การประยุกต์ใช้สารละลายเซลลูโลสอีเทอร์

1 บทนำ

นับตั้งแต่มีการคิดค้นสีย้อมรีแอคทีฟ โซเดียมอัลจิเนต (SA) ได้กลายเป็นสารยึดเกาะหลักสำหรับการพิมพ์ลายด้วยสีย้อมรีแอคทีฟบนผ้าฝ้าย

การใช้สามประเภทของเซลลูโลสอีเทอร์CMC, HEC และ HECMC ที่เตรียมไว้ในบทที่ 3 ในรูปของเนื้อครีมตั้งต้น ได้ถูกนำไปใช้ในการพิมพ์ด้วยสีย้อมรีแอคทีฟตามลำดับ

ดอกไม้ คุณสมบัติพื้นฐานและคุณสมบัติการพิมพ์ของสารละลายทั้งสามชนิดได้รับการทดสอบและเปรียบเทียบกับ SA และเส้นใยทั้งสามชนิดได้รับการทดสอบแล้ว

คุณสมบัติการพิมพ์ของวิตามินอีเทอร์

2. ส่วนทดลอง

วัสดุทดสอบและยา

วัตถุดิบและยาที่ใช้ในการทดสอบ ในจำนวนนี้ ผ้าที่พิมพ์ลายด้วยสีย้อมรีแอคทีฟได้ผ่านกระบวนการกำจัดแป้งและปรับปรุงคุณภาพ ฯลฯ

ผ้าฝ้ายแท้ทอธรรมดาแบบเตรียมการล่วงหน้าหลายผืน ความหนาแน่น 60/10 ซม. × 50/10 ซม. ความละเอียดเส้นด้าย 21tex × 21tex

การเตรียมหมึกพิมพ์และสี

การเตรียมหมึกพิมพ์

สำหรับส่วนผสมพื้นฐานทั้งสี่ชนิด ได้แก่ SA, CMC, HEC และ HECMC ตามอัตราส่วนของปริมาณของแข็งที่แตกต่างกัน ภายใต้สภาวะการกวน

จากนั้นค่อยๆ เติมเครื่องปรุงลงในน้ำ คนไปเรื่อยๆ สักพักจนกว่าเครื่องปรุงจะเนียนและใส หยุดคน แล้วนำไปตั้งไฟ

ในแก้ว ทิ้งไว้ข้ามคืน

การเตรียมหมึกพิมพ์

ขั้นแรก ละลายยูเรียและเกลือป้องกันการย้อมสี S ในน้ำปริมาณเล็กน้อย จากนั้นเติมสีย้อมรีแอคทีฟที่ละลายในน้ำแล้ว นำไปตั้งไฟและคนในอ่างน้ำอุ่น

หลังจากคนไปสักระยะหนึ่งแล้ว ให้เติมน้ำยาที่กรองแล้วลงในส่วนผสมเดิม และคนให้เข้ากัน เติมน้ำยาจนละลายหมดจนกว่าจะเริ่มพิมพ์

โซเดียมไบคาร์บอเนตคุณภาพดี สูตรของสีผสมอาหารประกอบด้วย: สีย้อมรีแอคทีฟ 3%, สีผสมอาหารดั้งเดิม 80% (ปริมาณของแข็ง 3%), โซเดียมไบคาร์บอเนต 3%

เกลือป้องกันการปนเปื้อน S มีความเข้มข้น 2% ยูเรีย 5% และสุดท้ายเติมน้ำจนครบ 100%

กระบวนการพิมพ์

กระบวนการพิมพ์ลายลงบนผ้าฝ้ายด้วยสีย้อมรีแอคทีฟ: การเตรียมสีพิมพ์ → การพิมพ์ด้วยแท่งแม่เหล็ก (ที่อุณหภูมิและความดันห้อง พิมพ์ 3 ครั้ง) → การอบแห้ง (105℃, 10 นาที) → การอบไอน้ำ (105±2℃, 10 นาที) → การล้างด้วยน้ำเย็น → การล้างด้วยน้ำร้อน (80℃) → การต้มสบู่ (เกล็ดสบู่ 3 กรัม/ลิตร)

