提高鮮繭繅生絲抱合成績的探討

黃繼偉，于媛媛，封寶山，陶立全，凌新龍，林海濤，羅 文

(1.廣西科技大學 生物與化學工程學院，廣西柳州545006;2.中原工學院服裝學院，鄭州451191;3.國家繭絲綢產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(柳州)，廣西 柳州545006;4.柳州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，廣西 柳州545006;5.柳城縣鵬鑫源繭絲綢有限公司，廣西柳城545200)

鮮繭繅絲技術(shù)因具有生產(chǎn)成本低、副產(chǎn)品價值高等優(yōu)點而受到業(yè)界的廣泛關注。然而，喬鐵軍等[1]對鮮繭繅生絲與干繭繅生絲的抱合成績進行了對比分析后發(fā)現(xiàn)，鮮繭繅生絲的平均抱合力較干繭繅生絲小，且穩(wěn)定性差。生絲的抱合成績是反映構(gòu)成生絲的繭絲間相互膠著抱合的牢固程度，其好壞對絲織斷頭的多少有一定的影響，且抱合力穩(wěn)定性差是致使絲織斷頭增多的主要原因[2]。因此，如何提高鮮繭繅生絲的抱合成績是當前鮮繭繅絲技術(shù)推廣過程中的重要問題之一。

通常，含膠率高的生絲，其抱合成績也好[3-5]。然而，實驗結(jié)果表明鮮繭繅生絲的含膠率大于干繭繅生絲，但其抱合力卻小于干繭繅生絲[6]。這表明致使鮮繭繅生絲抱合成績差的原因不是生絲的含膠率。另外，影響生絲抱合成績的可能因素是形成生絲的繭絲抱合時繭絲絲膠的膠著溫度、繭絲受到的擠壓力等。絲膠的膠著溫度高時，絲膠膠著力大，則生絲抱合成績提高。繭絲受到的擠壓力大時，繭絲在生絲中的結(jié)構(gòu)緊密，則生絲抱合成績提高。從繅絲生產(chǎn)的角度看[7-8]，繅絲湯溫度高，則生絲抱合時繭絲間絲膠的膠著溫度就高，提高繅絲車速和增加絲鞘長度均可提高生絲抱合時繭絲受到的擠壓力?；诖?，本研究試圖通過優(yōu)化繅絲湯溫度、絲鞘長度和繅絲車速等工藝參數(shù)，探討提高鮮繭繅生絲的抱合成績的措施。

1 實驗

1.1 材料與儀器

鮮繭的收購與儲藏:鮮繭由廣西柳城縣鵬鑫源繭絲綢有限公司于2013年6月在柳城縣收購。鮮繭收購當天分揀、稱重并分籃(裝入繭量為籃筐容量的85%左右，鮮繭在籃內(nèi)的形狀為內(nèi)凹形)存放在恒溫冷庫內(nèi)冷藏(冷藏溫度為－5～－8℃)。其中，實驗繅絲用鮮繭在冷庫中保存了17 d，根據(jù)實驗需求的繭量，將鮮繭從冷庫中取出后移送至實驗室進行繅絲。工廠試繅實驗所用鮮繭在冷庫保存了24 d，根據(jù)實驗需求的繭量，將鮮繭從冷庫中取出后移送至繅絲車間進行繅絲。

實驗設備與儀器:飛宇2000型自動繅絲機、飛宇118型復搖機、XJ402型試樣煮繭器、XJ401型桑蠶繭自動繅絲測試儀(杭州紡織機械有限公司)，HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州國華電器有限公司)，XD5102T型電子天平、YB802N型八藍恒溫烘箱、Y871旦尼爾電子天平稱、YG(B)021HL電子復絲強力機(溫州大榮紡織儀器有限公司)，Y731D型抱合力機(常州華紡紡織儀器有限公司)，ZLB型恒溫恒濕箱(廣州美亦豐試驗設備有限公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗室繅絲

