瓜爾豆膠制備印花糊料的研究:
瓜爾豆膠制備印花糊料的研究,我所以世界名 牌產(chǎn)品Indalca PA 一40為主攻目標(biāo), 用國(guó)產(chǎn)瓜爾為原 料,進(jìn)行了真絲綢 印花糊料的試制研 究工作,經(jīng)過三年 的努力,終于獲得 了成功。
_、瓜爾豆膠 的結(jié)構(gòu)和性能
瓜爾豆是一年 生豆科植物,每一 個(gè)豆莢含有5?6顆 瓜爾豆種籽,大小 約為0.3?0.5厘 米,色澤淡黃。它由 外皮(占14?17%) 、胚乳(占35?42 % )和胚芽(占43 ?47% )三部分組 成。具有增稠性能 而用作印花糊料的
部分即為胚乳,而通常把胚乳部分稱為瓜爾 豆膠。
瓜爾豆膠是一種半乳糖與甘露糖(1:2 ) 的多糖聚合物。吡喃甘露糖單元以P 0,4 ) 苷鍵構(gòu)成線性主鏈,而單一的a (1,6)半乳 糖單元以支鏈形式連接在主鏈上。根據(jù)位阻 原理,甘露糖環(huán)在主鏈內(nèi)不能自由轉(zhuǎn)動(dòng),瓜 爾豆膠分子由于較多的側(cè)支對(duì)大分子在干狀 態(tài)下的締合產(chǎn)生了位阻效應(yīng),鍵的堆砌并不 緊密,因而它的水溶性比刺槐豆膠和國(guó)槐豆 膠為好。由于瓜爾豆膠有較多的側(cè)支,其溶 液粘結(jié)性(內(nèi)聚力)比刺槐豆膠和國(guó)槐豆膠 大,因而流動(dòng)性較差。
瓜爾亙膠多糖體的分子量很高,約為22 萬,所以1%的溶液粘度達(dá)10帕•秒。瓜爾豆 膠在很大的pH范圍內(nèi)是相當(dāng)穩(wěn)定的。這種 膠的非離子性質(zhì)使得在pHl?10.5危圍內(nèi)給 液的粘度幾乎不變。在pH值11以上時(shí),瓜爾 豆膠多糖體水化作用降低,但預(yù)先水化的 瓜爾豆膠與濃堿液是相容的。在PH7.5?9.0 范圍內(nèi)出現(xiàn)最佳的水化速率。瓜爾豆膠不溶 于有機(jī)溶劑,粉狀的瓜爾豆膠可以在水中迅 速分散,80°C時(shí)在6?10分鐘內(nèi)即可獲得最大 的粘度值。瓜爾豆膠的每個(gè)半乳糖和甘露糖 結(jié)構(gòu)單元上有三個(gè)羥基,特別是伯羥基可以 進(jìn)行衍生或取代反應(yīng)。到目前為止,工業(yè)上重 要的衍生物只局限于醚化。而對(duì)于印花糊料 來說,非離子型醚化特別重要。多糖分子醚 化反應(yīng)變性時(shí),雖然基本結(jié)構(gòu)沒有破壞,但 膠體性能發(fā)生了顯著的變化。瓜爾豆膠的膠 粉和溶液須用防腐劑防腐。
二、瓜爾豆膠篩網(wǎng)印花糊料的制取
瓜爾豆膠取自植物種軒中的胚乳,所以 必須盡可能地分離外皮和胚芽,并避免胚乳 體的損壞和損失。緊緊粘附在胚乳體上的 外皮很不容易分離。根據(jù)我們研究,干法分 離無法獲得高純度的胚乳,必須采用化學(xué)作 用和物理機(jī)械作用相結(jié)合的分離形式。國(guó)外 制糊公司在糊料質(zhì)量控制中,可以允許1 % 的種皮和6%的胚芽。而采用我們所研究的 方法,種皮含量小于0.5%,胚芽控制在 3?6%,純度相當(dāng)高。
由于胚乳膠多糖溶液中總會(huì)存在不溶性 顆粒,所以必須把胚乳膠體粉碎成一定粒度 的粉體。我們的試驗(yàn)證明,通過200目的細(xì) 粉(篩余率0.1?0.3%),便可達(dá)到十分理 想的_印制效果。
由于瓜爾豆膠溶液的粘度很高,為適合 篩網(wǎng)印花的需要,必須將分子S降低到所要 求的粘度/含固量比例。降聚一般采用水解 和氧化裂解工藝。
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•參加工作的還有王桃英、彭國(guó)梁同志
