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膨潤土在印花行業應用的研究
發布時間:2018-02-08 22:16:38| 瀏覽次數:

   活性染料具有色譜齊全、色澤鮮艷,制漿方便,印花工藝簡單,牢度較好等優點,在棉布直接印花中占有重要地位。海藻酸鈉是目前活性染料中最為適用的糊料,用它作為活性染料糊料,可獲得手感柔軟、色澤鮮艷的印花織物。


    近年來,由于近海石油工業的發展,使海藻酸鈉的資源日趨減少,而紡織工業和食品工業的發展對它的需求卻與日俱增,供不應求,價格持續上漲,這就迫使人們設法尋求理想的、價格低廉的代用品。膨潤土的主要成分蒙脫石是含水的鋁鎂硅酸鹽,結構單元層之間結合比較松弛,同時含有一定量的層問水。它在水中具有較高的分散性、膨脹性,膠體穩定性好,經改型、改性、增稠處理后形成的溶膠(礦物糊料),具有印花糊料的一般特性(增稠性、流變性),適用作織物印花糊料,因此可作為海藻酸鈉等有機糊料的部分代用品。膨潤土部分取代有機糊料,印花性能良好,這就決定了其應用的經濟合理性。


    1膨潤土礦物糊料制備


    選用的膨潤土取自浙江省安吉縣。原土呈白色和灰自色,土狀,較松散。主要礦物成分為蒙脫石、石英,少微量礦物有斜長石、鉀長石、絹云母、水云母、葉蠟石、鐵礦物。原料的化學成分(%)為:sio:,73.07;Al:O,,


    13.54;Fe201,1.49;Ti02,0.08;K20,0.76;Na20,0.17;Cao,1。75;MgO,2.86;H20一,lO.79;燒失,6.39。其基本物化性能,見表l;原礦粒度分析,見表2。由表2可知,該膨潤土中雜質粒度粗,大部分分布在O小一1mm之間,而蒙脫石主要在10um以下,這給選礦提純帶來了便利。為保證織物印花得色率高,輪廓清晰,手感和色牢度較好,對用于織物印花的糊料要求甚高。膨潤土用于織物印花,同樣必須通過處理才能達到印花工藝要求。為使印花過程刮印流暢、不塞網、不破網以及有較好的印制效果,天然膨潤土必須精制提純。精土投料的控制粒徑在一2um以下。膨潤土礦物糊料制備工藝:原礦(選擇開采)葉搗漿分散-+振動篩除砂一旋流器分級提純_精選控制一改型、改性、增黏膨化一膨潤土礦物糊料。


    旋流器分級采用一粗(函50)三精(函25)的流程,精選控制主要是避免引起刮印破網砂粒的進入和保證產品質量穩定;改型、改性、增黏膨化,選用磷酸三鈉(Na,PO。.12H:O)和檸檬酸鈉,用量按鈣、鎂離子當量的100%~115%添加(分級提純精礦:扇5Ca“82.8mm01/】00昏磊5Mg“7.2mmol/1009、凹c102.25mmol/1009),工藝過程中應避免使用Na2CO。


    2膨潤土礦物糊料


    2.1替代海藻酸鈉研究膨潤土礦物糊料的主要成分蒙脫石是一種無機礦物。由于其特殊的荷電性質,在水溶液中自由水包裹礦物并進入網絡結構,形成一種“疏液”膠體P。】。這種膠體依賴靜電力的吸附,體系是不平衡的,如失去部分水化膜或包裹水,會使膠體黏度下降。而海藻酸鈉和大多數有機高分子聚合物一樣,是一種親水性溶膠。此類高分子化合物與水分子之間有相當大的親合力,具有良好的水合性。礦物糊料與海藻酸鈉拼混時,對水吸附力強的海藻酸鈉原糊,會奪取對水吸附力弱的膨潤土礦物糊料膠粒表面的水化膜,使之黏度下降。黏度的變化隨拼混比的不同而不同,海藻酸鈉和礦物糊料拼混比在40%~60%之間,黏度下降趨于平穩。一般說來,黏度比較穩定的原糊制成的色漿,可使色漿黏度穩定,改善印花效果。


    用不同拼混比例的原糊制成的色漿(配方:染料2%、尿素5%、NaHCo,2%、原糊50%)在棉布上印花,目測其印花效果和流動性,結果見表4。由表4可看出,單獨采用膨潤土礦物糊料作原料,花紋輪廓不夠清晰。一般說來,不同的印花方式對印花色漿的黏度和流動性有不同的要求,平網單刀刮印,印漿要有良好的流動性并具有適當的黏度。因此,采用1:1的拼混原糊比較適宜。表4原糊拼混比例對色漿流動性和印制效果的影響。


