楊瑩瑩, 壽霜霜, 歐陽微微, 侍康妮, 田 偉, 祝成炎

(浙江理工大學(xué) “紡織纖維材料與加工技術(shù)”國家地方聯(lián)合工程實驗室，杭州 310018)

研究與技術(shù)

鮮繭絲與干繭絲織物性能研究

楊瑩瑩, 壽霜霜, 歐陽微微, 侍康妮, 田 偉, 祝成炎

(浙江理工大學(xué) “紡織纖維材料與加工技術(shù)”國家地方聯(lián)合工程實驗室，杭州 310018)

為研究鮮繭繅絲與干繭繅絲對真絲織物物理機(jī)械性能的影響，采用六個莊口的蠶繭，3個織物品種和多種經(jīng)緯密度，分別將鮮繭絲和干繭絲織造成6組對比織物試樣，并對織物試樣的光澤度、拉伸性能、折皺回復(fù)性、抗彎剛度、懸垂性和透濕性等進(jìn)行測試和分析。研究結(jié)果表明，對于不同莊口織制的各種參數(shù)織物品種，鮮繭絲織物的光澤度比干繭絲織物好；鮮繭絲織物的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率比干繭絲織物高；由于鮮繭絲織物的折皺回復(fù)角、抗彎長度、靜態(tài)懸垂系數(shù)均比干繭絲織物小，鮮繭絲織物的手感較柔軟，抗皺性稍差；此外，鮮繭絲織物的透濕性通常比干繭絲織物好。

繅絲；鮮繭絲；干繭絲；真絲織物；光澤度；力學(xué)性能；織物手感

繅絲是指將若干根繭絲從繭層中順序離解、抱合成生絲，制得符合規(guī)格要求生絲的加工過程[1]。為了方便蠶繭的儲存及運(yùn)輸，桑蠶繭繅絲一般都是以干繭為原料，包括烘繭、選繭、剝繭、煮繭、繅絲等工藝過程，繅制的絲稱為干繭絲。近年來，在勞動力、煤炭等能源成本上漲、環(huán)保壓力日益增加和鮮蠶蛹價格上漲的背景下，繅絲成本日益高漲，廣西、山東等地的許多企業(yè)開始使用鮮繭繅絲。鮮繭繅絲是指繅絲廠在收購蠶繭后，將蠶繭置于冷凍庫中殺蛹、儲藏，再根據(jù)繅絲加工規(guī)模，分批量取出經(jīng)冷凍處理、儲藏的蠶繭，在現(xiàn)代繅絲設(shè)備上加工，制得的絲稱為鮮繭絲[2]。鮮繭絲并不是新生事物，古代農(nóng)民在鮮繭出蛾之前將鮮繭加工而成的絲也屬于“鮮繭絲”[3]，而現(xiàn)代化的“鮮繭絲”繅絲，則是在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)具有明確、專業(yè)化分工的現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝。傳統(tǒng)干繭繅絲工藝能耗高、成本大，已經(jīng)無法滿足絲綢產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)需要，由于鮮繭繅絲工藝不需要烘繭與煮繭設(shè)備，可降低能耗，并充分利用蠶蛹，有利于提高繅絲企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此很多企業(yè)開始采用鮮繭繅絲[4]。

目前，國內(nèi)許多研究人員對兩種繅絲工藝進(jìn)行了大量研究，并取得了顯著的成果[5-7]。研究表明，鮮繭絲的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率均比干繭生絲大，但生絲抱合差[8-9]。適當(dāng)提高繅絲湯溫度、增加絲鞘長度可改善生絲抱合成績[10]。朱忠強(qiáng)[11]分別將鮮繭絲、干繭絲作為緯絲進(jìn)行織造，發(fā)現(xiàn)鮮繭絲在絡(luò)絲、并絲、捻絲等工序的斷頭率明顯高于干繭絲，影響面料外觀質(zhì)量，采用鮮繭絲所帶來的生產(chǎn)效率和質(zhì)量問題尚待解決。不同地區(qū)蠶繭因環(huán)境與飼養(yǎng)條件不同，繭絲的物理機(jī)械性能不同，而織物品種、結(jié)構(gòu)參數(shù)等同樣對織物的物理機(jī)械性能、織物手感有顯著影響。為提高試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免因蠶繭地區(qū)、織物品種、經(jīng)緯密等織造工藝參數(shù)對試驗結(jié)果的影響，本文采用六個莊口(繭站)的蠶繭分別繅制的鮮繭絲、干繭絲為對象，設(shè)計并織造了三個品種12個鮮繭絲、干繭絲織物對比試樣，對比分析干繭絲與鮮繭絲對織物力學(xué)性能及風(fēng)格的影響，深入研究采用鮮繭絲所帶來的織物外觀光澤、物理機(jī)械性能及手感的變化，以期為絲綢企業(yè)生絲選購及鮮繭絲織物的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 試 驗

