海泡石/CMC型糊料在絨類織物印花中的應(yīng)用

伍建國，陳 鎮(zhèn)，譚建杰，廖 祥

（1.江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料技術(shù)系，廣東江門 529090；2.湖南工程學(xué)院生態(tài)紡織材料及染整新技術(shù)湖南省高校重點實驗室，湖南湘潭 411104；3.湘潭源遠(yuǎn)海泡石新材料股份有限公司，湖南湘潭 411200）

絨類織物主要包括絨布、平絨、燈芯絨，具有手感柔軟、滑糯溫暖、色彩富麗的獨特風(fēng)格，其印花產(chǎn)品絨毛均勻、絨條光潔、花紋輪廓清晰、立體感強(qiáng)、深色濃艷、淺色鮮亮等［1］。在傳統(tǒng)印花加工中，由于絨類織物較厚重，易產(chǎn)生的問題［2-4］：（1）絨毛尤其是絨條沒有染透，絨條根部留白；（2）絨布吸漿量太多，造成花紋輪廓模糊、白底被染色；（3）糊料及色漿沒有完全脫除干凈，導(dǎo)致絨面手感發(fā)緊、發(fā)硬。

CMC（羧甲基纖維素鈉，結(jié)構(gòu)式如下）安全無毒，溶于水時為透明膠狀，常用作食品增稠劑、藥物載體、日化黏結(jié)劑等，目前也有將其用于印花糊料的研究，與海藻酸鈉相比，具有成糊率高、皮膜強(qiáng)韌、穩(wěn)定性好、不影響染料色光等優(yōu)點，同時，原料來源廣泛、廉價易得［5］；但受CMC 取代度（醚化度）的影響，當(dāng)醚化度低或者醚化不均勻時，CMC 耐酸堿、耐鹽性變差，在水中溶解度降低，其糊料或色漿的抱水性、耐稀釋性變差［6］；制漿時，未醚化的伯羥基會與活性染料反應(yīng)，沉積在織物表面使手感發(fā)硬，原糊中的不溶性懸浮物還會造成印花疵病［7-8］，因此常與其他原糊拼混使用。

海泡石是一種安全、無毒、多功能、低成本的非金屬黏土礦物，獨特的層鏈空間結(jié)構(gòu)（如下）使晶體內(nèi)存在大量空隙，水分子、陰離子或極性分子能進(jìn)入晶層中間，使層間鍵斷裂，距離增大，引起晶格定向膨潤，并形成將液體裹住、使體系黏度增加的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其具備流變性、懸浮性、增稠性、分散性、穩(wěn)定性等多重性能［9-10］，目前已通過與海藻酸鈉、乳化劑等復(fù)配應(yīng)用于紡織行業(yè)的印花糊料［11-12］。本研究將以純棉平絨毛巾織物為對象，探討海泡石/CMC 型印花糊料對絨類織物的印花性能。

1 實驗

1.1 材料與儀器

織物：純棉平絨毛巾織物（規(guī)格70 cm×140 cm，300 g/m2，益陽龍源紡織有限公司）。

藥品：海泡石精粉（300 目，湘潭源遠(yuǎn)海泡石科技有限公司），CMC（DS 0.8～1.0，杭州拓逸食品有限公司），活性艷紅KM-8B、小蘇打、尿素、防染鹽S（益陽龍源紡織有限公司），促進(jìn)劑HG-0302（自制）。

儀器：DH7000 型平網(wǎng)印花機(jī)（張家港東華印花機(jī)械有限公司），MH698 型蒸化機(jī)（山東源豐印染機(jī)械有限公司），JS-4 強(qiáng)力攪拌機(jī)（景山印花機(jī)械制造廠），YG751B 預(yù)制式染色摩擦牢度儀、SW-12D 耐洗色牢度試驗機(jī)（寧波紡織儀器廠），XY 系列精密電子天平（常州市幸運電子設(shè)備有限公司），NDJ-8S 數(shù)字式黏度計（上海精天電子儀器有限公司），Datacolor 600 電腦測色配色儀（廣州市同通儀器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 制糊

