鲜茧丝与干茧丝织物性能研究

杨莹莹, 寿霜霜, 欧阳微微, 侍康妮, 田 伟, 祝成炎

(浙江理工大学 “纺织纤维材料与加工技术”国家地方联合工程实验室，杭州 310018)

研究与技术

鲜茧丝与干茧丝织物性能研究

杨莹莹, 寿霜霜, 欧阳微微, 侍康妮, 田 伟, 祝成炎

(浙江理工大学 “纺织纤维材料与加工技术”国家地方联合工程实验室，杭州 310018)

为研究鲜茧缫丝与干茧缫丝对真丝织物物理机械性能的影响，采用六个庄口的蚕茧，3个织物品种和多种经纬密度，分别将鲜茧丝和干茧丝织造成6组对比织物试样，并对织物试样的光泽度、拉伸性能、折皱回复性、抗弯刚度、悬垂性和透湿性等进行测试和分析。研究结果表明，对于不同庄口织制的各种参数织物品种，鲜茧丝织物的光泽度比干茧丝织物好；鲜茧丝织物的断裂强力和断裂伸长率比干茧丝织物高；由于鲜茧丝织物的折皱回复角、抗弯长度、静态悬垂系数均比干茧丝织物小，鲜茧丝织物的手感较柔软，抗皱性稍差；此外，鲜茧丝织物的透湿性通常比干茧丝织物好。

缫丝；鲜茧丝；干茧丝；真丝织物；光泽度；力学性能；织物手感

缫丝是指将若干根茧丝从茧层中顺序离解、抱合成生丝，制得符合规格要求生丝的加工过程[1]。为了方便蚕茧的储存及运输，桑蚕茧缫丝一般都是以干茧为原料，包括烘茧、选茧、剥茧、煮茧、缫丝等工艺过程，缫制的丝称为干茧丝。近年来，在劳动力、煤炭等能源成本上涨、环保压力日益增加和鲜蚕蛹价格上涨的背景下，缫丝成本日益高涨，广西、山东等地的许多企业开始使用鲜茧缫丝。鲜茧缫丝是指缫丝厂在收购蚕茧后，将蚕茧置于冷冻库中杀蛹、储藏，再根据缫丝加工规模，分批量取出经冷冻处理、储藏的蚕茧，在现代缫丝设备上加工，制得的丝称为鲜茧丝[2]。鲜茧丝并不是新生事物，古代农民在鲜茧出蛾之前将鲜茧加工而成的丝也属于“鲜茧丝”[3]，而现代化的“鲜茧丝”缫丝，则是在生产各环节具有明确、专业化分工的现代化生产工艺。传统干茧缫丝工艺能耗高、成本大，已经无法满足丝绸产业的生产需要，由于鲜茧缫丝工艺不需要烘茧与煮茧设备，可降低能耗，并充分利用蚕蛹，有利于提高缫丝企业的经济效益，因此很多企业开始采用鲜茧缫丝[4]。

目前，国内许多研究人员对两种缫丝工艺进行了大量研究，并取得了显著的成果[5-7]。研究表明，鲜茧丝的断裂强度、断裂伸长率均比干茧生丝大，但生丝抱合差[8-9]。适当提高缫丝汤温度、增加丝鞘长度可改善生丝抱合成绩[10]。朱忠强[11]分别将鲜茧丝、干茧丝作为纬丝进行织造，发现鲜茧丝在络丝、并丝、捻丝等工序的断头率明显高于干茧丝，影响面料外观质量，采用鲜茧丝所带来的生产效率和质量问题尚待解决。不同地区蚕茧因环境与饲养条件不同，茧丝的物理机械性能不同，而织物品种、结构参数等同样对织物的物理机械性能、织物手感有显著影响。为提高试验结果的准确性，避免因蚕茧地区、织物品种、经纬密等织造工艺参数对试验结果的影响，本文采用六个庄口(茧站)的蚕茧分别缫制的鲜茧丝、干茧丝为对象，设计并织造了三个品种12个鲜茧丝、干茧丝织物对比试样，对比分析干茧丝与鲜茧丝对织物力学性能及风格的影响，深入研究采用鲜茧丝所带来的织物外观光泽、物理机械性能及手感的变化，以期为丝绸企业生丝选购及鲜茧丝织物的开发利用提供理论依据。