1.1 材 料

為提高試驗的準(zhǔn)確性，避免蠶繭地區(qū)、織物品種、織造工藝參數(shù)等因素對試驗結(jié)果的影響，本文采用廣西武宣、廣西貴港、廣西云表、廣西宜州、浙江嘉興、江蘇如東六個地區(qū)莊口的蠶繭，依次編號為A、B、C、D、E、F，同一莊口的蠶繭分別采用鮮繭繅絲工藝和干繭繅絲工藝，制得規(guī)格為23.3 dtex(20/22 D)的生絲。采用不同工藝繅制的生絲，設(shè)計并織造具有代表性組織結(jié)構(gòu)的平紋、斜紋、緞紋織物，分別為EDA15295喬其、19004斜紋綢、14394素縐緞，得到12個織物試樣，織物品種編號與蠶繭莊口編號一致。

1.2 繅絲工藝流程

1.2.1 干繭繅絲工藝路線

鮮繭收購→熱風(fēng)干燥→剝繭→選繭→高溫觸蒸→真空滲透→煮繭→繅絲→平衡、給濕→平衡、復(fù)搖→編絲→絞絲→配色→打包。

1.2.2 鮮繭繅絲工藝路線

鮮繭收購→選繭→速凍(-4～28 ℃)低溫恒溫庫儲存(-6～2 ℃)→真空滲透→繅絲→平衡、給濕→平衡、復(fù)搖→編絲→絞絲→打包。

為確保試驗中變量的統(tǒng)一性，本文所生產(chǎn)生絲和織物除繅絲工藝不同外，所有織造工藝參數(shù)及后處理工藝均相同?？椢锲贩N及規(guī)格如表1所示，織物織造由達(dá)利絲綢(浙江)有限公司完成。

表1 織物品種及規(guī)格

注：本文中鮮繭繅絲織物、干繭繅絲織物統(tǒng)一簡稱為鮮繭絲織物、干繭絲織物。

1.3 儀器與設(shè)備

M524織物光澤度測試儀(青島山紡儀器有限公司)，YG 0260型多功能電子織物強(qiáng)力機(jī)、YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀、YG601-I/Ⅱ電腦式織物透濕儀(寧波紡織儀器廠)，LLY-01B電子硬挺度儀(萊州市電子儀器有限公司)，XDP-1織物懸垂性測試儀(上海新纖儀器有限公司)

1.4 測試方法

鮮繭絲與干繭絲的物理機(jī)械性能等指標(biāo)不同，其織物的力學(xué)性能、服用性能及風(fēng)格也不同?？椢锏娘L(fēng)格包括顏色、光澤、花紋、折皺、平挺、懸垂、彎曲等，良好的織物風(fēng)格能給人以美的感受。為研究鮮繭繅絲與織物各項性能間的關(guān)系，本文對織物的光澤度、拉伸性能和服用性能(抗折皺性、抗彎剛度、懸垂性、透濕性)進(jìn)行對比分析，對織物的風(fēng)格進(jìn)行客觀評價。

1.4.1 光澤度測試

將試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下(溫度為20 ℃±2 ℃，相對濕度為65%±5%)調(diào)濕24 h，使用M524織物光澤度測試儀，參照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01097—2006《織物光澤測試方法》測試試樣的光澤度，每塊試樣在不同位置測3次。根據(jù)下式計算織物光澤度。

(1)

