[發明專利]發紅光長余輝熒光纖維的制備方法

有效

• 申請號: 201610134614.8
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105780169B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 朱亞楠;逄增媛;劉水平;葛明橋
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D01F1/10
• 分類號: D01F1/10;D01F6/92
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙)32104
• 代理人: 殷紅梅,劉海

技術領域

本發明涉及一種發紅光長余輝熒光纖維的制備方法，屬于功能紡織材料技術領域。

背景技術

隨著科學技術的發展，單一性能的纖維原料已經不能滿足人們日益增長的功能性紡織品的需求，而同時纖維本身的安全性和環保性也越來越受到人們的重視。江蘇省作為紡織大省引領著全國紡織業的發展，近年來，隨著我省工業的飛速發展，長余輝材料種類的豐富與性能的完善及紡絲工藝、設備的成熟，稀土夜光纖維應運而生并取得了一定的研究成果。夜光纖維是一種新型的功能性纖維材料，其科技含量高，在無光照時自身發出光。稀土夜光纖維是以成纖聚合物為基材，在紡絲過程中添加發光材料和有色顏料及紡絲助劑，采用熔融紡絲方法制備而成的具有蓄光-發光功能的新型功能性纖維。稀土夜光纖維發光過程主要是吸收光能-光能貯存-光能釋放，當激發光照射到纖維表面時，纖維內部的發光材料吸收光能，稀土離子外層電子躍遷至激發態并將光能儲存起來；移去激發光源，電子躍遷至基態，將吸收的能量以光的形式釋放出來，產生發射光。生產夜光纖維所采用的發光材料為堿土鋁酸鹽長余輝發光材料，該發光材料具有優良的發光性能，且不具有放射性，對人體和環境不會產生危害。將夜光纖維用于兒童服裝，可提高兒童在夜間行走的安全性，同時還可增加兒童服裝的童趣性；將夜光纖維用于夜間作業的工作服裝，比如礦井工人的工作服，為夜間工作人員的工作提供便利條件，且在危險事故發生時，夜光纖維的自發光功能便于搜救工作的展開，為救援工作提供幫助；將夜光纖維用于刺繡產品的開發，是高科技與傳統工藝的完美結合，為傳統刺繡產品的創新提出了新思路，有利于提高刺繡產品的工藝美術性及收藏價值；將夜光纖維用于毛絨玩具，提高了毛絨玩具的玩賞性，大大拓寬毛絨玩具的銷售市場。夜光纖維可用于各類日常生活、休閑娛樂及交通運輸等方面，為人類提供更加便利、豐富的生活條件。

夜光纖維的發展最早可以追溯到1998年，德國的一家公司首先開發了一種在無光照情況下發射綠光的纖維，采用硫化鋅為發光材料，將發光材料、紡絲助劑等添加到紡絲基材中制備而成，采用此方法制備的纖維初始亮度較高但是余輝時間太短，而且放置在空氣中很容易老化，因此該纖維并未得到廣泛的應用。2002年，美國一家公司為彌補不足，采用添加放射性同位素鉅147的硫化鋅為發光材料，制成一種夜光纖維，夜光纖維的發光亮度得到了一定程度的提高，但是放射性元素的添加對人體和環境產生了相應的危害，因此該夜光纖維也沒有得到很好的研究應用。從21世紀初(2000年)開始，日本的研究者對夜光纖維的研發做出了重要貢獻，2004年，E.Shim研制了一種皮芯雙組分夜光纖維，該纖維以發光材料做芯成分或殼成分，以纖維基質做殼成分或芯成分，通過特種紡絲制成皮芯結構的夜光纖維，并對該纖維的發光性能和機械性能進行了研究。還有些日本學者對皮芯結構的夜光纖維的不發光部分進行染色，使得纖維在有光照時呈現出豐富多彩的顏色，但該纖維染色后的亮度在很大程度上降低了。

在國內，2003年司春雷采用了熱塑性材料聚丙烯和稀土鋁酸鹽發光材料共混，熔融紡絲的方法制備了長余輝發光聚丙烯纖維。研究結果顯示：該纖維具有較好的發光性能，余輝時間能達到10小時以上；纖維中蓄光材料含量增加，其物理機械性能下降，余輝時間和亮度增加；蓄光材料含量為5％時，各項性能較好，但隨后卻未見報道。2004年江南大學與江蘇國達公司聯合成功研制了稀土夜光纖維，并產業化，隨后得到了廣泛的應用研究。通過研究指出無機顏料會對光進行選擇性地吸收，造成纖維的發射光譜不同。透明的無機顏料對光的選擇吸收會影響光在纖維內部的傳播，及纖維內SrAl₂O₄:Eu²⁺，Dy³⁺稀土發光材料與顏料的作用力不同，導致添加不同顏色的纖維的發射光譜曲線存在差異。隨著夜光纖維的研究發展，纖維光色性能成為主要研究對象，閆彥紅等通過研究顏料對夜光纖維光色性能的影響得出結論：夜光纖維的顏色色相由所添加的顏料的色調決定，黃色和綠色的夜光纖維亮度值相似。關于發光纖維顏料顏色陰影效果的程度越高對發光亮度影響越大；顏料顏色越深，發光纖維的發光亮度越低；顏料顏色越淺，發光亮度越高。有色顏料對夜光纖維的光色色相影響不明顯，仍為黃綠色光。夜光纖維的光色是以黃綠色光為主的復合光色，色純度都較低，顯色性能較好。