鮮繭生絲與干繭生絲的耐微脫膠性對比

蓋國平， 李　艷， 蔣小葵， 黃　瀛， 沈曉明

(1. 廣西出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心，南寧 530021；2. 南充出入境檢驗檢疫局，四川 南充 637900；3. 廣西大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，南寧 530004)

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鮮繭生絲與干繭生絲的耐微脫膠性對比

蓋國平1,3， 李艷1， 蔣小葵2， 黃瀛3， 沈曉明3

(1. 廣西出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心，南寧 530021；2. 南充出入境檢驗檢疫局，四川 南充 637900；3. 廣西大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，南寧 530004)

摘要:為對比鮮繭生絲和干繭生絲表面形貌、真絲紗疵、力學(xué)及抱合等性能的差異，將原料來源相同的鮮繭生絲和干繭生絲分別在相同的實驗條件下進(jìn)行烘干、微脫膠等處理。實驗結(jié)果表明：處理前，鮮繭生絲與干繭生絲的微觀形貌有一定差異；相同條件下，鮮繭生絲與干繭生絲的脫膠率相近；處理前后，干繭生絲的電容糙疵變化程度大于鮮繭生絲，干繭生絲的電容大糙明顯增加，而鮮繭生絲的電容大糙卻明顯減少；兩種生絲的光電糙疵變化和條干均勻性變化差異性較??；鮮繭生絲的強(qiáng)伸力和抱合性能較干繭生絲下降更明顯，且鮮繭生絲出現(xiàn)了強(qiáng)力脆弱點。

關(guān)鍵詞:鮮繭生絲； 干繭生絲； 表面形貌； 生絲疵點； 條干均勻性； 單絲強(qiáng)力； 生絲抱合

鮮蠶繭不經(jīng)過烘干、高溫煮繭，僅通過真空滲透，就直接繅制而成的生絲，稱為鮮繭生絲[1]。反之，鮮蠶繭經(jīng)過高溫烘繭、一定時間儲存、高溫煮繭而繅制的生絲，則稱為干繭生絲。鮮繭生絲因具有低成本、高效率等優(yōu)勢，使得鮮繭繅絲在廣西等生絲主產(chǎn)區(qū)形成不可阻擋之勢。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，鮮繭收購季節(jié)，廣西鮮繭生絲產(chǎn)量占廣西生絲產(chǎn)量的70%以上。喬鐵軍等[2]研究分析發(fā)現(xiàn)，鮮繭生絲抱合性能比干繭生絲差。黃繼偉等[3]研究顯示，鮮繭生絲強(qiáng)力大于干繭生絲，鮮繭生絲的含膠率高于干繭生絲。朱忠強(qiáng)[4]采用鮮繭生絲與干繭生絲分別作緯線，研究表明鮮繭生絲加工性能較差。為了更全面地對比鮮繭生絲和干繭生絲的性能差異，本研究通過實驗設(shè)計，分別對同廠、同一莊口的鮮繭生絲和干繭生絲經(jīng)過同條件微脫膠、烘干等實驗，對比實驗前后兩種生絲的性能，并分析其性能衰減。

1　實　驗

1.1材料與儀器

材料：碳酸氫鈉(分析純，成都科龍化工試劑廠)，三級水(自制)，鮮繭生絲和干繭生絲(22.2/24.4 dtex，橫縣桂華繭絲綢有限公司)。

儀器設(shè)備：DJ104型切斷機(jī)(內(nèi)江康樂醫(yī)療器械有限公司)，Y777型全自動通風(fēng)烘箱(南通三思機(jī)電科技有限公司)，THZ-82型水浴恒溫振蕩器(武漢格萊莫檢測設(shè)備有限公司)，STATIMAT ME+型全自動強(qiáng)伸力機(jī)(德國TEXTECHNO公司)，CFT TRI CHORD Flex型真絲紗疵分析儀(日本Keisokki株式會社)，SU8020型場發(fā)射掃描電子顯微鏡(日本日立有限公司)，B116A型復(fù)搖機(jī)(寧波振興機(jī)電設(shè)備有限公司)，Y731型抱合力機(jī)(常州紡織儀器廠有限公司)，CP1402型電子天平(美國奧豪斯儀器有限公司)，AUW220型電子天平(日本島津有限公司)，YG(B)741型縮水率烘箱(溫州大榮紡織儀器有限公司)。

