專利名稱：一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于防偽化學纖維的制備領域，特別涉及一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法。
背景技術：
突光防偽纖維又稱安全纖維，它可以分為紅外突光防偽纖維和紫外突光防偽纖維。紅外熒光防偽纖維是指在紅外光激發(fā)下能發(fā)射出多種不同顏色(紅、藍、綠、黃綠色) 的一種新型的防偽纖維。紫外熒光纖維是指在紫外光激發(fā)下閃爍光彩，能發(fā)射出各種不同的顏色，當紫外光消失后，又能夠回復到原色的纖維。它又分長波長(365nm)熒光纖維和短波長(254nm)熒光纖維，也可以根據(jù)發(fā)射波長種類分為單波長、雙波長等品種。熒光防偽纖維是防偽技術產(chǎn)品中的新秀，其色彩純正豐富、纖維排列隨機，使得不易仿效其排列?，F(xiàn)已在美元、人民幣、港幣、郵票、發(fā)票及煙酒防偽包裝等產(chǎn)品中得到廣泛應用。這種防偽技術已被證明具有良好的防偽造和反復制功能，代表著最高防偽水平。目前，防偽纖維的制造方法主要有染色法、共混紡絲法以及化學改性法等。其中， 化學改性法由于需要復雜的化學反應把熒光功能基團接在高分子上，且熒光功能受溫度影響較大而沒有廣泛應用。目前，具有實用價值的只有染色法和共混紡絲法。中國發(fā)明專利CN 1299888A公開了一種紫外熒光纖維的制造方法。該方法是將聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚氯乙烯纖維等合成纖維加入到含有有機熒光物質(zhì)的有機溶劑中， 先使上述纖維溶脹從而使有機熒光物質(zhì)進入到纖維分子間隙中，達到染色的目的，最后獲得具有熒光功能的防偽纖維。但是這種方法所使用的溶劑大多為有毒溶劑，對環(huán)境造成很大污染，另外其熒光物質(zhì)大多只能停留在纖維分子的表面，纖維的熒光耐性較差，且有機溶劑處理后其纖維相應的機械性能不可避免地受到影響。目前，熒光防偽纖維的制備多采用共混紡絲法，而共混紡絲法又包括濕法紡絲法、 熔融紡絲法及表層涂覆法等。中國發(fā)明專利(CN 101381901A)公開了一種采用有機熒光化合物制備熒光聚丙烯腈纖維的方法，該法首先合成了一系列的有機熒光化合物，然后通過濕法紡絲，制備了熒光聚丙烯腈纖維。雖然該法所合成的有機熒光物質(zhì)可以與聚合物有良好的相容性以及分散性，并且可以通過改變分子結(jié)構來調(diào)控化合物的發(fā)光顏色，但其生產(chǎn)聚丙烯腈防偽纖維的過程中，使用大量的有機溶劑(N，N- 二甲基甲酰胺)，對環(huán)境和人的影響很大。相比之下，采用熔融紡絲法制備熒光纖維的專利報道更多，如美國專利US5674437 公開了一種制備熒光纖維材料的方法，該法通過將熒光物質(zhì)加入到熱塑性聚合物中，采用熔融紡絲制造熒光纖維。中國發(fā)明專利CN101701382公開了一種熒光可降解聚酯纖維，通過在可降解聚酯的合成中添加熒光物質(zhì)，然后采用熔融紡絲法制備熒光可降解聚酯纖維。 但熔融紡絲法的紡絲溫度較高，對熒光物質(zhì)的破壞比較嚴重，如對于稀土有機配合物則可能使其失去突光功能。綜上所述，現(xiàn)有的熒光防偽纖維在制備過程中或者需要使用大量有機溶劑，或者高溫熔融紡絲破壞熒光性能，且纖維基體主要是聚丙烯、聚酯等石油基高聚物，其來源受限，廢棄后降解困難，使得熒光防偽纖維的發(fā)展受到限制。近年來，纖維素這一具有生物可降解性和環(huán)境協(xié)調(diào)性的可再生資源的開發(fā)利用受到重視，特別是以N-甲基嗎啉-N-氧化物 (NMMO)為溶劑的綠色環(huán)保型Lyocell纖維早已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該工藝所用的溶劑NMMO無毒，并且可回收利用；所采用的干濕法紡絲溫度不高，也不會對熒光物質(zhì)的熒光性能產(chǎn)生破壞。