合成增稠劑/瓜爾膠復配糊料在分散染料印花中的應用

張永高，徐華君，章金芳，陳萬明

（新天龍集團有限公司，浙江上虞 312369）

滌綸織物的分散染料印花一直以海藻酸鈉為主要糊料，近年來，由于海藻酸鈉價格上漲等原因，染廠一直在尋找海藻酸鈉的替代品。天然親水性高分子化合物——瓜爾膠（GG）具有很好的增稠性和流變性，且耐酸堿、電解質(zhì)，與各類染料的相容性好，能與其他糊料混合使用，但單獨用于分散染料印花時，其黏度不易控制，生產(chǎn)穩(wěn)定性差[1-2]。合成增稠劑黏度可控性高、成本低、操作方便，但耐電解質(zhì)差，因此在染料印花中的應用受到一定限制[3-9]?；贕G 和合成增稠劑各自的性能特點和價格，本課題選用合成增稠劑FS與GG復配對滌綸進行印花，以期提供一種成本低、應用效果好的分散染料印花糊料。

1 實驗

1.1 材料和儀器

織物：白色純滌綸平紋布（新天龍集團有限公司，經(jīng)緯密為94根/10 cm×60根/10 cm）。

藥品：合成增稠劑FS、瓜爾膠（工業(yè)純），保險粉、氫氧化鈉（天津市永大化學試劑有限公司，分析純），分散染料（浙江閏土染料股份有限公司，工業(yè)純）。

儀器：MCR52 型旋轉(zhuǎn)流變儀（奧地利Anton Paar公司），Mini MDF/767 型磁棒印花機（奧地利Zimmer公司），DHE65102 型萬能汽蒸焙烘機（瑞士Mathis 公司），SF600X 型測色配色儀（美國Datecolor 公司），三維視頻檢測顯微鏡KH-7700（浩視中國有限公司），SW-12D 耐洗色牢度試驗機、Y517B 摩擦色牢儀（寧波紡織儀器廠）。

1.2 印花工藝

1.2.1 色漿制備

準確稱取去離子水于燒杯中，依次加入糊料、分散染料，充分攪拌至分散均勻，色漿充分膨化后，靜置4 h待測。

1.2.2 工藝流程

色漿→磁棒印花→高溫焙烘（180 ℃，5 min）→冷水沖洗→溫水洗→還原清洗（保險粉2 g/L，氫氧化鈉1 g/L，95 ℃，20 min，浴比1∶20）→溫水洗→冷水洗→烘干→熨平待測。

1.3 測試

色漿黏度采用旋轉(zhuǎn)流變儀測定。

透網(wǎng)量：磁棒印花機在一定刮力和刮速下，對不同復配糊料進行刮印，印制大小為10 cm×10 cm的方形圖案，準確稱量刮印前后織物質(zhì)量，計算差值得到透網(wǎng)量（g/m2）。

表觀得色量及滲透率：采用測色配色儀測定不同復配比印花織物正反兩面的K/S值，正反各取10個隨機點求平均值，按照下式計算：滲透率（%）=織物反面的K/S值/織物正面的K/S值×100%。

花型輪廓清晰度：將印制800 μm 的直線線條烘干，用三維顯微鏡隨機測定布樣線條上10 個點處尺寸，求平均值。

色牢度：按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗耐皂洗色牢度》、GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗耐摩擦色牢度》測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 影響糊料黏度的因素

2.1.1 各組分質(zhì)量分數(shù)

合成增稠劑FS 和GG 的質(zhì)量分數(shù)不同，黏度變化也不同，具體如圖1所示。由圖1看出，隨著合成增稠劑FS 和GG 質(zhì)量分數(shù)的增加，黏度均增加；但FS質(zhì)量分數(shù)增加，黏度的增幅較平穩(wěn)，而GG 質(zhì)量分數(shù)增加，黏度的增幅波動大。分析認為，合成增稠劑FS 為丙烯酸類高聚物，在水中發(fā)生溶脹，其分子鏈上的陰離子產(chǎn)生靜電排斥作用，使分子鏈充分伸展，流體力學體積增大，發(fā)生溶脹作用使黏度升高，形成增稠體系[10-12]，黏度隨著體系中分子數(shù)的增加而平穩(wěn)增加；而GG 分子在水中溶解后，以勢能最低的伸展形式存在，其體積是以分子最遠端的距離為直徑的球體，且其中不帶支鏈的分子在水中伸展接近于直線，直徑增大形成增稠體系，體系中分子數(shù)增加，其分子直徑的增幅波動更大，因此，黏度隨著GG 質(zhì)量分數(shù)的增加，增幅波動大。

