專利名稱：雙波長熒光復(fù)合纖維及其制造方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體涉及一種雙波長熒光復(fù)合纖維及其制造方法和應(yīng)用。
當(dāng)今制造商使用的防偽手段大多采用熒光系列產(chǎn)品，如熒光油墨、熒光纖維。熒光油墨在制作中較簡單，一般在油墨中添加熒光化合物，然后做成印刷商標(biāo)。此商標(biāo)在特定波長的紫外燈照射下，油墨中熒光化合物會閃爍光彩，使用不同顏色的熒光化合物會發(fā)出不同顏色的光。但此種方法制造簡單，易被失密仿造。熒光纖維是近幾年發(fā)展起來的新型防偽纖維，其制造工藝較為復(fù)雜，它是先將熒光化合物與成纖高聚物共混，獲得熒光母粒，熒光母粒和高聚物混合，得到熒光混合物，再經(jīng)紡絲、卷繞、拉伸而得。熒光纖維主要用于防偽證件、票據(jù)、商標(biāo)、服裝裝飾和其他可識別領(lǐng)域。例如日本、德國用它制造防偽紙，也就是將熒光纖維切成一定長度的小纖維，將其加入紙張中則可制得防偽紙。紙中的纖維是看不到的，但在紫外線照射下纖維將呈現(xiàn)一種顏色。國內(nèi)最新版人民幣中也有熒光纖維，但上述熒光纖維都為單波長熒光化合物組成。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這些防偽措施亦很容易失密。同時，此種熒光纖維受到后加工條件和周圍環(huán)境影響，熒光性能的穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有高效防偽作用的雙波長熒光復(fù)合纖維。
本發(fā)明公開的雙波長熒光復(fù)合纖維是由長波長熒光混合物和短波長熒光混合物復(fù)合而成的具有皮芯型或并列型結(jié)構(gòu)的纖維，其中長波長熒光混合物中的熒光化合物的激發(fā)波長為365nm，短波長熒光混合物中的短波長熒光化合物的激發(fā)波長為254nm。
本發(fā)明所述的長或短波長熒光混合物由熒光母粒和高聚物組成，其中熒光化合物含量為1-10％；所述的熒光母粒由重量百分比為45-91.5％高聚物、5-40％熒光化合物、0-2％偶聯(lián)劑和0-3％分散劑組成。
所述的高聚物選自聚烯烴類、聚酯類和聚酰胺類。
所述的熒光化合物為無機(jī)或有機(jī)類的熒光材料，其激發(fā)波長為254nm或365nm。
所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯類(如NDZ-101)、硅烷類(如KH-550、A-151)及鋁酸酯類(如DL-411)。
所述的分散劑為低分子量聚乙烯蠟、EVA。
本發(fā)明熒光纖維中長波長熒光混合物和短波長熒光混合物的復(fù)合比為30-70∶70-30(w/w)。
本發(fā)明所述的皮芯型結(jié)構(gòu)如

圖1所示，其中芯層1和皮層2的熒光混合物可分別是長或短波長的熒光混合物，或相同波長不同顏色的熒光混合物。所述的并列型結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中左半部分3和右半部分4可分別是長波長或短波長的熒光混合物，或相同波長不同顏色的熒光混合物。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是公開上述雙波長熒光復(fù)合纖維的制造方法。
本發(fā)明雙波長熒光復(fù)合纖維的制備包括下列步驟(1)熒光母粒制備將長波長和短波長的熒光化合物按配方分別與高聚物、偶聯(lián)劑、分散劑共混制成長波長熒光母粒和短波長熒光母粒。母粒中熒光化合物含量為≤40％；
