專利名稱：一種芯殼結構型防偽纖維長絲的制作方法
技術領域：
本發明涉及防偽纖維材料，更具體地涉及一種芯殼結構型防偽纖維長絲。
背景技術：
防偽纖維作為防偽材料已有百年歷史，早期的美元就是用綠色的彩色纖維作為防偽材料之一。近幾十年來各種彩色纖維和熒光纖維在貨幣和票、證、照中得到了廣泛應用， 如人民幣、港幣、瑞士法郎等，實踐證明防偽纖維具有較強的防偽功能。另一方面，防偽纖維長絲具有纖維長絲形態，可在織帶商標、刺繡、商標、商品包裝標識中作為防偽材料應用。 防偽纖維長絲切斷成短纖維后，可在防偽紙、票證、有價證券等中應用。隨著科技水平的提高，人們對防偽技術提出了更高的要求，希望防偽材料具有多重防偽功能，并可將一線防偽 (裸眼識別)、二線防偽(機讀儀器識別)、三線防偽(專家分析識別)功能融為一體，增強防偽力度的同時提高識別的準確性和權威性，這些因素使得近幾十年來新型防偽纖維材料發展極為迅速。目前，有多種方法形成新型防偽纖維材料，具體有以下幾種1.采用傳統的熔融紡絲的方法將熒光材料和成纖材料混合，在180°C _190°C的溫度下進行常規的熔融紡抽絲制成丙綸熒光長絲；2.將稀土發光材料與聚酯或聚酰胺在180°C _260°C的溫度下混合，制成紡絲液與紡絲原料混合，在180°C -30(TC的條件下紡絲，制得稀土發光纖維。3.在無機玻璃軟化的溫度條件下抽絲，制作無機熒光纖維。4.將紅外-可見光轉換材料與成纖聚合物混合，在190°C -300°C的條件下熔融紡絲，制備出紅外防偽纖維。在上述各種防偽纖維制造技術中，都存在著高溫條件，限制了更多的防偽功能材料的應用，特別是新材料技術發展日新月異，具有防偽功能的材料越來越多，如溫致變色微膠囊、生物DNA材料、微量元素等在高溫條件下會變質或被破壞，降低了防偽效果。
發明內容
有鑒于此，本發明實施例提供一種防偽效果顯著的芯殼結構型防偽纖維長絲，其能夠同時實現“多重”防偽或“多線”防偽功能。為此，本發明采用如下技術方案一種芯殼結構型防偽纖維長絲，所述防偽纖維長絲橫截面為芯殼結構，包含芯層和包覆芯層的殼層，所述芯層為高分子化學纖維材料，所述殼層包含防偽功能材料和輔助材料，所述防偽功能材料包括溫致變色材料、光致變色材料、熒光材料、夜光材料、紅外材料、微量元素、磁性材料中的至少一種，所述殼層中的輔助材料是有機高分子材料。上述芯殼結構型防偽纖維長絲通過采用芯殼結構，以高分子化學纖維材料為芯， 防偽功能材料為殼層，可將至少一種防偽功能材料包覆于芯層表面。因此，本發明實施例的防偽功能材料可依據實際需要選用，可以是一種單獨應用，也可以是幾種組合應用，同時實現“多重”防偽或“多線”防偽功能。另外，通過將廣泛種類的防偽功能材料與纖維材料復合，可得到多種類型的復合防偽纖維長絲。而且，這種芯殼結構形式能夠很好保持并充分發揮防偽功能材料的防偽功能，使其防偽效果更顯著。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。本發明實施例提供一種芯殼結構型防偽纖維長絲，該防偽纖維長絲橫截面為芯殼結構，其包含芯層和包覆芯層的殼層，該芯層為高分子化學纖維材料，該殼層包含防偽功能材料和輔助材料，該防偽功能材料包括溫致變色材料、光致變色材料、熒光材料、夜光材料、 紅外材料、微量元素、磁性材料中的至少一種，該殼層中的輔助材料是有機高分子材料。芯層中的高分子化學纖維材料是由聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、纖維素中的至少一種組成的化學纖維長絲。具體地，芯層可以是5D/1F、10D/1F 規格的單絲纖維或75D/35F、100D/24F規格的復絲纖維。該殼層為通過浸涂、光固化而包覆于芯層表面的層狀結構。