防偽紡織面料的發(fā)展

劉明程 李青山 李 君 洪 偉

(燕山大學(xué)亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學(xué)國家重點實驗室，秦皇島，066004)

當(dāng)今，一些假冒偽劣商品出現(xiàn)在市場的各個角落，且屢禁不止，國內(nèi)外一些不法商人為了獲取高額利潤，甘冒違法犯罪風(fēng)險，專門仿冒名牌暢銷產(chǎn)品。因此在浩瀚的商品海洋中，要想有效地打擊假冒犯罪活動，讓廣大人民群眾識別商品的真?zhèn)?，就必須依靠防偽技術(shù)。隨著社會的發(fā)展、科技的進步，以及大眾消費者對紡織品不同功能的需要，紡織面料正被賦予更加舒適、美觀及多功能等各種性能。防偽紡織品的開發(fā)目前在國內(nèi)外處于起步階段，真正具有生產(chǎn)規(guī)模的防偽紡織企業(yè)很少，因此開發(fā)防偽紡織品具有廣闊的市場前景。紡織品的防偽手段五花八門，但是以現(xiàn)階段紡織行業(yè)中名優(yōu)產(chǎn)品的防偽手段來看，其效果非常有限。紡織品防偽的難點主要在于：①一般的防偽措施都會對織物的外觀產(chǎn)生可察覺的影響;②防偽技術(shù)的應(yīng)用會增加產(chǎn)品的生產(chǎn)成本;③一般的防偽技術(shù)很難符合現(xiàn)行紡織品的生產(chǎn)工藝。

1 紡織品的防偽手段

目前，國內(nèi)的紡織品防偽手段主要有商標(biāo)防偽、洗麥防偽、激光雕刻紐扣防偽、半隱形圖案夾里、防偽縫紉線以及人民幣真鈔吊牌防偽［1］等幾種。雖然上述紡織品防偽技術(shù)多種多樣，但是這些涉及了商標(biāo)圖案和文字的標(biāo)記標(biāo)識物與產(chǎn)品本身是分離的，是最容易被仿冒的部分，而且還可能被假冒者以“真標(biāo)牌、假商品”的手段以假亂真。因此，一種新的防偽技術(shù)——標(biāo)識圖案紡織技術(shù)，在紡織品防偽應(yīng)用中逐漸發(fā)展起來。標(biāo)識圖案防偽技術(shù)采用高科技手段與織造技術(shù)相結(jié)合，在面料特定部位有光學(xué)隱形文字、手感線溫變識別和干涉光學(xué)變色等圖案，可以用手摸、眼看或化學(xué)儀器來識別［2］。標(biāo)識圖案防偽技術(shù)的先進性在于直接在織物面料上防偽，在面料的生產(chǎn)過程中，防偽標(biāo)識隨之產(chǎn)生，大大增加了假冒仿造的難度。

2 標(biāo)識圖案防偽技術(shù)的發(fā)展

2.1 變色材料防偽

2.1.1 光致變色防偽材料

光致變色現(xiàn)象是指一種物質(zhì)在受到一定波長的光照射時，發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)而引起其結(jié)構(gòu)改變，最終導(dǎo)致其吸收光譜發(fā)生很大變化，使物質(zhì)本身呈現(xiàn)另一種顏色的現(xiàn)象。該化學(xué)反應(yīng)在一定波長的光照射下是可逆的，即可恢復(fù)到原來的顏色。

