專利名稱：一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法
技術領域：
本發明屬于織物印花方法領域，特別涉及一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法。
背景技術：
印花糊料一直以來是人們關注的焦點。在染料印花方面，國內外普遍采用海藻酸鈉作為活性染料印花糊料，具有易著色、得色量高、色澤鮮艷和印花織物手感柔軟等特點。同時海藻酸鈉存在著一些缺陷，如不耐強酸、強堿和重金屬離子；易霉變，儲存穩定性差；原糊流變性能接近于牛頓流體，用量少時由于色漿粘度較小而易產生漏漿、滲化等現象，用量多時由于其結構粘度小而易產生塞網、露地白等現象。近年來，海藻酸鈉的貨源開始緊 張，價格攀升，致使印花生產成本上升。因此，研制一種性能好、價格低的新糊料替代海藻酸鈉用作活性印花的糊料，是印染行業急需解決的問題。黃原膠(xanthan gum)是由野油菜黃單胞桿菌以碳水化合物為主要原料,經發酵工程生產的一種應用廣泛的微生物胞外多糖。它是由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸組成的“五糖重復單元”的結構聚合體，含有三級結構。一級結構中，主鏈β -D葡萄糖由1，4_甙鍵連接，每兩個葡萄糖殘基環中的一個連接著一條支鏈，支鏈是由兩個甘露糖和一個葡萄糖醛酸交替連接而成的三糖基團。其平均分子量在2 X IO6 5 X IO7之間，在水溶液中呈現多聚陰離子，具有獨特的理化性質，集增稠、乳化、穩定等功能于一體。黃原膠支鏈含有較多的氫鍵，分子間作用力強，形成多重螺旋體網狀結構，具有良好的增稠性能，在低濃度下具有高粘度，剪切變稀特性顯著，且分子鏈上含有大量羧基，不與染料的活性基團發生反應，具有良好的耐酸、堿、鹽穩定性，因此可以應用于活性染料印花中。但是在較稀的水溶液中，呈現典型的菊花狀聚集態，使其一定濃度的水溶液出現弱凝膠的現象，導致糊料體系彈性效應較強，從而造成透網性能較差，容易出現得色量不高、色澤不均勻、露白、花紋缺經斷緯等印花疵病。改變黃原膠的流變性能，通常可降解的方法來實現，有生物法(酶解)、物理法(力口熱、超聲波等)和化學法(酸、堿、氧化劑等)。生物法降解反應條件溫和，選擇性相對較好，但需要特殊的酶，價格較貴；物理法降解設備受限，且過程伴有支化和交聯反應；化學法降解方法簡單，但降解無規則，伴有結構變化和副產物產生。經過綜合考慮，選用化學法來對黃原膠進行降解。實驗發現，與酸和雙氧水處理相比，堿處理對黃原膠進行化學改性，能夠脫去分子鏈中的乙酰基團，改變其流變性能，從而得到良好的印花效果。目前，有關堿處理制備改性黃原膠，并用于織物印花中的研究，國內外尚未見報道。本發明所要解決的技術問題是提供一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，此方法重現性好，處理設備要求低，方法簡單方便，利于工業化生產。堿改性黃原膠糊料體系的彈性效應得到了減弱，表現出更多的粘性行為，有利于糊料透過網孔轉移到織物上，提高了糊料透網性能，表面得色量，滲透率和色澤均勻度，并能夠印制精細花紋，在印花生產中具有廣闊的應用前景。
發明內容
本發明的目的是用一種堿處理法對黃原膠進行化學改性，使其流變性能發生改變，提高糊料的透網性能，以獲得良好的印花效果。本發明所要解決的技術問題是提供一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，包括( I)將黃原膠粉末真空干燥至恒重；(2)將黃原膠配制成濃度為O. 007 O. 015mol/L的水溶液，60 100°C下攪拌20 40分鐘；(3)攪拌條件下逐滴加入氫氧化鈉水溶液，黃原膠重復結構單元與氫氧化鈉的摩爾比為I :0. I I. 2，反應3 5小時，得到堿改性黃原膠水溶液；·
