专利名称：一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法
技术领域：
本发明属于织物印花方法领域，特别涉及一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法。
背景技术：
印花糊料一直以来是人们关注的焦点。在染料印花方面，国内外普遍采用海藻酸钠作为活性染料印花糊料，具有易着色、得色量高、色泽鲜艳和印花织物手感柔软等特点。同时海藻酸钠存在着一些缺陷，如不耐强酸、强碱和重金属离子；易霉变，储存稳定性差；原糊流变性能接近于牛顿流体，用量少时由于色浆粘度较小而易产生漏浆、渗化等现象，用量多时由于其结构粘度小而易产生塞网、露地白等现象。近年来，海藻酸钠的货源开始紧 张，价格攀升，致使印花生产成本上升。因此，研制一种性能好、价格低的新糊料替代海藻酸钠用作活性印花的糊料，是印染行业急需解决的问题。黄原胶(xanthan gum)是由野油菜黄单胞杆菌以碳水化合物为主要原料,经发酵工程生产的一种应用广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、乙酸和丙酮酸组成的“五糖重复单元”的结构聚合体，含有三级结构。一级结构中，主链β -D葡萄糖由1，4_甙键连接，每两个葡萄糖残基环中的一个连接着一条支链，支链是由两个甘露糖和一个葡萄糖醛酸交替连接而成的三糖基团。其平均分子量在2 X IO6 5 X IO7之间，在水溶液中呈现多聚阴离子，具有独特的理化性质，集增稠、乳化、稳定等功能于一体。黄原胶支链含有较多的氢键，分子间作用力强，形成多重螺旋体网状结构，具有良好的增稠性能，在低浓度下具有高粘度，剪切变稀特性显著，且分子链上含有大量羧基，不与染料的活性基团发生反应，具有良好的耐酸、碱、盐稳定性，因此可以应用于活性染料印花中。但是在较稀的水溶液中，呈现典型的菊花状聚集态，使其一定浓度的水溶液出现弱凝胶的现象，导致糊料体系弹性效应较强，从而造成透网性能较差，容易出现得色量不高、色泽不均匀、露白、花纹缺经断纬等印花疵病。改变黄原胶的流变性能，通常可降解的方法来实现，有生物法(酶解)、物理法(力口热、超声波等)和化学法(酸、碱、氧化剂等)。生物法降解反应条件温和，选择性相对较好，但需要特殊的酶，价格较贵；物理法降解设备受限，且过程伴有支化和交联反应；化学法降解方法简单，但降解无规则，伴有结构变化和副产物产生。经过综合考虑，选用化学法来对黄原胶进行降解。实验发现，与酸和双氧水处理相比，碱处理对黄原胶进行化学改性，能够脱去分子链中的乙酰基团，改变其流变性能，从而得到良好的印花效果。目前，有关碱处理制备改性黄原胶，并用于织物印花中的研究，国内外尚未见报道。本发明所要解决的技术问题是提供一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，此方法重现性好，处理设备要求低，方法简单方便，利于工业化生产。碱改性黄原胶糊料体系的弹性效应得到了减弱，表现出更多的粘性行为，有利于糊料透过网孔转移到织物上，提高了糊料透网性能，表面得色量，渗透率和色泽均匀度，并能够印制精细花纹，在印花生产中具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是用一种碱处理法对黄原胶进行化学改性，使其流变性能发生改变，提高糊料的透网性能，以获得良好的印花效果。本发明所要解决的技术问题是提供一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，包括( I)将黄原胶粉末真空干燥至恒重；(2)将黄原胶配制成浓度为O. 007 O. 015mol/L的水溶液，60 100°C下搅拌20 40分钟；(3)搅拌条件下逐滴加入氢氧化钠水溶液，黄原胶重复结构单元与氢氧化钠的摩尔比为I :0. I I. 2，反应3 5小时，得到碱改性黄原胶水溶液；·
