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1、第一章 绪论彩色茧的研究是近几年国内外蚕业界的热门课题。我国被誉为“纤维皇后”的蚕丝，绝大部分是洁白色。天然彩丝纤维可以避免化学染料对人体的危害，也可避免印染等造成的环境污染，在生态纺织品日渐畅销的今天，其市场前景非常乐观。许多学者对天然彩茧的培育1、生产工艺2、茧丝丝质性状3、茧丝性能4-6、晶态结构7都作了研究，并取得了重大进展。目前，天然彩丝之所以未得到广泛应用是因为茧丝外面包覆有丝胶，织成织物后手感粗糙，必须除去丝胶后，才能显示出丝织物特有的光泽和触感，所以一般都要进行精炼处理。然而，有文献报道天然彩茧的色素只存在于丝胶中，在高温缫丝及练染过程中，其色素几乎全部消失8，这无疑严重影响了
2、天然彩丝的发展。本文以广西天然黄色家蚕丝为研究对象，尝试找出适当的技术手段，使丝胶中的颜色进入丝素中，使脱胶后仍然存在颜色，或者通过技术处理使丝胶变柔软，并且能够在丝绸上继续保持天然颜色，达到环保要求。1.1论文研究的背景和意义1.1.1 彩色蚕丝的特性 绢丝昆虫吐的丝不仅色彩丰富， 而且特性也多种多样，可以开发出多样化的品种，适应社会消费多元化和 个性化发展的需要。除此之外，天然彩色蚕丝在遗传和生产特性及产品品质方面有着天然彩色棉无法比拟的优势5。1.1.1.1 彩色蚕丝的基本特性 表1-1列举了桑蚕彩色蚕丝的基本特性，并与彩色棉进行了比较9-12。桑蚕彩色蚕丝的遗传受主基因控制，使彩色茧生
3、产品种的特性能够固定下来，给育种和生产创造了良好条件。桑蚕不会逃逸，没有人的照顾几乎无法存活继代，桑蚕彩色茧品种的饲养没有彩色棉的异交混杂问题，不会构成生态威胁。桑蚕彩色茧虽然单茧小，但全龄期短，食桑量少，单位桑田和单位劳动力收获的蚕茧量不会比饲养白茧蚕茧少。加上彩色茧桑蚕品种一般体质强健，因此彩色茧桑蚕品种的生产优势明显。 表1-1桑蚕彩色蚕丝与彩色棉的基本特性比较的基本特性性状彩色棉彩色蚕丝主要色彩棕，绿，灰，黄，红，紫等黄，红，棕，绿，荧光色等色彩鲜艳度差黄红茧系较差色彩稳定性水洗增色，日晒褪色水洗稳定，日晒褪色遗传稳定性不完全显性遗传，遗传不稳定主基因遗传，遗传不稳定色彩一致性色彩不一
4、致，株间，株内，棉龄内有差异绿茧系一致性高，黄红系茧内层有差异纤维产量铃小、衣分低、皮棉产量低(300kghm2)茧型较小、产量为2030kg盒纤维品质纤维细短，比强度低，不利纺纱茧丝洁净差，相对强度较高生产环境污染存在异交混杂，需严格隔离种植无生长发育全生长期长（比白棉品种长10%左右）全龄期短（比春用品种短10%-25%）强健性抗病性差、 对不良环境的适应性差抗病性、 高温多湿等不良环境的适应性较强纺纱，制丝成本比白棉纺纱费用高1545倍与白茧缫丝费用基本持平水洗变化缩水起皱缩水起皱1.1.1.2彩色蚕丝的保湿作用柞蚕、天蚕、野桑蚕、蓖麻蚕、塔色蚕、透目天蚕和琥珀蚕等大部分的绢丝昆虫所吐的
5、丝，内部有较多的空隙，其空隙率最多的达10%，是天然的优质多孔性蛋白质纤维，所以轻柔、保暖性好，吸放湿性优良，通气性强，衣着舒适。同时，多孔的丝纤维还有类似活性炭的作用，能够消臭，衣着清爽宜人。1.1.1.3彩色蚕丝的紫外线吸收能力 天然彩色蚕丝有很好的紫外线吸收能力，用紫外线长时间照射蚕茧，茧内的蚕蛹发育和羽化的蚕蛾及后代正常，但将蛹从茧内取出后直接照射，蚕蛹会受到严重影响，羽化的蚕蛾及后代畸形多。桑蚕丝对于容易诱发基因突变、导致皮肤癌等癌变的280nm波长左右的紫外线(UV-B)有很好的遮蔽和吸收作用,UV-B的透过率不足0.5，UV-A和UV-C的透过率也不足2；其他绢丝昆虫的蚕丝，如野