(2)紡絲原料制備根據(jù)熒光母粒中熒光化合物含量，按比例混入成纖高聚物，得到熒光混合物，使熒光化合物在高聚物中含量為1-10％，母粒中高聚物和混入的成纖高聚物相同；(3)紡絲紡絲設(shè)備為雙螺桿紡絲機(jī)，噴絲組件有皮芯型和并列型；紡絲時首先將長波長熒光混合物和短波長熒光混合物分別在2個螺桿中熔融擠壓、計(jì)量，再進(jìn)入同一噴絲組件，二種熔體在噴絲組件內(nèi)各走各的路，一直到噴絲孔處匯合并擠出噴絲孔，紡出纖維；纖維經(jīng)過上油盤，通過下導(dǎo)絲盤、上導(dǎo)絲盤后卷繞；若采用并列型噴絲組件紡出雙波長熒光纖維是并列型；采用皮芯型噴絲組件紡出雙波長熒光纖維是皮芯型。紡絲溫度為200-285℃，卷繞速度為600-1500m/min；皮芯型或并列型熒光纖維中長波長熒光混合物和短波長熒光混合物的復(fù)合比為30-70∶70-30(w/w)。
本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題是公開上述雙波長熒光復(fù)合纖維在制備防偽產(chǎn)品中的應(yīng)用。
本發(fā)明雙波長熒光復(fù)合纖維可用于證件、票據(jù)、商標(biāo)、服裝、裝飾及其它領(lǐng)域的防偽。
本發(fā)明公開的雙波長熒光復(fù)合纖維，在纖維中含有二種波長的熒光化合物，長波長365nm，短波長254nm。纖維顏色根據(jù)熒光化合物的不同在365nm波長紫外光下呈現(xiàn)出一種顏色，在254nm波長紫外光下呈現(xiàn)出另一種顏色，可供選用的熒光化合物及顏色如下表1所示。
表1熒光化合物波長 型號色光SW1-SO 有機(jī)紅長JGUV-R 無機(jī)紅JGUV-B藍(lán)JGUV-O橙波JGUV-Y黃JGUV-G綠JGUV-P紫JGUV-W白短JGUVS-R 紅JGUVS-B 藍(lán)波JGUVS-G 綠本發(fā)明公開的雙波長熒光復(fù)合纖維與現(xiàn)有單波長熒光纖維相比具有下述多方面的顯著優(yōu)點(diǎn)1、雙波長熒光纖維制造方法復(fù)雜，若沒有特定雙螺桿紡絲設(shè)備及組件則無法仿造。同時，復(fù)合紡絲工藝也較一般紡絲復(fù)雜。如果沒有掌握復(fù)合紡絲技術(shù)，也無法偽造，所以這種熒光纖維安全性更好。
2、長波長熒光化合物和短波長熒光化合物分別在皮層和芯層中；或左半邊和右半邊，制得熒光纖維力學(xué)性質(zhì)與普通纖維相差無幾，纖維強(qiáng)度≥2.5CN/dtex，單絲纖維旦數(shù)≥1.2dtex。
3、雙波長熒光纖維可用365nm波長紫外線照射下閃爍出一種顏色，用254nm波長紫外線照射下閃爍出另一種顏色，具有高效防偽功能。
4、通過排列組合可以生產(chǎn)一系列不同的熒光復(fù)合纖維，也可以生產(chǎn)同波長不同顏色的熒光纖維，達(dá)到防偽系列化之目的。
5、對熒光化合物進(jìn)行表面處理，以及加入助劑、偶聯(lián)劑、熒光化合物在纖維中與高聚物相容性較好，熒光化合物不易從纖維表面被析出。
1、母粒的制備，將1份熒光化合物SWI-SO和9份聚丙烯通過高速捏和機(jī)捏和，再由螺桿擠出機(jī)熔融、共混擠出，造粒得到長波長熒光母粒。將1份偶聯(lián)劑溶解于4份乙醇溶劑中，再將含有0.03份偶聯(lián)劑的乙醇溶液和1份熒光化合物JGUVS-B高速攪拌，偶聯(lián)劑將JGUVS-B充分包覆，最后將乙醇溶劑揮發(fā)并粉碎。再將此1份的JGUVS-R和9份聚丙烯和0.03份分散劑(EVA)通過高速捏和機(jī)捏和，由螺桿擠出機(jī)熔融、共混擠出，造粒得到短波長熒光母粒。兩種熒光母粒分別和聚丙烯混合，配比成含量為4％的共混物。
