熒光纖維及其用途的制作方法

專利名稱：熒光纖維及其用途的制作方法
熒光纖維及其用途本發明涉及用于反射衣服的熒光纖維素再生的纖維，例如描述于標準EN 471、EN1150、CAN/CSA Z96-02、ANSI/ISEA 207-2006和 BS EN 471:2003，它們在生產紗和紡織品織物中的用途以及生產這些纖維的方法。
背景技術：
EN 471專門處理個人防護設備(特別是反射衣服)的反射效果。通常反射衣服包含熒光背景材料和反向反射材料。就本發明的目的而言，根據在EN 471中的定義，在較長波長下發射而不是吸收射線的材料描述為熒光材料；在下面的正文中還使用術語高能見度材料。本發明涉及熒光背景材料而不是反向反射材料。EN 1150處理用于非專業應用的反射衣服。標準EN 1150與標準EN 471相比的差別為在衣服中熒光材料的限定的面積。此外，在EN 1150中允許8種不同的熒光顏色(在EN 471中，僅允許黃色、橙色和紅色熒光顏色)。CAN/CSA Z96-02標準為高能見度反射衣服的加拿大標準。根據應用，將衣服分成三類。在輻射后熒光材料的面積和色坐標的要求相應于標準EN 471。根據應用，美國標準ANSI/ISEA 207-2006限定防護衣服的要求。即，對于警察、救援軍隊和建筑工人的防護衣服的要求不同。這三組的衣服對于高能見度背景材料的要求不同。迄今為止，高能見度材料僅基于合成纖維(特別是聚酯)制備，然而，其在穿著舒適和安全性方面具有缺點。由于不足夠的水分-調節材料性質以及合成纖維典型的危險(即，帶靜電荷)，這種類型的紡織品的缺點特別在于不愉悅的皮膚氣候和在穿戴較長時間后產生氣味。復雜的紡織品結構代表一種備選。在這些復雜結構中，外側含有高能見度組分而內側主要包含纖維素纖維，以提高穿著舒適性，例如描述于WO 2006/017709。當今根據粘膠方法和萊塞爾纖維方法的纖維特別稱為纖維素再生的纖維。這些在全世界用于紡織品和非織造領域的標準應用，其中單一纖維纖度為0. 8-15分特。使用常規的浴工藝，纖維素再生的纖維實際上可使用熒光染料染色。但是采用該方式染色的纖維不能滿足耐光牢度要求(大于4，根據ISO 105-B02測定)。在氙暴露后，它們被顯著漂白，并且色調顯示顯著的變化，并且色強度顯著降低，例如可描述為色空間的坐標變化。數十年來已知，通過加入顏料，可采用永久的方式將粘膠纖維染色。相應的纖維在市場上可以得到。然而，與原液染色的合成纖維相比，迄今為止，不能生產滿足EN 471的要求的原液染色的再生的纖維。任務限定
與現有技術相比，本發明的任務是制備可用的纖維，其一方面滿足防護和反射衣服的要求，例如如在EN 471和CAN/CSA Z96-02中描述的，另一方面提高該衣服的穿著舒適性和安全性方面，具有無可非議的經濟成果。因此，應能夠由這種類型的纖維生產防護和反射衣月艮，而沒有加入任何其它纖維類型。
特別重要的是由這些纖維制備的紡織品通過根據EN 471 (和其它標準)的背景材料的以下要求
最小光密度因數(根據CIE公布號15. 2的標準值)和色空間 在暴露于氙后的顏色根據ISO 105-B02，方法3照射樣品 耐磨度，干和濕(ISO 105-A02)
另一個重要的標準是根據ISO 105-B02，方法2，纖維的耐光牢度 此外，任務是開發可用于這些纖維的合適制造方法。方案
意外地，使用纖維素再生的纖維可解決該任務，該纖維素再生的纖維含有在紡絲原液中摻入的摻入的熒光顏料(在下文也稱為“發光顏料”)和有色顏料。在該方面，就本發明的目的而言，熒光顏料(特別是熒光顏料)應理解為顯示在日光中通過人眼可察覺的單獨的顏色。如果不是這種情況，自然不能達到本發明的目的-警告效果。在該方面，明顯地顏料必須與純光學增白劑不同。意外地發現，由于有色顏料，與僅含有有色顏料的另一種纖維相比，根據本發明的纖維素再生的纖維的耐光牢度可得到明顯的改善。根據iso 105-B02測定，耐光牢度高于4。在該方面，通過熒光顏料達到所需的高光密度因數。根據EN ISO 471測定，本發明的纖維素再生的纖維顯示的光密度因數對于黃色纖維大于0. 7，對于橙色纖維大于0. 4，對于紅色纖維大于0. 25，并且在氙測試暴露后僅稍微變化的色坐標。