為提高印花糊料的質(zhì)量,如滲透性,貯 存穩(wěn)定性,高溫穩(wěn)定性,水洗性和與某些離 子的相容性,加快水化速率,瓜爾豆膠必須 進(jìn)行醚化反應(yīng),特別是非離子的羥烷基化反
由。掖舷的醚化度就可使糊料的性能發(fā)生昉 顯的變化。我們的研究證明,植物種籽膠多 糖體取代度在0.5左右,即多糖分子中半乳 糖甘露糖殘基上有15?25%的羥基被醚化 時(shí),就能充分反映出醚化產(chǎn)物的優(yōu)越性。
三、瓜爾豆膠醚化產(chǎn)品的性能
1.原糊的粘度
真絲綢印花通常采用中粘度和低粘度糊 料。本研制瓜爾豆膠放樣產(chǎn)品的粘度與國(guó)外 中粘度產(chǎn)品(意大利Lamberti公司的printex MG/2 )和低粘度產(chǎn)品(意大利Cesalpinia公 司的Indalca PA—40 )的粘度比較見圖1。
圖1各種糊料的濃度?粘度曲線
NDJ—1 型粘度計(jì)3〇r/miA, 251C
從圖1可看出,我們所研制的瓜爾豆產(chǎn) 品的粘度可以調(diào)節(jié)在中、低粘度之間,是很 合適的。
除了色漿中較大的顆粒會(huì)阻塞網(wǎng)目外, 在固定的篩網(wǎng)網(wǎng)目和刮漿板壓力下,要選擇 合適的粘度與含固量比例,以給予最大程度 的透網(wǎng)。植物種籽膠是假塑性糊料,由于其觸 變性和較高的含固量,對(duì)細(xì)莖的滲化是極其 輕微的,所以如有細(xì)莖塞煞現(xiàn)象,可以用調(diào) 低粘度的辦法來解決。
2.原糊的流變性
色漿的印花性能與糊料的流變性存在著 十分密切的關(guān)系。以粘度值與切變速率或轉(zhuǎn) 速作圖構(gòu)成的流變曲線能很好地說明糊料的 • 流劫性能。本研制的國(guó)產(chǎn)瓜爾H膠和PA-40 的流變圖見圖2。
圖2各種糊料的流變曲線
從圖2可看出,隨著低粘度高含固量的 深化,曲線越趨于平坦,即趨向于牛頓性流 動(dòng),流動(dòng)性越來越好。所以調(diào)節(jié)糊料的粘度/ 含固量比例,就可變更糊料的流動(dòng)性能。
糊料流變性的大小,目前國(guó)外采用結(jié)構(gòu) 粘度指數(shù)(或切變變稀指數(shù))和印花粘度指 數(shù)來量度。印花粘度指數(shù)(PVI)的測(cè)定更 為方便。我們用國(guó)產(chǎn)NDT—1型粘度計(jì)的兩 檔轉(zhuǎn)速60、6r/miii ( 251 )求得的枯度值 來計(jì)算PVI值。PVI值越大,表示流動(dòng)性越 好。為了消除濃度對(duì)PVI值的影響,測(cè)定時(shí) 各糊料的濃度大致相同。本研制瓜爾豆膠的 PVI值與其它糊料的PVI值比較見表1。
表1各種糊料的印花粘度指數(shù)(PVI值)
,糊料名 稱濃度(%)PVI值
No.l5.680.497
No.25.910.563
本研制瓜爾豆膠N()>36.300.613
No .46.220.621
Printex MG/26.340,590
Indalca PA—407.420.705
Solvitose C—54.40.316
(羧甲基淀粉)
淀 粉 漿7,60.217
從表1看出,在一定粘度下含固量較 高,糊料的流動(dòng)性較好。較好的流動(dòng)性使印制 時(shí)滲透性能較好,但操作性能較差。本研
糊粘度lh2h4h8h24 li
加瓜爾豆膠171716.616.115.4
AP A—40111110.610.29.44
加瓜爾豆膠12 . 212.212.212.211.C
BP A—408.4a7.97.-16.9
加瓜爾豆膠13.513.413.312.912.4
CP A—4011,811.811.711.611.6
