不同原料茧与制作方式的桑蚕丝绵性状调查研究

罗顺高，廖鹏飞，刘增虎

（云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所，蒙自市 661101）

桑蚕丝是一种天然动物蛋白纤维，其87%的构造与人类的皮肤相近，含有对人体健康有益的多种氨基酸，被誉为“人体第二层肌肤”“纤维皇后”等多种称号。用桑蚕茧丝加工的丝绵具有柔软、透气、吸湿性强、轻盈、不剌痒及抗静电等优点而成为被子或服装的最佳填充原料之一［1］。经桑蚕丝绵填充制成的桑蚕丝被或丝绵服装具有贴身保暖、柔软舒适、透气保健等得天独厚的品质和优点，受到越来越多消费者的喜爱。

桑蚕丝绵所采用的原料茧和加工方式的不同，所制成蚕丝被的颜色或使用寿命等也有差异性。桑蚕丝绵根据加工方式的不同可分为机制桑蚕丝绵（简称机制绵）和手工桑蚕丝绵（简称手工绵），又依据原料茧的不同和色泽差异，将机制绵分为双宫茧机制绵、上车茧机制绵、黄斑茧机制绵、下脚茧机制绵和蛹衬机制绵等5 个小类。手工绵根据色泽分为天然手工绵和漂白手工绵，其中天然手工绵又根据原料茧不同分为双宫茧手工绵、上车茧手工绵、黄斑茧手工绵和下脚茧手工绵4 个小类。机制绵在制作过程中均进行了精练漂白处理，故机制绵均为漂白绵。手工绵有未经漂白处理的天然手工绵和经过漂白处理的漂白手工丝绵2 个小类，具体分类见图1。前人对桑蚕丝绵已经开展了相关的研究。卢建珍等［2］介绍了手工丝绵，机制丝绵的制作方法。刘中亮等［3］总结了双宫丝绵，黄斑丝绵和蛹衬丝绵的优缺点。周颖等［4］对蚕丝绵产品质量评价体系开展了相关研究。刘中亮等［5］对丝绵残胶率试验方法进行了研究。为了进一步探索不同原料茧经手工或机器制成的丝绵性状差异，本文通过比较分析不同原料茧与制作方式制成的丝绵性状差异，为消费者根据自身需求而进行准确选择使用，以及为产品质量检测机构开展蚕丝被检测评价提供数据参考。

图1 蚕桑丝绵根据加工方式与原料茧及色泽的分类图

2 材料和方法

2.1 调查材料

本试验原料茧为云南省曲靖陆良县春茧，在云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所丝厂加工生产。生产机制绵244.3 kg（双宫机制绵40.8 kg，上茧机制绵34.4 kg，黄斑茧机制绵48.8 kg，下脚茧机制绵24 kg，蛹衬机制绵96.3 kg）；生产手工绵110.6 kg（双宫手工绵41.1 kg，黄斑手工绵23.8 kg，下脚茧手工绵27.3 kg，上车茧手工绵18.4 kg）。手工丝绵制作工艺流程［1-2］：称茧→煮茧→捞茧、清洗→剥茧→开绵→脱水→晾干→称重、定级；机制丝绵制作工艺流程［6］：剥茧→选茧→制绵→浸泡→清洗→脱水（第一次）→煮绵→清洗→脱水（第二次）→柔软处理→脱水（第三次）→整理→烘干→平衡。

2.2 调查方法

2.2.1 调查指标 主要调查体现机制桑蚕丝绵与手工桑蚕丝绵、漂白桑蚕丝绵与天然桑蚕丝绵差异的桑蚕丝绵形状、质量和色泽，反映储藏时间的含油率以及反映稳定性和耐用度的断裂强力、断裂伸长率的指标［7-9］。本试验没有对丝绵回复率和压缩率调查［1］，主要是因为相关设备不全。

2.2.2 调查所用的仪器设备 方桌：桌面平整光滑，长2.0 m、宽1.6 m、高1.2 m；卷尺：量程为5.0 m，精度为0.01 m；LQ-50002电子称，为上海瑶新电子科技有限公司生产，最大量程为5.0 kg，精度为0.1 g；YD04 索氏萃取器，为北京海富达科技有限公司生产；JA2003C 分析天平，为上海虔钧科学仪器有限公司生产，分度值0.1 mg；HH-4D 恒温水浴锅，为金坛市科技仪器有限公司生产；Y802N恒温烘箱，为中华人民共和国常州纺织仪器厂生产，能保持温度在105±5 ℃范围；Y6001B单丝纤度强力仪，为常州溢纺纺织仪器有限公司生产；装有变色硅胶干燥器、150 mL烧瓶、称量瓶和定性滤纸、化学纯或分析纯的乙醚等为市售。

