學(xué)習(xí)任務(wù)2-1 印花原糊的作用、分類及性能

知識(shí)點(diǎn)

1.原糊的作用。

2.原糊的分類。

3.常用原糊的性能及糊料特點(diǎn)。

技能點(diǎn)

根據(jù)織物印花的要求調(diào)制所需的原糊。

印花原糊是一類能使印花色漿增稠的高分子化合物，可保證印花花型清晰輪廓，防止印制到織物上色漿中的染料（或涂料）因毛細(xì)管效應(yīng)而產(chǎn)生滲化。印花原糊是印花色漿的主要組成部分，是影響印花質(zhì)量的重要因素之一，它直接影響著花型的印制、染料的表面給色量、花紋輪廓的光潔等。印花原糊在加到印花色漿之前，一般先在水中充分溶脹，制成一定稠厚度的膠體溶液，或制成油/水型、水/油型乳化糊。

一、印花原糊的作用

印花原糊能將色漿中染料及化學(xué)藥劑等傳遞到織物上，經(jīng)印花后染料（涂料）固著，原糊隨即被洗除，主要起傳遞介質(zhì)的作用。根據(jù)原糊在印花過(guò)程中的作用不同，可分為以下兩種形式。

（1）單純作為印花色漿的增稠劑，使印花色漿具有適當(dāng)?shù)酿ざ龋ＷC色漿在印制時(shí)透過(guò)網(wǎng)框到達(dá)織物，同時(shí)部分抵消由于織物毛效而產(chǎn)生的滲化，達(dá)到花紋的完整和輪廓的清晰。原糊中的染料借助印花、烘干、汽蒸等作用，能從色漿轉(zhuǎn)移并滲透到織物內(nèi)部在織物上固著完成上染。最后通過(guò)水洗，將原糊從織物上洗除。

（2）既作為色漿的增稠劑，又參與染料的固著，印花固色完成后，成為印花的組成部分，保留在織物上。

原糊在印花過(guò)程中除上述作用外，還具有以下幾方面作用：可將印花色漿中染料、化學(xué)品、助劑或溶劑均勻分散在原糊中，并稀釋到規(guī)定濃度，而制成色漿；作為印花色漿的穩(wěn)定劑及延緩印花色漿中各組分彼此間相互作用的保護(hù)膠體；作為印花或軋染后，烘干過(guò)程中抗泳移作用的勻染劑，使花型色澤均勻、輪廓清晰；作為印花后處理汽蒸固色時(shí)的吸濕劑，有利于染料吸濕溶解及向纖維內(nèi)部擴(kuò)散。

二、印花原糊的分類

印花原糊按其來(lái)源可分為天然系、半合成系、合成系及乳化系幾大類。

1.天然系原糊 天然系原糊主要有植物性糊料、動(dòng)物性糊料和礦物性糊料。

（1）植物性糊料。

①淀粉類。如小麥淀粉、甘薯淀粉、馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、米淀粉等，他們通常有直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，其中直鏈淀粉使糊料具有一定彈性和撓曲性，烘干時(shí)能較快成膜，而支鏈淀粉具有良好的黏著力，烘干時(shí)成膜較慢，但耐磨性好且不易洗除，他們能在冷水中發(fā)生有限溶脹，在加熱或堿中明顯膨化。

②來(lái)自于植物果子、樹、灌木皮中分泌液干涸而成的天然膠。有龍膠、皂莢膠、果膠、結(jié)晶膠、阿拉伯樹膠、刺槐豆膠、瓜耳豆膠、納夫卡樹膠等，是天然混雜多糖物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且具有支鏈，能溶于水成黏稠流體，具有優(yōu)良的印花性能，但來(lái)源有限、成本高。

③藻類。如來(lái)自海帶、裙帶藻、空莖昆馬尾藻等植物的海藻酸鈉、海藻酸酯、米海苔等，其中最常用的海藻酸鈉具有與淀粉或纖維素相似的結(jié)構(gòu)，所不同的是環(huán)上碳原子上的羧基取代原羥甲基，糊料電離成陰離子與活性染料存在靜電斥力，能阻止糊料與活性染料反應(yīng)，是活性染料印花最優(yōu)良的印花糊料。