近年來，基于人們對于服飾防偽性、美觀性及娛樂性的追求，許多國家都加強了對于光致變色纖維及其制品的開發(fā)與研究。目前，人們將光致變色物質(zhì)應(yīng)用于纖維及其制品上的途徑可分為三類：①采用微膠囊技術(shù)，用天然或合成的聚合物或微生物皮膜經(jīng)過相分離、界面反應(yīng)法、物理法等將光致變色化合物與其他助劑一起包裹成幾微米到幾十微米的小球，然后將含這種微膠囊的聚合物溶液涂覆在纖維上并進行熱處理，使其在纖維表面成為凝膠狀。這種微膠囊有效地避免了外界環(huán)境變化及其他雜質(zhì)對光致變色化合物的影響，提高了它的抗氧化性能，從而有效延長了使用時間。如日本東亞和鐘紡公司的商品［3］。②采用涂料印染法，即將光致變色染料粉末均勻混入有機溶液類黏合劑中，然后將此色漿印染在織物上，經(jīng)過織物前處理、印花、焙烘、水洗、烘干等基本程序，獲得光致變色織物。這種方法對纖維種類的選擇性很寬泛，對棉、毛、絲、麻、化纖等織物都適用。③原液著色，指將光致變色化合物均勻地分散在各種化學(xué)纖維的紡絲原液中，然后進行紡絲，制取光致變色纖維的方法分為熔融紡絲和溶液紡絲［4-5］。

王劍紅等［6］研究了陽離子可染滌綸的染色機理以及陽離子染料的染色特性，確定了陽離子可染滌綸織物的最佳染色工藝;并利用新開發(fā)的變色紗線，通過組織搭配及經(jīng)緯紗線配合巧妙地將防偽紗線織制的圖案隱藏在織物中，設(shè)計出在特定光源照射下圖案能顯示特殊的光澤和顏色的梭織產(chǎn)品。

武繼松等［7］以光致發(fā)光滌綸紡制的紗線與苧麻/棉混紡紗線為原料，利用經(jīng)緯紗線排列順序的不同，在織物表面織成各種不同的隱形花型圖案。該隱形模紋防偽織物在紫外燈的照射下可顯示出熒光圖案。

2.1.2 熱敏變色防偽材料

熱敏變色纖維是指隨外界環(huán)境溫度的變化纖維顏色也隨之發(fā)生變化的新型智能纖維。熱敏變色纖維的防偽原理是外界溫度的改變使纖維內(nèi)部或表面的熱敏變色體分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致纖維顏色的改變。當(dāng)溫度降低時，熱敏變色體的分子結(jié)構(gòu)恢復(fù)到原來的狀態(tài)，纖維顏色也隨之復(fù)原。相對于光敏染料，國內(nèi)外對熱敏染料的研究更為豐富。制造熱敏變色纖維的方法主要是將熱敏變色劑染料通過共聚、共混、交聯(lián)及后整理等方法填充到纖維內(nèi)部或涂覆于纖維表面［8］。

目前熱敏變色微膠囊技術(shù)是國內(nèi)研究熱敏變色材料的熱點之一。張忠信等［9］單因素分析了熱敏變色微膠囊的制備條件，并探討了其性能以及在真絲綢印花中的應(yīng)用。結(jié)果表明，真絲織物經(jīng)過其制備的熱敏微膠囊印花工藝處理后，具有明顯的變色效果。這種微膠囊技術(shù)還廣泛應(yīng)用于熱敏性變色涂料行業(yè)，尤其是在紡織品印花方面，近十年來更是發(fā)展迅速，應(yīng)用前景非常廣闊。目前，國內(nèi)外已成功開發(fā)了多種系列的熱敏印花防偽紡織產(chǎn)品。例如日本松井色素化學(xué)工業(yè)株式會社生產(chǎn)的TC系列以及我國生產(chǎn)的RT系列，就是將熱致變色染料封于微膠囊中，微膠囊粒徑為3～5 μm，然后將微膠囊分散于黏合劑中，涂覆在基布上。據(jù)報道，用這種方法制成的熱敏變色印花織物可隨人體和周圍環(huán)境溫度的變化而呈現(xiàn)豐富多變的色彩，使服裝呈現(xiàn)出生動有趣的“動態(tài)”顏色效果。美國、英國、日本等是最先能夠生產(chǎn)熱敏變色涂料并掌握其加工技術(shù)的國家，我國在這方面的研究起步較晚。梁濤等［10］以環(huán)氧樹脂為壁材，采用咪唑類催化型固化劑進行固化，在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下對熱致變色材料進行微膠囊包封，制得了密封性能、透明性能、耐熱性能以及耐溶劑性能良好的可逆熱致變色微膠囊顆粒。

