学习任务2-1 印花原糊的作用、分类及性能

知识点

1.原糊的作用。

2.原糊的分类。

3.常用原糊的性能及糊料特点。

技能点

根据织物印花的要求调制所需的原糊。

印花原糊是一类能使印花色浆增稠的高分子化合物，可保证印花花型清晰轮廓，防止印制到织物上色浆中的染料（或涂料）因毛细管效应而产生渗化。印花原糊是印花色浆的主要组成部分，是影响印花质量的重要因素之一，它直接影响着花型的印制、染料的表面给色量、花纹轮廓的光洁等。印花原糊在加到印花色浆之前，一般先在水中充分溶胀，制成一定稠厚度的胶体溶液，或制成油/水型、水/油型乳化糊。

一、印花原糊的作用

印花原糊能将色浆中染料及化学药剂等传递到织物上，经印花后染料（涂料）固着，原糊随即被洗除，主要起传递介质的作用。根据原糊在印花过程中的作用不同，可分为以下两种形式。

（1）单纯作为印花色浆的增稠剂，使印花色浆具有适当的黏度，保证色浆在印制时透过网框到达织物，同时部分抵消由于织物毛效而产生的渗化，达到花纹的完整和轮廓的清晰。原糊中的染料借助印花、烘干、汽蒸等作用，能从色浆转移并渗透到织物内部在织物上固着完成上染。最后通过水洗，将原糊从织物上洗除。

（2）既作为色浆的增稠剂，又参与染料的固着，印花固色完成后，成为印花的组成部分，保留在织物上。

原糊在印花过程中除上述作用外，还具有以下几方面作用：可将印花色浆中染料、化学品、助剂或溶剂均匀分散在原糊中，并稀释到规定浓度，而制成色浆；作为印花色浆的稳定剂及延缓印花色浆中各组分彼此间相互作用的保护胶体；作为印花或轧染后，烘干过程中抗泳移作用的匀染剂，使花型色泽均匀、轮廓清晰；作为印花后处理汽蒸固色时的吸湿剂，有利于染料吸湿溶解及向纤维内部扩散。

二、印花原糊的分类

印花原糊按其来源可分为天然系、半合成系、合成系及乳化系几大类。

1.天然系原糊 天然系原糊主要有植物性糊料、动物性糊料和矿物性糊料。

（1）植物性糊料。

①淀粉类。如小麦淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉、米淀粉等，他们通常有直链淀粉和支链淀粉组成，其中直链淀粉使糊料具有一定弹性和挠曲性，烘干时能较快成膜，而支链淀粉具有良好的黏着力，烘干时成膜较慢，但耐磨性好且不易洗除，他们能在冷水中发生有限溶胀，在加热或碱中明显膨化。

②来自于植物果子、树、灌木皮中分泌液干涸而成的天然胶。有龙胶、皂荚胶、果胶、结晶胶、阿拉伯树胶、刺槐豆胶、瓜耳豆胶、纳夫卡树胶等，是天然混杂多糖物，结构复杂，且具有支链，能溶于水成黏稠流体，具有优良的印花性能，但来源有限、成本高。

③藻类。如来自海带、裙带藻、空茎昆马尾藻等植物的海藻酸钠、海藻酸酯、米海苔等，其中最常用的海藻酸钠具有与淀粉或纤维素相似的结构，所不同的是环上碳原子上的羧基取代原羟甲基，糊料电离成阴离子与活性染料存在静电斥力，能阻止糊料与活性染料反应，是活性染料印花最优良的印花糊料。

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，主要由葡甘露聚糖构成的蒟蒻粉、田仁粉、以淀粉为主要成分的橡子粉等。

（2）动物性糊料。

①动物性蛋白质。如酪脘、卵蛋白。

②动物性胶类。如鱼胶、骨胶、皮胶、明胶等，其中明胶是以动物皮、骨为原料，通过较复杂加工制得的，分子量较大由氨基酸组成的多肽分子混合物，能在冷水中溶胀，在温水中溶解。