采用相同的方式，根據CAN/CSA Z96-02測定，它們顯示的光密度因數對于熒光黃-綠色纖維大于0. 38，對于熒光橙-紅色纖維大于0. 20，對于熒光紅色纖維大于0. 125，并且在氙測試暴露后僅很少變化的色坐標。關于耐磨度、耐汗堅牢度、耐洗牢度、耐干洗牢度、耐次氯酸鹽漂白牢度和熨燙牢度，所述纖維還滿足EN 471和類似的標準要求的其它值。本發明的原液染色的纖維素再生的纖維可例如根據粘膠方法、改良的粘膠方法(例如莫代爾方法、使用al-硫酸鹽的不含鋅的粘膠方法、富強纖維方法(polynosicprocess)等.....)以及根據溶劑紡絲方法生產，溶劑紡絲方法使用有機溶劑(例如熔融的含水胺氧化物或稱為離子液體的有機溶劑)生產。因此，可相應地將纖維指定為粘膠、莫代爾、富強纖維、萊塞爾纖維。采用相同的方式，其它備選方法(例如氨基甲酸酯或銅氨方法)原則上是可能的。以1. 1-25，優選0. 2-5. 0重量％有色顏料和0. 1_22，優選7. 0-17. 0重量％的發光
顏料(總是相對于纖維素)進行紡細絲。通常用于相應的纖維的紡絲染色的專家已知的產品適合用作有色顏料。其中，得自Messrs. Tennents Textile Colors的有色顏料海藍寶石藍3G(發色團形式的銅酞菁絡合物)、Aquarine 黃 10G (Messrs. Tennents Textile Colors,單偶氮染料)和 Aquis 澄0341 (Messrs. Heubach，二芳基吡唑啉酮染料)相應地適于藍色、黃色、橙色熒光纖維。發光顏料優選含有氨基-修飾的苯胍胺作為發色團基團。例如得自Messrs.Swada的RTS系列的黃色顏料Lunar黃27和橙色顏料Blaze 5是合適的，其中顆粒直徑為3-4 Mffl0這些物質在紡絲染色條件下足夠穩定，即相應紡絲浴的紡絲溶液分別具有非常高、非常低的pH值或高溫。發光顏料基本上適合其它發色團基團，例如磺酰胺基團，條件是它們具有所指定的穩定劑。在非專業應用的熒光纖維的情況下，允許8種不同的顏色，例如在標準EN 1150中描述的。在運動紡織品中，由于許多運動紡織品由粘膠、莫代爾或萊塞爾纖維與合成纖維的共混物生產，聚酯套染堅牢度(overdyeing fastness)對于實際應用起到重要的作用。如果僅將熒光顏料紡成纖維素纖維，還根據該標準，耐光牢度太低。因此，在這種情況下，還需要根據本發明摻入染料顏料以達到足夠的耐光牢度。通過加入穩定劑，可進一步改善本發明的纖維的耐光牢度。通常存在兩種類型的可用于熒光纖維的穩定劑，并且它們的功效機理不同。在該方面，這些為UV吸收劑和自由基淬滅劑。使用UV吸收劑，光能轉化為熱量并且隨后作為熱量取出。在化學術語中，這些物質為經由光分散機理具有效果的有機、軛合的芳族化合物(二苯甲酮、三嗪、三唑和N，N’ -二苯基乙二酰胺(oxal-anilide))或無機物質(例如納米-ZnO和納米-TiO2)。自由基淬滅劑例如為所謂的HALS產品(受阻胺光穩定劑)。纖維素再生的纖維可含有其它添加劑。在本發明的一個具體實施方案中，纖維素再生的纖維另外配備阻燃劑。阻燃纖維的一個優選的實施方案通過另外摻入顏料-形狀的阻燃劑而生產。除了其它類型以外，特別是有機磷化合物被討論作為顏料-形狀的阻燃劑。對于粘膠，例如高度合適和眾所周知的2, 2’-氧基雙[5，5 二甲基-1，3, 2 二氧雜磷雜環己燒(phosphorinan)]2，2’ 二硫化物，以商品名Exolit相應地得自Sandoflam。在本發明的再一個優選的實施方案中，纖維素再生的纖維以抗菌形式完成。在該方面，專家可使用他知道的物質。本發明的目的還有本發明的纖維生產紗的用途。為了對于相應的應用能具有合適的性質，本發明的這種類型的紗還可含有另一種來源的纖維，例如(阻燃)聚酯、改性聚丙烯腈、對-和間-芳族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺(Kermel )、(阻燃)羊毛、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亞胺(P84 ))、聚酰胺、(阻燃)聚酰胺、阻燃丙烯酸纖維、三聚氰胺纖維、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纖維、棉、絲、碳纖維、氧化的熱穩定的聚丙烯腈纖維(PAN0X )和導電纖維以及這些纖維的共混物。