淺析國產(chǎn)防偽熒光縫紉線的制作

摘 要：本文從傳統(tǒng)紡線工藝出發(fā)，通過添加紫外熒光粉、紅外激發(fā)光粉、尼龍66粒子，經(jīng)過造粒、切粒、紡絲、加捻、編線和上邦等步驟，并不斷摸索每個(gè)步驟的最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，最終形成合格的國產(chǎn)防偽熒光縫紉線產(chǎn)品，并通過了線密度、線斷裂強(qiáng)度、熒光耐曬性能等各項(xiàng)物化指標(biāo)測(cè)試，確保了其實(shí)際使用性能。

關(guān)鍵詞：紫外熒光粉；紅外激發(fā)光粉；尼龍66；造粒；紡絲；物化指標(biāo)

1 引言

國家的護(hù)照質(zhì)量從側(cè)面反應(yīng)了這個(gè)國家的整體工業(yè)水平，是國家的名片。護(hù)照中的縫紉線，以往一直采用進(jìn)口，但是國產(chǎn)熒光線相比進(jìn)口熒光線，有著成本低、熒光特性保持時(shí)間長、耐受性好等優(yōu)點(diǎn)。但因尚處于生產(chǎn)工藝摸索階段，國產(chǎn)熒光線同時(shí)存在了生產(chǎn)損耗大、斷裂強(qiáng)度差、不光滑、在機(jī)臺(tái)上容易打結(jié)斷裂等現(xiàn)象。期望能夠找到一種合適的紡絲材料，添加熒光劑，最終制成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的熒光線產(chǎn)品[1]。

2 制作方法

2.1 實(shí)驗(yàn)所需原材料

實(shí)驗(yàn)經(jīng)過造粒、紡絲、加捻、編線和上邦等步驟。

2.2 造粒

紅外激發(fā)光粉、紫外熒光粉及尼龍66粒子的質(zhì)量比為1：3：16。

先將紅外激發(fā)光粉與紫外熒光粉充分混勻，然后用恒溫干燥箱將混合后的粉體在105℃下干燥90min。

將干燥后的粉體材料與尼龍66粒子充分混合，隨后分批倒入螺桿擠出造粒機(jī)的料斗中，通過加料桿的轉(zhuǎn)動(dòng)（加料桿轉(zhuǎn)速為20～30轉(zhuǎn)/分），將粒子慢慢送入機(jī)器內(nèi)部。

由螺桿與十個(gè)機(jī)筒的配合（十個(gè)機(jī)筒溫度設(shè)定值依次為：260℃—275℃—275℃—275℃—275℃—270℃—270℃—260℃—260℃—260℃），實(shí)現(xiàn)對(duì)混合粒子的粉碎、軟化、熔融和壓實(shí)，并向機(jī)頭內(nèi)的成型模具連續(xù)均勻輸送（螺桿轉(zhuǎn)速為200～220轉(zhuǎn)/分），由機(jī)頭模具擠出直徑約為2～3mm的熔體細(xì)流。主機(jī)的工作電流為7～8A。（工藝參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場狀況作適當(dāng)調(diào)整）

熔體細(xì)流經(jīng)水浴冷卻，成為有一定強(qiáng)度與韌性的長條狀再生尼龍66固體。

將長條狀再生尼龍66送入切粒機(jī)，調(diào)整切粒速度，使之與造粒機(jī)的擠出速度相匹配，形成造粒與切粒的連續(xù)性生產(chǎn)。切出的顆粒大小均勻一致，稱為母粒。

2.3 紡絲

將造粒工藝中得到的母粒與尼龍66粒子以1：9的質(zhì)量比均勻混合。

用旋轉(zhuǎn)式烘箱將混合粒子在125℃條件下真空干燥16h以上，真空度為-0.1MPa。

在取出混合粒子之前，先往烘箱中投入約30g滑爽粉，箱體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)1分鐘使之分散均勻，隨后將混合粒子轉(zhuǎn)移至干燥瓶，密封放置。

紡油劑與純凈水以1：25的比例混合，置入紡絲箱中待用。

2.3.1 熔融

將干燥瓶中的粒子從料斗投入螺桿擠壓機(jī)。粒子被熔融并由螺桿推進(jìn)送入紡絲箱體，螺桿1至4區(qū)的溫度分別為250℃—300℃—295℃—293℃，壓力為750PSI（1大氣壓=14.5PSI），箱體的溫度為310℃。在箱體中，熔體經(jīng)紡絲計(jì)量泵定量輸送至噴絲頭，計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為21.5轉(zhuǎn)/min。

