專利名稱：一種紫外熒光纖維的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于纖維染色，具體是一種紫外熒光纖維的制造方法。
紫外熒光纖維主要用于防偽領(lǐng)域和裝飾領(lǐng)域。它可以作為制作服裝商標(biāo)、標(biāo)志的絲或線，用于制造具有紫外熒光防偽特征的商標(biāo)或標(biāo)志；它也可以作為紡織的原料來制作在紫光燈下具有艷麗熒光的發(fā)光布料或服裝的縫合線；紫外熒光纖維的另一個(gè)用途是，將其切成一定長(zhǎng)度的短纖維，按一定的比例與紙漿混合，制成帶有紫外熒光纖維的特種防偽紙張。
已有的紫外熒光纖維的制作方法主要是噴絲法。噴絲法又包括熔融噴絲法和溶液噴絲法。美國(guó)專利US5,674,437提出將熒光物質(zhì)加入高溫熔融的熱塑性樹脂液中通過連續(xù)噴絲法來制造發(fā)光纖維。熔融噴絲在高溫下才能進(jìn)行，需要采用耐高溫能達(dá)到300～350C的熒光材料，已有的熒光材料除了無機(jī)材料之外，能耐到如此高溫、熒光性能又很好的有機(jī)材料是很少的，而通常無機(jī)材料的熒光性能都遠(yuǎn)低于有機(jī)材料的熒光性能。因此高溫熔融噴絲法對(duì)熒光材料的要求很苛刻，可供使用的有機(jī)熒光化合物的種類受到限制，而且紡絲過程中有機(jī)熒光物質(zhì)因高溫而產(chǎn)生的少量分解產(chǎn)物往往會(huì)破壞纖維的強(qiáng)度等性能。此外，紡織工業(yè)的熔融噴絲法的生產(chǎn)設(shè)備都是連續(xù)生產(chǎn)的大型設(shè)備，紫外熒光纖維的用量和產(chǎn)量往往只有其生產(chǎn)量的萬分子之一甚至十萬分子一，而且用戶所需的紫外熒光纖維品種較多，往往不同的用戶、不同的用途需要不同品種的熒光纖維，因此用熔融噴絲法生產(chǎn)紫外熒光纖維在實(shí)際生產(chǎn)上有一定的困難和不便。中國(guó)專利93102250提出了將熒光物質(zhì)加入聚乙烯醇溶液通過溶液噴絲法來制造熒光和彩色纖維。該方法雖然較好地解決了熔融噴絲法對(duì)熒光物質(zhì)的限制并且其纖維與紙纖維的結(jié)合力較好，但由于紡織工業(yè)的溶液噴絲法的生產(chǎn)設(shè)備也是連續(xù)生產(chǎn)的大型設(shè)備，因此在實(shí)際生產(chǎn)上也存在著小批量、多品種生產(chǎn)的困難與不便。此外，該方法用聚乙烯醇為纖維的原料，由于聚乙烯醇不耐熱水，因此該方法生產(chǎn)的熒光纖維在應(yīng)用上有局限性。
已有的紫外熒光纖維的制作方法還有染色法。美國(guó)專利US4921280在說明書中提出了用染色法來制造熒光纖維的具體方法，該方法的特征是利用一種或一種以上的有機(jī)溶劑為稀土配合物熒光物質(zhì)的溶媒，再配合一種或一種以上的不能溶解或稍微溶解稀土配合物熒光物質(zhì)的稀釋劑，由上述物質(zhì)和水組成染液，其染色過程是和現(xiàn)有的工業(yè)染色過程一樣。該生產(chǎn)方法優(yōu)點(diǎn)是可以利用紡織工業(yè)現(xiàn)有的小型染色設(shè)備生產(chǎn)，具有生產(chǎn)上的便利性和實(shí)際的可操作性。但該發(fā)明僅僅較好地考慮了如何將稀土配合物熒光物質(zhì)溶入染液，而沒有提出如何提高各種不同有機(jī)熒光物質(zhì)對(duì)不同纖維的可染性，而有機(jī)熒光物質(zhì)除了某些稀土配合物熒光物質(zhì)外許多有機(jī)熒光物分子具有大而復(fù)雜的多芳環(huán)結(jié)構(gòu)，它們要進(jìn)入纖維內(nèi)部需要克服較大的空間位阻。因此該發(fā)明專利僅能以稀土配合物為可染的熒光物質(zhì)，不能在廣泛的范圍內(nèi)選擇熒光物質(zhì)，不能滿足不同的用戶、不同的用途對(duì)纖維熒光特征的不同需求。
