天然彩色双宫丝与生丝规模化生产可行性分析

蒋小葵 张后兵 庞晓红 陈逢春 赵骆建 潘璐璐 周盛波

(1.南充出入境检验检疫局技保中心，四川 南充 637900；2.重庆出入境检验检疫局检验检疫技术中心，重庆 400020；3.四川出入境检验检疫局检验检疫技术中心，四川 成都 610041；4.南充六合制丝有限公司，四川 南充 637000；5.浙江出入境检验检疫局丝类检测中心，浙江 杭州 310012)

随着全球化绿色革命浪潮推动，人们开始注重绿色、低碳、环保的产品和服务，纺织行业也不例外。欧盟、日本等发达国家和地区相继制定了《REACH》法规、《OEKO TEX STANDAED 100》生态纺织标准、《化学物质评估及其生产规定法案执行令》等各种技术法规及标准以限制进口纺织品中高关注化学物质含量，我国也于2018年首次发布实施了T/CNTAC 8-2018《纺织产品限用物质清单》，明确了纺织品生产中化学物质限量要求，以促进纺织产业转型升级适应国际贸易需要。天然彩色茧丝具有天然色彩和显著不同于普通白色蚕茧的吸放湿性、抑菌性、抗氧化性以及吸收紫外线的优良性状，是理想的绿色健康纺织材料，若对其开发利用，可以有效化解国外限制纺织品化学物质含量超标的各种技术壁垒，促进我国丝绸产品扩大出口，提升产业核心竞争力。

因此，我国专家学者及产业人员非常重视对彩色茧丝的研制及开发，2003年～2013年间掀起了一股研究热潮，在彩色茧蚕品种的饲育[1～2]、彩色茧丝特性及其开发前景[3～8]、添食法生产彩色茧丝的加工技术[9～11]、天然彩色茧丝结构和性能[13～16]、彩色茧丝茧色的形成机理[17～18]、天然彩色茧丝的丝胶固着及固色技术[19～23]等方面取得重大突破和进展，但是天然彩色茧丝的规模化生产却鲜见报告，彩色茧丝的市场化交易也未见报道，彩色茧丝后续开发相对滞后。张月华[24]认为有色蚕品种茧丝质成绩较差，不具备直接在生产中推广运用的条件。盖国平[25]等人试验结果表明天然黄色茧丝仅能满足3A级生丝质量水平，而转基因绿色茧丝品质等级在A级以下。程醉[26]认为目前彩色茧的生产技术尚未完全成熟，没有建立起彩色茧的采购供应渠道，难以形成规模化、产业化的彩色茧丝生产。由此可见，要实现产业化规模化彩色生丝生产还存在生产技术、产品质量、产品供销渠道等诸多问题。本研究拟采用同一品种天然彩色蚕茧缫制天然彩色双宫丝和天然彩色生丝，对这两种丝产品的产量、质量、消耗进行比较分析，以期为天然彩色丝实现规模化生产提供一些理论依据。

1 试验

1.1 试验材料

“彩茧一号”天然黄色彩色茧。

1.2 试验仪器

XD-120T煮茧机(温州祥德丝绸机械厂)、CD801立缫试缫机(四川省纺织机械厂)，CD843-100型手摇检尺器(雅安纺织木配件厂)，真空渗透罐(温州市瑞轮丝绸机械厂)，座缫缫丝机(自制)，B116-2复摇机(宁波振兴机电设备有限公司)，XJ402试样煮茧器、XJ401桑蚕茧自动缫丝测试仪、XJ403小型复摇机(杭州纺织机械有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 丝质调查。为开展好天然彩色双宫丝与生丝的缫制，首先必须对天然彩色茧进行丝质调查，以摸清茧质特性，制定恰当的生产工艺指导生产。为此本研究于2016年6月在南充六合制丝有限公司开展了天然彩色茧的丝质调查试验。

在收贮的天然黄色彩茧中随机抽取200粒干茧，进行剥茧、称重、选茧、称重，煮茧等预处理。200粒供试干茧重量168.47g，选出1粒穿头咀茧，实际有199粒167.63g供试天然黄色干茧符合缫丝要求。按照生丝丝质调查方法在CD801立缫试缫机上对经煮茧后的天然彩色样茧进行丝质调查试验。通过对试验数据统计分析，天然彩茧的丝质特性如表1。

