。
淀粉糊有滲透性差、難洗除、手感硬等缺點,這是因為其分子量大所導(dǎo)致的?梢岳玫矸鄣男再|(zhì)使其分子鏈裂解,糊精和印染膠便是裂解的產(chǎn)物。它們均是淀粉在強(qiáng)酸作用下,加熱焙烘而成。糊精制糊方便,滲透性好,但有造成表面給色量低、輪廓線條較差、制糊率低等缺點。一般可與淀粉混用,互相取長補短。
二、海藻酸鈉
海藻酸鈉又稱海藻膠。海藻是由海水中生長的馬尾藻中提取而來,將其經(jīng)燒堿處理,即可得海藻酸鈉。因含有羧酸鈉鹽,可溶于水,并且有較強(qiáng)的陰荷性。由于活性染料也是陰荷性的,染料分子便和其具有相斥作用,不會發(fā)生反應(yīng),這就是活性染料用海藻酸鈉糊作糊料具有給色量高的原因。硬水中的鈣鎂離子能使之生成海藻酸鈣或鎂沉淀,使其陰荷性降低,即降低了原糊分子與染料分子間相互排斥的作用,故染料容易和原糊反應(yīng),降低了得色量,同時生成色斑。海藻酸鈉遇重金屬離子會析出凝膠,所以通常在原糊調(diào)制時,加入少量六偏磷酸鈉,以絡(luò)合重金屬離子并軟化水。
海藻酸鈉具有滲透性好,得色均勻,易洗除,不粘花筒和刮刀,手感柔軟,可塑性好,印制花紋清晰,制糊方便等優(yōu)點。海藻膠在pH6~11之間較穩(wěn)定,pH值高于或低于該范圍均要產(chǎn)生凝膠。
三、天然龍膠和合成龍膠
天然龍膠難溶于水,一般先使其在冷水中自然膨脹或用熱水煮成糊狀,使其具有一定的粘性和乳化能力,粘性在pH為8時最高,比淀粉大4~5倍,遇酸、堿、金屬鹽類或長時間加熱都會使其粘度下降。天然龍膠滲透性能良好,印花均勻,給色量高,蒸化時無滲化,易于洗除,是優(yōu)良的印花原糊。但其來源有限,價格高,煮糊又較麻煩,因此現(xiàn)在都用合成龍膠代替。
合成龍膠又叫羥乙基槐豆膠,是將槐豆粉醚化而成,它具有天然龍膠的大部分特點,如成糊率高,花紋勻染性好,滲透性好,易洗除性好等;對酸堿的適應(yīng)范圍較大,可適用于pH3~12范圍,含固量低,不粘刀口和輥筒;對各類糊料的相容性好。但遇銅、鉻、鋁等金屬鹽類會產(chǎn)生凝集,所以不宜單獨用于含金屬絡(luò)合染料。
四、合成增稠劑
早期使用的大都是天然增稠劑,但受到性能限制,應(yīng)用范圍比較狹窄。以不同低分子量單體為基本組分,按照不同需要聚合而成的高分子增稠劑,稱為合成增稠劑。
合成增稠劑的國內(nèi)產(chǎn)品大多是丙烯酸或馬來酸酐的共聚物,有的用雙烯基的單體進(jìn)行低度交聯(lián),與國外品種相比,其增稠能力較小,用量比較多,在使用性能上基本類同。
(一)聚丙烯酸增稠劑的增稠作用
聚丙烯酸增稠劑是一種高分子電解質(zhì),目前有堿性溶脹和堿性溶解兩種類型。
1.堿性溶脹的聚丙烯酸增稠劑 這是一種交聯(lián)的共聚物乳化體,共聚物是以酸的形式和非常小的顆粒狀態(tài)存在的。外形呈乳白色,粘度比較低,在低pH值時有良好穩(wěn)定性,并且不溶于水。當(dāng)加入堿劑時即轉(zhuǎn)化為清晰的高溶脹分散體。它的增稠作用是用氫氧化物中和羧酸基而產(chǎn)生的。當(dāng)加入堿劑以后,幾乎立即使不易電離的羧酸基轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子化的羧酸銨鹽或金屬鹽形式,結(jié)果沿著共聚物大分子鏈陰離子中心產(chǎn)生靜電排斥效應(yīng),使交聯(lián)的共聚物大分子鏈迅速擴(kuò)張與伸展開來。局部溶解和溶脹的結(jié)果,使原來顆粒猛增許多倍,粘度顯著提高。由于交聯(lián)不能真正地溶解,因此,成鹽形式的共聚物,可以看成顆粒被急劇增大了的共聚物分散體。
2.堿性溶解的聚丙烯增稠劑 這是一種不交聯(lián)的共聚物乳化體,當(dāng)加入水和堿后,能迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)榍逦恼承匀芤骸Kc堿性溶脹的聚丙烯增稠劑相比,具有拉絲性與勻滑的粘度,因此適宜作為機(jī)械上的膠用粘合劑。
(二)聚丙烯酸增稠劑的中和
