天蠶絲的顏色穩(wěn)定性

劉敏 馬明波 董鎖拽 周文龍

摘要： 天蠶絲的色澤穩(wěn)定性如何，事關(guān)天蠶絲織物的保養(yǎng)與使用。文章研究了絲織物在加工和日常使用中遇到的熱處理、水洗處理、日曬條件對其色澤的影響。結(jié)果表明：干熱和濕熱均會導(dǎo)致天蠶絲的黃光、綠光增加;干熱條件下，在110℃左右時天蠶絲黃變開始明顯;濕熱條件下，在95℃時天蠶絲開始出現(xiàn)明顯黃變。相同溫度下，濕熱處理對天蠶絲的黃變影響大于干熱處理。水洗會使天蠶絲顏色變淺，水洗5次后褪色現(xiàn)象開始明顯，水洗后天蠶絲綠光增加，黃光減少，即天蠶絲越洗越綠，越洗顏色越淺。天蠶絲的耐日曬色牢度為3～4級，但是，長時間的日曬會使天蠶絲產(chǎn)生黃變。

關(guān)鍵詞： 天蠶絲;顏色;熱處理;水洗;日曬??中圖分類號： TS102.33??文獻標志碼： A??文章編號： 1001-7003（2018）11-0001-04??引用頁碼： 111101

Study on color stability of the silk of Antheraea yamamai

LIU Min 1， MA Mingbo 1， DONG Suozhuai 2， ZHOU Wenlong 1

（1. Silk Institute， College of Materials and Textiles， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou? 310018， China 2. Silk Inspection Center， ?Zhejiang Entry-Exit Inspection & Quarantine Bureau， Hangzhou 310012， China）

Abstract： The stability of silk of Antheraea yamamai concerns its maintenance and use. The effects of heat treatment， washing treatment， and sunlight exposure conditions on the color of silk fabrics in processing and daily use were studied. The results showed that both dry heat and wet heat would increase the yellow and green light of the silk of Antheraea yamamai， and under dry heat conditions， the silk yellowing began to be evident at about 110℃. Under wet heat treatment conditions， the silk began to yellow at 95℃. At the same temperature， the yellowing influence of wet heat treatment on the silk of Antheraea yamamai was greater than that of dry heat treatment. Washing would make the silk color lighter. After washing five times， the fading phenomenon began to be obvious. After washing， the green light of the silk of Antheraea yamamai would increase and the yellow light would decrease. In other words， the silk of Antheraea yamamai would become greener with the increase of washing times， and the color would become lighter. The light fastness of silk of Antheraea yamamai is 3-4， but prolonged sun exposure may cause yellowing of silk of Antheraea yamamai.

Key words： silk of Antheraea yamamai; color; heat treatment; washing; sunlight exposure

天蠶屬于鱗翅目大蠶蛾科，與屬于鱗翅目蠶蛾科的家蠶不同。其主要分布在中國中東部和東北部省份，以及日本的丘陵山林中，以櫟樹葉和蒿柳葉為食，結(jié)出的繭呈天然湖綠色 ?[1] 。天蠶絲光澤、顏色十分華麗，有絲中“鉆石”的美稱，是十分稀有和昂貴的纖維原料。

天蠶絲的絲膠含量比桑蠶絲還多，約30%，絲素含量為70% ?[2] 。天蠶絲纖維由不同截面的微纖維組成，因此反射光線強且呈現(xiàn)出別具特色的優(yōu)雅光澤。天蠶絲的纖度高于家蠶絲，形態(tài)、結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能與柞蠶絲相近 ?[3-4] 。天蠶絲纖維蓬松、柔軟性好、吸汗傳濕性和耐酸性優(yōu)于桑蠶絲 ?[5] ，有很強的遮擋紫外線功能 ?[1] 。天蠶絲因其特有的色澤、相對稀有、生物適應(yīng)性好及價格昂貴等特點，更多地應(yīng)用于高檔服飾和工藝品，具有較高的開發(fā)利用價值 ?[6] 。