(100℃, 10 นาที) → ซักด้วยน้ำร้อน (80℃) → ซักด้วยน้ำเย็น → อบแห้ง (60℃)

การทดสอบประสิทธิภาพขั้นพื้นฐานของยาสีฟันสูตรดั้งเดิม

การทดสอบอัตราการวาง

ได้เตรียมสารละลายตั้งต้น 4 ชนิด ได้แก่ SA, CMC, HEC และ HECMC ที่มีปริมาณของแข็งแตกต่างกัน และใช้ Brookfield DV-Ⅱ

ความหนืดของเนื้อปูนแต่ละชนิดที่มีปริมาณของแข็งแตกต่างกันถูกทดสอบด้วยเครื่องวัดความหนืด และเส้นกราฟการเปลี่ยนแปลงของความหนืดตามความเข้มข้นแสดงถึงอัตราการเกิดเนื้อปูน

เส้นโค้ง

ดัชนีความหนืดของการพิมพ์และคุณสมบัติทางรีโอโลยี

การวัดความหนืด: ใช้เครื่องวัดความหนืดแบบหมุน MCR301 ในการวัดความหนืด (η) ของเนื้อปูนตั้งต้นที่อัตราการเฉือนต่างๆ

เส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเฉือนคือเส้นโค้งทางรีโอโลยี

ดัชนีความหนืดในการพิมพ์: ดัชนีความหนืดในการพิมพ์แสดงด้วย PVI, PVI = η60/η6 โดยที่ η60 และ η6 คือค่าความหนืดของวัสดุพิมพ์และค่าความหนืดของหมึกพิมพ์ตามลำดับ

ค่าความหนืดของสารละลายตั้งต้นที่วัดโดยเครื่องวัดความหนืด Brookfield DV-II ที่ความเร็วรอบโรเตอร์เดียวกันคือ 60 รอบ/นาที และ 6 รอบ/นาที

การทดสอบการกักเก็บน้ำ

ชั่งส่วนผสมเดิม 25 กรัมลงในบีกเกอร์ขนาด 80 มิลลิลิตร แล้วค่อยๆ เติมน้ำกลั่น 25 มิลลิลิตรลงไปพร้อมกับคนให้เข้ากัน

ผสมให้เข้ากันอย่างทั่วถึง นำกระดาษกรองเชิงปริมาณขนาด 10 ซม. × 1 ซม. มาทำเครื่องหมายที่ปลายด้านหนึ่งของกระดาษกรองด้วยเส้นบอกระดับ จากนั้นสอดปลายที่ทำเครื่องหมายไว้ลงในกาว โดยให้เส้นบอกระดับตรงกับพื้นผิวกาว เริ่มจับเวลาหลังจากสอดกระดาษกรองแล้ว และบันทึกค่าที่ได้ลงบนกระดาษกรองหลังจาก 30 นาที

ความสูงที่ความชื้นลอยขึ้นไป

4. การทดสอบความเข้ากันได้ทางเคมี

สำหรับการพิมพ์ด้วยสีย้อมรีแอคทีฟ ให้ทดสอบความเข้ากันได้ของสีพิมพ์ต้นฉบับและสีย้อมอื่นๆ ที่เติมลงในสีพิมพ์

กล่าวคือ ความเข้ากันได้ระหว่างเนื้อปูนเดิมกับส่วนประกอบทั้งสาม (ยูเรีย โซเดียมไบคาร์บอเนต และเกลือป้องกันคราบ S) โดยขั้นตอนการทดสอบเฉพาะมีดังต่อไปนี้:

