印花糊料及其基本性能
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目前,纺织品活性染料印花大多采用传统的筛网印花工艺 ,包括平网和圆网印花 .筛网印花色浆一般由染料(或颜料)、助剂与原糊组成.糊料在筛网印花色浆配方中起关键作用 ,它控制印花浆的流变性、渗透性和迁移性 ,除染料外 ,糊料是决定印花质量的最主要因素 .自活性染料问世以来 ,国内外一直以海藻酸钠作为活性染料印花的糊料.随着印花技术的发展、对糊料要求的提高和海藻酸钠价格的上涨 ,近年来已研究开发出多种用于活性染料印花的糊料 ,现介绍主要的活性染料用印花糊料.1 海藻类1.1 海藻酸钠淀粉、瓜耳豆胶等多糖类物质用于活性染料印花时 ,它们分子中的羟基易和活性染料发生反应 ,生成物或者沉积在纤维表面使织物发硬 ,或者溶于水使织物的得色量降低 .海藻酸盐也是多糖类物质 ,但与其他天然糊料不同,海藻酸钠分子中阴荷性的—COO-会阻止阴离子性活性染料与其反应 ,C2、C3 位上的羟基又由于空间位阻效应而难与染料发生反应 ,因而得色率较高.但海藻酸钠分子中大量的—COO-具有强水化作用 ,产生较高牛顿粘度 ;同时由于—COO-的静电斥力 ,大分子链间不易形成网状结构 ,结构粘度较低 ,印花粘度指数 PVI 值在 0.78 左右,流变性能接近于牛顿流体.海藻酸钠糊料印花流变性差 ,圆(平)网印花特别是高目数网印、精细花型和大面积印花印制效果不理想.改进方法 :(1)制成海藻酸酯 ,PVI 值可以下降到 0.6左右,改善了流变性;(2)拼混其他糊料.唐增荣研制出一种综合性能较好的复合型糊料,具有良好的适应性.该糊料为海藻酸钠、聚丙烯酸糊料和油/水乳化糊的复配分散体 ,不仅保留了海藻酸钠糊、聚丙烯酸糊料的原有特性 ,而且结构粘度高于海藻酸钠 ,流变性能适用于圆(平)网印花 ,尤其在高目数圆网印花中更为显著.可提高给色量,还能获得块面均匀、轮廓清晰、线条清晰的印制效果.1.2 海藻酸酯海藻酸钠在水中电离 ,形成负离子—COO-,遇酸和重金属离子会凝胶化 ,流变性能迅速恶化 ,使用范围受到限制 .通过部分酯化(控制适当的酯化度),可以得到水溶性和糊化能力良好、既耐碱又耐酸的海藻酸酯.王春兰等将海藻酸部分酯化,制成海藻酸酯,其与海藻酸钠相比优点如下:(1)酯化将羧基封闭起来,提高了化学稳定性,其耐酸、耐重金属离子、耐还原剂和对不同染料的适应性均优于海藻酸钠.可用于活性、分散及快磺素、酸性、直接、分散、冰染料和阳离子染料印花中 ,用于活性染料与其他染料同浆印花 (如拉元/活性、分散/活性染料印花工艺)时,印制效果和刮印性能良好,扩大了使用范围;(2)部分酯化以后 ,—COO-减少 ,代之以可形成氢键的酯键 ,水化能力减弱 ,大分子链间的静电斥力减小 ,有利于形成网状结构 ,所以海藻酸酯糊料结构粘度相对较高 .其PVI 值在 0.6 左右,流变性能更接近于假塑性流体 ,有效地改善了圆 (平 )网印花的刮印性和透网性;(3)海藻酸酯比海藻酸钠成糊率高,成本低.2 淀粉和纤维素改性类淀粉和纤维素原料来源广泛,成本低廉,但分子中均含有大量强还原性的伯羟基,与活性染料反应后影响得色率,不宜直接作为活性染料印花糊料使用,经过某些改性后可以作为活性染料印花的糊料:(1)将活性较高的伯羟基羧甲基化(醚化反应),使其阴离子化 ,增加对染料分子的排斥作用;(2)通过化学交联作用来增加糊料的结构粘度 ,改善流变性能 .我国研究者在此方面进行了大量研究.较为常用的印花糊料是羧甲基淀粉(CMS)和羧甲基纤维素(CMC).