④其他。如植物蛋白中的大豆酪朊；其他野生植物如多年生草本植物，主要由葡甘露聚糖構(gòu)成的蒟蒻粉、田仁粉、以淀粉為主要成分的橡子粉等。

（2）動(dòng)物性糊料。

①動(dòng)物性蛋白質(zhì)。如酪脘、卵蛋白。

②動(dòng)物性膠類。如魚膠、骨膠、皮膠、明膠等，其中明膠是以動(dòng)物皮、骨為原料，通過(guò)較復(fù)雜加工制得的，分子量較大由氨基酸組成的多肽分子混合物，能在冷水中溶脹，在溫水中溶解。

③氨基多糖類。如甲殼質(zhì)，它與纖維素具有非常相似的六碳糖多聚體，是由1000～3000個(gè)乙酰葡萄糖胺殘基通過(guò)1，4糖苷鏈相互連接而成。

（3）礦物性糊料。如膨潤(rùn)土，以含水硅酸鎂為主具有潤(rùn)滑性、抗粘、耐酸性、柔軟、光澤好、較強(qiáng)吸附力的滑石粉，硅酸鈉等。

2.半合成系原糊 雖然天然系原糊有許多優(yōu)良性能，但也存在明顯缺陷，為了使糊料性能更能滿足織物印花的要求，人們開始對(duì)天然原糊進(jìn)行化學(xué)改性，改善其性能以滿足印花對(duì)糊料的要求。加工淀粉類如可溶性淀粉，淀粉經(jīng)高溫烘焙后制成的黃糊精、白糊精，加工后淀粉分子量明顯下降，從而使色漿滲透性明顯提高，同時(shí)印花色漿水洗性顯著提高；淀粉衍生物類如乙酰化淀粉、羧甲基淀粉、羥乙基淀粉等，通過(guò)化學(xué)改性，使淀粉的流動(dòng)性、滲透性顯著提高，從而改善了色漿印花性能；纖維系衍生物類如甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素，雖然纖維素與淀粉結(jié)構(gòu)相似，同時(shí)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，但由于不溶于水，故纖維素通過(guò)堿化、水解或氧化，再進(jìn)行酯化或醚化，以提高水溶性，滿足印花的要求；加工類海藻如海藻酸銨，由于高溫時(shí)易釋放出氨而使pH下降，特別適合分散染料在純滌綸上印花。

3.合成系原糊 常用合成系原糊是由低分子烯烴類物質(zhì)，通過(guò)聚合而成。乙烯系如聚乙烯醇、變性聚乙烯醇；醋酸乙烯酯類如醋酸聚乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚醋酸乙烯—順丁烯二酸共聚物；丙烯類中聚丙烯酸、聚丙烯酸酯和聚甲醛丙烯酸共聚物；苯乙烯類如苯乙烯順丁二烯共聚物等。目前使用較多的合成增稠劑一般以丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸或馬來(lái)酸酐為第一單體，以丙烯酸酯或苯乙烯為第二單體；以雙丙烯酸丁二酯或鄰苯二甲酸二丙烯或乙二胺、乙醇胺或丁二醇為第三單體合成的非離子型和陰離子型增稠劑，其中非離子型具有適應(yīng)性好，使用方便，相容好，同時(shí)對(duì)電解質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，而陰離子型具有黏稠性好、含固量低、給色量高、印花后織物手感柔軟、牢度好等特點(diǎn)。

4.乳化液系原糊 用高沸點(diǎn)火油和水在乳化劑作用下，制成油/水型或水/油型乳化劑。這種乳化糊含固量低，后處理方便，能明顯提高涂料印花的色澤深度和鮮艷度，同時(shí)也適用于各種材質(zhì)織物的印花。

三、印花原糊的性能

原糊在印花中起著重要的作用，為此應(yīng)具有一定的流動(dòng)性，能在外力作用下透過(guò)篩網(wǎng)，使印在織物表面的色漿，滲透到織物內(nèi)部，在織物上形成完整、均勻的花型，當(dāng)外力消失時(shí)，色漿黏度立即恢復(fù)，避免滲化現(xiàn)象，保證花型清晰度。