本發(fā)明的目的是提供一種紫外熒光纖維的制造新方法，它可以利用紡織工業(yè)現(xiàn)有的各類小型非連續(xù)生產(chǎn)的染色設(shè)備生產(chǎn)，而且還通過改善纖維的可染性，使之可以選用多種不同類型的熒光物質(zhì)及多種原料纖維來制造熒光纖維，能很好地滿足不同的用戶、不同的用途對(duì)熒光纖維的不同需求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種類似于常規(guī)染色法的有機(jī)溶劑滲透法，該方法是以聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚氯乙烯纖維、醋酸纖維、聚酯纖維中任選一種為纖維原料，選用一種或一種以上能使上述纖維溶脹的有機(jī)溶劑為溶劑，在每100毫升上述溶劑中溶入0.5～8.0克的有機(jī)熒光物質(zhì)，形成有機(jī)熒光物質(zhì)溶液并以此作為“染液”，按照紡織工業(yè)的常規(guī)染色過程“染色”，得到紫外熒光纖維。
常見的能夠溶脹聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚氯乙烯纖維、醋酸纖維、聚酯纖維的有機(jī)溶劑有酯類、酮類、鹵代烴、芳烴，如苯甲酸甲酯、環(huán)己酮、鄰二氯苯、甲苯等。
由于本發(fā)明利用能使原料纖維溶脹的有機(jī)溶劑為溶劑，使原本呈高度結(jié)晶態(tài)的纖維在一定溫度的溶劑的作用下，纖維高分子之間的間距被充分?jǐn)U大，因此有機(jī)熒光物質(zhì)分子有可能或更容易滲透到纖維分子間隙中，從而大大提高了各種不同有機(jī)熒光物質(zhì)對(duì)纖維的可染性，可以采用的原料纖維的品種也較多。
本發(fā)明所述的有機(jī)熒光物質(zhì)應(yīng)該可溶解于本發(fā)明所采用的溶劑，要求其溶解度為每100毫升溶劑≥0.6克，最好≥1.5克。
本發(fā)明所述的有機(jī)熒光物質(zhì)有苯并噻唑類熒光化合物，如2-[(2-羥基-5-苯二甲酰亞胺甲基)苯基]苯并噻唑；苯并惡唑類熒光化合物，如2-[(3-乙酰胺基-6-羥基)苯基]苯并惡唑；吡啶酚類熒光化合物，如2,2’-聯(lián)(3,3’-羥基)吡啶衍生物，具有如下結(jié)構(gòu) 本發(fā)明所述的有機(jī)熒光物質(zhì)還有喹唑啉酮類熒光化合物，如2-[(2-對(duì)甲基磺酰胺基)苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；過渡金屬配合物類熒光化合物，如Al3+、Zn2+、Ga3+、In3+與8-羥基喹啉、水揚(yáng)叉-鄰-氨基酚、水楊醛縮胺基脲等配體形成的配合物；稀土金屬配合物類熒光化合物，如Eu3+、Tb3+、Sm3+與三辛基氧膦、三苯基氧膦、苯甲酰三氟丙酮、TTA、六氟丙酮、二苯胍、聯(lián)吡啶、2-萘甲酰三氟丙酮等配體形成的配合物。