1.2實驗方案

1.2.1樣品制備

抽取12絞鮮繭生絲，在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境條件下平衡12 h。采用一次切斷卷取，6絞自正面卷取、6絞自反面卷??；共卷取絲錠12只，每只絲錠卷取10 min，卷取速度(165±20) m/min；絲錠分成兩份，分別標(biāo)記為Ax，Bx；干繭生絲用同樣方式制備，樣品標(biāo)記為Ag，Bg。

1.2.2處理流程

A組樣品→表面形貌分析→平衡→抱合測試→強(qiáng)力測試。

B組樣品→平衡→真絲紗疵測試→復(fù)搖→回潮率及干量測試→微脫膠浸泡→低溫烘干→平衡→二次切斷卷取→二次真絲紗疵測試→抱合測試→強(qiáng)力測試→回潮率及干量測試。

針對B組樣品，真絲紗疵測試后，將鮮、干繭生絲分別卷繞成5只絲筒，再在速度(550±30) m/min下復(fù)搖成5絞絲片。在溫度(43±2) ℃下用縮水率烘箱干燥4 h，并不時稱重，控制干重不小于復(fù)搖的絲片原重m0。二次切斷卷取前的樣品平衡方式同一次切斷。

1.3測試方法

1.3.1表面形貌觀察

將Ax鮮繭生絲與Ag干繭生絲分別用鍍金法和導(dǎo)電膠法制備樣品；在SU8020掃描電子顯微鏡觀察樣品的縱向外觀形態(tài)，并做出比較。

1.3.2生絲紗疵分析和電子條干勻度測試條件

在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境條件下，參照ISO 15625—2014《生絲疵點和條干電子測試方法》，卷取速度(600±30) m/min；預(yù)加張力(0.20±0.05) cN/dtex；條干測試樣本長度1.0 cm，延遲長度1.0 cm；總測試長度(L)30 km，每個CV的測試長度(l)1 000 m，每個相對指數(shù)測試長度50 m，材質(zhì)系數(shù)7.5，糙疵等不切斷；單個統(tǒng)計值的樣本量(n)為測試長度(l)除于樣本長度(ls)。實驗過程分別對Bx、Bg在浸泡等流程前后作出測試，4次測試用同一套傳感器。

1.3.3回潮率及干量測試方法

稱取絲片原質(zhì)量m0，在(140±2)℃烘箱內(nèi)烘干，稱取干質(zhì)量m1，求出回潮率W1：

W1/%=(m0-m1)/m1×100

(1)

1.3.4微脫膠浸泡方法

在溫度40～45 ℃下，質(zhì)量濃度0.5g/L碳酸鈉溶液按1︰50的浴比，浸泡時間5min，然后常溫水清洗3～4次。

1.3.5抱合測試方法

在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境條件下，依據(jù)GB/T1798—2008《生絲試驗方法》，由同一人對每組樣品分別測試20次抱合；4組測試樣品為Ax、Ag、Bx、Bg；回收Bx、Bg抱合測試損耗樣品，稱取質(zhì)量m2。

1.3.6單絲強(qiáng)力測試

在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境條件下，依據(jù)GB/T1798—2008《生絲試驗方法》附錄B，設(shè)置隔距長度500mm，拉伸速度5m/min，預(yù)加張力(0.05±0.01)cN/dtex，共測試200次；4組測試樣品為Ax、Ag、Bx、Bg；回收Bx、Bg單絲強(qiáng)力測試損耗樣品，稱取質(zhì)量m3。