配方設(shè)計：按企業(yè)實際生產(chǎn)時的8%制作原糊，設(shè)計6組配方（表1），各配制2.5 kg。

表1 糊料配方

制糊工藝：按配方稱取CMC，緩慢加入去離子水，快速電動攪拌2～3 min，制得無色透明糊狀膠液，再加入海泡石、促進(jìn)劑HG-0302，繼續(xù)攪拌15 min，得印花糊料。

1.2.2 調(diào)漿

色漿配方：以1.2.1 的6 種糊料調(diào)制6 組色漿各2.5 kg；其中，糊料90%，活性艷紅KM-8B 2%，尿素5%，純堿2%，防染鹽S 1%。

調(diào)漿工藝：按色漿配方，在糊料中依次加入活性染料、試劑，電動攪拌均勻，得印花色漿。

1.2.3 印花

取平絨毛巾織物平鋪粘在印花機(jī)傳送導(dǎo)帶上，將調(diào)制好的色漿倒入平網(wǎng)印花網(wǎng)框中，啟動印花機(jī)；完成印花后，將印花織物掛在烘房中，于80～90 ℃下預(yù)烘10 min；送入蒸化機(jī)中，于100～103 ℃下汽蒸5～7 min；再進(jìn)行水洗、皂洗、烘干，最終得到平絨毛巾印花成品。

1.3 測試

PVI 值：采用旋轉(zhuǎn)式黏度計的同一種轉(zhuǎn)子測定6和60 r/min的黏度η6和η60，按下式計算PVI：

抱水性：將10 cm×1 cm 劃有插入線標(biāo)記的定量濾紙插入糊內(nèi)1 cm 處（原糊與刻線一致），待30 min后記錄水分上升高度。

耐酸性：取待測糊料50 g，滴加36%～38%的醋酸，攪拌至糊料破糊，用pH試紙測糊料酸堿度。

耐堿性：取待測糊料50 g，滴加20%的氫氧化鈉，攪拌至糊料破糊，用pH試紙測糊料酸堿度。

花紋精度：花紋清晰度是指在織物上準(zhǔn)確呈現(xiàn)花紋的程度，圖案越鋒利越清晰。采用“5 級制”目測法評價花紋清晰度。

得色深度（K/S值）：用電腦測色配色儀測定。

脫糊率：取待印織物烘干至恒重，記為m0；取印花后的織物烘干至恒重，記為m1；再經(jīng)汽蒸、皂煮和水洗后烘干至恒重，記為m2。按下式用減量法計算脫糊率：

印透性：采用平視法觀察織物正面絨毛、絨條及絨底，要求從絨毛頂部到絨條根部全部染透，且得色均勻；而絨底及織物背面不能有染色、沾色及滲色。

手感：采用“暗箱法”，通過“抓、揉、摸、搓”等手感觸覺，以“5級制”評價絨類印花織物手感。1級為布面發(fā)緊、發(fā)硬，立絨有微刺癢感；5 級為織物柔軟、溫暖，絨毛豐滿、滑糯。1級最差，5級最好，依此類推。

耐洗色牢度：參照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗?zāi)拖瓷味龋悍椒?》測試。

耐摩擦色牢度：參照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取窚y試。

2 結(jié)果與討論

2.1 糊料的主要理化性能

制糊時，配方1～4 能快速制糊成功，而配方6 難以成糊，配方5糊料穩(wěn)定性較差，靜置時極易破糊，故對配方1～4糊料進(jìn)行性能測試，結(jié)果如表2。