注,A為10%氯化亞錫加2 %醋酸》8為10% 雕白粉》<3為10%德古林。
表4原糊加酸后粘度(Pa • s
糊料原糊加4 酸(pH為3)
4h8h2-1 h
瓜爾豆膠1412.912.812.6
P A—401110.810.810.6
表5糊枓的耐還原劑能力(單位,Pa • s )
制的瓜爾S膠p v I值比PA—40低,從而 具宵較好的操作性能,拖漿現(xiàn)象不嚴(yán)重,這 種現(xiàn)象也可從糊料的曳絲性反映出來。幾種 糊料的曳絲性列于表2。
表2糊料的曳絲性
糊料名稱曳絲性(cm )
原 糊色 漿
本研制瓜爾豆膠6(14Pa*s)8(9.8Pa*s)
P A4015(llPa*s)22(8.4Pa-s)
小麥淀粉0.5l(6.7Pa.s)
本研制的瓜爾豆膠,其曳絲性較差,但 不影響它的滲透性。我們從平網(wǎng)印花機(jī)大生 產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)來看,它的滲透性與PA:—.40相 似,說明在它這樣的P V I值下已有足夠的 流動(dòng)性提供糊料向織物的滲透。淀粉的P V I很低,所以其滲透性很差。
3.原糊的貯存穩(wěn)定性 原糊應(yīng)具有一定的貯存穩(wěn)定性,瓜爾豆膠制備印花糊料的研究,對(duì)瓜爾 豆膠與PA—40的貯存穩(wěn)定性測(cè)定列于表3。
表3(室溫22?28X5)
原 糊原糊貯存期粘度(Pa')
制備 1天5天10天20天30天
瓜爾豆膠1413.813.413.413.2
P A—4011 .10.810.6109.8
從表3可看出,瓜爾豆膠的貯存穩(wěn)定性很 好,10天后粘度降低僅為4.3%,PA—40下降 3.6%。為獲得長(zhǎng)期的貯存穩(wěn)定性,在上述 糊料中各加入0.5%的苯酚作防腐劑。
4.原糊的耐藥品性能
糊料在調(diào)制色漿時(shí),常與化學(xué)藥品混 合,在真絲綢印花中常遇到醋酸和拔染劑。 瓜爾豆膠與PA—40的耐藥品性比較見表4、 表5。
從表4中看出,瓜爾豆膠的耐酸性很好, 因加入4%醋酸后濃度變稀,使粘度有所下 降,實(shí)際上兩種糊料都不受酸的影響。
原糊粘度,瓜爾豆膠MPa.si PA —40為 llPa • s〇
試驗(yàn)表明,瓜爾豆膠遇氯化亞錫有增粘 現(xiàn)象,在2?4小時(shí)內(nèi)粘度增加約20%,而對(duì)雕 白粉和德古林都有良好的耐還原劑性能,完 全可以在真絲綢直接印花和拔染印花工藝中 應(yīng)用。
5.糊料的染料轉(zhuǎn)移率
糊料的染料轉(zhuǎn)移能力用剝色法測(cè)定,即 用氨水一酒精溶液萃取經(jīng)測(cè)定其得漿量的一 定面積印花樣品上的染料,用分光光度計(jì)測(cè) 定其染料含量,然后與印制的染料量(由得 漿量計(jì)算)相比,i十算糊料的染料轉(zhuǎn)移率。 結(jié)果見表6。
從表6可知,本研制瓜爾豆膠的染料轉(zhuǎn) 移率相當(dāng)好,也可看出植物種籽膠的染料轉(zhuǎn) 移率比淀粉好。淀粉漿印制的織物色澤較濃 艷,是由于淀粉的滲透性差,色漿堆積在印 花面所致。從染料轉(zhuǎn)移率考慮,色漿漿層要 薄,使得漿層中的染料在再溶解后很快擴(kuò)散 到纖維上。但在一定的操作條件下,漿層與 漿料含固量和滲透性有關(guān),滲透性好,即使
表S糊料的染料轉(zhuǎn)移率
染料色漿得漿量染料轉(zhuǎn)
糊 料粘度
(Pa s)(g/m2)(% )
本研制瓜9116.291.2
爾豆膠107.895.6
酸性桃紅 BS (單P A—408• 4120.2
113.882.6
86.8
偶氮型)淀 粉90.281.6
