CN101381975A - 一种透明纤维及其制备方法和含有该纤维的纸制品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在纸张中表现出可透光性的透明纤维，还提供了该透明纤维的制备方法以及含有这种透明纤维的纸制品。所述透明纤维是对包含以下组成的原料经干法纺丝或湿法纺丝而得到的合成纤维：聚乙烯醇：75－97％，壳聚糖：1－15％，羧甲基纤维素：0.5－10％。本发明提供的透明纤维本身基本没有透光性，但与纸浆共混抄造成纸张后，则表现出明显的可透光性，提高了纸张的仿冒难度，提供了大众防伪功能，并且该纤维的加入也提高了纸张的强度。

Description

一种透明纤维及其制备方法和含有该纤维的纸制品

技术领域

本发明提供了一种在纸张中表现出可透光性的透明纤维，还提供了该透明纤维的制备方法以及含有这种透明纤维的纸制品。本发明属于防伪纸制品技术领域。

背景技术

随着经济的发展，伪造(假冒)与防伪之间的矛盾越来越尖锐，一方面，由于假冒或伪造商品可带来巨额利润，使伪造者铤而走险深入研究破密和伪造方法，另一方面，随着各种新技术的涌现，尤其是计算机图形处理技术、彩色复印、高分辩率打印、高精度扫描、数字化印刷技术的迅速发展，使原有的防伪措施(例如磁性、紫外、荧光特征等)很容易失密。因此，研究和开发各种新型高效的防伪技术是社会经济发展的迫切需要。

在纸浆中加入纤维物抄造出含该纤维物的纸制品，是比较早并且常用的纸张防伪手段。直接在纸浆中加入某种纤维达到纸张的防伪，操作上比较简单，而防伪的技术含量也就相对较低，所以，出现很多有关防伪纤维的研究和较高技术手段的防伪纤维物，例如，对纤维物附加某些磁性、荧光、紫外等特征，通过对纸张中纤维物进行相应的检测，实现纸张的防伪。除了磁性特征外，更多地是使纤维物具有各种荧光、紫外特性。中国专利申请02130658.3，公开日是2004年3月24日，公开了一种能够用短波紫外线识别的防伪纤维，其中加入了作为防伪鉴别材料的特征荧光粉和防涂改剂。中国专利02137637.9，公开日是2003年4月23日，其中公开了一种双波长荧光复合纤维，该复合纤维是由长波长荧光混合物(激发波长365nm)和短波长荧光混合物(激发波长254nm)复合而成的具有皮芯型或并列型结构的纤维，该复合纤维根据需要可以组合成不同颜色的系列防伪标识，是一种稳定性好的高效防伪材料。根据其说明书记载，该复合纤维需要利用专用的双螺杆纺丝设备制造，也为仿冒者制造了技术难度。中国专利00136273.9，公开日是2001年6月20日，其中公开了一种紫外荧光纤维的制造方法，通过利用溶于有机溶剂中的有机荧光物质的“染色”作用，得到紫外荧光纤维。中国专利申请00118450.4，公开日是2002年1月9日，公开了一种具有夜暗发光功能的合成纤维，是利用光致发光材料与混合添加剂及聚合物基材混合制成，是一种具有发光亮度高、余辉时间长、单纤纤度较低、物理性能优异、可纺性好的发光合成纤维。

以上在先公开的防伪纤维加入到纸张中，相比于单纯加入某种颜色或形状纤维物而言提高了纸张的防伪能力，但是，这些防伪纤维的检测一般需要借助仪器，也就是说，这些防伪手段多数都属于二线防伪，公众还难以方便鉴别。另一方面，这些防伪纤维中需要加入特殊的添加剂，例如荧光材料、储能材料，生产技术和生产成本都有比较高的要求。再者，有些防伪纤维的成分比较复杂，在纸层中的分布也会对纸张的强度产生一定的影响。

