蚕蛹是抽茧剥丝工业的下脚料,含有丰富的蛋白质、脂肪和碳水化合物[1],因一直被用于饲料而使其优良性能没有得到充分利用。蚕蛹蛋白纤维是生物质纤维，含有18种氨基酸,有护肤保健功能[2]，蚕蛹蛋白纤维是综合利用生物工程技术、高分子技术、化纤纺丝技术将从蚕蛹中提取的蛋白同天然纤维素按比例共混纺丝，在特定条件下形成的具备稳定皮芯结构的全新生物质蛋白纤维，原料可再生、产品可降解。其外层是蛹蛋白、内层为纤维素[3]，目前已经纺制出的蚕蛹蛋白粘胶长丝由70%的粘胶和30%的蚕蛹蛋白纤维混纺而成[4]，符合环保、低碳理念。该纤维及其产品的开发应用，满足了人们追求健康、舒适、环保的消费需求，有很大的市场潜力[5]。刘慧娟等[6]研究表明：利用蚕蛹蛋白纤维开发导湿性、透湿性、透气性、折皱回复性、耐磨性和强力等综合性能优良的织物，可用作高档衬衣、女装裙装和床上用品。目前，已有蚕蛹蛋白纤维与其他纤维混纺的报道，但关于蚕蛹蛋白纤维混纺织物的服用性能研究还较少。作为服用材料，透气性和抗起毛起球性对蚕蛹蛋白纤维混纺织物的性能影响尤为重要。本研究采用蚕蛹蛋白纤维与50%腈纶、50%天丝、50%莫代尔、50%长绒棉4种纤维进行混纺，且每种原料的织物又采用平纹、2/2斜纹、4/1斜纹、8枚经缎和5枚经缎共5种组织进行配置，对试制的织物进行透气性和抗起毛起球性比较分析。
1 实 验
1.1 材料选取
蚕蛹蛋白纤维柔软细腻，纤度约为1.0～1.8 dtex，对100%纯蚕蛹蛋白纤维进行电镜实验，观察其横纵截面的特点。如图1、图2所示，蚕蛹蛋白纤维纵向截面表面不光滑，有无数微细凹槽；横向截面为不规则的椭圆形、腰圆形，内有空腔，横截面上有大大小小的空隙，且边缘有裂纹。这些空隙、凹槽与裂纹，可形成良好的毛细管效应，将肌肤表层的湿气和汗水经由芯吸、扩散、传输作用，迅速吸收散至织物表层，是最佳的导湿、透气纤维。
图1 蚕蛹蛋白纤维横截面
图2 蚕蛹蛋白纤维纵截面
1.2 混纺纱线及织物规格设计
采用(1/22.2/24.4 dtex 8捻/cmZ×2)7捻/cm S桑蚕丝为经纱原料，经密1 130根/10 cm，纬纱原料规格详见表1。试制了4个系列织物，编号1#，2#，3#，4#。由于组织的不同会给各项织物性能造成影响，故每个系列的织物织制了5种不同组织：平纹、2/2斜纹、4/1斜纹、5枚经缎、8枚经缎，编号A、B、C、D、E，所有织物中同种组织的纬密均相同。
表1 混纺纱线及织物规格设计
注：文中各原料代号均与表1中原料编号一致。
1.3 测试方法
1.3.1 混纺纱线断裂强力测试
参考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》[7]，采用YG(B)026E电子织物强力仪(温州大荣纺织标准仪器有限公司)测试混纺纱线的断裂强力。
1.3.2 织物透气性能测试
参照GB/T5435—1997《纺织品织物透气性的测试》[8]，在恒温恒湿(20 ℃、65%)条件下调湿24 h，采用YG461D型织物透气量仪(温州方圆仪器有限公司)测试织物的透气性。