6、蚕丝除了遮蔽UV-B有效外，对于全波长紫外线都有很好的遮蔽作用，透过率全部不足0.5，这种蚕丝做成服装或制成化妆品，就可以有效地避免主要由UV-A引起的晒伤。UV-C对生物的危害巨大，但由于地球的臭氧空洞在不断扩大，其威胁性正不断增大，多种绢丝昆虫吐出的彩色茧丝制品可以有效防止UV-C的危害。 1.1.1.4彩色蚕丝的抗菌功能 绢丝昆虫的的茧丝外层丝胶，有很好的抗菌作用，缫丝时会由于保留有部分丝胶，蚕丝也有很好的抗菌能力，其中彩色蚕丝的抗菌效果更好。从用野蚕丝做成的无纺布与棉花纱布及棉纱创伤膏胶布进行对比的实验中发现，对黄色葡萄球菌，MARS，绿脓菌，大肠杆菌和枯草杆菌，野蚕丝无纺布可以使接种
7、的细菌数量减少99.9%，而棉花纱布或棉纱创伤膏胶布，在接种细菌后，细菌数量不但没有减少，还增加了250倍5。1.1.1.5彩色蚕丝的抗氧化功能 生物在生命活动中，特别是在不良环境中，会不断产生多种活性氧自由基，如超氧阴离子自由基 (O2。)、单线态氧( 1O 2)、过氧化氢 (H 2O2 )、羟自由基(HO)等，这些生物自由基氧化能力强，能破坏生物的许多功能分子，对机体产生毒害。维持生物自由基清除系统的高效工作，帮助清除机体内过量自由基，可以使机体免受自由基毒害，如使用SOD制剂可以延缓皮肤衰老。蚕丝具有分解 自由基的活性，彩色蚕丝分解自由基的能力远高于白色蚕丝，其中绿色蚕丝的效果最好，能够
8、分解90%左右的活性自由基，黄色蚕丝也有50%左右的功效，白色蚕丝有30%左右的功效，而棉花则没有这种功能。将彩色蚕丝制成内衣，或者制成化妆品，有很好的护肤养颜作用，同时彩色茧的天然色素代替化妆品使用的化学色素，更能体现其色泽的高雅，适应追求绿色、健康产品的高档化妆品消费市场需求6。 1.1.2论文研究的意义 近年来随着人们环保意识的提高，合成染料在生产和应用过程中带来的污染问题越来越引起人们的关注，在全球性绿色革命浪潮下，天然有色纤维开始为人们所重视。天然彩棉的成功生产为天然有色纤维的开发奠定了重要基础，其产品已经成为高档的绿色环保和保健织物。蚕丝是天然纤维中的珍贵品种，天然彩丝织物的开发和
9、应用必将更加受到人们的关注。尽管彩色茧广阔的前景得到了大家的一致认可，但是一直困扰着其脱胶以后失去原有色泽的问题，使其很难在实际生产中得到广泛的应用。本课题以广西天然黄色家蚕丝为研究对象，尝试找出适当的技术手段，使丝胶中的颜色进入丝素中，使脱胶后仍然存在颜色，或者通过技术处理使丝胶变柔软，并且能够在丝绸上继续保持天然颜色，从而改变人们对天然彩色茧的原有认识。使彩色丝得到广泛的应用。 天然彩色茧的固色技术的研究，可以有效的解决常规染色过程中所带来的一系列环境污染，直接得到具有服用性能的天然彩色茧丝，更好的造福于人类。本项目研究符合国际社会生态、环保、资源利用、可持续发展等科学发展理念，具有十分广
10、阔的前景，并可取得良好的社会效益和经济效益。生产家蚕天然彩色茧、丝、绸，可减少环境污染、促进人类健康，具有较好的商业前景。另外，在天然彩色茧丝的推广地区可使蚕农增加收益，对巩固和提升作为纤维皇后的地位，解决蚕区的“三农”问题，加快社会主义新农村建设步伐有着十分重要的战略意义。1.2国内外彩色丝生产技术研究概况1.2.1国内研究的现状 能够吐丝结茧的绢丝昆虫有20多种，其中一部分是是五颜六色的天然彩色茧，色调柔和，有些还是目前染色工艺难以模拟的颜色。 我国桑蚕品种资源中的彩色茧品种有巴陵黄，碧莲，绵阳红，大造，安康4号等13。 浙江大学动物科学院蚕蜂系列利用桑蚕品种资源库的桑蚕天然有色茧基因，获
