战略商机提示→简述国内外市场上变色纤维分类与防伪应用情况

（插播友情支持推广优秀企业产品广告：江苏无锡盛纤特邦工业材料有限公司成立于2005年，有着20多年的化纤研发生产经验，是中国国内地区领先的低熔点丝、欧根丝/加弹单丝等特殊化纤系列产品制造商，质量已经完全优于日本、韩国、美国等地区进口的诸多特殊化纤产品指标化纤丝，江苏无锡盛纤特邦工业材料有限公司的各种规格产品已经远销欧美、东南亚等国家，为中国低熔点丝、欧根丝/加弹单丝等特殊化纤系列产品在世界上一些发达国家打开了一扇扇出口大门，受到国内外诸多下游行业人士的高度赞赏和认可，也成为中国特殊化纤行业一颗璀璨的新星。此外，江苏无锡盛纤特邦工业材料有限公司还有丰富的化纤特种纤维的研发能力，涤纶皮芯复合低熔点DTY弹力丝为世界独创，该公司拳头产品也申请了专利，该产品可用经编织物，如裁片鞋面，水过滤器和各种聚酯笔头生产。）

商机提示关键片段：2016年期间，根据对80-90后年轻人甚至是00后年轻人进行采访获悉，这些新一代年轻人更加追求变幻莫测的世界，无论对任何事物不但产生强烈的好奇心，更是追求更加惊喜不断的感受。特别是随着消费者们对国内外面料服饰有了更新的要求，不但追求纤维面料材质要绿色、天然、环保、还要在颜色上追求更加新颖的设计理念，更加希望各类面料服装能够五彩缤纷才好呢，这也让变色纤维得到了国内外更多开发者的重新高度关注与认知，特别是变色纤维材料一般都是借助于现代高新技术，使面料纺织品的颜色或花型随着各种光照、温度、湿度的变化而呈现出由常规的“静态”变为若隐若现的“动态”的效果，给人以更多遐想的空间，也在面料纺织品以及服装领域得到了快速的发展，下游企业对该类产品将更加广泛的应用，变色纤维与纺织品的前景依然非常的广阔。另外，前不久听说了全球知名的先进材料和智能材料市场调研和行业分析供应商n-tech发布了《2015-2020变色材料市场分析报告》，该报告指出 2015年变色涂层和油墨的总产值仅为3.8亿美元，但到2020年，变色涂层和油墨市场收入预计将达到20亿美元。

一、概述

　　  所谓变色纤维是一种具有特殊组成或结构的、在受到光、热、水分或辐射等外界条件刺激后可以自动改变颜色的纤维。变色纤维目前主要品种有光致变色和温致变色两种。前者指某些物质在一定波长的光线照射下可以产生变色现象，而在另外一种波长的光线照射下(或热的作用)，又会发生可逆变化回到原来的颜色；后者则是指通过在织物表面粘附特殊微胶囊，利用这种微胶囊可以随温度变化而颜色变化的功能，而使纤维产生相应的色彩变化，并且这种变化也是可逆的。变色纤维品种主要集中在光致变色上。其实早在1989年，W．MARCKWALD 就首次发现了某些固体或液体化合物具有光致变色的性质，具有光敏变色特性的物质通常是一些具有异构体的有机物，如萘吡喃、螺呃嗪和降冰片烯衍生物等。这些化学物质因光的作用发生与两种化合物相对应的键合方式或电子状态的变化，可逆地出现吸收光谱不同的两种状态即可逆的显色、退色和变色。最早的应用实例是在越南战争时期，美国的CYANAMIDE公司为满足美军对作战服装的要求而开发的一种可以吸收光线后颜色改变的织物。而我国的东华大学采用淡黄绿色的三甲基螺呃嗪为光敏剂，与聚丙烯切片共混后制成切片经高温熔融纺丝形成的光敏纤维也具有良好的性能。这种纤维经过紫外线的照射后能迅速地由无色变为蓝色，光照停止后又可以迅速变为无色，并且具有良好的耐洗性能和一定的光照耐久性。相应的产品还有日本KANEBO公司的光敏变色织物，而由这种织物制成的T恤衫早在1989年就供应市场了。美国的CLEMSON大学和GEOR-GIA理工学院等几所大学最近已经开始研究改变光敏纤维的表面涂层材料，而使纤维的颜色能够实现自动控制。在民用领域，光敏变色纤维主要运用于娱乐服装、安全服和装饰品以及防伪标识上。

