機(jī)械蠟印新型蠟材的探究

杜繼堯，孟慶濤

(天津工業(yè)大學(xué)，天津 300387)

機(jī)械蠟印新型蠟材的探究

杜繼堯，孟慶濤

(天津工業(yè)大學(xué)，天津 300387)

文章針對傳統(tǒng)機(jī)械蠟印中工序復(fù)雜、污染嚴(yán)重、產(chǎn)品檔次低等問題，探討了熱粘性、脫蠟效果及蠟紋效果對蠟印產(chǎn)品質(zhì)量的影響。探索出能夠替代松香的新型蠟材，使得加工工序更簡單，節(jié)能環(huán)保，產(chǎn)品質(zhì)量也有較大提升。

蠟印；蠟材；脫蠟率；粘度

目前國內(nèi)機(jī)械蠟印是以松香為主要防染劑，松香具有一定的熱粘性、防染性和易碎裂等性能。松香的熱粘性使松香在一定的溫度下具有可印制的優(yōu)異粘流性，松香的易碎裂性使蠟印易形成蠟紋，但松香的易碎裂性顯得過于酥脆，在蠟印布染色中有時(shí)會產(chǎn)生較嚴(yán)重的“透底”現(xiàn)象，制作出的蠟紋效果雖然粗獷但尚缺靈動，不能制作出精細(xì)蠟紋。

機(jī)械蠟印有立式圓網(wǎng)雙面印蠟(網(wǎng)印)和凹版輥筒雙面印蠟(機(jī)印)兩種，我國多數(shù)蠟印廠采用網(wǎng)印印蠟。機(jī)印印蠟溫度在140℃左右、網(wǎng)印印蠟溫度在150℃左右，生產(chǎn)工藝流程主要包括配蠟、熬蠟、印蠟、摔蠟紋、染色、脫蠟、印花及水洗等。熬蠟溫度在160℃，時(shí)間為6 h。松香為天然材料，長時(shí)間高溫處理易造成氧化損傷，使松香變得更加粉脆，在蠟印染色后更易“透底”。目前脫蠟多數(shù)采用機(jī)械揉搓配合皂化的方法，也有采用熱水燙蠟配合皂化的方法。皂化脫蠟的廢水中有機(jī)物的含量很大，pH值高達(dá)13以上，COD值也高達(dá)幾千甚至上萬。然而這類廢水的治理一般采用集中處理的方法，不但處理費(fèi)用高，難于回收可用物質(zhì)，而且很難實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

為了克服松香蠟印的缺點(diǎn)，提升我國蠟印產(chǎn)品的品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，我們通過對所選新蠟材與松香在熱粘性、脫蠟及蠟紋效果等方面的對比研究，確定出新型蠟材的配方，解決了松香蠟印中長時(shí)間高溫熬蠟、高溫印蠟、蠟紋檔次低、脫蠟工序復(fù)雜及脫蠟廢水污染嚴(yán)重等問題，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和儀器

材料：松香(一級松香)；58#半精煉石蠟(工業(yè)純)；TJF(工業(yè)純)。

儀器：馬爾文VOC粘度儀。

1.2 松香與新型蠟材熱粘性對比

1.2.1 松香的熱粘性

在一定溫度范圍內(nèi)，蠟材熔融后應(yīng)像印花色漿一樣具有一定的可印粘度，以確保印蠟的穩(wěn)定順暢、花型的精準(zhǔn)及具有一定的蠟?zāi)ず穸取Ｏ灢牡恼扯冗^低會造成蠟印花型的滲化使花紋輪廓不清。蠟材粘度過高，會導(dǎo)致印蠟困難、給蠟不足，進(jìn)而達(dá)不到防染的效果。

實(shí)驗(yàn)中將松香緩慢加熱至完全熔化，通過流變儀進(jìn)行粘度測試。測試條件為：剪切速率10/s，溫度區(qū)間(110～160℃)。得到松香的粘溫曲線如圖1所示。

由圖1可知，松香隨著溫度升高，粘度不斷降低。從110℃升溫到130℃，粘度降低明顯，其粘度從34.52 Pa·s降到3.747 Pa·s。140℃時(shí)粘度為1.523 Pa·s，150℃時(shí)粘度為0.2837 Pa·s，160℃時(shí)粘度為0.0772 Pa·s。前述已知機(jī)印印蠟溫度在140℃左右，網(wǎng)印印蠟溫度在150℃左右，所以松香蠟材的實(shí)際印蠟粘度區(qū)間為0.2837～1.523 Pa·s，此粘度區(qū)間亦為新蠟材所應(yīng)滿足的可印粘度范圍。