天蠶絲的顏色來自于其色素成分，為天然有機物。據(jù)報道，天蠶絲的顏色是由黃色和藍色兩種色素混合呈現(xiàn)出的，黃色和藍色分別歸因于其纖維中的類黃酮色素和后膽色素 ?[7] 。這兩類天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)并不十分穩(wěn)定。天蠶絲在紡織加工（烘繭、煮繭、熱烘干燥等）、儲存、使用（水洗、光照等）過程中，會受到濕、熱、光等因素的作用，可能會導(dǎo)致其色素的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。天蠶絲的色素結(jié)構(gòu)變化必然會導(dǎo)致其顏色發(fā)生變化，影響其外觀。因此，探究干濕熱、水洗、日曬等絲織品加工和使用過程中的條件對天蠶絲顏色的影響，對天蠶絲的生產(chǎn)加工和使用具有借鑒意義。

1 實 驗

1.1 材料與儀器

1.1.1 材 料

綠色天蠶絲（湖南南嶺天蠶科技發(fā)展有限公司），無水碳酸鈉（分析純，天津市永大化學(xué)試劑有限公司），十二烷基硫酸鈉（化學(xué)純，無錫市展望化工試劑有限公司），藍月亮絲毛凈洗滌劑（廣州藍月亮實業(yè)有限公司），藍色羊毛標準卡（上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所）。

1.1.2 儀 器

AR124CN電子分析天平（奧豪斯儀器上海有限公司），DHG-9146A電熱恒溫鼓風干燥箱（上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司），Q-Sun Xe-1B耐日曬色牢度儀（美國Q-LAB公司），Data Color600測色配色儀（美國Data color公司），HH-600恒溫水浴箱（上海旌派儀器有限公司），LG WD-T12410D洗衣機（韓國LG集團）。

1.2 方 法

1.2.1 材料預(yù)處理

1）熱處理

干熱處理：將天蠶絲置于不同溫度的鼓風干燥箱中，恒溫處理2h，取出密封避光，待測。

濕熱處理：將天蠶絲在去離子水中浸潤1h后，軋去多余去離子水，并將濕態(tài)的天蠶絲置于不同溫度的鼓風干燥箱中恒溫處理2h，取出密封避光， 待測。

2）水洗處理

選擇標準洗滌程序，洗滌劑質(zhì)量濃度2.5g/L，天蠶絲質(zhì)量為1kg（質(zhì)量不足用AATCC Dummy I陪洗布補足），浴比1︰10，水溫30℃;洗滌完成后，洗衣機自動漂洗脫水，共40min;然后置于35℃的鼓風干燥箱中干燥1.5h。以上所有程序視為1次洗滌 過程。

3）日曬處理

將天蠶絲按GB/T8427—2008《紡織品 色牢度試驗?zāi)腿嗽旃馍味入　窐藴蕦悠啡諘窭味葯z測，日曬標準：倉內(nèi)溫度40℃，相對濕度50%，輻射量32kJ/m 2，黑板溫度70℃。將日曬15h的天蠶絲對照藍色羊毛，按照標準對比色卡進行評級。

1.2.2 處理后天蠶絲顏色參數(shù)的確定

將處理后的天蠶絲用測色配色儀測試樣品的顏色參數(shù)。本實驗采用D65光源和10°視角，測試L *值、a *值、b *值、K/S值后取5次平均值。采用CIELAB色差公式評定總色差ΔE，如下式所示：

ΔE=ΔL 2+Δa 2+Δb 2（1）

式中：ΔL *=L 2 *-L 1 *;Δa *=a 2 *-a 1 *;Δb *= b 2 *- b 1 *。a 1 *、b 1 *、L 1 *與a 2 *、b 2 *、L 2 *分別代表處理前、后的試樣顏色參數(shù)，a *代表紅綠光，b *代表黃藍光，L *代表明度，K/S值表征表觀深度。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱處理對天蠶絲顏色的影響

天蠶絲在加工使用過程中，要經(jīng)過高溫烘繭等工藝，而天蠶絲的色素物質(zhì)是天然產(chǎn)物，可能對這些處理條件敏感，從而引起色變。因此，探究高溫對天蠶絲的影響十分有必要。本實驗對天蠶絲進行了不同溫度的熱處理，其測色結(jié)果如表1、表2所示。

