淀粉浆料特性介绍

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1、澱粉漿料特性介紹澱粉漿料特性介紹第二章 漿料特性介紹 壹、澱粉 一、組成 澱粉因為種類不同，其微粒的形狀，大小亦不盡相同，產地不同 之同種類澱粉因受地形及天候的影響其粒子亦不盡相同。澱粉的微粒 構造可分為皮膜及內部兩個部份，在學術名稱上分別稱為 Amylose 及 Amylose，前者簡稱為 Amylopectin，後者簡稱為 Amylose, Amylo- petin 是形成澱粉微粒皮膜的主體。二、特性 澱粉皮膜 Amylopectin 不易溶於常溫水，但水溫漸升高後可使水份 通過皮膜進入內部，使微粒逐漸膨脹體積增大（此種過程稱為膨潤階 段） ，大至某一極限時則皮膜破裂，內部之 Amylos

2、e 開漿向外流出， 此時之溫度稱為糊化溫度（或稱澱粉之糊化度） ，糊化溫度因澱粉種 類的不同，或同種澱粉因產地的不同糊化溫度因而不同，或因填加助 劑之不同其糊化溫度亦將發生變化。澱粉之粘度依微粒中所含 Amylopectin 百分比之高低及糊化後加熱 時間之久暫而異，即 Amylopectin 含量愈高者粘度愈大，糊化後其粘度 與加熱時間則多成反比（澱粉之糊化及粘度如附圖二） ，一般澱粉至 少煮沸一小時後粘度之變化始可變為安定，故煮漿時如無添加任何粘 液素（催糊化劑）煮漿時間以 12 小時為宜（高壓煮漿則可略減少煮 漿時間） 。三、澱粉一般性質分析： 四澱粉的改良由於天然澱粉具太高的粘度對紗及

3、纖維滲透不良，形成的漿膜硬 而且脆，容易落漿，手感不良，甚至造成染色不均，色澤欠佳，為改 善前述各項缺點，各國始利用天然澱粉中微粒分子之鏈鍵先行破壞成 較短的分子鏈，使種澱粉衍生物於調漿時具有下列優點： (一)能均勻的分散在水中， (二)能獲得較低且穩定的粘度， (三)在溫度變化後具有良好的穩定性，不會凝聚化。澱粉衍生物一般可歸類如下數種： 、冰水可溶性澱粉：將天然澱粉液經過烘乾錫林的壓榨處理除 去水份，減低凝聚化，可以用水稀釋到所需濃度。 、氧化或酸化澱粉：將天然澱粉經過氧化、酸化或酵素處理後 將原有高分子切割成較短的分子鏈，使用此種澱粉煮漿需時較短，糊 化後粘度較低，具有良好的滲透力且漿膜

4、柔軟。 、酯化或醚化澱粉：將澱粉中之 OH 被 ester 或 ether 取代而成。五、澱粉兩大成分（Anylose、Amylopectin）的性質 六、澱粉之糊化過程 七、澱粉之膨潤狀況介紹,試料、味素澱粉 7g/50cc 貳、合成漿料由於澱粉系用於經紗上漿仍有前述各項缺點存在，為使上漿工程 簡易且上漿效果良好，以提高製織效率及胚布品質，因此始有合成漿 料的誕生，各種合成漿料的由來及特性簡述如下： 一、聚乙烯醇 PVA 將乙酸烯酯（Vinyle Acetate）之單量體施以聚合反應，則生成 PVA 聚合體之高分子化合物，由其乙酸乙烯酯單量體之多寡可分別得平均 聚石度（簡稱 D.P.）高低不

5、同之 P.V.A.又依乙酸基脫離多少之不同可得 各種鹼化度不同之 P.V.A.（鹼化度在 98.5以上者稱為完全鹼化，86 98之間者稱為部份鹼化） ，其結構式為：CH2CHCH2CHCH2CHn CH OH CH3COOH 鹼化度（Hyerolysis Rate）係乙酸基（CH3COOH）所脫離之，即 如聚合乙酸乙烯酯（Vinyl Acetate） （CH2CHCOOHCH3）於甲醇（CH3 OH）中氧化之，則乙酸乙烯酯中之乙酸基脫離而得 P.V.A.（CH2CHOH ）但乙酸基之脫離反應難達完全，其脫離之百分比即為其鹼化度，如脫 離 98.5，鹼化度 98.5 度。 聚合度（Degree

