双宫丝绵纤维的性能检测

陈芳艳，潘世俊，盛家镛，石继军，林健荣，钟杨生

(1.华南农业大学动物科学学院，广州510642；2.南通鑫源科技有限公司，江苏 南通226600；3.苏州大学纺织与服装工程学院，江苏苏州215021)

丝绵以天然蚕丝纤维为原料加工而成，具有轻柔、舒适、保暖性好的特点，丝绵加工的蚕丝被历来受消费者喜爱[1-2]。尤其是近年来，随着人民生活水平的提高，蚕丝被生产得到了迅猛发展，已成为支撑中国茧丝绸行业发展的重要产品[3]。随着蚕丝被的发展，获得优质丝绵，提高产品档次成为蚕丝被生产的关键。用来加工丝绵的原料有次下茧、蛹衬、削口茧等，采用这些原料加工的丝绵光泽度差，外观粗糙，有筋条，夹杂很多蛹皮茧屑，蛹油味道大，纤维长度短，强力低，压缩回弹性差，易板结，难以满足消费者的需求[4]。双宫茧是由两条或两条以上的蚕共同营茧而成，所以丝圈排列紊乱，茧层特别厚[5]，双宫茧混淆在缫丝原料中会影响生丝的质量和产量，但是这些特点在丝绵加工中却是有利的。为了提高双宫茧的利用价值，拓宽应用领域，获得优质丝绵，本文在研究双宫丝绵加工技术的基础上，测定双宫丝绵纤维的主要物理力学性能及纤维形态。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料:双宫丝绵、普通丝绵、蛹衬丝绵，三组样本来自同一原料品种(鑫源科技有限公司)。

仪器:Instron单丝强伸测试仪(美国INSTRON公司)，EM-30 Plus扫描式电子显微镜(韩国COXEM公司)。

1.2 方 法

1.2.1 双宫丝绵的制作工艺

工艺流程:双宫茧→前处理→开片→丝绵脱胶精炼→清洗→脱水→柔软后整理→干燥→手工拉扯丝绵片→丝绵被。

1.2.2 丝绵被压缩回弹性测定

按照GB/T 24252—2009《蚕丝被》的测试方法，进行弹性压缩率和回复率的测试。取样方法、样品大小、厚度严格按照标准规定，测定结果以标准规定做对照。每组数据重复测定5次。

1.2.3 单丝纤维强伸力测定

使用Instron单丝强伸测试仪测试，工作长度10 cm，测试速度500mm/min。

1.2.4 丝纤维形态结构测试

使用EM-30 Plus扫描式电子显微镜测试，测试条件:恒温20℃，相对湿度65%。

1.2.5 数据处理和统计分析

采用SPSS 22.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 蚕丝被的压缩回弹性

分别测定了双宫丝绵、普通丝绵、蛹衬丝绵三种原料加工的蚕丝被压缩回弹性，结果见表1。

表1 蚕丝被的压缩回弹率比较Tab.1 Comparison of compressibility and resilience of different silk floss

压缩回弹性是影响到蚕丝被蓬松性能的重要指标，体积蓬松又是影响蚕丝被保温性的主要因素，蓬松性越好则储存的静止空气越多，保暖性就越好。一般用压缩率评价蚕丝被的蓬松性，用回复率评价蓬松状态的耐久性。蚕丝被的压缩回弹性越好，蚕丝被的保暖性和舒适性就越好[6]。弹性回复性不好的丝绵用久后会黏并、缠结，柔软性和保暖性随之降低，因此消费者隔一段时间需翻扯、拉松丝绵，才能使丝纤维蓬松、分散，重新恢复轻柔、舒适和保暖性好的特点，这给使用者带来不便。

对丝绵回复率进行比较，发现三种丝绵回复率存在显著性差异(P＜0.05)，其中双宫丝绵回复率96.4%，普通丝绵回复率93.2%，蛹衬丝绵回复率91.3%，以双宫丝绵最优，达到国家蚕丝被优等品的标准(回复率≥95%)，其他两种丝绵仅达到一等品回复率的标准。对压缩率进行比较，双宫丝绵、普通丝绵及蛹衬丝绵压缩率依次为53.2%，51.3%，50.8%，三种丝绵压缩率亦存在显著差异(P＜0.05)，以双宫丝绵最高。可见双宫丝绵压缩回弹性优于其他两种丝绵，使用过程中其保暖性和耐久性会更好。

2.2 单丝纤维强伸力及纤度

分别从双宫丝绵、普通丝绵、蛹衬丝绵三种原料中抽取30根蚕丝纤维，测定单丝强伸力及平均纤度，结果见表2和表3。

表2 单丝纤维强伸力的比较Tab.2 Comparison of breaking strength and elongation of single fiber

表3 单丝平均纤度的比较Tab.3 Comparison of average size of single fiber

由于单丝强伸力测定难度大，需要测定的样品重复多，丝绵的强伸力不容易测定，因此国家蚕丝被标准在评定蚕丝被质量时无强伸力这项指标，但是纤维的强伸力直接影响着蚕丝被的加工性能和使用耐久性。由于丝绵片中纤维分布不均匀，粗细差异大，为了减少误差，从各个部位随机抽取了30根纤维来进行测定。对三种丝绵伸长率和强力进行比较，其中双宫丝绵断裂强力和断裂伸长两项指标都最高，其次是普通丝绵，最后是蛹衬丝绵。双宫丝绵与蛹衬丝绵断裂强力和断裂伸力率均存在显著差异(P ＜0.05)。

对平均纤度(表3)进行比较，双宫丝绵单丝纤维最粗，普通丝绵次之，蛹衬丝绵最细。通常纤度粗的蚕丝其抗弯刚度和抗弯弹性模量更高[7-8]，抗弯刚度和抗弯弹性模量越高越有利于提高丝绵弹性回复率，保持丝绵蓬松性和保暖性。