羧甲基淀粉和羧甲基纤维素印花性能主要取决于取代度(醚化度),低醚化度或者醚化不均匀时 ,耐酸碱、耐盐性较差,在水中溶解度也低.调制印花原糊时,未醚化的伯羟基会与活性染料反应 ,产物沉积在织物表面使手感发硬,原糊中含有不溶性悬浮物还会造成印花疵病 .如果将羧甲基淀粉的醚化度提高到 1.0 以上 ,原糊的化学稳定性大为提高 ,流动性和渗透性良好,从而改善印花性能.CMS 成糊率较低,是典型的高固体质量分数低粘度糊料 ,原糊质量分数一般在 8%左右 ,造成糊料的浪费 .CMS 是典型的非牛顿流体 ,结构粘度较大 ,外观很稠厚 ,PVI 值约为 0.4.但它不是分子间作用力造成 ,而是分子链团在水中迁移困难引起的.CMS 没有海藻酸钠的粘弹性 ,所以抱水性不好 ,分子链团之间的水分子几乎是自由的.用这种浆印花的最大特点是渗化现象非常严重,如果通过提高浆料浓度来防止渗化,则布上残存浆料就会过多 ,影响织物手感 ,还会出现发花现象.CMC 成糊率较高,原糊质量分数一般在 4%~5%,抱水性好 ,不会发生渗化 .CMC 也是典型的非牛顿流体 ,结构粘度大 ,PVI 值较低 ,仅为 0.3 左右 ,不适合圆(平)网印花.改善 CMS 和 CMC 印花性能的方法 :(1)使用高粘度、高取代度的产品 ,在生产CMS 和 CMC 的过程中 ,要达到高的取代度 ,就要增加碱用量 ,会使大分子链发生断裂,又会造成粘度降低,从而成糊率较低.随着CMS 和 CMC 生产技术的发展,出现了许多高粘度、高取代度的产品 ,这对 CMS 和 CMC 在印花糊料中的发展有重要意义.河北纺织科学研究所研制的改性纤维素糊料 RPT,取代度达到 1.69,是目前用于活性染料印花取代度较高的纤维素改性产品;(2)将 CMS 和CMC与其他糊料拼混后印花 ,上海第二印染厂使用海藻酸钠与羧甲基淀粉拼混用于棉织物的印花加工 ,应用效果良好 ,与 CMS 相比 ,拼混海藻酸钠后得到的混合糊料抱水性、曳丝性得到改善 ,且印花后得色量高 ,降低了糊料的成本 .李丽、范雪荣等采用高取代 CMC与海藻酸钠混合制备糊料 ,PVI 值随混合比例的不同变化很大,印制精细花纹时应选用高取代度比例较大的原糊 ,而印制大块面花纹时则宜选用海藻酸钠比例较大的原糊.3 改性瓜耳豆胶类瓜耳豆产于印度和巴基斯坦的干燥地带 ,瓜耳豆胶是由植物种籽中提取的多糖体 ,主要成分为半乳聚糖甘露聚糖。
印花浆料由涂料,调色剂和原料浆料组成。
其中,原糊在色浆中的作用比较突出,而色浆的性能主要取决于糊料的性能。
好的生产厂家会在质量方面严格把控,使得产品成品在使用过程中达到非常好的效果。
印花糊料厂家诺申在这方面有相应的见解,我们一起来看看,希望能给您带来一定程度上的帮助。
印花糊料是指加在印花色浆中能起到增稠作用的高分子化合物。
印花浆料通常溶解在水中或在水中充分溶胀,以在加入印花浆料之前溶解亲水性聚合物厚胶体溶液,或者是油/水型或水/油型乳化糊。
当制备印刷浆料时,将一部分染料溶解在水中,并将另一部分染料溶解,吸附或分散在原始浆料中。
印花浆料是印花浆料的主要成分,其决定了印花的运行性能,施加到染料表面的颜色量以及图案轮廓的平滑度。
1、得色量高,节约染料。
该糊状物具有粘性和光滑性,并且具有良好的分散性能,使得染色材料可以均匀地分散并精确地固定在织物的某个位置而不渗透,从而避免了使用常规糊剂时的不均匀染色,色点,流渗,细线条断缺等弊病,使花纹轮廓清晰,色泽鲜艳并可节约染料。
2、色牢度高。
该产品在PH值5~13之间的色浆里不会有凝结和水解等现象的发生,耐酸碱及电解质性能比较好,具有比较好的携带能力,使染料通过各种作用固着在纤维上。