防偽功能材料包括溫致變色材料、光致變色材料、熒光材料、夜光材料、紅外材料、微量元素、磁性材料中的至少一種。其中，防偽功能材料占殼層總重量的10%-80%。優選地，該防偽功能材料包含溫致變色材料、光致變色材料、熒光材料、夜光材料、紅外材料、微量元素、磁性材料中的兩種以上，形成復合防偽纖維長絲。在傳統的紡絲技術中，對防偽功能材料的添加量有限制，添加過多不能正常紡絲， 不能制備具有纖維特性的長絲，如中國專利(申請號200780048275. 0)證明由于防偽功能顏料添加量過高而難以制備具有纖維特質的產品，只能切成短纖維用。特別是制備多重防偽纖維長絲，要求添加多種防偽功能材料，并且每種防偽材料的量不能太少，否則防偽功能難以突顯。本發明實施例中，每種防偽功能材料的重量百分含量可以在10%以上，可表現出很強的防偽效果，防偽特征明顯，例如具有顏色變化明顯，熒光效果明顯，夜光亮度高等優點，易于獲得具有纖維特質的防偽材料。殼層中的上述防偽功能材料具體如下溫致變色材料是一種溫致變色物質的微膠囊，室溫條件下呈有色，如紅色、藍色或綠色，當溫度高于設定的溫度，如50°C時，會消色，溫度恢復室溫時會重復顯色。或者是在室溫條件下呈白色，當溫度高于設定的溫度，如50°C時，會顯色，如紅色、綠色等，溫度恢復室溫時會重復呈白色。光致變色材料是一種光致變色物質的微膠囊，在紫外照射后會由無色變為紫色， 一般在暗處保持幾十分鐘左右又會恢復原色。熒光材料是一種能將不可見的紫外光轉換成可見光的物質，在254nm或365nm的紫外光照射時發出熒光，前者為短波熒光材料，后者為長波熒光材料，例如在人民幣或港幣等貨幣中采用的熒光材料。紅外材料是一種能吸收紅外光能量并發出特定波長可見光的物質，并所發出的特定波長的光可轉換成電聲信號，例如，可以采用能吸收紅外光而發光的稀土材料。
夜光材料是一種長效余輝稀土材料，能吸收太陽光或人工光源的能量，在暗處持續發光。例如，可以采用稀土(如銪、鏑等)摻雜的鋁酸鹽或硅酸鹽長效余輝材料。微量元素是指對人體無害的稀土元素或人體本身也含有的微量元素及其化合物，如銀、硒、鉬等。磁性材料是由鐵、鈷、鎳及其化合物組成的粉體或納米材料。以上各種防偽功能材料對其材料種類并不限于以上列舉，也無特別限制，只要能實現相應的防偽功能即可。殼層中的輔助材料，即有機高分子材料，是由具有一個或多個官能團的丙烯酸酯單體和/或低聚物通過光固化聚合而成。具體地，該具有一個或多個官能團的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸烯丙酯、二丙烯酸乙二醇酯、三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三丙烯酸季戊四醇酯、二丙烯酸1， 6-己二醇酯中的至少一種，該低聚物為數均分子量低于10000的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、 芳香族聚氨酯丙烯酸酯、環氧或聚酯丙烯酸酯中的至少一種。輔助材料的主要作用在于將防偽功能材料固定在化學纖維長絲表面。進一步，殼層還包含無機填料，填料可以是碳酸鈣、二氧化硅或二氧化鈦等。填料并不限于以上列舉的種類，具體根據實際需要任意選擇。上述芯殼結構型防偽纖維長絲可廣泛應用于各種需要防偽的產品中，例如本實施例中提到的復合防偽纖維長絲已在品牌鞋的織帶商標中應用，其中紅外識別作為廠家內部認證用，有效的防止了偽造假冒，同時具有多重或多線防偽功能，增強防偽效果。上述芯殼結構型防偽纖維長絲制備過程如下取丙烯酸酯單體和/或低聚物與至少一種防偽功能材料混合均勻后，再加入引發劑，制備防偽功能材料與單體的混合液，再將高分子化學纖維長絲在混合液中浸涂后迅速置于UV燈下照射使長絲表面的混合液固化形成殼層，獲得防偽纖維長絲。