式中：GC表示織物光澤度，%1/2；GS表示織物正反射光強(qiáng)度，%；GR表示織物漫反射光強(qiáng)度，%。

1.4.2 拉伸性能測試

將試樣放在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕24 h。在經(jīng)緯向各剪取5條試樣，試樣大小為400 mm×60 mm。將60 mm寬的試樣的邊紗拆去，使其寬度達(dá)到50 mm。調(diào)整織物強(qiáng)力機(jī)的上下夾持器距離為200 mm，拉伸速度為100 mm/min，預(yù)加張力2 N，夾持試樣，在YG 0260型多功能電子織物強(qiáng)力機(jī)上，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3923.1—1997《紡織品 織物拉伸性能 第一部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定 條樣法》進(jìn)行測試。

1.4.3 折皺回復(fù)性測試

在織物的平整處，用凸形印章在經(jīng)緯向各取試樣5塊，然后放到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕。按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3819—1997《紡織品織物折痕回復(fù)性的測定 回復(fù)角法》，使用YG541E型全自動激光織物折皺彈性測試儀，將剪好的試樣按五經(jīng)五緯的順序放在試樣翻板上，并將試樣的固定翼加入試樣翻板與滌綸薄膜之間進(jìn)行測試，記錄經(jīng)緯向的急、緩彈性回復(fù)角并求出經(jīng)向和緯向回復(fù)角之和。

1.4.4 懸垂性測試

剪取直徑為240 mm的試樣3條，將試樣放在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕24 h。按照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01045—1996《織物懸垂性試驗方法》，在XDP-1織物懸垂性測試儀上測定試樣的懸垂性。

1.4.5 抗彎剛度測試

將試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下調(diào)濕24 h。裁取平行于經(jīng)向和緯向的試樣各6條，試樣大小為200 mm×50 mm。按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18318—2001《紡織品 織物彎曲長度的測定》，在LLY-01B硬挺度儀上測定，經(jīng)緯向試樣各測4組。分別求出經(jīng)緯向的抗彎長度和抗彎剛度平均值，并按下式計算織物的總抗彎剛度。

(2)

B=G·(0.5l)3×10-5×9.8

(3)

(4)

式中：C為彎曲剛度，cm；l為試樣滑出長度，cm；θ為斜面角，43°；B為抗彎剛度，cN·cm；G為織物平方米質(zhì)量，g/m2。B為織物總抗彎剛度，cN·cm；Br為織物經(jīng)向抗彎剛度cN·cm；Bw為織物緯向抗彎剛度cN·cm。

1.4.6 透濕性測試

將試樣置于標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行調(diào)濕。按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12704—1991《織物透濕量測定方法 透濕杯法》，從每塊上截取3個直徑為80 mm的試樣。將吸濕劑放在烘箱中，在160 ℃溫度下烘3 h。放入適量的烘過的吸濕劑到透濕杯中，墊上墊圈，固定試樣，蓋上蓋子，并用膠帶將接縫處封住。將裝有試樣的透濕杯放到天平上進(jìn)行稱重。采用YG601-I/Ⅱ電腦式織物透濕儀，將透濕杯放到透濕箱中，氣流速度為0.3～0.5 mm/s，溫度為38 ℃，濕度為90%，30 min后取出再次稱重。根據(jù)下式計算織物的透濕率。

(5)

式中：WVT為透濕率，g/(m2·h)；Δm為t時間內(nèi)，同一組試驗組合體兩次稱量之差，g；A為有效試驗面積，m2；t為試樣放置時間，h。

2 結(jié)果與分析

2.1 織物光澤度

織物光澤是評價織物外觀風(fēng)格的重要因素之一，影響織物光澤的主要因素有纖維原料、紗線結(jié)構(gòu)、織物結(jié)構(gòu)和后整理工藝等[12]?？椢锏墓鉂啥扰c正反射光強(qiáng)度GS和漫反射光強(qiáng)度GR有關(guān)，正反射光強(qiáng)度GS值越大，正、漫反射光強(qiáng)度之差越小，織物的光澤度越大?？椢锕鉂啥葴y試結(jié)果如圖1所示。

圖1 織物光澤度Fig.1 Glossiness of fabrics

從圖1可以看出，不同品種光澤度的關(guān)系為斜紋綢>素縐緞>喬其，同一品種織物光澤度相差不大，對于不同地區(qū)蠶繭、織物品種、織造工藝參數(shù)的織物可看出，鮮繭絲織物的光澤度大于干繭絲織物。研究認(rèn)為，鮮繭絲織物表面較光滑、平整，正反射光強(qiáng)度GS值較大，因此光澤度較好，鮮繭繅絲可提高織物的光澤度。

