织物印花的效果很大程度取决于色浆增稠剂一糊料的性质各类印花染料、各种印花方法、各种织物的纤维原料和组织结构乃至印花花纹,都要有相适应的糊料才能获得理想的印制效果。选择幅料,除考虑糊料的化学性能、离子性外,还要考虑其物理性能。一般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,与印花效果有关的物理性能有:黏性、流变性、触变性、曳丝性、黏弹性等。由于这种浓溶液的复杂性,目前只能定量来控制印花效果。
糊料的流动性能
1.黏度
黏度是定量表示黏性的程度,而黏性的概念可以从液体的“流动形态”来阐明。
黏度的定义:黏度也叫黏性系数,为两层液体间一定面积、一定速度梯度时的内摩擦力,流体流动时,可以设想有无数个流动的液层,由于液体分子间内摩擦的存在,各液层的流速不同,因面表现出它们的黏度也各不相同。它的单位用帕(斯卡)·秒(Pa·s)来表示,在20℃时,水的黏度为0.001Pa·s,稀薄液体的黏度用mPa·s单位来表示。
印花效果与色浆的黏度关系密切,色浆的黏度大小取决于糊料的黏度以及加入的化学药剂、染料等的影响。要获得良好的印制效果,色浆必须有适当的、较为稳定的黏度。一般来说,精细线条、雪花点子、猫爪,干笔需要黏度高的色浆。大块面或满地花型、云纹等,色浆黏度不宜高。印花方法、印花方式的不同,所要求的色浆黏度也不同,大致范围见表1。
表1 不同印花方法较适当的印花浆料黏度
印花方法
印花浆料粘度
手工筛筒印花
10000-20000
布动式自动筛网印花
6000-12000
圆网印花
4000-8000
滚筒印花
500-1500
数码印花
2000-4000
但具有适当黏度的色浆,却不一定都有良好的印花效果,因为还和许多其他因素有关,它们在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甚大。
印花糊料黏度的测定,由于测定仪器的型号及测试条件的不同,黏度也会随之不同。就目前而论,最常用的为旋转法黏度测定法一旋转圆筒黏度计。NDJ-1型旋转式黏度计(图1),是单一圆筒旋转黏度计,其结构示意如图2所示。其优点是所用液体不需要特别的容器,此仪器的使用范围大,即使黏度高达1000Pa:s,仍可得到准确的结果。
测定时把转子圆筒放入被测液体中(盛被测液体的器具不动),通过同步电动机以一定角速度旋转,刻度盘指针与同步电动机同时旋转,转子圆筒因通过弹簧的传动而旋转,当力矩和弹簧的扭转力矩平衡时,转子圆筒的旋转将此刻度盘滞后一个角度,这滞后的角度与被测定液体的黏度成比例,通过测定这个滞后角就可以求得黏度。
旋转式黏度计有四挡转子圆筒。在四挡转子圆筒转速为6r/min12r/min、30/min、60/min时,其速度梯度分别为1.256s-12.512s-、6.28s、12.56s-1。S值可以从旋转式黏度的刻度盘上读得,而K为系数，是在使用一定转子圆筒和转速时的特定系数（表2）
表2使用不同转子时转速N和K值之间的关系
2.流变性
印花原糊的流变性能是决定印花印制效果的重要因素。熟知印花原糊的流变性能,对解释各种印花现象、指导印花实践,提高印花质量有重要意义。
印花原糊实际上是一种流体,它在剪切应力作用下,流体发生变形的性能称为流变性,通常流体变形有下列几种类型:
(1) 牛顿型流体。在温度和压力保持不变的情况下,流体受剪切应力作用,流体的黏度为一常数,而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。
(2) 塑性型流体。它的特性是在切向应力很小时,流体不发生流动,只有当剪切应力到达某一定值以后才开始流动,流动时剪切速率与剪切应力成正比。产生剪切速率的最小剪切应力称为极限屈服值,又称降伏值。
（3)假塑性流体。它在受到剪切应力作用时流体就开始流动,但流变曲线的斜率不是常数,而随剪切应力的增加而增加,其黏度反而随着剪切应力的增加而降低
浓度低的亲液高分子溶液及乳化糊都属于这种流体,大多数印花原糊也属于此类型。
(4)膨胀性流体。膨胀性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。
(5) 黏塑性流体。它的流体特性是,欲使该流体发生流动,必须施加一个最低的剪切应力。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。
表3常用印花糊料的流动性分类
由于糊料的流动类型的不同,它们的剪切应力特征曲线来表示。
(印花瞬时剪切力对料黏度的影响)
3.触变性
当人们在用旋转式黏度计测定流体的流变性时,常发现有的流体随着剪切应力的作用递减时,其流变下行曲线的轨迹与上行曲线不致。剪切应力降低时,流体的剪切速率出现与原来的轨迹相比,有超前或滞后的现象,这种现象称为流体的触变性。
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14、图15分别是触变性流体的超前触变曲线和抗触变性流体的滞后曲线。
触变滞后现象主要是由于原糊结构黏度所造成的。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即降低,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),这样有利于印制轮廓清晰的花型
4.曳丝性
曳丝性,有人称其为可纺性。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。当糊料的浓度太高或太低时,不表现出曳丝性,而当浓度达到溶液中分子链稍有缠结时(一般在印花色浆应用范围内)才显示出来。
测定色浆或糊料的曳丝性,工厂中可采用经验估计法。将一根玻璃棒或搅浆棒插入色浆或糊料中,然后迅速提起,估计流线在断裂前的长度,流线越长,色浆或糊料的曳丝性越好(图16)。当然,这种测定的结果比较粗糙。正确的测定应该使用黏着性测定仪或流变曲线测定仪。
印花色浆的曳丝性与印制效果间的关系,主要表现在下面两方面。
(1)印花色浆曳丝性与印花轮图廓清晰度之间的关系。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,它随着色浆曳丝性的提高,这些不匀的现象逐渐消失。
(2)印花色浆曳丝性对上浆量的影响。印花色浆转移到织物上的量实际上取决于很多因素,如被印的坯布、印花方法等,但不可否认色浆曳丝性对上浆量有着明显的影响。在其他条件不变的情况下,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。