(1) สำหรับการทดสอบความหนืดอ้างอิงของกาวเดิม ให้เติมน้ำกลั่น 25 มล. ลงในกาวพิมพ์เดิม 50 กรัม คนให้เข้ากัน แล้ววัดความหนืด

ค่าความหนืดที่ได้จะถูกนำมาใช้เป็นค่าความหนืดอ้างอิง

(2) เพื่อทดสอบความหนืดของแป้งเดิมหลังจากเติมส่วนผสมต่างๆ (ยูเรีย โซเดียมไบคาร์บอเนต และเกลือป้องกันคราบ S) ให้ใส่แป้งที่เตรียมไว้ 15%

สารละลายยูเรีย (เศษส่วนมวล), สารละลายเกลือซัลเฟตป้องกันคราบ 3% (เศษส่วนมวล) และสารละลายโซเดียมไบคาร์บอเนต 6% (เศษส่วนมวล)

เติมสารละลาย 25 มิลลิลิตรลงในเนื้อปูนเดิม 50 กรัม คนให้เข้ากัน แล้วตั้งทิ้งไว้สักระยะหนึ่ง จากนั้นจึงวัดความหนืดของเนื้อปูนเดิม สุดท้ายนี้ จะทำการวัดความหนืดอีกครั้ง

ค่าความหนืดที่ได้ถูกนำมาเปรียบเทียบกับค่าความหนืดอ้างอิงที่สอดคล้องกัน และคำนวณเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงความหนืดของเนื้อครีมเดิมก่อนและหลังการเติมสีย้อมและสารเคมีแต่ละชนิด

การทดสอบความเสถียรในการจัดเก็บ

เก็บเนื้อแป้งต้นฉบับไว้ที่อุณหภูมิห้อง (25°C) ภายใต้ความดันปกติเป็นเวลาหกวัน วัดความหนืดของเนื้อแป้งต้นฉบับทุกวันภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน และคำนวณความหนืดของเนื้อแป้งต้นฉบับหลังจาก 6 วันเทียบกับความหนืดที่วัดได้ในวันแรกโดยใช้สูตร 4-(1) ระดับการกระจายตัวของเนื้อแป้งต้นฉบับแต่ละชนิดจะถูกประเมินโดยใช้ระดับการกระจายตัวเป็นดัชนี

ความเสถียรในการจัดเก็บ ยิ่งการกระจายตัวน้อยเท่าไร ความเสถียรในการจัดเก็บของเนื้อครีมดั้งเดิมก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

การทดสอบอัตราการลื่นไถล

ขั้นแรกให้ตากผ้าฝ้ายที่จะพิมพ์จนได้น้ำหนักคงที่ ชั่งน้ำหนักและบันทึกค่าเป็นมิลลิแอมป์ (mA) จากนั้นตากผ้าฝ้ายหลังจากพิมพ์เสร็จแล้วจนได้น้ำหนักคงที่ ชั่งน้ำหนักและบันทึกค่าอีกครั้ง

คือ mB; สุดท้าย ผ้าฝ้ายพิมพ์ลายหลังจากอบไอน้ำ ซักด้วยสบู่ และล้างแล้ว นำไปอบแห้งจนน้ำหนักคงที่ ชั่งน้ำหนัก และบันทึกเป็น mC

การทดสอบด้วยมือ

ขั้นแรก จะทำการสุ่มตัวอย่างผ้าฝ้ายก่อนและหลังการพิมพ์ตามที่กำหนด จากนั้นจึงใช้เครื่องมือวัดความนุ่มของผ้า (phabrometer fabric style instrument) ในการวัดความนุ่มของผ้า

ได้มีการประเมินความรู้สึกสัมผัสของผ้าก่อนและหลังการพิมพ์อย่างครอบคลุม โดยเปรียบเทียบคุณลักษณะความรู้สึกสัมผัส 3 ประการ ได้แก่ ความเรียบ ความแข็ง และความนุ่ม

