莨纱绸的结构与性能初探

张 羡，石志清，孙佳勤，楼德宽，周文龙

(1.浙江理工大学 材料与纺织学院，杭州 310018；2.佛山盛迪纺织有限公司，广东 佛山 528000)

莨纱绸的结构与性能初探

张 羡1，石志清2，孙佳勤1，楼德宽2，周文龙1

(1.浙江理工大学 材料与纺织学院，杭州 310018；2.佛山盛迪纺织有限公司，广东 佛山 528000)

通过测试分析莨纱绸的机械性能、舒适性、抗紫外性的相关指标，并与传统丝绸进行比较，研究莨纱绸的结构性能。结果表明：和传统丝绸相比，莨纱绸经过晒莨加工后，织物的经纬密度基本不变，强力有所增加，厚度和平方米质量明显增加，撕裂强力、断裂伸长率和折皱回复性有所下降；回潮率增加，织物表现出良好的防水透湿特性；克罗值有所增加，但远远小于1，表明莨纱绸仍然具有凉爽的特性；UPF值达到65，表明莨纱绸是一种优异的天然抗紫外织物。

莨纱绸；机械性能；舒适性；抗紫外性

莨纱绸(香云纱)俗称莨纱、黑胶绸，是广东丝绸产品中著名的传统产品，也是目前织品市场上仅有的纯植物染料染色的真丝绸面料之一[1]。莨纱绸以山薯莨的汁水为天然染料，对真丝织物制成的坯绸反复浸染，染得棕黄色的半成品后，再拿富含铁质的黑色塘泥对其单面涂抹，并放到烈日下曝晒，织物即变得乌黑透亮[2]。莨纱绸质地软滑坚韧，防水性能强，并易于散发水分。用其制成的衣服，耐穿易洗，不用熨烫，轻快凉爽，爽滑柔润[3]，适于炎热夏天穿用[4]。

莨纱绸的加工依赖天然和地域环境，耗用原料多，成本高，而且颜色单一，虽然对莨纱绸工业化的研究一直没有停止过，但至今还不能真正实现天然莨纱绸的工业化模拟生产，一度逐步凋零[5]。近年来，随着绿色环保理念被广泛认可，莨纱绸作为中国传统丝绸产品的一朵奇葩，得到广泛的重视。本研究采用广东传统手工生产的莨纱绸及其对应的普通丝绸为对象，进行性能的比较，试图对莨纱绸的性能给予客观的评价，为莨纱绸的工业化开发提供指导。

1 实验部分

1.1 实验材料

莨纱绸、普通丝绸(均为佛山盛迪纺织有限公司提供)。普通丝绸采用与制作莨纱绸的原料规格一致的电力纺，其规格参数如表1所示。

表1 莨纱绸和普通丝绸的规格参数Tab.1 Specif i cation parameters of Gambiered Guangdong Silk and traditional silk

1.2 实验方法

1.2.1 机械性能的测试

分别测试莨纱绸和普通丝绸的拉伸性、撕裂性、抗皱性、悬垂性和刚柔性，其测试标准为：拉伸性，GB/T 3923.1－1997《纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 条样法》；撕裂性，GB/T 3917.2－2009《纺织品 织物撕破性能 第2部分：裤形试样(单缝)撕破强力的测定》；抗皱性，GB/T 3819－1997《纺织品 织物折痕回复性的测定回复角法》；悬垂性，GB/T 23329－2009《纺织品织物悬垂性的测定》；刚柔性，GB/T 7689.4－2001《增强材料 机织物试验方法 第4部分：弯曲硬挺度的测定》。

1.2.2 舒适性的测试

1)吸湿性 将试样置于标准大气条件下平衡24 h，采用八篮快速恒温烘箱，PB303-N普及型电子天平测试，并计算回潮率：

式(1)中：W为实际回潮率，%；G为试样含水重量，g；G0为试样干燥重量，g。

测试标准：GB/T 9995－1997《纺织材料含水率和回潮率的测定——烘箱干燥法》。

2)浸润性 采用垂直布面导水法，将待测织物平铺在桌面上，用分度吸液管将一滴加有重铬酸钾的蒸馏水滴到待测织物上，控制每滴水为0.02 mL左右，滴管顶端离织物高度1.5 cm。按下秒表开始记时，拍摄织物的润湿过程。

3)吸水性 将5 cm×5 cm的试样(干质量m0)浸于蒸馏水中24 h，待试样完全润湿后，用滤纸吸去试样表面水分，称重，计算试样保留的水分质量m，则100×m/m0即为吸水率(%)。

4)透气性 将试样置于标准大气条件下平衡24 h，采用YG461D型数字式织物透气量仪，测试织物的透气率。测试标准：GB/T 5453－1997《纺织品 织物透气性的测定》。每组测10次，取其平均值。