11、得良好的天然彩色育种材料，选育成了天然彩色茧使用品种系列，有红，黄，绿等10多种品种。但是，天然彩色茧品种与普通杂交的的白茧品种相比较，其茧形小，茧层量低，随着饲养代数的增加，蚕体出现衰弱，退化14。 苏州大学蚕桑研究所从2000年开始，与日本柬埔寨合作，利用柬埔寨生产彩色茧的传统，将改良的彩色茧品种投放柬埔寨饲养，利用农民缫制的的彩色茧丝，在中国国内开发机械加工产品，2001年以投入日本市场15。 安徽省农业科学院蚕业研究所和安徽省丝绸有限公司，在国内捷足先登，抢占彩色茧研究的制高点，在2001年10月共建安徽省天然彩色茧丝科技开发有限公司，致力于天然彩色茧的研究与开发，于2002年7月成功
12、地在家蚕饲料中添加色素，研制出彩色茧丝16.17。1.2.2国外研究的现状 日本对彩色茧丝的研究比较深入，已育成了具有几对具有实用水平的蚕品种。1990年育成限性黄茧品种黄白和日3日4中3中4。 日本信州大学研制的一项尖端技术，将缫丝性能差的透目天蚕茧丝（绿色）等用高浓度的钙，镁溶液，制成液态化茧丝溶液，与液态的棉花混合后抽丝，充分利用绿色蚕丝的抗菌和色泽，这项研究已取得了实质性的进展18泰国蚕种饲养半数以上的是自繁的多化性黄茧土种，泰国的丝绸商品出口主要是丝绸织物和绢丝，为附加值迅速提升的彩色蚕丝奠定了基础。泰绸在日本和欧美市场声誉日益升高。 柬埔寨有彩色茧丝生产的悠久历史。“目前饲养的桑蚕
13、几乎全是金黄茧丝品种。蚕农把彩色茧进行活蛹缫丝，缫得的丝仍然保持鲜艳的色彩。柬埔寨目前养蚕量不大 (每年1万盒左右蚕种)，一些省、县、镇有20100% 的农户拥有手工织机，每人日织1030cm色绸。织造用丝部分是本国生产，另一部分由丝商从泰国和越南运进”19 。1.2.3 天然彩色茧的生产方法1.2.3.1 选养良种法此类良种主要指彩色茧品种，中国有碧莲，大造，绵阳红，巴陵黄，安康四号；日本有中光黄玉，PNGPCG,群马中125等。饲养这些蚕品种可以直接获得五颜六色的天然彩色茧丝。1.2.3.2 添加色素法 通过添加不同颜色的染料色素，改变家蚕绢丝腺着色性能，可获得不同颜色的彩色蚕茧。从大蚕龄
14、5龄期饷食后第二天起到上簇前，每盒蚕种需要使用1袋色素粉，每天早晚两次舔食喷有色素稀释液的叶片。将1袋色素粉倒入10升的塑料桶中，加适量45左右的温水溶解成色素原液，然后与冷开水以1：5配置成色素稀释液，直接均匀的喷洒在叶片，并要求边喷边翻，一般1千克色素稀释液可喷洒10千克的叶片叶，这样喷好以后的桑叶便可直接用来喂蚕。1.2.3.3溶液浸泡法将蚕体浸泡在颜料，染料中，使色素通过气门进入蚕体内，经血液并达到绢丝腺，最后结出彩色茧。具体讲，就是让4眠蚕浸泡在0.2%-0.4%铜酞菁蓝（或绿）的氧化重盐（或黄醌，硫靛蓝的重氮盐，或硫化染料的重氮盐）水溶液中5次，每隔8h一次，每次3s即可。1.3本
15、课题研究的目的和内容 本课题以广西天然黄色家蚕丝为研究对象，尝试找出适当的技术手段，使丝胶中的颜色进入丝素中，使脱胶后仍然存在颜色，或者通过技术处理使丝胶变柔软，并且能够在丝绸上继续保持天然颜色.基于此目的的本课题的研究内容有：(1)彩丝纤维的结构和理化性能 本实验通过扫描电镜、傅立叶红外光谱、X-射线衍射等测试方法探讨了彩丝纤维的微观结构。 (2)精练方法的研究 本实验采用了传统的精练方法对彩丝进行精练。比较了各种精练方法对彩丝织物颜色保留率的影响。(3)重点探讨了彩丝经硫脲和增色剂预处理后的颜色保留率情况，对工艺进行优化，获得了让彩丝织物有较高颜色保留率的较好工艺。(4)采用新的护色技术，使彩色茧的护色技术得到提高。