(4)将碱改性黄原胶水溶液用丙酮反复多次沉淀，洗涤，烘干至恒重，压碎成粉，得到碱改性黄原胶；(5)将碱改性黄原胶溶于水中，精确配制O. I O. 4g/L的碱改性黄原胶水溶液，测试糊料的特性粘度；配制质量分数3%的碱改性黄原胶原糊，测试原糊的表观粘度；(6)采用碱改性黄原胶进行染料印花，在织物表面印制图案，测试印制性能。所述步骤(I)中的黄原胶经发酵得到，其平均分子量在2 X IO6 5 X IO7之间。所述步骤(3 )中的搅拌速率为500 800r/min。所述步骤(4)中的改性黄原胶水溶液与丙酮的体积比I: I. 5 1:2. 5。所述步骤(4)中的烘干温度为50 80°C。所述步骤(5)中的糊料特性粘度测试条件为毛细管直径O. 5 O. 6mm的乌氏粘度计，350C ;糊料表观粘度测试条件为旋转粘度计4号转子，30r/min, 25°C。所述步骤(5)中的碱改性黄原胶的特性粘度为O. 500 3. 000L/g。所述步骤(6)中的染料为活性染料或分散染料。所述步骤(6)中的印制条件为磁棒5 30mm,车速I 100m/min,磁力I 12#,网目40 280目。所述步骤(6)中的印制图案为方型图案和楔形图案。与未改性黄原胶相比，相同质量分数3%原糊的表观粘度可降低40 85%。碱改性黄原胶色浆的透网量可提高35% 65%，表面得色量可提高30% 65%，渗透率可提高5% 60%ο相对于Imol黄原胶重复结构单元来讲，氢氧化钠用量在0. 7 I. 2mol内，得到的改性黄原胶具有最佳的印制性能。有益效果本发明通过碱处理对黄原胶进行化学改性，此方法重现性好，处理设备要求低，方法简单方便，利于工业化生产；碱改性黄原胶糊料体系的弹性效应得到了减弱，表现出更多的粘性行为，有利于糊料透过网孔转移到织物上，提高了糊料透网性能，表面得色量，渗透率和色泽均匀度，并能够印制精细花纹，在印花生产中具有广阔的应用前景。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例I(I)将黄原胶粉末放入真空烘箱中于60°C干燥8小时至恒重；(2)在三口烧瓶中配制浓度为O. 01mol/L的黄原胶水溶液IOOOmL,将其放入恒温水浴锅中，用电动搅拌器于90°C搅拌30分钟。(3)调节搅拌器转速600r/min，边搅拌边逐滴加入3. 50mL0. 9814mol/L氢氧化钠溶液，反应4小时，得到改性黄原胶水溶液。(4)将改性黄原胶水溶液用丙酮(改性黄原胶水溶液与丙酮的体积比1:2)反复多次沉淀，洗涤，于60°C下干燥至恒重，压碎成粉。(5)用毛细管直径0. 5 0. 6mm的乌氏粘度计，35°C下测定海藻酸钠(SA)，黄原胶 (XG)和碱改性黄原胶(MXG)糊料的特性粘度。测定质量分数3%的原糊在旋转粘度计4号转子，30r/min, 25°C下的表观粘度。(6)在磁棒8mm,车速6m/min,压力磁力3#，180目平网的印制条件下进行棉织物活性染料印花，印制10X IOcm2方型图案和长100mm，宽2mm楔形图案。色浆处方1%K型雅格素红Ρ-4Β，5%尿素，1%防染盐S，1%碳酸氢钠，70%原糊。在上述条件下，SA、XG和MXG的特性粘度，表观粘度及其在棉织物活性染料印花上的透网量、表面得色量、渗透率、得色不匀度、花型轮廓清晰度，花型轮廓清晰度包括花型尖锐度(织物上楔形长度与筛网上楔形长度之比)和精细度(织物上楔形半高与全高之比偏离筛网上楔形半高与全高之比的百分比)。如表I所示。表I海藻酸钠、黄原胶和碱改性黄原胶的流变性能及在棉织物上的印制性能
~ 1 原糊表 Ii 表面得 得色不花型轮廓清晰度 粘度观粘度量 色量率匀度尖锐度精细度
(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从表I中可以看出，碱处理对黄原胶进行改性后，其特性粘度有所降低，表观粘度降低48%。且改性黄原胶的透网量提高35%，表面得色量提高42%，渗透率提高27%，能够印制轮廓清晰的精细花型。实施例2(I)将黄原胶粉末放入真空烘箱中于60°C干燥8小时至恒重；(2)在三口烧瓶中配制浓度为0. 01mol/L的黄原胶水溶液IOOOmL,将其放入恒温水浴锅中，用电动搅拌器于90°C搅拌30分钟。(3)调节搅拌器转速600r/min，边搅拌边逐滴加入9. 34mL0. 9814mol/L氢氧化钠溶液，反应4小时，得到改性黄原胶水溶液。
