低品味海泡石在毛巾印花糊料中的应用

陈镇+汪南方+廖祥+谢彦+邓海贞

摘要：海泡石是一种非金属粘土矿物，用途广泛，其所具有的流变性、悬浮性、增稠性和分散性等性能，为其在印花糊料中的应用提供了可能。本研究采用低品位海泡石与海藻酸钠进行复配来制备棉毛巾印花用新型糊料。研究结果表明，海泡石与海藻酸钠复配比例在3∶7、4∶6及5∶5时均可用于毛巾织物印花，其中4∶6时印花效果最佳。新型糊料安全环保，对环境及人体无毒无害，成本低，性能稳定。

关键词：糊料；海泡石；印花；毛巾

中图分类号：TS194.2 文献标志码：A

Application of Low Grade of Sepiolite in Paste for Towel Printing

Abstract： Sepiolite is a kind of non-metallic clay mineral with a wide range of uses. The properties of rheology， suspension， thickening and dispersing of sepiolite make it possible to be applied in printing paste. A new printing paste was prepared with low grade sepiolite and sodium alginate through compounding. The application results showed that the new printing paste could be used in printing of towel fabric， when the compound proportion of sepiolite and sodium alginate was 3∶7， 4∶6 and 5∶5. Moreover， the printing effect would be optimal， when the proportion was 4∶6. The new paste is not only safe and environmentally friendly， non-toxic and harmless to the environment and the human body， but also stable and low-cost.

Key words： paste； sepiolite； printing； towel

纯棉毛巾织物一般以 3 个系统纱线（毛经、地经和纬纱）相互交织，表面毛圈密集，织物风格相对粗犷、厚实，印花时对花型的精细度要求不高（丝网目数80 ～ 110目），但对其印透性要求较高。海藻酸钠糊是棉织物活性染料印花的首选糊料，具有色泽鲜艳、工艺简单、色牢度好等优点，但也存在黏度大，易出现沾网、拖带，存放过程中易结皮、变质及价格较高（4万 ～ 5 万元/t）等缺点。

海泡石是一种层链状结构的含水富镁硅酸盐类非金属粘土矿物，具有安全环保等诸多优点，同时，其强大的功能使其高品位矿已在医药、环保、国防等领域广泛应用；而低品位海泡石受关注较少，但其所特有的流变性、悬浮性、增稠性和分散性等基本性能并未改变，再考虑到其明显的价格优势（低品位海泡石售价低于 1 万元/t），为其在纺织品印花糊料中的应用提供了可能。

1 实验部分

1.1 材料、药品及仪器

1.1.1 实验材料

纯棉单面割绒漂白毛巾半制品（70 × 140 cm，克重300 g/m2，益阳龙源纺织有限公司）。

海泡石粉末（纯度15%，细度300目，湘潭源远海泡石科技有限公司），颜色呈浅灰色，其基本化学组成如表 1 所示。

1.1.2 实验药品

活性艳蓝KNR（无锡市丽马化工染料有限公司）；純碱、尿素、海藻酸钠、防染盐S（天津科密欧化学试剂有限公司）。

1.1.3 仪器及设备

MU562A型印花实验机（北京纺织机械器材研究所），101-2型数显电热鼓风烘箱、LSD-400间歇式定形烘干小样机（佛山市南海区宏信机械设备有限公司），YG751B预制式染色摩擦牢度仪、SW-12D耐洗色牢度试验机（宁波纺织仪器厂），PR-HWS-28恒温水浴锅（上海瑞普赛斯仪器股份有限公司），XY系列精密电子天平（常州市幸运电子设备有限公司），NDJ-8S数字式黏度计（上海精天电子仪器有限公司），Datacolor 600电脑测色配色仪（Datacolor公司），JJ-1A型电动搅拌器（金坛市良友仪器有限公司），紫外-可见分光光度计（上海美谱达仪器有限公司）。

1.2 糊料制备

1.2.1 糊料配方

糊料中海泡石与海藻酸钠总量浓度控制在5%（即 5 g），具体含量见表 2。

1.2.2 制糊工序

根据表 2 中的糊料配方，称取海泡石与海藻酸钠共5 g于250 mL烧杯中，加入60 ℃热水加快速搅拌 5 ～ 10 min，得到新型糊料，静置待用（调色浆及测试）。

1.3 印花工艺

1.3.1 色浆处方

1.3.2 调浆工序

按量称取染料、尿素、防染盐S、纯碱溶液于温水中充分溶解，混合均匀，然后加入到新糊料中，搅拌均匀。

1.3.3 印花工艺

毛巾平铺→压网→倒浆→开机→印花→预烘干（80℃×3 min）→焙烘（150 ℃×3 min）→冷水洗→熱水洗→皂煮→热水洗→冷水洗→烘干。

1.4 性能测试

1.4.1 原糊性能测试

（1）粘度

用数字粘度计测试不同配方在60 r/min转速下的糊料粘度（Pa·s）。

（2）抱水性

取糊料10 g于在50 mL烧杯中，加入10 mL蒸馏水，搅拌均匀，然后将长l0 cm、宽 2 cm的划有插入线标记的定性滤纸插入糊内（原糊与刻线一致），30 min之后量取水在滤纸上的上升高度（mm）。

