CN1216188C - 双波长荧光复合纤维及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双波长荧光复合纤维及其制造方法和应用。本发明公开的双波长荧光复合纤维是由长波长荧光混合物和短波长荧光混合物复合而成的具有皮芯型或并列型结构的纤维，所述的长波长荧光化合物的激发波长为365nm，短波长荧光化合物的激发波长为254nm。该复合纤维较现有的单波长荧光纤维安全性好，并可根据不同的需要，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。本发明还提供了该复合纤维的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种双波长荧光复合纤维及其制造方法和应用。
背景技术
随着经济的发展、商品市场繁荣，假冒伪劣商品频繁出现，充斥各个领域，成为全球的公害。这些伪造产品行为不仅给国民经济带来损失，扰乱国家金融秩序，甚至给人们生命财产造成巨大损失。据法国制造商联合会的调查报告显示，仿冒和伪造产品已占世界贸易总额的5-6％，约1000-1200亿美元，而我国年假冒伪劣商品造成的经济损失达3000亿人民币。因此以当代先进技术，大力发展防伪技术，积极采取防伪手段来制止和打击伪造行为，在当前经济飞速发展中显得十分迫切。
当今制造商使用的防伪手段大多采用荧光系列产品，如荧光油墨、荧光纤维。荧光油墨在制作中较简单，一般在油墨中添加荧光化合物，然后做成印刷商标。此商标在特定波长的紫外灯照射下，油墨中荧光化合物会闪烁光彩，使用不同颜色的荧光化合物会发出不同颜色的光。但此种方法制造简单，易被失密仿造。荧光纤维是近几年发展起来的新型防伪纤维，其制造工艺较为复杂，它是先将荧光化合物与成纤高聚物共混，获得荧光母粒，荧光母粒和高聚物混合，得到荧光混合物，再经纺丝、卷绕、拉伸而得。荧光纤维主要用于防伪证件、票据、商标、服装装饰和其他可识别领域。例如日本、德国用它制造防伪纸，也就是将荧光纤维切成一定长度的小纤维，将其加入纸张中则可制得防伪纸。纸中的纤维是看不到的，但在紫外线照射下纤维将呈现一种颜色。国内最新版人民币中也有荧光纤维，但上述荧光纤维都为单波长荧光化合物组成。随着科学技术的进步，这些防伪措施亦很容易失密。同时，此种荧光纤维受到后加工条件和周围环境影响，荧光性能的稳定性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高效防伪作用的双波长荧光复合纤维。
本发明公开的双波长荧光复合纤维是由长波长荧光混合物和短波长荧光混合物复合而成的具有皮芯型或并列型结构的纤维，其中长波长荧光混合物中的荧光化合物的激发波长为365nm，短波长荧光混合物中的短波长荧光化合物的激发波长为254nm。
本发明所述的长或短波长荧光混合物由荧光母粒和成纤高聚物组成，其中荧光化合物含量为1-10％；所述的荧光母粒由重量百分比为45-91.5％成粒高聚物、5-40％荧光化合物、0-2％偶联剂和0-3％分散剂组成。
所述的成纤高聚物或成粒高聚物选自聚烯烃类、聚酯类和聚酰胺类。
所述的荧光化合物为无机或有机类的荧光材料，其激发波长为254nm或365nm。
所述的偶联剂为钛酸酯类(如NDZ-101)、硅烷类(如KH-550、A-151)及铝酸酯类(如DL-411)。
所述的分散剂为低分子量聚乙烯蜡、EVA。
本发明荧光纤维中长波长荧光混合物和短波长荧光混合物的复合比为30-70∶70-30(w/w)。
本发明所述的皮芯型结构如图1所示，其中芯层1和皮层2的荧光混合物可分别是长或短波长的荧光混合物，或相同波长不同颜色的荧光混合物。所述的并列型结构如图2所示，其中左半部分3和右半部分4可分别是长波长或短波长的荧光混合物，或相同波长不同颜色的荧光混合物。
本发明所要解决的另一技术问题是公开上述双波长荧光复合纤维的制造方法。
本发明双波长荧光复合纤维的制备包括下列步骤：
(1)荧光母粒制备：将长波长和短波长的荧光化合物按配方分别与成粒高聚物、偶联剂、分散剂共混制成长波长荧光母粒和短波长荧光母粒。母粒中荧光化合物含量为≤40％；
(2)纺丝原料制备：根据荧光母粒中荧光化合物含量，按比例混入成纤高聚物，得到荧光混合物，使荧光化合物在荧光混合物中含量为1-10％，母粒中成粒高聚物和混入的成纤高聚物相同；
