如何準(zhǔn)確分析印花糊料的防堵網(wǎng)性能

賈吉敏，張 強，郇路恒，秦益民，2，申培麗，2，張宗亮，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）

印花糊料是可溶于水或在水中能充分溶脹、分散的親水性高分子稠厚膠體溶液，是印花色漿中必不可少的成分，決定著印花性能、染料的表面給色量、花紋輪廓的光潔度等，如果糊料性能不佳，會帶來諸多問題，如堵網(wǎng)、刀條、色花等［1-4］。

隨著印花技術(shù)的不斷發(fā)展，印花設(shè)備（平網(wǎng)、圓網(wǎng)）、刮印系統(tǒng)（鋼刮刀、橡膠刮刀）和網(wǎng)目種類（絲網(wǎng)、鎳網(wǎng)）逐漸增多，對印花色漿的性能提出了更高要求，單一糊料已無法滿足生產(chǎn)需要。多種糊料混合使用時，糊料種類的選擇和不同糊料比例的調(diào)整非常重要，尤其是在高目數(shù)、精細花型的印花工藝中。如果糊料選擇不當(dāng)，會發(fā)生堵網(wǎng)問題，輕則停車、洗網(wǎng)，影響生產(chǎn)效率；重則導(dǎo)致大量疵品的產(chǎn)生，給公司造成嚴重的經(jīng)濟損失。雖然有不少文獻對印花糊料的基本性能提供了測試方法［5-8］，如黏度、PVI 值、化學(xué)相容性、抱水性、耐稀釋性、存儲穩(wěn)定性、皮膜強度等，但是目前均未對堵網(wǎng)性能給出好的評價方法。因此，實驗室小試階段如果能夠簡單、直接地判斷糊料的印花效果和防堵網(wǎng)性能的差異，篩選出印制精細且不易堵網(wǎng)的糊料，將會給生產(chǎn)帶來方便，有效保證生產(chǎn)效率和降低疵品的發(fā)生率。

此前，有研究人員從糊料透網(wǎng)性方面進行了一些發(fā)明，例如中國專利202351150U、205538537U 和211528116U 都公開介紹了印花糊料透網(wǎng)性的測試裝置［9-11］。該類裝置雖然能簡單表征糊料的透網(wǎng)性能，但是都存在相同的問題，即測試網(wǎng)下面均無阻力。而長期生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，堵網(wǎng)問題的發(fā)生往往是以下3 種原因中的一種或幾種造成的：（1）色漿受到上面刮刀和網(wǎng)下面料的擠壓下，經(jīng)過多次反復(fù)刮涂，某個顆?；驇讉€顆粒受到網(wǎng)面兩側(cè)雙重擠壓而卡在網(wǎng)孔中間；（2）經(jīng)過多次刮涂，不同糊料之間發(fā)生反應(yīng)，形成纏繞物和絮狀物；（3）刮涂過程中摩擦生熱，導(dǎo)致水分揮發(fā)，色漿表層出現(xiàn)結(jié)膜，漿膜無法通過細小網(wǎng)孔。堵網(wǎng)的發(fā)生是多因素導(dǎo)致的，因此測試方法與實際生產(chǎn)越接近，測試結(jié)果的可靠性越高。

市場現(xiàn)有的糊料種類復(fù)雜，印制過程中易出現(xiàn)堵網(wǎng)問題，但無法提前進行糊料防堵網(wǎng)性能的判斷，研究并準(zhǔn)確模擬印花過程中糊料的變化狀態(tài)，結(jié)合合適的工具，快速判斷糊料的防堵網(wǎng)性能，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確和貼近實際生產(chǎn)。

1 實驗

1.1 材料與儀器

織物：平紋純棉織物（40×40，133×72）。試劑：海藻酸鈉糊料（青島明月海藻集團有限公司），糊料A、糊料B（市售），活性染料（工業(yè)級）。儀器：DV-I+型旋轉(zhuǎn)黏度計（美國Brookfield 公司），RC-MP2000 磁樣印花機（上海一派印染技術(shù)有限公司），RH-2000 數(shù)字視頻顯微鏡［似空科學(xué)儀器（上海）有限公司］，印花網(wǎng)板（自制）。

1.2 實驗方法

1.2.1 網(wǎng)板的設(shè)計

為了更準(zhǔn)確地區(qū)分印花糊料堵網(wǎng)的差異性，實驗中使用200 目尼龍絲網(wǎng)（也可根據(jù)生產(chǎn)需要選擇需要的目數(shù)），通過感光膠控制網(wǎng)板開孔率，使開孔率呈現(xiàn)遞變的模式，并設(shè)計粗細不同的線條和圓圈加以輔助判斷，網(wǎng)板設(shè)計如圖1所示。

