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膨润土在印花行业应用的研究
发布时间:2018-02-08 22:16:38| 浏览次数:

   活性染料具有色谱齐全、色泽鲜艳,制浆方便,印花工艺简单,牢度较好等优点,在棉布直接印花中占有重要地位。海藻酸钠是目前活性染料中最为适用的糊料,用它作为活性染料糊料,可获得手感柔软、色泽鲜艳的印花织物。


    近年来,由于近海石油工业的发展,使海藻酸钠的资源日趋减少,而纺织工业和食品工业的发展对它的需求却与日俱增,供不应求,价格持续上涨,这就迫使人们设法寻求理想的、价格低廉的代用品。膨润土的主要成分蒙脱石是含水的铝镁硅酸盐,结构单元层之间结合比较松弛,同时含有一定量的层问水。它在水中具有较高的分散性、膨胀性,胶体稳定性好,经改型、改性、增稠处理后形成的溶胶(矿物糊料),具有印花糊料的一般特性(增稠性、流变性),适用作织物印花糊料,因此可作为海藻酸钠等有机糊料的部分代用品。膨润土部分取代有机糊料,印花性能良好,这就决定了其应用的经济合理性。


    1膨润土矿物糊料制备


    选用的膨润土取自浙江省安吉县。原土呈白色和灰自色,土状,较松散。主要矿物成分为蒙脱石、石英,少微量矿物有斜长石、钾长石、绢云母、水云母、叶蜡石、铁矿物。原料的化学成分(%)为: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;烧失,6.39。其基本物化性能,见表l;原矿粒度分析,见表2。由表2可知,该膨润土中杂质粒度粗,大部分分布在O小一1mm之间,而蒙脱石主要在10um以下,这给选矿提纯带来了便利。为保证织物印花得色率高,轮廓清晰,手感和色牢度较好,对用于织物印花的糊料要求甚高。膨润土用于织物印花,同样必须通过处理才能达到印花工艺要求。为使印花过程刮印流畅、不塞网、不破网以及有较好的印制效果,天然膨润土必须精制提纯。精土投料的控制粒径在一2um以下。膨润土矿物糊料制备工艺:原矿(选择开采)叶捣浆分散-+振动筛除砂一旋流器分级提纯_精选控制一改型、改性、增黏膨化一膨润土矿物糊料。


    旋流器分级采用一粗(函50)三精(函25)的流程,精选控制主要是避免引起刮印破网砂粒的进入和保证产品质量稳定;改型、改性、增黏膨化,选用磷酸三钠(Na,PO。.12H:O)和柠檬酸钠,用量按钙、镁离子当量的100%~115%添加(分级提纯精矿:扇5Ca“82.8mm01/】00昏磊5Mg“7.2mmol/1009、凹c102.25mmol/1009),工艺过程中应避免使用Na2CO。


    2膨润土矿物糊料


    2.1替代海藻酸钠研究膨润土矿物糊料的主要成分蒙脱石是一种无机矿物。由于其特殊的荷电性质,在水溶液中自由水包裹矿物并进入网络结构,形成一种“疏液”胶体P。】。这种胶体依赖静电力的吸附,体系是不平衡的,如失去部分水化膜或包裹水,会使胶体黏度下降。而海藻酸钠和大多数有机高分子聚合物一样,是一种亲水性溶胶。此类高分子化合物与水分子之间有相当大的亲合力,具有良好的水合性。矿物糊料与海藻酸钠拼混时,对水吸附力强的海藻酸钠原糊,会夺取对水吸附力弱的膨润土矿物糊料胶粒表面的水化膜,使之黏度下降。黏度的变化随拼混比的不同而不同,海藻酸钠和矿物糊料拼混比在40%~60%之间,黏度下降趋于平稳。一般说来,黏度比较稳定的原糊制成的色浆,可使色浆黏度稳定,改善印花效果。


    用不同拼混比例的原糊制成的色浆(配方:染料2%、尿素5%、NaHCo,2%、原糊50%)在棉布上印花,目测其印花效果和流动性,结果见表4。由表4可看出,单独采用膨润土矿物糊料作原料,花纹轮廓不够清晰。一般说来,不同的印花方式对印花色浆的黏度和流动性有不同的要求,平网单刀刮印,印浆要有良好的流动性并具有适当的黏度。因此,采用1:1的拼混原糊比较适宜。表4原糊拼混比例对色浆流动性和印制效果的影响。


