專(zhuān)利名稱(chēng)：一種紅外防偽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)明涉及一種防偽纖維及其制造方法和應(yīng)用，特別是涉及一種紅外防偽纖維及其制造方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
紅外防偽纖維是利用高效紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料作為特殊的發(fā)光材料，紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料是稀土化合物或者稀土摻雜化合物，其中稀土化合物主要組成成分是Ba2ErCl7，BaLn2F8，而稀土摻雜材料則以氧化物、氟化物、氯化物和硫化物為基質(zhì)材料，在基質(zhì)材料上進(jìn)行稀土摻雜，實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。將這種發(fā)光材料和成纖高聚物共混紡絲制得的纖維。該纖維在紅外光激發(fā)下(激發(fā)光譜700-1500nm)，纖維發(fā)射有色光(發(fā)射光譜360-630nm)。
隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，人們對(duì)品牌產(chǎn)品的防偽要求也越來(lái)越高，由于原來(lái)使用的紫外防偽纖維的制造方法被許多企業(yè)所掌握，所以防偽效果開(kāi)始下降，而且紫外防偽纖維在較強(qiáng)的陽(yáng)光下會(huì)顯色，降低了防偽效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種紅外防偽纖維及其制造方法和應(yīng)用，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足或缺陷，滿(mǎn)足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的防偽需要。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之一是一種紅外防偽纖維，其組分和重量百分比含量為
紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料 1-15％成纖高聚物 64-99％偶聯(lián)劑 0.1％-3％分散劑 0.1％-3％輔助添加劑 1％-4％作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述的成纖高聚物為聚丙烯(PP)、聚酯(PET、PBT)或聚酰胺(PA6、PA66)；紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料是一種稀土化合物或者稀土摻雜化合物，其中稀土化合物主要組成成分是Ba2ErCl7，BaLn2F8，而稀土摻雜材料則以氧化物、氟化物、氯化物和硫化物為基質(zhì)材料，在基質(zhì)材料上進(jìn)行稀土摻雜；偶聯(lián)劑為鈦酸酯類(lèi)或硅烷類(lèi)，優(yōu)選的鈦酸酯類(lèi)偶聯(lián)劑為單烷氧基鈦酸酯(NDZ-101)、單烷氧基磷酸酯(NDZ-102)或者焦磷酸型鈦酸酯(NDZ-201)中的一種或幾種；優(yōu)選的硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)或者γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)中的一種或幾種；分散劑為白油、石蠟油或聚乙烯蠟；輔助添加劑為分子量為180萬(wàn)-220萬(wàn)的超高分子量聚硅氧烷。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之二是一種紅外防偽纖維的制備方法，包括如下步驟(1)紅外防偽母粒的制備將紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料、載體材料和輔助添加劑分別真空干燥，在捏合機(jī)內(nèi)捏合，在捏合的過(guò)程中加入偶聯(lián)劑和分散劑，捏合均勻后由螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，經(jīng)水冷后切粒得到紅外防偽母粒，其中，各組分的質(zhì)量百分含量為紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料20％-50％、載體材料48.8％-70％、偶聯(lián)劑0.1％-3％、分散劑0.1％-3％、輔助添加劑1-4％。