2.2 織物拉伸性能

鮮繭絲、干繭絲織物的織物斷裂強(qiáng)力與斷裂伸長率試驗結(jié)果分別如圖2、圖3所示。從兩圖對比可以看出，鮮繭絲的平均斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率分別提高11.01 N和1.38%，說明鮮繭絲織物的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率均大于干繭絲織物?？椢锏臄嗔焉扉L率受纖維表面絲膠含量及絲膠的分布狀態(tài)有關(guān)，絲膠在纖維表面分布越均勻，其延伸性越好，由于鮮繭繅絲的絲纖維延伸性較好，因此受到拉伸時具有較好的延伸能力，伸長率較高?？椢锏臄嗔褟?qiáng)力受生絲強(qiáng)力的影響，而生絲的斷裂強(qiáng)力與蠶絲的絲膠含量、繅絲張力、復(fù)搖和浸泡工藝有關(guān)，合適的繅絲及浸泡工藝能提高鮮繭絲的斷裂強(qiáng)力。綜上，鮮繭絲織物具有較好的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率，織物能承受外界更大的力的作用，延伸性好。

圖2 織物斷裂強(qiáng)力Fig.2 Breaking strength of fabrics

圖3 織物斷裂伸長率Fig.3 Breaking elongation of fabrics

2.3 織物折皺回復(fù)性

織物折皺回復(fù)性試驗結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，鮮繭絲織物的折皺回復(fù)角略小于干繭絲織物，其折皺回復(fù)角平均值相差僅為1.22%。織物折皺回復(fù)性是織物在外力作用后折痕的回復(fù)程度，反映了織物的抗皺性能，織物折皺回復(fù)性越大，織物越抗皺。由于鮮繭絲紗線抱合弱于干繭絲[5,9]，纖維、紗線間摩擦阻力較小，因此，鮮繭絲的折皺回復(fù)性略差，手感略為疲軟，對織物抗皺性的影響極小。

圖4 織物折皺回復(fù)性Fig.4 Wrinkle recoverability of fabrics

2.4 織物抗彎剛度

鮮繭絲、干繭絲織物抗彎剛度如圖5所示。從圖5可以看出，鮮繭絲織物抗彎剛度小于干繭絲織物。影響織物抗彎剛度的因素主要有纖維的彎曲性能、紗線的結(jié)構(gòu)、織物的組織結(jié)構(gòu)，抗彎剛度越大，織物越硬挺，抗皺性越好。鮮繭絲織物的抗彎剛度比干繭絲織物小，說明鮮繭絲織物較干繭絲織物柔軟。

圖5 織物抗彎剛度Fig.5 Flexural rigidity of fabrics

2.5 織物懸垂性

織物懸垂性測試結(jié)果如圖6所示。從圖6可以看出，鮮繭絲織物靜態(tài)懸垂系數(shù)小于干繭絲織物，鮮繭絲對不同品種懸垂性的影響不同，其中斜紋、緞紋組織織物懸垂系數(shù)減小較多，平紋組織織物僅減小0.59%。織物的靜態(tài)懸垂系數(shù)越大，織物的懸垂性能越差，織物較硬挺?？椢飸掖剐允軘嗔焉扉L、彎曲剛度的影響，織物斷裂伸長越大、彎曲剛度越小，織物越柔軟，懸垂性越好。由懸垂性測試結(jié)果可知，鮮繭絲織物具有較好的懸垂性。

圖6 織物懸垂性Fig.6 Drapability of fabrics

2.6 織物透濕性

圖7所示為鮮繭絲、干繭絲織物透濕性測試結(jié)果。從圖7可以看出，不同品種織物之間透濕率相差較大，平紋組織較疏松，經(jīng)緯紗線間孔隙較大，因而透濕率大。同一品種不同地區(qū)所織得的織物透濕率稍有差異，但不管地區(qū)、品種、織造參數(shù)如何變化，鮮繭絲織物的透濕率始終大于干繭絲織物?？椢锏耐笣裥耘c織物組織及纖維本身吸濕能力相關(guān)?？椢锝M織交織點越少，織物覆蓋緊度越小，孔隙越大，越有利于織物透濕。纖維自身吸濕能力越好，水蒸汽更容易從高濕一側(cè)向低濕一側(cè)擴(kuò)散。鮮繭絲中纖維間抱合較干繭絲差，紗線較疏松，水汽能更快地在織物中擴(kuò)散，因此鮮繭絲織物具有更好的透濕性，有利于濕氣更快地從皮膚表面擴(kuò)散到織物外部，滿足人們對面料濕舒適度的要求。

