專利名稱：：一種用于熱敏感型經紗低溫上漿的變性淀粉漿料及其制備方法
技術領域：
：本發明屬于紡織經紗上漿使用的變性淀粉漿料及其制備方法，特別涉及適合在棉式漿紗機上對羊毛、粘膠、色織紗等熱敏感經紗進行低溫上漿的變性淀粉漿料及其制備方法。
背景技術：
：經紗上漿是紡織品生產過程中的一個關鍵工序，其目的是提高經紗的耐磨性能，減少經紗毛羽，增大經紗強度，保持經紗的彈性和斷裂伸長，從而達到降低織造斷頭率、提高生產效率、改善產品質量的目的。羊毛、粘膠及色織經紗都屬于熱敏感型紗線的范疇。羊毛纖維在高溫高濕狀態下會嚴重損傷經紗的力學性能，因此毛紗只能在較低溫度條件下上漿。粘膠纖維的結晶度低，在高溫高濕狀態下的強度會急劇下降，所以不論采用何種漿料上漿，粘膠經紗的上漿溫度都不能過高。色紗上含有染料，在高溫濕態下容易產生褪色、滲染及混色等問題；另外色織經紗須經過染色、水洗、脫水、烘干、絡筒等多道工序處理，在一定程度上受到了機械損傷，若在高溫下上漿，經紗容易發生斷頭，所以通常要求漿紗溫度應低于85'C。羊毛、粘膠、色織等熱敏感型經紗不能采用較高溫度的上漿工藝。羊毛、粘膠、色紗等本身特有的理化性質，使得它們的上漿必須在較低溫條件下進行。目前，羊毛經紗上漿采用上液蠟、上乳化液及上冷漿的方式進行。通過上液蠟、上乳化液可以潤滑經紗，伏貼毛羽，對減少斷頭和織疵有一定效果，但難以用在織造難度較高的純毛單經單緯產品之中。純毛單經單緯產品也可以采用上冷漿的生產模式進行生產。上冷槳是以低聚合度的聚乙烯醇、聚氧化乙烯縮合物及抗靜電劑的混合物在室溫下進行上漿。聚乙烯醇漿料組分的價格高，降解速度緩慢，因而冷上漿不僅漿料成本高，還容易造成嚴重的環境污染問題。此外，該上漿方式的效率很低，僅適合小批量生產。若能采用棉紗上漿方式，就能極大地提高生產效率。因此，迫切需要研發一種能夠在棉式漿紗機上滿足上述熱敏感型經紗上漿要求的變性淀粉槳料。淀粉是由a-D-葡萄糖通過甙鍵連接而成的高分子化合物，包括直鏈淀粉和支鏈淀粉。淀粉漿液在變冷之后，不僅粘度迅速增大，還會隨著時間的延長而形成凝膠。產生凝膠的主要原因是由于直鏈淀粉分子間的締合，漿液中的直鏈淀粉分子因氫鍵作用形成有序排列，產生大分子聚集體，造成親水性及水分散性下降，進而形成網狀結構的凝膠。因凝膠不具備流動性，不能對經紗進行浸透和對纖維進行潤濕和鋪展，所以當使用原淀粉槳液漿紗時，如果直接降低漿液的溫度，會嚴重影響上漿質量，甚至造成上漿生產不能正常進行。因此，原淀粉漿液不能用于羊毛、粘膠和色紗等熱敏感型經紗的低溫上漿。單一酯化變性淀粉，如醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉和氨基甲酸酯淀粉的制備方法和工藝過程是已知。于樹明(200410027414.X)公開了一種由乙酸酐酰化制取高取代度的醋酸酯淀粉的制造方法。王三平等(200510017006.0)提出了一種以馬鈴薯或木薯淀粉為原料的預糊化醋酸酯淀粉及其制備方法，其產物適合在冷凍和方便食品中作為增稠穩定劑使用。張純一(89102183.3)發現了可以作為印刷紙施膠劑和涂料紙粘合劑使用的淀粉的變性方式，即氨基醋酸酯化變性。王聚泉等公開了低粘度(200410036432.4)和高粘度(200410036434.3)磷酸酯淀粉的生產工藝，為磷酸酯淀粉的質量控制提供了一種有效的方法。王三平等(200610016658.7)利用雙錐回轉干燥機，制備出糊化溫度低于66。