3、提高生产效率和产品质量。
新浆料具有合适的粘度,不粘,并具有高触变性。
该糊剂用于制备色浆,并且当染色材料被携带在织物上时,印刷工具和织物不会被污染,有效得避免了传统糊料在印花工艺中容易出现的因沾刀口而拖浆刮不净,因沾网而拖带,因沾织物而难退浆等弊病,从而降低了残次品的产生,进一步提高工作效率和产品质量,是印花行业中的一个新突破。
4、使用范围广。
该产品主要适用于活性染料,分散染料印花工艺中。
在酸性染料,快磺素(拉元拉兰)染料使用中能够降低50%的三乙醇胺用量。
可在滚筒,平网及圆网等印花工艺中使用。
可在纯棉,绒布,涤棉等织物印花中使用。
5、使用方法简单,易操作。
该糊料与海藻酸钠的使用方法一样,无需改变任何工艺。
变性淀粉在印花糊料上的应用张维 刘伟伟(石家庄 河北科技大学纺织服装学院 050018)[摘 要]:本文针对变性淀粉在印花糊料上的应用,简单介绍了印花糊料的特性和要求,综述了几种变性淀粉的特点及它们在印花上的应用性能。
[关键词]:印花糊料,变性淀粉,应用性能,醚化印花是一种局部染色,其印制效果与被印织物、印花方法和印花色浆有密切关系。
印花时为了防止染液的渗化,保证花纹的清晰精细,必须采用色浆印制。
印花色浆一般由染料或涂料、糊料、助溶剂、吸湿剂和其他助剂组成。
印花糊料是指加在印花色浆中能起增稠作用的高分子化合物,它决定着印花运转性能,染料表面给色量,花型轮廓的光洁度,是影响印制效果的一个重要因素。
变性淀粉近年来在印花行业颇受重视,并以其成糊快、流变性好、稳定,印花得色量高、匀染性优、清晰度高、透网性好、退浆方便等诸多优点,正在逐步代替目前正在大量使用的海藻酸钠糊料。
1 .印花糊料在印花过程中的作用印花糊料在印花过程中的作用主要有以下几个方面。
(1)作为印花色浆的增稠剂,使印花色浆具有一定的粘度,以部分抵消因织物的毛细管效应而引起的渗化,保证花纹轮廓清晰。
(2)作为印花色浆中的染料、化学品、助剂或溶剂分散介质和稀释剂,使印花色浆中的各组分能均匀地分散在原糊中,并被稀释到 规定的浓度制成印花色浆。
(3)作为染料的传递剂,起到载体作用。
印花时染料借助原糊传递到织物上,经烘干后在花纹处形成有色的糊料薄膜,汽蒸时染料通过薄膜转移并扩散到织物及纤维内,染料的转移量因糊料种类的不同而不同。
(4)用作粘着剂。
原糊对花筒必须有一定的粘着性能,以保证印花色浆被粘着在花筒凹纹内。
印花时色浆受到花筒与承压辊的相对挤压,又要使色浆能粘着到织物上。
经过烘干,织物上的有色糊料薄膜又必须对织物有较大的粘着能力,不致从织物上脱落。
(5)用作汽蒸时的吸湿剂。
(6)作为印花色浆的稳定剂和延缓色浆中各组分彼此间相互作用的保护胶体。
(7)作为印花后或轧染底色后烘干过程中抗泳移作用的匀染剂[8]。
印花原糊染色和印花虽然在染料的上染机理方面是相同的,但却不能简单地把染料的水溶液直接用来进行印花。
在印花过程中,必须在染液中加入增稠性糊料,染料借助于糊料在织物上形成和原样逼真的五彩缤纷的图案。
糊料在印花过程中具有以下作用:一是使印花色浆具有一定的粘度和一定的粘着力,以保证花纹轮廓的光洁度;二是糊料作为染化料的分散介质和稀释剂,作为染料的传递剂,起到载体的作用;三是作为汽蒸时的吸湿剂、润湿剂、染料的稳定剂和保护胶体。
糊料种类很多,其性能也不一样,因此,不同的染料要选用不同的糊料进行印花,以达到最佳的效果和最优的经济效益。
原糊可分为无机类、蛋白质类、天然高分子类、合成高分子类和乳化糊等。
现将常用糊料介绍如下。