1.3.3 织物抗起毛起球性测试
参照GB/T4802.1—1997《纺织品织物起球试验圆轨迹法》[9]。使用YG502型起毛起球仪(莱州市电子仪器有限公司)、YG982型标准光源箱(宁波纺织仪器厂)、裁样器、磨料织物、泡沫塑料垫片、标准样照等实验仪器。将试样在试验用大气下调湿24 h以上；在距织物布边10 cm以上部位随机剪取直径为113 mm的圆形试样5块，在调湿环境下测试。
2 结果与分析
2.1 混纺纱线断裂强力
表2为蚕蛹蛋白纤维与莫代尔、天丝、腈纶、长绒棉4种混纺纱线的断裂强力测试数据。
表2 混纺纱线强力测试数据
由表2可得：蚕蛹蛋白纤维与长绒棉混纺纱线的断裂强力是4种原料中最大的。蚕蛹蛋白纤维与长绒棉混纺纱线的拉伸断裂过程中，长绒棉纤维存在多次断裂现象，由于混纺纱中纤维间的压力作用，加之蚕蛹纤维表面不光滑，使其混纺部分纤维断裂后表面有摩擦作用，贡献了一部分强力。而与莫代尔、天丝、腈纶混纺的纱线在拉伸断裂过程中，由于人造纤维表面较为光滑，相比长绒棉混纺纱线，和蚕蛹蛋白纤维间的滑动阻力小，成纱强度因此相对较低。通过对蚕蛹蛋白纤维混纺纱线的断裂强力实验测试，在混纺比一样的情况下，长绒棉纤维和其他3种人造纤维相比较，蚕蛹蛋白纤维与长绒棉混纺纱线拥有良好的断裂强力和韧性，断裂强力大的混纺比例1∶1的蚕蛹蛋白纤维长绒棉混纺纱线有一定的市场竞争力。
2.2 织物透气性
在原料相同的情况下，织物的透气率与不同织物组织的关系见图3。
图3 织物的透气率与不同组织的关系
蚕蛹蛋白纤维表面不光滑，有无数微细凹槽且横向截面为不规则的椭圆形、腰圆形，内有空腔，横截面上有很多的空隙，且边缘有裂纹。这些因素形成良好的毛细管效应，将肌肤表层的湿气和汗水经由芯吸、扩散、传输作用，迅速吸收扩散至织物表层，其混纺纱线透气性能得以提升。结合图3的数据分析对比得到：平纹组织下不同混纺织物的透气性，其透气量远远小于其他组织下的透气性，这是由于随着织物紧度的增大，织物透气量减小[10]。因此，在组织结构方面，要开发透气性好的蚕蛹蛋白纤维混纺织物最好采用斜纹组织，或者是缎纹组织，尽量不选择平纹组织；开发平纹组织织造透气性相对较好的蚕蛹蛋白纤维混纺纱线时，可优先选用蚕蛹蛋白纤维与莫代尔、天丝的混纺纱线。
5种组织下，斜纹与缎纹蚕蛹蛋白纤维混纺织物透气性较好，斜纹优于缎纹。在斜纹中，B(2/2斜纹)比C(4/1斜纹)的纬浮长线短、透气性差，开发透气性优良的斜纹组织混纺织物时尽可能使用纬浮长短的组织，缎纹组织同理。因此在织物纬密相同的条件下，随织物组织浮长的增加，织物的紧度变小，空隙变大，透气性增强，开发斜纹、缎纹组织织造透气性相对较好的蚕蛹蛋白纤维混纺纱线时，可优先选用组织浮长长的组织。
