黃繼偉，于媛媛，封寶山，陶立全，凌新龍，林海濤，羅 文

(1.廣西科技大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，廣西柳州545006;2.中原工學(xué)院服裝學(xué)院，鄭州451191;3.國(guó)家繭絲綢產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(柳州)，廣西 柳州545006;4.柳州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，廣西 柳州545006;5.柳城縣鵬鑫源繭絲綢有限公司，廣西柳城545200)

鮮繭繅絲技術(shù)因具有生產(chǎn)成本低、副產(chǎn)品價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)而受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，喬鐵軍等[1]對(duì)鮮繭繅生絲與干繭繅生絲的抱合成績(jī)進(jìn)行了對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，鮮繭繅生絲的平均抱合力較干繭繅生絲小，且穩(wěn)定性差。生絲的抱合成績(jī)是反映構(gòu)成生絲的繭絲間相互膠著抱合的牢固程度，其好壞對(duì)絲織斷頭的多少有一定的影響，且抱合力穩(wěn)定性差是致使絲織斷頭增多的主要原因[2]。因此，如何提高鮮繭繅生絲的抱合成績(jī)是當(dāng)前鮮繭繅絲技術(shù)推廣過程中的重要問題之一。

通常，含膠率高的生絲，其抱合成績(jī)也好[3-5]。然而，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鮮繭繅生絲的含膠率大于干繭繅生絲，但其抱合力卻小于干繭繅生絲[6]。這表明致使鮮繭繅生絲抱合成績(jī)差的原因不是生絲的含膠率。另外，影響生絲抱合成績(jī)的可能因素是形成生絲的繭絲抱合時(shí)繭絲絲膠的膠著溫度、繭絲受到的擠壓力等。絲膠的膠著溫度高時(shí)，絲膠膠著力大，則生絲抱合成績(jī)提高。繭絲受到的擠壓力大時(shí)，繭絲在生絲中的結(jié)構(gòu)緊密，則生絲抱合成績(jī)提高。從繅絲生產(chǎn)的角度看[7-8]，繅絲湯溫度高，則生絲抱合時(shí)繭絲間絲膠的膠著溫度就高，提高繅絲車速和增加絲鞘長(zhǎng)度均可提高生絲抱合時(shí)繭絲受到的擠壓力。基于此，本研究試圖通過優(yōu)化繅絲湯溫度、絲鞘長(zhǎng)度和繅絲車速等工藝參數(shù)，探討提高鮮繭繅生絲的抱合成績(jī)的措施。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

鮮繭的收購(gòu)與儲(chǔ)藏:鮮繭由廣西柳城縣鵬鑫源繭絲綢有限公司于2013年6月在柳城縣收購(gòu)。鮮繭收購(gòu)當(dāng)天分揀、稱重并分籃(裝入繭量為籃筐容量的85%左右，鮮繭在籃內(nèi)的形狀為內(nèi)凹形)存放在恒溫冷庫(kù)內(nèi)冷藏(冷藏溫度為－5～－8℃)。其中，實(shí)驗(yàn)繅絲用鮮繭在冷庫(kù)中保存了17 d，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求的繭量，將鮮繭從冷庫(kù)中取出后移送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行繅絲。工廠試繅實(shí)驗(yàn)所用鮮繭在冷庫(kù)保存了24 d，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求的繭量，將鮮繭從冷庫(kù)中取出后移送至繅絲車間進(jìn)行繅絲。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器:飛宇2000型自動(dòng)繅絲機(jī)、飛宇118型復(fù)搖機(jī)、XJ402型試樣煮繭器、XJ401型桑蠶繭自動(dòng)繅絲測(cè)試儀(杭州紡織機(jī)械有限公司)，HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州國(guó)華電器有限公司)，XD5102T型電子天平、YB802N型八藍(lán)恒溫烘箱、Y871旦尼爾電子天平稱、YG(B)021HL電子復(fù)絲強(qiáng)力機(jī)(溫州大榮紡織儀器有限公司)，Y731D型抱合力機(jī)(常州華紡紡織儀器有限公司)，ZLB型恒溫恒濕箱(廣州美亦豐試驗(yàn)設(shè)備有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)室繅絲

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆謩e設(shè)置繅絲湯溫度、繅絲車速和絲鞘長(zhǎng)度等三個(gè)因素的實(shí)驗(yàn)條件。每一實(shí)驗(yàn)條件下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)2次，具體操作步驟如下。

1)從冷庫(kù)中取出鮮繭若干移送至實(shí)驗(yàn)室，然后進(jìn)行手工選剝繭(全部繭量選剝完成約需3 h，此時(shí)冷凍的鮮繭已完全解凍)，每次實(shí)驗(yàn)需鮮繭400粒。2)將選剝后所得的鮮繭放置到XJ402型試樣煮繭器的真空滲透桶內(nèi)，進(jìn)行真空滲透(真空度0.093 MPa，水溫30℃)，但不進(jìn)行煮繭。3)將真空滲透后的鮮繭置于XJ401型桑蠶繭自動(dòng)繅絲測(cè)試儀進(jìn)行繅絲實(shí)驗(yàn)，繅絲操作參照 J JG(纖檢)09—2008《桑蠶繭自動(dòng)繅絲測(cè)試儀檢定規(guī)程》進(jìn)行，所有實(shí)驗(yàn)操作由同一名繅絲檢驗(yàn)員執(zhí)行。4)實(shí)驗(yàn)過程中，分別記錄落緒次數(shù)，吊糙次數(shù)，用于計(jì)算解舒率和萬米吊糙指標(biāo)[9]。5)繅絲所得生絲進(jìn)行抱合力和含膠率的檢驗(yàn)。