C直至冷水可糊化的磷酸酯淀粉。W賓德祖斯和PA阿爾蒂里(02102427.8)提供了在食品或工業產品中可作為膨化和/或結構助劑使用的淀粉磷酸酯，并應用于壓制谷類早餐和快餐的生產。W'賓德朱斯等(01125993.0)發現了既能提高酯化反應效率又能減少副反應的淀粉磷酸單酯的制備工藝，并將其產物應用在食品工業之中。袁漢祥等(85108465)發明了以一種酰胺變性淀粉槳料為主要組分的漿料配方，在棉式漿紗機上利用高溫上漿工藝，能夠改善漿紗性能，提高漿紗質量，降低漿紗的成本。在磷酸酯淀粉的進一步改性方面，王三平等(200510017004.1)發明了一種高取代度羥丙基二淀粉磷酸酯的制備方法，劉彥文等(02160795.8)也公開了一種預糊化羥丙基二淀粉磷酸酯的制備方法。目前在棉式漿紗機上用于對熱不敏感經紗(如純棉經紗、合纖經紗、棉/合纖混紡經紗等)上漿的變性淀粉漿料，如氧化淀粉、磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉、氨基甲酸酯淀粉、羧甲基淀粉以及復合變性淀粉等，雖然明顯改善了漿膜特性、漿液的水分散特性、對纖維粘附性能、粘度穩定性等，并能夠較好地應用于經紗棉式高溫上漿之中，但也還存在著漿液對溫度敏感等問題，當溫度降低時就會出現流動差、漿液粘度穩定性差、粘附性能大幅下降等問題，因而目前它們必須在較高的溫度下(通常在95。C以上)使用，還不能用于溫度敏感型經紗的上漿之中。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種適合低溫上漿的變性淀粉漿料及其制備方法。本發明解決技術問題的技術方案為一種用于熱敏感經紗低溫上漿的變性淀粉漿料，所述的變性淀粉漿料為多重酯化變性淀粉漿料。所述的多重酯化包括醋酸酯化-磷酸酯化、醋酸酯化-氨基甲酸酯化、或者醋酸酯化-磷酸酯化-氨基甲酸酯化。其酯化變性的總取代度為0.01-0.2。所述的熱敏感經紗為羊毛、粘膠、色織經紗。一種用于熱敏感經紗低溫上漿的變性淀粉漿料的制備方法在變性淀粉槳料的制備過程中，醋酸酯化、磷酸酯化和氨基甲酸酯化在淀粉變性過程中沒有先后次序的限制。所述的漿料的粘度可以通過對淀粉進行酸催化水解予以調節。所述的變性淀粉的原料為玉米原淀粉、小麥原淀粉、馬鈴薯原淀粉、木薯原淀粉或紅薯原淀粉中的一種或數種的混合物。本發明以原淀粉為原料，對淀粉進行多重酯化變性，在淀粉分子鏈上引入兩種或兩種以上的官能團，利用多重酯化變性方式對淀粉進行變性。在這些多重酯化過程中，醋酸酯化變性是必須的，但僅僅依靠醋酸酯化變性又是不夠的，還必須在磷酸酯化和氨基甲酸酯化兩種變性方式中至少選擇一種方式，對已經過酯化變性的淀粉再次進行變性。也就是在淀粉分子中引入醋酸酯原子團的同時，還必須在磷酸鹽和氨基甲酸酯兩種原子團中至少再一種，引入到已存在醋酸酯原子團的淀粉分子中，利用不同原子團所具有的不同特性和協同作用，達到提高漿液在低溫下的流動性，增強對纖維的粘附性能，改善漿膜脆硬屬性的目的。采用本發明技術所制備的變性淀粉將料，即使上漿溫度降低至60-8(TC，漿液仍具有較好的流動性和熱穩定性，抗凝膠性強，這為熱敏感型纖維的低溫上漿奠定了基礎。此外，淀粉經上述多重酯化變性后，其產物的漿膜特性好，對羊毛、粘膠、色紗纖維的粘附性能高，可以滿足熱敏感型纖維經紗低溫上漿的要求。