圖1 糊料的質(zhì)量分數(shù)對黏度的影響

2.1.2 染料用量對黏度的影響

固定合成增稠劑FS 質(zhì)量分數(shù)4%、GG 質(zhì)量分數(shù)1.5%，分別加入不同用量的分散藍HGL，黏度變化如圖2所示。

圖2 染料用量對黏度的影響

由圖2看出，隨著分散藍HGL 染料用量的增加，合成增稠劑FS 黏度下降很明顯，而GG 黏度略有提升。分析認為，分散染料在商品化的過程中加入了大量分散劑等電解質(zhì)，這些電解質(zhì)的存在會破壞增稠劑FS陰離子之間的斥力，使伸展的分子鏈卷縮起來，表觀上出現(xiàn)黏度明顯下降的現(xiàn)象。而GG中加入電解質(zhì)后，水化作用增強，分子間發(fā)生交聯(lián)，從而黏度有所上升。

2.1.3 不同復配比對黏度的影響

合成增稠劑FS 與GG 總的用量4%，研究了其在不同復配比[m(FS)∶m(GG)，下文相同]下，加入不同用量分散藍HGL 攪拌，靜置4 h 測其黏度，結(jié)果如圖3。由圖3可知，復配后糊料的耐電解質(zhì)性能得到改善，且隨著GG用量的增加，耐染料性能越好，說明FS和GG之間存在增效作用。分析認為，F(xiàn)S與GG存在協(xié)同增稠作用，當一種高分子溶解在另一種高分子所形成的溶液中，使其中一種高分子形成的連續(xù)相體積降低，濃度相應提高，因此黏度升高。

2.2 復配糊料的印制性能

2.2.1 透網(wǎng)量

印花糊料透網(wǎng)性能是影響印花織物表面得色深淺、輪廓清晰度的一項重要指標，隨著市場對印花精細度要求的不斷提高，高目數(shù)篩網(wǎng)的使用越來越頻繁，這對色漿順利通過高目數(shù)的篩網(wǎng)提出了更嚴格的要求。比較了不同復配比下色漿的透網(wǎng)性能，結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同復配比下的透網(wǎng)量

由圖4可知，隨著GG比例的增加，印花漿料的透網(wǎng)率相差不大，總體呈下降趨勢。這可能是因為體系中GG比例增大，對電解質(zhì)作用的穩(wěn)定作用增強，體系結(jié)構(gòu)黏度略有增加，使透過網(wǎng)孔到達織物表面的量相對減少，導致透網(wǎng)量下降。

2.2.2 表觀得色量與滲透率

印花織物表觀得色量是評估印制效果很重要的指標，主要與色漿的透網(wǎng)量、滲透性相關。不同復配比糊料印花織物的得色量與滲透率如表1所示。由表1可知，隨著GG比例的增大，印花色漿的表面得色量逐漸減小，滲透率逐漸增大；復配比在9.5∶0.5 和 9 .0∶1.0 時，織物表面表面得色量與單獨使用合成增稠劑時較為接近，說明其表面得色量能滿足基本印制要求。分析認為，復配體系中GG用量增加，印花色漿的透網(wǎng)量逐漸下降，透過網(wǎng)孔的色漿減少，進入印花織物表面中色漿的染料降低，顏色變淺，得色量下降。

表1 不同復配比下糊料的表觀得色量、滲透率

2.2.3 花型輪廓清晰度

花型的清晰度和糊料的抱水性以及黏度有密切關系，不同復配比下印制花紋的輪廓清晰度如表2所示。由表2可知，隨著瓜爾膠比例的增大，織物的花紋輪廓清晰度逐漸變差；在達到 9 .0∶1.0 時，花紋圖案已出現(xiàn)明顯滲化；GG 用量繼續(xù)增加，線條不勻度更明顯。說明GG用量增加，糊料抗?jié)B化能力變差，花紋邊緣清晰度易受影響。綜合考慮，選定m(FS)∶m(GG)=9.5∶0.5比較適宜。

表2 不同復配比下花型輪廓清晰度

2.3 復配糊料的印制性能

按照m(FS)∶m(GG)=9.5∶0.5 進行了試生產(chǎn)，分別印制了中色、深色系面料，面料的基本性能指標如表3所示。由表3可看出，復配糊料采用9.5∶0.5比例下的印花產(chǎn)品手感柔軟，得色量高，印花清晰度好，產(chǎn)品色牢度符合GB 18401中B類紡織品標準，產(chǎn)品風格與采用海藻酸鈉糊料相差不大。經(jīng)本廠連續(xù)半年的生產(chǎn)統(tǒng)計，采用復配糊料的綜合加工成本比采用海藻酸鈉低20%左右，經(jīng)濟效益顯著。

表3 試生產(chǎn)面料的產(chǎn)品性能

3 結(jié)論

（1）分散染料印花時，隨著分散染料質(zhì)量分數(shù)的增加，采用合成增稠劑FS為印花糊料，其黏度下降明顯；采用GG 為印花糊料，其黏度變化不明顯，且略有上升。

（2）合成增稠劑FS和GG復配糊料印花，隨著GG用量的增加，糊料的耐鹽穩(wěn)定性增加，但透網(wǎng)性、得色量、輪廓清晰度下降。復配糊料[m(FS)∶m(GG)=9.5∶0.5]分散染料印花產(chǎn)品的風格與海藻酸鈉相差不大，但綜合成本比海藻酸鈉低20%左右。