1.2.2 工廠試繅

工廠試繅在廣西柳城縣鵬鑫源繭絲綢有限公司的繅絲車間進(jìn)行，繅絲機(jī)型為飛宇2000型自動(dòng)繅絲機(jī)。1)繅絲工藝流程:鮮繭→選繭→冷藏(冷庫(kù)冷藏，冷藏溫度:－5～－8℃，冷藏時(shí)間:24 d)→真空滲透(真空度0.093MPa，水溫30℃)→繅絲(索緒鍋溫度92℃，理緒鍋溫度43℃)→小平衡(真空度:0.090MPa，滲透次數(shù):2次)→復(fù)搖整理→大絲片平衡(溫度25℃，相對(duì)濕度75%，放置2～4 h)→打包入庫(kù)。2)繅絲過程中，由1名質(zhì)檢員進(jìn)行繅絲解舒率、萬米吊糙、繅折等指標(biāo)的測(cè)定[10-14]。3)所得生絲進(jìn)行抱合力、拉伸性能、清潔、潔凈、含膠率等項(xiàng)目的檢驗(yàn)。

1.2.3 抱合力測(cè)定

按照GB/T 1798—2008《生絲試驗(yàn)方法》執(zhí)行，每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件每次實(shí)驗(yàn)所得生絲分別測(cè)定抱合力20次，并分別計(jì)算平均抱合力和抱合力變異系數(shù)。

1.2.4 生絲強(qiáng)伸性能測(cè)定

按照GB/T 1798—2008《生絲試驗(yàn)方法》中附錄B的單根生絲斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率檢驗(yàn)方法執(zhí)行。

1.2.5 生絲含膠率的測(cè)定

按照GB/T 1798—2008《生絲試驗(yàn)方法》中附錄C的生絲含膠率的檢驗(yàn)方法執(zhí)行。

1.2.6 生絲的清潔、潔凈成績(jī)測(cè)定

按照GB/T 1798—2008《生絲試驗(yàn)方法》的檢驗(yàn)方法執(zhí)行。

1.2.7 相應(yīng)參照標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 1798—2008《生絲試驗(yàn)方法》，GB/T 19113—2003《桑蠶鮮繭分級(jí)(干殼量法)》，GB/T 15268—2008《桑蠶鮮繭》，GB/T 9995—1997《紡織材料含水率和回潮率的測(cè)定烘箱干燥法》。

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)室繅絲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與討論

2.1.1 改變繅絲湯溫度

設(shè)定繅絲車速為140 r/min，絲鞘長(zhǎng)度8 cm，繅絲湯溫度設(shè)置及繅絲成績(jī)?nèi)绫?所示。

表1 改變繅絲湯溫度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.1 The experiment results after changing reeling water temperature

由表1可知，隨著繅絲湯溫度的提高，生絲的平均抱合力有所提高，生絲抱合力變異系數(shù)CV值明顯下降。分析認(rèn)為，鮮繭繅絲通常依靠索理緒工序進(jìn)行蠶繭煮熟，其絲膠溶失少，膨潤(rùn)性差且不均勻;當(dāng)提高繅絲湯溫度后，絲膠的膨潤(rùn)性得到改善，生絲含膠率隨著繅絲湯溫度的增加而下降，可以說明絲膠膨潤(rùn)性得到了改善。同時(shí)，絲膠的膨潤(rùn)性的改善有利于生絲抱合時(shí)絲膠膠著分布均勻，致使生絲抱合力變異系數(shù)CV值明顯下降。另外，絲膠膠著時(shí)絲膠溫度較高，絲膠膠著結(jié)合力強(qiáng)，也使生絲的平均抱合力提高。

另一方面，隨著繅絲湯溫度的提高，解舒率提高，但萬米吊糙的次數(shù)先減少后增加。分析認(rèn)為，繅絲湯溫度提高，降低了解舒張力，解舒率提高，但當(dāng)繅絲湯溫度增加到一定程度時(shí)(本實(shí)驗(yàn)為50℃)也有增加綿條颣的可能，致使萬米吊糙次數(shù)增加。

2.1.2 改變繅絲車速

設(shè)定繅絲湯溫度40℃，絲鞘長(zhǎng)度8 cm，繅絲車速設(shè)置及繅絲成績(jī)?nèi)绫?所示。

表2 改變繅絲車速的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.2 The experiment results after changing the reeling velocity