    另外，还有像一般的变色材料是指具有光、热、电等致变色性能的材料。特别是闪光变色纤维蝴蝶的翅膀和孔雀的羽毛在光的反射下更加美丽， 这是因为光的参与可使颜色效果更佳。基于这一原理，例如像日本的一位教授发明了闪光变色纤维。用这种纤维制成的织物色彩变化多端，令人神往．这种织物可用来制作服装和室内装饰等等。

二、变色纤维的类型

　　  变色纤维的类型大致分为光致变色纤维材料、热敏变色纤维材料和电致变色纤维材料和其他变色材料。

1.光致变色纤维材料

　　  一般光致变色材料发光过程包括激励、能量传输和复合三个主要过程。光致变色化合物的光致变色机理主要有：分子结构异构化、分子的离子裂解、分子的自由基解离、氧化还原反应、能级的变化。光致变色材料分有机类和无机类两种。有机类有螺吡喃衍生物、偶氮苯类衍生物等。该类变色材料的优点是：光发色和消色块，但热稳定性及抗氧化性差，耐疲劳性低，且受环境影响大。无机类有掺杂单晶的SrTiO3，能光致变色，它克服了有机光致变色材料热稳定抗氧性差，耐疲劳性低的缺点，且不受环境影响。但无机光致变色材料发色和消色较慢、粒径较大。光致变色纤维是将光致变色材料和高聚物共混通过溶液纺丝、共混纺丝或复合纺丝技术制得的纤维。

　　  上世纪70年代初，美国就将光致色化合物应用于衣料中，以达到军事伪装的目的。而光致变色纤维是在太阳光或紫外光等的照射下颜色会发生变化的纤维，当光线消失之后又会可逆地变回原来的颜色。其发光机理是一种微观的物理过程，其原子外层电子在光照的情况下可以从低能级跃迁到高能级，因此可以蓄光；但在黑暗中电子又可以从高能级恢复到低能级，因而又可以发光。自从1899年发现某些固体和液体的化合物有光敏性能以来，各种光敏材料的研究就引起了人们极大的兴趣。日本首先开发出光致变色复合纤维，并以此为基础制得了各种光敏纤维制品，如绣花丝绒、针织纱、机织纱等，用于装饰皮革、运动鞋、毛衣等，受到人们的广泛喜爱。运用这种纤维加工出来的产品具有新、奇、特的效果，可以制成服装、绳索、网、蓬布等，广泛应用于交通、安全、矿山、海上救生、海洋捕捞等行业之中，其市场前景十分看好。

　　光致变色纤维材料这方面有不少例子，比如腈纶织物采用带有变色分子的阳离子染料进行染整加工后，其在不同的光源下发生变色 ,故称变色针织物。匀染剂、酸剂对变色效果有一定的影响。实验结果表明：采用1227匀染剂和冰醋酸 ,织物的变色效果最佳。变色腈纶针织物烘干前必须进行开幅整理 ,烘干温度应在 98℃～100℃。由这种方法制备的纤维、织物在不同的光的波长下有不同的色调，都属于光致变色纤维织物。还有就是日本某公司将吸收350nm～400nm波长紫外线后由无色变为浅蓝色或深蓝色的螺呋喃类光敏物质包裹在微胶囊中，用于印花工艺制成光敏变色织物。微胶囊化可以提高光敏剂的抗氧化能力，从而延长使用寿命。采用这种技术生产的光敏变色T恤已经于1989年供应市场，近年来，国内也有类似的产品销售。

10年前市场上销售的日本钟纺和东丽生产的光敏变色服装就是利用对紫外线敏感的光致变色材料，其在室外时受到紫外线照射时，衣服上浮现出图案花纹，进入室内不受到紫外线照射时，图案就消失了，取得了良好的市场效果。目前，中国已能小批量生产有机光致变色涂料和染料，井可利用来生产变色 T恤衬衫。

2.热敏变色纤维

　　  热敏变色纤维是指随温度变化颜色发生变化的纤维。获得热敏变色纤维的方法除了将热敏变色剂充填到纤维内部外，还可将含热敏变色微胶囊的氯乙烯聚合物溶液涂于纤维表面，并经热处理使溶液成凝胶状来获得可逆的热敏变色功效。

