CN101165232A

CN101165232A - 发光皮芯复合纤维及其制备方法

Info

Publication number: CN101165232A
Application number: CNA2006100968094A
Authority: CN
Inventors: 朱福和; 周琼
Original assignee: Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co Ltd
Current assignee: Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co Ltd
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-04-23

Abstract

本发明提供了一种发光皮芯复合纤维及其制备方法。该纤维以大有光聚酯为芯层，含发光颜料的聚酯母粒为皮层，皮层母粒中发光有机颜料的含量为2～3％，皮层的质量百分比为30～50％，芯层的质量百分比为50～70％。将母粒聚酯皮层在100～130℃干燥10～20小时，将大有光聚酯芯层切片在150～170℃干燥8～10小时，通过复合纺丝组件，选择合适的纺丝工艺进行熔融纺丝，纺制成具有发光性能的复合皮芯纤维。制成的发光防伪复合皮芯纤维在波长约320nm的紫外线照射下，能发出波长约615nm的红光，从而达到防伪作用，可广泛应用在制备防伪产品中，用于服装、装饰、票据、证件、商标及其它领域的防伪。

Description

发光皮芯复合纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合纤维，尤其涉及一种皮芯结构的复合纤维，特别为一种具有发光性能的皮芯复合纤维及其制备方法，属于合成纤维加工技术领域。

背景技术

复合纤维因其附加常规纤维所不具备的新特性而在诸多纤维品种当中独树一帜。出于防伪等应用需求，人们研制出发光纤维。目前，发光纤维大多是复合纤维，主要通过两条途径制备：一是由高聚物皮层与荧光混合物芯层，经过复合纺丝工艺加工，形成皮芯结构的发光复合纤维；二是采用共混方式，在纺丝过程中添加发光物质，使发光物均匀分布于纤维当中，起到发光效果。

比如，中国专利申请02137634.4公开了一种“高效荧光皮芯复合纤维及其制造方法和应用”，其高效荧光皮芯复合纤维是由高聚物皮层和荧光混合物芯层组成，荧光混合物芯层具有一种或两种波长的荧光化合物。CN 1081210A则公开了一种夜间发光纤维，它是在纺丝粘胶液中加入5～20％的非放射性发光剂，经纺丝制成夜间发光纤维。

上述发光纤维存在一个共同的缺点，那就是发光物不能集中在纤维表层，而是分布在芯层或者分散在整个纤维当中，这就降低了发光强度，影响到纤维的发光效果，使这类纤维的特性不能充分展现。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种发光效果比较理想的发光皮芯复合纤维及其制备方法，使其更好地应用于服装、装饰、票据、证件、商标等防伪产品。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

发光皮芯复合纤维，纤维的横截面呈皮芯结构，当中是芯层、周围是皮层，芯层和皮层的主体成份均为聚酯，其特征在于：所述芯层的主体成分是大有光聚酯，所述皮层聚酯当中含有发光物质。

发光皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于：将含有有机发光颜料或者荧光化合物的聚酯母粒切片在100～130℃温度下干燥10～20小时，将大有光聚酯切片在150～170℃温度下干燥8～10小时，干燥后的上述两种原料被送至双螺杆挤出机进行熔融挤压，所形成的两种熔体分别计量后进入皮芯复合纺丝组件进行纺丝加工，其中大有光聚酯熔体进入组件的芯层通道，而含有有机发光颜料或者荧光化合物的聚酯熔体进入组件的皮层通道，复合纺丝箱体温度设定为285～288℃，获得的初生纤维经过冷却成形、上油、卷绕、牵伸等进一步加工，即可制成发光皮芯复合纤维。

本发明的目的还可以通过以下技术方案来进一步实现：

上述的发光皮芯复合纤维，其中，所述皮层含有的发光物质是荧光化合物，或者是有机发光颜料。

更进一步地，上述的发光皮芯复合纤维，其中，所述皮层的质量占纤维总质量的30～50％，所述芯层的质量占纤维总质量的50～70％；其中，发光物质的质量占皮层质量的2～3％。

更进一步地，上述的发光皮芯复合纤维，其中，所述复合纤维的纤度为110～112dtex、断裂强度为2.8～3.5cn/dtex、沸水收缩率为4.5～7.0％。

上述的发光皮芯复合纤维的制备方法，其中，所述聚酯母粒切片当中有机发光颜料或者荧光化合物的质量百分含量为2～3％；计量后皮层熔体的用量占两种熔体总用量的30～50％，芯层熔体的用量占两种熔体总用量的50～70％。