由于本發(fā)明用類似于染色法的有機(jī)溶劑滲透法制造紫外熒光纖維，在所用溶劑的作用下，原本呈高度結(jié)晶態(tài)的纖維高分子之間的間距被充分?jǐn)U大，因此有機(jī)熒光物質(zhì)分子有可能或更容易、更多地滲透到纖維分子間隙中，從而大大提高了各種不同有機(jī)熒光物質(zhì)對(duì)纖維的可染性，不僅可供選用的有機(jī)熒光物質(zhì)較多，而且可供選用原料纖維的品種也較多。此外在熒光纖維的生產(chǎn)方面，是按照紡織工業(yè)的常規(guī)染色過程來生產(chǎn)，可以采用紡織工業(yè)現(xiàn)有的小型染色設(shè)備和條件，從而能輕易實(shí)現(xiàn)小批量、多品種熒光纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，具有生產(chǎn)上的便利性、靈活性和實(shí)際的可操作性。本生產(chǎn)方法能較好地滿足不同的用戶、不同的用途對(duì)熒光纖維的不同需求。
本發(fā)明以下述實(shí)施例加以說明。
實(shí)施例一將0.6公斤的2-[(2-羥基-5-苯二甲酰亞胺甲基)苯基]苯并噻唑溶解于100升體積比為4∶1甲苯/苯甲酸甲酯溶劑中，配成溶液。以此溶液為染液，以聚乙烯纖維為原料纖維，用紡織工業(yè)現(xiàn)有的小型染色設(shè)備染色制成熒光纖維。該熒光纖維在日光下無色，在紫外光下顯黃色。
實(shí)施例二將2.0公斤2-[(3-乙酰胺基-6-羥基)苯基]苯并惡唑溶解于100升90℃的鄰二氯苯溶劑中配成溶液。以此溶液為染液，以聚丙烯纖維為原料纖維，用紡織工業(yè)現(xiàn)有的小型染色設(shè)備染色制成熒光纖維。該熒光纖維在日光下無色，在紫外光下顯黃色。
實(shí)施例三將8.0公斤鋁-水揚(yáng)叉-鄰-氨基酚配合物溶解于100升環(huán)己酮中配成溶液。以此溶液為染液，以聚酯纖維為原料纖維，用紡織工業(yè)現(xiàn)有的小型染色設(shè)備染色制成熒光纖維。該熒光纖維在日光下為淺黃色，在紫外光下顯黃綠色。
實(shí)施例四將4.0公斤2,2’-聯(lián)(3,3’-羥基)吡啶溶解于100升醋酸丁酯中配成溶液。以此溶液為染液，以醋酸纖維為原料纖維，用紡織工業(yè)現(xiàn)有的小型染色設(shè)備染色制成熒光纖維。該熒光纖維在日光下為無色，在紫外光下顯綠色。
實(shí)施例五將1.5公斤Sm3+與三辛基氧膦、苯甲酰三氟丙酮三元配合物溶解于100升醋酸丁酯中配成溶液。以此溶液為染液，以聚氯乙烯纖維為原料纖維，用紡織工業(yè)現(xiàn)有的小型染色設(shè)備染色制成熒光纖維。該熒光纖維在日光下為無色，在紫外光下顯紅色。
實(shí)施例六將2.1公斤2-[(2-對(duì)甲基磺酰胺基)苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮溶解于100升醋酸丁酯/鄰二氯苯(1∶1體積)中配成溶液。以此溶液為染液，以聚氯乙烯纖維為原料纖維，用紡織工業(yè)現(xiàn)有的小型染色設(shè)備染色制成熒光纖維。該熒光纖維在日光下為無色，在紫外光下顯黃色。
權(quán)利要求