一、淀粉及其衍生物淀粉是高分子化合物,是由很多葡萄糖通过甙键连接而成的。
淀粉颗粒外层是支链淀粉(又称胶淀粉),里层是直链淀粉。
各类淀粉中所含直链淀粉约为14%~25%,支链淀粉约86%~75%。
淀粉的分子结构不同,分子量有大小之分,所以它们的性质也不同。
胶淀粉由于分子量较大,又有支链结构,在水中呈膨化状态悬浮在水中,其成糊率高,粘度较大,渗透性较好,不易产生结晶,成糊后也比较稳定,链淀粉分子量小,在水中呈胶体溶液,成糊率低,稳定性差,容易形成结晶,冷却后有析水现象。
淀粉的一般通性如下:(1)淀粉含水率常在18%左右,脱水后的干态吸湿性强,花布在蒸化中依靠这一特性,使染料能够获得必要的湿度,有利于高温中化学反应的顺利进行。
(2)淀粉具有成糊率和给色量都较高,印花轮廓清晰,蒸化时无渗化,不粘烘筒等优点,所以它除涂料、活性染料印花外,能适宜作其他各类染料印花用糊料,是一种主要糊料。
但在渗透性、给色均匀性和洗涤性、手感发硬方面,还需进一步克服。
小麦淀粉具有给色量高、印制线条清晰、煮糊简易等优点,但不耐强酸强碱,故使用时应予以注意,它最宜和龙胶混用,也可单独使用。
玉蜀黍淀粉俗称六角粉或干淀粉,耐碱性优于小麦淀粉,但很少单独使用,用它做成碱化淀粉糊,给色量也较一般淀粉糊高。
第5-6课时 一、引入 今天,我们将开始上新的一课——印花原糊。印花原糊是印花所必须要用到的糊。希望大家认真学习。
二、进入新课 1.原糊的概论 染色和印花虽然在染料的上染机理方面是相同的,但却不能简单地把染料的水溶液直接用来进行印花。在印花过程中,必须在染液中加入增稠性糊料,染料借助于糊料在织物上形成和原样逼真的五彩缤纷的图案。 糊料在印花过程中具有以下作用:一是使印花色浆具有一定的粘度和一定的粘着力,以保证花纹轮廓的光洁度;二是糊料作为染化料的分散介质和稀释剂,作为染料的传递剂,起到载体的作用;三是作为汽蒸时的吸湿剂、润湿剂、染料的稳定剂和保护胶体。 糊料种类很多,其性能也不一样,因此,不同的染料要选用不同的糊料进行印花,以达到最佳的效果和最优的经济效益。原糊可分为无机类、蛋白质类、天然高分子类、合成高分子类和乳化糊等。现将常用糊料介绍如下。 2.原糊的分类 (1)淀粉及其衍生物 淀粉是高分子化合物,是由很多葡萄糖通过甙键连接而成的。淀粉颗粒外层是支链淀粉(又称胶淀粉),里层是直链淀粉。各类淀粉中所含直链淀粉约为14%~25%,支链淀粉约86%~75%。淀粉的分子结构不同,分子量有大小之分,所以它们的性质也不同。胶淀粉由于分子量较大,又有支链结构,在水中呈膨化状态悬浮在水中,其成糊率高,粘度较大,渗透性较好,不易产生结晶,成糊后也比较稳定,链淀粉分子量小,在水中呈胶体溶液,成糊率低,稳定性差,容易形成结晶,冷却后有析水现象。淀粉的一般通性如下: a淀粉含水率常在18%左右,脱水后的干态吸湿性强,花布在蒸化中依靠这一特性,使染料能够获得必要的湿度,有利于高温中化学反应的顺利进行。 b淀粉具有成糊率和给色量都较高,印花轮廓清晰,蒸化时无渗化,不粘烘筒等优点,所以它除涂料、活性染料印花外,能适宜作其他各类染料印花用糊料,是一种主要糊料。但在渗透性、给色均匀性和洗涤性、手感发硬方面,还需进一步克服。 小麦淀粉具有给色量高、印制线条清晰、煮糊简易等优点,但不耐强酸强碱,故使用时应予以注意,它最宜和龙胶混用,也可单独使用。 玉蜀黍淀粉俗称六角粉或干淀粉,耐碱性优于小麦淀粉,但很少单独使用,用它做成碱化淀粉糊,给色量也较一般淀粉糊高。 淀粉糊有渗透性差、难洗除、手感硬等缺点,这是因为其分子量大所导致的。