2.2.3 形状、重量调查 抽取生产的各类丝绵，每种丝绵片各取10片，将每片丝绵平整地置于方桌上，用卷尺测量每片丝绵的长宽数据，用电子称称量每片丝绵的质量，随后进行统计分析。

2.2.4 色泽的调查 在自然光照下，将桑蚕丝绵平整地置于桌面，在室内40 W 的日光灯下，用肉眼逐一观察每片丝绵的色泽并做好记录。

2.2.5 含油率调查 含油率调查的方法等参照纺织业的推荐标准相关内容进行［10］。每种丝绵取干样5 g，用白纸包好，并贴上样品标签，在索氏萃取器中用乙醚进行萃取，然后待萃取溶剂挥发完后称取油脂质量，计算出油脂质量在试样量中的百分比，即含油率（%）=所测油脂质量/试样量×100。

2.2.6 断裂强力、断裂伸长率调查 各种桑蚕丝绵取单丝10条，分别用纸包好，并贴上标签。从待测丝绵中随机抽取10 cm单丝片段，拉直固定在单纤维强力机上，启动仪器直至拉断所测茧丝，然后读取断裂强力、断裂伸长率数据。

2.3 数据统计分析方法

通过MICROSOFT EXCEL 2016 计算出各调查指标的平均数、通过WPS表格计算标准差、方差分析及F测验，分析不同原料茧之间的差异显著性。用常见的双宫绵的相关指标为对照与其它丝绵指标作差异显著性分析。

3 结果与分析

3.1 不同原料茧机制绵性状差异分析

将双宫茧机制绵、上车茧机制绵、黄斑茧机制绵、下脚茧机制绵以及蛹衬机制绵的形状尺寸、色泽、质量、含油率、断强力和断裂伸长率等数据列于表1，将不同原料茧制成机制绵的性状差异显著性分析列于表2。由表1数据可知，不同类型原料茧机制绵色泽雪白，均为长方形，其规格为1.55 m×1.82 m。机制绵每片质量约1 000 g，其中以双宫茧与蛹衬为原料的机制绵较重，分别为1 000±51 g和1 000±22 g，最轻的为黄斑茧机制绵，仅972±6 g。含油率约0.80%，而断裂强力与断裂伸长率的差异较大，其中以双宫茧机制绵为最高（分别为7.9±0.1 cN和18.46±0.30%），上车茧机制绵次之（分别为7.0±0.3 cN 和17.15±0.40%），最低的是蛹衬机制绵（分别为3.0±0.2 cN和10.35±0.54%）。由表2可知，不同原料茧制成的机制绵的性状表现存在一定程度的差异，除蛹衬机制绵的质量、上车茧和黄斑茧机制绵含油率差异不显著，下脚茧机制绵的质量达P＜0.05水平的显著性差异外，而其他各项指标均为极显著差异（P＜0.01）。

表1 不同原料茧制成的机制绵物理性状调查数据统计表

表2 不同原料茧制成机制绵物理性状的方差分析表

续表2

3.2 不同原料茧手工丝绵性状差异分析

将不同原料茧制成的手工绵的性状尺寸、色泽及断裂伸长率等调查数据列于表3，对其进行的方差分析列于表4。由表3 可知，手工绵的外观形状近似半椭圆的袋形，其椭圆的长半轴长a=0.5 m，其椭圆的短半轴长b=0.25 m，色泽则因原料茧的不同而出现多样性，其中双宫茧与上车茧手工绵为珍珠白，黄斑茧和下脚茧手工绵则多为米白色，而漂白手工绵却为雪白色。上车茧与黄斑茧手工绵每片质量达31.0～32.0 g，而漂白手工绵的质量为最轻，仅约30.5 g 左右，较上车茧与黄斑茧手工绵分别降低4.38%和4.67%。含油率以下脚茧手工绵为最高，达1.21%，较漂白手工绵增加0.34个百分点，双宫茧、黄斑茧与上车茧手工绵的含油率均在1%左右。不同原料茧的断裂强力和断裂伸长率差异较大，以双宫茧手工绵为最高，分别为8.1±0.3 cN和20.30±0.20%，上车茧手工绵次之，分别为7.6±0.2 cN和17.80±0.50%，最低的是漂白手工绵，仅为5.0±0.5 cN 和14.60±0.10%。由表4 可知，除漂白手工绵的质量为差异显著、黄斑茧手工绵的含油率、上车茧手工绵的含油率与其他原料茧制成的手工绵差异不显著外，其余原料茧制成的手工绵性状均存在极显著差异（P＜0.01）。

