ARGOPRINT系列合成增稠剂的应用性能研究

涂料印花是借助黏合剂在织物上形成树脂薄膜, 将不溶性颜料机械地固着在织物上的印花方法, 不存在对纤维的直接性, 适用于各种纤维织物和混纺织物的印花。涂料印花工艺简便, 印花完毕经烘干或焙烘后即可, 省去了水洗等后处理工序, 节约能源, 减少污染, 有利于环保。涂料印花色谱齐全, 拼色方便, 色泽重现性好, 印制的花纹清晰, 线条精细, 白地洁白, 外观质量好, 且生产周期短,生产效率高, 设备简单。涂料印花发展很快, 在国外已占织物印花的57%, 成为最常用的一种印花方式。涂料印花中很重要的一个组成成分是合成增稠剂。使用合成增稠剂可得到高的给色量, 它含固量低, 储存性好, 易操作, 具有假塑性, 尤其在涂料印花中, 不会产生油/水乳化物所造成的污染[1]。为了更好地指导生产, 本文对ARGOPRINT系列合成增稠剂的应用性能做了一些研究。

1 实验材料及方法
1.1 材料及仪器
织物: 纯棉针织T 恤衫衣片,克质量200 g/m2。
试剂: 合成增稠剂ARGOPRINT160 及ARGOPRINT THC ( 土耳其阿尔贡化学工业有限公司提供) ,涂料红9111 等。
仪器: 测色仪、黏度计、摩擦牢度仪、刷洗牢度仪等。

1.2 合成增稠剂的性能测试
测试合成增稠剂的成糊率、流变性能, 并对pH 值及电解质对合成增稠剂的影响进行测试[2]。

1.3 涂料印花实验及性能测试
测试印花衣片的摩擦牢度和刷洗牢度, 并对涂料印花的效果如花型精细度、手感和给色量进行测试。

1.3.1 牢度
按照国家标准GB/T 3920—1997 和GB/T 420—1990 进行牢度测试[3- 4]。

1.3.2 花型精细度、给色量和手感
目测观察印花织物花纹轮廓的清晰度。用手触摸印花织物判定其手感, 必要时可以同时以同一处方,以水油乳化糊代替合成增稠剂配制印花色浆, 进行印花产品手感的比较。用测色仪对印花织物颜色的给色量进行测试。

2 结果与讨论
2.1 合成增稠剂成糊率的测试
分别将增稠剂160 和THC 配成0.50% 、0.75% 、1.00% 、1.50% 的水溶液, 电动搅拌机充分搅拌, 氨水溶液调节pH 值至8~9。用NDJ- 1型旋转黏度计4 号转子在6 r /min的转速下测定其黏度, 结果见图1。达到一定黏度所需要的增稠剂的多少, 直接反映了增稠剂的增稠能力, 用量越少, 表明其增稠能力越大, 即成糊率越高。随着增稠剂用量的增加, 原糊黏度增大[5]。从图1可知, 合成增稠剂THC 的增稠能力比增稠剂160 略低。两种增稠剂的成糊也较快, 增稠剂160 需要5~6 min 成糊, 而增稠剂THC 仅需2~3 min 即可成糊。

2.2 合成增稠剂流变性能的测试
用NDJ – 1 型旋转黏度计分别测定0.5%的糊料在6 r /min 和60 r /min 转速下的黏度, 分别记为η6及η60。
黏度指数PVI= η60 /η6
黏度指数愈小, 表示流体黏度随剪切应力变大而减小的程度愈显著, 即触变性愈好。黏度随转速变化, 结果见图2。


从图2 可知, 两种合成增稠剂均属于假塑性流体。合成增稠剂原糊的流变性质是衡量其色浆印花效果的重要标志之一, 表观黏度随剪切应力的增加而下降的性质, 对印花工艺有很大的影响。当印花色浆在网上受到剪切作用时, 黏度大幅度下降, 色浆变稀, 显示出良好的流动性, 能很容易地通过高网目的筛网而印制出精细花纹。印花色浆透网后, 印在织物上, 剪切力消失, 黏度马上恢复到原始值, 可以防止印花浆在织物上渗化, 保证花型轮廓清晰[6]。原糊的流变性能可以用PVI值表示。根据图2 中的数据可以计算出合成增稠剂160 和THC 的PVI 值, 见表1。

大部分合成增稠剂的PVI 值为0.22~0.23。从表1 中的数据可以看出, 合成增稠剂160 的PVI 值接近这个值, 而THC 的PVI 值偏大,但它们都适用于机印、平网印花和圆网印花。

2.3 pH 值对合成增稠剂160 和THC 的影响
分别在pH 值为2、4、6、8、10的条件下, 用4 号转子在6 r /min的转速下测定1.6%原糊的黏度,结果见图3。