2.1.3 濕敏變色防偽材料

顏色隨周圍環(huán)境濕度的變化而發(fā)生變化的材料叫濕敏變色材料。變色的主要原理是空氣中一定數(shù)量的水分子能夠引起材料中濕敏變色體分子結(jié)構(gòu)的變化，從而對日光中可見光部分的吸收光譜發(fā)生變化。濕敏變色染料應(yīng)用于紡織品的印花加工可使紡織品具有一定的防偽功能。濕敏變色染料按其結(jié)構(gòu)可分為無機變色染料和有機變色染料兩類，無機類變色染料的主要成分是變色鈷復(fù)鹽，這種變色染料靈敏度低，顏色深度不高，因此現(xiàn)在使用較少。有機變色濕敏涂料的主要配方組成是變色體、增稠劑、敏化劑、黏合劑等，其中敏化劑的作用是使涂料變色更為靈敏。同時，為提高變色織物色澤的鮮艷度，還可加入一定量的增色體。濕敏變色印花和普通涂料的印花工藝基本相同，濕敏涂料可單獨使用，也可與普通涂料混用。北京紡織科學(xué)研究所研究出了一種由濕敏變色體、敏化劑、增色劑、成膜劑組成的基漿與增色劑配合而成的濕敏變色涂料，申請了中國專利［11］。其中濕敏變色體為CoCl2·6H2O(氯化鈷)、C6H13N4(六次甲基四胺)，敏化劑為CH4ON2(尿素)。該濕敏變色涂料主要用于非穿著性的紡織品，如窗簾、墻布等的印花。由于該類產(chǎn)品對大氣濕度敏感，而且與大氣的接觸面積大，因此該產(chǎn)品也可作為天氣“晴雨計”。日本御國色素公司生產(chǎn)的SA Medium 9208產(chǎn)品在常態(tài)下為白色，將其以一定花型圖案印制在紡織面料上，該產(chǎn)品則會因遇水后顯透明感而使得面料上的花型圖案消失［12］。習(xí)智華等［13］選用濕敏變色涂料，利用高分子材料在不同濕度下“相態(tài)”的不一致性，配制成4種不同色澤的濕敏印花色漿，并對該色漿進行了印花工藝實驗及性能測試。結(jié)果表明，該織物可在溫度為20～30℃，相對濕度為40%～90%的條件下可逆變色，變色效果極為明顯。上海市紡織科學(xué)研究院研制了一種新型濕敏印花紡織品防偽技術(shù)，用該技術(shù)生產(chǎn)的印花紡織品在常態(tài)下不會顯現(xiàn)印花圖案，而一旦被潤濕則立刻顯現(xiàn)出印花圖案。

2.2 紅外防偽法

近年來隨著紡織品防偽技術(shù)的發(fā)展，紅外防偽面料逐漸面世。紅外防偽面料是將鍍過金屬的微珠摻入面料中，由于鍍層金屬對可見光和紅外線的反射能力較強，對熱紅外線的衰減也較大，透過的能量較少，做紅外分析時可發(fā)現(xiàn)其與普通面料的區(qū)別。但由于金屬的特殊性質(zhì)，不利于與人體皮膚直接接觸，所以其應(yīng)用受到一定限制。

張輝等［14］采用化學(xué)鍍技術(shù)制備了鎳、銅和銀包覆于表面的微球，并將其應(yīng)用于織物涂層，制備出的面料被稱為紅外防偽面料。此外，該面料還具有電磁波屏蔽、熱防護等功能。

2.3 熒光纖維防偽技術(shù)

熒光纖維防偽技術(shù)是利用纖維混紡制造出具有熒光效應(yīng)的防偽面料。李宗仁等［15］利用稀土鋱(Tb)與苯甲酸合成，并通過溶膠-凝膠法混入無機SiO2，將其加入到聚丙烯中，通過熔融紡絲合成出了具有熒光性能的纖維。測試表明：溶膠-凝膠混合后的稀土配合物的平均顆粒尺寸小于100 nm，具有良好的熱穩(wěn)定性;同時，合成的纖維具有優(yōu)良的熒光和機械性能，可作為優(yōu)良的熒光防偽纖維。

