高效荧光皮芯复合纤维及其制造方法和应用 【技术领域】
本发明涉及材料领域，具体涉及一种高效荧光皮芯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耐磨损且具有高效防伪作用的荧光复合纤维。
本发明公开的高效荧光皮芯复合纤维是由高聚物皮层和荧光混合物芯层组成，其中荧光混合物芯层具有一种或两种波长的荧光化合物。
本发明所述的荧光混合物芯层由荧光母粒和高聚物组成，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％高聚物、5-40％荧光化合物、0-2％偶联剂和0-3％分散剂组成。
所述地高聚物选自聚烯烃类、聚酯类和聚酰胺类，皮层和芯层中的高聚物可相同或不同。
所述的荧光化合物为无机或有机类的荧光化合物，其激发波长为254nm或365nm。
所述的偶联剂为钛酸酯类(如NDN-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。
本发明复合荧光纤维中皮层的高聚物和芯层的荧光混合物复合比为30-70∶70-30w/w。
本发明所述的皮芯型结构如图1所示，其中芯层1聚合物中含有单一波长或长、短两种波长荧光化合物的混合物，皮层2为高聚物层。
本发明所要解决的另一技术问题是公开上述高效荧光皮芯复合纤维的制造方法。
本发明高效荧光皮芯复合纤维的制备包括下列步骤：
(1)荧光母粒制备：将荧光化合物按配方与高聚物、偶联剂、分散剂共混制成荧光母粒。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，使荧光化合物在高聚物中含量为1-10％，母粒中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，喷丝组件为皮芯型，纺丝时首先将荧光混合物在一根螺杆中熔融挤压、计量；而纯高聚物在另一根螺杆中熔融挤压、计量后，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。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高效荧光皮芯复合纤维在制备防伪产品中的应用。
本发明高效荧光皮芯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。
本发明公开的高效荧光皮芯复合纤维，在纤维中含有一种或两种波长的荧光化合物，波长为365nm或254nm。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
SW1-SO 有机红
长 JGUV-R 无机红
JGUV-B 蓝
JGUV-O 橙
波 JGUV-Y 黄
JGUV-G 绿
JGUV-P 紫
JGUV-W 白
短 JGUVS-R 红
JGUVS-B 蓝
波 JGUVS-G 绿
本发明公开的高效荧光皮芯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、高效荧光皮芯复合纤维制造方法复杂，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、本发明制得的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、高效荧光皮芯复合荧光纤维可用365nm或254nm波长紫外线照射下闪烁出颜色，具有高效防伪功能。
4、荧光化合物包含在芯层中，制得的荧光纤维除了比没包覆的可纺性好、纤维力学性质好以外，还可使纤维荧光强度免于后面加工和使用中外界条件和环境对它的影响，而失去荧光特性。如溶剂、酸碱、光照等。因此，此法耐久性，稳定性较好。附图说明
图1皮芯型纤维结构示意图
其中1为芯层，2为皮层具体实施方式实施例1
高聚物采用聚丙烯(熔融指数＞40)荧光材料为SWI-SO。将荧光化合物1份和聚丙烯9份通过高速捏和机捏和，再由螺杆挤出机熔融、共混挤出，造粒得到荧光母粒；荧光母粒中的荧光化合物的含量为10％。3份荧光母粒和7份聚丙烯混合得到芯层的荧光混合物。聚丙烯作为皮层、荧光混合物作为芯层通过皮芯复合纺丝，皮芯比为50∶50，纺丝温度为＜230℃，纺丝速度800m/min，拉伸倍数3.5倍，拉伸温度70/100℃。制得高效荧光皮芯复合纤维。实施例2、
皮层高聚物采用PET，芯层高聚物采用聚丙烯，荧光化合物为SWI-SO
将荧光化合物1份和聚丙烯9份通过高速捏和机捏和，再由螺杆挤出机熔融、共混挤出，造粒得到荧光母粒；荧光母粒中的荧光化合物的含量为10％，5份的荧光母粒和5份的聚丙烯混合得到芯层荧光混合物。PET作为皮层、荧光混合物作为芯层通过皮芯复合纺丝，皮芯比为40∶60，纺丝温度在240℃-285℃，纺丝速度600m/min，拉伸倍数3.5倍，拉伸温度80/120℃。制得高效荧光皮芯复合纤维。实施例3
高聚物采用聚丙烯，荧光化合物：JGUV-R，偶联剂：NDZ-101，分散剂：EVA.
荧光母粒制备：将1份偶联剂溶解于5份乙醇溶剂中，取含0.03份偶联剂的乙醇溶液和1份荧光化合物JGUV-R高速搅拌，偶联剂将JGUV-R充分包覆，最后将乙醇溶剂挥发并粉碎。再将此1份的JGUV-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，造粒得到荧光母粒。荧光母粒中荧光化合物的含量为10％。
4份荧光母粒和6份的聚丙烯混合得到芯层荧光混合物。
纤维制造：聚丙烯作为皮层、荧光混合物作为芯层通过皮芯复合纺丝，皮芯比为40∶60，纺丝温度在275℃，纺丝速度600m/min，拉伸倍数3.5倍，拉伸温度70/100℃。制得高效荧光皮芯复合纤维。实施例4
高聚物采用聚丙烯，荧光化合物：JGUV-R，JGUVS-B偶联剂：NDZ-101，分散剂：EVA.
荧光母粒制备：将1份偶联剂溶解于5份乙醇溶剂中，取含0.03份偶联剂的乙醇溶液、0.5份荧光化合物JGUV-R和0.5份荧光化合物JGUVS-B高速搅拌，偶联剂将JGUV-R和JGUVS-B充分包覆，最后将乙醇溶剂挥发并粉碎。再将此2份的JGUV-R和JGUVS-B、8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，造粒得到荧光母粒。荧光母粒中长波荧光化合物和短波荧光化合物含量分别为10％。(2)、5份荧光母粒和5份的聚丙烯混合得到芯层荧光混合物。(3)、纤维制造：聚丙烯作为皮层、荧光混合物作为芯层通过皮芯复合纺丝，皮芯比为50∶50，纺丝温度在275℃，纺丝速度600m/min，拉伸倍数3.5倍，拉伸温度70/100℃。制得高效荧光皮芯复合纤维。