无论是强伸力还是纤维粗细程度，双宫丝绵都优于其他两种丝绵。

2.3 丝绵形态特征

采用扫描式电子显微镜观察三种丝绵的网状结构，见图1。

图1 丝绵形态结构(×200)Fig.1 Morphological structure of silk floss(×200)

由图1可见，双宫丝绵纤维粗且长，纵横交错的网络多；普通丝绵纤维略细，网络略少些；蛹衬丝绵丝条上的颣节多、纤维细，纵横交错网络少。上述差异受原料影响较大，双宫茧由两条蚕吐丝而成，两条丝会相互纠缠在一起，因此纵横交错多。蚕丝被的蓬松性除了与蚕丝纤维的刚性有关外，还与蚕丝在被胎中的分布状态相关，蚕丝的分布呈交叉网状，则蓬松性越好[9]。丝绵中纤维呈网状交错多，制成的被胎才能经久耐用，不易出现空洞和板结现象。

丝绵中蚕丝纤维长度也是影响蚕丝被品质和使用性能的重要因素，长丝制成的被胎中丝成良好的网状分布，使用中不易移位堆积，能较好地保持被胎的均匀性和蓬松性[9]。从电镜照片中可以粗略观察到双宫丝绵单丝纤维较长，而蛹衬丝绵单丝较短。

根据上述测定结果，综合分析双宫丝绵弹性回复性高于普通丝绵和蛹衬丝绵的原因:1)双宫茧由两条蚕吐丝结茧而成，两条蚕吐的丝相互纠缠在一起，丝缕排列紊乱，因此茧丝的卷曲就多，茧丝卷曲越多，越有利于提高蓬松性[10]。2)双宫茧丝纤维直径较粗，根据文献[7-8]，粗纤维蚕丝的抗弯刚度和抗弯弹性模量更高，这有利于提高丝绵弹性回复性。3)双宫丝绵纵横交错的网络多，因此丝条之间不容易相互重叠嵌套，蓬松性高。

3 结 论

双宫丝绵弹性回复性好，纤度粗、强伸力高，纤维间纵横交错的网络多。各指标显著优于普通丝绵和蛹衬丝绵，其弹性回复性达到国家蚕丝被优等品标准。可见，加工高等级丝绵，工艺技术固然重要，但原料茧本身的品质对提高丝绵质量也很重要。双宫茧不适合于缫制常规生丝，但利用其特性可加工优质丝绵。

[1]盛家镛，孙道权，潘志娟，等.用下脚茧生产高弹性保健丝绵被的工艺研究[J].丝绸，2006(10):28-30.SHENG Jiayong， SUN Daoquan， PAN Zhijuan， etal.A new technique to increase the elasticity and softness of silk floss quilt[J].Journal of Silk，2006(10):28-30.

[2]盛家镛，李兵，沈卫德，等.加强科研开发力度促进我国蚕丝被产品健康发展[J].丝绸，2008(10):6-9.SHENG Jiayong， LI Bing， SHEN Weide， et al.Strengthen the scientific research and promoting healthy development of China's silk flossproduct[J].Journal of Silk，2008(10):6-9.

[3]潘璐璐，徐洁越，蔡剑鸣，等.浅谈蚕丝被生产现状与检测方法[J].中国纤检，2013(14):72-73.PAN Lulu， XU Jieyue， CAI Jianming， et al.Discussion on silk production status and detectionmethod[J].China Fiber Inspection，2013(14):72-73.

[4]裴付宇.蚕丝被标准与质量探析[J].丝绸，2013，50(5):28-32，38.PEIFuyu.Standard and quality of silk quilt[J].Journal of Silk，2013，50(5):28-32，38.

[5]黄继伟.双宫丝特性及生产方法的研究[D].苏州:苏州大学，2009.HUANG Jiwei.The Features and Reeling Technology of Duppionsilk Yarns[D].Suzhou:Soochow University，2009.

[6]顾红烽.蚕丝被产品质量评价体系的建立[J].中国标准化，2012(10):103-106.GU Hongfeng.Establishment of product quality evaluation system for silk quilt[J].China Standardization，2012(10):103-106.

[7]姜永煌，徐孟奎，陈玉银，等.特粗纤度蚕品种的育成及其生丝织物性能测试[C]//中国蚕学会第三届青年学术研讨会暨浙江省第二届青年学术论坛:蚕桑分论坛论文集(上册)，2001.JIANG Yonghuang， XU Mengkui， CHEN Yuyin， et al.Breed of silkworm varietieswith extra thick size fiber and test of silk fabric performance [C]//. The Third Youth Academic Seminar of China Sericulture Society，The Second Youth Academic BBS in Zhejiang:Proceedings of Sub Forums(1)，2001.

[8]徐英莲，祝成炎.家蚕粗纤度真丝针织产品的研究与开发[J].纺织学报，2003，24(3):241，254-255.XU Yinglian，ZHU Chengyan.The research and development of knitted fabrics from coarse denier real silk[J].Journal of Textile Research，2003，24(3):241，254-255.

[9]顾红烽.蚕丝被产品质量指标的检测及评价[J].丝绸，2012，49(7):30-35.GU Hongfeng.Detection and evaluation on quality index of silk quilts[J].Journal of Silk，2012，49(7):30-35.

[10]盛家镛，周本立，徐回祥，等.桑蚕膨松丝的力学性质与理化性能研究[J].苏州丝绸工学院学报，1993，13(4):5-12.SHENG Jiayong， ZHOU Benli， XUN Huixiang， et al.Physical and chemical properties of bulk silk[J].Journal of Suzhou Institute of Silk Textile Technology，1993，13(4):5-12.