表1 天然黄色彩茧丝质性能

1.3.2 天然彩色双宫丝的缫制。为充分体现天然彩色双宫丝的特征性能，同时尽量减少对企业正常生产的影响，本研究于2016年7月在南充高坪宏兴丝绸厂座缫缫丝机(简称座缫机)上开展了天然彩色双宫丝的缫丝试验。试验步骤如下：

一是工艺设计。按照表1天然彩色茧丝质性能调查结果，设计合理的缫丝工艺要求指标，见表2。

表2 天然彩色双宫丝缫制工艺要求

缫制前新茧穿绪粒数可为36粒，由于原料解舒较好，万米吊糙低，为防止高温缫丝丝胶溶失过多造成颜色流失，缫丝汤温尽量偏低。

1.3.3 天然彩色生丝的缫制。目前普通白茧缫制生丝都采用自动缫丝机，是规模化生产，统一煮茧、统一调配缫丝机汤温汤色，一组自动缫丝机包含20部车位400绪缫丝能力，每日耗茧量需200kg左右，若采用一组自动缫丝机部分车位开展天然彩色生丝的缫丝试验，势必影响企业正常生产，2016年12月本研究在某蚕茧试样检测室的蚕茧自动缫丝测试仪上开展天然彩色生丝的缫制。试验步骤如下：

一是工艺设计。按照表1天然彩色茧丝质性能调查结果，设计出合理的缫制天然彩色生丝工艺要求指标，见表3。

表3 天然彩色生丝缫制工艺要求

二是工艺流程。混茧→剥茧→选茧→煮茧→缫丝→复摇→整理。将茧包中天然彩色茧倒出，剥去茧衣，选出不能缫丝的下茧及次茧，按照生丝煮茧工艺分批煮茧后，待缫丝所用，注意热茧热缫。共使用4部蚕茧自动缫丝测试仪，该设备缫丝能力为5绪/部，每位挡车工看管一部，按照普通生丝自动缫丝方法缫制天然彩色生丝，缫丝挡车工均为技术熟练工。然后对缫制完成的天然彩色生丝复摇、整理、包装存放。

1.3.4 天然彩色双宫丝的质量检测。按照FZ/T 42005-2016《桑蚕双宫丝》标准的试验方法和分级要求，对本研究缫制的天然彩色双宫丝的特征型号和主要品质技术指标纤度偏差、纤度最大偏差、切断、特殊疵点项目进行检测和分级。在好技术与一般技术挡车工缫制的天然彩色双宫丝中各抽取2批检测试样，再在两种技术缫制的丝把中各抽取一半丝绞混合制作2批试样，代表综合技术水平。每批试样10绞丝。

1.3.5 天然彩色生丝的质量检测。按照GB/T 1797-2008《生丝》、GB/T 1798-2008《生丝试验方法》标准的试验方法和分级要求，对本研究缫制的天然彩色生丝的主要品质技术指标纤度偏差、纤度最大偏差、均匀Ⅱ度、清洁、洁净、均匀Ⅲ度、切断、断裂强度、断裂伸长率、抱合项目进行检测和分级。遍及彩色生丝各丝把内均匀抽取检测试样，每批试样25绞，共抽取2批。

2 结果与讨论

2.1 丝质调查结果分析

从表1可以看出，天然彩色茧的粒茧丝长超过1000m，解舒缫折不到280，万米吊糙不到2.7个，这些指标都优于多数普通白茧的丝质性能，茧丝纤度2.661den，单丝纤度略微偏粗，缫制细规格的高等级生丝有难度，但缫制粗规格双宫丝对质量的影响应该不大。与普通白茧性能相比，天然彩色茧的丝质质量应属中上水平。

在丝质调查缫丝现场看到，彩色茧经过吸湿蒸煮后颜色变得明亮，缫制的彩色生丝色彩艳丽柔和，彩色茧从外层缫制至内层，茧色逐渐变淡，特别接近蛹衬层时，茧色几近白色，而蛹衬茧丝结构主要为丝素，丝胶含量少，说明天然彩色茧颜色主要分布在丝胶内。

2.2 天然彩色双宫丝缫制结果分析

2.2.1 缫丝指标完成情况

(1)产量情况。缫丝工平均每天缫制彩色双宫丝26绞，日产量5.35kg/部车。而普通白茧缫制双宫丝，缫丝工人最好日产量成绩也只约5kg/部车，说明天然彩色茧缫制双宫丝生产效率较高。