③氨基多糖类。如甲壳质，它与纤维素具有非常相似的六碳糖多聚体，是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过1，4糖苷链相互连接而成。

（3）矿物性糊料。如膨润土，以含水硅酸镁为主具有润滑性、抗粘、耐酸性、柔软、光泽好、较强吸附力的滑石粉，硅酸钠等。

2.半合成系原糊 虽然天然系原糊有许多优良性能，但也存在明显缺陷，为了使糊料性能更能满足织物印花的要求，人们开始对天然原糊进行化学改性，改善其性能以满足印花对糊料的要求。加工淀粉类如可溶性淀粉，淀粉经高温烘焙后制成的黄糊精、白糊精，加工后淀粉分子量明显下降，从而使色浆渗透性明显提高，同时印花色浆水洗性显著提高；淀粉衍生物类如乙酰化淀粉、羧甲基淀粉、羟乙基淀粉等，通过化学改性，使淀粉的流动性、渗透性显著提高，从而改善了色浆印花性能；纤维系衍生物类如甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素，虽然纤维素与淀粉结构相似，同时具有良好的化学稳定性，但由于不溶于水，故纤维素通过碱化、水解或氧化，再进行酯化或醚化，以提高水溶性，满足印花的要求；加工类海藻如海藻酸铵，由于高温时易释放出氨而使pH下降，特别适合分散染料在纯涤纶上印花。

3.合成系原糊 常用合成系原糊是由低分子烯烃类物质，通过聚合而成。乙烯系如聚乙烯醇、变性聚乙烯醇；醋酸乙烯酯类如醋酸聚乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯—顺丁烯二酸共聚物；丙烯类中聚丙烯酸、聚丙烯酸酯和聚甲醛丙烯酸共聚物；苯乙烯类如苯乙烯顺丁二烯共聚物等。目前使用较多的合成增稠剂一般以丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸或马来酸酐为第一单体，以丙烯酸酯或苯乙烯为第二单体；以双丙烯酸丁二酯或邻苯二甲酸二丙烯或乙二胺、乙醇胺或丁二醇为第三单体合成的非离子型和阴离子型增稠剂，其中非离子型具有适应性好，使用方便，相容好，同时对电解质稳定等特点，而阴离子型具有黏稠性好、含固量低、给色量高、印花后织物手感柔软、牢度好等特点。

4.乳化液系原糊 用高沸点火油和水在乳化剂作用下，制成油/水型或水/油型乳化剂。这种乳化糊含固量低，后处理方便，能明显提高涂料印花的色泽深度和鲜艳度，同时也适用于各种材质织物的印花。

三、印花原糊的性能

原糊在印花中起着重要的作用，为此应具有一定的流动性，能在外力作用下透过筛网，使印在织物表面的色浆，渗透到织物内部，在织物上形成完整、均匀的花型，当外力消失时，色浆黏度立即恢复，避免渗化现象，保证花型清晰度。

1.印花原糊必须具备的基本性能

（1）具有一定的物理化学稳定性。煮糊容易，制成的原糊具有一定的物理和化学稳定性，在储存过程中不易发生结皮、发霉、发臭、变薄等变质现象；制成的印花色浆在搅拌、挤压等机械作用时相对稳定；与染料和化学药剂有较好的相容性，使染料、助剂与化学药剂均匀地分散在胶体分散系中，从而获得均匀的花纹图案，避免水解、盐析、结块、刀口结皮现象的产生。

（2）较高的给色量。给色量是指同等用量的染料印制到织物上所得表面色泽深浅程度。其影响因素：一是印花原糊对染料亲和力，亲和力越大，染料越难向纤维转移，得色越浅；二是原糊含固率，含固率较高的色浆，会阻碍染料由色浆向纤维转移，降低得色率，但也阻碍织物表面染料向内部渗透，使织物表面染料更多可提高给色量；三是原糊的渗透性。渗透性差，染料基本覆盖在织物表面，反而提高了给色量。