1.印花原糊必須具備的基本性能

（1）具有一定的物理化學(xué)穩(wěn)定性。煮糊容易，制成的原糊具有一定的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，在儲(chǔ)存過(guò)程中不易發(fā)生結(jié)皮、發(fā)霉、發(fā)臭、變薄等變質(zhì)現(xiàn)象；制成的印花色漿在攪拌、擠壓等機(jī)械作用時(shí)相對(duì)穩(wěn)定；與染料和化學(xué)藥劑有較好的相容性，使染料、助劑與化學(xué)藥劑均勻地分散在膠體分散系中，從而獲得均勻的花紋圖案，避免水解、鹽析、結(jié)塊、刀口結(jié)皮現(xiàn)象的產(chǎn)生。

（2）較高的給色量。給色量是指同等用量的染料印制到織物上所得表面色澤深淺程度。其影響因素：一是印花原糊對(duì)染料親和力，親和力越大，染料越難向纖維轉(zhuǎn)移，得色越淺；二是原糊含固率，含固率較高的色漿，會(huì)阻礙染料由色漿向纖維轉(zhuǎn)移，降低得色率，但也阻礙織物表面染料向內(nèi)部滲透，使織物表面染料更多可提高給色量；三是原糊的滲透性。滲透性差，染料基本覆蓋在織物表面，反而提高了給色量。

印花原糊應(yīng)該具有良好的染料傳遞性，印花時(shí)色漿中染料容易轉(zhuǎn)移，有較高表面給色量，水洗牢度好，及較高的染料利用率。

（3）良好的成型性。原糊能透過(guò)高目數(shù)的絲網(wǎng)、鎳網(wǎng)，在織物上印制均勻、精細(xì)、輪廓清晰的花型；同時(shí)還能滲入到織物內(nèi)部，烘干后能在織物表面形成具有一定彈性、較耐磨、不易開裂和脫落的膜層；形成的膜層不會(huì)粘連織物或黏附導(dǎo)輥。

（4）良好的水溶性。經(jīng)印花固色后原糊容易從織物上洗除。良好的水溶性，以保證印花后織物的手感、花型鮮艷度及染色牢度。

（5）較高的成糊率。即調(diào)制一定量原糊所需糊料的百分率，如下式2-1，一般高分子糊料有較高的成糊率，而無(wú)機(jī)化合物成糊率相對(duì)較低，所以用量大，含固率也高，同時(shí)黏度穩(wěn)定性也較差。

（6）良好的吸濕性。印花烘干后，織物表面色漿中的染料在汽蒸固色時(shí)，由于蒸汽中水分在織物表面冷凝，從而加速纖維膨化，使染料溶解，進(jìn)而向纖維內(nèi)部轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散，完成固色。印花著色效果隨色漿吸濕性增加及纖維膨化程度加大而迅速提高。原糊的蒸化吸附能力和膨化能力隨糊料的微結(jié)構(gòu)不同而改變，在實(shí)際工藝中，為了提高或改善吸濕性，通常會(huì)加入一定的吸濕劑（尿素）。

2.印花糊料的物理性能 印花糊料是一些能溶解或充分膨化分散在水中的高分子物的溶液或膠體溶液，其性質(zhì)直接影響著織物印花的效果。隨著印花用染料、印花方法、織物纖維的原料和組織結(jié)構(gòu)乃至印花花紋不同，必須選擇與之相適應(yīng)的糊料才能達(dá)到良好的印花效果。為此，應(yīng)注意原糊的黏性、流變性、觸變性、曳絲性、黏彈性等。

（1）黏度。流動(dòng)的液體如果放置不動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，會(huì)變成靜止，這是分子間的內(nèi)摩擦力作用的結(jié)果，這種存在于流體分子間的內(nèi)摩擦力叫流體的黏度。