(2)紡絲原料準(zhǔn)備防偽母粒和成纖共聚物按1∶50～3∶1的重量比例共混，并且在100℃-150℃，真空度為0.1Mpa的條件下干燥8-24小時(shí)(除聚丙烯外)。
(3)紡絲及拉伸將紡絲原料通過(guò)螺桿紡絲機(jī)熔融擠出進(jìn)入紡絲箱體和紡絲組件形成初生纖維，初生纖維經(jīng)冷卻、上油后卷繞成型，卷繞絲經(jīng)拉伸工序成為紅外防偽纖維；紡絲溫度190℃-300℃，紡絲速度400m/min-5000m/min，拉伸倍數(shù)1.2-5倍，拉伸溫度熱盤(pán)溫度20℃～100℃，熱板溫度20℃～180℃作為優(yōu)選法的技術(shù)方案所述的載體材料為聚酯(PET、PBT)或聚酰胺(PA6、PA66)。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之三是一種紅外防偽纖維的應(yīng)用，應(yīng)用于品牌商標(biāo)、品牌商品的包裝、證件、票據(jù)、銀行卡、郵票或發(fā)票。
紅外防偽纖維的技術(shù)指標(biāo)為纖維強(qiáng)度≥2.8CN/dtex纖維伸長(zhǎng)≥20％纖維發(fā)光強(qiáng)度≥50(熒光分光光度計(jì)測(cè)得)紅外防偽纖維的發(fā)射光顏色有黃綠色、紅色和藍(lán)色。
本發(fā)明的有益效果是紅外防偽纖維中添加的紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料由于物理穩(wěn)定性好，材料合成技術(shù)復(fù)雜，而且作為紅外防偽纖維的添加材料紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料是稀土材料，分散性差，易團(tuán)聚，所以對(duì)紅外防偽纖維加工技術(shù)要求高，防偽效果好。紅外防偽纖維在一般的光激發(fā)下不會(huì)顯色，只有在紅外光激發(fā)下才顯色，防偽效果明顯要好于紫外防偽纖維。由于紅外防偽纖維是利用人眼看不見(jiàn)的紅外光進(jìn)行檢測(cè)，因此不易被發(fā)現(xiàn)，隱蔽性好，使用壽命長(zhǎng)，是現(xiàn)有紫外防偽纖維的升級(jí)產(chǎn)品。紅外防偽纖維可應(yīng)用于各種防偽領(lǐng)域，如各類(lèi)品牌商標(biāo)、品牌商品的包裝，證件、票據(jù)、銀行卡、郵票、發(fā)票。


圖1本發(fā)明紅外防偽纖維制造方法的工藝流程2本發(fā)明紅外防偽母粒的制備方法的工藝流程圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。參照附圖1-2。
實(shí)施例1聚丙烯紅外防偽纖維(1)紅外防偽母粒的制備將紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料(主要成分是Ba2ErCl7的稀土化合物)和輔助添加劑(分子量為200萬(wàn)的超高分子量聚硅氧烷)分別真空干燥，干燥后的紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料和輔助添加劑以及聚丙烯在捏合機(jī)內(nèi)捏合，在捏合的過(guò)程中加入偶聯(lián)劑(鈦酸酯偶聯(lián)劑(NDZ-1011))和分散劑(白油)，捏合均勻后由螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，經(jīng)水冷后切粒得到聚丙烯紅外防偽母粒。其中，各組分的質(zhì)量百分含量為紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料40％、載體材料56％、鈦酸酯偶聯(lián)劑(NDZ-1011)0.1％、白油分散劑1％、輔助添加劑超高分子量聚硅氧烷(分子量200萬(wàn))2％；(2)紡絲原料準(zhǔn)備聚丙烯防偽母粒和聚丙烯按1∶7的質(zhì)量比例共混。