1.3.7絲膠溶失率計算

重復(fù)1.3.3，原質(zhì)量為m4，干質(zhì)量為m5，求出回潮率W2及絲膠溶失率η：

W2/%=(m4-m5)/m4×100

(2)

(3)

1.3.8統(tǒng)計量的計算

(4)

(5)

(6)

(7)

查標(biāo)準(zhǔn)GB 4086.3—1983《統(tǒng)計分布數(shù)值表t分布》，當(dāng)n>240，α=0.05，t1-α/2(n-1)=1.96；n=30，α=0.05，t1-α/2(n-1)=2.04。

2　結(jié)果與討論

2.1鮮繭生絲與干繭生絲的微觀形貌分析

圖1為鮮繭生絲和干繭生絲的微觀形貌圖。

圖1　鮮繭生絲和干繭生絲的微觀形貌Fig.1　Microtopography of the fresh cocoon raw silk and dried cocoon raw silk

從圖1可知，在掃描電鏡1 000倍的視野下，鮮繭生絲與干繭生絲的表面形貌差異比較明顯；干繭生絲表面附有較多絲膠顆粒，鮮繭生絲表面有明顯溝槽；干繭生絲趨于一體化，鮮繭生絲趨于單根繭絲簇結(jié)構(gòu)。干繭生絲經(jīng)過高溫煮繭后，表面絲膠發(fā)生溶失，表面相對于鮮繭生絲有明顯腐蝕痕跡；干繭生絲的繭絲膠合性優(yōu)于鮮繭生絲。

2.2回潮率和鮮繭生絲分析

經(jīng)計算，微脫膠浸泡前鮮繭生絲和干繭生絲的回潮率分別為12.11%、12.10%；微脫膠浸泡等處理后，鮮繭生絲和干繭生絲的回潮率分別為11.87%、11.72%；微脫膠浸泡處理中，鮮繭生絲和干繭生絲的絲膠溶失率分別為0.62%、0.79%。上述三個數(shù)據(jù)都比較接近，說明兩種絲在物理測試中處于相同回潮率，處理過程絲膠溶失率也相近。因此，在物理測試數(shù)據(jù)分析中可以忽略回潮率、絲膠溶失率等因素的影響；微脫膠的絲膠溶失率大于綢廠絡(luò)絲前浸泡工藝的絲膠溶失率[2]。

2.3真絲紗疵和電子條干勻度分析

生絲疵點分析和電子條干勻度的測試數(shù)據(jù)分別見表1和表2。

表1　生絲疵點分析測試數(shù)據(jù)

表2　電子條干勻度測試數(shù)據(jù)

生絲疵點成績是反映生絲絲條干凈(颣節(jié)或稱糙疵)程度的重要指標(biāo)，疵點的多少將直接影響綢緞的外觀質(zhì)量[6]。在生絲疵點分析測試中，按照ISO 15625:2014《生絲 疵點 條干電子檢測試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)要求[7]，糙疵根據(jù)形狀和大小，糙疵分為3類、5種，糙類分為大糙、小糙兩種，如圖2所示；節(jié)類分為粗節(jié)、細(xì)節(jié)兩種；還有雪糙類。

圖2　電容和光電法檢測到糙疵分類Fig.2　Classification of slubs from both capacitive and electro-optical methods