圖1 松香的粘溫曲線

1.2.2 新型蠟材的熱粘性

新型蠟材是石蠟和調(diào)節(jié)劑TJF按不同比例配制的，加入TJF為了調(diào)節(jié)石蠟的粘度，使其粘度有顯著提高。按照以下的配方分別配制新型蠟材，做好編號標(biāo)記，緩慢加熱至完全熔化使兩者均勻混合，然后冷卻到室溫，分別通過流變儀測試各組配方蠟材的粘度，配方見表1 。

表1 新型蠟材不同材料的比例

測試條件：剪切速率10/s，溫度區(qū)間(60～100℃)，測試結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同配方新型蠟材的粘溫曲線

由圖2可知，三種新型蠟材的粘度隨著溫度升高而不斷降低。在60～100℃溫度區(qū)間內(nèi)，1#蠟材粘度區(qū)間為0.3996～0.297 Pa·s；2#蠟材粘度區(qū)間為0.5323～0.4223 Pa·s；3#蠟材粘度區(qū)間為0.6174～0.5253 Pa·s。對比松香的可印粘度區(qū)間，發(fā)現(xiàn)三種新型蠟材在60～100℃之間均能達(dá)到可印粘度要求，相對于溫度140～150℃印蠟的傳統(tǒng)松香蠟材，新型蠟材的印蠟溫度顯著降低，達(dá)到了節(jié)能的目的。

1.3 新型蠟材脫蠟實(shí)驗(yàn)

新型蠟材在100℃的沸水中進(jìn)行脫蠟，測試脫蠟效果。

1.3.1 實(shí)驗(yàn)方法

按照表1配方配制新型蠟材。剪取12個(gè)6 cm×12 cm的棉布條，4組配方、每組3個(gè)樣本，分別編號，將松香和新型蠟材緩慢加熱至完全熔化，分別降溫至140℃和70℃時(shí)進(jìn)行印蠟，待蠟層完全凝固，稱重記錄，放入100℃沸水中進(jìn)行脫蠟(脫蠟進(jìn)行3次，每次5 min)，脫蠟完成后晾干稱重，計(jì)算脫蠟率。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 不同配方蠟材的脫蠟率

由表2可知，三種新型蠟材經(jīng)過熱水脫蠟后，蠟材均易脫去，脫蠟率均為98%以上。松香蠟材在熱水脫蠟過程中，部分固著在布樣上很難脫去，脫蠟率僅為81%，還需經(jīng)過后期的化學(xué)皂化方法進(jìn)行除蠟。與松香蠟材相比，新型蠟材在脫蠟方面上，方法更簡單，脫蠟率更高，既節(jié)能又環(huán)保。

1.4 松香與新型蠟材蠟紋效果的對比

冰紋是蠟染的靈魂，蠟紋效果的不同顯現(xiàn)出不同的蠟印風(fēng)格及品質(zhì)。

1.4.1 實(shí)驗(yàn)方法

剪取12個(gè)6 cm×12 cm的純白棉布條，每組蠟材3個(gè)棉布條，分別編號。按照表1配制新型蠟材，將松香和這三種新型蠟材分別緩慢加熱至完全熔化，分別降溫至140℃和70℃進(jìn)行印蠟，蠟層厚度要求0.8 mm，待蠟層完全凝固后，在15℃冷水中采用折疊法制作蠟紋，完畢后用靛藍(lán)染料浸染，脫蠟干燥后觀察蠟紋效果。

1.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，松香蠟材制作出的蠟紋條數(shù)少，線條粗，紋路死板；新型蠟材制作出的蠟紋條數(shù)多，線條細(xì)膩，粗細(xì)有別，有層次感，生動靈活。

表3 不同配方蠟材的蠟紋效果

2 結(jié)論

相對于松香，新型蠟材的印蠟溫度有顯著降低，更符合綠色生產(chǎn)的理念；在脫蠟方面，新型蠟材比松香更易脫蠟，脫蠟率高達(dá)98%以上，回收的蠟材也能夠繼續(xù)循環(huán)使用，既節(jié)約能源又保護(hù)了環(huán)境，意義重大；在蠟紋效果方面，松香制作出的蠟紋粗獷死板，新型蠟材制作出的蠟紋生動靈活，更加精細(xì)。然而，新型蠟材要完全地取代松香，應(yīng)用到機(jī)械化的生產(chǎn)中去仍需要不斷實(shí)踐探索，對配方進(jìn)行不斷的改進(jìn)。我們相信隨著蠟印技術(shù)研究的不斷深入，中國的蠟印會有更加廣闊的發(fā)展前景。

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Explore the New Wax Material of Machinery Wax Printing

DuJiyao，MengQingtao

(Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China)

The hot tack,dewaxing and wax pattern effected on product quality were discussed.The new wax material that could substitute for rosin was explored.The manufacturing procedure was more simple.The energy is saved, the environmental protection and product quality were improved.

wax printing；wax material；dewaxing rate；viscosity

2014-08-07

杜繼堯(1989—)，男，山東青島人，碩士研究生。

TS194

B

1009-3028(2014)06-0017-03