    2.2流变性印花糊料的流变性是原糊的基本特性之一,也是衡量色浆印制效果的主要标志之一。配制3%海藻酸钠、6%膨润土矿物糊料以及1:1混合原糊。在美国产NLBovroid286型黏度计上进行测试,连续改变黏度计转子的转速,可在黏度计刻盘上分别读得相应的数据Ⅳ,r/min和Ⅳ分别乘以黏度计的特征系数,即可求得剪切速率和剪切应力,并做出原糊的流变曲线,结果(室温22℃下测定)见图2。从图2可看出,海藻酸钠属于近似牛顿型流体,而矿物糊料则属典型的假塑型流体,因而具有良好的触变性。混合原糊受到较低剪切应力作用,显示出假塑性,但随着剪切应力的增大,原糊又逐渐显示出牛顿型流体的特性。图2海藻酸钠和矿物糊料及其混合糊的流变性比较在平网印花中,色浆受较低的剪切应力作用,要求原糊有良好的触变性。混合原糊在较低剪切应力下的假塑性,将会给色浆带来良好的印花效果。对于滚筒印花来说,色浆受到较大的剪切应力作用,要求原糊有近似牛顿型流体的特性,因此,可设想这种原糊在滚筒印花中也具有良好的适应性。


    2.3混合原糊色浆与海藻酸钠色浆流动性比较按表5配方配制成混合糊色浆和海藻酸钠色浆。按前述测试仪器和方法,测得r/min和A值,然后计算出剪切速率D和色浆黏度(表观黏度),结果见图3。从图3可知,混合糊的黏度随剪切速率的增大而迅速下降,而海藻酸钠的变化较为缓慢,在平网或圆网印花中,这种流动性给印花生产带来一定的好处。当刮刀作用于色浆的一瞬间,色浆变稀,黏度下降,色浆易于透过筛网而均匀地印在织物上;当刮刀的作用力消失时,黏度又趋于恢复,从而可得到比较清晰的花纹轮廓。


    色浆配方海藻钠酸混合糊


    活性染料22


    尿素55


    NaHCO,22


    6%海藻酸钠4525


    16%矿物糊料——25


    水XX


    合计IOOl∞


    注:x为除去其会全部组分后100份的余额(下同)。


    2.4与常用糊料、染料及各种助荆的相容性根据印花工艺设计的要求,印花色浆中需加入各种不同的染料和助剂。由于这些化学药剂的加入,将使色浆的黏度产生变化,甚至产生凝胶、脱水现象,影响印花性能…。


表6所列为膨润土矿物糊料对常用糊料、染料和各种助剂的相容性。常用糊料如海藻酸钠,高取代度羧甲基纤维素、糊精类,植物种子胶等均属高分子亲水性胶体,与膨润土矿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剂,例如溶解盐、分散剂以及磷酸钠、氯化钠之类电解质,染料的加入会使膨润土黏度稍有下降。


    无机盐类影响膨润土的黏度,有机物质例如尿素不会使膨润土矿物糊料的黏度下降。3膨润土矿物糊料印花试验


    3.1混合原糊配方(份)海藻酸钠,4;矿物糊料(干粉),10;六偏磷酸钠,0.5;水,x;合计,100。天热时可加入甲醛(40%)0.1如.2份以防霉。


    3.2色浆配方(份)活性染料,l~4;尿素,3~8;热水,x;小苏打,1。5~25;混合原糊,50;水,


    x;合计,100。


    3.3活性染料印花工艺印花(K、M型活性染料)一干燥一汽蒸固色(常压汽蒸102~104℃,5~7min)・水洗叶皂洗(90~95℃2~5min,非离子洗净剂lg/L)斗水洗_+烘干。拉幅。


    3.4印花试验以8%海藻酸钠和混合原糊为原料,对常用的15只活性染料分别按浅色(染料用量o.5%)和中深色(染料用量2.5%)调制色浆,作印制对比试验,结果见表7、表8。表7常用活性染料印花得色量、色泽鲜艳度对比表7表明:使用混合原糊和单纯海藻浆相比,


    在15只染料中,除KGL翠蓝的得色为海藻浆略优于l:1混合原糊外,其余14只染料的得色均达到并超过单独使用海藻浆,表明使用矿物糊料能较明显地提高得色量,并且色光也较浓艳。表8表明:使用膨润土矿物糊料替代部分海藻酸钠(混合原糊),色牢度与单独使用海藻酸钠一致。


    3结论


    针对平凉膨润土土质特点,干法钠化工艺操作简单,能耗小,生产周期短,自然放置24h后,可得到良好的钠化效果,具有明显的优势。


    4结语


    1.蒙脱石由于其独特的矿物结构和结晶化学特性,具有良好的悬浮稳定性、增稠性、流变性和相与其它干法工艺相比,此法由于在高剪切力下混合,膨润土颗粒与钠化剂充分接触,钠化效果明显提高,可省去大型设备投资等费用。最佳工艺条件为:选择3%A+2%B作为膨润土钠化剂,搅拌90s,自然放置2h。此条件下制备的钠化土,膨胀体积、膨胀倍和胶质价分别为45m1‘g~、17ml’g叫和60ml‘(59)~。



 
 
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