（3）曳丝性

将直径为 8 mm的玻璃棒浸在糊料液面下15 mm处，以 6 cm/s的速度向上拉出，随棒拉出的糊丝断开时的玻璃棒底端至糊料表面的距离（cm）。

（4）耐存储性

将剩下的糊料（40 g）在室温下用保鲜膜密封，于阴凉处存放 7 天，每隔 1 天测定其粘度（Pa·s）。1.4.2 色浆性能测试

（1）流变性

流变性用印花粘度指数（PVI值）来表示，在25 ℃下，用同一种转子测定色浆在60 r/min和 6 r/min不同转速下的粘度，二者之比，即：

（2）耐存储性

将印花后剩余的色浆在室温下用保鲜膜密封，于阴凉处存放 7 天，每隔 1 天测定其粘度（Pa·s）。1.4.3 印花效果测试

（1）脱糊率

式（2）中，W1为织物印花烘干后的质量，g；W2为织物印花洗涤烘干后的质量，g；W0为织物印花前的质量，g。

（2）表面得色量

采用电脑测色配色仪测定毛巾织物印花绒面的K/S值。

（3）印透性

由于毛巾本身的织造及风格的特殊性，要求印花时绒毛的根部及立绒的织底必须完全印透，不能有任何露白或白点，同时织物反面不能有任何渗色或色点。

（4）耐摩擦牢度

参考GB/T 3920 — 2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》，测定印花织物耐干、湿摩擦牢度。

（5）耐洗色牢度

参考GB/T 3921 — 2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》，测定印花织物耐洗色牢度。

（6）花纹清晰度

采用目测法评价，在由粗到细的测试花型上，若最细的线条也清晰可见，轮廓清楚，粗细均匀，评价为优；若细线条的轮廓模糊，而中等粗线条清晰可辨，评价为良；若中等粗的线条模糊，粗线条轮廓清楚，评价为中；若粗线条模糊，评价为差。

（7）手感

采用主观评价方法，将印花毛巾在暗箱内，通过“搓、捏、摸、抓”等，评定织物的滑爽、软糯、丰满、弹性等手感特征，采用 5 级评级，1 级最差，5 级最好。

2 结果与讨论

2.1 原糊的基本性能

根据1.2.1中的新型糊料配方设计，测得新型糊料的基本性能如表 3 所示。

由表 3 可知，在海泡石：海藻酸钠比例为9∶1和10∶0时不成糊，原因是糊料中海藻酸钠含量过低（0.5%和0），而海泡石是一种无机物，单独成糊时，最低含量需要达到30%以上。

粘度是反映糊料基本性能的重要指标，随着海泡石含量的增大，新糊料的粘度呈明显降低趋势，这与海泡石及海藻酸钠糊料本身的特性相符，而毛巾织物印花时粘度不宜过高，否则无法印透织物，因此，只要能成糊均可考虑进行制浆应用。

抱水性是指糊料对水分的抱合能力，间接反映了糊料的膨润性、吸水性和耐稀释性，海泡石含量越多，滤纸液面上升高度值越大，说明糊料的抱水性越差，在实际印花中抱水性太差，一方面难以调浆，另一方面易造成染料向纤维内部扩散，造成渗化严重。

曳丝性间接反映了糊料的粘弹性能，混合糊料随海泡石比例的增大，曳丝长度先增大后减少，这也说明粘度太高或太低，均不利于曳丝性能，即在丝网印花时不利于色浆在辊体（或磁棒）表面的附着。

耐存储性反映了糊料的基本稳定性及储水性能，4、5号配方在存放过程中，由于水分挥发，含水量降低，粘度略有上升，其他配方在存储过程中，粘度下降，其中 9 号配方下降最多，析水严重；而 1 号即纯海藻酸钠糊料经过 7 天的放置后出现轻微结皮的现象。

2.2 色浆的基本性能

色浆的流变性能直接影响色浆的印花效果，PVI值则是衡量色浆流变性的重要指标，一般PVI值越小，色浆的流变性越好，适合印制精细花纹；而PVI值较大时，匀染性和印透性较好，适合毛巾等厚重类织物印花。不同配方比例下的PVI值及耐存储性见表 4。

由表 4 可知，色浆的PVI值随海泡石比例的增加逐步升高，9 号配方即海泡石∶海藻酸钠为8∶2时，由于在制浆过程中还要加入水，因此，浆料已经很稀，在 6 r/min下已没有粘度读数，无法计算PVI值，不再适合印花加工，其它 2 ～ 8号配方基本稳定，PVI值变化在可接受范围内。从耐存储性上来看，1 号配方即纯海藻酸钠糊料经过 7 天的放置后出现轻微结皮的现象，但通过快速搅拌，结皮可以溶解，重新成浆，其他浆料基本稳定，变化不大。