(4)將堿改性黃原膠水溶液用丙酮反復多次沉淀，洗滌，烘干至恒重，壓碎成粉，得到堿改性黃原膠；(5)將堿改性黃原膠溶于水中，精確配制O. I O. 4g/L的堿改性黃原膠水溶液，測試糊料的特性粘度；配制質量分數3%的堿改性黃原膠原糊，測試原糊的表觀粘度；(6)采用堿改性黃原膠進行染料印花，在織物表面印制圖案，測試印制性能。所述步驟(I)中的黃原膠經發酵得到，其平均分子量在2 X IO6 5 X IO7之間。所述步驟(3 )中的攪拌速率為500 800r/min。所述步驟(4)中的改性黃原膠水溶液與丙酮的體積比I: I. 5 1:2. 5。所述步驟(4)中的烘干溫度為50 80°C。所述步驟(5)中的糊料特性粘度測試條件為毛細管直徑O. 5 O. 6mm的烏氏粘度計，350C ;糊料表觀粘度測試條件為旋轉粘度計4號轉子，30r/min, 25°C。所述步驟(5)中的堿改性黃原膠的特性粘度為O. 500 3. 000L/g。所述步驟(6)中的染料為活性染料或分散染料。所述步驟(6)中的印制條件為磁棒5 30mm,車速I 100m/min,磁力I 12#,網目40 280目。所述步驟(6)中的印制圖案為方型圖案和楔形圖案。與未改性黃原膠相比，相同質量分數3%原糊的表觀粘度可降低40 85%。堿改性黃原膠色漿的透網量可提高35% 65%，表面得色量可提高30% 65%，滲透率可提高5% 60%ο相對于Imol黃原膠重復結構單元來講，氫氧化鈉用量在0. 7 I. 2mol內，得到的改性黃原膠具有最佳的印制性能。有益效果本發明通過堿處理對黃原膠進行化學改性，此方法重現性好，處理設備要求低，方法簡單方便，利于工業化生產；堿改性黃原膠糊料體系的彈性效應得到了減弱，表現出更多的粘性行為，有利于糊料透過網孔轉移到織物上，提高了糊料透網性能，表面得色量，滲透率和色澤均勻度，并能夠印制精細花紋，在印花生產中具有廣闊的應用前景。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I(I)將黃原膠粉末放入真空烘箱中于60°C干燥8小時至恒重；(2)在三口燒瓶中配制濃度為O. 01mol/L的黃原膠水溶液IOOOmL,將其放入恒溫水浴鍋中，用電動攪拌器于90°C攪拌30分鐘。(3)調節攪拌器轉速600r/min，邊攪拌邊逐滴加入3. 50mL0. 9814mol/L氫氧化鈉溶液，反應4小時，得到改性黃原膠水溶液。(4)將改性黃原膠水溶液用丙酮(改性黃原膠水溶液與丙酮的體積比1:2)反復多次沉淀，洗滌，于60°C下干燥至恒重，壓碎成粉。(5)用毛細管直徑0. 5 0. 6mm的烏氏粘度計，35°C下測定海藻酸鈉(SA)，黃原膠 (XG)和堿改性黃原膠(MXG)糊料的特性粘度。測定質量分數3%的原糊在旋轉粘度計4號轉子，30r/min, 25°C下的表觀粘度。(6)在磁棒8mm,車速6m/min,壓力磁力3#，180目平網的印制條件下進行棉織物活性染料印花，印制10X IOcm2方型圖案和長100mm，寬2mm楔形圖案。色漿處方1%K型雅格素紅Ρ-4Β，5%尿素，1%防染鹽S，1%碳酸氫鈉，70%原糊。在上述條件下，SA、XG和MXG的特性粘度，表觀粘度及其在棉織物活性染料印花上的透網量、表面得色量、滲透率、得色不勻度、花型輪廓清晰度，花型輪廓清晰度包括花型尖銳度(織物上楔形長度與篩網上楔形長度之比)和精細度(織物上楔形半高與全高之比偏離篩網上楔形半高與全高之比的百分比)。如表I所示。表I海藻酸鈉、黃原膠和堿改性黃原膠的流變性能及在棉織物上的印制性能
~ 1 原糊表 Ii 表面得 得色不花型輪廓清晰度 粘度觀粘度量 色量率勻度尖銳度精細度
(I-/g) (rnPa-s) (g-m'2)(%)(%) (%) (%)
SA 1.190 16480 δ ~6 7.571 25.34 424 % 90.58 XG 1.839 7363 52.7 3.971 37.60 10.68 94.8 93.35 MXG 1.501 3822 71.4 5.643 47.73 ).82 96 94.12從表I中可以看出，堿處理對黃原膠進行改性后，其特性粘度有所降低，表觀粘度降低48%。且改性黃原膠的透網量提高35%，表面得色量提高42%，滲透率提高27%，能夠印制輪廓清晰的精細花型。實施例2(I)將黃原膠粉末放入真空烘箱中于60°C干燥8小時至恒重；(2)在三口燒瓶中配制濃度為0. 01mol/L的黃原膠水溶液IOOOmL,將其放入恒溫水浴鍋中，用電動攪拌器于90°C攪拌30分鐘。(3)調節攪拌器轉速600r/min，邊攪拌邊逐滴加入9. 34mL0. 9814mol/L氫氧化鈉溶液，反應4小時，得到改性黃原膠水溶液。
