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纺织品印花糊料基本性能的测试方法

2017-04-06钟翔宋欣荣陈镇陈玲玲

中国纤检 2017年3期
关键词:测试方法性能

钟翔++宋欣荣++陈镇++陈玲玲

摘要

糊料是纺织品印花加工中不可或缺的助剂,其性能的优劣直接影响到纺织品印花的效果,本文简述了糊料在印花加工中的作用及性能要求,归纳了印花糊料基本性能的主要测试方法,介绍了测试方法的基本原理和操作,并对各类方法的测试结果及特点进行了评价。

关键词:印花糊料;性能;测试方法

1 引言

印花糊料是指在色浆中起增稠作用的高分子化合物,能分散在水中,制成具有一定浓度的、稠厚的胶体溶液[1]。在纺织品实际印花加工工序中,糊料是把印花色浆中的染料和化学品传递到织物上去的载体,是印花色浆的主要成分[2]。尽管影响印花质量的因素是多方面的,但印花糊料的性质在很大程度上决定了织物的最终印花效果,是影响印制效果的关键因素。

2 印花糊料的作用及性能要求

2.1 印花糊料在印花加工中的作用

在纺织品印花中,印花糊料的性能直接影响印花产品的质量,其在印花工艺过程中的作用主要有[3-5]:(1)做印花增稠剂;(2)做印花色浆中的分散介质和稀释剂;(3)做染料和助剂的传递剂,起载体作用;(4)起粘着剂的作用;(5)作为汽蒸时的吸湿剂;(6)做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)做印花后或轧染地色后烘干过程中抗泳移作用的匀染剂。

2.2 印花工序对印花糊料的性能要求

在实际印花生产加工中,为获得良好的印制效果,确保花纹轮廓清晰,既印透又不渗化,糊料必须满足以下性能要求[6-8]:(1)具有一定的粘着力、流变性、可塑性、角变性和抗稀释性;(2)良好的浸润性能;(3)一定的物理和化学稳定性;(4)均匀一致性;(5)糊料本身不能具有色素或略有色素;(6)良好的染料传递性能;(7)一定的压透性和成膜性;(8)一定的吸湿能力;(9)不易起泡或易于消泡;(10)良好的易洗涤性;(11)较高的成糊率。因此,一款性能优秀的印花糊料,常从粘度、流变性、化学稳定性等多方面去评价。

3 印花糊料基本性能的测试方法

3.1 粘度

流体在流动时,在其分子间产生内摩擦的性质,称为流体的粘性,用粘度表示粘性大小。印花糊料需具有一定粘度,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,粘度太大会造成色浆刮印不匀从而使印花图案染色不匀;粘度太低会发生淌浆等现象,从而出现花形轮廓不清楚、花纹不细致、颜色之间相互渗透等现象[9]。

(1)测试原理:当转子在糊料中旋转时,转子会受到糊料的粘性力矩作用,如果旋转速度等条件相同,那么力矩越大则粘度越大,所以测力矩即可得出流体的粘度。

(2)操作方法:取一定量的印花糊料装入烧杯内,将粘度计转子悬垂插入烧杯内的糊料中,转动转子,在一定的转速下测出粘度值。

(3)结果评价:该方法是一种定量测试方法,采用仪器读数,读数越高则印花糊料粘度越大,反之,越小。

(4)方法特点:该法所测得结果直观简洁、准确性高、测试快速、对糊料适应性广。

3.2 PVI值

PVI值是印花粘度指数的简称,是衡量糊料及色浆流变性能的重要参数指标,PVI 值较大的糊料在剪切速率变化时,粘度变化相对较小,从而织物印花效果的均匀性、重现性较好;相反,PVI 值较小的糊料,随着印花工序的进行、剪切速率的变化,粘度变化较大,织物印花效果的均匀性、重现性降低[10]。

(1)测试原理:测试原理與粘度的测试类似,糊料在不同转速下所测得的粘度不同,PVI值通过测定同一糊料在相差10倍的剪切速率条件下所测得的粘度比值来反映糊料的流变性,通常印花糊料的 PVI 值在 0.1~1范围内。