上漿之后的漿紗不僅可采用一般的有梭織機進行織造，也能適用于高速織機的織造要求。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作詳細的說明。實施例l對玉米原淀粉進行酸解降粘處理。將玉米原淀粉加水調配成濃度為40%的淀粉懸浮液，攪拌下加熱升溫至5crc，加入稀鹽酸后攪拌反應至所需的淀粉粘度。反應結束后以稀Na0H溶液中和至pH7，洗滌、過濾及干燥，得到酸解淀粉。將上述酸解降粘后的淀粉與水按l:1.5的比例配成淀粉懸浮液，以濃度為3X的NaOH溶液調節體系pH10，然后在24"C和pH9-10的條件下滴加淀粉質量5%的醋酸乙烯酯，滴加速度控制在0.5h內完成，滴加完畢后繼續反應lh，再用稀鹽酸調節至pH7。抽濾、洗滌、干燥及粉碎后得到醋酸酯淀粉。將重量為淀粉質量5%磷酸二氫鈉和5%磷酸氫二鈉溶解于水中，用5%的稀磷酸調節磷酸鹽溶液的pH值至5.56，再加入500g上述醋酸酯淀粉，在室溫下攪拌lh后抽濾，淀粉濾餅在5(TC下預烘至含水率10X，研碎后在150'C條件下反應2h，反應結束后，將產物充分洗滌、過濾，干燥，即制得醋酸酯化-磷酸酯化變性淀粉漿料。產物中醋酸酯原子團的取代度為DS^0.041、磷酸酯原子團的取代度為DSP=0.045。熱漿粘度及穩定性、對粘膠和羊毛纖維的粘著性能、及對羊毛經紗的上漿性能分別見表l、表2和表3。實施例2將實施例l中得到的醋酸酯淀粉，與水按l:1.5的比例配成淀粉懸浮液，加入淀粉質量8%的尿素和2%的氯化銨，于室溫下攪拌lh后過濾，然后在5(TC下預烘至含水率10%，再在ll(TC溫度條件下反應2h，將產物充分洗滌、過濾，干燥，即制得醋酸酯化-氨基甲酸酯化變性淀粉漿料。產物中醋酸酯基的取代度為DS^0.039，氨基甲酸酯基的取代度為DSn=0.032。熱漿粘度及穩定性、對粘膠和羊毛纖維的粘著性能、及對羊毛經紗的上漿性能分別見表l、表2和表3。實施例3將實施例l中得到的醋酸變性淀粉，與水按l:1.5的比例配成淀粉懸浮液，加入淀粉質量5%磷酸二氫鈉、5%磷酸氫二鈉和8%的尿素，室溫下攪拌lh后抽濾，淀粉濾餅在50。C下預烘至含水率10X，研碎后在15(TC下反應2h，然后將產物充分洗滌、過濾，干燥，即制得醋酸酯化-磷酸酯化-氨基甲酸酯化多重酯化變性淀粉漿料。產物中醋酸酯原子團的取代度為DS^0.043、磷酸酯原子團的取代度為DSP=0.044、氨基甲酸酯原子團的取代度為DS^0.034。熱漿粘度及穩定性、對粘膠和羊毛纖維的粘著性能分別見表l、表2。對照實施例l采用實施例l中淀粉酸解的方法與步驟，對原淀粉進行酸解降粘處理。取酸解淀粉與水按l:1.5的比例制成淀粉懸浮液，用濃度為3X的NaOH溶液調節pH值至IO，然后在24t:和pH9-10的條件下加入淀粉質量5X的醋酸乙烯酯，反應lh后以稀鹽酸中和至pH7。抽濾、洗滌、干燥、粉碎后，制得取代度為DS二0.042的醋酸酯淀粉。熱漿粘度及其穩定性、對粘膠和羊毛纖維的粘附力、及對羊毛經紗的上漿性能分別如表l、表2和表3所示。對照實施例2采用實施例l中淀粉酸解的方法與步驟，對原淀粉進行酸解降粘處理。將重量為淀粉質量5%磷酸二氫鈉和5%磷酸氫二鈉溶解于水中，用5%的磷酸調節磷酸鹽溶液的pH值為5.56，再加入酸解淀粉，在室溫下攪拌lh后抽濾，濾餅在50匯下預烘至含水率10%，粉碎后在15(TC條件下反應2h。