印花效果與色漿的黏度密切相關(guān)，色漿黏度主要受糊料黏度的影響，同時(shí)也受色漿中的化學(xué)藥劑及染料的影響。為了獲得良好的印制效果，色漿必須有適當(dāng)且較為穩(wěn)定的黏度。一般來(lái)說(shuō)，高黏度色漿較適合印制精細(xì)線條、雪花點(diǎn)子、貓爪、干筆等，而不適合印大塊面或滿地花型、云紋等花型。同時(shí)隨印花方法、印花方式的不同，色漿黏度也要隨之改變。

即使有了適當(dāng)黏度的色漿，也不能保證有良好的印花效果，因?yàn)橛』〞r(shí)受剪切力的作用，黏度將發(fā)生很大改變，此時(shí)的黏度對(duì)實(shí)際印花效果影響更大。

（2）流變性。流體在剪切應(yīng)力作用下發(fā)生變形的性能稱為流變性，印花原糊在外力作用下會(huì)發(fā)生形變，所以也是一種流體，其流變性能是影響印花效果的重要因素。

流體在外力作用下，由于克服分子間阻力而開始流動(dòng)，隨外力增加，其黏度表現(xiàn)方式不同，通常將流體分為牛頓流體、塑性流體、假塑性流體、膨脹性流體及黏塑性流體等幾類。

①牛頓流體。在溫度和壓力保持不變的情況下，流體在剪切應(yīng)力作用下，其黏度保持不變，即為一常數(shù)，且當(dāng)剪切應(yīng)力大于零時(shí)，流體就發(fā)生流動(dòng)，剪切速率與剪切應(yīng)力成正比。一般只有低分子液體，或在濃度接近于零的高分子液體才符合牛頓定律。

②塑性流體。又叫賓海姆流體。它的特性表現(xiàn)為，當(dāng)剪切應(yīng)力較小時(shí)，流體不發(fā)生流動(dòng)，只有當(dāng)剪切應(yīng)力超過(guò)某一數(shù)值（屈服值）后，流體才開始流動(dòng)，且剪切速率與剪切應(yīng)力成正比，符合牛頓流體流變曲線。一些油墨、油漆屬于這種流體。

③假塑性流體。在剪切應(yīng)力作用下流體開始流動(dòng)，剪切速率隨剪切應(yīng)力的增加而增加，而黏度隨著剪切應(yīng)力的增加而降低。

而常用的原糊屬于假塑性流體，表現(xiàn)為在剪切應(yīng)力作用下流體開始流動(dòng)，隨剪切應(yīng)力增加，剪切速率增加明顯加快，而黏度顯著下降的現(xiàn)象（俗稱“剪力變稀”）。因?yàn)樵摿黧w在無(wú)外力作用時(shí)，由于分子間氫鍵、范德瓦耳斯力作用形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，吸附著大量水分子，形成溶劑化層，而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)黏度。當(dāng)受到剪切應(yīng)力作用時(shí)，溶劑化層粒子聚集傾向減小，高分子會(huì)沿剪切應(yīng)力方向運(yùn)動(dòng)和取向，從而破壞原有的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使流體阻力減小，黏度下降，且隨剪切應(yīng)力增大黏度下降更明顯，因而出現(xiàn)了“切力變稀”現(xiàn)象。

④膨脹流體。又稱脹流性流體。它與假塑性流體相反，當(dāng)剪切應(yīng)力增加時(shí)，其黏度并不降低反而增加。而當(dāng)剪切應(yīng)力較小時(shí)，產(chǎn)生較大的剪切速率，而后隨著剪切應(yīng)力的增加，其剪切速率遞增緩慢。

某些高濃度的懸浮液屬于這種流體，由于高濃度懸浮液中存在大量顆粒，隨著剪切應(yīng)力的增加，顆粒結(jié)構(gòu)被破壞，大分子相互纏繞增加，分子間摩擦力也隨之增大，因此黏度也隨之增加，如35%以上淀粉顆粒懸浮液屬于此類型。

⑤黏塑性流體。又稱賓海姆塑性液體。它的流體特性與塑性流體相似，只有當(dāng)剪切應(yīng)力超過(guò)最低的剪切應(yīng)力時(shí)流體才發(fā)生流動(dòng)；且隨著剪切應(yīng)力的增加，流體呈假塑性的流變曲線，至剪切應(yīng)力達(dá)到最大屈服值時(shí)，該流體的流變曲線開始呈牛頓型流體的直線型。小麥淀粉、低醚化度的羧甲基淀粉等印花原糊屬于這種流體。