从图3 可以看出, 对于合成增稠剂160 和THC, 随着pH 值的增大, 黏度都有不同程度的升高, 只是增稠剂160 对pH 值较为敏感一些。从理论上来说, 在溶液中存在着如下平衡:

pH 值增大, 平衡向右移动, 原来没有电离的—COOH 发生了电离, 由于静电排斥作用力的增大,分子链伸展, 使得黏度增大。从图3 中还可以看出, 两种合成增稠剂在pH 值为8 左右的时候黏度最高, 在pH 值低于7 时, 黏度下降幅度较为明显。涂料色浆中由于常含有涂料、黏合剂以及其他添加剂, 其pH 值有时较低。为了获得最佳的增稠效果, 色浆的pH 值需要保证偏弱碱性。因此, 在涂料印花色浆中使用ARGOPRINT 系列增稠剂的时候也需加入少量的氨水( 本实验中加入的氨水量仅为Alcoprint PTF 的40%左右) 。此外,微碱性有利于色浆的稳定, 不易塞网, 有利于印花的顺利进行。

2.4 电解质对合成增稠剂160 和THC 的影响
用NaCl 配成1%的水溶液, 分别在200 mL、1.6%的原糊中加入2mL、4 mL、6 mL、8 mL、10 mL 的上述NaCl 水溶液, 用4 号转子在6r /min 的转速下测定它们的黏度,结果见图4。

从图4 可以看出, 在相同的条件下, 随着氯化钠溶液用量的增加, ARGOPRINT 160 和THC 的黏度下降得都很快, 增稠剂160 受到的影响更明显一些。这是由于合成增稠剂是多羧酸盐的高分子电解质, 氯化钠加入后, 电离成Na+体积非常小, 可以在大分子间任意移动, 异性电荷离子的相吸引使Na+屏蔽了增稠剂大分子上的羧基负离子, 从而减弱了大分子上负离子间的斥力, 使得舒展的大分子链发生了卷曲, 造成体系黏度下降。
3 涂料印花实验及性能测试
工艺流程: 调浆→印花→烘干( 100 ℃, 3min) → 焙烘( 160 ℃,3min) →成品→性能检测。检测结果见表2、表3。

从表2 可以看出, 合成增稠剂ARGOPRINT 160 和THC 的各项牢度均达到国家标准, 特别是刷洗牢度非常好, 优于国家标准。从表3 可以看出, 随着糊料用量的增多, 整个色浆黏度增加, 印制时不易渗化, 抱水能力增强, 印花花型精细度好。当糊料过多时, 尽管印在织物上的糊料也相应增多, 给色量也增大, 花型精细度好, 但容易塞网, 并造成织物手感越来越硬。ARGOPRINT 系列合成增稠剂有很好的防渗化能力, 印出的产品花型轮廓非常清晰。

4 ARGOPRINT 系列合成增稠剂与Alcoprint PTF 的性能比较
合成增稠剂Alcoprint PTF 是目前使用较广泛的英国联合胶体公司的产品, 我们对Alcoprint PTF的一些应用性能和ARGOPRINT系列增稠剂进行了对比。合成增稠剂Alcoprint PTF 与ARGOPRINT 系列增稠剂同属阴离子型, 是由很细小的脱水丙烯酸及其共聚物粒子分散在有机溶剂中形成的高稳定的黏稠液体, 其理化性能见表4, 其色糊的应用性能PVI 值如表5 所示。

从表5 中可以看出, ARGOPRINT160 和THC 的PVI 值与Alcoprint PTF 的PVI 值几乎相同。由此可见, 它们在涂料印花中的印制效果很好。在使用Alcoprint PTF 进行涂料印花时, 印花图案的效果及牢度等都和ARGOPRINT 系列合成增稠剂接近。PTF 是目前广泛使用的增稠剂, 其各项性能都很优越,ARGOPRINT 系列增稠剂的各项性能与其相近, 说明ARGOPRINT 系列合成增稠剂也可以很好地应用于生产实际。

5 结论
5.1 ARGOPRINT 系列合成增稠剂成糊时间快, 增稠能力强, 用量少, 节省成本, 灵活性好, 可随时进行增稠。
5.2 ARGOPRINT 系列合成增稠剂具有良好的流变性, 可以防止色浆在织物上渗化, 保证花型清晰。
5.3 ARGOPRINT 系列合成增稠剂与黏合剂及涂料不起任何化学作用并与其有良好的相溶性, 得色鲜艳亮丽, 节约染料。印花产品的给色量高, 清晰度高。
ARGOPRINT 系列合成增稠剂作为涂料印花糊料性能良好, 可以充分满足实际需要。

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