1.一種紫外熒光纖維的制造方法，其特征在于利用有機(jī)溶劑滲透法來制造紫外熒光纖維，以聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚氯乙烯纖維、醋酸纖維、聚酯纖維中任選一種為纖維原料，選用一種或一種以上能使上述纖維溶脹的有機(jī)溶劑為溶劑，在上述每100毫升溶劑中溶入0.5～8.0克有機(jī)熒光物質(zhì)，有機(jī)熒光物質(zhì)應(yīng)該可溶解于所采用的溶劑，其溶解度為每100毫升溶劑≥0.6克，以所形成有機(jī)熒光物質(zhì)溶液為“染液”，然后按照紡織工業(yè)的常規(guī)染色過程進(jìn)行“染色”得到紫外熒光纖維。
2.一種權(quán)利要求1所述的紫外熒光纖維的制造方法，其特征在于以聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚氯乙烯纖維、醋酸纖維中任選一種為纖維原料。
3.一種權(quán)利要求1或2所述的紫外熒光纖維的制造方法，其特征在于有機(jī)熒光物質(zhì)的溶解度為每100毫升溶劑≥1.5克。
4.一種權(quán)利要求1或2或3所述的紫外熒光纖維的制造方法，其特征在于有機(jī)熒光物質(zhì)是苯并噻唑類熒光化合物、苯并惡唑類熒光化合物、吡啶酚類熒光化合物、喹唑啉酮類熒光化合物、過渡金屬配合物類熒光化合物、稀土金屬配合物類熒光化合物中任選一種或一種以上。
5.一種權(quán)利要求4所述的紫外熒光纖維的制造方法，其特征在于苯并噻唑類化合物為2-[(2-羥基-5-苯二甲酰亞胺甲基)苯基]苯并噻唑；苯并惡唑類熒光化合物為2-[(3-乙酰胺基-6-羥基)苯基]苯并惡唑；喹唑啉酮類熒光化合物為2-[(2-對(duì)甲基磺酰胺基)苯基]-4-(3H)-喹唑啉酮；過渡金屬配合物類熒光化合物為Al3+、Zn2+、Ga3+、In3+與8-羥基喹啉、水揚(yáng)叉-鄰-氨基酚、水楊醛縮胺基脲配體形成的配合物；稀土金屬配合物類熒光化合物為Eu3+、Tb3+、Sm3+與三辛基氧膦、三苯基氧膦、苯甲酰三氟丙酮、TTA、六氟丙酮、二苯胍、聯(lián)吡啶、2-萘甲酰三氟丙酮配體形成的配合物；吡啶酚類熒光化合物為2,2’-聯(lián)(3,3’-羥基)吡啶衍生物，具有如下分子結(jié)構(gòu) 其中，R′=H；R=H，CH3，n-C3H7ph2C=CH-。
6.一種權(quán)利要求1所述的紫外熒光纖維的制造方法，其特征在于有機(jī)溶劑為酯類、酮類、鹵代烴類、芳烴類溶劑中的一種或一種以上。
全文摘要
一種熒光纖維的制造方法,是類似于染色法的有機(jī)溶劑滲透法,以聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚氯乙烯纖維、醋酸纖維、聚酯纖維為纖維原料,以能使上述纖維溶脹的有機(jī)溶劑為溶劑,在每100毫升溶劑中溶入0.5～8.0克有機(jī)熒光物質(zhì),有機(jī)熒光物質(zhì)在該溶劑中的溶解度為每100毫升溶劑≥0.6克,以所形成的有機(jī)熒光物質(zhì)溶液為“染液”,然后按照紡織工業(yè)的常規(guī)染色過程進(jìn)行“染色”,得到紫外熒光纖維。
文檔編號(hào)D01F1/04GK1299888SQ0013627
公開日2001年6月20日 申請(qǐng)日期2000年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
發(fā)明者李伯平, 李明智, 王淑芳, 王旭, 張志光, 董軼望, 施志華, 張燕 申請(qǐng)人:天津南開戈德集團(tuán)有限公司