2.3.2 噴絲

從噴絲板的毛細(xì)孔中擠出的熔體細(xì)流在紡絲甬道中冷卻固化成纖維，噴絲板的孔數(shù)為24孔，孔徑為d=0.3mm，噴出的紗線密度為105D（線密度與計(jì)量泵轉(zhuǎn)速、噴絲板孔數(shù)及孔徑等因素都有關(guān)，可調(diào)節(jié)）。

2.3.3 卷繞

上油后由吸槍作導(dǎo)引將初生纖維通過卷繞機(jī)卷繞在筒管上，吸槍的工作速度為3000m/min，紡絲速度為3500m/min。（工藝參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場狀況作適當(dāng)調(diào)整）

2.3.4 拉伸

將2.3.3得到的初生纖維置于牽伸機(jī)上，每兩股合并為一股使之同步拉伸，得到所需線密度為210D的單紗。拉伸是通過在加熱條件下，上、下牽伸輥的轉(zhuǎn)速不同而完成的，上、下牽伸輥的轉(zhuǎn)速比為1：1.44，最終的卷繞速度為450m/min。得到白色帶有防偽功能的單股線。

注：紡絲速度為3200m/min的初生纖維，其拉伸倍數(shù)為1.52。

2.4 加捻

將2.3.4得到的白色帶有防偽功能的單股線，放置于加捻機(jī)上以4.5的捻度進(jìn)行加捻。

2.5 編線

原材料為2.4加工得到的單股帶有防偽功能的白色線、輔線2804、輔線2908。將三種不同顏色的單股線放置于編線機(jī)上，機(jī)器以每小時(shí)9米的速度，以編結(jié)的方法進(jìn)行編織。由于三股單紗粗細(xì)不一致，經(jīng)過捻線機(jī)兩次加捻后（第一次為S捻，第二次為Z捻），各股單紗的寬緊度不一樣，在縫紉過程中三股線受力不均易造成斷裂。針對(duì)這一問題，將有熒光的單紗也噴成210D后加捻，提高其使用性能。

2.6 上邦

1728型硅蠟放入上邦設(shè)備的料斗中，把2.5中由編織機(jī)編織好的線，以一定速度通過料斗涂上硅（下轉(zhuǎn)第256頁）（上接第254頁）蠟，以增加成品線的滑爽性。

3 分析指標(biāo)

縫紉線技術(shù)指標(biāo)、檢測(cè)方法[2-4]及分析結(jié)果如下：

有關(guān)國產(chǎn)熒光縫紉線的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均已通過理化測(cè)試，關(guān)鍵在于完善各部分生產(chǎn)工藝，使之在大生產(chǎn)中具有較好的使用性能。

4 結(jié)論

環(huán)境溫濕度對(duì)初生纖維的質(zhì)量影響很大，干燥、炎熱或寒冷的氣候條件均極容易造成纖維的斷裂。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，溫度為23～25℃，濕度為56～60%的環(huán)境條件較適宜紡絲。

加捻工藝的實(shí)施過程中，在捻度的選擇上需要平衡好纖維強(qiáng)度和光滑度的關(guān)系。編線的方式和編結(jié)度經(jīng)過了反復(fù)試驗(yàn)，摸索出了熒光防偽縫紉線強(qiáng)度最高、表面最光滑的工藝條件。

通過上邦處理，在線的表面形成堅(jiān)固、潤滑的樹脂保護(hù)層防止磨損和松散，產(chǎn)品在縫紉機(jī)上使用性能良好，表面附著力較強(qiáng)的樹脂，大大改善了因長時(shí)間使用，機(jī)臺(tái)上積臘的現(xiàn)象。

由此生產(chǎn)的護(hù)照專用熒光防偽縫紉線，嚴(yán)格按照國際和國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了試驗(yàn)檢測(cè)，保證了其使用性能符合包括ICAO在內(nèi)的國際標(biāo)準(zhǔn)[5]。具有高度耐磨、防霉、防腐、防潮的性能，在常溫下縫入護(hù)照或不打開原包裝保存時(shí)，熒光特性保持大于10年。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉尊忠，黃敏，姜東升.防偽印刷與應(yīng)用[M].北京：印刷工業(yè)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.

作者簡介：

吳海燕（1985- ），女，江蘇太倉人，碩士研究生，化工新材料中級(jí)工程師，從事安全防偽證件用新材料制作和推廣工作。