印花原糊应该具有良好的染料传递性，印花时色浆中染料容易转移，有较高表面给色量，水洗牢度好，及较高的染料利用率。

（3）良好的成型性。原糊能透过高目数的丝网、镍网，在织物上印制均匀、精细、轮廓清晰的花型；同时还能渗入到织物内部，烘干后能在织物表面形成具有一定弹性、较耐磨、不易开裂和脱落的膜层；形成的膜层不会粘连织物或黏附导辊。

（4）良好的水溶性。经印花固色后原糊容易从织物上洗除。良好的水溶性，以保证印花后织物的手感、花型鲜艳度及染色牢度。

（5）较高的成糊率。即调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较高的成糊率，而无机化合物成糊率相对较低，所以用量大，含固率也高，同时黏度稳定性也较差。

（6）良好的吸湿性。印花烘干后，织物表面色浆中的染料在汽蒸固色时，由于蒸汽中水分在织物表面冷凝，从而加速纤维膨化，使染料溶解，进而向纤维内部转移和扩散，完成固色。印花着色效果随色浆吸湿性增加及纤维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随糊料的微结构不同而改变，在实际工艺中，为了提高或改善吸湿性，通常会加入一定的吸湿剂（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胶体溶液，其性质直接影响着织物印花的效果。随着印花用染料、印花方法、织物纤维的原料和组织结构乃至印花花纹不同，必须选择与之相适应的糊料才能达到良好的印花效果。为此，应注意原糊的黏性、流变性、触变性、曳丝性、黏弹性等。

（1）黏度。流动的液体如果放置不动，经过一段时间后，会变成静止，这是分子间的内摩擦力作用的结果，这种存在于流体分子间的内摩擦力叫流体的黏度。

印花效果与色浆的黏度密切相关，色浆黏度主要受糊料黏度的影响，同时也受色浆中的化学药剂及染料的影响。为了获得良好的印制效果，色浆必须有适当且较为稳定的黏度。一般来说，高黏度色浆较适合印制精细线条、雪花点子、猫爪、干笔等，而不适合印大块面或满地花型、云纹等花型。同时随印花方法、印花方式的不同，色浆黏度也要随之改变。

即使有了适当黏度的色浆，也不能保证有良好的印花效果，因为印花时受剪切力的作用，黏度将发生很大改变，此时的黏度对实际印花效果影响更大。

（2）流变性。流体在剪切应力作用下发生变形的性能称为流变性，印花原糊在外力作用下会发生形变，所以也是一种流体，其流变性能是影响印花效果的重要因素。

流体在外力作用下，由于克服分子间阻力而开始流动，随外力增加，其黏度表现方式不同，通常将流体分为牛顿流体、塑性流体、假塑性流体、膨胀性流体及黏塑性流体等几类。

①牛顿流体。在温度和压力保持不变的情况下，流体在剪切应力作用下，其黏度保持不变，即为一常数，且当剪切应力大于零时，流体就发生流动，剪切速率与剪切应力成正比。一般只有低分子液体，或在浓度接近于零的高分子液体才符合牛顿定律。

②塑性流体。又叫宾海姆流体。它的特性表现为，当剪切应力较小时，流体不发生流动，只有当剪切应力超过某一数值（屈服值）后，流体才开始流动，且剪切速率与剪切应力成正比，符合牛顿流体流变曲线。一些油墨、油漆属于这种流体。

③假塑性流体。在剪切应力作用下流体开始流动，剪切速率随剪切应力的增加而增加，而黏度随着剪切应力的增加而降低。

而常用的原糊属于假塑性流体，表现为在剪切应力作用下流体开始流动，随剪切应力增加，剪切速率增加明显加快，而黏度显著下降的现象（俗称“剪力变稀”）。因为该流体在无外力作用时，由于分子间氢键、范德瓦耳斯力作用形成网状结构，吸附着大量水分子，形成溶剂化层，而产生结构黏度。当受到剪切应力作用时，溶剂化层粒子聚集倾向减小，高分子会沿剪切应力方向运动和取向，从而破坏原有的网状结构，使流体阻力减小，黏度下降，且随剪切应力增大黏度下降更明显，因而出现了“切力变稀”现象。