可以利用淀粉的性质使其分子链裂解,糊精和印染胶便是裂解的产物。它们均是淀粉在强酸作用下,加热焙烘而成。糊精制糊方便,渗透性好,但有造成表面给色量低、轮廓线条较差、制糊率低等缺点。一般可与淀粉混用,互相取长补短。 2.海藻酸钠 海藻酸钠又称海藻胶。海藻是由海水中生长的马尾藻中提取而来,将其经烧碱处理,即可得海藻酸钠。因含有羧酸钠盐,可溶于水,并且有较强的阴荷性。由于活性染料也是阴荷性的,染料分子便和其具有相斥作用,不会发生反应,这就是活性染料用海藻酸钠糊作糊料具有给色量高的原因。硬水中的钙镁离子能使之生成海藻酸钙或镁沉淀,使其阴荷性降低,即降低了原糊分子与染料分子间相互排斥的作用,故染料容易和原糊反应,降低了得色量,同时生成色斑。海藻酸钠遇重金属离子会析出凝胶,所以通常在原糊调制时,加入少量六偏磷酸钠,以络合重金属离子并软化水。 海藻酸钠具有渗透性好,得色均匀,易洗除,不粘花筒和刮刀,手感柔软,可塑性好,印制花纹清晰,制糊方便等优点。海藻胶在pH6~11之间较稳定,pH值高于或低于该范围均要产生凝胶。 3.天然龙胶和合成龙胶 天然龙胶难溶于水,一般先使其在冷水中自然膨胀或用热水煮成糊状,使其具有一定的粘性和乳化能力,粘性在pH为8时最高,比淀粉大4~5倍,遇酸、碱、金属盐类或长时间加热都会使其粘度下降。天然龙胶渗透性能良好,印花均匀,给色量高,蒸化时无渗化,易于洗除,是优良的印花原糊。但其来源有限,价格高,煮糊又较麻烦,因此现在都用合成龙胶代替。 合成龙胶又叫羟乙基槐豆胶,是将槐豆粉醚化而成,它具有天然龙胶的大部分特点,如成糊率高,花纹匀染性好,渗透性好,易洗除性好等;对酸碱的适应范围较大,可适用于pH3~12范围,含固量低,不粘刀口和辊筒;对各类糊料的相容性好。但遇铜、铬、铝等金属盐类会产生凝集,所以不宜单独用于含金属络合染料。 4.合成增稠剂 早期使用的大都是天然增稠剂,但受到性能限制,应用范围比较狭窄。以不同低分子量单体为基本组分,按照不同需要聚合而成的高分子增稠剂,称为合成增稠剂。 合成增稠剂的国内产品大多是丙烯酸或马来酸酐的共聚物,有的用双烯基的单体进行低度交联,与国外品种相比,其增稠能力较小,用量比较多,在使用性能上基本类同。 小结 1.原糊的基本情况 2、原糊的分类
印花原糊各论糊料可分为天然高分子化合物及其衍生物,合成高分子化合物,无机化合物,乳化糊等四大类。
一、淀粉及其衍生物(一)淀粉的性能及成糊特点:淀粉来源有面粉、大米粉、马铃薯粉、木薯粉等。
1、淀粉的性能:淀粉微溶于冷水,在水中加热,颗粒可膨胀到原体积的100倍,当淀粉颗粒在温水中膨胀到一定程度就会裂解成糊状,称这种现象为糊化。
由于淀粉品种不同,组成结构不同,其膨胀化和糊化温度也不同,含杂越多,需要的温度越高。
淀粉遇到强酸水解,变为可溶性淀粉—糊精。
最后水解为葡萄糖,这一系列水解过程,淀粉的分子结构并没有改变,只是分子链聚合度,粘稠性变小了。
淀粉遇弱酸 ,在低温时水解并不显著,而与烧碱溶液作用时,充分膨化,变成粘稠的液体,称之为碱淀粉。
粘度有所增加,故淀粉适于pH3∽11的情况下使用。
2、淀粉成糊特点:链淀粉和胶淀粉的分子结构不同,所以它们的性质也不同。
胶淀粉由于分子量较大,又有支链结构,在水中呈膨化状态,悬浮于水中,其成糊率高,渗透性较好,支链淀粉游离端间通过氢键相互缔合,成糊后也比较稳定。
链淀粉分子量较小,在水中呈胶体溶液,成糊率低,稳定性差,冷却后产生析水现象。
淀粉浆料的成糊率和给色量都较高,虽有潜醛基存在于大分子的一段,由于分子量大,其还原性很不明显,一般认为它不具有还原性。
