浅析国产防伪荧光缝纫线的制作

摘 要：本文从传统纺线工艺出发，通过添加紫外荧光粉、红外激发光粉、尼龙66粒子，经过造粒、切粒、纺丝、加捻、编线和上邦等步骤，并不断摸索每个步骤的最优化实验条件，最终形成合格的国产防伪荧光缝纫线产品，并通过了线密度、线断裂强度、荧光耐晒性能等各项物化指标测试，确保了其实际使用性能。

关键词：紫外荧光粉；红外激发光粉；尼龙66；造粒；纺丝；物化指标

1 引言

国家的护照质量从侧面反应了这个国家的整体工业水平，是国家的名片。护照中的缝纫线，以往一直采用进口，但是国产荧光线相比进口荧光线，有着成本低、荧光特性保持时间长、耐受性好等优点。但因尚处于生产工艺摸索阶段，国产荧光线同时存在了生产损耗大、断裂强度差、不光滑、在机台上容易打结断裂等现象。期望能够找到一种合适的纺丝材料，添加荧光剂，最终制成符合标准要求的荧光线产品[1]。

2 制作方法

2.1 实验所需原材料

实验经过造粒、纺丝、加捻、编线和上邦等步骤。

2.2 造粒

红外激发光粉、紫外荧光粉及尼龙66粒子的质量比为1：3：16。

先将红外激发光粉与紫外荧光粉充分混匀，然后用恒温干燥箱将混合后的粉体在105℃下干燥90min。

将干燥后的粉体材料与尼龙66粒子充分混合，随后分批倒入螺杆挤出造粒机的料斗中，通过加料杆的转动（加料杆转速为20～30转/分），将粒子慢慢送入机器内部。

由螺杆与十个机筒的配合（十个机筒温度设定值依次为：260℃—275℃—275℃—275℃—275℃—270℃—270℃—260℃—260℃—260℃），实现对混合粒子的粉碎、軟化、熔融和压实，并向机头内的成型模具连续均匀输送（螺杆转速为200～220转/分），由机头模具挤出直径约为2～3mm的熔体细流。主机的工作电流为7～8A。（工艺参数可根据现场状况作适当调整）

熔体细流经水浴冷却，成为有一定强度与韧性的长条状再生尼龙66固体。

将长条状再生尼龙66送入切粒机，调整切粒速度，使之与造粒机的挤出速度相匹配，形成造粒与切粒的连续性生产。切出的颗粒大小均匀一致，称为母粒。

2.3 纺丝

将造粒工艺中得到的母粒与尼龙66粒子以1：9的质量比均匀混合。

用旋转式烘箱将混合粒子在125℃条件下真空干燥16h以上，真空度为-0.1MPa。

在取出混合粒子之前，先往烘箱中投入约30g滑爽粉，箱体继续旋转1分钟使之分散均匀，随后将混合粒子转移至干燥瓶，密封放置。

纺油剂与纯净水以1：25的比例混合，置入纺丝箱中待用。

2.3.1 熔融

将干燥瓶中的粒子从料斗投入螺杆挤压机。粒子被熔融并由螺杆推进送入纺丝箱体，螺杆1至4区的温度分别为250℃—300℃—295℃—293℃，压力为750PSI（1大气压=14.5PSI），箱体的温度为310℃。在箱体中，熔体经纺丝计量泵定量输送至喷丝头，计量泵转速为21.5转/min。

2.3.2 喷丝

从喷丝板的毛细孔中挤出的熔体细流在纺丝甬道中冷却固化成纤维，喷丝板的孔数为24孔，孔径为d=0.3mm，喷出的纱线密度为105D（线密度与计量泵转速、喷丝板孔数及孔径等因素都有关，可调节）。

2.3.3 卷绕

上油后由吸枪作导引将初生纤维通过卷绕机卷绕在筒管上，吸枪的工作速度为3000m/min，纺丝速度为3500m/min。（工艺参数可根据现场状况作适当调整）

2.3.4 拉伸

将2.3.3得到的初生纤维置于牵伸机上，每两股合并为一股使之同步拉伸，得到所需线密度为210D的单纱。拉伸是通过在加热条件下，上、下牵伸辊的转速不同而完成的，上、下牵伸辊的转速比为1：1.44，最终的卷绕速度为450m/min。得到白色带有防伪功能的单股线。

注：纺丝速度为3200m/min的初生纤维，其拉伸倍数为1.52。

2.4 加捻

将2.3.4得到的白色带有防伪功能的单股线，放置于加捻机上以4.5的捻度进行加捻。

2.5 编线

原材料为2.4加工得到的单股带有防伪功能的白色线、辅线2804、辅线2908。将三种不同颜色的单股线放置于编线机上，机器以每小时9米的速度，以编结的方法进行编织。由于三股单纱粗细不一致，经过捻线机两次加捻后（第一次为S捻，第二次为Z捻），各股单纱的宽紧度不一样，在缝纫过程中三股线受力不均易造成断裂。针对这一问题，将有荧光的单纱也喷成210D后加捻，提高其使用性能。

2.6 上邦

1728型硅蜡放入上邦设备的料斗中，把2.5中由编织机编织好的线，以一定速度通过料斗涂上硅（下转第256页）（上接第254页）蜡，以增加成品线的滑爽性。

3 分析指标

缝纫线技术指标、检测方法[2-4]及分析结果如下：

有关国产荧光缝纫线的各项技术指标均已通过理化测试，关键在于完善各部分生产工艺，使之在大生产中具有较好的使用性能。

4 结论

环境温湿度对初生纤维的质量影响很大，干燥、炎热或寒冷的气候条件均极容易造成纤维的断裂。经过实验对比发现，温度为23～25℃，湿度为56～60%的环境条件较适宜纺丝。

加捻工艺的实施过程中，在捻度的选择上需要平衡好纤维强度和光滑度的关系。编线的方式和编结度经过了反复试验，摸索出了荧光防伪缝纫线强度最高、表面最光滑的工艺条件。

通过上邦处理，在线的表面形成坚固、润滑的树脂保护层防止磨损和松散，产品在缝纫机上使用性能良好，表面附着力较强的树脂，大大改善了因长时间使用，机台上积腊的现象。

由此生产的护照专用荧光防伪缝纫线，严格按照国际和国家标准进行了试验检测，保证了其使用性能符合包括ICAO在内的国际标准[5]。具有高度耐磨、防霉、防腐、防潮的性能，在常温下缝入护照或不打开原包装保存时，荧光特性保持大于10年。

参考文献：

[1]刘尊忠，黄敏，姜东升.防伪印刷与应用[M].北京：印刷工业出版社，2008.

[2] ISO/IEC 18745-1 Test methods for machine readable travel documents （MRTD） and associated devices—Part 1： Physical test methodsfor passport books （durability），2018.

[3] ISO/IEC 10373-1 Identification cards test methods. Second edition， 2006.

[4] DIN EN ISO 9227 Corrosion tests in artificial atmospheres salt spray tests，2012.

[5] ICAO Machine readable travel documents technical report. V3.2， 2006.

作者简介：

吴海燕（1985- ），女，江苏太仓人，硕士研究生，化工新材料中级工程师，从事安全防伪证件用新材料制作和推广工作。