羥丙基瓜爾膠在活性染料印花中的應(yīng)用:
羥丙基瓜爾膠在活性染料印花中的應(yīng)用,比較了羥丙基瓜爾膠和海藻酸鈉印花糊料的粘度性能及棉織物活性染料印花效果。結(jié)果表明, 羥丙基瓜爾膠成糊率高,PVID值比海藻酸鈉印花糊料低,更接近平網(wǎng)印花對糊料粘度的要求,且耐酸堿性更 強(qiáng)。羥丙基瓜爾膠糊料印花織物的K/S值與海藻酸鈉糊料的接近,且摩擦牢度較好,可以部分代替海藻酸鈉 作為印花糊料,并可降低生產(chǎn)成本。
近年來,海藻酸鈉資源緊張,價(jià)格日趨上漲,使 印花成本不斷提高,直接影響到生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟(jì)效 益。因此,尋找海藻酸鈉的理想替代品,不但可以改 善印花性能,也可以降低生產(chǎn)成本。瓜爾豆膠及其 衍生物因來源較廣,成本較低,并在食品、造紙工業(yè) 已有較廣泛的應(yīng)用,而其本身的物理性能和化學(xué)性 能都較為符合活性染料印花糊料的要求,具有_定 的研究價(jià)值。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1糊料性能測試
對影響海藻酸鈉、羥丙基瓜爾膠糊料粘度的因 素進(jìn)行分析、比較。
1.2印花試驗(yàn)
采用40x40A33x 100全棉府綢織物進(jìn)行全料法 印花,即將染料與其它助劑同時(shí)加入印花色漿中, 印花、烘干后,進(jìn)行固色處理,再洗除未固著的染料 和糊料。
全棉府綢織物印花工藝流程:調(diào)漿—印花—烘干(60丈)—汽蒸(103丈,10 min)—冷水洗—熱水 洗一>•皂煮(合成洗滌劑5 g/L,沸煮10 min) —>•熱水 洗—冷水洗—晾干 1.3印花效果測試
對印后織物進(jìn)行耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢 度、耐汗?jié)n牢度測試,按國家標(biāo)準(zhǔn)評級。
2結(jié)果與討論
2.1影響原糊粘度的因素 2.1.1原糊質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
海藻酸鈉和羥丙基瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同,粘度 均會(huì)發(fā)生變化。實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)所需糊料的粘 度來確定糊料中海藻酸鈉或羥丙基瓜爾膠的含量。 為了試驗(yàn)具有可比性,分別配置3%、5%、6%和7% 的海藻酸鈉以及1%、2%、2.5%和3%羥丙基瓜爾膠 (取代度分別為0.33、0.51和0.68三種羥丙基瓜爾 膠),在25丈分別測試它們的粘度。兩者的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 與粘度的關(guān)系如圖1所示。
由圖1可以看出,海藻酸鈉與羥丙基瓜爾膠的 粘度均隨其質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加。海藻酸鈉和羥 丙基瓜爾膠的水溶液都具有非常高的粘度,相同質(zhì) 量分?jǐn)?shù)時(shí),海藻酸鈉水溶液的粘度低于羥丙基瓜爾 膠水溶液的粘度。例如,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí),海藻酸 鈉的粘度為3800 mPa.s;而0.68取代度的羥丙基瓜 爾膠的為93800 mPa.s。且羥丙基瓜爾膠水溶液的 粘度隨其取代度的增加而降低。例如3%時(shí),0.33取 代度的粘度為96500 mPa*s,0.51取代度的粘度為 94200 mPa.s,而0.68取代度的粘度為93800 mPa-s。 羥丙基瓜爾膠具有優(yōu)良的流變性和滲透性,其粘度
