如何準確分析印花糊料的防堵網性能

賈吉敏，張 強，郇路恒，秦益民，2，申培麗，2，張宗亮，劉蘊慧

（1.青島明月海藻集團有限公司海藻活性物質國家重點實驗室，山東青島 266400；2.青島海藻生物科技創新中心，山東青島 266400）

印花糊料是可溶于水或在水中能充分溶脹、分散的親水性高分子稠厚膠體溶液，是印花色漿中必不可少的成分，決定著印花性能、染料的表面給色量、花紋輪廓的光潔度等，如果糊料性能不佳，會帶來諸多問題，如堵網、刀條、色花等［1-4］。

隨著印花技術的不斷發展，印花設備（平網、圓網）、刮印系統（鋼刮刀、橡膠刮刀）和網目種類（絲網、鎳網）逐漸增多，對印花色漿的性能提出了更高要求，單一糊料已無法滿足生產需要。多種糊料混合使用時，糊料種類的選擇和不同糊料比例的調整非常重要，尤其是在高目數、精細花型的印花工藝中。如果糊料選擇不當，會發生堵網問題，輕則停車、洗網，影響生產效率；重則導致大量疵品的產生，給公司造成嚴重的經濟損失。雖然有不少文獻對印花糊料的基本性能提供了測試方法［5-8］，如黏度、PVI 值、化學相容性、抱水性、耐稀釋性、存儲穩定性、皮膜強度等，但是目前均未對堵網性能給出好的評價方法。因此，實驗室小試階段如果能夠簡單、直接地判斷糊料的印花效果和防堵網性能的差異，篩選出印制精細且不易堵網的糊料，將會給生產帶來方便，有效保證生產效率和降低疵品的發生率。

此前，有研究人員從糊料透網性方面進行了一些發明，例如中國專利202351150U、205538537U 和211528116U 都公開介紹了印花糊料透網性的測試裝置［9-11］。該類裝置雖然能簡單表征糊料的透網性能，但是都存在相同的問題，即測試網下面均無阻力。而長期生產實踐發現，堵網問題的發生往往是以下3 種原因中的一種或幾種造成的：（1）色漿受到上面刮刀和網下面料的擠壓下，經過多次反復刮涂，某個顆粒或幾個顆粒受到網面兩側雙重擠壓而卡在網孔中間；（2）經過多次刮涂，不同糊料之間發生反應，形成纏繞物和絮狀物；（3）刮涂過程中摩擦生熱，導致水分揮發，色漿表層出現結膜，漿膜無法通過細小網孔。堵網的發生是多因素導致的，因此測試方法與實際生產越接近，測試結果的可靠性越高。

市場現有的糊料種類復雜，印制過程中易出現堵網問題，但無法提前進行糊料防堵網性能的判斷，研究并準確模擬印花過程中糊料的變化狀態，結合合適的工具，快速判斷糊料的防堵網性能，測試結果更加準確和貼近實際生產。

1 實驗

1.1 材料與儀器

織物：平紋純棉織物（40×40，133×72）。試劑：海藻酸鈉糊料（青島明月海藻集團有限公司），糊料A、糊料B（市售），活性染料（工業級）。儀器：DV-I+型旋轉黏度計（美國Brookfield 公司），RC-MP2000 磁樣印花機（上海一派印染技術有限公司），RH-2000 數字視頻顯微鏡［似空科學儀器（上海）有限公司］，印花網板（自制）。

1.2 實驗方法

1.2.1 網板的設計

為了更準確地區分印花糊料堵網的差異性，實驗中使用200 目尼龍絲網（也可根據生產需要選擇需要的目數），通過感光膠控制網板開孔率，使開孔率呈現遞變的模式，并設計粗細不同的線條和圓圈加以輔助判斷，網板設計如圖1所示。