圖1 網(wǎng)板制作示意圖

1.2.2 糊料的制備

將一定比例的糊料分散到純水中，充分攪拌，膨化8 h 以上，然后再加入少量染料（約1%，為了更清楚地觀察結(jié)果），用純水將上述含有染料的原糊黏度調(diào)整到（7 000±200）mPa·s，測試條件為20 r/min、20 ℃、6號轉(zhuǎn)子。

1.3 防堵網(wǎng)性能的測試

將布樣平鋪在臺面上，放上設(shè)計的網(wǎng)板，從一側(cè)倒入適量的待測糊料，調(diào)整小樣印花機的印制參數(shù)（磁棒直徑、磁力、速度等），使用磁棒連續(xù)來回刮涂5遍，然后抬起網(wǎng)板，將布樣取出，置于烘箱中85 ℃烘干，記為1#。緊接著放置第2塊布樣，按照上述印制方式印制2#、3#、4#等。持續(xù)觀察印制面料圖案的堵網(wǎng)情況，待出現(xiàn)堵網(wǎng)時立即停止（圖1 右側(cè)中間細圓圈出現(xiàn)不連續(xù)即為堵網(wǎng)）。然后清洗網(wǎng)板，使用另外一種對比糊料進行印制，最終對比相同編號、不同糊料的印制效果。印制流程如圖2所示。

圖2 印制流程圖

方法1：使用目測法，觀察相同編號的樣品印制圖案中細線條和細圓圈出現(xiàn)斷線的情況，以及2%開孔率處的得色深淺，細線斷線越少，2%處得色越深，則不易堵網(wǎng)，反之則容易堵網(wǎng)。

方法2：用不同糊料印制相同編號的樣品，置于視頻顯微鏡下觀察，放大倍數(shù)為200 倍，統(tǒng)計2%開孔率處印制圖案的色點數(shù)量和大小，選取多個視野范圍，統(tǒng)計色點的數(shù)量，色點數(shù)量越多，越不易堵網(wǎng)。再利用顯微鏡軟件選取100 個色點測定其直徑，使用正態(tài)分布對色點直徑數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，色點大小越均勻，越不易堵網(wǎng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 糊料的指標(biāo)

由表1 可以看出，使用純水調(diào)節(jié)印花糊料的黏度基本相同，使對比更加可靠。

表1 糊料測試結(jié)果

2.2 印制參數(shù)設(shè)定

由表2可知，設(shè)計的實驗參數(shù)壓力大、速度低，增大了堵網(wǎng)問題發(fā)生的可能性，便于快速判斷測試結(jié)果。

從印制結(jié)果看，糊料B 在印制3#時出現(xiàn)堵網(wǎng)，停止印制；而海藻酸鈉糊料和糊料A 均在印制4#時才出現(xiàn)堵網(wǎng)現(xiàn)象，說明在印花過程中糊料B 較海藻酸鈉糊料和糊料A 更易造成堵網(wǎng)。

對于海藻酸鈉糊料和糊料A 的判斷可以通過目測表觀顏色來初步判斷，海藻酸鈉糊料的顏色略深于糊料A，說明糊料A 可能更容易堵網(wǎng)。同時可以借助視頻顯微鏡來統(tǒng)計分析，驗證判斷結(jié)果。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

由表3 和圖3 可知，海藻酸鈉糊料中值為5.86 μm，色點尺寸相對集中，印制清晰度好。糊料A 和糊料B 印制色點的中值分別為5.70、6.26 μm，色點直徑大小分布離散，容易堵網(wǎng)。對比樣品可以看出，防堵網(wǎng)性能從大到小為海藻酸鈉糊料、糊料A、糊料B。

表3 色點數(shù)量統(tǒng)計

圖3 色點直徑正態(tài)分布圖

3 結(jié)論

（1）在相同黏度下對比印花糊料的堵網(wǎng)性能差異，在印制3～4 次即出現(xiàn)了不同程度的堵網(wǎng)現(xiàn)象，可以迅速判斷糊料防堵網(wǎng)的優(yōu)劣。實驗選取的3 種糊料中，糊料B 在3#的印制過程中出現(xiàn)了堵網(wǎng)，而海藻酸鈉糊料和糊料A 在4#的印制過程中才出現(xiàn)堵網(wǎng)，因此糊料B 的防堵網(wǎng)性能明顯差于海藻酸鈉糊料和糊料A。

（2）海藻酸鈉糊料和糊料A 在相同印制次數(shù)出現(xiàn)堵網(wǎng)的現(xiàn)象，首先可以通過目測對比顏色深淺來判斷，同時結(jié)合布面上色點的形態(tài)、直徑大小分布來輔助判斷。

（3）實驗方法與實際印制工藝接近，更好地模擬了大車的生產(chǎn)條件，因此通過該方法選擇的糊料產(chǎn)品，可以更好地適應(yīng)車間生產(chǎn)，對車間降低疵品發(fā)生率和提高工作效率具有重要意義。