由表1可以看出,隨著放置時(shí)間延長,海藻酸鈉 和羥丙基瓜爾膠水溶液的粘度降低,前者降低幅度 較小。總之,兩種糊料的放置時(shí)間都不宜過長,否則 均會(huì)變質(zhì),影響印花效果。
2.2羥丙基瓜爾膠的印制性能 2.2.1印花得色量和滲透性
更接近平網(wǎng)印花糊的要求
采用活性紅K2BP、活性黃K6G、活性翠藍(lán)KGL
2.1.2 pH值的影響
為測試兩者穩(wěn)定性,在25 °C的條件下,用鹽酸和 氫氧化鈉調(diào)節(jié)7%海藻酸鈉與3%不同取代度羥丙基瓜 爾膠水溶液的pH值,測試兩者的粘度如圖2所示。
一海藻酸鈉一 HGP0.33 —HGP0.51 — HGP0.68 圖2海藻酸鈉對不同取代度羥丙基瓜爾膠的 耐酸堿穩(wěn)定性曲線
由圖2可知,pH值對不同印花糊料溶液的粘度 存在不同程度的影響。海藻酸鈉在pH值5.8~12范圍 內(nèi)是穩(wěn)定的,溶液pH值過高或過低時(shí),羧基離解受 到抑制,海藻酸鈉會(huì)出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象。羥丙基瓜爾膠是 一種非離子型膠體,具有很強(qiáng)的耐酸堿性。pH值在 3~13范圍內(nèi)變化,對其粘度影響不明顯。在中、酸性 條件下,羥丙基瓜爾膠溶液表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。 2.1.3放置時(shí)間的影響
印花糊料配制好后,放置_定時(shí)間,糊料的粘 度會(huì)發(fā)生變化。羥丙基瓜爾膠在活性染料印花中的應(yīng)用,將配好的3%海藻酸鈉和2%羥丙基 瓜爾膠放置不同的時(shí)間,兩者粘度變化如表1所示。 三種活性染料對平紋棉織物印花,印花織物正反面 的K/S值和滲透率如表2所示。
由表2可知,當(dāng)羥丙基瓜爾膠的取代度越高時(shí), 織物的得色量和滲透性越好。這是因?yàn)楫?dāng)瓜爾膠的 取代度越高,糊料本身所帶的與染料反應(yīng)的羥基減 少,較多的染料與纖維反應(yīng),提高了得色量。但是隨 著取代度的提高,糊料的粘度逐漸降低,抱水性越 差,使印制的花紋容易滲開。當(dāng)取代度低時(shí),羥丙基 瓜爾膠糊料本身所帶的羥基會(huì)與活性染料起反應(yīng), 導(dǎo)致織物的得色率降低。取代度為0.33的羥丙基瓜 爾膠配制4%的糊料,在配制色漿時(shí)無法均勻分散, 出現(xiàn)塊狀結(jié)構(gòu),因而不能進(jìn)行正常的印制。同時(shí)由 表2可以得出海藻酸鈉的表面得色量略好于羥丙基 瓜爾膠,但是滲透率遠(yuǎn)低于羥丙基瓜爾膠。
2.2.2脫糊率
對于印花工藝來說,印花糊料只是在印花過程 中必用的物質(zhì),印花后必須將糊料洗除,否則將影 響印花織物的手感,脫糊性越好,織物手感越柔軟。 脫糊性實(shí)驗(yàn)是了解糊料是否容易被洗除的一個(gè)測 試手段。對于活性印花來說,脫糊性也可以在一定 程度上反映糊料和活性染料的反應(yīng)情況。
實(shí)驗(yàn)測得羥丙基瓜爾膠3%水溶液和海藻酸鈉 7%水溶液的印花脫糊率如表3所示。
由表3可得,當(dāng)取代度為0.68時(shí),印制脫糊率較 高。這是因?yàn)楫?dāng)取代度高時(shí),糊料分子中能與染料
寇勇琦等:羥丙基瓜爾膠在活性染料印花中的應(yīng)用
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表2各取代度羥丙基瓜爾膠和海藻酸鈉不同濃度時(shí)印制得色情況和滲透率
圖案處2.5%羥丙基瓜爾膠3%羥丙基瓜爾膠4%羥丙基瓜爾膠7%海藻
染料種類
K/S值 取代度0.33取代度0.51取代度0.68取代度0.33取代度0.51取代度0.68取代度0.51取代度0.68酸鈉