由文獻[8]可知，Δa *表示顏色的紅綠程度， Δa *< 0說明顏色有綠變趨勢，Δa *>0說明顏色有紅變趨勢;Δb *表示顏色的黃藍程度，Δb *<0表示有藍變趨勢，Δb *>0表示有黃變趨勢;ΔL ?* 表示顏色的明度，ΔL *<0說明顏色有變深趨勢，ΔL *>0說明顏色有變淺趨勢。而樣品的總色差變化可以用色差值ΔE表示，其與視覺之間存在以下關(guān)系：當ΔE=0～0.5時，色差幾乎察覺不到;當ΔE=1.5～3.0時，感覺明顯;當ΔE=3.0～6.0時，感覺顯著 ?[8] 。從表1可以看出，隨著溫度的升高，ΔL *值持續(xù)增大，說明天蠶絲顏色變淺;Δa *值減小，其綠光增加;Δb *值持續(xù)且明顯增大，說明天蠶絲顏色變黃。ΔL *和Δb *的增加，說明高溫處理導(dǎo)致了天蠶絲產(chǎn)生黃變現(xiàn)象 ?[9-10] 。處理溫度超過110℃，天蠶絲出現(xiàn)的黃變現(xiàn)象較明顯;本實驗表明，經(jīng)干熱處理后天蠶絲有顯著的黃變現(xiàn)象，溫度越高，黃變越明顯。干熱烘繭是蠶絲加工的必要工序，烘繭溫度的最高溫度一般為100～110℃， 時間 在2h以內(nèi)。鑒于上述的實驗結(jié)果，可知常規(guī)烘繭條件對天蠶絲的顏色有一定影響。

紡織品濕處理后往往需要高溫干燥，因此，很有必要研究高溫濕烘對天蠶絲顏色的影響。從表2可以看出，隨著溫度的升高，ΔL *值減小，明度下降，顏色變深;Δa *值減小，其綠光增加;Δb *值增大，黃光增加。說明濕處理后，天蠶絲的顏色向黃綠色轉(zhuǎn)變，且顏色變深。由ΔE值可知，在95℃左右時天蠶絲就出現(xiàn)了較明顯的黃變;當溫度達到125℃左右時，天蠶絲顏色的變化開始肉眼可區(qū)分。相同溫度下，濕熱處理對天蠶絲顏色的影響大于干熱處理。

2.2 水洗處理對天蠶絲顏色的影響

服用紡織品色澤的耐水洗穩(wěn)定性是其重要性質(zhì)，也是紡織品必須明確的性質(zhì)。天蠶絲織物在日常的穿著和使用過程中，不可避免地經(jīng)過洗滌處理，因此研究水洗對天蠶絲色澤的影響對其產(chǎn)品的性質(zhì)評估具有重要意義。水洗對織物顏色的影響大致有兩個方面的作用：一是洗滌過程中顏色物質(zhì)流失，導(dǎo)致纖維顏色變淺;二是顏色物質(zhì)在洗滌劑和濕熱條件下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致色光變化。因此，本文研究了反復(fù)水洗對天蠶絲顏色的影響，如表3所示。

由表3可知，隨著洗滌次數(shù)的增加，ΔL *值為正值，且隨著洗滌次數(shù)的增加總體呈上升趨勢，這說明水洗會導(dǎo)致天蠶絲的顏色變淺;Δa *值和Δb *值為負，且隨洗滌次數(shù)增加逐漸變小，說明水洗會導(dǎo)致天蠶絲綠光的增加和黃光的減少，使纖維的綠色更純正。天蠶絲的總色差越來越大，說明天蠶絲越洗顏色越淺，越綠。前文提到，天蠶絲的色素由親水的黃酮類色素和疏水的后膽色素兩類成分組成。隨洗滌次數(shù)的增加，黃綠色的黃酮類色素逐漸溶失，而這可能是因為脫膠后，纖維僅剩下絲素層，而呈藍綠色的后膽色素的色素相對含量越來越高，使得天蠶絲的顏色越洗越綠。

2.3 日曬處理對天蠶絲顏色的影響

黃酮類色素對光比較敏感，作為一種服用紡織材料，天蠶絲不可避免地受到光照作用的影響。因此，很有必要研究光照對天蠶絲顏色穩(wěn)定性的影響，如表4所示。

從表4可以看出，ΔL *值雖然呈上升趨勢，但數(shù)值始終為負，K/S值雖呈下降趨勢但較原始數(shù)據(jù)仍有所增加，說明經(jīng)短時間日曬后天蠶絲的顏色變深，但是隨著光照時間的延長，其顏色的明度和色深逐漸恢復(fù)。光照20h后，其顏色深淺接近恢復(fù)至原狀;隨著光照時間的增加，Δa *值先呈負值再為正值，并逐漸增大;這說明短時間光照使天蠶絲綠光增加，但長時間光照會使其紅光增加。隨著光照的進行，Δb *值為正且持續(xù)增大，說明其藍光減少黃光增加，綠色程度降低。由此可見，在較長時間的日曬處理下，天蠶絲的綠色會褪去，會發(fā)生黃變。對比藍色羊毛標準樣卡，評定出天蠶絲的日曬色牢度等級為3～4級，天蠶絲具有一定的耐日曬顏色穩(wěn)定性。