2、兩種不同波長的熒光共混物通過兩根螺桿分別熔融、計(jì)量進(jìn)入皮芯噴絲組件，在皮芯噴絲組件噴絲板前匯合，通過噴絲孔噴出，經(jīng)過上油，卷繞得到雙波長皮芯復(fù)合纖維，該纖維的皮層是長波長熒光混合物，芯層是短波長熒光化混物。紡絲溫度230-250℃，紡絲速度800m/min，拉伸倍數(shù)3.5倍，拉伸溫度70/100℃。該雙波長皮芯復(fù)合纖維的長短波長熒光化合物比為1∶1。皮芯復(fù)合比為50∶50。
實(shí)施例2并列型纖維制備高聚物聚丙烯，熒光化合物SWI-SO、JGUVS-B，偶聯(lián)劑NDZ-101，分散劑EVA。
熒光母粒制備，將1份熒光化合物SWI-SO和9份聚丙烯通過高速捏和機(jī)混合，再由螺桿擠出機(jī)熔融、共混擠出，造粒得到長波長熒光母粒。將1份偶聯(lián)劑溶解于4份乙醇溶劑中，再將含有0.03份偶聯(lián)劑的乙醇溶液和1份熒光化合物JGUVS-B高速攪拌，偶聯(lián)劑將JGUVS-B充分包覆，最后將乙醇溶劑揮發(fā)并粉碎。再將此1份的JGUVS-B、9份聚丙烯和0.03份分散劑(EVA)通過高速捏和機(jī)捏和，由螺桿擠出機(jī)熔融、共混擠出，造粒得到短波長熒光母粒。兩種熒光母粒分別和聚丙烯混合，配比成含量為4％的長波長熒光共混物和6％短波長熒光共混物。
兩種不同波長的熒光共混物通過兩根螺桿分別熔融、計(jì)量進(jìn)入并列噴絲組件，在噴絲板前匯合，通過噴絲孔噴出，再經(jīng)過上油，卷繞，得到雙波長并列復(fù)合纖維。紡絲溫度230-250℃，紡絲速度600m/min，拉伸倍數(shù)3.5倍，拉伸溫度70/100℃。該雙波長并列復(fù)合纖維的長短波長熒光化合物比為4∶6。該雙波長并列復(fù)合纖維的并列復(fù)合比50∶50。
實(shí)施例3皮芯型纖維制備高聚物聚丙烯，熒光化合物JGUV-R、JGUVS-B，偶聯(lián)劑NDZ-101，分散劑低分子量聚乙烯蠟將1份偶聯(lián)劑溶解于4份乙醇溶劑中，再將含有0.03份偶聯(lián)劑的乙醇溶液和1份熒光化合物JGUVS-B高速攪拌，偶聯(lián)劑將JGUVS-B充分包覆，最后將乙醇溶劑揮發(fā)并粉碎。再將此1份的JGUVS-B和9份聚丙烯和0.02份分散劑(低分子量聚乙烯蠟)通過高速捏和機(jī)捏和，由螺桿擠出機(jī)熔融、共混擠出，造粒得到短波長熒光母粒。用同樣方法制得長波長熒光母粒。母粒中熒光化合物的含量都為10％。
兩種熒光母粒分別和聚丙烯混合，配比成含量為4％的長波長熒光共混物和6％短波長熒光共混物。
兩種不同波長的熒光共混物通過兩根螺桿分別熔融、計(jì)量進(jìn)入并列噴絲組件，在噴絲板前匯合，通過噴絲孔噴出，再經(jīng)過上油，卷繞，得到雙波長皮芯復(fù)合纖維，該纖維的皮層是長波長熒光混合物，芯層是短波長熒光混合物。紡絲溫度270℃，紡絲速度600m/min，拉伸倍數(shù)3.5倍，拉伸溫度70/100℃。該雙波長皮芯復(fù)合纖維的長短波長熒光化合物比為4∶6；皮芯復(fù)合比為50∶50。
權(quán)利要求
1.一種雙波長熒光復(fù)合纖維，其特征在于該復(fù)合纖維是由長波長熒光混合物和短波長熒光混合物復(fù)合而成的具有皮芯型或并列型結(jié)構(gòu)的纖維，其中長波長熒光混合物中的熒光化合物的激發(fā)波長為365nm，短波長熒光混合物中的短波長熒光化合物的激發(fā)波長為254nm。
2.一種如權(quán)利要求1所述的雙波長熒光復(fù)合纖維，其特征在于其中所述的長波長或短波長熒光混合物由熒光母粒和高聚物組成，其中熒光化合物含量為1-10％；熒光母粒由重量百分比為45-91.5％高聚物、5-40％熒光化合物、0-2％偶聯(lián)劑和0-3％分散劑組成。