活性紅正面K/S值13.7236.96810.67213.16813.59413.80314.16814.16816.256
反面K/S值
滲透率(%)1.0961.1565.2900.8912.1163.1592.6171.7130.697
K2BP
7.9916.5949.576.7715.5722.8918.4712.094.29
活性黃正面K/S值6.2813.1935.1395.2175.6685.7945.8865.9807.729
反面K/S值0.9680.9622.9110.9681.5032.0741.4031.2120.565
K6G滲透率(%)15.4130.1356.6518.5526.5235.8023.8420.277.31
活性翠藍(lán)正面K/S值7.3635.5327.3637.8007.9739.44110.6499.6627.650
反面K/S值2.2442.0784.0501.7002.2322.6472.5211.9130.582
KGL滲透率(%)30.4837.5655.0021.7927.9928.0423.6719.807.61
注:滲透率=(反面K/S值/正面K/S值)X100%
反應(yīng)并附著在織物上的羥基被大量取代,使得糊料糊率略低于海藻酸鈉,所以其所印制的織物手感較
容易洗去,即脫糊率較高。但羥丙基瓜爾膠總體脫 海藻酸鈉印花后略硬。
表3各取代度羥丙基瓜爾膠不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)的印制脫糊率
羥丙基瓜爾膠脫糊率/%
染料種類 羥丙基瓜爾膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%7%海藻酸鈉脫糊率/%
取代度0.33取代度0.51取代度0.68
2.578.5780.0085.71
活 性 紅 K2BP372.7376.9280.0096.00
479.1783.33
2.575.0080.0083.33
活 性 黃 K6G376.9278.9582.7691.67
478.9481.82
2.576.9277.7890.91
活性翠藍(lán)KGL376.4777.7882.3590.67
478.2681.82
2.2.3印花織物各項(xiàng)色牢度
2種活性染料印花織物的耐摩擦色牢度如表4 所示,結(jié)果表明用羥丙基瓜爾膠糊料印花的色牢度 與海藻酸鈉糊料的色牢度基本一致,均達(dá)到了國家 標(biāo)準(zhǔn)。
表4羥丙基瓜爾膠和海藻酸鈉糊料 印花織物的耐摩擦牢度
3%羥丙基瓜爾膠
染料種類取代度
0.33取代度
0.51取代度
0.687%
海藻酸鈉
活性紅干摩4?54?54?54?5
K2BP濕摩3~43~43~43~4
活性黃干摩4?54?54?54?5
K6G濕摩3~444?54?5
活性翠藍(lán)干摩4?54?54?53~4
KGL濕摩33~433~4
3結(jié)論
(1)海藻酸鈉溶液和羥丙基瓜爾膠溶液均有較 高的粘度,羥丙基瓜爾膠在活性染料印花中的應(yīng)用,粘度均隨其用量的增加而增加。在相同 條件下,羥丙基瓜爾膠溶液粘度高于海藻酸鈉溶液 粘度,且羥丙基瓜爾膠水溶液的粘度隨其取代度的 增加而降低,羥丙基瓜爾膠具有優(yōu)良的流變性和滲 透性,其粘度更接近平網(wǎng)印花糊的要求。
(2)海藻酸鈉溶液遇強(qiáng)酸,羧基離解受到抑制, 會(huì)發(fā)生膠凝,其溶液在pH值5.8~12范圍內(nèi)較為穩(wěn) 定。而羥丙基瓜爾膠是一種非離子型的膠體,具有 很強(qiáng)的耐酸堿性,在pH值3~13范圍內(nèi)其粘度變化不 大。在中、酸性條件下,羥丙基瓜爾膠溶液表現(xiàn)出很 好的穩(wěn)定性。