　　  例如，1988年东丽公司开发了一种温度敏感织物Sway，这种织物是将热敏染料密封在直径3～4m的胶囊内，然后涂层在织物表面。这种玻璃基材的微胶囊内包含了三种主要成分：热敏变色性色素；与色素结合能显现另一种颜色的显色剂；在某一温度下能使相结合的色素和显色剂分离并能溶解色素或显色剂的醇类消色剂。调整3者组成比例就可以得到颜色随温度变化的微胶囊，而且这种变化是可逆的。它的基色有4种，但可以组合成64种不同的颜色，在温差超过5℃ 时发生颜色变化，温度变化范围是-40～85℃ ，针对不同的用途可以有不同的变色温度，例如滑雪服装的变色温度为ll～l9℃ ，妇女服装的变色温度为l3～22℃，灯罩布的变色温度为24～32℃等 。

　　  英国默克化学公司将热敏化合物掺到染料中去，再印染到织物上。染料由粘合剂树脂的微小胶囊组成，每个胶囊都有液晶，液晶能随温度的变化而呈现不同的折射率，使服装变幻出多种色彩。通常在温度较低时服装呈黑色，在28℃时呈红色，到33℃时则会变成蓝色，介于28～33℃会产生出其他各种色彩。目前，默克公司已掌握了精细地调整热敏变色材料的技术，使这种面料能在常温范围内显示出缤纷色彩 。

3.荧光防伪纤维

　　  荧光防伪纤维又称为安全纤维，一般可分为荧光和紫外荧光防伪纤维等等类别。红外荧光防伪纤维是指在红外光(波长通常在0．7-1．6μm)激发下能发射出多种不同的颜色(红、蓝、绿、黄色)的一种新型的防伪纤维。紫外荧光纤维是指在紫外光激发下会闪烁光彩，能发射出各种不同的颜色，当紫外光消失后，又能回复到原色的纤维。它又可分为长波长(365nm)荧光纤维和短波长(254nm)荧光纤维。也可以根据发射波长种类分为单波长、双波长等品种。紫外荧光纤维目前的制造方法主要有：熔融纺丝法、溶液纺丝法、表面涂层法等，不同的方法对生产工艺和紫外荧光化合物的要求侧重点不同。熔融纺丝法要求荧光化合物耐氧化耐日晒、耐高温；溶液纺丝法要求荧光化合物能溶解于纺丝原液中；表面涂层法工艺比较简单，但使用时受到环境的限制。如果选择不当，会造成部分荧光粒子处于纤维的表面或与成纤聚合物的相容性差，使制品防伪纤维的机械性能下降，极易削弱甚至失去荧光防伪的功能。

有机紫外荧光化合物和聚合物的相容性好，但热稳定性较差，在高温下易分解；无机类的紫外荧光化合物发光效率高、热稳定性好。含发光稀土离子的高分子材料兼有稀土离子优异的发光性能和高分子化合物易加工的特点，其基本的生产工艺可分为：稀土小分子络合物直接与高分子混合得到掺杂的高分子荧光材料；通过化学键合的方式光合成可发生聚合反应的稀土络合物单体，然后与其它有机单体聚合得到发光高分子共聚物，或者稀土离子与高分子链上配体基团如竣基、磺酸基反应得到的稀土高分子络合物。我国稀土资源丰富，选择合适的稀土元素及其相应的配体，把稀土高分子荧光化合物应用于生产荧光纤维具有诱人的市场发展前景和良好的经济效益和社会效益。

据悉，有色荧光防伪纤维又称可见荧光防伪纤维、可见荧光纤维丝、可见荧光纤维毛。该纤维是有颜色的，混入纸浆抄纸后，自然光下观察，彩色纤维随机分布在纸张中，用紫外灯照射，可见随机分布在纸张中的纤维发出荧光（红、蓝、绿等），用针可将纤维挑出。

      其实防伪短纤维：产品长度一般为1-8毫米，直径20-200微米，通过颜色变化、颜色组合方式、变色条件、外形等特征达到防伪效果，其上的防伪特征具体有：（1）颜色及变色方式：普通彩色（自然光下可见）、无色变有色、有色变无色、有色变同色系色、有色变其他色；（2）颜色组合方式：单根单色、单根双色、单根多色、随机色谱、前后异色、正反异色等；（3）变色条件：日光、长波紫外光、短波紫外光、温度、角度等；（4）外形：圆、扁、直、弯曲、弧形、波浪等。通过在一根纤维上组合以上特征（如单根双荧光色圆弯曲防伪短纤维、正反异荧光色扁状波浪防伪短纤维、有色变无色温变荧光直扁防伪短纤维等），可设定极大的复制难度，达到良好的防伪效果。