通?梢杂脕碇泻途郾┧嵩龀韯┑膲A類較多,如氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、硅酸鈉、高硼酸鈉、乙醇胺、二乙醇胺、嗎啉、烷基胺等。當(dāng)聚丙烯酸增稠劑被中和時,它的粘度將出現(xiàn)一個極大值,再繼續(xù)加堿能使離解作用重新受到抑制,共聚物大分子鏈?zhǔn)湛s,于是粘度又有下降。
此外,應(yīng)當(dāng)注意到聚丙烯增稠劑對電解質(zhì)相當(dāng)敏感,當(dāng)加入硫酸銨、氯化鈉等電解質(zhì)以后,可以看到粘度下降現(xiàn)象,使用時應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用含電解質(zhì)少的染料或助劑。與此相反,當(dāng)有特殊需要時,聚丙烯酸增稠劑的粘度,也可利用加入適量電解質(zhì)來調(diào)節(jié)。
(三)聚丙烯酸增稠劑的觸變性
聚丙烯酸增稠劑是一種高分子聚電解質(zhì),它具有很高的結(jié)構(gòu)粘度。在機(jī)械應(yīng)力的作用下,粘度會下降,其規(guī)律是機(jī)械應(yīng)力愈高,流動梯度愈大,粘度也就愈低。人們利用聚丙烯酸增稠劑調(diào)制初始粘度相當(dāng)高的印花漿,當(dāng)印花漿受到運動著的刮刀(平網(wǎng)、圓網(wǎng)印花機(jī))、印花滾筒(滾筒印花機(jī))等機(jī)械應(yīng)力作用時,印花漿瞬間變得很薄,以致能夠適應(yīng)非常精細(xì)的篩網(wǎng)或滾筒花紋。印在織物上的印花漿,隨著機(jī)械應(yīng)力的消失,立即變得稠厚,恢復(fù)了初始粘度。這就能夠獲得花紋精細(xì)、輪廓清晰、印制效果比較好的產(chǎn)品。
聚丙烯酸增稠在印染生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用,例如靜電植絨、層壓、纖維的粘合和織物的背面上膠、涂料染色和印花、分散染料印花、活性染料印花、泡沫整理等。
五、原糊調(diào)制
1.海藻酸鈉糊制備
溫水(60~70℃) 80kg
六偏磷酸鈉 0.5~1.5kg
純堿 0.2~0.5kg
海藻酸鈉 6~8Kg
甲醛(40%) 0~l00ml
水 x
合成為 l00kg
將溫水放入桶內(nèi),加入六偏磷酸鈉和純堿溶液,在不斷攪拌下將海藻酸鈉慢慢倒入溫水中(維持60℃左右),充分?jǐn)嚢柚辆鶆驘o顆位(約2h),然后加水至總量,再用純堿調(diào)節(jié)pH值為7~8,最后加入甲醛。
2.合成龍膠糊制備
熱水(80~90℃) 60~70kg
羥乙基槐豆膠 3~5kg
甲醛(40%) 200m1
醋酸(98%) 0~400ml
熱水 x
合成為 l00kg
桶內(nèi)先放熱水,在快速攪拌下將羥乙基槐豆粉慢慢撒入,加熱水補足至總量,再快速攪拌20~3Omin,冷卻后加入甲醛備用。但亦可在煮糊鍋內(nèi)加熱攪拌2~3h,使其成糊后冷卻備用。
3.淀粉糊制備
淀粉糊的制備方法有煮糊法和堿化法兩種。
(l)煮糊法:
小麥淀粉 1O~13kg
生粉(木薯淀粉) 3~5kg
植物油 1~2kg
水 x
合成為 100kg
先將油沿四周鍋壁加入,將小麥淀粉和生粉放在桶內(nèi),用水調(diào)成稀糊,快速攪拌均勻后用篩子濾入鍋內(nèi),加冷水至總量體積。逐漸攪拌加溫至沸騰,繼續(xù)攪拌2~3h,使糊成透明狀,然后開隔層冷水冷卻。
(2)堿化法(堿化淀粉糊):
玉蜀黍淀粉 12kg
燒堿(360Be) 3.2kg
硫酸(500Be) 大約1.8kg
水 x
合成為 100kg
用50 kg冷水,加入淀粉快速攪拌成懸浮液后過濾。燒堿事先用冷水1:1沖淡后緩慢地加入到不斷攪拌的淀粉液中,使糊成透明狀。然后將以1:1沖淡的硫酸在不斷攪拌下慢慢加入,使pH值在6~7時為止。
六、涂料及其粘合劑
(一)涂料
涂料通常稱顏料。涂料印花用顏料,包括無機(jī)顏料、有機(jī)顏料、金屬粉末、珠光涂料和熒光顏料。涂料漿由顏料同一定比例的潤濕劑、乳化劑和保護(hù)膠體等物質(zhì)混合后,研磨制成漿狀,即成涂料商品。涂料是涂料印花色漿中重要的組成成份。