從表1看出，經(jīng)過微脫膠浸泡等處理前后，兩種生絲的電容測試數(shù)據(jù)變化有所不同：鮮繭生絲的大糙減少了78%，干繭生絲的大糙增加了數(shù)倍；鮮繭生絲和干繭生絲的小糙數(shù)分別增加了496%和606%；鮮繭生絲和干繭生絲的總糙數(shù)分別增加了378%和644%；鮮繭生絲的粗、細(xì)節(jié)分別增加了35%和8%，干繭生絲的粗節(jié)增加了96%，細(xì)節(jié)減少了43%；鮮繭生絲和干繭生絲的雪糙分別增加了217%和168%。電容檢測器用于檢測生絲單位長度質(zhì)量的變化，上述數(shù)據(jù)說明微脫膠浸泡等處理后，干繭生絲的電容糙疵變化程度大于鮮繭生絲：鮮繭生絲的大糙減少，而干繭生絲卻增大；兩者的小糙、雪糙、粗節(jié)都因絲膠的溶失而增多，干繭生絲相比鮮繭生絲增加更多；兩者的細(xì)節(jié)也出現(xiàn)了一增一減。處理過程絲膠有溶失，會改變繭絲的黏附方式。以上不同可解釋為：鮮繭生絲會因絲膠溶脹、溶失后，糙疵變小或消失；干繭生絲會因絲膠溶脹、溶失后，重新黏結(jié)，糙疵變大或增加。糙疵變化是否可控等待進(jìn)一步驗證；但干繭生絲的總體變化大于鮮繭生絲，由于鮮繭生絲的絲膠多[3]，絲膠部分溶失后，重新規(guī)律性黏合更容易。

光電測試輸出數(shù)據(jù)是生絲橫截面積的變化，從表1還可看出，兩種生絲的光電測試數(shù)據(jù)變化也有所不同。兩種絲的大糙和雪糙的變化基本相同，鮮繭生絲的小糙有減少，干繭生絲的卻有增加，數(shù)量變化都不大；鮮繭生絲的粗節(jié)明顯增加，干繭生絲卻減少；鮮繭生絲的細(xì)節(jié)增加，干繭生絲卻減少。這種變化也是因絲膠的溶脹或溶失后，繭絲重新黏合后的變化造成，兩種絲的光電測試的數(shù)據(jù)差異性要小于電容測試。

條干均勻性是反映生絲長度方向絲條的均勻性，條干不勻綢緞將出現(xiàn)粗經(jīng)、粗緯等外觀疵點，從而影響綢緞品質(zhì)。電子條干測試中CVeven、CV5m和相對支數(shù)的樣本長度分別為1.0 cm、5 m和50 m，它們分別表示了生絲的短片度、中片段和長片段的絲條均勻性變化。從表2可以看出，處理前干繭生絲的中、長片段均勻性優(yōu)于鮮繭生絲；鮮繭生絲的短片段均勻性優(yōu)于干繭生絲。這種差距有原料繭質(zhì)及繅絲工藝共同決定。從表2還可看出，鮮繭生絲與干繭生絲的CVeven、CV5m和相對支數(shù)的統(tǒng)計值變化有區(qū)別，但變化值都比較小，考慮到儀器的精確度，上述變化可以忽略。這種微小變化也是由絲膠的溶脹、溶解繭絲分離，然后再重新黏合的變化中形成；微小的變化也說明了浸泡等處理對生絲破壞程度有限。

2.4單絲強(qiáng)力分析

單絲強(qiáng)力測試采用5 m/min的拉伸速度，拉伸速度接近高速織機(jī)的速度，測量數(shù)據(jù)能夠更真實地反映生絲的強(qiáng)力性能[8-10]。從表3兩種絲的單絲強(qiáng)力測試的數(shù)據(jù)可以看出，微脫膠浸泡處理前，鮮繭生絲的單絲斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率大于干繭生絲。這是由于鮮繭生絲的含膠率高[3]，絲膠彈性更好，有效緩沖了高速拉力[9]；處理前，鮮繭生絲的伸長率均勻性(變異系數(shù))略優(yōu)于干繭生絲，干繭生絲的強(qiáng)力和強(qiáng)度均勻性(變異系數(shù))略優(yōu)于鮮繭生絲，差距都不大。經(jīng)過烘干、浸泡等處理后，鮮繭生絲和干繭生絲的伸長率和強(qiáng)度都明顯下降，但兩者之間的差距已很小，這說明鮮繭生絲的強(qiáng)伸力下降更明顯。另外，鮮繭生絲的斷裂伸長率變異系數(shù)明顯增大，說明浸泡后鮮繭生絲的某些片段出現(xiàn)較大變化，即出現(xiàn)了脆弱點。