1 试 验

1.1 材 料

为提高试验的准确性，避免蚕茧地区、织物品种、织造工艺参数等因素对试验结果的影响，本文采用广西武宣、广西贵港、广西云表、广西宜州、浙江嘉兴、江苏如东六个地区庄口的蚕茧，依次编号为A、B、C、D、E、F，同一庄口的蚕茧分别采用鲜茧缫丝工艺和干茧缫丝工艺，制得规格为23.3 dtex(20/22 D)的生丝。采用不同工艺缫制的生丝，设计并织造具有代表性组织结构的平纹、斜纹、缎纹织物，分别为EDA15295乔其、19004斜纹绸、14394素绉缎，得到12个织物试样，织物品种编号与蚕茧庄口编号一致。

1.2 缫丝工艺流程

1.2.1 干茧缫丝工艺路线

鲜茧收购→热风干燥→剥茧→选茧→高温触蒸→真空渗透→煮茧→缫丝→平衡、给湿→平衡、复摇→编丝→绞丝→配色→打包。

1.2.2 鲜茧缫丝工艺路线

鲜茧收购→选茧→速冻(-4～28 ℃)低温恒温库储存(-6～2 ℃)→真空渗透→缫丝→平衡、给湿→平衡、复摇→编丝→绞丝→打包。

为确保试验中变量的统一性，本文所生产生丝和织物除缫丝工艺不同外，所有织造工艺参数及后处理工艺均相同。织物品种及规格如表1所示，织物织造由达利丝绸(浙江)有限公司完成。

表1 织物品种及规格

注：本文中鲜茧缫丝织物、干茧缫丝织物统一简称为鲜茧丝织物、干茧丝织物。

1.3 仪器与设备

M524织物光泽度测试仪(青岛山纺仪器有限公司)，YG 0260型多功能电子织物强力机、YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪、YG601-I/Ⅱ电脑式织物透湿仪(宁波纺织仪器厂)，LLY-01B电子硬挺度仪(莱州市电子仪器有限公司)，XDP-1织物悬垂性测试仪(上海新纤仪器有限公司)

1.4 测试方法

鲜茧丝与干茧丝的物理机械性能等指标不同，其织物的力学性能、服用性能及风格也不同。织物的风格包括颜色、光泽、花纹、折皱、平挺、悬垂、弯曲等，良好的织物风格能给人以美的感受。为研究鲜茧缫丝与织物各项性能间的关系，本文对织物的光泽度、拉伸性能和服用性能(抗折皱性、抗弯刚度、悬垂性、透湿性)进行对比分析，对织物的风格进行客观评价。

1.4.1 光泽度测试

将试样在标准大气条件下(温度为20 ℃±2 ℃，相对湿度为65%±5%)调湿24 h，使用M524织物光泽度测试仪，参照标准FZ/T 01097—2006《织物光泽测试方法》测试试样的光泽度，每块试样在不同位置测3次。根据下式计算织物光泽度。

(1)

式中：GC表示织物光泽度，%1/2；GS表示织物正反射光强度，%；GR表示织物漫反射光强度，%。

1.4.2 拉伸性能测试

将试样放在标准大气条件下调湿24 h。在经纬向各剪取5条试样，试样大小为400 mm×60 mm。将60 mm宽的试样的边纱拆去，使其宽度达到50 mm。调整织物强力机的上下夹持器距离为200 mm，拉伸速度为100 mm/min，预加张力2 N，夹持试样，在YG 0260型多功能电子织物强力机上，按照标准GB/T 3923.1—1997《纺织品 织物拉伸性能 第一部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 条样法》进行测试。

1.4.3 折皱回复性测试

在织物的平整处，用凸形印章在经纬向各取试样5块，然后放到标准大气条件下调湿。按照标准GB/T 3819—1997《纺织品织物折痕回复性的测定 回复角法》，使用YG541E型全自动激光织物折皱弹性测试仪，将剪好的试样按五经五纬的顺序放在试样翻板上，并将试样的固定翼加入试样翻板与涤纶薄膜之间进行测试，记录经纬向的急、缓弹性回复角并求出经向和纬向回复角之和。

1.4.4 悬垂性测试

剪取直径为240 mm的试样3条，将试样放在标准大气条件下调湿24 h。按照标准FZ/T 01045—1996《织物悬垂性试验方法》，在XDP-1织物悬垂性测试仪上测定试样的悬垂性。

