CN101139743A - 一种防伪专用稀土发光纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纺织产品和防伪技术领域，尤其涉及一种防伪专用的稀土发光纤维。这种防伪专用稀土发光纤维采用稀土夜光材料为基质，聚酯、聚丙烯或聚酰胺为载体，结合特殊的纺丝工艺制得。由于采用不同的稀土发光材料和纤维基体及制造工艺，生产的稀土夜光纤维有不同的发射光谱，类似人的指纹，具有唯一性，因此均难破译，不易被仿制。可应用于新型的识别防伪技术，如各类品牌商标、包装、证件、有价票据等，具有良好的发展前景。
Description
技术领域
本发明涉及纺织产品和防伪技术领域，尤其涉及一种防伪专用的稀土发光纤维。
背景技术
将纤维作为一种防伪材料已经有一百多年的历史了，而用荧光纤维作为防伪材料也已有出现。但这些材料的致命弱点在于，它们的鉴别只局限在视觉效果上，即凭借纤维本身具有的颜色或纤维能发出特定颜色的光来判断它的真伪。而这样的视觉效果实际上是极易仿制的，而且也是不科学的，因为肉眼对颜色的区分不可能精确到光线波长的级别，比如我们所见到的不同的日光灯是发出同样的白光的，但我们不能说这些日光灯所使用材料完全一样，实际上不同的日光灯，它们的发射光谱是千差万别的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种防伪专用的稀土发光纤维，以弥补现有防伪纤维的不足或缺陷，满足市场对先进防伪技术的需求。
按照本发明所提供的设计方案，一种防伪专用稀土发光纤维，其特征在于，所述纤维的组成包括90～97％的纺丝原料和3～10％的稀土发光材料，其中，稀土发光材料为基质，纺丝原料为载体，经纺丝后制得；单位为质量百分数。
所述稀土夜光材料包括Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Eu2O3、Dy2O3。所述纺丝原料包括聚酯、聚丙烯或聚酰胺。所述稀土发光纤维在受光激发后发射光谱在400～700nm之间，几乎覆盖整个可见光区。所述纤维在接受可见光或紫外光照射0.5～2分钟后，可以持续发光10～15小时。
一种防伪专用稀土发光纤维的制造方法包括：
(1)稀土发光材料的制造：首先将Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Eu2O3、Dy2O3分别溶于水和硝酸中，制得金属硝酸盐溶液，并加入一定量(占溶液总质量的2％～3％)的非离子表面活性剂，于85～95℃温度搅拌下逐滴加入氨水溶液形成溶胶，将该溶胶缓慢蒸发脱水，获得的凝胶于60～70℃温度下烘干，初产品以活性炭覆盖于高温电炉中，在850～1150℃温度下灼烧3～4小时，形成原料后加以粉碎，然后筛选，制得适合纺丝的蓄光型发光材料；
(2)纺丝液或纺丝母粒的制造：将纺丝原料在100～120℃的温度下经20～30小时的烘燥后，按3～50％的比例加入上述蓄光型发光材料，再加入脂肪酸酯类流动稳定剂0.01～0.03％、磷酸酯类氧化稳定剂0.02～0.04％、酚类抗氧化剂0.01～0.05％、酯类交联剂0.03～0.04％、脂肪酸或酯类分散剂0.1～0.5％，然后在180～260℃的温度下按常规进行熔融，将蓄光型发光材料移植到纺丝原料中，形成纺丝液或制成纺丝母粒；
(3)稀土发光纤维的纺制：将上述纺丝液或纺丝母粒与纺丝原料按比例配制成纺丝料，使得纺丝料中含有3～10％的蓄光型发光材料与90～97％的纺丝原料，纺丝温度180～300℃，纺丝卷绕速度3000～5000米/分，制成稀土发光POY长丝，POY长丝经牵伸制成FDY长丝，FDY长丝经切断后制成防伪专用的稀土发光短纤维。
所述方法中的稀土夜光材料包括Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Eu2O3、Dy2O3。所述纺丝原料包括聚酯、聚丙烯或聚酰胺。