根據(jù)實驗目的分別設置繅絲湯溫度、繅絲車速和絲鞘長度等三個因素的實驗條件。每一實驗條件下，重復實驗2次，具體操作步驟如下。

1)從冷庫中取出鮮繭若干移送至實驗室，然后進行手工選剝繭(全部繭量選剝完成約需3 h，此時冷凍的鮮繭已完全解凍)，每次實驗需鮮繭400粒。2)將選剝后所得的鮮繭放置到XJ402型試樣煮繭器的真空滲透桶內(nèi)，進行真空滲透(真空度0.093 MPa，水溫30℃)，但不進行煮繭。3)將真空滲透后的鮮繭置于XJ401型桑蠶繭自動繅絲測試儀進行繅絲實驗，繅絲操作參照 J JG(纖檢)09—2008《桑蠶繭自動繅絲測試儀檢定規(guī)程》進行，所有實驗操作由同一名繅絲檢驗員執(zhí)行。4)實驗過程中，分別記錄落緒次數(shù)，吊糙次數(shù)，用于計算解舒率和萬米吊糙指標[9]。5)繅絲所得生絲進行抱合力和含膠率的檢驗。

1.2.2 工廠試繅

工廠試繅在廣西柳城縣鵬鑫源繭絲綢有限公司的繅絲車間進行，繅絲機型為飛宇2000型自動繅絲機。1)繅絲工藝流程:鮮繭→選繭→冷藏(冷庫冷藏，冷藏溫度:－5～－8℃，冷藏時間:24 d)→真空滲透(真空度0.093MPa，水溫30℃)→繅絲(索緒鍋溫度92℃，理緒鍋溫度43℃)→小平衡(真空度:0.090MPa，滲透次數(shù):2次)→復搖整理→大絲片平衡(溫度25℃，相對濕度75%，放置2～4 h)→打包入庫。2)繅絲過程中，由1名質(zhì)檢員進行繅絲解舒率、萬米吊糙、繅折等指標的測定[10-14]。3)所得生絲進行抱合力、拉伸性能、清潔、潔凈、含膠率等項目的檢驗。

1.2.3 抱合力測定

按照GB/T 1798—2008《生絲試驗方法》執(zhí)行，每個實驗條件每次實驗所得生絲分別測定抱合力20次，并分別計算平均抱合力和抱合力變異系數(shù)。

1.2.4 生絲強伸性能測定

按照GB/T 1798—2008《生絲試驗方法》中附錄B的單根生絲斷裂強度和斷裂伸長率檢驗方法執(zhí)行。

1.2.5 生絲含膠率的測定

按照GB/T 1798—2008《生絲試驗方法》中附錄C的生絲含膠率的檢驗方法執(zhí)行。

1.2.6 生絲的清潔、潔凈成績測定

按照GB/T 1798—2008《生絲試驗方法》的檢驗方法執(zhí)行。

1.2.7 相應參照標準

GB/T 1798—2008《生絲試驗方法》，GB/T 19113—2003《桑蠶鮮繭分級(干殼量法)》，GB/T 15268—2008《桑蠶鮮繭》，GB/T 9995—1997《紡織材料含水率和回潮率的測定烘箱干燥法》。

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗室繅絲實驗的結(jié)果與討論

2.1.1 改變繅絲湯溫度

設定繅絲車速為140 r/min，絲鞘長度8 cm，繅絲湯溫度設置及繅絲成績?nèi)绫?所示。

表1 改變繅絲湯溫度的實驗結(jié)果Tab.1 The experiment results after changing reeling water temperature

由表1可知，隨著繅絲湯溫度的提高，生絲的平均抱合力有所提高，生絲抱合力變異系數(shù)CV值明顯下降。分析認為，鮮繭繅絲通常依靠索理緒工序進行蠶繭煮熟，其絲膠溶失少，膨潤性差且不均勻;當提高繅絲湯溫度后，絲膠的膨潤性得到改善，生絲含膠率隨著繅絲湯溫度的增加而下降，可以說明絲膠膨潤性得到了改善。同時，絲膠的膨潤性的改善有利于生絲抱合時絲膠膠著分布均勻，致使生絲抱合力變異系數(shù)CV值明顯下降。另外，絲膠膠著時絲膠溫度較高，絲膠膠著結(jié)合力強，也使生絲的平均抱合力提高。

另一方面，隨著繅絲湯溫度的提高，解舒率提高，但萬米吊糙的次數(shù)先減少后增加。分析認為，繅絲湯溫度提高，降低了解舒張力，解舒率提高，但當繅絲湯溫度增加到一定程度時(本實驗為50℃)也有增加綿條颣的可能，致使萬米吊糙次數(shù)增加。

2.1.2 改變繅絲車速

設定繅絲湯溫度40℃，絲鞘長度8 cm，繅絲車速設置及繅絲成績?nèi)绫?所示。

表2 改變繅絲車速的實驗結(jié)果Tab.2 The experiment results after changing the reeling velocity