    2.2流變性印花糊料的流變性是原糊的基本特性之一,也是衡量色漿印制效果的主要標志之一。配制3%海藻酸鈉、6%膨潤土礦物糊料以及1:1混合原糊。在美國產NLBovroid286型黏度計上進行測試,連續改變黏度計轉子的轉速,可在黏度計刻盤上分別讀得相應的數據Ⅳ,r/min和Ⅳ分別乘以黏度計的特征系數,即可求得剪切速率和剪切應力,并做出原糊的流變曲線,結果(室溫22℃下測定)見圖2。從圖2可看出,海藻酸鈉屬于近似牛頓型流體,而礦物糊料則屬典型的假塑型流體,因而具有良好的觸變性。混合原糊受到較低剪切應力作用,顯示出假塑性,但隨著剪切應力的增大,原糊又逐漸顯示出牛頓型流體的特性。圖2海藻酸鈉和礦物糊料及其混合糊的流變性比較在平網印花中,色漿受較低的剪切應力作用,要求原糊有良好的觸變性。混合原糊在較低剪切應力下的假塑性,將會給色漿帶來良好的印花效果。對于滾筒印花來說,色漿受到較大的剪切應力作用,要求原糊有近似牛頓型流體的特性,因此,可設想這種原糊在滾筒印花中也具有良好的適應性。


    2.3混合原糊色漿與海藻酸鈉色漿流動性比較按表5配方配制成混合糊色漿和海藻酸鈉色漿。按前述測試儀器和方法,測得r/min和A值,然后計算出剪切速率D和色漿黏度(表觀黏度),結果見圖3。從圖3可知,混合糊的黏度隨剪切速率的增大而迅速下降,而海藻酸鈉的變化較為緩慢,在平網或圓網印花中,這種流動性給印花生產帶來一定的好處。當刮刀作用于色漿的一瞬間,色漿變稀,黏度下降,色漿易于透過篩網而均勻地印在織物上;當刮刀的作用力消失時,黏度又趨于恢復,從而可得到比較清晰的花紋輪廓。


    色漿配方海藻鈉酸混合糊


    活性染料22


    尿素55


    NaHCO,22


    6%海藻酸鈉4525


    16%礦物糊料——25


    水XX


    合計IOOl∞


    注:x為除去其會全部組分后100份的余額(下同)。


    2.4與常用糊料、染料及各種助荊的相容性根據印花工藝設計的要求,印花色漿中需加入各種不同的染料和助劑。由于這些化學藥劑的加入,將使色漿的黏度產生變化,甚至產生凝膠、脫水現象,影響印花性能…。


表6所列為膨潤土礦物糊料對常用糊料、染料和各種助劑的相容性。常用糊料如海藻酸鈉,高取代度羧甲基纖維素、糊精類,植物種子膠等均屬高分子親水性膠體,與膨潤土礦物糊料有良好的相容性。由于商品染料中含有一定量的填充劑,例如溶解鹽、分散劑以及磷酸鈉、氯化鈉之類電解質,染料的加入會使膨潤土黏度稍有下降。


    無機鹽類影響膨潤土的黏度,有機物質例如尿素不會使膨潤土礦物糊料的黏度下降。3膨潤土礦物糊料印花試驗


    3.1混合原糊配方(份)海藻酸鈉,4;礦物糊料(干粉),10;六偏磷酸鈉,0.5;水,x;合計,100。天熱時可加入甲醛(40%)0.1如.2份以防霉。


    3.2色漿配方(份)活性染料,l~4;尿素,3~8;熱水,x;小蘇打,1。5~25;混合原糊,50;水,


    x;合計,100。


    3.3活性染料印花工藝印花(K、M型活性染料)一干燥一汽蒸固色(常壓汽蒸102~104℃,5~7min)?水洗葉皂洗(90~95℃2~5min,非離子洗凈劑lg/L)斗水洗_+烘干。拉幅。


    3.4印花試驗以8%海藻酸鈉和混合原糊為原料,對常用的15只活性染料分別按淺色(染料用量o.5%)和中深色(染料用量2.5%)調制色漿,作印制對比試驗,結果見表7、表8。表7常用活性染料印花得色量、色澤鮮艷度對比表7表明:使用混合原糊和單純海藻漿相比,


    在15只染料中,除KGL翠藍的得色為海藻漿略優于l:1混合原糊外,其余14只染料的得色均達到并超過單獨使用海藻漿,表明使用礦物糊料能較明顯地提高得色量,并且色光也較濃艷。表8表明:使用膨潤土礦物糊料替代部分海藻酸鈉(混合原糊),色牢度與單獨使用海藻酸鈉一致。


    3結論


    針對平涼膨潤土土質特點,干法鈉化工藝操作簡單,能耗小,生產周期短,自然放置24h后,可得到良好的鈉化效果,具有明顯的優勢。


    4結語


    1.蒙脫石由于其獨特的礦物結構和結晶化學特性,具有良好的懸浮穩定性、增稠性、流變性和相與其它干法工藝相比,此法由于在高剪切力下混合,膨潤土顆粒與鈉化劑充分接觸,鈉化效果明顯提高,可省去大型設備投資等費用。最佳工藝條件為:選擇3%A+2%B作為膨潤土鈉化劑,攪拌90s,自然放置2h。此條件下制備的鈉化土,膨脹體積、膨脹倍和膠質價分別為45m1‘g~、17ml’g叫和60ml‘(59)~。



 
 
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