圖1 網板制作示意圖

1.2.2 糊料的制備

將一定比例的糊料分散到純水中，充分攪拌，膨化8 h 以上，然后再加入少量染料（約1%，為了更清楚地觀察結果），用純水將上述含有染料的原糊黏度調整到（7 000±200）mPa·s，測試條件為20 r/min、20 ℃、6號轉子。

1.3 防堵網性能的測試

將布樣平鋪在臺面上，放上設計的網板，從一側倒入適量的待測糊料，調整小樣印花機的印制參數（磁棒直徑、磁力、速度等），使用磁棒連續來回刮涂5遍，然后抬起網板，將布樣取出，置于烘箱中85 ℃烘干，記為1#。緊接著放置第2塊布樣，按照上述印制方式印制2#、3#、4#等。持續觀察印制面料圖案的堵網情況，待出現堵網時立即停止（圖1 右側中間細圓圈出現不連續即為堵網）。然后清洗網板，使用另外一種對比糊料進行印制，最終對比相同編號、不同糊料的印制效果。印制流程如圖2所示。

圖2 印制流程圖

方法1：使用目測法，觀察相同編號的樣品印制圖案中細線條和細圓圈出現斷線的情況，以及2%開孔率處的得色深淺，細線斷線越少，2%處得色越深，則不易堵網，反之則容易堵網。

方法2：用不同糊料印制相同編號的樣品，置于視頻顯微鏡下觀察，放大倍數為200 倍，統計2%開孔率處印制圖案的色點數量和大小，選取多個視野范圍，統計色點的數量，色點數量越多，越不易堵網。再利用顯微鏡軟件選取100 個色點測定其直徑，使用正態分布對色點直徑數據進行統計處理，色點大小越均勻，越不易堵網。

2 結果與討論

2.1 糊料的指標

由表1 可以看出，使用純水調節印花糊料的黏度基本相同，使對比更加可靠。

表1 糊料測試結果

2.2 印制參數設定

由表2可知，設計的實驗參數壓力大、速度低，增大了堵網問題發生的可能性，便于快速判斷測試結果。

從印制結果看，糊料B 在印制3#時出現堵網，停止印制；而海藻酸鈉糊料和糊料A 均在印制4#時才出現堵網現象，說明在印花過程中糊料B 較海藻酸鈉糊料和糊料A 更易造成堵網。

對于海藻酸鈉糊料和糊料A 的判斷可以通過目測表觀顏色來初步判斷，海藻酸鈉糊料的顏色略深于糊料A，說明糊料A 可能更容易堵網。同時可以借助視頻顯微鏡來統計分析，驗證判斷結果。

2.3 數據統計與分析

由表3 和圖3 可知，海藻酸鈉糊料中值為5.86 μm，色點尺寸相對集中，印制清晰度好。糊料A 和糊料B 印制色點的中值分別為5.70、6.26 μm，色點直徑大小分布離散，容易堵網。對比樣品可以看出，防堵網性能從大到小為海藻酸鈉糊料、糊料A、糊料B。

表3 色點數量統計

圖3 色點直徑正態分布圖

3 結論

（1）在相同黏度下對比印花糊料的堵網性能差異，在印制3～4 次即出現了不同程度的堵網現象，可以迅速判斷糊料防堵網的優劣。實驗選取的3 種糊料中，糊料B 在3#的印制過程中出現了堵網，而海藻酸鈉糊料和糊料A 在4#的印制過程中才出現堵網，因此糊料B 的防堵網性能明顯差于海藻酸鈉糊料和糊料A。

（2）海藻酸鈉糊料和糊料A 在相同印制次數出現堵網的現象，首先可以通過目測對比顏色深淺來判斷，同時結合布面上色點的形態、直徑大小分布來輔助判斷。

（3）實驗方法與實際印制工藝接近，更好地模擬了大車的生產條件，因此通過該方法選擇的糊料產品，可以更好地適應車間生產，對車間降低疵品發生率和提高工作效率具有重要意義。