(3)紡絲及拉伸將紡絲原料通過(guò)螺桿紡絲機(jī)熔融擠出進(jìn)入紡絲箱體和紡絲組件形成初生纖維，初生纖維經(jīng)冷卻、上油后卷繞成型，卷繞絲經(jīng)拉伸工序成為紅外防偽纖維；紡絲溫度270℃，紡絲速度1000m/min，拉伸倍數(shù)4倍，拉伸溫度熱盤(pán)70℃，熱板100℃，得到5％紅外的聚丙烯防偽纖維，纖維的技術(shù)指標(biāo)為纖維強(qiáng)度3.5CN/dtex，纖維伸長(zhǎng)45％，纖維發(fā)光強(qiáng)度102。聚丙烯紅外防偽纖維受紅外激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)射光為藍(lán)色。
實(shí)施例2聚酯紅外防偽纖維(1)紅外防偽母粒的制備將紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料(主要成分是BaLn2F8的稀土化合物)、載體材料(PBT)和輔助添加劑(分子量220萬(wàn)的超高分子量聚硅氧烷)分別真空干燥，在捏合機(jī)內(nèi)捏合，在捏合的過(guò)程中加入偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑(KH-550))和分散劑(石蠟油)，捏合均勻后由螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，經(jīng)水冷后切粒得到聚酯紅外防偽母粒，其中，各組分的質(zhì)量百分含量為紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料50％、載體材料(PBT)48.8％、硅烷偶聯(lián)劑(KH-550)0.8％、分散劑石蠟油3％、輔助添加劑超高分子量聚硅氧烷(分子量220萬(wàn))4％；(2)紡絲原料準(zhǔn)備聚酯防偽母粒和成纖共聚物PET按1∶7.4質(zhì)量比例共混，并且在140℃，真空度為0.1Mpa的條件下干燥16小時(shí)。
(3)紡絲及拉伸將紡絲原料通過(guò)螺桿紡絲機(jī)熔融擠出進(jìn)入紡絲箱體和紡絲組件形成初生纖維，初生纖維經(jīng)冷卻、上油后卷繞成型，卷繞絲經(jīng)拉伸工序成為紅外防偽纖維；紡絲溫度300℃，紡絲速度400m/min，拉伸倍數(shù)5倍，拉伸溫度熱盤(pán)100℃，熱板180℃。得到6％紅外的聚酯防偽纖維，纖維的技術(shù)指標(biāo)為纖維強(qiáng)度3.8CN/dtex，纖維伸長(zhǎng)25％，纖維發(fā)光強(qiáng)度120。聚酯紅外防偽纖維受激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)射光為紅色。
實(shí)施例3聚酰胺6紅外防偽纖維(1)聚酰胺6紅外防偽母粒的制備將紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料(主要成分是Ba2ErCl7的稀土化合物)、載體材料聚酰胺6和輔助添加劑(分子量為180萬(wàn)的超高分子量聚硅氧烷)分別真空干燥，在捏合機(jī)內(nèi)捏合，在捏合的過(guò)程中加入偶聯(lián)劑(鈦酸酯偶聯(lián)劑(KH-560))和分散劑(白油)，捏合均勻后由螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，經(jīng)水冷后切粒得到紅外防偽母粒。其中，各組分的質(zhì)量百分含量為紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料20％、載體材料聚酰胺70％、鈦酸酯偶聯(lián)劑(KH-560)3％、白油分散劑0.1％、超高分子量聚硅氧烷(分子量180萬(wàn))輔助添加劑1％；(2)紡絲原料準(zhǔn)備防偽母粒和成纖共聚物按1∶2的質(zhì)量比例共混，并且在120℃，真空度為0.1Mpa的條件下干燥8小時(shí)。
(3)紡絲及拉伸將紡絲原料通過(guò)螺桿紡絲機(jī)熔融擠出進(jìn)入紡絲箱體和紡絲組件形成初生纖維，初生纖維經(jīng)冷卻、上油后卷繞成型，卷繞絲經(jīng)拉伸工序成為紅外防偽纖維；紡絲溫度190℃，紡絲速度5000m/min，拉伸倍數(shù)1.2倍，拉伸溫度熱盤(pán)溫度20℃，熱板溫度20℃，得到10％紅外的聚酰胺防偽纖維，纖維技術(shù)指標(biāo)為纖維強(qiáng)度4.5CN/dtex，纖維伸長(zhǎng)30％，纖維發(fā)光強(qiáng)度150。聚酰胺紅外防偽纖維受到紅外激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)射光為黃綠色。
權(quán)利要求