(4)将改性黄原胶水溶液用丙酮(改性黄原胶水溶液与丙酮的体积比1:2)反复多次沉淀，洗涤，于60°C下干燥至恒重，压碎成粉。(5)用毛细管直径O. 5 O. 6mm的乌氏粘度计，35°C下测定海藻酸钠(SA)，黄原胶(XG)和碱改性黄原胶(MXG)糊料的特性粘度。测定质量分数3%的原糊在旋转粘度计4号转子，30r/min, 25°C下的表观粘度。(6)在磁棒8mm,车速6m/min,压力磁力3#，180目平网的印制条件下进行棉织物活性染料印花，印制IOX IOcm2方型图案和长100mm，宽2mm楔形图案。色浆处方1%K型雅格素红Ρ-4Β，5%尿素，1%防染盐S，1%碳酸氢钠，70%原糊(原糊质量分数为3%)。在上述条件下，SA、XG和MXG的特性粘度，表观粘度及其在棉织物活性染料印花上的透网量、表面得色量、渗透率、得色不匀度、花型轮廓清晰度，花型轮廓清晰度包括花型尖锐度(织物上楔形长度与筛网上楔形长度之比)和精细度(织物上楔形半高与全高之比偏离筛网上楔形半高与全高之比的百分比)如表2所示。
表2海藻酸钠、黄原胶和碱改性黄原胶的流变性能及在棉织物上的印制性能
权利要求
1.一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，包括 (1)将黄原胶粉末真空干燥至恒重； (2)将黄原胶配制成浓度为O.007 O. 015mol/L的水溶液，60 100°C下搅拌20 40分钟； (3)搅拌条件下逐滴加入氢氧化钠水溶液，氢氧化钠与黄原胶重复结构单元的摩尔比为I :0. I I. 2，反应3 5小时，得到碱改性黄原胶水溶液； (4)将碱改性黄原胶水溶液用丙酮反复多次沉淀，洗涤，烘干至恒重，压碎成粉，得到碱改性黄原胶； (5)将碱改性黄原胶溶于水中，精确配制O.I O. 4g/L的碱改性黄原胶水溶液，测试糊料的特性粘度；配制质量分数3%的碱改性黄原胶原糊，测试原糊的表观粘度； (6)采用碱改性黄原胶进行染料印花，在织物表面印制图案，测试印制性能。
2.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(I)中的黄原胶经发酵得到，其平均分子量在2 X IO6 5 X IO7之间。
3.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(3)中的搅拌速率为500 800r/min。
4.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(4)中的碱改性黄原胶水溶液与丙酮的体积比为1:1. 5 1:2. 5。
5.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(4)中的烘干温度为50 80°C。
6.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(5)中的糊料特性粘度测试条件为毛细管直径O. 5 O. 6mm的乌氏粘度计，35°C;糊料表观粘度测试条件为旋转粘度计4号转子，30r/min, 25°C。
7.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(5)中的碱改性黄原胶的特性粘度为O. 500 3. 000L/g。
8.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(6)中的染料为活性染料或分散染料。
9.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(6)中的印制条件为磁棒5 30mm,车速I 100m/min,磁力I 12#,网目40 280 目。
10.根据权利要求I所述的一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，其特征在于所述步骤(6)中的印制图案为方型图案和楔形图案。
全文摘要
本发明涉及一种碱改性黄原胶应用于织物印花的方法，包括将黄原胶真空干燥至恒重配制成浓度为0.007～0.015mol/L的水溶液，在一定温度下用氢氧化钠进行碱改性，黄原胶重复结构单元与氢氧化钠的摩尔比为10.1～1.2，得到碱改性黄原胶；测试碱改性黄原胶糊料的流变性能即特性粘度和表观粘度；进行织物染料印花，测试印制性能。本发明重现性好，处理设备要求低，方法简单方便，利于工业化生产；碱改性黄原胶糊料体系的弹性效应得到了减弱，表现出更多的粘性行为，有利于糊料透过网孔转移到织物上，提高了糊料透网性能，表面得色量，渗透率和色泽均匀度，并能够印制精细花纹，在印花生产中具有广阔的应用前景。
文档编号D06P1/48GK102899926SQ20121042585
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者陆大年, 王莉莉, 朱富荣 申请人:东华大学