更进一步地，上述的发光皮芯复合纤维的制备方法，其中，所述复合纺丝加工过程中，卷绕速度为4000～4500m/min，牵伸温度为86～160℃，牵伸倍率为2.8～3.4。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①本发明以大有光聚酯为芯层、含发光物质的聚酯母粒为皮层，通过复合纺丝组件熔融纺丝，制得的皮芯复合纤维具有较高的发光强度，很好地克服了现有技术存在的缺陷；

②该发光皮芯复合纤维的纤度为110～112dtex、断裂伸长率为30～40％、断裂强度为2.8～3.5cn/dtex、条干不匀率为1.4～1.7％、沸水收缩率为4.5～7.0％，与普通复合纤维并无太大差异，其后道加工适应性较强；

③制成的具有发光性能的皮芯复合纤维在波长约320nm紫外线照射下能发出可见红光，红光波长约615nm，能更好地起到防伪效果；

④本发明加工方法简便易行，大有光聚酯切片为市售成品，含发光物质的聚酯母粒切片既可以购买也可以自制，加工成本比较低，所制成的发光皮芯复合纤维具有优越的发光效果和强度，可广泛应用于制备防伪产品，在服装、装饰、票据、证件、商标等领域有着良好的应用前景。

具体实施方式

本发明以大有光聚酯为芯层、含有机发光颜料或者荧光化合物的聚酯母粒为皮层，经双螺杆挤出机熔融挤压，通过皮芯复合纺丝组件熔融纺丝，从而制得具有良好发光性能的皮芯复合纤维。

本发明的主要工艺路线可以表示为：聚酯母粒及大有光切片→干燥→双螺杆熔融挤压→复合纺丝→冷却成形→上油→卷绕→牵伸→发光皮芯复合纤维。

具体实施时，含有稀土金属类络合物发光物质的聚酯母粒切片既可以购买也可以自制，自制时，添加的发光粉体为有机颜料，添加量在2～3％左右。在双螺杆挤出机融熔挤出之前，含发光颜料的聚酯母粒需在100～130℃温度下干燥，干燥时间为10～20小时，而大有光聚酯切片则在150～170℃温度下干燥8～10小时。熔融挤压所形成的两种熔体分别计量后进入皮芯复合纺丝组件进行纺丝加工，其中大有光聚酯熔体进入组件的芯层通道，而含有有机发光颜料或者荧光化合物的聚酯熔体进入组件的皮层通道；皮层的质量百分比为30～50％，芯层的质量百分比为50～70％，复合纺丝箱体温度设定为285～288℃。获得的初生纤维经过冷却成形、上油、卷绕、牵伸等进一步加工，从而制成发光皮芯复合纤维。相关工艺条件参数如表1所示。

表1

	皮侧螺杆温度(℃)	芯侧螺杆温度(℃)	箱体温度(℃)	冷却风速(m.s^-1)	卷绕速度(m/min)
	皮侧螺杆温度(℃)	芯侧螺杆温度(℃)	箱体温度(℃)	冷却风速(m.s^-1)	卷绕速度(m/min)	参数值	280～285	285～289	284～287	0.4～0.8	4000～4500

实施例1：

选用含有2％发光粉体的母粒，干燥温度在108℃，干燥时间18小时，芯层大有光聚酯切片的干燥温度在160℃，干燥时间为8小时，其中皮侧螺杆温度284℃，芯侧螺杆温度288℃，复合纺丝箱体温度在287℃，皮层质量百分比为40％，芯层的质量百分比为60％，经双螺杆熔融，通过皮芯复合纺丝组件熔融纺丝，卷绕速度4500m/min，经过冷却成形(冷却风速0.55m.s^-1)、上油、卷绕、牵伸，产出皮芯复合发光防伪涤纶长丝。

实施例2：

选用含有2.5％发光粉体的母粒，干燥温度在112℃，干燥时间16小时，芯层大有光聚酯切片的干燥温度在160℃，干燥时间为8小时，其中皮侧螺杆温度282℃，芯侧螺杆温度288℃，复合纺丝箱体温度在287℃，皮层质量百分比为35％，芯层的质量百分比为65％，经双螺杆熔融，通过皮芯复合纺丝组件熔融纺丝，卷绕速度4400m/min，经过冷却成形(冷却风速0.55m.s^-1)、上油、卷绕、牵伸，产出皮芯复合发光防伪涤纶长丝。