(3)纺丝：纺丝设备为双螺杆纺丝机，喷丝组件有皮芯型和并列型；纺丝时首先将长波长荧光混合物和短波长荧光混合物分别在2个螺杆中熔融挤压、计量，再进入同一喷丝组件，二种熔体在喷丝组件内各走各的路，一直到喷丝孔处汇合并挤出喷丝孔，纺出纤维；纤维经过上油盘，通过下导丝盘、上导丝盘后卷绕；若采用并列型喷丝组件纺出双波长荧光纤维是并列型；采用皮芯型喷丝组件纺出双波长荧光纤维是皮芯型。纺丝温度为200-285℃，卷绕速度为600-1500m/min；拉伸倍数2.5-4倍，拉伸温度50-85/100-150℃皮芯型或并列型荧光纤维中长波长荧光混合物和短波长荧光混合物的复合比为30-70∶70-30(w/w)。
本发明所要解决的再一技术问题是公开上述双波长荧光复合纤维在制备防伪产品中的应用。
本发明双波长荧光复合纤维可用于证件、票据、商标、服装、装饰及其它领域的防伪。
本发明公开的双波长荧光复合纤维，在纤维中含有二种波长的荧光化合物，长波长365nm，短波长254nm。纤维颜色根据荧光化合物的不同在365nm波长紫外光下呈现出一种颜色，在254nm波长紫外光下呈现出另一种颜色，可供选用的荧光化合物及颜色如下表1所示。
表1荧光化合物
| 波长 | 型号 | 色光 |
| 长 | SW1-SOJGUV-R | 有机红 |
| 波 | JGUV-BJGUV-OJGUV-YJGUV-GJGUV-PJGUV-W | 无机红蓝橙黄绿紫白 |
| 短波 | JGUVS-RJGUVS-BJGUVS-G | 红蓝绿 |
本发明公开的双波长荧光复合纤维与现有单波长荧光纤维相比具有下述多方面的显著优点：
1、双波长荧光纤维制造方法复杂，若没有特定双螺杆纺丝设备及组件则无法仿造。同时，复合纺丝工艺也较一般纺丝复杂。如果没有掌握复合纺丝技术，也无法伪造，所以这种荧光纤维安全性更好。
2、长波长荧光化合物和短波长荧光化合物分别在皮层和芯层中；或左半边和右半边，制得荧光纤维力学性质与普通纤维相差无几，纤维强度≥2.5CN/dtex，单丝纤维旦数≥1.2dtex。
3、双波长荧光纤维可用365nm波长紫外线照射下闪烁出一种颜色，用254nm波长紫外线照射下闪烁出另一种颜色，具有高效防伪功能。
4、通过排列组合可以生产一系列不同的荧光复合纤维，也可以生产同波长不同颜色的荧光纤维，达到防伪系列化之目的。
5、对荧光化合物进行表面处理，以及加入助剂、偶联剂、荧光化合物在纤维中与高聚物相容性较好，荧光化合物不易从纤维表面被析出。
附图说明
图1 皮芯型纤维结构示意图
其中1为芯层，2为皮层
图2并列型纤维结构示意图
其中3为左半部分，4为右半部分
具体实施方式
实施例1 皮芯型纤维制备
高聚物为聚丙烯，荧光材料为SWI-SO，偶联剂：NDZ-101，分散剂：EVA。
1、母粒的制备，将1份荧光化合物SWI-SO和9份聚丙烯通过高速捏和机捏和，再由螺杆挤出机熔融、共混挤出，造粒得到长波长荧光母粒。将1份偶联剂溶解于4份乙醇溶剂中，再将含有0.03份偶联剂的乙醇溶液和1份荧光化合物JGUVS-B高速搅拌，偶联剂将JGUVS-B充分包覆，最后将乙醇溶剂挥发并粉碎。再将此1份的JGUVS-R和9份聚丙烯和0.03份分散剂(EVA)通过高速捏和机捏和，由螺杆挤出机熔融、共混挤出，造粒得到短波长荧光母粒。两种荧光母粒分别和聚丙烯混合，配比成含量为4％的共混物。
2、两种不同波长的荧光共混物通过两根螺杆分别熔融、计量进入皮芯喷丝组件，在皮芯喷丝组件喷丝板前汇合，通过喷丝孔喷出，经过上油，卷绕得到双波长皮芯复合纤维，该纤维的皮层是长波长荧光混合物，芯层是短波长荧光化混物。纺丝温度230-250℃，纺丝速度800m/min，拉伸倍数3.5倍，拉伸温度70-100℃。该双波长皮芯复合纤维的长短波长荧光化合物比为1∶1。皮芯复合比为50∶50。
实施例2 并列型纤维制备
高聚物：聚丙烯，荧光化合物：SWI-SO、JGUVS-B，偶联剂：NDZ-101，分散剂：EVA。
荧光母粒制备，将1份荧光化合物SWI-SO和9份聚丙烯通过高速捏和机混合，再由螺杆挤出机熔融、共混挤出，造粒得到长波长荧光母粒。将1份偶联剂溶解于4份乙醇溶剂中，再将含有0.03份偶联剂的乙醇溶液和1份荧光化合物JGUVS-B高速搅拌，偶联剂将JGUVS-B充分包覆，最后将乙醇溶剂挥发并粉碎。再将此1份的JGUVS-B、9份聚丙烯和0.03份分散剂(EVA)通过高速捏和机捏和，由螺杆挤出机熔融、共混挤出，造粒得到短波长荧光母粒。两种荧光母粒分别和聚丙烯混合，配比成含量为4％的长波长荧光共混物和6％短波长荧光共混物。