85.485.0
本研制瓜• 868.594.0
爾豆膠74.690.0
酸性艷藍(lán) G C三芳P A—408_9101.7
104.490.8
93.2
甲烷型)淀 粉4• 7100.3
106.888.7
85.9
含固量較高,漿層仍然薄。所以對(duì)于滲透性 好的植物種籽膠,瓜爾豆膠制備印花糊料的研究,含固量在8?10%,甚至 12%也不成問題。在相似含固量的情況下, 由于植物種籽膠糊料的滲透性好,所以比淀 粉有較好的染料轉(zhuǎn)移率。
6.糊料中的不溶性顆粒
通過對(duì)本研制瓜爾豆膠與PA—40桃紅 BS色漿中不溶性顆粒尺寸的顯微鏡觀察, 表明瓜爾豆膠的顆粒狀態(tài)與PA-40相似。 其中瓜爾豆膠呈現(xiàn)較多30?45n不規(guī)則微粒, 著色深,個(gè)別長(zhǎng)60卩棒狀纖維;PA—40的微 粒形態(tài)為較多15?3叫不規(guī)則微粒,著色深, 極少40?6叫顆粒,少量寬15H長(zhǎng)6叫的棒狀 纖維及寬45k左右的纖維束。它們的最大顆 粒為60H,因此不會(huì)引起篩網(wǎng)網(wǎng)目的堵塞。 從工廠放樣印花綢來看,無色點(diǎn),色澤均 勻。另外,還發(fā)現(xiàn)有些批號(hào)的PA—40糊料 有寬80P左右的纖維束。若這種雜質(zhì)微粒太 多,就有可能在應(yīng)用細(xì)篩網(wǎng)時(shí)堵塞網(wǎng)目。
7.糊枓的保水性
印花后及在汽蒸時(shí),如果色漿有良好的 保水性,色漿中的染料就不會(huì)隨著水分的離 析而引起遷移,發(fā)生滲化現(xiàn)象。保水性測(cè)定 是稱取預(yù)先配制的一定粘度的色漿30克,放 于50毫升燒杯內(nèi),用寬10毫米的濾紙浸入糊 中10毫米,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)記錄水分上升高 虔。糊料的保水性越好,一定時(shí)間內(nèi)水分的 上升高度就越少。所用濾紙和測(cè)定溫度需相 同(251C ),測(cè)定結(jié)果列于表7。
表7糊料的保水性能
糊料名稱上升高度(mm)
10 min20 min40 minlh2h3h
瓜爾豆膠233344
P A—40233344
淀粉漿142436445661
從表7可看出,瓜爾豆膠和PA—40的保 水性相當(dāng)好,而淀粉漿的保水性特別差。
植物種籽膠糊料的漿膜堅(jiān)韌而有彈性, 而淀粉膜發(fā)脆,容易龜裂散落。
8.色漿漿膜的水溶性測(cè)定 糊料在色漿固色后的洗脫性,除了決定 水洗工序和設(shè)備外,還直接影響印花織物的 質(zhì)量,所以要求糊料有盡可能好的洗脫性。 我們采用色漿漿膜的水溶性測(cè)定法,用玻璃 棒將色漿均勻地涂敷在載玻片上,在玻片上 形成一層薄層,放在烘箱中于30?41TC烘 干,然后在100°C烘30分鐘,測(cè)定時(shí)將涂膜 玻片懸掛在251:的水中,觀察一定時(shí)間內(nèi)漿 膜溶解狀態(tài),測(cè)定結(jié)果見表8。
表8色漿漿膜的溶解狀態(tài)
色漿名稱浸潰時(shí)間(min )
115304560
瓜爾豆膠開始大fl大S基本完全
和 P A—40膨化溶解溶解溶盡溶盡
淀粉漿無
膨
化少量
膨化點(diǎn)膨化點(diǎn)增多 無溶解現(xiàn)象
從表8看出,瓜爾豆膠與PA—40具有相 當(dāng)優(yōu)良的水溶性,瓜爾豆膠制備印花糊料的研究,淀粉的水溶性很差,僅僅 是緩慢地膨化,而沒有從玻片上溶解下來。
四、生產(chǎn)性印花放樣試驗(yàn)
試制的瓜爾豆糊料水溶性良好,成糊 方便,在手工刮印中拖漿不嚴(yán)重,較好刮, 易洗脫。在有關(guān)絲綢印花廠生產(chǎn)性放樣中經(jīng)