④膨胀流体。又称胀流性流体。它与假塑性流体相反，当剪切应力增加时，其黏度并不降低反而增加。而当剪切应力较小时，产生较大的剪切速率，而后随着剪切应力的增加，其剪切速率递增缓慢。

某些高浓度的悬浮液属于这种流体，由于高浓度悬浮液中存在大量颗粒，随着剪切应力的增加，颗粒结构被破坏，大分子相互缠绕增加，分子间摩擦力也随之增大，因此黏度也随之增加，如35%以上淀粉颗粒悬浮液属于此类型。

⑤黏塑性流体。又称宾海姆塑性液体。它的流体特性与塑性流体相似，只有当剪切应力超过最低的剪切应力时流体才发生流动；且随着剪切应力的增加，流体呈假塑性的流变曲线，至剪切应力达到最大屈服值时，该流体的流变曲线开始呈牛顿型流体的直线型。小麦淀粉、低醚化度的羧甲基淀粉等印花原糊属于这种流体。

常用印花糊料流动性分类见表2-1。

表2-1 常用印花糊料流动性分类

（3）触变性。当采用旋转式黏度计测定流体的流变性时，人们发现有的流体随着剪切应力增加时流变上行曲线，与剪切应力递减时流变下行曲线的轨迹不同。这种上行曲线与下行曲线不一致的现象称为流体的触变性。流体触变有超前触变和滞后触变两种，如图2-1和图2-2所示。触变性可以用上行曲线和下行曲线之间的面积表示，面积越大，触变性越大。

图2-1 触变性液体的超前触变曲线

图2-2 触变性液体的滞后触变曲线

而印花原糊表现为触变滞后，这是由于原糊在印制时，受到剪切应力作用，且随剪切应力增加，由分子间氢键、范德瓦耳斯力形成的网状结构而产生的黏度被破坏，而当外力去除时，结构黏度会重新回复，但需要一定时间，表现为滞后触变。触变性通常可用结构黏度与表观黏度比值来衡量，如式（2-2）所示。

结构黏度会随机械影响（搅拌、印花刮印、花筒挤压）或温度变化（或加热）而减小或消失，也可随影响消失而回复。

在筛网印花时，触变性是非常重要的指标。印制效果优良的原糊料应该是结构黏度大，在剪切应力作用下黏度明显降低，易印透织物，但在刮刀（或磁棒）刮印后，又能迅速恢复其结构黏度，滞后现象要小（即触变性小），防止色浆渗化，提高花型轮廓清晰度。

（4）曳丝性。曳丝性，也称可纺性或黏着性，是指糊料或色浆垂直流动时成丝的性能，它反映了糊料的黏弹性能。工厂经常用一根玻璃棒或搅浆棒插入色浆或糊料中，然后迅速提起，观察流线在断裂前的长度来判断色浆或糊料的性能好坏，流线越长，曳丝性越好。这种曳丝性除与结构黏度有关外，还与糊料浓度、温度、表面张力及牵引速度有关。只有在合适浓度（在印花色浆应用范围内）即溶液中分子链稍有缠结时才显示出来。

印花色浆曳丝性会影响印花轮廓清晰度。曳丝性较低的印花色浆印制在疏水性织物上时，印花线条出现锯齿形、粗细不一、断线等不匀现象，随着色浆曳丝性的提高，这些不匀的现象逐渐消失。

印花色浆曳丝性同样影响着被印织物的上浆量。转移到织物上的印花色浆除与被印织物性质、印花方法有关外，也与曳丝性密切相关，上浆量随着色浆曳丝性的提高而提高，直到织物吸浆饱和为止。

（5）黏弹性。理想弹性体（虎克弹性体）应力与应变呈线性关系，即外力作用产生形变，外力去除，形变瞬间回复；理想黏性体（牛顿流体）应力与应变速率成正比。而印花色浆在应力、应变、温度和时间共同作用下，表现为应变（流动）滞后于应力，这种现象称印花色浆黏弹性。