以下通過具體實例說明本發明實施例的芯殼結構型防偽纖維長絲的材料組成和含量及其制備方法等方面(以下均為重量份)。實例1取甲基丙烯酸甲酯1份，乙酸乙烯酯0. 5份，芳香族聚氨酯丙烯酸酯2份，混合后加入無色熒光紅粉體材料0. 1份，紅外粉體材料1份，充分攪拌混合后加入0. 1份的184引發劑制備防偽功能材料與單體的混合液，將100D/24F的本白聚酯長絲在混合液中浸涂后迅速置于UV燈下照射使長絲表面的混合液固化形成殼層，獲得具有熒光和紅外識別雙功能的防偽纖維長絲。常態下制備的防偽纖維長絲呈白色，在紫外線(驗鈔燈)照射時呈紅色熒光，用紅外燈照射時發出綠色可見光。實例2取丙烯酸羥乙酯2份，二丙烯酸乙二醇酯5份，三丙烯酸季戊四醇酯0. 2份，平均粒徑為50nm的碳酸鈣0. 2份，紅色溫致消色微膠囊粉體2份、紅外粉體材料0. 8份混合均勻后加入0. 3份的184引發劑備用，將75D/35F的本白聚酯長絲在混合液中浸涂后迅速置于 UV燈下照射使長絲表面的混合液固化形成殼層，獲得具有溫致變色和紅外識別雙功能的防偽纖維長絲。該防偽纖維長絲在室溫時呈紅色，遇熱(> 50°C )變白色，冷卻后恢復紅色， 并可重復顯色，采用一般熱源如熱水杯、煙頭等即可識別(一線防偽，裸眼識別)；采用專門的紅外-電聲儀器貼近該防偽纖維長絲時會發出聲響(二線防偽，機讀識別)。實例3將實例2中的碳酸鈣換成納米載銀磷酸鋯0. 1份，其它成份和操作不變，獲得具有溫致變色、紅外、微量元素(載銀)識別三重功能的防偽纖維長絲。該防偽纖維長絲在室溫時呈紅色，遇熱(> 50°C )變白色，冷卻后恢復紅色，并可重復顯色，采用一般熱源如熱水杯、煙頭等即可識別(一線防偽，裸眼識別)；采用專門的紅外-電聲儀器貼近該防偽纖維長絲時會發出聲響(二線防偽，機讀識別)；取一定量該防偽纖維長絲用化學或物理的方法測試是否含銀或銀的含量進行真偽識別(三線防偽，專家分析)。實例 4取甲基丙烯酸甲酯2份，芳香族聚氨酯丙烯酸酯5份，三丙烯酸三羥甲基丙烷酯 0. 3份，丙烯酸烯丙酯0. 2份，綠色溫致消色微膠囊粉體1. 5份，紅外粉體材料0. 6份，夜光粉體材料ι份，納米載銀磷酸鋯0. 01份混合均勻后加入0. 5份的184引發劑備用，將 100D/24F的本白聚酯長絲在混合液中浸涂后迅速置于UV燈下照射使長絲表面的混合液固化形成殼層，獲得具有溫致變色、紅外、夜光、微量元素識別四重功能的防偽纖維長絲。該防偽纖維長絲在室溫時呈綠色，遇熱(> 50°C )變白色，冷卻后恢復綠色，并可重復顯色； 采用專門的紅外-電聲儀器貼近該防偽纖維長絲時會發出聲響；采用紫外燈照射后置于暗處發出綠色可見光；用化學或物理的方法測試一定量的樣品是否含銀或銀的含量可檢測真偽。此實例的防偽纖維長絲具有“四重”功能和“三線”防偽功能。實例 5取三丙烯酸三羥甲基丙烷酯0. 1份，芳香族聚氨酯丙烯酸酯2份，聚酯丙烯酸酯3 份，丙烯酸烯丙酯0. 5份，平均粒徑為20nm的四氧化三鐵粉體1份，納米二氧化硅0. 3份， 紅色溫致消色微膠囊粉體0. 8份，無色熒光紅粉體材料0. 2份混合均勻后加入0. 2份的184 和0. 1份的1065引發劑備用，將60D/35F的本白聚酰胺長絲在混合液中浸涂后迅速置于UV 燈下照射使長絲表面的混合液固化形成殼層，獲得具有溫致變色、熒光、磁性三重功能的防偽纖維長絲。該防偽纖維長絲在室溫時呈紅色，遇熱(> 50°C )變白色，冷卻后恢復紅色， 并可重復顯色；在紫外線(驗鈔燈)照射時發出紅色熒光；通過驗鈔機時可由發出聲或光信號。實例6取甲基丙烯酸甲酯2份，光致變色物質的微膠囊粉體0. 8份，混合均勻后加入0. 1 份的184，制備防偽功能材料與單體的混合液，將10D/1F本白聚酯長絲在混合液中浸涂后迅速置于UV燈下照射使長絲表面的混合液固化形成殼層，獲得具有光致變色功能的防偽纖維長絲。