2.3 印花效果

对 1 ～ 8 号配方按“1.3.3印花工序”进行毛巾印花，测试结果如表 5 所示。

浆料在完成了印花工序后，糊料从织物上洗除，否则会对印花织物的手感产生很大影响。从表 5 可以看出，随着海泡石比例的增大，脫糊率略有降低。一般认为，脱糊率在85%以上即为合格，因此上述配方均可满足生产需求，色浆中糊料易于洗除。

从表面得色量来看，随海泡石含量的增加，K/S值增大，表面得色量增大，颜色增深，上染率提高，说明粘度越低，色浆越稀，透浆量增加，对上染纤维越有利。

4、5、6 号配方印透性良好，而 1 号配方绒毛根部未印透、露底，2、3 号配方有露底或少量白点，说明由于粘稠度太大，毛巾厚重而无法完全印透，7、8 号反面有色点甚至渗色，说明色浆粘稠度过低时，染料易渗透到毛巾的反面上去，这两种现象均无法达到产品要求。

从摩擦牢度来看，湿摩擦基本都在 3 级以上，干摩擦基本都在 4 级以上，能达到企业生产的技术要求；从耐洗色牢度来看，变色均在 4 级以上，沾色牢度均在 5 级，达到企业生产的技术要求，这说明新型糊料在色牢度方面表现较好。

毛巾印花不同于梭织物或针织物，相对来说花纹要更粗犷，对花纹精细度要求相对低一些，但从本研究结果来看，3、4、5、6 号配方印花效果理想，细条纹清晰可见，轮廓清楚，粗细均匀。

对于毛巾织物来说，良好的触感、亲肤感会使印花产品更具竞争性，从实际触感来看，1、2 号配方印花后毛巾绒毛部分手感略发硬，触感稍差。随着海泡石含量增加，手感柔软、滑糯、丰满而富有弹性，在实际生产中，还可以根据客户要求，后柔软整理继续提升手感。

2.4 最佳配方

综上所述，4、5、6 号配方均可用于毛巾织物印花，而且 5 号配方的应用效果最佳，具体效果如表 6 所示。

3 结论

（1）采用低品位海泡石与海藻酸钠进行复配，可以制备用于纯棉毛巾用的印花糊料，在海泡石∶海藻酸钠比例为3∶7、4∶6、5∶5下（原糊浓度5%），可满足毛巾印花要求，其中尤以4∶6时效果最佳。

（2）将低品位海泡石用于印花糊料，一方面对环境及人体无毒、无害，安全、环保，另一方面可有效降低糊料的成本，增加企业的效益。

（3）从实际操作中还发现，采用海泡石与海藻酸钠复配的新型糊料，可以常温制糊，同时，减少制糊时间，提高糊料的存放稳定性。

参考文献

[1] 陈镇，易兵，汪南方，等. 毛巾织物的超声波辅助酶氧前处理[J].印染，2016，42（8）：24-26.

[2] 陈镇，易兵，汪南方，等. 毛巾织物碱氧和酶氧一浴法前处理比较[J]. 湖南工程学院学报（自科版），2014（3）：60-63.

[3] 冯愈，李三梅，陈镇. 海藻酸钠糊性能及对活性染料直接印花效果的影响[J]. 上海纺织科技，2015，43（10）：13-16.

[4] 杨洪伟，金国标. 改性海藻酸钠糊料的印花性能研究[J]. 现代纺织技术，2015（2）：13-16.

[5] 倪成涛，周明. 可替代海藻酸钠的印花增稠剂FS-160[J]. 针织工业，2012（11）：32-33.

[6] 宋秉政，刘元军，谭艳君. 改性海藻酸钠的制备及其印花效果分析[J]. 染整技术，2012，34（3）：42-45.

[7] 张韬，贺洋. 海泡石环境吸附材料制备研究[J]. 非金属矿，2016，39（4）：46-47.

[8] 傅平丰，杨慧芬. 非金属矿深加工[M]. 北京：科学出版社，2016.

[9] 谢治民，陈镇，戴友芝. 海泡石复合吸附剂研制及处理染料废水性能研究[J]. 环境科学与技术，2009，32（2）：130-133.

[10] Platova R A. Evaluation of the efficiency of iron removal in the biochemical treatment of kaolin[J]. Glass and Ceramics，2015，71（11/12）： 446-451.

[11] 傅平丰，杨慧芬. 非金属矿深加工[M]. 北京：科学出版社，2016.

[12] Li X L，Wang Q P，Li H L，et al. Effect of sepiolite fiber on the structure and properties of the sepiolite/silica aerogel composite[J]. Journal of Sol-Gel Science and Technology，2013，67（3）：646-653.