由表2可知，隨著繅絲車速的增加，生絲平均抱合力增加，抱合力變異系數(shù)CV值下降，特別是車速達到160 r/min時，生絲平均抱合力增加明顯。分析認為，繅絲車速增加，生絲抱合時繭絲間受到的擠壓力增加，使得生絲抱合緊密，生絲抱合力增加。同時，隨著繅絲車速的提高，解舒率下降，這是由于繅絲張力增加的緣故導致。本實驗中萬米吊糙和含膠率兩個指標未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。另一方面，因繅絲車速的設置與蠶繭繭質(zhì)(繭絲長、繭絲纖度、解舒絲廠等)有關，實際應用中，需要根據(jù)蠶繭繭質(zhì)的實際情況進行合理優(yōu)化。

2.1.3 改變絲鞘長度

設定繅絲車速為140 r/min，繅絲湯溫度40℃，絲鞘長度的設置及繅絲成績?nèi)绫?所示。

表3 改變絲鞘長度的實驗結(jié)果Tab.3 The experiment results after changing the croisure length

由表3可知，隨著絲鞘長度的增加，生絲平均抱合力有所增加，抱合力變異系數(shù)CV值下降。分析認為，絲鞘長度增加，致使繭絲抱合成生絲時所經(jīng)歷的加捻數(shù)增多，生絲的抱合成績提高。同時，因生絲加捻過程中，發(fā)生的絲條搓滾作用，使得絲條抱合均勻，則抱合力變異系數(shù)CV值下降。另一方面，隨著絲鞘長度的增加，繅絲解舒率有所下降，這與絲鞘長度增加致使絲條上的張力增加有關。本實驗中萬米吊糙和含膠率兩個指標未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。

2.2 工廠試繅實驗的結(jié)果與討論

基于實驗室繅絲實驗與分析，筆者針對上述因素的幾種組合方案進行了工廠試繅實驗。方案I:繅絲湯溫度30℃，絲鞘長度8 cm，繅絲車速140 r/min。方案II:繅絲湯溫度40℃，絲鞘長度10 cm，繅絲車速160 r/min。方案 III:繅絲湯溫度40℃，絲鞘長度12 cm，繅絲車速180 r/min。實驗結(jié)果如表4所示。

從表4可知，平均生絲抱合力和抱合力變異系數(shù)最好的是方案III，但是方案III的解舒率最差，萬米吊糙次數(shù)較方案I多，較方案II少，這一結(jié)果與實驗室繅絲實驗的結(jié)果基本吻合。另外，方案III的生絲斷裂強度相對較大，斷裂伸長率相對較小。分析認為，繅絲車速高、絲鞘長度長時，絲條上的張力較大所致。生絲清潔、潔凈成績、含膠率表現(xiàn)出明顯的差異性。

綜上所述，通過提高繅絲湯溫度、提高繅絲車速及增加絲鞘長度的辦法可以改善鮮繭繅絲的抱合力成績。但是，在選擇較高的繅絲湯溫度、繅絲車速和絲鞘長度較大時，應兼顧解舒率、萬米吊糙、生絲強伸力的變化情況，實際繅絲時需要注意優(yōu)化。

表4 工廠試繅實驗繅絲成績Tab.4 The experiment results ofsilk reeling carried out in factory

3 結(jié)論

1)提高繅絲湯溫度可以改善鮮繭繅生絲的抱合力成績，但繅絲湯溫度增高至一定值后，萬米吊糙增多。因此，在通過增加繅絲湯溫度來改變鮮繭繅生絲抱合成績時，應注意選擇合適的范圍。本實驗的結(jié)果表明，鮮繭繅絲的繅絲湯溫度設置為40℃左右較為合適。2)提高繅絲車速也可以改善鮮繭繅生絲的抱合力成績，但繅絲車速增加后，生絲的強度增加，伸長率減小，過大的繅絲車速勢必影響生絲的拉伸性能，致使絲條發(fā)硬，手感變差。另一方面，繅絲車速的設置應與蠶繭繭質(zhì)(繭絲廠、繭絲纖度、解舒絲長、解舒率、添緒效率)相適應。3)通過提高絲鞘長度同樣可以改善鮮繭繅生絲的抱合力成績，但是絲鞘長度增加，致使絲條上張力增加，繅絲故障增多，解舒率下降，并且也影響生絲拉伸性能。因此，鮮繭自動繅絲時，絲鞘長度設置為10～12 cm較為適宜。

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