3 結(jié) 論

1）干熱條件下，天蠶絲的顏色變淺，顏色的黃光和綠光增加，110℃以上時黃變現(xiàn)象較明顯。濕熱條件下，天蠶絲在95℃時出現(xiàn)較明顯的黃變，溫度達到125℃時黃變現(xiàn)象最明顯。相同溫度下，濕熱處理對天蠶絲的黃變影響大干熱處理。

2）隨著洗滌次數(shù)的增加，天蠶絲的綠光和藍光逐漸增加，天蠶絲在水洗后變得更綠。但是，天蠶絲洗后顏色逐漸變淺，有褪色趨勢。

3）短時間日曬處理下，天蠶絲的綠光增加，顏色變深，但是長時間的日曬會使天蠶絲顏色變淺，導(dǎo)致黃變。天蠶絲的日曬色牢度等級為3～4級。

參考文獻：

[1]李樹英. 野蠶系列之一：天蠶[J]. 中國蠶業(yè)， 2014， 35（1）： 77-80.

LI Shuying. One of the wild silkworm series：Antheraea yamamai [J]. China Sericulture， 2014， 35（1）： 77-80.

[2]鄭忠厚， 李明忠. 天蠶絲素及其性質(zhì)[J]. 國外絲綢， 2007（1）： 24-26.

ZHENG Zhonghou， LI Mingzhong. Antheraea yamamai fibroin and its properties [J]. Silk Textile Technology Overseas， 2007（1）： 24-26.

[3]NARENDRA Reddy， YANG Yiqi. Structure and properties of cocoons and silk fibers produced by Hyalophora cecropia [J]. Journal of Materials Science， 2010， 45（16）： 4414-4421.

[4]TANAKA T， MAGOSHI J， MAGOSHI Y， et al. Thermal properties of bombyx mori and several wild silkworm silks phase transition of liquid silk[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry， 2002，70（3）： 825-832.

[5]程醉. 天蠶纖維的開發(fā)利用與品質(zhì)先行[J]. 中國纖檢， 2016（6）： 40-43.

CHENG Zui. The development and utilization of wild silkworm fiber and its quality ahead [J]. China Fiber Inspection， 2016（6）： 40-43.

[6]曲文波， 馬曉嵐. 黑龍江省野生天蠶的發(fā)展[J]. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)， 2017（10）： 12.

QU Wenbo， MA Xiaolan. The development of wild antheraea yamamai in Heilongjiang province [J]. Modernizing Agriculture， 2017（10）： 12.

[7]何中琴. 天蠶生絲用紫外線照射及熱處理產(chǎn)生的色澤變化[J]. 國外絲綢， 1997（4）： 12-13.

HE Zhongqin. Changes in the color of natural silkworm raw silk irradiated with ultraviolet rays and heat treatment [J]. Silk Textile Technology Overseas， 1997（4）： 12-13.

[8]武宜鳴， 安琳， 朱文俊. 熱處理對天蠶絲結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 國際紡織導(dǎo)報， 2010（1）： 26-28.

WU Yiming， AN Lin， ZHU Wenjun. The effect of heat treatment on the structure and properties of Yamamai silk [J]. Melliand China， 2010（1）： 26-28.

[9]周靜潔， 林紅， 陳宇岳， 等. 熱處理對桑蠶絲纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 南通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2007， 6（1）： 55-59.

ZHOU Jingjie， LIN Hong， CHEN Yuyue， et al. Effects of heat treatment on structure and properties of B.mori silk fibers[J]. Journal of Nantong University （Natural Science）， 2007， 6（1）：55-59.

[10]鄧婷婷. 家蠶絲、野桑蠶絲及琥珀蠶絲的結(jié)構(gòu)和性能研究[D]. 重慶： 西南大學(xué)， 2017.

DENG Tingting. Study on the Structure and Properties of Bombyx Mori Silk， Bombyx Mandarina Silk and Antheraea Assama Silk [D]. Chongqing： Southwest University， 2017.