(2)缫折情况。本次试验缫制10.70kg彩色双宫丝消耗彩茧量32.96kg，实际缫折为308，1.3.1款丝质调查试验中，解舒缫折是269，两者有所差异。但解舒缫折是光茧缫丝的耗茧量，而本试验实际缫折是未经剥茧的毛茧缫制彩色双宫丝的耗茧量，在实际缫丝过程中还有未选尽的下脚茧不能缫丝，所以实际缫折应大于解舒缫折。总体来说，不管解舒缫折还是实际缫折，本研究所用天然彩色茧的缫折都较小，因为普通白茧用座缫机缫制双宫丝，缫折一般在330～380，本研究采用的天然彩色蚕茧缫制天然彩色双宫丝的消耗低于普通双宫丝。

(3)质量情况。经检测，本试验缫制的天然彩色双宫丝各项主要品质技术指标成绩如表4。

表4 天然彩色双宫丝品质技术指标成绩(100/120den)

从表4可以看出，挡车工操作技术好与一般技术缫制的的丝批质量检测结果差异不大。由此说明，天然彩色茧质量较好，易于缫制双宫丝，生产过程中需要克服的技术难度系数不大，因此技术好与一般技术的挡车工都能缫制出较好质量的产品。也就是说天然彩色茧缫制双宫丝的内在质量主要定级指标偏差成绩不是需要克服的大问题。

2.2.2 天然彩色双宫丝的外观性状。淡黄色的干茧经过真空渗透吸湿后湿茧颜色黄度值明显增加，色泽变得明亮圆润，缫制的双宫丝颜色更是绚丽夺目，色泽光鲜明亮，给人极大的视角冲击效果。丝绞与丝绞、丝把与丝把之间颜色整齐一致，优于普通双宫丝颜色的整齐度，手感与普通双宫相同。

2.2.3 天然彩色双宫丝缫丝工艺流程确定。从本试验结果来看，用座缫机缫制天然彩色双宫丝，是可开展规模化生产的，缫丝工艺流程完全可以采用普通双宫丝的流程，即混茧→选茧→真空渗透→缫丝→复摇→整理，也可以根据产品质量要求的精细程度增减剥茧和煮茧工序。缫丝过程中注意保持添加一定流量的新水，以保持缫丝锅内的汤色一致，确保缫制的天然彩色双宫丝颜色一致。

2.3 天然彩色生丝缫制结果分析

2.3.1 缫丝指标完成情况

2.3.1.1 产量情况。本次试验共缫制天然彩色生丝20.51kg，日产量0.46kg/部车，折合为企业自动缫丝机日产量为1.84kg/部车，普通白茧利用自动缫丝机缫制生丝，日产量一般在2kg～3kg，天然彩色生丝日产量低于普通白色生丝，生产效率不高。

2.3.1.2 缫折情况。本次试验共消耗63.65kg天然彩色样茧，缫制了20.51kg天然彩色生丝，实际缫折310，与天然双宫丝缫折308接近。从理论上来说生丝缫折应小于双宫丝缫折，因为座缫双宫丝缫制过程较粗放，产生的长吐、滞头量要大一些，但缫制生丝上车率及剥茧剥光率要求高一些，在缫制过程中缫丝工人反映掉绪多，不好缫制，都造成了缫折增大。总的来说，解舒率50%左右的蚕茧，缫折310也算正常。

2.3.1.3 质量情况。本次试验缫制的天然彩色生丝各项主要品质技术指标成绩如表5。

从表5可以看出，本次试验缫制的天然彩色生丝质量较差，两批试样最终等级都定为级外品，主要原因为纤度偏差、纤度最大偏差成绩都超过最低等级A级的质量标准要求，其次匀Ⅱ、匀Ⅲ度成绩也不理想，检验成绩仅能达到2A级水平，与偏差问题一样都是丝条粗细不匀情况突出所致。切断检验成绩也仅能达到2A～3A水平，主要原因是复摇机的温湿度控制条件差引起丝条粘硬不便退绕所致，若改善复摇工艺条件，切断检验成绩是应该能够提高。断裂强伸力、抱合检验成绩与普通生丝质量水平差不多，清洁、洁净检验成绩在5A级以上，达到了普通生丝高品位质量要求，说明该天然彩色蚕品种纇节少，丝质调查万米吊糙少也应证了这方面性能较好。