涂料按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為:無機(jī)類和有機(jī)類。無機(jī)類主要有炭黑和鈦白粉(TiO2),分別為黑色和白色。有機(jī)類主要以偶氮結(jié)構(gòu)顏料、酞菁顏料、還原染料等為主。偶氮結(jié)構(gòu)色譜主要有黃、深藍(lán)、紅和醬紫等,酞菁結(jié)構(gòu)的有艷藍(lán)、艷綠等,還原染料有紫和金黃等色。
用于印花的涂料有一定的要求,主要為:
1.對織物具有較高的給色量。
2.有優(yōu)良在耐曬、耐氣候及良好的升華牢度。
3.比重合適,有良好的潤濕及分散性。
4.色澤鮮艷,顆料均勻,粒徑控制在0.2~0.5μm之間。
5.要耐光、熱、酸、堿,耐有機(jī)溶劑和常用氧化劑。
涂料制漿時,顏料需研磨至要求的粒徑,使表面活性劑包圍顏料的顆粒,使其均勻地分散在水中,并保護(hù)顏料不沉淀,不聚集。涂料漿中顏料含量一般在14%~40%左右。
(二)粘合劑
在織物涂料印花中,粘合劑將涂料機(jī)械地粘著在纖維表面。因而涂料印花的粘合劑應(yīng)具有較高的粘著力,安全性好,耐曬,耐老化,耐溶劑,耐酸堿,耐化學(xué)藥劑,成膜清晰透明,印花后不變色,也不損傷纖維,有彈性,不影響織物手感,在印花過程中不易結(jié)膜,且容易從設(shè)備上洗除。粘合劑按其反應(yīng)性能可分為兩類,即反應(yīng)型和非反應(yīng)型,反應(yīng)型粘合劑又可分為交聯(lián)型和自交聯(lián)型。
1.非反應(yīng)型粘合劑:該類粘合別在印花以及后處理過程中不會與纖維以及自身發(fā)生反應(yīng),加入交聯(lián)劑后可輕度交聯(lián),改善其性能。按其結(jié)構(gòu)又可分為三類。
(1)合成橡膠乳液,如丁苯膠乳、丁腈膠乳以及氯丁橡膠等。它們成膜彈性好,手感柔軟,但其粘合力差,摩擦牢度也差,易老化泛黃。屬于這類的粘合劑商品有粘合劑BH、707、750、BF等。
(2)丙烯酸酯類聚合物,如丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯和辛酯。該類粘合劑印制效果好,但有些產(chǎn)品手感欠佳。目前國內(nèi)使用的粘合劑多屬該類,如東風(fēng)牌粘合劑、202BA、104、東風(fēng)F以及106TC等。
(3)醋酸乙烯及其他單體的共聚合物,這類粘合劑的數(shù)量已逐漸減少,主要是彈性、手感和皂洗、干洗牢度均較差。商品有阿克拉明FWR等。
非反應(yīng)型粘合劑均屬線型高分子,故其耐摩擦及耐洗牢度都不夠好。在適當(dāng)?shù)娜軇┳饔孟戮鶗l(fā)生溶解?梢约咏宦(lián)劑,使其輕度交聯(lián),以改善其性能。
2.反應(yīng)型粘合劑:非反應(yīng)型粘合劑由于是線型高分子,且其手感柔軟,但牢度卻不夠好。為了克服其缺點,可在分子中導(dǎo)入一些活潑基因,使粘合劑可以與交聯(lián)劑反應(yīng),使成型高聚物變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu),生成的膜在水中的膨化性能降低,因而可提高其牢度。但粘合劑和交聯(lián)劑反應(yīng)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后,其膜變硬。
3.自交聯(lián)型粘合劑:近年來,人們將一些帶有活性基團(tuán)的單體進(jìn)行聚合,生成一類可以自身交聯(lián)的粘合劑。這類粘合劑在高溫或催化劑的作用下,大分子之間的活性基因可自身發(fā)生交聯(lián)或與纖維素發(fā)生交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。自交聯(lián)型粘合劑的出現(xiàn)可省去交聯(lián)劑,是粘合劑的發(fā)展方向。但是這類粘合劑在使用過程中會過早地自動交聯(lián),出現(xiàn)粘花筒或堵網(wǎng)的現(xiàn)象。該類粘合劑商品有國產(chǎn)網(wǎng)印粘合劑等。