การทดสอบความคงทนของสีของผ้าพิมพ์

(1) การทดสอบความคงทนของสีต่อการถู

ทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 3920-2008 “การทดสอบความคงทนของสีต่อการเสียดสีสำหรับการทดสอบความคงทนของสีของสิ่งทอ”

(2) การทดสอบความคงทนของสีต่อการซัก

ทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 3921.3-2008 “การทดสอบความคงทนของสีต่อการซักด้วยสบู่ของสิ่งทอ”

ปริมาณของแข็งในเนื้อวางดั้งเดิม /%

ซีเอ็มซี

เฮก

เฮมซีซี

SA

กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงความหนืดของสารละลายตั้งต้นสี่ชนิดที่มีปริมาณของแข็งแตกต่างกัน

ได้แก่ โซเดียมอัลจิเนต (SA), คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC), ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) และ

กราฟความหนืดของสารละลายไฮดรอกซีเอทิลคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (HECMC) สี่ชนิดดั้งเดิม แสดงเป็นฟังก์ชันของปริมาณของแข็ง

ความหนืดของแป้งทั้งสี่ชนิดดั้งเดิมเพิ่มขึ้นตามปริมาณของแข็งที่เพิ่มขึ้น แต่คุณสมบัติในการขึ้นรูปแป้งของแป้งทั้งสี่ชนิดดั้งเดิมนั้นไม่เหมือนกัน โดยที่ SA มีคุณสมบัติดังกล่าว

คุณสมบัติการยึดเกาะของ CMC และ HECMC ดีที่สุด ในขณะที่คุณสมบัติการยึดเกาะของ HEC แย่ที่สุด

เส้นโค้งสมรรถนะทางรีโอโลยีของสารละลายตั้งต้นทั้งสี่ชนิดถูกวัดโดยเครื่องวัดรีโอโลยีแบบหมุน MCR301

- กราฟความหนืดเทียบกับอัตราการเฉือน ความหนืดของสารละลายทั้งสี่ชนิดเพิ่มขึ้นตามอัตราการเฉือน

การเพิ่มขึ้นและการลดลง SA, CMC, HEC และ HECMC ล้วนเป็นของเหลวแบบพลาสติกเทียม ตารางที่ 4.3 ค่า PVI ของแป้งดิบชนิดต่างๆ

วัตถุดิบประเภท SA CMC HEC HECMC

ค่า PVI 0.813 0.526 0.621 0.726

จากตารางที่ 4.3 จะเห็นได้ว่าดัชนีความหนืดในการพิมพ์ของ SA และ HECMC มีค่ามากกว่า และความหนืดเชิงโครงสร้างมีค่าน้อยกว่า นั่นคือ ความหนืดของวัสดุพิมพ์ดั้งเดิมมีค่าต่ำกว่า

ภายใต้แรงเฉือนต่ำ อัตราการเปลี่ยนแปลงความหนืดมีน้อย และยากที่จะตอบสนองความต้องการของการพิมพ์สกรีนแบบหมุนและแบบแบน ในขณะที่ HEC และ CMC นั้นเหมาะสมกว่า

ดัชนีความหนืดในการพิมพ์ของ CMC อยู่ที่ 0.526 เท่านั้น ในขณะที่ความหนืดเชิงโครงสร้างค่อนข้างสูง นั่นหมายความว่า เนื้อพิมพ์ดั้งเดิมมีแรงเฉือนต่ำ

ภายใต้สภาวะดังกล่าว อัตราการเปลี่ยนแปลงความหนืดอยู่ในระดับปานกลาง ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของการพิมพ์สกรีนแบบหมุนและแบบแบนได้ดียิ่งขึ้น และเหมาะสำหรับการพิมพ์สกรีนแบบหมุนที่มีเบอร์ตาข่ายสูงขึ้น