6、of polymerization）係將乙酸乙烯酯之單量體予以聚 合反應則生成 P.V.A.聚合體之高分子化合物，其聚合乙酸乙烯酯單量體 之數目則稱為其聚合度。部份鹼化物水溶液如加熱時間過久則其 pH 值將下降，易使上漿紗 脆而斷， （pH 值降至 6 以下呈酸性而沉澱） 。 P.V.A.因其聚合度、鹼化度及溫度等之不同其性質有顯著之變化， 茲分述如下： 1.聚合度愈低（700 度以下）愈易溶於水，1700 度以上者須 85以上 之熱水始能溶解。 2.鹼化度 80以上者易溶於水，低於 75以下者較難溶於水。 3.煮漿時溫度愈高其粘度反而降低，故與澱粉混合時溫度可提高， 但單獨用於化學纖維時溫度

7、宜低（5565） 。 4.P.V.A.之分散性極為安定且具有乳化作用，其聚合度高者之乳化 力強於低者，但鹼化度愈高其乳化力反而愈低。 5.一般與澱粉混合使用於棉紗時宜採用鹼化度、粘度、聚合度較高 者且溫度亦宜高，以使其易溶於水並降低其粘度以便易於滲透至棉紗內 部。 6.用於化學纖維時如漿 Rayon, Nylon, Tetoron 等之長纖（filament） 時以選用部份鹼化，粘度較低易溶於水之 P.V.A.。 P.V.A.除具有上述特性外，尚具有一般澱粉所無之特性如下： 1.P.V.A.可形成極強韌且富於彈性及潤滑性之皮膜、耐牽伸與摩擦 ，故特別適宜各種纖維之上漿。 2.富於乳化性且粘性極

8、強故落漿量少。 3.吸濕性及柔軟性良好，故可節省大量油料柔軟劑。 4.滲透力極強，增加單紗強力。 5.因對紗之抱合力強且富有彈性及柔軟性故用量可減少甚多，約為 澱粉用量之 30即可，且手感及外觀甚佳。 6.用量少可節約能源。 P.V.A.之糊化： 1.部份鹼化物： 溶解性相當良好，溫水就容易溶解，在有攪拌設備的常溫水中徐徐放入 P.V.A.使之分散，繼續攪拌並稍加熱即可溶解。 2.完全鹼化物： 80以下之水僅會膨脹而不溶解，因此，在有攪拌設備的常溫水中 ，徐徐放入 P.V.A.繼續攪拌約 10 分鐘，而後加熱到 8590約 40 分60 分鐘就可完全溶解。 P.V.A.之使用： 目前國內製造之

9、 P.V.A.各批號之粘度雖皆可符合其規定之上限及下 限之間，但各批號有些偏於下限，有些偏於上限，其間差異仍頗大，故 本公司採用不同批號不同粘度之 P.V.A.混合使用。 二、其他常用之合成漿料介紹 1.CMC（Sodium Carboxy Methyl Cellulose）： 酸基甲烷鈉： CMC 係於 1930 年代首先由德國人發明製造，第二次世界大戰後始輸 出海外，由日本生產使用，其性質與 P.V.A.相類似，在某些方面並有凌 駕 P.V.A. 之處，易溶於冷水，其粘著力強大，皮膜強韌，配合澱粉使用 亦不失為一良好之漿料，其粘度隨溫度之上升而下降，與澱粉混用時以 使用 300 至 500

10、C.P.之中粘度者較為合適，在 pH 值 7 時粘度最大，粘著力亦 最大，而 pH 值在 4 或 9 左右時則粘度大約減半，因此切不可使用酸性防腐 劑，CMC 吸濕性強，織布間得保持在較低的相對濕度。通常為 P.V.A.之 1020取代使用。2.丙烯系漿料：Acrylic size P.V.A.與澱粉混合使用上漿，雖可提高製織效率，但並非完滿無缺 ，為使漿膜之柔軟性增加和使經紗有更適當的牽伸並於製織時易於吸收 水份，以降低織機間的相對濕度，常於漿料中加入 P.V.A.量的 5左右的 Acrylin size 以達上述效果。 三、綜合漿料： 綜合漿料是最近數年來新興的一種漿料，其主要成份仍以澱粉

