[发明专利]一种蓄光纤维、其制造方法及蓄光织物

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄光纤维、其制造方法及由该蓄光纤维制得的蓄光织物。

背景技术

蓄光纤维是一种新型的纺织材料，这种纤维在可见光照射后，能将光储存于纤维之中，当将其置于黑暗状态下时，纤维可持续发光相当一段时间，可以广泛应用于休闲服装、礼服、警示服装、装饰品、安全标志等领域以满足各种不同场合的需要。

蓄光纤维的开发技术与无机发光材料的性能密切相关，传统荧光粉因稳定性差、具有放射性等缺点而难以用于开发具有实用价值的蓄光纤维。

目前蓄光纤维的制备技术可以分为三种方法：（1）涂层法；（2）复合纺丝法；（3）共混纺丝法。

专利CN1346857公开了一种可发光的涂层组合物，是由粘合剂和可发光纤维组成的涂层组合物，用于物体的标记。涂层或印花的方法相对简单，可适用于多种纤维和织物，但是它易于剥落，使用寿命较短。

专利CN1349007A公开了一种发光复合纤维，该复合纤维为芯壳型复合纤维，由夜光性颜料的聚酯树脂或聚烯烃树脂作芯成分、不含有夜光性颜料的聚酯树脂作壳成分，但是处于芯中的蓄光粒子的蓄光效果由于壳成分的阻碍表现不明显。

共混纺丝法是较常用的制备发光纤维的方法。共混纺丝法又分为直接共混法和母粒共混法。直接共混法由于蓄光剂与聚合物流动速度不一，蓄光剂分布不均。专利CN1374415公开了一种稀土夜光纤维的制造方法，是在增粘聚酯切片中加入夜光剂及纳米助剂制成夜光母粒后与大有光聚酯切片共混纺丝，但这种纤维的强度偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长效蓄光纤维、该纤维的制造方法以及由这种纤维制成的织物。这种纤维的持续发光时间长，且蓄光剂的添加不会对纤维的强度产生影响，纤维织物洗涤多次后仍能够维持较长的发光时间。

本发明的技术解决方案是：

一种蓄光纤维，由有光聚合物和蓄光剂混合后经过螺杆挤出后制备而成，其中蓄光剂的含量为10～25wt%；所述蓄光剂为稀土铝酸盐，其粒径为1～20μm，蓄光剂平均粒径d与纤维直径D的比值为0.5以下。

本发明所使用的蓄光剂为经过Eu²⁺激活的碱土金属铝酸盐，其化学稳定性好，无毒、无放射性、亮度高、发光时间长、耐热温度在220℃以上。纤维中蓄光剂的含量为10～25wt%，当纤维中蓄光剂含量小于10wt%时，纤维单位体积蓄光剂的量比较少，达不到长效蓄光效果；而当纤维中蓄光剂含量大于25%时，由于蓄光剂的大量存在，聚合物的纺丝性变差、纤维的物性降低。其含量优选15～20wt%，在该范围内，纤维既能够达到长效的蓄光效果，其物性也不会因蓄光剂的存在而降低。

本发明所使用的蓄光剂的粒径为1～20μm，其粒径越小，在聚合物中的分散性越好,但是如果蓄光剂的粒径太小的话，在加工过程中，蓄光剂容易渗透到纤维表面导致蓄光织物在洗涤之后的蓄光性能大幅下降。蓄光剂的粒径优选5～15μm。本发明蓄光剂的粒径d与纤维直径D的比值在0.5以下，这样在保证蓄光剂良好分散性的同时又能保证聚合物好的制丝性。如果蓄光剂的粒径d与纤维直径D的比值大于0.5，由于蓄光剂的粒径比较大，纺丝过程中容易在过滤网处形成堆积，导致纺丝压力上升，最终得到纤维中蓄光剂含量与初始添加量不符，蓄光效果不明显。

上述有光聚合物为其中钛化合物的含量小于0.2wt%的大有光聚合物，优选有光聚酯或有光聚酰胺。

上述纤维的强度为3.0cN/dtex以上，伸度为20～50%，持续发光时间在6小时以上。

本发明所述的蓄光纤维的制造方法是，将蓄光剂通过容积式粉体添加装置进行添加，与有光聚合物混合后经过螺杆挤出制得蓄光纤维；所述蓄光剂的添加量为最终蓄光纤维总量的10～25wt%；所述蓄光剂为稀土铝酸盐，其粒径为1～20μm，蓄光剂平均粒径d与纤维直径D的比值为0.5以下。

将有光聚合物切片导入到设置在螺杆挤出机进料口正上方的料仓的同时，通过开口配管向料仓中连续添加蓄光剂；所说开口配管设置在从料仓内切片堆积部分的下方起向上至切片堆积高度的10%～50%位置处正上方竖直向下的位置。

本发明还涉及一种蓄光织物，该织物中至少含有50wt%上述蓄光纤维，并且该织物经过50次洗涤后的持续发光时间为6小时以上。将该蓄光织物染色，测试其耐光、摩擦色牢度均在4级以上。

本发明所得蓄光纤维具有良好的可纺性能，物理性能与一般聚酯/聚酰胺纤维相近。且纤维的制造方法成本低、易于操作。由这种纤维制备得到的织物经过多次洗涤之后仍能保持较长的发光时间。