3.一種如權(quán)利要求2所述的雙波長熒光復(fù)合纖維，其特征在于其中所述的高聚物選自聚烯烴類、聚酯類和聚酰胺類；所述的偶聯(lián)劑選自鈦酸酯類、硅烷類及鋁酸酯類；所述的分散劑選自低分子量聚乙烯蠟及EVA。
4.一種如權(quán)利要求2所述的雙波長熒光復(fù)合纖維，其特征在于其中所述的熒光化合物為無機(jī)或有機(jī)類的熒光化合物，其激發(fā)波長為254nm或365nm。
5.一種如權(quán)利要求1所述的雙波長熒光復(fù)合纖維，其特征在于其中所述的復(fù)合熒光纖維中長波長熒光混合物和短波長熒光混合物的復(fù)合比為30-70∶70-30w/w。
6.一種如權(quán)利要求1所述的雙波長熒光復(fù)合纖維，其特征在于其中所述的皮芯型結(jié)構(gòu)中芯層和皮層的熒光混合物可分別是長波長或短波長的熒光混合物。
7.一種如權(quán)利要求1所述的雙波長熒光復(fù)合纖維，其特征在于其中所述的并列型結(jié)構(gòu)中左半部分和右半部分可分別是長或短波長的熒光混合物。
8.一種如權(quán)利要求1所述的雙波長熒光復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于該雙波長熒光復(fù)合纖維的制備包括下列步驟(1)熒光母粒制備將長波長和短波長的熒光化合物按配方分別與高聚物、偶聯(lián)劑、分散劑共混制成長波長熒光母粒和短波長熒光母粒；母粒中熒光化合物含量為≤40％；(2)紡絲原料制備根據(jù)熒光母粒中熒光化合物含量，按比例混入成纖高聚物，得到熒光混合物，使熒光化合物在高聚物中含量為1-10％，母粒中高聚物和混入的成纖高聚物相同；(3)紡絲紡絲設(shè)備為雙螺桿紡絲機(jī)，噴絲組件有皮芯型和并列型；紡絲時首先將長波長熒光混合物和短波長熒光混合物分別在兩螺桿中熔融擠壓、計(jì)量，再進(jìn)入同一噴絲組件，二種熔體在噴絲組件內(nèi)各走各的路，一直到噴絲孔處匯合并擠出噴絲孔，紡出纖維；纖維經(jīng)過上油盤，通過下導(dǎo)絲盤、上導(dǎo)絲盤后卷繞；若采用并列型紡絲組件紡出雙波長熒光纖維是并列型；采用皮芯型組件紡出的雙波長纖維是皮芯型；紡絲溫度為200-285℃，卷繞速度為600-1500m/min；拉伸倍數(shù)2.5-4倍，拉伸溫度50-85/100-150℃；皮芯或并列型熒光纖維中長波長熒光混合物和短波長熒光混合物的復(fù)合比為30-70∶70-30w/w。
9.一種如權(quán)利要求1所述的雙波長熒光復(fù)合纖維在制備防偽產(chǎn)品中的應(yīng)用，其特征在于該復(fù)合纖維可用于證件、票據(jù)、商標(biāo)、服裝、裝飾及其它領(lǐng)域的防偽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙波長熒光復(fù)合纖維及其制造方法和應(yīng)用。本發(fā)明公開的雙波長熒光復(fù)合纖維是由長波長熒光混合物和短波長熒光混合物復(fù)合而成的具有皮芯型或并列型結(jié)構(gòu)的纖維，所述的長波長熒光化合物的激發(fā)波長為365nm，短波長熒光化合物的激發(fā)波長為254nm。該復(fù)合纖維較現(xiàn)有的單波長熒光纖維安全性好，并可根據(jù)不同的需要，組合成不同顏色的系列防偽標(biāo)識，是一種穩(wěn)定性好的高效防偽材料。本發(fā)明還提供了該復(fù)合纖維的制備方法。
文檔編號D01F6/46GK1412355SQ0213763
公開日2003年4月23日 申請日期2002年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月25日
發(fā)明者黃素萍, 龔靜華 申請人:東華大學(xué)