5)透湿性 采用YG601-Ⅰ/Ⅱ型电脑式织物透湿仪及PB303-N普及型电子天平，测试同一试验组合体2次称量质量之差Δm，计算织物透湿量：

式(2)中：WVT为每平方米每天(24 h)的透湿量，g/m2/d；Δm为同一实验组合体2次称量之差，g；试验前透湿杯组合体的质量为G1，实验后组合体的质量为G2；S为试样实验面积，m2；试样直径为60 mm；t为实验时间，h；t取0.5 h。

测试标准：GB/T 12704－1991《织物透湿量测定方法 透湿杯法/方法A吸湿法》。每组测5次，取其平均值。

6)克罗值 将试样置于标准大气条件下平衡24 h，采用YG(B)606 D型保温仪测试织物的克罗值，每组测3次，取其平均值。

1.2.3 抗紫外性的测试

用Lambda900紫外/可见/近红外分光光度计测定紫外波长区域内(波长为290～400 nm)织物紫外线透过率。测试标准及计算结果表达参照GB/T 18830－2002《纺织品 防紫外性能的评定》。

1.2.4 织物表面形态的电镜观察

将莨纱绸和普通丝绸置于载物台上喷金后，采用FESEM Hitachi S-4800(日本日立公司)进行观测并拍摄成像，工作距离8 mm，加速电压1 kV，观测之前需镀金。

2 结果与讨论

2.1 机械性能

据表1，普通丝绸经过晒莨加工后，经纬密基本不变，但织物的厚度增加了71 %，质量也增加了139 %，从图1莨纱绸的形态可以看出，晒莨加工后，织物表面有厚厚的涂层物质(简称莨涂层)存在，因而晒莨整理后织物质量和厚度的增加源于莨涂层的存在。质量增加的比例远高于厚度的增加，其原因分析可能与莨涂层在织物纤维空隙中的渗透有关，使莨纱绸的结构更为密实。

晒莨加工使丝绸附着莨涂层，对织物的机械性能也产生了明显的影响。从表2莨纱绸和普通的机械性能测试结果可见，晒莨整理后织物的经纬向拉伸强力分别提高了10 %和51 %，说明晒莨加工给予织物的莨涂层提高了织物的强力。由于莨纱绸莨涂层的存在，仅从绝对强力的数据并不能判断晒莨加工后是否使丝素纤维产生了明显的损伤，因为作为这种天然的涂层结构织物，莨涂层是否承担织物的拉伸强力及承担多少拉伸强力无法进行估计，需要进行深入的研究。

从表2的数据还可以看出，晒莨整理后，织物的撕裂强度、断裂伸长率、折皱回复率都明显下降，而抗弯刚度有所增加。撕裂强度的下降是因为莨涂层使经纬纱线之间不易滑动，造成撕裂三角区减小[6]。断裂伸长率和折皱回复率的下降及抗弯刚度的增加说明莨涂层后织物材料具有硬化的趋势，手感变硬，这和实际的手感一致。

图1 莨纱绸表面形态Fig.1 Surface morphology of the Gambiered Guangdong Silk

表2 莨纱绸和普通丝绸的机械性能测试结果Tab.2 Test results of mechanical property of Gambiered Guangdong Silk and traditional silk

2.2 舒适性

传统认为，莨纱绸穿着时凉爽宜人，润湿时不会黏附于身体，并一直主要作为夏季服装用料[7]。从表3的数据看，晒莨整理后织物的回潮率增加了53 %，但吸水率仅为普通丝绸的35 %，这是2个反常的指标。回潮率反映的是对气态水的吸收能力，吸水率反映了织物保持液态水的能力，数值越小表示持水性越差。正如前所述，晒莨加工使莨涂层物质向织物空隙渗透，使织物密实，液体水在织物中存在的空间变小。同时，如图2和图3所示，莨涂层具有疏水特性。但和普通丝绸相比，织物的透湿性只下降了6 %。由此可见，莨纱绸具有明显的防水透湿性能。

图2 普通丝绸的润湿过程Fig.2 Wetting process of traditional silk

图3 莨纱绸的润湿过程Fig.3 Wetting process of Gambiered Guangdong Silk

另外莨纱绸较普通丝绸透气量明显下降，降幅达61 %，这与莨纱绸加工后织物表面形成涂层的结果相符。莨涂层使得织物变得相对紧密，导致织物透气性能下降。

表3 织物舒适性的测试结果Tab.3 Test results of fabric's comfortableness

表3中莨纱绸的克罗值较普通丝绸增加。但总体看莨纱绸的克罗值远小于1，因而莨纱绸用于夏季服装时穿起来通透凉爽。

2.3 抗紫外性

莨纱绸一般作为夏季服装面料，而抗紫外线能力是夏季服装面料的一个重要指标。抗紫外性的相关测试结果如表4所示。考虑到莨纱绸厚度明显增加，表4中也给出了普通丝绸(包括黑色)1层和2层的抗紫外线数据。