當反應結束后，將產物充分洗滌、過濾，干燥，即制得磷酸酯變性淀粉。產物中磷酸酯原子團的取代度為DS^.048。熱漿粘度及穩定性、對粘膠和羊毛纖維的粘著性能、及對羊毛經紗的上漿性能分別見表l、表2和表3。表l:變性淀粉漿料的取代度與粘度穩定性<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2:變性淀粉漿料在不同溫度下對羊毛纖維的粘附性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3:變性淀粉漿料在不同溫度下對羊毛經紗的漿紗性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由此可見，利用本發明方法所制備的多重酯化變性淀粉漿料，當漿液溫度在95-60。C之間變化時，仍具有較好的粘度穩定性，對羊毛纖維的黏附力影響不大，這為低溫上漿奠定了基礎。在低溫上漿條件下，多重酯化淀粉對羊毛纖維的粘附力明顯提高，漿液溫度的降低對粘附力的影響不大，對羊毛經紗的上漿性能優于對照實施例。更為重要的是當漿液溫度從95r降低到60。C時，對羊毛經紗的上漿質量并未見明顯下降，可以滿足熱敏感型纖維經紗低溫上漿的要求。權利要求1.一種用于熱敏感經紗低溫上漿的變性淀粉漿料，其特征在于所述的變性淀粉漿料為多重酯化的變性淀粉漿料。2、根據權利要求1所述的一種用于熱敏感經紗低溫上槳的變性淀粉漿料，其特征在于所述的變性淀粉漿料的酯化總取代度為0.01-0.2。3、根據權利要求2所述的一種用于熱敏感經紗低溫上漿的變性淀粉漿料，其特征在于所述的變性淀粉漿料為醋酸酯化-磷酸酯化變性淀粉漿料、醋酸酯化-氨基甲酸酯化變性淀粉漿料、或者醋酸酯化-磷酸酯化-氨基甲酸酯化變性淀粉漿料。4、根據權利要求1所述的一種用于熱敏感經紗低溫上漿的變性淀粉漿料，其特征在于所述的熱敏感經紗為羊毛、粘膠、色織經紗。5、一種權利要求1所述的用于熱敏感經紗低溫上槳的變性淀粉漿料的制備方法，其特征在于在變性淀粉漿料的制備過程中，醋酸酯化、磷酸酯化和氨基甲酸酯化沒有先后次序的限制。6、根據權利要求5所述的一種用于熱敏感經紗低溫上漿的變性淀粉漿料的制備方法，其特征在于所述的漿料的粘度可以通過對淀粉進行酸催化水解予以調節。7、根據權利要求5所述的一種用于熱敏感經紗低溫上漿的變性淀粉漿料的制備方法，其特征在于所述的變性淀粉的原料為玉米原淀粉、小麥原淀粉、馬鈴薯原淀粉、木薯原淀粉或紅薯原淀粉中的一種或數種的混合物。全文摘要本發明公開了一種用于熱敏感經紗低溫上漿的變性淀粉漿料及其制備方法，所述的變性淀粉漿料為多重酯化的變性淀粉漿料。在淀粉的多重酯化變性中，醋酸酯化變性方式是必須的，但僅僅依賴于醋酸酯化變性又是不夠的，還必須在磷酸酯化和氨基甲酸酯化兩種變性方式中至少選擇一種，對已經過醋酸酯化變性的淀粉再次進行變性。應用本發明技術，即使在60-80℃進行漿紗，漿液的流動性和熱穩定性好，抗凝膠性強，產物對羊毛、粘膠和色紗纖維的粘附性能高，能夠在棉式漿紗機上滿足羊毛、粘膠、色紗等熱敏感型經紗的低溫上漿要求。上漿后的漿紗不僅可采用一般的有梭織機進行織造，也能適用于高速織機的織造要求。文檔編號D06M15/01GK101368335SQ20081010902公開日2009年2月18日申請日期2008年5月10日優先權日2008年5月10日發明者劉志軍,李長龍,祝志峰,許德生申請人:安徽工程科技學院