1.一種紅外防偽纖維，其特征在于，其組分和重量百分比含量為紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料1-15％成纖高聚物64-99％偶聯(lián)劑0.1-3％分散劑0.1-3％輔助添加劑1-4％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外防偽纖維，其特征在于，所述的成纖高聚物為聚丙烯、聚酯或聚酰胺；紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料是一種稀土化合物或者稀土摻雜材料，所述的稀土化合物的主要成分是Ba2ErCl7，BaLn2F8；所述的稀土摻雜材料是以氧化物、氟化物、氯化物或硫化物為基質(zhì)材料，在基質(zhì)材料上進(jìn)行稀土摻雜；偶聯(lián)劑為鈦酸酯類(lèi)或硅烷類(lèi)，如單烷氧基鈦酸酯、單烷氧基磷酸酯、焦磷酸型鈦酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種；分散劑為白油、石蠟油或聚乙烯蠟；輔助添加劑為分子量為180萬(wàn)-220萬(wàn)的超高分子量聚硅氧烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外防偽纖維，其特征在于，所述的聚酯為PET或PBT；所述的聚酰胺為PA6、PA66。
4.一種如權(quán)利要求1或2所述的紅外防偽纖維的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)紅外防偽母粒的制備將紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料、載體材料和輔助添加劑分別真空干燥，在捏合機(jī)內(nèi)捏合，在捏合的過(guò)程中加入偶聯(lián)劑、分散劑和輔助添加劑，捏合均勻后由螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出，經(jīng)水冷后切粒得到紅外防偽母粒，其中，各組分的重量百分含量為紅外-可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料20％-50％、載體材料48.8％-70％、偶聯(lián)劑0.1％-3％、分散劑0.1％-3％、輔助添加劑1-4％；(2)紡絲原料準(zhǔn)備防偽母粒和成纖共聚物按1∶50～3∶1的重量比例共混，并且在100℃-150℃，真空度為0.1Mpa的條件下干燥8-24小時(shí)；(3)紡絲及拉伸將紡絲原料通過(guò)螺桿紡絲機(jī)熔融擠出進(jìn)入紡絲箱體和紡絲組件形成初生纖維，初生纖維經(jīng)冷卻、上油后卷繞成型，卷繞絲經(jīng)拉伸工序得到紅外防偽纖維；紡絲溫度190℃-300℃，紡絲速度400m/min-5000m/min，拉伸倍數(shù)1.2-5倍，拉伸溫度熱盤(pán)溫度20℃-100℃，熱板溫度20℃-180℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述的載體材料為聚酯或聚酰胺，所述的聚酯為PET或PBT；所述的聚酰胺為PA6、PA66。
6.一種如權(quán)利要求1或2所述的紅外防偽纖維的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于品牌商標(biāo)、品牌商品的包裝、證件、票據(jù)、銀行卡、郵票或發(fā)票。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種紅外防偽纖維及其制造方法和應(yīng)用，其組分和重量百分比為紅外—可見(jiàn)光上轉(zhuǎn)換材料1％－15％、成纖高聚物64％－98％、偶聯(lián)劑0.1％－3％、分散劑0.1％－3％、輔助添加劑1％－4％；制備方法包括如下步驟(1)紅外防偽母粒的制備；(2)紡絲原料準(zhǔn)備；(3)紡絲及拉伸。紅外防偽纖維應(yīng)用于品牌商標(biāo)、品牌商品的包裝、證件、票據(jù)、銀行卡、郵票或發(fā)票。本發(fā)明的有益效果是防偽效果好、隱蔽性好，使用壽命長(zhǎng)，紅外防偽纖維可應(yīng)用于各種防偽領(lǐng)域，如各類(lèi)品牌商標(biāo)、品牌商品的包裝，證件、票據(jù)、銀行卡、郵票、發(fā)票。
文檔編號(hào)D01F6/04GK1966785SQ20061011607
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日
發(fā)明者龔靜華 申請(qǐng)人:東華大學(xué)