一般防伪纤维应用方法如下：纸张是印刷各种包装的物质基础，一些采用特殊工艺制造的专用纸具有防伪特点，在专用纸张中采用的防伪技术之一就是防伪短纤维。防伪短纤维的使用方法有三种，一是在造纸过程中将防伪短纤维掺入纸浆内，二是在纸张未定型前或涂布胶水后将防伪短纤维撒在纸张表面，三是将纤维混入胶水后涂布在纸张表面，制成的防伪纸张即有不同防伪效果。

三、变色纤维的防伪战略分析简述

值得一提的是：2016年8月获悉，荧光纤维用于防伪对于我们来说并不陌生，我们所用的验钞机就是利用这项防伪技术来判断纸币的真伪，因此，荧光纤维用于防伪的权威性是不容置疑的。随着收藏邮票的人越来越多，邮票的价格也不断上涨，因此，荧光纤维在邮 票的防伪中应用越发频繁，那么荧光纤维防伪是怎样用于邮票的防伪的?

荧光纤维邮票防伪专用纸是在造纸过程中按配比将无色的具有荧光特征的纤维加入纸浆之中，生成荧光纤维邮票纸，这种专用纸在紫外线激发下能显示出根根荧光纤维丝，起到大众识别的防伪功能，现已在邮票上广泛使用，如小鲤鱼跳龙门邮票等。这种荧光纤维邮票防伪纸是邮政局印制局的专用纸，共有6个品种：

1)      长波荧光纤维发黄光、红光、绿光的3种；

2)      短波荧光纤维发红光、绿光的2种；

3)      长、短波荧光纤维混合，可显示两种颜色的防伪纸，这种防伪纸效果更特殊，防伪性能最佳。目前邮票上只使用含有一种颜色的长波荧光纤维防伪纸种。

镂空防伪技术：异型孔、文字镂空防伪技术科技含量高，是目前具有国际先进水平的一种打齿孔技术，其设备昂贵，工艺技术复杂，精度高，且技术不易被仿造，防伪效果好，同时大众易于识别，是需打孔票据、证件上较为理想的一种防伪措施。1998年印制发行的“何香凝国画作品”邮票上第一次采用了椭圆异型孔，收到了良好的防伪效果；尔后1999年印制发行的“澳门回归祖国”小型张上又采用了“五星”异型孔，都起到了非常好的防伪作用。在此基础上邮票印制局先后在“君子兰”小型张上的拼音字母和2001年新版“印花”税票的"税"字上采用了文字镂空防伪技术，更为独特。可以说目前国际上能在邮票上将文字进行镂空处理的技术，惟中国独有，它不仅可起到良好的防伪作用，增加邮票设计功能、美化票面，同时无需借助任何工具，人人都可以进行鉴别。此项成熟的防伪工艺如果应用在名、特、优产品包装及票据、证件防伪方面，无疑是伪造者的克星。还听说如名牌服饰标志防伪技术，据悉在商标特定部位采用“紫外隐形文字图案”、“温变识别”和“手感立体文字”技术可以通过验钞机或手摸识别真伪，必要时候还可以加入“红外检测”，大大增加了技术含量。

四、变色面料应用更加广泛

2016年10月份获悉，中国地区部分变色面料是仿变色龙皮肤应急系统诞生的。利用仿生学原理，目前相关机构已研制成功了一种能自动变色的光敏变色纤维，该纤维对光线和湿度都十分敏感，能够随着环境中温度湿度的变化而变化。这种变色纤维被特殊的染料染色后，便能随周围环境的光色变化而改变颜色，此外还能随温度的升高而显示不同的颜色。用变色面料制成的时装，受到追求时尚和个性化的年轻人所喜爱。同时在军队服装中应用也较为广泛，穿着“变色军服”的战士在实际作战中可以起到很好的“伪装”作用。将仿生原理应用于面料的研发和生产中是面料开发的一个创新，随着科学技术的不断发展，未来更多的尖端技术将会应用于纺织行业，纺织行业也将在更多高新技术的环绕下向纺织强国迈进。其实，多年以前（10年前），根据《国际印染杂志》报道，LJSeppialiltes公司生产出特种变色系列染料,其中备受市场关注的有随温度变化的热变色染料、通过吸收紫外线而变色的光致变色微胶囊染料、对湿敏感的水致变色染料和对ＰＨ值敏感的酸碱度变色染料。根据市场调研获悉，这些新型的染料可以在服装、面料上产生特殊的效果，近年来一直都成为吸引时尚消费者的热点。