(2)操作方法:PVI值的测定方法与粘度的测定方法类似,分别采用粘度计测定糊料在n转速下的粘度与10n转速下的粘度即为该糊料的PVI值。

(1)

其中: ?n为糊料在n转速下的粘度;?10n为糊料在10n转速下的粘度。

结果评价:PVI值较大的糊料,在剪切速率发生变化时,粘度变化较小,可获得较为一致的印制效果;相反,PVI值较小的原糊,随印花车速变化,粘度变化显著,印制效果不易控制。

方法特点:该方法所测定结果客观,较快速、准确,对糊料无选择性。

3.3 化学相容性

糊料的化学相容性是指在糊料中加入其他化学品后,糊料所能保持的稳定性。糊料在后续印染加工工序中除了要和各种染料混合外,还可能会和助溶剂、固色剂、色光保护剂等助剂混合使用[11],这些助剂的存在可能会对糊料的性能产生一定的影响,因此,糊料的化学相容性也是糊料性能的一项重要指标。

测试原理:通过测试印染加工中常见的酸、碱、盐及有机试剂与所配制的糊料的反应性能,考察它们对糊料性能变化的影响,从而评价糊料本身的化学相容性好坏。

(2)操作方法:将印染加工中常见的酸、碱、盐及有机试剂溶液参考其常规用量,取一个较低值,分别加入到糊料中,通过目测及仪器测定,考察加入前后糊料基本性状及粘度变化。

(3)结果评价:目测对比糊料在化学物质添加前后是否有分层、析水、凝聚等明显变化现象,以便快速判定糊料是否已变质;而即使没有出现这些明显变化现象,也不代表糊料与试剂的化学相容性好,还需要用粘度计测定化学物质添加前后的粘度变化,粘度变化的百分率越小,则该糊料的化学相容性越好。

(4)方法特点:该方法并不复杂,但需考虑的因素较多,印染加工中常见的酸、碱、盐及有机试剂有近20种,因此,测试较繁杂,耗时较长。

3.4 抱水性

糊料的抱水性是指糊料对水分的抱合能力。如果糊料的抱水性过差,那么在织物的毛细管效应作用下,会由这些水分渗化造成染料泳移,随水分渗化,从而导致印花花纹轮廓不清、花样模糊等疵病。

(1)测试原理:在制糊过程中,由于分子间引力形成的网状结构裹着大量的水分。这些网状结构裹着的水分是糊料结构中的水分,在织物上不会渗出[12],但如果糊料高分子形成的网状结构裹不住水分,在滤纸的毛细管效应作用下,部分水分便会渗透到滤纸上,在滤纸上留下水痕。

(2)操作方法:将画有插入线标记的定性滤纸(1cm宽)插入糊料内,使糊料上表面与刻度线一致,30min后记录水分沿滤纸上升的高度(cm)。

(3)结果评价:滤纸上水痕上升的高度越高,说明水分越易从糊料中脱离,糊料的抱水性就越差。

(4)方法特点:该测试方法操作简单,但结果重现性不是很好,一般需进行3~5次测试,结果取平均值。

3.5 耐稀释性

糊料的耐稀释性是指糊料在加入蒸馏水稀释过程中保持原有性质的能力。糊料在调制色浆及使用过程中,往往需要加入其他液体性试剂或被水溶液稀释,如果糊料的耐稀释性不好,则将直接影响到花纹的印制效果,通常用粘度保留率来表示[13]。

测试原理:糊料在加入液体性试剂或水溶液被稀释后,其粘度会发生变化,通过分析糊料在稀释前后的粘度变化来评价糊料的耐稀释性。

(2)操作方法:取待测的糊料加入一定量的蒸馏水,充分搅拌均匀,再用粘度计分别测定糊料稀释前后的粘度。

(3)结果评价:该方法是一种定量的测试方法,粘度保留率越大,则表示糊料的耐稀释性越好。

(2)