5种组织下蚕蛹蛋白纤维与莫代尔、天丝混纺织物的透气性优于蚕蛹蛋白纤维和腈纶、长绒棉的混纺织物，这是因为其混纺纤维结构相对松散，有较多的空隙，相对来说平纹、斜纹、缎纹组织下开发透气性好的蚕蛹蛋白纤维混纺纱线首选莫代尔、天丝；在所有数据中，透气性较好的组织、纤维中属4/1斜纹、8枚缎纹的1#(莫代尔)和2#(天丝)，可多采用此类组织进行透气性织物的研究与开发。
2.3 织物抗起毛起球性
表3为5种组织及4种不同织物的抗起毛起球性能测试数据。
表3 织物抗起毛起球性能等级测试
织物起毛起球是普遍现象，蚕蛹蛋白纤维的表面有凹槽、异形，且表面粗糙，故不易抽拔纠缠，其与莫代尔、天丝、腈纶、长绒棉混纺时，纤维与纤维之间摩擦系数变大，不易起毛，其抗起毛起球性能有所提高。从表3可以看出，平纹、斜纹组织下相同组织结构、不同原料织物的正反面的抗起毛起球差距不大，而缎纹组织下正反面抗起毛起球等级有差距，这是因为缎纹组织的正面组织浮长多于反面，组织浮长越长，越容易起毛，纠缠成球，对讨论混纺织物的抗起毛起球性的整体性没有影响，因此，在此只讨论织物正面的起毛起球性能。
由表3的数据分析对比得到：在5种组织中，所有的蚕蛹蛋白纤维混纺织物抗起毛起球性等级较高，均达到3级及以上，这是因为混纺纱线中蚕蛹蛋白纤维横截面粗糙为异形，不易弯曲缠绕，摩擦过程中不易抽拔和纠缠，其中3#腈纶纤维是一种常见的仿毛纤维，容易起毛起球，和蚕蛹蛋白纤维混纺之后织物的抗起毛起球性等级有所提高，因此蚕蛹蛋白纤维和莫代尔、天丝、腈纶、长绒棉的混纺纱线开发抗起毛起球性织物都很有优势，即便用缎纹组织织造，所有的混纺织物的抗起毛起球等级都可以达到3级及以上，很适合用于开发抗起毛起球织物。
在组织结构方面，要开发抗起毛起球性达到4级及以上的织物，混纺织物最好采用平纹组织或斜纹组织，尽量不选择缎纹组织。所有组织中平纹组织(A)和斜纹组织(B、C)相比缎纹组织(D、E)，结构相对紧密，结构松区域少。斜纹组织中的B组织(2/2斜纹)相比C组织(4/1斜纹)，缎纹组织中E组织(8枚经缎)相比D组织(5枚经缎)，组织中的浮长短结构相对紧密，因此开发效果较佳的抗起毛起球性混纺织物时，尽可能选择组织浮长短，结构紧密的组织进行织造；在所有的混纺织物、各种织物组织中，1#(莫代尔)、2#(天丝)混纺织物抗起毛起球性较佳，可多采用此类纤维进行抗起毛起球性织物的研究与开发。
3 结 论
a)在混纺比一样的情况下，长绒棉纤维和其他3种人造纤维相比较，蚕蛹蛋白纤维/长绒棉混纺纱线拥有良好的断裂强力和韧性，断裂强力大的混纺比例1∶1的蚕蛹蛋白纤维/长绒棉混纺纱线在蚕蛹蛋白纤维混纺纱线的开发上有一定的市场竞争力。
b)5种组织下蚕蛹蛋白纤维与莫代尔、天丝混纺织物的透气性优于蚕蛹蛋白纤维和腈纶、长绒棉的混纺织物，开发平纹组织织造透气性相对较好的蚕蛹蛋白纤维混纺织物时，可优先选用蚕蛹蛋白纤维与莫代尔、天丝的混纺纱线，更优组织可选4/1斜纹、8枚缎纹。
c)蚕蛹蛋白纤维与莫代尔、天丝、腈纶和长绒棉混纺织物的抗起毛起球性能都十分良好，5种组织下抗起毛起球等级均可达到3级及以上，很适合用于开发抗起毛起球织物，其中平纹、斜纹的莫代尔、天丝的混纺织物抗起毛起球性最佳。