因此,在Lyocell工藝的基礎上,開發(fā)突光防偽Lyocell纖維具有較好的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，該方法綠色環(huán)保、工藝簡單，所用溶劑無毒，可回收利用，整個加工過程并不需要太高溫度，解決了現(xiàn)有高溫熔融紡絲破壞熒光性能的問題；且所用纖維素來源廣泛可再生，沒有對石油資源的依賴。本發(fā)明的一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，包括(I)將熒光物質(zhì)均勻分散到含水量按質(zhì)量百分數(shù)為20% 40%的NMMO水溶液中形成懸濁液；(2)按質(zhì)量比5 20 100將纖維素漿柏與上述懸濁液加入到溶解裝置中，在 70 120°C下攪拌并減壓蒸餾除去水分，生成熒光物質(zhì)/纖維素/NMMO水溶液三元混合體系，即熒光Lyocell紡絲原液，其含水量按質(zhì)量百分數(shù)為12% -14% ；(3)將上述熒光Lyocell紡絲原液的溫度調(diào)整至85 120°C，經(jīng)干濕法紡絲即可得突光防偽Lyocell纖維。步驟(I)中所述的熒光物質(zhì)為有機熒光物質(zhì)、無機熒光物質(zhì)或有機稀土配合物類物質(zhì)。步驟(I)中所述的熒光物質(zhì)的最高實用溫度彡100°C。步驟(I)中所述的熒光物質(zhì)與NMMO水溶液的質(zhì)量比為I : 50-1000。所述的有機熒光物質(zhì)為香豆素衍生物、吡喃衍生物、噻吩衍生物或雜環(huán)酚類化合物。如所述的無機熒光物質(zhì)是ZnS類、稀土齒磷酸鹽、稀土磷酸鹽、稀土硅酸鹽、稀土鋁酸鹽、稀土硼酸鹽中的一種或幾種。如 ZnS:Ag、Y2O2SiEuZnAg, Y2O2SiEu, SrZnO2:Bi3\ CaMoO4: Eu3+ 等。上述的無機熒光物質(zhì)優(yōu)選采用偶聯(lián)劑進行預處理，其中偶聯(lián)劑的用量為無機熒光物質(zhì)質(zhì)量的O. 5% -5%。上述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。所述的有機稀土配合物類物質(zhì)是稀土二酮類二元配合物、稀土二酮類三元配合物、稀土羧酸類二元配體、稀土羧酸類三元配體類熒光物質(zhì)中的一種。如 Eu (TTA) 3 (TPPO) 2、Eu (TTA) 3phen 等。步驟(I)中所述的均勻分散為采用超聲處理和/或機械攪拌的方式將熒光物質(zhì)均勻分散。步驟⑵中所述的纖維素漿柏為棉漿柏、木漿柏、竹漿柏中的一種或幾種。應該說本發(fā)明適合大多數(shù)的熒光物質(zhì)，但不是所用的熒光物質(zhì)都適合，與NMMO發(fā)生作用或與NMMO中水作用的熒光物質(zhì)，或最高實用溫度不超過100°C的熒光物質(zhì)，都是不適用的。本發(fā)明的主要目的在于防偽效果，可以對熒光物質(zhì)進行更詳細的說明大多數(shù)熒光材料在可見光下通常具有任意顏色或白色，并在紫外線燈的365nm長波長的激發(fā)下顯示出熒光性能。但是，有些熒光材料顯示出只被短波長254nm紫外線激發(fā)的性能。因此可利用這種性質(zhì)，將只能被短波長254nm激發(fā)的熒光材料與365nm激發(fā)的材料共同加入到NMMO 中，然后紡絲得具有雙波長防偽的Lyocell纖維。目前，大多數(shù)的防偽纖維大多只是紫外防偽，而具有紅外防偽功能的纖維還是比較少的，這與紅外激發(fā)材料的發(fā)展密不可分。本發(fā)明雖然對紅外上轉(zhuǎn)換材料沒有特別說明，但最基本的要求是具有耐水性，不會與NMMO作用， 以及耐100°C左右的溫度，否則可能使其變性失效。目前可供選用的熒光物質(zhì)的具體物質(zhì)成分及發(fā)光顏色可見下表
權利要求
