【集萃网观察】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。