圖7 織物透濕性Fig.7 Moisture-penetrability of fabrics

3 結(jié) 論

1)與干繭絲織物相比，鮮繭絲織物的光澤度比干繭絲織物好，采用鮮繭絲可改善真絲織物的光澤。

2)織物拉伸試驗顯示，鮮繭繅絲可提高織物的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率，鮮繭絲織物具有優(yōu)異的力學(xué)性能。

3)通過對影響織物手感的各項指標(biāo)如折皺回復(fù)性、抗彎剛度、懸垂性和透濕性進(jìn)行測定，結(jié)果顯示，鮮繭絲織物的折皺回復(fù)角、抗彎長度、靜態(tài)懸垂系數(shù)均比干繭絲織物小，鮮繭絲織物手感較柔軟，抗皺性稍差；鮮繭絲織物的透濕性比干繭絲織物好。

4)通過選取不同地區(qū)蠶繭進(jìn)行繅絲，設(shè)計不同織物品種和織造參數(shù)的真絲織物，可避免除繅絲工藝外參數(shù)對試驗結(jié)果的影響，綜合分析結(jié)果可知，以上參數(shù)不會影響鮮繭絲與干繭絲性能間的關(guān)系。

綜上所述，在實際生產(chǎn)中，采用鮮繭絲織制織物是可行的，無論蠶繭產(chǎn)地、織物品種、織造工藝參數(shù)如何改變，所得鮮繭絲織物均具有優(yōu)異的光澤度和力學(xué)性能，其較干繭絲織物手感更柔軟，透濕性更好。但同時也要考慮鮮繭絲質(zhì)量及對后續(xù)加工的影響，如鮮繭絲潔凈度成績差，鮮繭生絲制織面料的練白平方米質(zhì)量低于干繭絲制織的面料，鮮繭絲織綢時易斷，鮮繭絲在絡(luò)絲、并絲、捻絲等工序的斷頭率，倒筒過程中的清糙次數(shù)和生絲表面的疵點高于干繭絲等問題。為解決這些問題，還需國內(nèi)外學(xué)者的進(jìn)一步研究。

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Study on properties of fresh cocoon silk fabric and dried cocoon silk fabric

YANG Yingying, SHOU Shuangshuang, OUYANG Weiwei, SHI Kangni, TIAN Wei, ZHU Chengyan

(National Engineering Lab for Textile Fiber Materials and Processing Technology, Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou 310018, China)

To study the effect of fresh cocoon reeling silk and dried cocoon reeling silk on the physical and mechanical properties of silk fabric, silkworm cocoons were collected from six different purchasing station, according to three different fabric varieties and several different fabric densities, 6 groups of fabric samples were woven with fresh cocoon silk and dried cocoon silk respectively for test and analysis of glossiness, tensile property, wrinkle recoverability, flexural rigidity, draping, and moisture-penetrability. The research results show that fresh cocoon silk fabrics is superior to dried silk fabrics in respect of glossiness, breaking strength, elongation at break, hand feeling, and moisture-penetrability, and inferior to dried silk fabrics in respect of wrinkle recovery angle, bending length, static draping coefficient, and wrinkle recoverability.

reeling; fresh cocoon silk; dried cocoon silk; silk fabric; glossiness; mechanical property; hand feeling of fabric

10.3969/j.issn.1001-7003.2017.09.001

2016-12-09;

2017-06-24

國家國際科技合作專項項目(2011DFB51570)；浙江理工大學(xué)優(yōu)秀研究生學(xué)位論文培育基金項目(11110932271612)

楊瑩瑩(1991-)，女，碩士研究生，研究方向為紡織工程及真絲產(chǎn)品開發(fā)。通信作者：祝成炎，教授，cyzhu@zstu.edu.cn。

TS146

A

1001-7003(2017)09-0001-06 引用頁碼: 091101