(4)將改性黃原膠水溶液用丙酮(改性黃原膠水溶液與丙酮的體積比1:2)反復多次沉淀，洗滌，于60°C下干燥至恒重，壓碎成粉。(5)用毛細管直徑O. 5 O. 6mm的烏氏粘度計，35°C下測定海藻酸鈉(SA)，黃原膠(XG)和堿改性黃原膠(MXG)糊料的特性粘度。測定質量分數3%的原糊在旋轉粘度計4號轉子，30r/min, 25°C下的表觀粘度。(6)在磁棒8mm,車速6m/min,壓力磁力3#，180目平網的印制條件下進行棉織物活性染料印花，印制IOX IOcm2方型圖案和長100mm，寬2mm楔形圖案。色漿處方1%K型雅格素紅Ρ-4Β，5%尿素，1%防染鹽S，1%碳酸氫鈉，70%原糊(原糊質量分數為3%)。在上述條件下，SA、XG和MXG的特性粘度，表觀粘度及其在棉織物活性染料印花上的透網量、表面得色量、滲透率、得色不勻度、花型輪廓清晰度，花型輪廓清晰度包括花型尖銳度(織物上楔形長度與篩網上楔形長度之比)和精細度(織物上楔形半高與全高之比偏離篩網上楔形半高與全高之比的百分比)如表2所示。
表2海藻酸鈉、黃原膠和堿改性黃原膠的流變性能及在棉織物上的印制性能
權利要求
1.一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，包括 (1)將黃原膠粉末真空干燥至恒重； (2)將黃原膠配制成濃度為O.007 O. 015mol/L的水溶液，60 100°C下攪拌20 40分鐘； (3)攪拌條件下逐滴加入氫氧化鈉水溶液，氫氧化鈉與黃原膠重復結構單元的摩爾比為I :0. I I. 2，反應3 5小時，得到堿改性黃原膠水溶液； (4)將堿改性黃原膠水溶液用丙酮反復多次沉淀，洗滌，烘干至恒重，壓碎成粉，得到堿改性黃原膠； (5)將堿改性黃原膠溶于水中，精確配制O.I O. 4g/L的堿改性黃原膠水溶液，測試糊料的特性粘度；配制質量分數3%的堿改性黃原膠原糊，測試原糊的表觀粘度； (6)采用堿改性黃原膠進行染料印花，在織物表面印制圖案，測試印制性能。
2.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(I)中的黃原膠經發酵得到，其平均分子量在2 X IO6 5 X IO7之間。
3.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(3)中的攪拌速率為500 800r/min。
4.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(4)中的堿改性黃原膠水溶液與丙酮的體積比為1:1. 5 1:2. 5。
5.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(4)中的烘干溫度為50 80°C。
6.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(5)中的糊料特性粘度測試條件為毛細管直徑O. 5 O. 6mm的烏氏粘度計，35°C;糊料表觀粘度測試條件為旋轉粘度計4號轉子，30r/min, 25°C。
7.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(5)中的堿改性黃原膠的特性粘度為O. 500 3. 000L/g。
8.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(6)中的染料為活性染料或分散染料。
9.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(6)中的印制條件為磁棒5 30mm,車速I 100m/min,磁力I 12#,網目40 280 目。
10.根據權利要求I所述的一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，其特征在于所述步驟(6)中的印制圖案為方型圖案和楔形圖案。
全文摘要
本發明涉及一種堿改性黃原膠應用于織物印花的方法，包括將黃原膠真空干燥至恒重配制成濃度為0.007～0.015mol/L的水溶液，在一定溫度下用氫氧化鈉進行堿改性，黃原膠重復結構單元與氫氧化鈉的摩爾比為10.1～1.2，得到堿改性黃原膠；測試堿改性黃原膠糊料的流變性能即特性粘度和表觀粘度；進行織物染料印花，測試印制性能。本發明重現性好，處理設備要求低，方法簡單方便，利于工業化生產；堿改性黃原膠糊料體系的彈性效應得到了減弱，表現出更多的粘性行為，有利于糊料透過網孔轉移到織物上，提高了糊料透網性能，表面得色量，滲透率和色澤均勻度，并能夠印制精細花紋，在印花生產中具有廣闊的應用前景。
文檔編號D06P1/48GK102899926SQ20121042585
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者陸大年, 王莉莉, 朱富榮 申請人:東華大學