所以它除用于涂料印花和活性染料印花外还适用于其他各类染料的印花。
但因淀粉大分子中有大量羟基存在,易形成氢键,成糊后要凝结发生析水现象。
这样的淀粉浆料均匀度差,印透情况也差,后处理洗除不净,手感不良。
采用淀粉糊印花,除给色量高外,尚有印花轮廓清楚,蒸化时无渗化,不粘烘筒等优点,是主要的印花用糊料,但在渗透性,给色均匀性和洗涤性,手感发硬方面,还有待于进一步克服。
(二)淀粉原糊的制备:制备原糊有碱化法和煮糊法1、碱化法:碱化法是利用淀粉在碱中膨化的性质,不加温制备淀粉原糊,以玉蜀黍淀粉为例。
处方如下:玉蜀黍淀粉 12kg烧碱(360Beˊ) 3.2kg硫酸(500Beˊ) 1.8kg水 xkg/100kg操作:先用50kg冷水,将淀粉以快速搅拌成悬浮状后,过滤。
印花糊料及其基本性能 印花糊料是指加在印花色浆中能起到增稠作用的高分子化合物. 印花糊料在加到印花色浆之前,一般均溶于水或在水中充分溶胀而分散的亲水性高分子稠厚胶体溶液,或者是油/水型或水/油型乳化糊.调制成印花色浆时,一部分染料溶解在水中,另一部分染料则溶解、吸附或分散在印花原糊中。组成 印花糊料是印花色浆的主要组分,它决定着印花运转性能,染料的表面给色量、花纹轮廓的光洁度等。 特点 新型印花糊料有以下优点: 1、得色量高,节约染料。该糊料粘而光滑,分散性能好,能使染化料均匀分散并准确固定在织物的一定位置而不渗化,避免了使用传统糊料时易产生染色不均,色点,流渗,细线条断缺等弊病,使花纹轮廓清晰,色泽鲜艳并可节约染料。 2、色牢度高。该产品在PH值5~13之间得色浆里不发生凝结和水解现象,耐酸碱及电解质性能好,具有较强得携带能力,使染料通过各种作用固着在纤维上。 3、提高生产效率和产品质量。新型糊料粘度适宜,粘而不沾,触变性能高,用该糊料调制出得色浆,携带染化料在织物上时,不沾印花工具及织物,有效得避免了传统糊料在印花工艺中容易出现的因沾刀口而拖浆刮不净,因沾网而拖带,因沾织物而难退浆等弊病,从而降低了次品率,提高了工作效率和产品质量,是印花行业中的一个新突破。
4、使用范围广。该产品主要适用于活性染料,分散染料印花工艺中。在酸性染料,快磺素(拉元拉兰)染料使用中能够降低50%的三乙醇胺用量。可在滚筒,平网及圆网等印花工艺中使用。可在纯棉,绒布,涤棉等织物印花中使用。 5、使用方法简单,易操作。该糊料与海藻酸钠的使用方法一样,无需改变任何工艺。先将自来水或温水放入桶内,在不断搅拌下,将新型糊料缓缓倒入水中,充分搅拌到无粒状的糊状即可. 印花,糊料,海藻酸钠,浆料,助剂
印花糊料的主要分类 淀粉 醚化植物糊料 纤维素衍生物 糊精 天然胶类 海藻类 甲壳质 明胶 合成糊料
常用糊料的组成和性能 糊料按其来源可分为:淀粉及其衍生物、海藻酸钠、纤维素衍生物、羟乙基皂荚胶、天然龙胶、乳化糊、合成糊料等。 印花糊料应根据印花方法、织物品种、花型特征及染料的发色条件而加以选择,在生产中常将不同的糊料拼混使用,以取长补短。
(一)淀粉及其衍生物 1.淀粉 (1)组成及性质 淀粉随原料不同种类繁多,基本组成单位为葡萄糖。按分子形态来分淀粉由链淀粉(又称直链淀粉)和胶淀粉(又称支链淀粉)所组成。二者的主要区别在于分子连接形式和聚合度的不同,因此性质上有差异。