1.4.5 抗弯刚度测试

将试样在标准大气条件下调湿24 h。裁取平行于经向和纬向的试样各6条，试样大小为200 mm×50 mm。按照标准GB/T 18318—2001《纺织品 织物弯曲长度的测定》，在LLY-01B硬挺度仪上测定，经纬向试样各测4组。分别求出经纬向的抗弯长度和抗弯刚度平均值，并按下式计算织物的总抗弯刚度。

(2)

B=G·(0.5l)3×10-5×9.8

(3)

(4)

式中：C为弯曲刚度，cm；l为试样滑出长度，cm；θ为斜面角，43°；B为抗弯刚度，cN·cm；G为织物平方米质量，g/m2。B为织物总抗弯刚度，cN·cm；Br为织物经向抗弯刚度cN·cm；Bw为织物纬向抗弯刚度cN·cm。

1.4.6 透湿性测试

将试样置于标准大气条件下进行调湿。按照标准GB/T 12704—1991《织物透湿量测定方法 透湿杯法》，从每块上截取3个直径为80 mm的试样。将吸湿剂放在烘箱中，在160 ℃温度下烘3 h。放入适量的烘过的吸湿剂到透湿杯中，垫上垫圈，固定试样，盖上盖子，并用胶带将接缝处封住。将装有试样的透湿杯放到天平上进行称重。采用YG601-I/Ⅱ电脑式织物透湿仪，将透湿杯放到透湿箱中，气流速度为0.3～0.5 mm/s，温度为38 ℃，湿度为90%，30 min后取出再次称重。根据下式计算织物的透湿率。

(5)

式中：WVT为透湿率，g/(m2·h)；Δm为t时间内，同一组试验组合体两次称量之差，g；A为有效试验面积，m2；t为试样放置时间，h。

2 结果与分析

2.1 织物光泽度

织物光泽是评价织物外观风格的重要因素之一，影响织物光泽的主要因素有纤维原料、纱线结构、织物结构和后整理工艺等[12]。织物的光泽度与正反射光强度GS和漫反射光强度GR有关，正反射光强度GS值越大，正、漫反射光强度之差越小，织物的光泽度越大。织物光泽度测试结果如图1所示。

图1 织物光泽度Fig.1 Glossiness of fabrics

从图1可以看出，不同品种光泽度的关系为斜纹绸>素绉缎>乔其，同一品种织物光泽度相差不大，对于不同地区蚕茧、织物品种、织造工艺参数的织物可看出，鲜茧丝织物的光泽度大于干茧丝织物。研究认为，鲜茧丝织物表面较光滑、平整，正反射光强度GS值较大，因此光泽度较好，鲜茧缫丝可提高织物的光泽度。

2.2 织物拉伸性能

鲜茧丝、干茧丝织物的织物断裂强力与断裂伸长率试验结果分别如图2、图3所示。从两图对比可以看出，鲜茧丝的平均断裂强力和断裂伸长率分别提高11.01 N和1.38%，说明鲜茧丝织物的断裂强力、断裂伸长率均大于干茧丝织物。织物的断裂伸长率受纤维表面丝胶含量及丝胶的分布状态有关，丝胶在纤维表面分布越均匀，其延伸性越好，由于鲜茧缫丝的丝纤维延伸性较好，因此受到拉伸时具有较好的延伸能力，伸长率较高。织物的断裂强力受生丝强力的影响，而生丝的断裂强力与蚕丝的丝胶含量、缫丝张力、复摇和浸泡工艺有关，合适的缫丝及浸泡工艺能提高鲜茧丝的断裂强力。综上，鲜茧丝织物具有较好的断裂强力和断裂伸长率，织物能承受外界更大的力的作用，延伸性好。

图2 织物断裂强力Fig.2 Breaking strength of fabrics

图3 织物断裂伸长率Fig.3 Breaking elongation of fabrics

2.3 织物折皱回复性

织物折皱回复性试验结果如图4所示。由图4可知，鲜茧丝织物的折皱回复角略小于干茧丝织物，其折皱回复角平均值相差仅为1.22%。织物折皱回复性是织物在外力作用后折痕的回复程度，反映了织物的抗皱性能，织物折皱回复性越大，织物越抗皱。由于鲜茧丝纱线抱合弱于干茧丝[5,9]，纤维、纱线间摩擦阻力较小，因此，鲜茧丝的折皱回复性略差，手感略为疲软，对织物抗皱性的影响极小。