发明内容

本发明所解决的主要技术问题在于提供一种透明纤维，该纤维本身基本没有透光性，但与纸浆共混抄造成纸张后，则表现出明显的可透光性，提高了纸张的防伪效果，并且该纤维的加入也提高了纸张的强度。

本发明还提供了该透明纤维的制备方法。

本发明还提供了含有该透明纤维的纸制品，不需借助检测仪器，通过纤维的透光特性不仅提供了大众防伪功能，而且提高了仿冒难度。

本发明首先提供了一种透明纤维，该纤维是对包含以下组成的原料进行纺丝而得到的合成纤维：聚乙烯醇：75-97％，壳聚糖：1-15％，羧甲基纤维素：0.5-10％，各原料组成以质量计。

本发明提供的纤维是经干法纺丝或湿法纺丝而得到的合成纤维。

申请人的研究发现，按照上述原料组成得到的合成纤维本身透光性较差，基本不透明，但以适当比例添加到植物纤维浆料中抄造出纸张时，该纤维在纸张中却表现出了较高的可透光性，使纸张及其纸制品具有较好的一线防伪功能，所以本发明称为透明纤维；另一方面，本发明的该透明纤维与其它合成纤维的另一个明显区别是，该纤维与纸有良好的结合性能，在纸张中能均匀分散，由于该纤维的加入，使得纸张的强度不降反而有所提高。

为了提高纤维在应用中的透明性，根据本发明的具体方案，制备所述透明纤维的原料还包括0.01％-2％(质量)的化学助剂，该化学助剂选自苯基烯烃、丙烯酸酯和聚酰胺-环氧氯丙烷等增强剂中的一种或两种。作为非限制性示例，苯基烯烃可以是苯乙烯、苯丙烯等；所述丙烯酸酯的烷基具有1-4个碳，例如，可以是丙烯酸的甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯或叔丁酯等；而聚酰胺-环氧氯丙烷最好是聚酰胺-环氧氯丙烷树脂(PPE)或含有该PPE的改性聚酰胺类增强剂。

优选地，上述原料中聚乙烯醇的平均聚合度为1000～3500，醇解度一般为85mol％～99.9mol％；壳聚糖的脱乙酰度≥85％；羧甲基纤维素的取代度为0.2～1.2。

本发明提供的透明纤维的制备方法包括将原料加入水中制成纺丝混合液和将该纺丝混合液进行纺丝的过程。确定了纺丝混合液的组成后，在具体操作中没有特殊要求，例如，配制纺丝混合液时，一般情况下是先加入固体原料，待溶解后，再将液体原料加入，或者是先加入溶解性不好的原料进行溶解，然后再加入溶解性好的原料，而纺丝过程则完全是常规技术。

具体地，该制备方法可以是将制成的纺丝混合液进行湿法纺丝，且，该纺丝过程是将纺丝混合液通过喷丝头压入到凝固浴中并经拉伸、热处理和上油等工序制成所述透明纤维。

该制备方法也可以是将制成的纺丝混合液进行干法纺丝。

无论是湿法或干法纺丝，具体的操作方法均可按照常规工艺完成。

利用该纤维在纸页中所表现的可透光性，提高了纸制品的防伪性能。所以，本发明还提供了一种含有防伪纤维的纸制品，所述纸制品纸页中镶嵌有前述透明纤维，相对于绝干浆，所述透明纤维在纸页中的质量含量为0.01-10％。

优选地，该纸制品中所述透明纤维在纸页中的质量含量相对于绝干浆为0.1-5％。

本发明的具体方案中，被嵌入纸页中的透明纤维的规格优选为0.5-40dtex，1-10mm，更优选为1-20dtex，2-8mm。

该具有透明防伪纤维的纸制品可以为例如钞票纸、证件纸、票据纸或包装纸等需要安全或真伪验证的纸制品，可以是纸张，也可以是卡纸或纸板。将该纸制品迎光观察，可以发现嵌于其中的纤维具有明显的透光性，呈现透明状，而纤维的加入也提高了纸制品的强度。本发明的该防伪纸制品中也可以同时具有其它防伪元件和特征，更提高了纸张的防伪性能。