其中:μ0为糊料稀释前的粘度;μ1为糊料稀释后的粘度。

(4)方法特点:该方法操作简单、结果客观、准确,所测结果与所加入的蒸馏水的质量呈线性关系。

3.6 耐储存稳定性

耐储存稳定性是指糊料在长时间的储存或放置过程中保持其原有性质的能力。在实际生产加工过程中,印花糊料在制成糊料后,可能不会立即被用于配制色浆或印花,所以要求糊料具有一定的储存稳定性,性能不能较大变化[14]。

(1)测试原理:糊料在存储、放置过程中,因温度变化、空气氧化、水分挥发等多重因素影响,性质可能会发生变化,通过对比糊料随时间的变化趋势来评价糊料的耐储存稳定性。

(2)操作方法:将糊料在标准试验条件(温度20℃,湿度60%)下存放一定时间,每隔一定时间测定一次糊料的粘度。

(3)结果评价:通常,一般测定7天的糊料粘度变化,每隔24小时测定一次,糊料7天的粘度离散度越大,表明糊料的储存稳定性越差。

(4)方法特点:该方法操作简单,结果直观,但耗时较长。

3.7 皮膜强度

皮膜强度是指糊料在印花织物表面留下的一层膜状表面的强度。印花织物在烘干后可能会发生糊料由于布面相互摩擦而脱落以及在未印花部位造成沾色等现象,所以要求糊料烘干后能在织物表面形成具有一定耐磨性、弹性的表层,并且在经受折叠、摩擦后,不会造成织物间的粘结及对导辊粘连,不会从织物上龟裂、飞扬、剥落[15]。

(1)测试原理:通过模仿印花织物在加工过程中可能受到的折皱、摩擦、翻转等机械作用,来测试花型上糊料的完整性。

(2)操作方法[15]:将糊料配制一定量的印花色浆,对织物进行印花加工,然后将织物放入烘箱中烘干,再对织物进行干摩擦牢度的测试,干摩擦牢度测试方法参考GB/T 3920—2008 《 纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》。

(3)结果评价:通过参照比色卡得出织物的干摩擦牢度来表征糊料的皮膜强度,5级为最好,1级为最差。

方法特点:该方法操具有一定的主观性,易受到测试者本人的专业经验的影响。

3.8 与染料反应性

在印花色浆中糊料和染料是必不可少的,因此,糊料不能与染料发生任何作用或反应,否则会对染料的色光及其与织物的反应性能产生重要影响,从而影响整体印花质量,在评价糊料性能时,经常将其与染料的反应性单独考虑。

(1)测试原理:使用薄层层析法,使糊料与染料的混合物中各组分分离,由于混合物中各组分在溶剂中的溶解度以及吸附剂对它们的吸附能力的差异,最终糊料会被分离成一系列斑点,原点上色越浅,则证明糊料与染料的反应程度越低[16]。通过判断原点上色的深浅来测定糊料与染料的反应性。

(2)操作方法[16]:将水、乙酸乙酯、正丙醇、异丁醇按一定的比例配制展开剂溶液,将色浆置于沸水浴中加热、搅拌,使染料和糊料充分反应一段时间,然后用毛细管在硅胶层析板上点样;点样后放在预先经展开剂饱和蒸汽平衡处理的层析缸里展开,当展开剂上升到一定高度时,将层析板取出,观测原点上色的深浅。

结果评价:该方法是一种定性的测试方法,通过对比原点上色泽的深浅,定性评估糊料与活性染料的反应性,若原点没有色泽,则糊料与活性染料没有反应;而糊料与活性染料的反应性越大,原点的色泽越深。

方法特点:该方法结果较直观,但操作较为繁琐,操作过程及结果有受人为因素影响的可能。

4 结语

印花糊料在印花加工中的作用不可替代,其基本性质是决定印花质量的重要因素,而其性能的测试方法也有很多,在实际生产中,还需根据印花织物、印花糊料及所用染料的种类来科学选择。

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(作者单位:钟翔、宋欣荣、陈镇,湖南工程学院化学化工学院;陈玲玲,湖南省纤维检验局)

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