張技術(shù)等［16］在熒光防偽技術(shù)的基礎(chǔ)上研究出了一種新型的光譜“指紋”防偽纖維。其防偽原理是利用在纖維生產(chǎn)原料中添加不同種類的稀土元素，使其在特定的激光照射下可以呈現(xiàn)出不同的發(fā)光譜線。如果原材料配方保密，該譜線很難被破譯或仿制，因而其具有唯一性，類似于人的指紋。為促進該纖維的產(chǎn)品開發(fā)，他們選取稀土鋁酸鍶、聚合物和無機透明色料為主要原料，制備了光譜“指紋”纖維樣品，這種光譜“指紋”防偽技術(shù)應(yīng)用于紡織品防偽具有非常強的防偽力度。

2.4 織造技術(shù)防偽法

織造技術(shù)防偽法是利用提花織造技術(shù)，在既滿足面料美觀又不影響手感的情況下，將特定標(biāo)志織入織物中，提高了面料的藝術(shù)附加值、科技含量及防偽水平。

江蘇蘇州圣龍絲織繡品有限公司［17］利用現(xiàn)代科技手段對傳統(tǒng)紗羅織造工藝進行改進，使企業(yè)標(biāo)識隨面料的生產(chǎn)同時織造出來，與面料形成一體。其工藝手段是在繼承古老傳統(tǒng)織造技藝的基礎(chǔ)上，融合當(dāng)代最先進的織造工藝并加以改進而成。該公司的胎記防偽面料是將普通面料生產(chǎn)工藝與提花紗羅織造工藝相結(jié)合，在普通面料中織入具有一定形狀的暗花紋。該工藝不僅不會影響面料的質(zhì)感、風(fēng)格和使用特性，還增加了面料的美觀程度，賦予了其特定的防偽標(biāo)識，經(jīng)過整理的防偽紗羅織物附加值大大提高。該技術(shù)可有效地提高服裝、服飾及家裝產(chǎn)品的信譽度，保護名優(yōu)品牌不受侵犯，同時使用金屬絞綜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線綜，解決了線綜易斷的難題。該新技術(shù)采用前后裝造，分區(qū)造機使絞經(jīng)與地經(jīng)能拉開前后交叉點，使梭子能順利來回迅速通過，顯著提高了織造速度，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。在此基礎(chǔ)上，燕山大學(xué)與圣龍公司合作，利用負(fù)離子添加技術(shù)，發(fā)明了能釋放負(fù)離子、發(fā)射遠紅外，集防偽、健康、美觀于一體的多功能織物面料，這是在傳承古老絲織品織造基礎(chǔ)上的又一重大發(fā)明。該技術(shù)還能夠生產(chǎn)高難度紗羅和提花紗羅面料，使紗羅產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)成為可能，實現(xiàn)了高端產(chǎn)品的機械化生產(chǎn)，是未來服裝、家紡行業(yè)的新亮點。該技術(shù)除了可以在現(xiàn)有絲綢面料(斜紋綢、素縐緞、雙縐等)上使用之外，還可用于羊毛、棉、麻、竹纖維等面料。該技術(shù)在國內(nèi)外處于領(lǐng)先地位。

3 結(jié)語

紡織品防偽技術(shù)在假冒偽劣商品橫行的今天顯得尤為重要。這也預(yù)示著在人們呼吁品牌保護的今天，防偽商標(biāo)的研究有著廣闊的市場前景。雖然變色染料能夠賦予紡織品可靠的防偽性能以及動態(tài)色彩效應(yīng)，但是由于該防偽技術(shù)剛剛出現(xiàn)，其加工技術(shù)并不成熟，而且家用紡織品對色牢度等印染要求較高，所以依靠印染工藝的防偽紡織品應(yīng)用受到很大限制。

隨著人們追求正品、綠色、環(huán)保理念的不斷深入和對穿著服飾面料要求的不斷提高，織造防偽技術(shù)逐漸出現(xiàn)在人們的視野，走入人們的日常生活，產(chǎn)業(yè)前景良好。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紡織品防偽技術(shù)會越來越高科技化、實用化，中國的防偽紡織面料生產(chǎn)必將進入一個快速發(fā)展階段。

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