表4 织物的抗紫外线性能Tab.4 Test results of fabric's UV resistance

由表4中数据可知，莨纱绸的UVB透过率和UVA透过率明显低于普通丝绸，而UPF值远高于普通丝绸。通常情况下，UPF值达50，织物具有优异的抗紫外线性能[8]。莨纱绸的UPF值达到65，其抗紫外线性能是不容置疑的。织物的抗紫外线性能和织物的厚度和色泽深度密切相关。织物越厚，抗紫外性能越好。织物K/S值越大，其表面颜色越深，抗紫外性能也越好。从表4中的数据看，普通黑色丝绸的UPF仅为20，而2层达到了452。莨纱绸的厚度是普通丝绸的2倍，其独特的抗紫外线性能来自于表面的黑色莨涂层还是整个莨涂层物质有待于进一步研究。

3 结 论

与普通丝绸相比，莨纱绸的性能发生了较大的变化。在本研究范围内，其机械性能、舒适性、抗紫外性显示出以下特点：

1)由于在晒莨加工过程中织物表面形成了莨涂层，莨纱绸的拉伸断裂强力有所增加，但拉伸断裂伸长率和撕裂强力均有所下降。其折皱回复率下降，抗弯刚度增加，说明莨涂层后织物材料具有硬化的趋势，这和实际的手感一致。

2)莨纱绸的回潮率增加，透湿性良好，具有表面疏水性，表现出防水透湿织物的特性。莨纱绸较普通丝绸透气率明显下降，这与莨纱绸加工后织物表面形成涂层的结果相符。莨纱绸的克罗值略有增加，但总体看莨纱绸的克罗值远小于1，因而莨纱绸用于夏季服装时穿起来通透凉爽。

3)莨纱绸的抗紫外性能力较传统丝绸明显提高，其UPF值达到65，表明莨纱绸是一种优异的天然抗紫外织物，更适合作为夏季服装面料。

[1]吴浩亮. 漫话莨纱绸[J]. 丝绸，1999(7)：41-42.

[2]吴丽华.香云纱服装的创新与发展初探[J].上海纺织科技，2009，37(1)：8-9.

[3]李维贤，师严明，罗美香.香云纱的服用性能特点[J].东华大学学报：自然科学版，2008，34(4)：396-400，415.

[4]孙杰.古老奇特的香云纱[J].科学大观园，2007(12)：24-25.

[5]LI Weixian, SHI Yanming. Wearing properties of Gambiered Guangdong Silk[J]. Journal of Xi'an Polytechnic University, 2009, 23(2): 298-303.

[6]葛振余，吴丽莉，俞建勇，等.聚氨酯涂层织物撕裂强力的研究[J].东华大学学报：自然科学版，2004，30(4)：66-71.

[7]李维贤，铁兰叶，师严明，等.皱纹整理对真丝织物穿着舒适性的影响(一)[J]. 纺织学报，2002，23(5)：377-379.

[8]于伟东.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，2005：335.

Exploration on structure and property of Gambiered Guangdong Silk

ZHANG Xian1, SHI Zhi-qing2, SUN Jia-qin1, LOU De-kuan2, ZHOU Wen-long1
(1.Department of Materials and Textiles, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China; 2. Shengdi Textile Co., Ltd. in Foshan,Foshan 528000, China)

The structure and property of Gambiered Guangdong Silk was studied by testing its mechanical property, comfortableness, and UV resistance, and compared with the corresponding traditional silk fabric. The results showed that compared with the traditional silk, the warp and weft density of Gambiered Guangdong Silk was basically unchanged, but the thickness and weight per square meter significantly increased. The Gambiered Guangdong Silk's tensile strength was also increased a little bit, while the tensile elongation at break, tearing strength and wrinkle resistance was decreased. The Gambiered Guangdong Silk was hydrophobic on surface,but fabric's moisture regain was increased, moisture permeability was good, displaying the same characteristics with waterproof breathable fabric. The CLO value of Gambiered Guangdong Silk was a little higher than general silk, but was far less than 1, indicating that Gambiered Guangdong Silk still has cool features. The Gambiered Guangdong Silk's UPF value could reached 65, indicating that Gambiered Guangdong Silk is an excellent natural anti-UV fabric.

Gambiered Guangdong Silk; Mechanical property; Comfortableness; UV resistance

TS101.923；TS146

A

1001-7003(2011)01-0016-04

2010-07-05；

2010-09-20

张羡(1985－ )，女，硕士研究生，研究方向为新型纺织材料及绿色纺织品。通讯作者：周文龙，教授，wzhou@zstu.edu.cn。