实施例3：

选用含有3％发光粉体的母粒，干燥温度在110℃，干燥时间18小时，芯层大有光聚酯切片的干燥温度在160℃，干燥时间为9小时，其中皮侧螺杆温度281℃，芯侧螺杆温度287℃，复合纺丝箱体温度在285℃，皮层质量百分比为38％，芯层的质量百分比为62％，经双螺杆熔融，通过皮芯复合纺丝组件熔融纺丝，卷绕速度4300m/min，经过冷却成形(冷却风速0.50m.s^-1)、上油、卷绕、牵伸，产出皮芯复合发光防伪涤纶长丝。

采用本发明技术方案进行双组份复合熔体纺丝，生产出100dtex/36f涤纶长丝产品质量优良，具体质量性能数据如表2所示：

表2

	纤度(dtex)	断裂伸长率(％)	断裂强度(cn/dtex)	条干不匀率(％)	沸水收缩率(％)
	纤度(dtex)	断裂伸长率(％)	断裂强度(cn/dtex)	条干不匀率(％)	沸水收缩率(％)	性能值	110～112	30～40	2.8～3.5	1.4～1.7	4.5～7.0

显然，本发明荧光防伪复合皮芯纤维可满足工业化生产的要求，纺制的纤维强度在3.1cn/dtex，伸长率为35％左右。制成的具有发光性能的复合皮芯纤维在波长约320nm紫外线照射下，能发出波长约615nm的红光，从而达到防伪作用。用此种纤维加入到造纸中，可制成防伪纸；用此纤维经纺纱、织造，可制成具有防伪作用的衣物吊牌等。

使用荧光防伪复合皮芯纤维及用该纤维添加到造纸中，对其分散性、荧光特性及防伪性分别进行了研究，经性能检测，相关试验结果如表3所示：

表3

外观	荧光特性	分散性能	造纸后荧光特征及性能	荧光耐久性
外观	荧光特性	分散性能	造纸后荧光特征及性能	荧光耐久性	棕黄色	验钞机照射下发红光	良好	在添加量为0.1％～0.5％时，在日光下纤维不可见，在紫外灯照射下纤维可见，发红色荧光，具有防伪特征。纤维与纸页结合强度高，不易脱落。	较好

因此，荧光防伪复合皮芯纤维可广泛应用在制备防伪产品中，用于服装、装饰、票据、证件、商标及其它领域的防伪。

以上具体描述了本发明技术方案的应用实例，它们仅作为例子给出，不视为对本发明的应用限制。凡操作条件的等同替换或等效变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.发光皮芯复合纤维，纤维的横截面呈皮芯结构，当中是芯层、周围是皮层，芯层和皮层的主体成份均为聚酯，其特征在于：所述芯层的主体成分是大有光聚酯，所述皮层聚酯当中含有发光物质。

2.根据权利要求1所述的发光皮芯复合纤维，其特征在于：所述皮层含有的发光物质是荧光化合物，或者是有机发光颜料。

3.根据权利要求1或2所述的发光皮芯复合纤维，其特征在于：所述皮层的质量占纤维总质量的30～50％，所述芯层的质量占纤维总质量的50～70％；其中，发光物质的质量占皮层质量的2～3％。

4.根据权利要求1所述的发光皮芯复合纤维，其特征在于：所述复合纤维的纤度为110～112dtex、断裂强度为2.8～3.5cn/dtex、沸水收缩率为4.5～7.0％。

5.发光皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于：将含有有机发光颜料或者荧光化合物的聚酯母粒切片在100～130℃温度下干燥10～20小时，将大有光聚酯切片在150～170℃温度下干燥8～10小时，干燥后的上述两种原料被送至双螺杆挤出机进行熔融挤压，所形成的两种熔体分别计量后进入皮芯复合纺丝组件进行纺丝加工，其中大有光聚酯熔体进入组件的芯层通道，而含有有机发光颜料或者荧光化合物的聚酯熔体进入组件的皮层通道，复合纺丝箱体温度设定为285～288℃，获得的初生纤维经过冷却成形、上油、卷绕、牵伸等进一步加工，即可制成发光皮芯复合纤维。

6.根据权利要求5所述的发光皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于：所述聚酯母粒切片当中有机发光颜料或者荧光化合物的质量百分含量为2～3％。

7.根据权利要求5所述的发光皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于：计量后皮层熔体的用量占两种熔体总用量的30～50％，芯层熔体的用量占两种熔体总用量的50～70％。

8.根据权利要求5或6或7所述的发光皮芯复合纤维的制备方法，其特征在于：所述复合纺丝加工过程中，卷绕速度为4000～4500m/min，牵伸温度为86～160℃，牵伸倍率为2.8～3.4。