淺析國產防偽熒光縫紉線的制作

摘 要：本文從傳統紡線工藝出發，通過添加紫外熒光粉、紅外激發光粉、尼龍66粒子，經過造粒、切粒、紡絲、加捻、編線和上邦等步驟，并不斷摸索每個步驟的最優化實驗條件，最終形成合格的國產防偽熒光縫紉線產品，并通過了線密度、線斷裂強度、熒光耐曬性能等各項物化指標測試，確保了其實際使用性能。

關鍵詞：紫外熒光粉；紅外激發光粉；尼龍66；造粒；紡絲；物化指標

1 引言

國家的護照質量從側面反應了這個國家的整體工業水平，是國家的名片。護照中的縫紉線，以往一直采用進口，但是國產熒光線相比進口熒光線，有著成本低、熒光特性保持時間長、耐受性好等優點。但因尚處于生產工藝摸索階段，國產熒光線同時存在了生產損耗大、斷裂強度差、不光滑、在機臺上容易打結斷裂等現象。期望能夠找到一種合適的紡絲材料，添加熒光劑，最終制成符合標準要求的熒光線產品[1]。

2 制作方法

2.1 實驗所需原材料

實驗經過造粒、紡絲、加捻、編線和上邦等步驟。

2.2 造粒

紅外激發光粉、紫外熒光粉及尼龍66粒子的質量比為1：3：16。

先將紅外激發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的料斗中，通過加料桿的轉動（加料桿轉速為20～30轉/分），將粒子慢慢送入機器內部。

由螺桿與十個機筒的配合（十個機筒溫度設定值依次為：260℃—275℃—275℃—275℃—275℃—270℃—270℃—260℃—260℃—260℃），實現對混合粒子的粉碎、軟化、熔融和壓實，并向機頭內的成型模具連續均勻輸送（螺桿轉速為200～220轉/分），由機頭模具擠出直徑約為2～3mm的熔體細流。主機的工作電流為7～8A。（工藝參數可根據現場狀況作適當調整）

熔體細流經水浴冷卻，成為有一定強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，調整切粒速度，使之與造粒機的擠出速度相匹配，形成造粒與切粒的連續性生產。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的質量比均勻混合。

用旋轉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，箱體繼續旋轉1分鐘使之分散均勻，隨后將混合粒子轉移至干燥瓶，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。粒子被熔融并由螺桿推進送入紡絲箱體，螺桿1至4區的溫度分別為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，熔體經紡絲計量泵定量輸送至噴絲頭，計量泵轉速為21.5轉/min。

2.3.2 噴絲

從噴絲板的毛細孔中擠出的熔體細流在紡絲甬道中冷卻固化成纖維，噴絲板的孔數為24孔，孔徑為d=0.3mm，噴出的紗線密度為105D（線密度與計量泵轉速、噴絲板孔數及孔徑等因素都有關，可調節）。

2.3.3 卷繞

上油后由吸槍作導引將初生纖維通過卷繞機卷繞在筒管上，吸槍的工作速度為3000m/min，紡絲速度為3500m/min。（工藝參數可根據現場狀況作適當調整）

2.3.4 拉伸

將2.3.3得到的初生纖維置于牽伸機上，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、下牽伸輥的轉速不同而完成的，上、下牽伸輥的轉速比為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，放置于加捻機上以4.5的捻度進行加捻。

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上，機器以每小時9米的速度，以編結的方法進行編織。由于三股單紗粗細不一致，經過捻線機兩次加捻后（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型硅蠟放入上邦設備的料斗中，把2.5中由編織機編織好的線，以一定速度通過料斗涂上硅（下轉第256頁）（上接第254頁）蠟，以增加成品線的滑爽性。

3 分析指標

縫紉線技術指標、檢測方法[2-4]及分析結果如下：

有關國產熒光縫紉線的各項技術指標均已通過理化測試，關鍵在于完善各部分生產工藝，使之在大生產中具有較好的使用性能。

4 結論

環境溫濕度對初生纖維的質量影響很大，干燥、炎熱或寒冷的氣候條件均極容易造成纖維的斷裂。經過實驗對比發現，溫度為23～25℃，濕度為56～60%的環境條件較適宜紡絲。

加捻工藝的實施過程中，在捻度的選擇上需要平衡好纖維強度和光滑度的關系。編線的方式和編結度經過了反復試驗，摸索出了熒光防偽縫紉線強度最高、表面最光滑的工藝條件。

通過上邦處理，在線的表面形成堅固、潤滑的樹脂保護層防止磨損和松散，產品在縫紉機上使用性能良好，表面附著力較強的樹脂，大大改善了因長時間使用，機臺上積臘的現象。

由此生產的護照專用熒光防偽縫紉線，嚴格按照國際和國家標準進行了試驗檢測，保證了其使用性能符合包括ICAO在內的國際標準[5]。具有高度耐磨、防霉、防腐、防潮的性能，在常溫下縫入護照或不打開原包裝保存時，熒光特性保持大于10年。

參考文獻：

[1]劉尊忠，黃敏，姜東升.防偽印刷與應用[M].北京：印刷工業出版社，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，化工新材料中級工程師，從事安全防偽證件用新材料制作和推廣工作。