直链淀粉分子由α-D-葡萄糖剩基按1,4-甙键连接而成;支链淀粉分子在上述直链淀粉分子链中,平均每隔20-30个葡萄糖剩基链段有一个α-D-1,6连接的支链。不同原料制得的淀粉,上述两种淀粉的含量是不等的。大多数淀粉中直链淀粉的含量约为20-30%,支链淀粉的含量约为70-80%,但糯米淀粉绝大部分是支链淀粉,而诸如绿豆、蚕豆、豌豆等淀粉则直链淀粉含量很高。作为印花用的淀粉糊,主要由小麦淀粉和玉蜀淀粉制得。 直链淀粉的分子量及聚合度相对较低,而支链淀粉的分子量和聚合度则相对较高;直链淀粉和碘成深蓝色反应,而支链淀粉则成红紫色反应;直链淀粉的成糊能力及粘度较低,而支链淀粉的则较高;直链淀粉的分子链可扭曲旋转,聚集倾向较大,结构粘度较高,而支链淀粉由于支链的空间阻碍,不容易发生取向、聚集,结构粘度较低。 对于印花来讲,这两种不同结构的淀粉正相辅相成的互补优缺点。胶淀粉粘着力高,烘干时成膜慢而粘着性好,但不易洗涤;链淀粉则具有一定的弹性和挠曲性,烘干时成膜较快,且有增塑作用,皮膜不易折断。 (2)成糊方法及成糊过程 在淀粉颗粒中,淀粉分子中存在着大量的氢键结合,部分直链淀粉能形成微晶体结构,因此淀粉难溶于水。 淀粉糊的制备方法有煮糊法和碱化法。①煮糊法:先在煮糊锅内放入50%左右的冷水,开动搅拌器,徐徐加入规定量的淀粉,再加入余量水,搅拌加热煮沸至原糊成透明,开夹层冷流水冷却至室温。②碱化法:利用淀粉在碱中膨化的性质制糊。将淀粉与水在锅内快速搅拌成浆状,再将稀释后的烧碱在不断搅拌下慢慢加入锅内,继续搅拌至淀粉充分膨化成透明原糊,加1:1的冷水冲淡的硫酸中和至中性。 直链淀粉和支链淀粉都是亲水性高分子,淀粉在水中加热时,可以看到四个明显的阶段:随着温度升高,水分子不断进入淀粉颗粒,淀粉发生有限溶胀,粘度无显著增加;继续加热,颗粒大量吸收水分,颗粒溶胀加剧,溶胀难易随颗粒紧密程度和结晶程度高低而不同,结晶度高的较难溶胀,反之较易;继续加热搅拌,糊的粘度继续不断增加,当溶胀到一定程度后,颗粒产生相互挤压现象而难于活动,此时原糊粘度最大,糊的颜色呈乳白色但不透明,糊化尚不充分;在不断搅拌下继续加热,溶胀的颗粒无定形区开始破裂,此时粘度反而开始降低。最后得到的原糊是由直链淀粉和支链淀粉的混合物构成的肢体,其中还杂有破碎的颗粒外壳残渣。所以,原糊的粘度和流变性能不但随直链淀粉和支链淀粉的分子量大小和分布有关,还和两者含量以及制糊方法与条件有关。 原糊冷却后,各种构形的淀扮分子之间或分子的链段交接处,由于分子间引力而发生结合,形成三维网状结构。除水化层外,还网裹着大量的水而成凝胶,产生很高的结构粘度,在机械力作用下或放置过程中,松弛的网状结构的缔合分子被部分解体,发生析水分相现象。 (3)印制性能 淀粉的成糊性能强,印制花纹轮廓清晰度高,给色量高,蒸化时无渗化,但印透性和印花均匀性差,脱糊性能差,使织物手感硬,不适合活性染料印花。为了改善印制性能,小麦淀粉糊常和其它原糊混合使用。 (二)海藻酸钠 海藻酸钠是从海藻(主要是褐藻)中浸制得到的。它是一种重要的印花糊料。目前我国生产海藻酸钠的方法主要有酸析法和钙析法两种。前者是将经纯碱处理得到的海藻酸盐溶液加稀盐酸,使海藻酸析出,然后再经漂白、纯碱处理制成海藻酸钠。后者是将经纯碱处理得到的海藻酸盐溶液加氯化钙变成不溶性的钙盐,然后加盐酸变成海藻酸,再加纯碱制成海藻酸钠。 海藻酸是弱酸,分子中合有羧基,和羧甲基纤维素一样,是一种亲水性的有机高分子电解质。它是由β-1-4-D-甘露糖剩基(M)和β-1-4-L-古罗糖酸剩基(G)组成的线形高聚物。从分子结构上看,海藻酸与纤维素比较,仅是5位碳原子上以-COOH取代了羟甲基-CH2OH,在2、3位上同样具有仲醇基。羧基与碱作用生成羧酸钠盐,带有负电荷,若遇到带有负电荷的染料、糊料及表面活性剂,会结合而沉淀,则海藻酸钠不能用于阳离子染料及固色剂Y和固色剂M等。 