制造本发明的防伪纸不需特殊的工艺限制，只需在纸张抄造过程中将所述透明纤维加入纸浆浆料中，按照常规抄纸工艺抄造并经烘干、压光、卷取即可得到成纸。与通常的纸张生产工艺相同，还可以对抄造得到的纸页进行一定量的表面施胶，以使纸页获得更好的表面性能及内在质量。

综上所述，本发明的实施所产生的有益效果是很显然的：

通过对原料的选择和组合，提高了合成纤维应用的透明度及防伪性能，并且，该纤维加入纸页中得到的防伪纸，相比于含有其它，例如磁性特征、紫外特征等的防伪纤维，本发明更提供了简单明确的大众防伪手段，公众不需借助仪器就可对纸张的真伪进行初步甄别，操作方便，实用性强；

本发明的透明纤维不仅提供了简单有效的防伪手段，将抄造出的纸迎光观察，可发现镶嵌在纸张内部的纤维不仅具有明显透明效果(与纸张的透光性有明显区别)，而且与植物纤维原料结合紧密，使纸张的强度有所提高。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明的实施方案和所具有的有益效果，但不能理解为对本发明实施范围的任何限定。

实施例1

(1)以原料总质量计，将1.75％的CMC(羧甲基纤维素，取代度DS：0.5～0.7)、3.25％的壳聚糖(脱乙酰度为93％)、95％的PVA(1780的平均聚合度和99.5mol％的醇解度)、依次加入到水中制成16％(质量百分比)的纺丝混合液。

(2)将上述步骤(1)中所得纺丝混合液通过带有20000个80um直径的圆形喷丝孔的喷丝头，压入到硫酸钠(30％的固含量)做凝固剂的凝固浴(70℃)中，再经过拉伸、热处理、上油等工序制成透明纤维。该纤维具有12dtex的细度、4.3cN/dtex的强度，但迎光观察时该纤维基本上不透明。

(3)将上述步骤(2)制得的纤维切至4mm长，相对于绝干浆质量，以0.2％的质量比例添加到纸浆中，按照常规抄造工艺抄造定量为100g/m²的防伪纸。

(4)迎光观察成纸效果，可以看见具有明显透明效果的纤维均匀镶嵌在纸张中，用大头针可将其挑出，这种效果通过印刷的方式伪造是不可能的，所以，该防伪纸具有较好的防伪效果，且该结果不需借助仪器的检测。

实施例2

(1)以原料总质量计，将2.75％的CMC(羧甲基纤维素，取代度DS：0.5～0.7)、2.0％的壳聚糖(脱乙酰度为93％)、95％的PVA(1780的平均聚合度和99.5mol％的醇解度)、0.05％的丙烯酸甲酯、0.2％的苯乙烯依次加入到水中制成16％(质量百分比)的纺丝混合液。

(2)将上述(1)中所得纺丝混合液通过带有20000个80um直径的圆形喷丝孔的喷丝头，压入到硫酸钠(30％的固含量)做凝固剂的凝固浴(70℃)中，再经过拉伸、热处理、上油等工序制成透明纤维。该纤维具有8.5dtex的细度、4.8cN/dtex的强度，但迎光观察时该纤维基本上不透明。

(3)将上述(2)制得的纤维切至4mm长，相对于绝干浆质量，以3％的比例添加到纸浆中，按照常规抄造工艺抄造定量为85g/m²的票证纸。

(4)迎光观察成纸效果，可见具有明显透明效果的纤维均匀镶嵌在纸张中，具有较好的防伪效果。

(5)对添加有该种纤维的纸张和未添加该种纤维的同批次纸张进行强度指标对比，添加有该种纤维的纸张强度明显提高，如表1所示。

实施例3

(1)以原料总质量计，将1％的CMC(羧甲基纤维素，取代度DS：0.5～0.7)、1％的PPE(聚酰胺-环氧氯丙烷树脂)、8％的壳聚糖(脱乙酰度为93％)、90％的PVA(1780的平均聚合度和99.5mol％的醇解度)依次加入到水中制成14％的纺丝混合液。