上述制得的防伪专用稀土发光纤维在有光条件下呈现出黄色、蓝色、白色或红色，在黑暗条件下呈现绿光、蓝光、黄光、红光等。每种颜色的防伪纤维对应着不同的发射光谱，互相搭配后又呈现出新的光谱，如蓝色的纤维光谱覆盖480～600nm，单峰，峰值在515nm处；红色纤维光谱覆盖400～700nm，双峰，峰值分别在440nm和572nm处，当把红色、黄色和蓝色纤维按1∶1∶1比例时，光谱覆盖450nm～700nm，双峰，峰值分别为514nm和564nm。
本发明的防伪专用稀土发光纤维的发光及防伪原理如下：
稀土发光纤维在可见光照射下，稀土材料中的Eu2+离子的4f7基态电子被激发到激发态4f65d1，激发态电子一部分跃迁回基态产生即时发光，另一部分则储存在材料中的某种陷阱能级中，当激发能量撤销后，由于热扰动，激发态电子从陷阱能级逃逸反跃迁到基态，这个反跃迁过程产生了发光。
可以说一种材料的发光光谱是和材料内部的微观结构及组成密切相关的，夜光材料的添加量和选用的纺丝原料和工艺参数都会不同程度的使得其发光光谱发生红移或蓝移，甚至发生发射峰个数的改变。也就是说，每一种配方和工艺参数生产出的纤维都具有特定的发射光谱，这种光谱具有唯一性，很难被仿制，这也就是防伪专用稀土发光纤维具有防伪功能的主要原因。
本发明生产的稀土夜光纤维有着不同的发射光谱，类似人的指纹，具有唯一性，因此均难破译，不易被仿制。
本发明的主要优点在于：防伪专用发光纤维中添加的稀土材料物理化学性能稳定，发光效率较高，使用寿命长，且一种纤维对应着一种固定的光谱，把不同的纤维按固定比例配合得到的光谱也是固定的；纤维合成过程比较复杂，难以模仿，纤维呈短纤状，易于制作各种防伪产品。防伪专用发光纤维在有光条件下呈现出红、黄、蓝、绿等色彩，与普通纤维没有外观上的区别，但在黑暗条件下就会发出红、黄、蓝、绿等多种色光，利用专门的光谱检测仪就可以十分准确的测量出它的光谱。防伪专用发光纤维可应用于新型的识别防伪技术，如各类品牌商标、包装、证件、有价票据等，具有良好的发展前景。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作进一步详细阐述。
实施例一(防伪专用稀土聚酯发光纤维)
首先将Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Eu2O3、Dy2O3分别溶于水和硝酸中、制得金属硝酸盐溶液，并加入一定量的非离子表面活性剂，于90±2℃左右搅拌下逐滴加入氨水溶液形成溶胶，将该溶剂缓慢蒸发脱水，获得的凝胶于60℃温度下烘干，以活性炭覆盖于高温电炉中，在1150℃灼烧1～2h，形成原料后加以粉碎，然后筛选，制得适合纺丝的蓄光型发光材料。
将聚酯切片在100℃的温度下经25小时的烘燥后，按50％的比例加入上述发光材料，单位为质量百分数(下同)，再加入流动稳定剂脂肪酸单甘油酯0.03％、氧化稳定剂亚磷酸三苯酯0.04％、抗紫外线剂苯并三唑0.05％、交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.04％、分散剂硬脂酸钡0.1％，然后在260℃的温度下按常规进行熔融，生成聚酯纺丝液，经注带切粒制成防伪专用聚酯发光纤维的纺丝母粒。
将上述制造的聚酯纺丝母粒与聚酯切片按1比5比例配制成纺丝料，使得发光材料与纺丝原料的比例为1∶10，在100℃的温度下经25小时的烘燥，纺丝温度280℃，纺丝卷绕速度3000米/分，制成稀土发光POY长丝，POY纤维经牵伸制成FDY长丝，FDY经切断后制成防伪专用的稀土聚酯发光短纤维。该纤维在有可见光的条件下具有彩色外观，在没有可见光条件下自身发出彩色光，发光光谱固定。
实施例二(防伪专用稀土聚丙烯发光纤维)