表3　單絲強(qiáng)力測試數(shù)據(jù)

2.5抱合力分析

抱合力是考核生絲內(nèi)繭絲與繭絲間黏附能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，抱合力值低，絲綢容易起毛、絲條紕裂、斷頭等外觀疵[10-12]。測試中，要求測試人員加嚴(yán)目光，借助放大鏡觀察，減少因微小變化造成的誤判。微脫膠浸泡前，干繭生絲的抱合力高于鮮繭生絲，且鮮繭生絲的抱合均勻性差于干繭生絲；經(jīng)烘干、微脫膠浸泡等處理后，鮮繭生絲和干繭生絲的抱合次數(shù)分別下降了52%和28%，干繭生絲的抱合均勻性差于鮮繭生絲，如表4所示。

表4　抱合測試數(shù)據(jù)

3　結(jié)　論

經(jīng)測試數(shù)據(jù)的比較分析，經(jīng)過140 ℃烘干、堿性溶液浸泡等測試流程后，兩種生絲的糙疵成績、強(qiáng)伸力和抱合力性能有明顯下降；借助多余絲膠的保護(hù)，鮮繭生絲表面糙疵成績變化程度較干繭生絲小，這種糙疵的小變化可看作是鮮繭生絲的優(yōu)點，它有助于生綢織造；兩種生絲的條干勻度的變化不大，處理流程未給生絲造成太大破壞；鮮繭生絲的強(qiáng)伸力性能較干繭生絲衰減明顯；鮮繭生絲的抱合力性能的下降明顯高于干繭生絲。強(qiáng)伸力性能和抱合力性能下降較多，可解釋為鮮繭絲耐微脫膠性較干繭絲差。鮮繭生絲的這種不足是否會影響鮮繭絲練白綢的質(zhì)量，需待進(jìn)一步研究。鮮繭生絲存在一些不足，但它卻能帶來更好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，這些不足應(yīng)當(dāng)通過科技手段有效彌補，而不是盲目抵制鮮繭生絲。

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DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.02.005

收稿日期:2015-07-19; 修回日期: 2016-01-05

基金項目:國家繭絲綢發(fā)展專項資金資助項目(國家協(xié)辦函〔2014〕09號)

作者簡介:蓋國平(1983—)，男，工程師，主要從事蠶絲及絲織品的檢驗。

中圖分類號:TS143.32

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1001-7003(2016)02-0026-06引用頁碼: 021105

A comparative study of anti-microdegumming property of fresh cocoon raw silk and dried cocoon raw silk

GE Guoping1,3, LI Yan1, JIANG Xiaokui2, HUANG Ying3, SHEN Xiaoming3

(1. Inspection and Quarantine Technology Center, Guangxi Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Nanning 530021, China;2. Nanchong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Nanchong 637900, China; 3. School of Materials Science and Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China)

Abstract:In order to contrast on the surface morphology, silk yarn defects, mechanical property and adhesion property of fresh cocoon raw silk and dried cocoon raw silk, drying and microdegumming were conducted for fresh cocoon raw silk and dried cocoon raw silk with the same source of raw material under the same experimental conditions. The results indicate that prior to the treatment, microtopography of fresh cocoon raw silk and dried cocoon raw silk has certain differences. Under the same conditions, degumming rate of fresh cocoon raw silk and dried cocoon raw silk is close. Before and after the treatment, capacitance defect change of dried cocoon raw silk is greater than that of fresh cocoon raw silk, and capacitance of dried cocoon raw silk is large and rough and increases significantly, while capacitance of fresh cocoon raw silk is large and rough and decreases significantly. Photoelectrical roughness defect change of the two kinds of raw silk and yarn evenness change have small differences. Tensility and cohesion of fresh cocoon raw silk decline more significantly than dried cocoon raw silk. Besides, strong vulnerable point appears for fresh cocoon raw silk.

Key words:fresh cocoon raw silk; dried cocoon raw silk; surface morphology; raw silk defects; yarn evenness; filament strength; raw silk cohesion