在本發明的優選的實施方案中，共混搭檔可同樣具有高能見度成品。同樣，本發明的目的是使用本發明的纖維用于生產紡織品織物。除了本發明的纖維以外，該紡織品還可含有其它纖維，例如(阻燃)聚酯、改性聚丙烯腈、對-和間-芳族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺(Kermel )、(阻燃)羊毛、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亞胺(P84 )、聚酰胺、(阻燃)聚酰胺、阻燃丙烯酸纖維、三聚氰胺纖維、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纖維、棉、絲、碳纖維、氧化的熱穩定的聚丙烯腈纖維(PAN0X )和導電纖維和這些纖維的共混物。在本發明的一個優選的實施方案中，其它纖維同樣可具有高能見度成品。紡織品織物優選為織造、針織或經編織物，但是基本上還可為纖維網(非織造)。在織造或針織織物的情況下，本發明的纖維的共混物是與其它纖維一起，或者在生產紗之前通過共混、所謂的親密共混，或者當可能編織、針織或針織時通過結合使用不同纖維類型的相應純紗。
采用相同的方式，本發明的目的還有使用本發明的纖維用于生產反射衣服，從而正常地以上命名的紗或紡織品織物為紡織品鏈內的中間步驟。這種類型的衣服制品的不同的設計為專家眾所周知，因此，不必更詳細地描述。現在基于實施例來說明本發明。這些實施例應理解為是本發明的實施方案的可能的形式。本發明絕不局限于這些實施例的范圍。在纖維片材上測定在氙暴露之前和之后的色坐標和發光密度因數。纖維片材在四個步驟中生產將10 g纖維與水混合，隨后根據ISO 3688 :1999 (E)在片材成形機設備中旋轉，隨后最后脫水。隨后將濕纖維片材最后于92°C下干燥20分鐘。采用該方式得到的纖維片材每表面積的重量等于285 g/m2，并且直徑為20 cm。實施例1:
生產原液染色的粘膠纖維1. 7分特，具有10. 5重量％的發光顏料橙(Messrs. SffADA,RTS 系列，Blaze 5)和1. 7 重量 ％ 有色顏料橙色 Aquis 橙 0341 (Messrs. Heubach，二芳基-吡唑啉酮)的內含物(相對于纖維素質量)。在氙測試暴露后，具有摻入的有色顏料和發光顏料的發光纖維保持穩定(表I)。色坐標保持在給定的范圍內。顏色密度因數稍微下降。光穩定性高，并且在洗滌后顏色保持不變。耐磨度(干和濕)符合標準中的值。由此可推斷，用于防護紡織品的這些發光纖維所有種類均滿足標準EN 471。實施例2 (對比)
原液染色的粘膠纖維1. 7分特含有12%發光顏料橙(Messrs. SffADA, RTS系列blaze5)(相對于纖維素質量)。在這種情況下，不使用有色顏料。實施例2顯不(表I)僅含有發光顏料的發光纖維,其中由于色坐標在給定的范圍之外，并且在UV暴露后光密度因數顯著下降，紡入的發光顏料不能滿足標準EN 471。在表I中還給出耐光牢度。根據現有技術的纖維的耐光牢度測定值為2，因此，太低而不能滿足標準。因此，由提供的實施例1和2清楚的是，在防護衣服中使用纖維，共同摻入有色顏料與發光顏料是必要的。實施例3
單一纖度為1.7分特的原液染色的、阻燃粘膠纖維含有21重量％ 2，2’ -氧基雙[5，5-二甲基-1,3，2-二氧雜磷雜環己烷]2，2’ 二硫化物(Exolit 5060, Messrs.Clariant) > 13. 2% 發光顏料黃(Lunar 黃 27,Messrs, SWADA)和 2. 6% 有色顏料黃(Aquarine黃10G, Messrs. Tennents Textile Colors,發色團基團為單偶氮基團)，總是相對于纖維素。在氙測試中照射高能見度纖維，隨后測定在暴露之前和之后的色坐標。根據測試方法ISO 105-B02測定堅牢度。黃色阻燃高能見度纖維顯示優異的結果。阻燃高能見度纖維的光密度因數極高(O. 98)，并且在暴露后該值(0.81)保持比在標準中要求的(對于黃色纖維，O. 7)高得多。暴露后的色坐標與暴露前幾乎相同，說明為高品質發光纖維。所有堅牢度測試顯示優異的結果，滿足標準EN ISO 471的所有要求。實施例4