常用印花糊料流動(dòng)性分類見表2-1。

表2-1 常用印花糊料流動(dòng)性分類

（3）觸變性。當(dāng)采用旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)測(cè)定流體的流變性時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)有的流體隨著剪切應(yīng)力增加時(shí)流變上行曲線，與剪切應(yīng)力遞減時(shí)流變下行曲線的軌跡不同。這種上行曲線與下行曲線不一致的現(xiàn)象稱為流體的觸變性。流體觸變有超前觸變和滯后觸變兩種，如圖2-1和圖2-2所示。觸變性可以用上行曲線和下行曲線之間的面積表示，面積越大，觸變性越大。

圖2-1 觸變性液體的超前觸變曲線

圖2-2 觸變性液體的滯后觸變曲線

而印花原糊表現(xiàn)為觸變滯后，這是由于原糊在印制時(shí)，受到剪切應(yīng)力作用，且隨剪切應(yīng)力增加，由分子間氫鍵、范德瓦耳斯力形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的黏度被破壞，而當(dāng)外力去除時(shí)，結(jié)構(gòu)黏度會(huì)重新回復(fù)，但需要一定時(shí)間，表現(xiàn)為滯后觸變。觸變性通常可用結(jié)構(gòu)黏度與表觀黏度比值來(lái)衡量，如式（2-2）所示。

結(jié)構(gòu)黏度會(huì)隨機(jī)械影響（攪拌、印花刮印、花筒擠壓）或溫度變化（或加熱）而減小或消失，也可隨影響消失而回復(fù)。

在篩網(wǎng)印花時(shí)，觸變性是非常重要的指標(biāo)。印制效果優(yōu)良的原糊料應(yīng)該是結(jié)構(gòu)黏度大，在剪切應(yīng)力作用下黏度明顯降低，易印透織物，但在刮刀（或磁棒）刮印后，又能迅速恢復(fù)其結(jié)構(gòu)黏度，滯后現(xiàn)象要小（即觸變性小），防止色漿滲化，提高花型輪廓清晰度。

（4）曳絲性。曳絲性，也稱可紡性或黏著性，是指糊料或色漿垂直流動(dòng)時(shí)成絲的性能，它反映了糊料的黏彈性能。工廠經(jīng)常用一根玻璃棒或攪漿棒插入色漿或糊料中，然后迅速提起，觀察流線在斷裂前的長(zhǎng)度來(lái)判斷色漿或糊料的性能好壞，流線越長(zhǎng)，曳絲性越好。這種曳絲性除與結(jié)構(gòu)黏度有關(guān)外，還與糊料濃度、溫度、表面張力及牽引速度有關(guān)。只有在合適濃度（在印花色漿應(yīng)用范圍內(nèi)）即溶液中分子鏈稍有纏結(jié)時(shí)才顯示出來(lái)。

印花色漿曳絲性會(huì)影響印花輪廓清晰度。曳絲性較低的印花色漿印制在疏水性織物上時(shí)，印花線條出現(xiàn)鋸齒形、粗細(xì)不一、斷線等不勻現(xiàn)象，隨著色漿曳絲性的提高，這些不勻的現(xiàn)象逐漸消失。

印花色漿曳絲性同樣影響著被印織物的上漿量。轉(zhuǎn)移到織物上的印花色漿除與被印織物性質(zhì)、印花方法有關(guān)外，也與曳絲性密切相關(guān)，上漿量隨著色漿曳絲性的提高而提高，直到織物吸漿飽和為止。

（5）黏彈性。理想彈性體（虎克彈性體）應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系，即外力作用產(chǎn)生形變，外力去除，形變瞬間回復(fù)；理想黏性體（牛頓流體）應(yīng)力與應(yīng)變速率成正比。而印花色漿在應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和時(shí)間共同作用下，表現(xiàn)為應(yīng)變（流動(dòng)）滯后于應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱印花色漿黏彈性。