ง่ายต่อการสร้างลวดลายและเส้นที่ชัดเจน ความหนืด/mPa·s

กราฟแสดงคุณสมบัติทางรีโอโลยีของแป้งดิบ 4 ชนิดที่มีปริมาณของแข็ง 1%

วัตถุดิบประเภท SA CMC HEC HECMC

h/cm 0.33 0.36 0.41 0.39

ผลการทดสอบการกักเก็บน้ำของส่วนผสม 1%SA, 1%CMC, 1%HEC และ 1%HECMC สูตรดั้งเดิม

จากการศึกษาพบว่า สาร SA มีความสามารถในการกักเก็บน้ำดีที่สุด รองลงมาคือ CMC และแย่ที่สุดคือ HECMC และ HEC ตามลำดับ

การเปรียบเทียบความเข้ากันได้ทางเคมี

การเปลี่ยนแปลงความหนืดของเนื้อปูนเดิมของ SA, CMC, HEC และ HECMC

วัตถุดิบประเภท SA CMC HEC HECMC

ความหนืด/mPa·s

ความหนืดหลังเติมยูเรีย/มิลลิปาสคาลวินาที

ความหนืดหลังเติมเกลือป้องกันคราบ (S/mPa s)

ความหนืดหลังเติมโซเดียมไบคาร์บอเนต/มิลลิปาสคาลวินาที

ความหนืดของสารละลายหลักทั้งสี่ชนิด ได้แก่ SA, CMC, HEC และ HECMC จะแตกต่างกันไปตามสารเติมแต่งหลักสามชนิด ได้แก่ ยูเรีย เกลือป้องกันคราบ S และ

ตารางแสดงการเปลี่ยนแปลงในการเติมโซเดียมไบคาร์บอเนต รวมถึงการเติมสารปรุงแต่งหลักสามชนิดลงในส่วนผสมเดิม

อัตราการเปลี่ยนแปลงความหนืดแตกต่างกันอย่างมาก ในจำนวนนี้ การเติมยูเรียสามารถเพิ่มความหนืดของสารละลายเดิมได้ประมาณ 5% ซึ่งอาจจะ

สาเหตุเกิดจากคุณสมบัติในการดูดความชื้นและทำให้พองตัวของยูเรีย และเกลือป้องกันคราบ S จะทำให้ความหนืดของเนื้อครีมเดิมเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่มีผลเพียงเล็กน้อย

การเติมโซเดียมไบคาร์บอเนตช่วยลดความหนืดของเนื้อปูนเดิมได้อย่างมาก โดยเฉพาะความหนืดของ CMC และ HEC ลดลงอย่างเห็นได้ชัด และความหนืดของ HECMC/mPa·s ก็ลดลงเช่นกัน

66

ประการที่สอง ความเข้ากันได้ของ SA ดีกว่า

SA CMC HEC HECMC

-15

-10

-5

05

ยูเรีย

เกลือป้องกันคราบ S

โซเดียมไบคาร์บอเนต

ความเข้ากันได้ของสารละลายตั้งต้น SA, CMC, HEC และ HECMC กับสารเคมีทั้งสามชนิด

การเปรียบเทียบความคงตัวในการจัดเก็บ

การกระจายตัวของความหนืดรายวันของวัตถุดิบต่างๆ

วัตถุดิบประเภท SA CMC HEC HECMC

การกระจายตัว/% 8.68 8.15 8.98 8.83

คือระดับการกระจายตัวของ SA, CMC, HEC และ HECMC ภายใต้ความหนืดรายวันของส่วนผสมดั้งเดิมทั้งสี่ชนิด การกระจายตัว

ยิ่งค่าองศาน้อยลงเท่าไร ความเสถียรในการเก็บรักษาของวัตถุดิบตั้งต้นก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น จากตารางจะเห็นได้ว่าความเสถียรในการเก็บรักษาของวัตถุดิบ CMC นั้นดีเยี่ยม

ความคงตัวในการเก็บรักษาของวัตถุดิบ HEC และ HECMC ค่อนข้างต่ำ แต่ความแตกต่างนั้นไม่มากนัก