(2)将上述(1)中所得纺丝混合液通过带有20000个80um直径的圆形喷丝孔的喷丝头，压入到硫酸钠(35％的固含量)做凝固剂的凝固浴(80℃)中，再经过拉伸、热处理、上油等工序制成透明纤维。该纤维具有8.5dtex的细度、4.3cN/dtex的强度，但迎光观察时该纤维基本上不透明。

(3)将上述(2)中制得的透明纤维按照实施例2中步骤(3)所述的相同方法抄造成纸，将纸张迎光观察，同样可发现具有明显透明效果的纤维均匀镶嵌在纸张内部，成纸强度如表1所示。

实施例4

(1)以原料总质量计，将2％的CMC(羧甲基纤维素，取代度DS：0.5～0.7)、2％的PPE(聚酰胺-环氧氯丙烷树脂)、6％的壳聚糖(脱乙酰度为93％)、90％的PVA(1780的平均聚合度和99.5mol％的醇解度)依次加入到水中制成35％高浓度的纺丝混合液。

(2)将上述(1)中所得纺丝混合液通过喷丝孔喷入热空气的甬道中，使溶剂水不断蒸发固化成长丝，再进行干燥、热拉伸、热处理等工序制成透明纤维。该纤维具有10dtex的细度、3.6cN/dtex的强度，但迎光观察时该纤维基本上不透明。

(3)将上述(2)中制得的透明纤维按照实施例2中步骤(3)所述的相同方法抄造成纸，透明纤维的加入量为0.1％(相对于绝干浆质量)。将纸张迎光观察，可发现具有明显透明效果的纤维均匀镶嵌在纸张内部。

表1 纸张强度指标测定结果

Claims (12)

1、一种透明纤维，该纤维是对包含以下组成的原料进行纺丝而得到的合成纤维：聚乙烯醇：75-97％(质量)，壳聚糖：1-15％(质量)，羧甲基纤维素：0.5-10％(质量)。

2、根据权利要求1所述的透明纤维，其中，该纤维是经干法纺丝或湿法纺丝而得到的合成纤维。

3、根据权利要求1或2所述的透明纤维，其中，所述原料组成还包括0.01％-2％(质量)的化学助剂，该化学助剂选自苯基烯烃、丙烯酸酯和聚酰胺-环氧氯丙烷增强剂中的一种或两种。

4、根据权利要求1所述的透明纤维，其中，聚乙烯醇的平均聚合度为1000～3500，醇解度为85mol％～99.9mol％；壳聚糖的脱乙酰度≥85％；羧甲基纤维素的取代度为0.2～1.2。

5、权利要求1-4任一项所述的透明纤维的制备方法，其包括将原料加入水中制成纺丝混合液和将该纺丝混合液进行纺丝的过程。

6、根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述纺丝过程为湿法纺丝或干法纺丝。

7、一种含有防伪纤维的纸制品，该所述纸制品纸页中镶嵌有如权利要求1-4任一项的透明纤维，相对于绝干浆，所述透明纤维在纸页中的质量含量为0.01-10％。

8、根据权利要求7所述的纸制品，其中，相对于绝干浆，所述透明纤维在纸页中的质量含量为0.1-5％。

9、根据权利要求7或8所述的纸制品，其中，所述透明纤维的规格为0.5-40dtex，1-10mm。

10、根据权利要求9所述的纸制品，其中，透明纤维的规格为1-20dtex，2-8mm。

11、根据权利要求7所述的纸制品，该纸制品为钞票纸、证件纸、票据纸或包装纸。

12、权利要求7所述含有防伪纤维的纸制品的制造方法，其特征在于，在纸张抄造过程中将所述透明纤维加入纸浆浆料中。