該防偽纖維長絲常態呈白色，紫外光照射后變為紫色。由上可知，本發明實施例的芯殼結構型防偽纖維長絲通過采用芯殼結構，以高分子化學纖維材料為芯，防偽功能材料為殼層，可將至少一種防偽功能材料包覆于芯層表面， 而不會破壞防偽功能材料的性能和效果，性能穩定且長有效。因此，本發明實施例的防偽功能材料可依據實際需要選用，可以是一種單獨應用，也可以是幾種組合應用，同時實現“多重”防偽或“多線”防偽功能。另外，通過將廣泛種類的防偽功能材料與纖維材料復合，可得到多種類型的復合防偽纖維長絲。而且，這種芯殼結構形式能夠很好保持并充分發揮防偽功能材料的防偽功能，使其防偽效果更顯著。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種芯殼結構型防偽纖維長絲，其特征在于，所述防偽纖維長絲橫截面為芯殼結構， 所述防偽纖維長絲包含芯層和包覆芯層的殼層，所述芯層為高分子化學纖維材料，所述殼層包含防偽功能材料和輔助材料，所述防偽功能材料包括溫致變色材料、光致變色材料、熒光材料、夜光材料、紅外材料、微量元素、磁性材料中的至少一種，所述殼層中的輔助材料是有機高分子材料。
2.如權利要求1所述的芯殼結構型防偽纖維長絲，其特征在于，所述高分子化學纖維材料是由聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、纖維素中的至少一種組成的化學纖維長絲。
3.如權利要求1所述的芯殼結構型防偽纖維長絲，其特征在于，所述殼層中的有機高分子材料是由具有一個或多個官能團的丙烯酸酯單體和/或低聚物通過光固化聚合而成。
4.如權利要求1所述的芯殼結構型防偽纖維長絲，其特征在于，所述具有一個或多個官能團的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸烯丙酯、二丙烯酸乙二醇酯、三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三丙烯酸季戊四醇酯、二丙烯酸1，6_己二醇酯中的至少一種，所述低聚物為數均分子量低于10000的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、環氧或聚酯丙烯酸酯中的至少一種。
5.如權利要求1所述的芯殼結構型防偽纖維長絲，其特征在于，所述殼層為通過浸涂、 光固化而包覆于芯層表面的層狀結構。
6.如權利要求1所述的芯殼結構型防偽纖維長絲，其特征在于，所述防偽功能材料占所述殼層總重量的10% -80%。
7.如權利要求1所述的芯殼結構型防偽纖維長絲，其特征在于，所述防偽功能材料包含溫致變色材料、光致變色材料、熒光材料、夜光材料、紅外材料、微量元素、磁性材料中的兩種以上。
8.如權利要求1所述的芯殼結構型防偽纖維長絲，其特征在于，所述殼層還包含無機填料，所述無機填料為碳酸鈣、二氧化硅或二氧化鈦。
全文摘要
本發明涉及一種芯殼結構型防偽纖維長絲，所述防偽纖維長絲橫截面為芯殼結構，包含芯層和包覆芯層的殼層，所述芯層為高分子化學纖維材料，所述殼層包含防偽功能材料和輔助材料，所述防偽功能材料包括溫致變色材料、光致變色材料、熒光材料、夜光材料、紅外材料、微量元素、磁性材料中的至少一種，所述殼層中的輔助材料是有機高分子材料。該防偽纖維長絲中的防偽功能材料可依據實際需要選用，任意組合應用，同時實現“多重”防偽或“多線”防偽功能。
文檔編號D06M11/00GK102199874SQ20111009259
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月13日 優先權日2011年4月13日
發明者龔文忠 申請人:龔文忠