图4 织物折皱回复性Fig.4 Wrinkle recoverability of fabrics

2.4 织物抗弯刚度

鲜茧丝、干茧丝织物抗弯刚度如图5所示。从图5可以看出，鲜茧丝织物抗弯刚度小于干茧丝织物。影响织物抗弯刚度的因素主要有纤维的弯曲性能、纱线的结构、织物的组织结构，抗弯刚度越大，织物越硬挺，抗皱性越好。鲜茧丝织物的抗弯刚度比干茧丝织物小，说明鲜茧丝织物较干茧丝织物柔软。

图5 织物抗弯刚度Fig.5 Flexural rigidity of fabrics

2.5 织物悬垂性

织物悬垂性测试结果如图6所示。从图6可以看出，鲜茧丝织物静态悬垂系数小于干茧丝织物，鲜茧丝对不同品种悬垂性的影响不同，其中斜纹、缎纹组织织物悬垂系数减小较多，平纹组织织物仅减小0.59%。织物的静态悬垂系数越大，织物的悬垂性能越差，织物较硬挺。织物悬垂性受断裂伸长、弯曲刚度的影响，织物断裂伸长越大、弯曲刚度越小，织物越柔软，悬垂性越好。由悬垂性测试结果可知，鲜茧丝织物具有较好的悬垂性。

图6 织物悬垂性Fig.6 Drapability of fabrics

2.6 织物透湿性

图7所示为鲜茧丝、干茧丝织物透湿性测试结果。从图7可以看出，不同品种织物之间透湿率相差较大，平纹组织较疏松，经纬纱线间孔隙较大，因而透湿率大。同一品种不同地区所织得的织物透湿率稍有差异，但不管地区、品种、织造参数如何变化，鲜茧丝织物的透湿率始终大于干茧丝织物。织物的透湿性与织物组织及纤维本身吸湿能力相关。织物组织交织点越少，织物覆盖紧度越小，孔隙越大，越有利于织物透湿。纤维自身吸湿能力越好，水蒸汽更容易从高湿一侧向低湿一侧扩散。鲜茧丝中纤维间抱合较干茧丝差，纱线较疏松，水汽能更快地在织物中扩散，因此鲜茧丝织物具有更好的透湿性，有利于湿气更快地从皮肤表面扩散到织物外部，满足人们对面料湿舒适度的要求。

图7 织物透湿性Fig.7 Moisture-penetrability of fabrics

3 结 论

1)与干茧丝织物相比，鲜茧丝织物的光泽度比干茧丝织物好，采用鲜茧丝可改善真丝织物的光泽。

2)织物拉伸试验显示，鲜茧缫丝可提高织物的断裂强力和断裂伸长率，鲜茧丝织物具有优异的力学性能。

3)通过对影响织物手感的各项指标如折皱回复性、抗弯刚度、悬垂性和透湿性进行测定，结果显示，鲜茧丝织物的折皱回复角、抗弯长度、静态悬垂系数均比干茧丝织物小，鲜茧丝织物手感较柔软，抗皱性稍差；鲜茧丝织物的透湿性比干茧丝织物好。

4)通过选取不同地区蚕茧进行缫丝，设计不同织物品种和织造参数的真丝织物，可避免除缫丝工艺外参数对试验结果的影响，综合分析结果可知，以上参数不会影响鲜茧丝与干茧丝性能间的关系。

综上所述，在实际生产中，采用鲜茧丝织制织物是可行的，无论蚕茧产地、织物品种、织造工艺参数如何改变，所得鲜茧丝织物均具有优异的光泽度和力学性能，其较干茧丝织物手感更柔软，透湿性更好。但同时也要考虑鲜茧丝质量及对后续加工的影响，如鲜茧丝洁净度成绩差，鲜茧生丝制织面料的练白平方米质量低于干茧丝制织的面料，鲜茧丝织绸时易断，鲜茧丝在络丝、并丝、捻丝等工序的断头率，倒筒过程中的清糙次数和生丝表面的疵点高于干茧丝等问题。为解决这些问题，还需国内外学者的进一步研究。

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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

国家国际科技合作专项项目(2011DFB51570)；浙江理工大学优秀研究生学位论文培育基金项目(11110932271612)

杨莹莹(1991-)，女，硕士研究生，研究方向为纺织工程及真丝产品开发。通信作者：祝成炎，教授，cyzhu@zstu.edu.cn。

TS146

A

1001-7003(2017)09-0001-06 引用页码: 091101