根据丝质调查结果，理论上该天然彩色蚕品种可以缫制出4A级水平生丝，实际缫制出生丝的质量成绩与预期差异大，分析原因，一方面与设备有关，蚕茧自动缫丝测试仪虽有自动缫丝功能，但挡车工平时主要用于调查样茧的丝质性能，对如何发挥设备性能缫制好生丝质量经验不足，另一方面与蚕茧本身单丝纤度偏粗有关，若不精心缫制容易出现粗细野纤度影响纤度偏差成绩。由于试验设备条件及场地限制，无法另做试验。本次试验结果也可说明，同品种天然彩色蚕茧缫制天然彩色生丝难度系数大于双宫丝，偏差成绩仍是影响生丝内在质量的主要因素，需要进行技术攻关加以改进。

表5 天然彩色双宫丝品质技术指标成绩(20/22den)

2.3.2 天然彩色生丝的外观性状。天然彩色生丝的颜色与天然彩色双宫丝一样黄度值明显高于干茧，色彩绚丽，色泽比天然彩色双宫丝更加柔和，让人爱不释手，颜色整齐度高，手感与普通生丝相同。

2.3.3 天然彩色生丝工艺流程。从试验情况看，可采用普通生丝工艺流程，即混茧→剥茧→选茧→煮茧→缫丝→复摇→整理。

2.4 天然彩色双宫丝与生丝产、质、耗比较分析

同品种天然彩色蚕茧缫制天然彩色双宫丝与天然彩色生丝，在产量、质量、用茧量消耗方面的比较情况如表6。

表6 天然彩色双宫丝与生丝产、质、耗比较

从表6可以看出，同品种天然彩色蚕茧缫制天然彩色双宫丝能最大限度发挥原料性能达到较好的产、质、耗水平，与缫制天然彩色生丝相比具有明显的比较优势。且座缫机适应性强，缫丝规模可大可小，根据原料茧量可开一部车或几十部车，且不影响企业其他普通双宫丝产品同时缫制，而缫制天然彩色生丝，则至少需要开一组生丝自动缫丝机即20部车位400绪的生产规模，对原料茧有最低限量要求。

至于天然彩色丝的销路问题，双宫丝因其丝条上有大小不一、断续分布的天然糙块，织成的双宫绸面布满均匀细致的小疙瘩犹如雪花，给人一种粗狂独特、高贵别致、贴近自然的感觉，天然彩色双宫丝还自带天然色彩，绸面更显华丽典雅，可用于具有独特自然风情的服装面料、婚礼服装、高档窗帘布等[27]。南充的座繅双宫丝每年都要出口到日本、韩国用于制造特殊服装面料，只要天然彩色双宫丝能到达一定规模产量，内外销市场都会有需求的。而天然彩色生丝由于后续的脱胶固色技术还处在研究试验阶段，生产的丝织物特色效果不够理想，要与其他成熟的丝绸产品竞争市场份额存在一定难度。

因此，无论从产量、质量、消耗，还是生产条件、潜在市场开发等方面，天然彩色双宫丝都具备实现规模化生产的可行性，而天然彩色生丝质量问题还需改进，产品销售市场需要开发，并且囿于生产条件限制，企业不敢贸然选择生产，要实现规模化生产还有待于进一步探索。

3 结论

3.1 座缫机生产天然彩色双宫丝，日产量超过5kg/部车，缫折308，质量等级为特级、双特级，产量、质量、消耗都能达到普通双宫丝的较好水平，且生产方式灵活，具有潜在的销售市场，可以进行规模化生产。

3.2 自动缫丝机生产天然彩色生丝，日产量不到2kg/部车，繅折310，质量方面清洁、洁净成绩达到普通生丝高品位水平，但丝条不匀问题突出，综合定级低，为级外品。生产条件受限制，销售市场需要开发，规模化、产业化生产条件还不成熟。

3.3 天然彩色蚕茧符合现代绿色、环保、健康的生态文明建设发展方向，应充分发挥挖掘天然彩色茧丝质性能特色，以生产天然彩色双宫丝为突破口，尽早实现天然彩色丝的规模化生产，待条件成熟后再推进天然彩色生丝的规模化、产业化生产。