两种不同波长的荧光共混物通过两根螺杆分别熔融、计量进入并列喷丝组件，在喷丝板前汇合，通过喷丝孔喷出，再经过上油，卷绕，得到双波长并列复合纤维。纺丝温度230-250℃，纺丝速度600m/min，拉伸倍数3.5倍，拉伸温度70-100℃。该双波长并列复合纤维的长短波长荧光化合物比为4∶6。该双波长并列复合纤维的并列复合比：50∶50。
实施例3皮芯型纤维制备
高聚物：聚丙烯，荧光化合物：JGUV-R、JGUVS-B，偶联剂：NDZ-101，分散剂：低分子量聚乙烯蜡
将1份偶联剂溶解于4份乙醇溶剂中，再将含有0.03份偶联剂的乙醇溶液和1份荧光化合物JGUVS-B高速搅拌，偶联剂将JGUVS-B充分包覆，最后将乙醇溶剂挥发并粉碎。再将此1份的JGUVS-B和9份聚丙烯和0.02份分散剂(低分子量聚乙烯蜡)通过高速捏和机捏和，由螺杆挤出机熔融、共混挤出，造粒得到短波长荧光母粒。用同样方法制得长波长荧光母粒。母粒中荧光化合物的含量都为10％。
两种荧光母粒分别和聚丙烯混合，配比成含量为4％的长波长荧光共混物和6％短波长荧光共混物。
两种不同波长的荧光共混物通过两根螺杆分别熔融、计量进入并列喷丝组件，在喷丝板前汇合，通过喷丝孔喷出，再经过上油，卷绕，得到双波长皮芯复合纤维，该纤维的皮层是长波长荧光混合物，芯层是短波长荧光混合物。纺丝温度270℃，纺丝速度600m/min，拉伸倍数3.5倍，拉伸温度70-100℃。该双波长皮芯复合纤维的长短波长荧光化合物比为4∶6；皮芯复合比为50∶50。
Claims (6)
1、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和短波长荧光混合物复合而成的具有皮芯型或并列型结构的纤维，其中长波长荧光混合物中的荧光化合物的激发波长为365nm，短波长荧光混合物中的短波长荧光化合物的激发波长为254nm；其特征在于其中所述的长波长或短波长荧光混合物由荧光母粒和成纤高聚物组成，其中荧光化合物含量为1-10％；荧光母粒由重量百分比为45-91.5％成粒高聚物、5-40％荧光化合物、0-2％偶联剂和0-3％分散剂组成。
2、一种如权利要求1所述的双波长荧光复合纤维，其特征在于其中所述的成纤高聚物和成粒高聚物选自聚烯烃类、聚酯类和聚酰胺类；所述的偶联剂选自钛酸酯类、硅烷类及铝酸酯类；所述的分散剂选自低分子量聚乙烯蜡及EVA。
3、一种如权利要求1所述的双波长荧光复合纤维，其特征在于其中所述的荧光化合物为无机或有机类的荧光化合物。
4、一种如权利要求1所述的双波长荧光复合纤维，其特征在于其中所述的荧光复合纤维中长波长荧光混合物和短波长荧光混合物的复合比为30-70∶70-30w/w。
5、一种如权利要求1所述的双波长荧光复合纤维，其特征在于该复合纤维用于证件、票据、商标、服装、装饰的防伪。
6、一种制备双波长荧光复合纤维的方法，其特征在于该双波长荧光复合纤维的制备包括下列步骤：
(1)荧光母粒制备：将长波长和短波长的荧光化合物按配方分别与成粒高聚物、偶联剂、分散剂共混制成长波长荧光母粒和短波长荧光母粒；母粒中荧光化合物含量为≤40％；
(2)纺丝原料制备：根据荧光母粒中荧光化合物含量，按比例混入成纤高聚物，得到荧光混合物，使荧光化合物在荧光混合物中含量为1-10％，混入的成纤高聚物和母粒中的成粒高聚物相同；
(3)纺丝：纺丝设备为双螺杆纺丝机，喷丝组件有皮芯型或并列型；纺丝时首先将长波长荧光混合物和短波长荧光混合物分别在两螺杆中熔融挤压、计量，再进入同一喷丝组件，二种熔体在喷丝组件内各走各的路，一直到喷丝孔处汇合并挤出喷丝孔，纺出纤维；纤维经过上油盘，通过下导丝盘、上导丝盘后卷绕；或采用并列型纺丝组件纺出并列型双波长荧光纤维；或采用皮芯型组件纺出皮芯型双波长荧光纤维；纺丝温度为200-285℃，卷绕速度为600-1500m/min；拉伸倍数2.5-4倍，拉伸温度50-85/100-150℃；皮芯型或并列型荧光纤维中长波长荧光混合物和短波长荧光混合物的复合比为30-70∶70-30w/w。
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