淀粉分子结构上的一CH2OH,在碱性糊中能和活性染料化学结合,因此活性染料印花若用淀粉作糊料时,部分活性染料将与淀粉键合,最终随水洗掉,染料利用率大为降低。海藻酸钠则不同,它结构上没有伯醇基,且由于一COO- 的阴荷活性,它与活性染料的水溶性基团-SO3H具有相斥性,不致与活性染料作用,使海藻酸钠为活性染料印花的理想糊料。 但若海藻酸钠遇硬水中的钙离子,生成白色不溶物海藻酸钙,羧基的阴核性大大降低,反应性强的染料会与2位碳上的仲醇基作用而生成色淀,严重时会造成印花布的小色渍,则海藻酸钠在成糊过程中要加入软水剂如六偏磷酸钠。 与淀粉比较海藻酸钠成糊能力强,制糊容易,给色量较好,匀染、透染性好,洗涤性好,印花织物手感柔软,适用所有阴离子染料。但不耐强酸与强碱,其溶液在pH5.8-11时最稳定。与大多数金属离子生成羧酸金属盐类络合物(镁离子除外),能耐一般的有机酸、碱剂、氧化剂、还原剂,化学稳定性好。
(三)合成增稠剂(合成糊料) 近年来,合成糊料的应用有了很大进展,主要代替乳化糊用于涂料印花,并可用于分散染料和活性染料的印花。合成增稠剂为高分子亲水电解质,在水中成胶体状,成糊率很高,印花得色鲜艳。合成增稠剂的系列很多,目前主要是丙烯酸、丁烯酸及其衍生物的多元聚合体,一般由三个或更多个单体聚合而成。 第—类单体系含有羧酸的烯酸,如丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、马来酸酐等亲水性单体。其作用是使合成增稠剂大分子链上含有高密度羧基,中和后羧基负离子互相排斥,体系粘度提高并具有良好的水溶性或水分散性。其含量(摩尔百分比)约为50-80%。 第二类单体是丙烯酸酯或苯乙烯类疏水性单体,其作用是使合成糊料的分子量增加,增加染料或涂料的表观给色量,含量约为15-40%。 第三类单体是含有两个烯基的交联性单体如甲二乙烯苯或双(丙烯酸)丁二酯等双官能交链剂,在大分子链上形成轻度交联的网状结构,可显著提高增稠效果,其含量为1-4%。所制得的共聚产物是一种高分子电解质,有的制成铵盐或钠盐形式,有的则是游离酸形式,后者在制糊时要加氨水或烧碱使羧基变成铵盐或钠盐。 成糊过程中,羧基在水中离解变成阴离子后,发生水化可结合大量的水分子,自由水的含量减少,水不易流动;羧基离解后分子链上带有较多的负电荷,分子链之间存在斥力,卷曲的分子链在水中伸展,溶液的粘度随之提高;另外,在分子链之间引入双官能度交链剂,形成轻度交链,而且由于分子量的增大,在分子的链段之间可网裹着很多的水,则羧基在网状中吸水,使水不易流动,粘度提高。 使用时,在快速搅拌下将合成增稠剂加入水中,经高速搅拌一定时间后即可增稠。合成增稠剂调浆方便,增稠性极强,一般在色浆中只要用1%-2%(固体含量0.3%-0.6%)即可。印后焙烘时氨挥发,有利于粘合剂的交联反应,可提高涂料印花的牢度。 由于其用量极少,含固量很低,印后可不经洗涤,手感柔软,可代替乳化糊用于颜料印花。合成增稠剂具有高度的触变性,印制轮廓清晰,线条精细,表观给色量高,是筛两印花的理想原糊。 遇强酸时,羧基电离受到抑制,粘度易降低,甚至产生凝胶。重金属离子则易和羧基反应形成难溶性的金属盐,引起沉淀。电解质也会使粘度降低。吸湿性强,汽蒸时易渗化最好采用焙烘固色工艺。
(四)乳化糊 乳化糊是由两种互不相溶的液体,在乳化剂存在下经高速搅拌而形成的乳化液。这两种互不相溶的液体一种为水,另一种为有机物液体,可统称之为“油”。油与水是互不相容的,但乳化剂存在下,通过高速搅拌,一种物质会切割成小颗粒分散在另一种物质中,会形成两相。分散相(内相)含量很高,连续相(外相)含量很低,由于分散