生產單一纖度為1.7分特的原液染色的粘膠纖維，具有11.0重量％發光顏料藍(Cornet 藍 60, Messrs. SWADA)和 3· 2 重量 ％ 有色顏料藍(Aquarine 藍 3G, Messrs.Tennents Textile Colors,發色團基團為銅酞菁絡合物)的內含物。堅牢度列于表I。用于非專業應用的根據本發明生產的藍色高能見度纖維的聚酯套染堅牢度顯示非常好的值；色牢度>4 (表I)。這些結果證實高能見度纖維素纖維可滿足標準EN 1150,并且非常適于非專業應用的衣服，例如休閑運動活動。
表1......f 涵
權利要求
1.纖維素再生的纖維，所述纖維含有摻入的有色顏料和摻入的熒光顏料。
2.權利要求1的纖維素再生的纖維，其特征在于其含有O.1-25重量％、優選O. 2-5重量％有色顏料和O. 1-22重量％、優選7. 0-17. O重量％的熒光顏料，總是相對于纖維素。
3.權利要求1的纖維素再生的纖維，其特征在于所述熒光顏料含有氨基-修飾的苯胍胺作為發色團基團。
4.權利要求1的纖維素再生的纖維，所述纖維根據粘膠、莫代爾、萊塞爾纖維、銅氨或氨基甲酸酯方法生產。
5.權利要求1的纖維素再生的纖維，所述纖維含有另外的光穩定劑(UV吸收劑、HALS 和無機光穩定劑)。
6.權利要求1的纖維素再生的纖維，所述纖維另外以阻燃方式完成。
7.權利要求6的纖維素再生的纖維，其中所述阻燃劑為摻入的有機磷化合物。
8.權利要求1的纖維素再生的纖維，所述纖維另外使用抗菌劑完成。
9.權利要求1-8的纖維用于生產紗的用途。
10.權利要求9的纖維的用途，其中所述紗另外含有另一種來源的纖維。
11.權利要求10的纖維的用途，其中所述另一種來源的纖維選自(阻燃)聚酯、改性聚丙烯腈、對-和間-芳族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺(Kermel )、(阻燃)羊毛、聚苯并咪唑 (PBI)、聚酰亞胺(P84 ))、聚酰胺、(阻燃)聚酰胺、阻燃丙烯酸纖維、三聚氰胺纖維、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纖維、棉、絲、碳纖維、氧化的熱穩定的聚丙烯腈纖維 (ΡΑΝ0Χ )和導電纖維以及這些纖維的共混物。
12.權利要求1-8的纖維的用途，所述纖維用于生產紡織品織物。
13.權利要求12的纖維的用途，其中所述紡織品織物為織造、針織或經編織物或非織造的織物。
14.權利要求12的纖維的用途，其中所述織物另外含有另一種來源的纖維。
15.權利要求12的纖維的用途，其中所述另一種來源的纖維選自(阻燃)聚酯、改性聚丙烯腈、對-和間-芳族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺(Kermel )、(阻燃)羊毛、聚苯并咪唑 (PBI)、聚酰亞胺(P84 ))、聚酰胺、(阻燃)聚酰胺、阻燃丙烯酸纖維、三聚氰胺纖維、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纖維、棉、絲、碳纖維、氧化的熱穩定的聚丙烯腈纖維 (ΡΑΝ0Χ )和導電纖維以及這些纖維的共混物。
16.權利要求1-8的纖維的用途，所述纖維用于生產反射衣服的制品，用于專業和非專業用途。
全文摘要
本發明涉及一種含有摻入的發光顏料和摻入的有色顏料的纖維素再生的纖維和使用這些纖維用于生產紗、紡織品織物和反射衣服的制品以及生產這些纖維的方法。關于光密度、色空間和堅牢度值，該纖維滿足標準EN471、標準EN1150、標準CAN/CSA、標準ANSI/ISEA和標準BS471的要求。
文檔編號D01F1/04GK103002760SQ201180036491
公開日2013年3月27日 申請日期2011年7月11日 優先權日2010年7月27日
發明者K.瓦爾加, G.克羅納, P.韋塞利, J.曼納 申請人:連津格股份公司