11、和 P.V.A.為主，再加上一些油劑等其他助劑，以高濃度低粘度為其主要特 性。 以所漿經紗種別而有澱粉與 P.V.A.不同比仃例之綜合漿料，依研判其中 所用之澱粉為一種經化學及物理處理之 modify starh，而其 P.V.A.與一般之 P.V.A.則並無特別不同，如售價可一般化，則為調漿方便起見，此種漿 料將來性頗高。參、油 劑 漿紗的目的如僅放在抱合力和毛羽貼伏的觀點上顯然是不夠的，因 抱合力和毛羽貼伏雖然良好但經紗仍是過硬挺直毫無柔軟性及平滑性的 話，承受不了經紗開時的屈曲及鋼筘、綜絲等的摩擦則亦難達減少斷經 的目的，是故為減少斷經與改善觸感，於漿液中加入油劑始可達此目的 。 油劑的

12、種類甚多，一般而言，液狀油劑較固狀油劑之柔軟效果為佳 ，可溶性的油脂比不溶性油脂吸濕性較佳，為達前述的目的，油劑的使 用量並非漫無限制，而是需有一定的限制，對 Spun 而言，油劑的用量分 別為 Starch 之 47，P.V.A.之 3，過量的使用油劑不但對後段的退漿工程造成困擾，且易使纖維間的抱合減低，降低單紗強力，提高斷經 。 一、油劑與柔軟性、平滑性及耐摩性之關係： 經紗之柔軟性除油劑本身之效果外受經紗本身吸濕度影響亦甚大， 而這種吸濕性受油劑的影響最大，有時因織造間之高溫、高濕而使經紗 過度柔軟，因而彼此纏連在一起，使原先具有之抱合力完全消失，經紗 分擘困難，類似薄漿狀態。漿好之經紗

13、表面用顯微鏡觀察結果多數為凹凸不平有如銼刀之齒如 於漿液中加入油劑（或加上後上臘劑）使之均勻附著於經紗表面，因而 促進平滑作用，並可促進耐摩擦的效果。二、油劑與滲透性的關係 滲透性好的漿液能使纖維彼此抱合在一起使經紗耐摩且增加強力， 棉纖維自身所具有之棉臘油性物是阻礙漿液滲透之大敵，油劑具有乳化 作用能溶解棉之油脂質部份，和因界面活性關係，漿液始能滲透定著於 經紗內部，尤其遇漿油臘成份特多的棉紗或為高濃度粘度厚漿紗時若想 減少漿料脫落，一定要重視油劑效果。三、油劑與強度和伸度之關係： 加強經紗強力但盡量不降低伸度是漿紗的主要目的之一，如油劑的 選擇配合適當可使漿液均勻的分散滲透至經紗內部形成一

14、種膠質體，增 加抱合力乃增加經紗強力的一大主因。同時油劑因均勻分散於經紗表面 及內部，必能增加經紗的及軟性，使之易於伸縮彎曲以保持適度的伸度 。肆、防腐劑 為避免胚布發霉，因而於漿液中放入少量防腐劑，但吾人必須澄清的一 點就是防腐劑不是萬能的，如胚布放置場所若為高濕之處，或在運 送途中被雨水淋濕，漿料中雖放多少防腐劑亦無濟於事，無法避免發霉。 防腐劑的種類很多，但以 PCP 鈉鹽最適合織布業使用，PCP 對細菌類 及茸菌類等微生物有強烈的毒作用，在防腐效果上遠非 Zncl2 可比，實際 使用量為澱粉之 0.20.5即可。伍、退 漿 上漿的目的主要是花費最小的成本達最高的製織效率，但胚布多數 需再經過退漿手續，如不易退漿甚或無法退漿之漿料，即使可大幅提高製織效率亦無使用之價值，故退漿容易之漿料是未來漿料發展的趨勢。 陸、各種漿料物理性質彙總 一、各種漿料水溶液及皮膜的性質 二、合成漿料的粘著力與薄膜強度 三、油劑的添加量與漿膜強度的關係