表3 不同原料茧制成手工绵的物理性状调查数据统计表

表4 不同原料茧制成手工绵的物理性状的方差分析表

3.3 机制丝绵与手工丝绵的性状差异分析

由表1与表3数据比较发现，机制丝绵的形状为规则的长方形，尺寸1.56 m×1.82 m，而手工丝绵的形状却为半椭圆袋形。机制丝绵的色泽为均匀的雪白色，与漂白手工丝绵相似，但手工丝绵除雪白色外，因原料茧的不同，还有米白色和珍珠白等颜色。同一原料茧的机制绵较天然手工绵在含油率、断裂强力和断裂伸长率等方面有较大幅度下降，如双宫茧机制绵比双宫茧天然手工绵的含油率、断裂强力和断裂伸长率分别降低23%、2.47%和9.06%。在所有类别的丝绵中，以双宫茧为原料制作且未作漂白处理的手工丝绵性状为最好。

4 小结与讨论

丝绵因原料茧以及加工方式的不同，在形状尺寸、色泽、含油率、断裂强力和断裂伸长率等方面均存在较大差异。原料茧不同，各项性状表现差异较大，除极少性状指标差异不显著外，大多达到极显著差异，其中以双宫茧与上车茧为原料制成的丝绵含油率相对较低，断裂强力与断裂伸长率较高，具有较好的色泽保存度和使用寿命，尤其以双宫茧制作的丝绵断裂强力与断裂伸长率为最高，故而抗拉能力强，是丝绵被首选的加工原料。机制丝绵形状为规则的长方形，色泽为雪白色，而手工丝绵则为半椭圆状的袋形，有米白色、珍珠白色和雪白色等多种颜色。机制丝绵与手工漂白丝绵的含油率低，断裂强力与断裂伸长率也较低，在色泽保存度方面机制绵与漂白手工绵有一定优势，但在使用寿命方面又以未作漂白处理的手工绵为优。

不同类别的丝绵之所以会存在明显的性状差异，分析认为可能与原料茧的不同、茧丝质量和制作方式的差异相关。双宫茧是两条家蚕一起吐丝形成的一粒茧，其茧丝排列错综复杂，加工成的丝绵性状保存度较好，且少有明显的绵块和丝筋，手感柔爽，故而双宫茧丝绵品质最优；上车茧的茧丝质量好，但其排列相对较为规则，其抗拉力稍弱于双宫茧；黄斑茧的茧丝质量与上车茧相似，但其受蔟中熟蚕尿、病死蚕等污染而导致其茧丝的断裂强力和断裂伸长率略有降低；下脚茧和蛹衬等加工的丝绵因含有较多的茧屑和蛹皮［11］，使其各项性状表现最差。机器加工绵是用打绵机将蚕茧切成薄绵片除去蚕蛹后，经煮练、漂洗去除杂质与残留丝胶制成；天然手工绵则直接通过蒸煮、漂洗后，人工剥茧去除蚕蛹及杂质后上绷架拉制成薄片，漂白手工绵增加了漂白程序。因机器绵有切片过程，蚕茧纤维被切断，且经过了漂白处理，而手工绵是人工剥茧，未破坏蚕丝纤维的长度，但漂白手工丝绵增加了漂白工序，而漂白处理可能对丝胶和丝素造成一定程度的损伤，故而在采用同一原料茧的情况下，天然手工丝绵的抗拉性最好，且保留了蚕茧的本色。尽管漂白丝绵与机制丝绵的颜色单一，为雪白色，但其抗拉性和耐用度以漂白手工丝绵较好，机制丝绵最差。天然手工绵因未作漂白处理，含油率相对较高，储存时间相对较短，易发生变黄的现象而影响其观感。市场上的丝绵因原料茧不同以及制作方式的差异，导致其外观形状、尺寸、色泽、含油率以及断裂强力和断裂伸长率等性状出现差异，甚至对直观感受、手感、使用寿命造成影响，从而影响到丝绵的品质，这属于正常现象。受试验条件限制，本调查研究未对丝绵做化学残留及杂质的测定分析，未探讨化学残留物与杂质含量对人体健康的影响研究，有待于今后进一步研究和分析。消费者可依据丝绵的形状尺寸、色泽对丝绵进行准确分辨，然后结合自己的喜好、需求等选择相应的丝绵类别加工的被子和衣服，产品质量检测机构则可依据丝绵及其丝绵填充物进行纤维含量、丝绵长度、含油率、回潮率、残胶率、含杂率、荧光增白剂及束纤维强度、断裂强度和断裂伸长率等检测数据［12］，对丝绵产品质量进行客观评价。