表2 不同配方下的糊料性能

流變性是衡量糊料性能的重要指標(biāo)，而PVI值又是衡量流變性的重要指標(biāo)。從表2可知，PVI 值隨著糊料中海泡石質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而略有下降，一般PVI值較大的糊料在實際連續(xù)生產(chǎn)加工中黏度相對穩(wěn)定，易保持較為一致的印花效果；PVI 值較小的糊料在實際連續(xù)生產(chǎn)加工中黏度易發(fā)生變化，后期可能會影響印花效果的一致性。但因為絨類織物較厚實，長時間連續(xù)生產(chǎn)時易露底，因而色漿黏度宜稍低，在實際生產(chǎn)中，絨類織物印花糊料的PVI值一般控制在0.4～0.6。

原糊對水分的抱合能力即抱水性反映了糊料的膨潤性、吸水性和耐稀釋性等。由表2可知，隨著海泡石質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，其抱水性逐漸增加，其中配方1～3增加較緩，而配方4增加幅度很大，說明糊料的穩(wěn)定性在急劇降低。

海泡石本身化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，耐酸堿鹽及一般有機(jī)溶劑，因此，海泡石質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加有助于增進(jìn)海泡石/CMC型糊料的穩(wěn)定性，由表2可知，糊料的耐酸、堿能力增強(qiáng)，體系可適用的pH范圍逐漸增大。

糊料在完成印花后須洗滌去除，否則會影響織物手感。從表2中可以看出，隨著海泡石質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加、CMC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，糊料的脫除率從80.4%提升到91.2%，說明海泡石質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，海泡石/CMC型糊料越容易脫除，這與海泡石+CMC共同構(gòu)建的無機(jī)/有機(jī)型糊料各自的基本屬性是分不開的。

2.2 平絨毛巾印花效果

獲得清晰的花紋圖案是織物印花的最終目的，受織造組織結(jié)構(gòu)的影響，絨類織物印花精細(xì)度雖不及梭織物和針織物，但實際上對印花糊料要求更高。由表3可知，配方1～4 所印制平絨毛巾織物的細(xì)花紋處依然清晰可見，花紋輪廓精細(xì)、均勻，印花精度達(dá)到4級及以上，完全滿足生產(chǎn)要求。

表3 不同配方下的平絨毛巾印花效果

通過平視觀察印花織物，所有配方下，平絨毛巾正面的絨毛頂部到絨條根部全部染色，且得色均勻；配方1～3 的絨底及背面沒有染色、沾色及滲色，說明色漿印透性好，配方4 雖然背面沒有滲色，但絨底略有少量沾色；從得色深度來看，隨著海泡石質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，K/S 值略呈下降趨勢，說明在脫糊的同時，有極少量染料隨著糊料從織物上脫落。

2.3 織物服用性能

由表4可知，耐洗變色及沾棉牢度均在4～5 級及以上，完全滿足企業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)要求；耐濕摩擦色牢度基本都在3 級以上，耐干摩擦色牢度基本都在4 級以上，均已達(dá)到企業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)要求。

表4 平絨毛巾服用性能

對于絨類織物來說，良好的觸感、體感、親膚感是其獨有的特性，也會使印花產(chǎn)品更具競爭力，通過手感測評，印花平絨毛巾柔軟、滑糯、溫暖，完全沒有純海藻酸鈉漿或純CMC 漿偶爾可能出現(xiàn)絨面發(fā)緊、發(fā)硬的情況。

3 結(jié)論

（1）在海泡石1%～3%，CMC 4%～6%，促進(jìn)劑HG-0302 1%時，海泡石/CMC 型印花糊料制糊簡便、調(diào)漿快捷、性質(zhì)穩(wěn)定。

（2）海泡石/CMC型糊料脫糊性好，用于絨類織物印花時所印制的花紋輪廓清晰，同時在生產(chǎn)中不黏花網(wǎng)，不堵網(wǎng)眼。

（3）海泡石/CMC 型糊料的主要成分為海泡石和羧甲基纖維素鈉，其價格遠(yuǎn)低于當(dāng)前企業(yè)常用的海藻酸鈉糊，具有較明顯的成本優(yōu)勢；同時產(chǎn)品安全、綠色、環(huán)保，無二次污染。