1.一種突光防偽Lyocell纖維的制備方法,包括(1)將熒光物質(zhì)均勻分散到含水量按質(zhì)量百分數(shù)為20% 40%的NMMO水溶液中形成懸濁液；(2)按質(zhì)量比5 20 100將纖維素漿柏與上述懸濁液加入到溶解裝置中，在70 120°C下攪拌并減壓蒸餾除去水分，生成熒光物質(zhì)/纖維素/NMMO水溶液三元混合體系，即熒光Lyocell紡絲原液，其含水量按質(zhì)量百分數(shù)為12% -14% ；(3)將上述熒光Lyocell紡絲原液的溫度調(diào)整至85 120°C，經(jīng)干濕法紡絲即可得熒光防偽Lyocell纖維。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，其特征在于步驟 (I)中所述的熒光物質(zhì)為有機熒光物質(zhì)、無機熒光物質(zhì)或有機稀土配合物類物質(zhì)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，其特征在于所述的有機熒光物質(zhì)為香豆素衍生物、吡喃衍生物、噻吩衍生物或雜環(huán)酚類化合物；所述的無機熒光物質(zhì)是ZnS類、稀土齒磷酸鹽、稀土磷酸鹽、稀土硅酸鹽、稀土鋁酸鹽、稀土硼酸鹽中的一種或幾種；所述的有機稀土配合物類物質(zhì)是稀土 β_二酮類二元配合物、稀土 β_二酮類三元配合物、稀土羧酸類二元配體、稀土羧酸類三元配體類熒光物質(zhì)中的一種。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，其特征在于所述的有機熒光物質(zhì)為香豆素衍生物、吡喃衍生物、噻吩衍生物或雜環(huán)酚類化合物；所述的無機熒光物質(zhì)為 ZnS: Ag、Y2O2SiEuZnAg, Y2O2S:Eu、SrZnO2:Bi3+、CaMoO4:Eu3+ 中的一種；所述的有機稀土配合物類物質(zhì)為Eu (TTA) 3 (TPPO) 2或Eu (TTA) 3phen。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種突光防偽Lyocell纖維的制備方法,其特征在于所述的無機熒光物質(zhì)采用偶聯(lián)劑進行預處理，其中偶聯(lián)劑的用量為無機熒光物質(zhì)質(zhì)量的O.5% -5%。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種突光防偽Lyocell纖維的制備方法,其特征在于所述述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，其特征在于步驟 (I)中所述的熒光物質(zhì)的最高實用溫度彡100°c。
8.根據(jù)權利要求I所述的一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的熒光物質(zhì)與NMMO水溶液的質(zhì)量比為I : 50-1000。
9.根據(jù)權利要求I所述的一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的均勻分散為采用超聲處理和/或機械攪拌的方式將熒光物質(zhì)均勻分散。
10.根據(jù)權利要求I所述的一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的纖維素漿柏為棉漿柏、木漿柏、竹漿柏中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熒光防偽Lyocell纖維的制備方法，包括(1)將熒光物質(zhì)均勻分散到含水量為20％～40％的NMMO水溶液中形成懸濁液；(2)按質(zhì)量比5～20∶100將纖維素漿粕與上述懸濁液加入到溶解裝置中，在70～120℃下攪拌并減壓蒸餾除去水分，生成熒光物質(zhì)/纖維素/NMMO水溶液三元混合體系，即熒光Lyocell紡絲原液；(3)將上述熒光Lyocell紡絲原液的溫度調(diào)整至85～120℃，經(jīng)干濕法紡絲即可得熒光防偽Lyocell纖維。本發(fā)明綠色環(huán)保、工藝簡單；本發(fā)明的熒光防偽Lyocell纖維可實現(xiàn)紫外防偽、紅外防偽和雙波長防偽功能。
文檔編號D01F2/00GK102586917SQ201210006299
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2012年1月11日
發(fā)明者張慧慧, 楊革生, 胡學超, 邵惠麗, 陳超 申請人:東華大學