因此染后的凈洗必須強(qiáng)化。皂洗對活性染料而 言,是提高染色牢度、色澤鮮艷度及色光穩(wěn)定性的 關(guān)鍵。對活性翠藍(lán)來說,其作用就顯得更加重要。生 產(chǎn)實(shí)踐證明,理想的皂洗效果是建立在充分水洗的 基礎(chǔ)上的。所以染后務(wù)必要經(jīng)流動(dòng)溫水洗和高溫?zé)?水洗。目的是盡量多的去除浮色,以減少后道皂洗 液中染料的濃度,提高皂洗效果。
活性翠藍(lán)的皂洗_定要落實(shí)下述幾點(diǎn)。
(1)要采用復(fù)合皂洗劑。該皂洗劑不管是選購 還是自配,一定要具備以下功能:①凈洗能力。即, 能顯著降低水與纖維的界面張力,使皂洗液快速滲 透;能滲入纖維降低浮色染料的附著力,提高易洗 性;能通過乳化、增溶等作用,將織物上的油污雜質(zhì) 去除。②螯合能力。即,能將水中的鈣、鎂離子螯合 掉,從而防止皂洗劑產(chǎn)生鈣皂或鎂皂,提高實(shí)用效 果;防止浮色染料生成鈣、鎂染料,造成水溶性下 降,易洗性變差,以及洗落下來的染料凝聚性增大、 沾污性增強(qiáng)、皂洗效果不良。③防沾能力。即對浮色
(上接第32頁)
3結(jié)語
(1)代用堿JCN用量低,容易化料,能夠減輕勞 動(dòng)強(qiáng)度,其用量在3~5 g/L之間時(shí),提供一個(gè)較穩(wěn)定 的pH值緩沖環(huán)境,與3 g/L的燒堿混合堿劑固色時(shí), 溶液pH值范圍在11.74~11.85,有利于染料上染的 重現(xiàn)性和滲透性。
(2)代用堿劑因?yàn)槠涮厥獾木彌_體系對染料凝 聚性有著較低的影響,對染料直接性的影響不大,
(上接第43頁)
(3)海藻酸鈉溶液和羥丙基瓜爾膠溶液粘度會(huì) 隨著時(shí)間的延長而逐漸變低,儲存時(shí)間不宜過長, 否則會(huì)變質(zhì)。
(4)取代度為0.68的羥丙基瓜爾膠印花糊料3% 水溶液的印花K/S值與海藻酸鈉印花糊料7%水溶 液的印花K/S值相近,且摩擦色牢度均較好,說明羥 丙基瓜爾膠可以部分代替海藻酸鈉作為印花糊料。 羥丙基瓜爾膠價(jià)格較低,可以節(jié)約生產(chǎn)成本。
染料具有較強(qiáng)的吸附、絡(luò)合、分散作用,羥丙基瓜爾膠在活性染料印花中的應(yīng)用,能使洗落下 來的染料穩(wěn)定地分散在水中,而不再重新沾附纖維
(織物)。
(2)要采用高溫(95丈)皂洗。因?yàn)樵诟邷貤l件 下浮色染料的溶解度較高,擴(kuò)散能力較大,助劑的 功能較強(qiáng),因而皂洗效果更好。
(3)要采用中性皂洗。這是由于活性翠藍(lán)與棉纖 維生成的結(jié)合鍵(醚鍵)高溫耐堿性較弱,比較容易發(fā) 生斷鍵而變?yōu)樵偕∩?,所以不?ldquo;堿性皂洗”。不然 會(huì)給得色深度與染色牢度造成明顯的負(fù)面影響。
3.4.5要謹(jǐn)慎固色處理
據(jù)實(shí)驗(yàn),活性翠藍(lán)浸染,只要工藝、用料正確,其 染色牢度是可以達(dá)到要求的,因此通常不做固色處理。
染后經(jīng)固色處理,可以適度提高活性翠藍(lán)的濕 牢度,但會(huì)帶來諸多問題。如會(huì)給色光帶來不同程 度的影響(通常是變萎暗),有的還會(huì)降低手感與曰 曬牢度,并且還會(huì)給修色造成麻煩。因此對活性染 料而言,固色處理只能作為無奈之舉,而不能作為 常規(guī)工藝實(shí)施。
適合連續(xù)軋染染色,解決了部分敏感性顏色汽蒸液 軋槽出現(xiàn)色點(diǎn)色斑的現(xiàn)象,染色織物容易水洗,手 感柔軟,利于清潔生產(chǎn)。
(3)—般染色使用固色液處方:食鹽200 g/L、代 用堿3 g/L、燒堿3 g/L,特深色固色工藝為:食鹽200 g/L、代用堿5 g/L、燒堿3 g/L,有利于保證染色物的 色牢度和染料上染的提升性。
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