由表2可知，隨著繅絲車速的增加，生絲平均抱合力增加，抱合力變異系數(shù)CV值下降，特別是車速達(dá)到160 r/min時(shí)，生絲平均抱合力增加明顯。分析認(rèn)為，繅絲車速增加，生絲抱合時(shí)繭絲間受到的擠壓力增加，使得生絲抱合緊密，生絲抱合力增加。同時(shí)，隨著繅絲車速的提高，解舒率下降，這是由于繅絲張力增加的緣故導(dǎo)致。本實(shí)驗(yàn)中萬米吊糙和含膠率兩個(gè)指標(biāo)未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。另一方面，因繅絲車速的設(shè)置與蠶繭繭質(zhì)(繭絲長(zhǎng)、繭絲纖度、解舒絲廠等)有關(guān)，實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)蠶繭繭質(zhì)的實(shí)際情況進(jìn)行合理優(yōu)化。

2.1.3 改變絲鞘長(zhǎng)度

設(shè)定繅絲車速為140 r/min，繅絲湯溫度40℃，絲鞘長(zhǎng)度的設(shè)置及繅絲成績(jī)?nèi)绫?所示。

表3 改變絲鞘長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.3 The experiment results after changing the croisure length

由表3可知，隨著絲鞘長(zhǎng)度的增加，生絲平均抱合力有所增加，抱合力變異系數(shù)CV值下降。分析認(rèn)為，絲鞘長(zhǎng)度增加，致使繭絲抱合成生絲時(shí)所經(jīng)歷的加捻數(shù)增多，生絲的抱合成績(jī)提高。同時(shí)，因生絲加捻過程中，發(fā)生的絲條搓滾作用，使得絲條抱合均勻，則抱合力變異系數(shù)CV值下降。另一方面，隨著絲鞘長(zhǎng)度的增加，繅絲解舒率有所下降，這與絲鞘長(zhǎng)度增加致使絲條上的張力增加有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中萬米吊糙和含膠率兩個(gè)指標(biāo)未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

2.2 工廠試繅實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與討論

基于實(shí)驗(yàn)室繅絲實(shí)驗(yàn)與分析，筆者針對(duì)上述因素的幾種組合方案進(jìn)行了工廠試繅實(shí)驗(yàn)。方案I:繅絲湯溫度30℃，絲鞘長(zhǎng)度8 cm，繅絲車速140 r/min。方案II:繅絲湯溫度40℃，絲鞘長(zhǎng)度10 cm，繅絲車速160 r/min。方案 III:繅絲湯溫度40℃，絲鞘長(zhǎng)度12 cm，繅絲車速180 r/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

從表4可知，平均生絲抱合力和抱合力變異系數(shù)最好的是方案III，但是方案III的解舒率最差，萬米吊糙次數(shù)較方案I多，較方案II少，這一結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室繅絲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果基本吻合。另外，方案III的生絲斷裂強(qiáng)度相對(duì)較大，斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)較小。分析認(rèn)為，繅絲車速高、絲鞘長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí)，絲條上的張力較大所致。生絲清潔、潔凈成績(jī)、含膠率表現(xiàn)出明顯的差異性。

綜上所述，通過提高繅絲湯溫度、提高繅絲車速及增加絲鞘長(zhǎng)度的辦法可以改善鮮繭繅絲的抱合力成績(jī)。但是，在選擇較高的繅絲湯溫度、繅絲車速和絲鞘長(zhǎng)度較大時(shí)，應(yīng)兼顧解舒率、萬米吊糙、生絲強(qiáng)伸力的變化情況，實(shí)際繅絲時(shí)需要注意優(yōu)化。

表4 工廠試繅實(shí)驗(yàn)繅絲成績(jī)Tab.4 The experiment results ofsilk reeling carried out in factory

3 結(jié)論

1)提高繅絲湯溫度可以改善鮮繭繅生絲的抱合力成績(jī)，但繅絲湯溫度增高至一定值后，萬米吊糙增多。因此，在通過增加繅絲湯溫度來改變鮮繭繅生絲抱合成績(jī)時(shí)，應(yīng)注意選擇合適的范圍。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，鮮繭繅絲的繅絲湯溫度設(shè)置為40℃左右較為合適。2)提高繅絲車速也可以改善鮮繭繅生絲的抱合力成績(jī)，但繅絲車速增加后，生絲的強(qiáng)度增加，伸長(zhǎng)率減小，過大的繅絲車速勢(shì)必影響生絲的拉伸性能，致使絲條發(fā)硬，手感變差。另一方面，繅絲車速的設(shè)置應(yīng)與蠶繭繭質(zhì)(繭絲廠、繭絲纖度、解舒絲長(zhǎng)、解舒率、添緒效率)相適應(yīng)。3)通過提高絲鞘長(zhǎng)度同樣可以改善鮮繭繅生絲的抱合力成績(jī)，但是絲鞘長(zhǎng)度增加，致使絲條上張力增加，繅絲故障增多，解舒率下降，并且也影響生絲拉伸性能。因此，鮮繭自動(dòng)繅絲時(shí)，絲鞘長(zhǎng)度設(shè)置為10～12 cm較為適宜。

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