提高黑白稿描繪技巧的體會(huì)
潘雄偉(上海第二絲綢印染廠)
黑白稿的描繪,在領(lǐng)會(huì)彩稿的基礎(chǔ)上通 過各種技法的表現(xiàn),達(dá)到原樣要求甚至超過 原樣,又符合特定的工藝要求,促進(jìn)印制效 果的提高,具有舉足輕重的作用。描稿水平的 髙低主要取決于描繪人員掌握各類描繪工具 技法的熟練程度,以及對(duì)了解和掌握各類織 物的不同特性和整個(gè)印花工藝過程及各工序 之間的相互關(guān)系等業(yè)務(wù)知識(shí)的水平。因此, 描稿人員要不斷提高黑白稿描繪技巧,以最 大的努力使產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
一、用具各盡其妙
黑白稿的描繪從毛筆的傳統(tǒng)技法向用具 和表現(xiàn)方法多樣化的方向發(fā)展。根據(jù)花樣設(shè) 計(jì)的不同要求,運(yùn)用毛筆、鋼筆、劃線筆、 馬達(dá)筆、海綿、絲瓜筋、破筆頭、平筆頭以 及新近發(fā)展的連曬復(fù)印技術(shù)。實(shí)踐證明,多 種用具和技法的同時(shí)施展,可以提高工作效 率,起到事半功倍的作用。
1.撇絲:通常運(yùn)用毛筆的傳統(tǒng)技法,可 利用毛筆筆鋒充分表現(xiàn)由祖到細(xì)的效果,使 撇絲流暢。這樣表現(xiàn)的花卉豐滿有力,姿態(tài)
優(yōu)美,富有立體感。
2.泥點(diǎn):泥點(diǎn)的形式多樣,大致可分為 規(guī)則的圓點(diǎn)和不規(guī)則的多形泥點(diǎn)兩類。泥點(diǎn) 要充分表現(xiàn)出虛實(shí)、疏密、明暗之分。在暗處 則可運(yùn)用海綿、絲瓜筋、馬達(dá)筆、破筆頭、 平筆頭等,由密到稀,然后在此基礎(chǔ)上用毛 筆或鋼筆進(jìn)行加工,增加層次,使泥點(diǎn)達(dá)到 豐滿的立體效果。
3.細(xì)莖:對(duì)于花卉包莖紋樣的描繪,使 用鋼筆和毛筆都可,主要取決于描繪人員對(duì) 這兩種用具的熟練程度。但在幾何圖形的包 莖紋樣中,使用鋼筆、劃線筆都可。不論使 用鋼筆和毛筆都要求線條烏黑實(shí)在,防止斷 莖、虛莖,以免影響感光。一般來說,對(duì)于 精細(xì)的幾何圖樣,用鋼筆可使線條更為精細(xì) 挺括。
4.塊面:最近幾年,根據(jù)國(guó)外同行的經(jīng) 驗(yàn),開發(fā)了用一種遮光條粘附在片基上,再 用刻刀劃出所要求的塊面大小和條紋的新技 術(shù)。這種方法節(jié)省時(shí)間,塊面和條紋的輪廓 挺括清晰,而且易于保存,方便生產(chǎn),避免 了用墨汁涂大塊面時(shí)墨汁脫落的現(xiàn)象,省略
受了嚴(yán)格的考驗(yàn)。無論是手工或平網(wǎng)、圓 網(wǎng),直接印花或拔染印花,都獲得了良好的 印制效果,大塊面花形色澤均勻,色光純 亮,而細(xì)莖線條清晰,滲透較好,得色量與 PA—40相似。放樣的全部印花綢質(zhì)量均為 —等品,受到了廠方一致的肯定。
5、結(jié)語
國(guó)產(chǎn)瓜爾豆膠是我國(guó)植物種籽膠的主要 品種之一,瓜爾豆膠制備印花糊料的研究,采用理想的制造工藝可以加工成 適用于真絲綢篩網(wǎng)印花的糊料。我們所研制 的瓜爾豆膠糊料產(chǎn)品,其性能及印制效果都 達(dá)到或接近國(guó)外同類產(chǎn)品,為我國(guó)從植物種 籽膠制造真絲綢滲透用糊料填補(bǔ)了空白。
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