首先按照例一中的方法制得适合纺丝的蓄光型发光材料。然后在聚丙烯切片中按4％的比例加入稀土发光材料，再加入流动稳定剂脂肪酸单甘油酯0.02％、氧化稳定剂磷酸三甲酯0.02％、抗紫外线剂二苯甲酮0.02％、交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.01％、载体0.1％、分散剂硬脂酸钡0.1％，然后在200℃的温度下生成聚丙烯纺丝液，结合180℃的熔融温度、3000米/分的卷绕速度进行纺丝，制成的长丝经切断后成为防伪专用稀土聚丙烯发光纤维。
实施例三(防伪专用稀土聚酰胺发光纤维)
首先按照例一中的方法制得适合纺丝的蓄光型发光材料。然后将聚酰胺切片在115℃左右烘燥约20小时，按25％的比例加入稀土发光材料，再加入流动稳定剂聚氧乙烯氧丙醚0.02％、氧化稳定剂磷酸三甲酯0.03％、抗紫外线剂苯并三唑0.03％、交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.005％、载体0.1％、分散剂硬脂酸钡0.2％，然后在250℃的温度下生成聚酰胺纺丝液，经注带切粒制成防伪专用聚酰胺发光纤维的纺丝母粒。将上述制造的聚酰胺纺丝母粒与聚酰胺切片按1∶5比例配制成纺丝料，使得发光材料与纺丝原料的比例为1∶25，在110℃的温度下经20小时的烘燥，纺丝温度240℃，纺丝卷绕速度4000米/分，制成的聚酰胺长丝经切断后成为防伪专用稀土聚酰胺发光纤维。
Claims (6)
1.一种防伪专用稀土发光纤维，其特征在于，所述纤维的组成包括90～97％的纺丝原料和3～10％的稀土发光材料，其中，稀土发光材料为基质，纺丝原料为载体，经纺丝后制得；单位为质量百分数。
2.根据权利要求1所述的防伪专用稀土发光纤维，其特征在于，所述稀土夜光材料包括Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Eu2O3、Dy2O3。
3.根据权利要求1所述的防伪专用稀土发光纤维，其特征在于，所述纺丝原料包括聚酯、聚丙烯或聚酰胺。
4.根据权利要求1所述的防伪专用稀土发光纤维，其特征在于，所述发光纤维在受光激发后发射光谱在400～700nm之间。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的防伪专用稀土发光纤维，其特征在于，所述纤维在接受可见光或紫外光照射0.5～2分钟后，可以持续发光10～15小时。
6.一种防伪专用稀土发光纤维的制造方法，其特征在于，
(1)稀土发光材料的制造：首先将Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Eu2O3、Dy2O3分别溶于水和硝酸中，制得金属硝酸盐溶液，并加入一定量(占溶液总质量的2％～3％)的非离子表面活性剂，于85～95℃温度搅拌下逐滴加入氨水溶液形成溶胶，将该溶胶缓慢蒸发脱水，获得的凝胶于60～70℃温度下烘干，初产品以活性炭覆盖于高温电炉中，在850～1150℃温度下灼烧3～4小时，形成原料后加以粉碎，然后筛选，制得适合纺丝的蓄光型发光材料；
(2)纺丝液或纺丝母粒的制造：将纺丝原料在100～120℃的温度下经20～30小时的烘燥后，按3～50％的比例加入上述蓄光型发光材料，再加入流动稳定剂0.01～0.03％、氧化稳定剂0.02～0.04％、抗氧化剂0.01～0.05％、交联剂0.03～0.04％、分散剂0.1～0.5％，然后在180～260℃的温度下按常规进行熔融，将蓄光型发光材料移植到纺丝原料中，形成纺丝液或制成纺丝母粒；
(3)稀土发光纤维的纺制：将上述纺丝液或纺丝母粒与纺丝原料按比例配制成纺丝料，使得纺丝料中含有3～10％的蓄光型发光材料与90～97％的纺丝原料，纺丝温度1 80～300℃，纺丝卷绕速度3000～5000米/分，制成稀土发光POY长丝，POY长丝经牵伸制成FDY长丝，FDY长丝经切断后制成防伪专用的稀土发光短纤维。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080312 |