Флуоресцентное волокно, его применение и способы его получения
Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается флуоресцентного волокна, его применения и способов его получения. Регенерированное целлюлозное волокно содержит включенный красящий пигмент и флуоресцентный краситель, нанесенный посредством последующего покрывного окрашивания. Волокно удовлетворяет требованиям стандарта EN 471 в отношении коэффициента яркости, координат цветности и цветостойкости, а также характеризуется светостойкостью более 5, измеренный в соответствии с ISO 105-B02, способ 2. Изобретение обеспечивает создание волокна для использования в защитной одежде и одежде с отражающими свойствами, соответствующего требованию к фоновым материалам в соответствии со стандартом EN 471. 5 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Область техники
Объектом настоящего изобретения являются целлюлозные регенерированные волокна с флуоресцентными свойствами для применения в одежде с отражающими свойствами, такой как, например, описанная в стандарте EN 471, их применение для получения нитей и тканей и способ получения этих волокон.
Уровень техники
Стандарт EN 471 распространяется исключительно на предупреждающий эффект индивидуальных средств защиты, в частности, на одежду с отражающими свойствами. Как правило, защитная одежда содержит флуоресцентный фоновый материал и световозвращающий материал. В соответствии с настоящим изобретением материал, который испускает излучение с большей длиной волны, чем длина волны поглощенного излучения, обозначают как флуоресцентный материал в соответствии с определением в стандарте EN 471; далее по тексту для этого используют термин "материал с высокой видимостью". Настоящее изобретение относится к флуоресцентному фоновому материалу, а не к световозвращающим материалам.
До сих пор текстильные изделия с высокой видимостью в основном производили на основе синтетических волокон и, в частности, сложного полиэфира, которому, однако, присущи недостатки в отношении удобства ношения и безопасности. Недостатки подобных текстильных изделий заключаются, в частности, в неприемлемых для кожи условиях и в появлении неприятного запаха после ношения в течение долгого периода времени из-за недостаточных влагорегулирующих свойств материала, а также в опасности электростатического разряда, типичной для синтетических волокон.
Альтернативным вариантом являются текстильные изделия со сложной структурой, внешняя сторона которых содержит компонент с высокой видимостью, а внутренняя сторона которых в основном содержит целлюлозные волокна для улучшения удобства ношения, такие как, например, раскрытые в документе WO 2006/017709. Сегодня в основном волокна, полученные в соответствии с вискозным процессом и процессом получения волокон лиоцелл, известны как целлюлозные регенерированные волокна. Указанные волокна получают во всех странах мира для стандартного применения в области текстильных и нетканых материалов с титром отдельного волокна от 0,8 до 16 дтекс.
Фактически целлюлозные регенерированные волокна могут быть окрашены флуоресцентными красящими веществами посредством стандартного способа окрашивания погружением в ванну. Однако, окрашенные таким образом волокна не удовлетворяют требованиям светостойкости (ISO 105-B02, способ 2>5). После облучения ксеноновыми лампами они в значительной степени выцветают и их оттенок, подвергается значительному изменению. Более того, глубина цвета значительно снижается, что может, например, быть определено как смещение координат цветности.
В последние десятилетия было открыто, что окрашивание вискозных волокон может быть выполнено перманентным образом перманентным образом посредством включения красящих пигментов. Соответствующие волокна являются доступными на рынке. Однако до сих пор не существует окрашенных в массе целлюлозных регенерированных волокон, которые отвечают требованиям стандарта EN 471.
Сущность изобретения
Принимая во внимание предшествующий уровень техники, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать волокно, которое, с одной стороны, удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к защитной одежде и одежде с отражающими свойствами, например, согласно стандарту EN 471, а с другой стороны, обеспечивает удобство ношения и решение связанных с безопасностью проблем этой одежды с учетом экономической целесообразности. Исходя из этого становится возможным получение защитной одежды и одежды с отражающими свойствами из подобного волокна без добавления других типов волокон. В этом отношении чрезвычайно важно, что текстильные изделия, изготовленные из этих волокон, соответствуют следующим требованиям к фоновым материалам в соответствии со стандартом EN 471:
- Коэффициент яркости (стандартные значения в соответствии с публикацией CIE (Международного комитета по цветоведению) №15.2) и координаты цветности;
- Цвет после облучения ксеноновыми лампами: воздействие на образец выполняют в соответствии с ISO 105-B02, способ 3;
- Стойкость к сухому и мокрому истиранию (ISO 105-A02).
Кроме того, светостойкость волокон определена в соответствии с ISO 105-B02, способ 2.
Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в создании подходящего способа получения этих волокон.
Неожиданно решение этой проблемы оказалось возможным посредством использования целлюлозных регенерированных волокон, которые содержат включенный красящий пигмент и флуоресцентный краситель, нанесенный в результате последующего покрывного окрашивания. Указанные волокна в соответствии с настоящим изобретением характеризуются светостойкостью - измеренной в соответствии с ISO 105-B02, процесс 2 - более 5, вдобавок к улучшенному удобству ношения и увеличенной безопасности благодаря базовой структуре целлюлозы. Это было недостижимо посредством известных до сих пор волокон.
Кроме того, волокна удовлетворяют другим значениям, изложенным в стандарте EN 471, в отношении стойкости к истиранию, стойкости к поту, стойкости к мытью, стойкости к сухой чистке, стойкости к отбеливанию гипохлоритом и стойкости при глажке.
Окрашенное в массе целлюлозное регенерированное волокно может быть получено при помощи вискозного процесса, модифицированного вискозного процесса (например, процесса получения Модала, не содержащего цинка вискозного процесса с сульфатом алюминия и т.п.), а также процесса с растворителем, в котором используют органические растворители, такие как расплавленные водные аминоксиды или также так называемые ионные жидкости. Волокна могут быть соответственно обозначены как Вискоза, Модал и/или Лиоцелл. Целлюлозное регенерированное волокно может содержать другие добавки. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозное регенерированное волокно дополнительно содержит огнестойкое вещество.
Один предпочтительный вариант осуществления огнестойкого волокна выполнен посредством включения огнестойкого вещества в форме пигментов. Помимо других типов, в качестве огнестойких веществ в форме пигментов, в частности, могут быть рассмотрены фосфорорганические соединения, для вискозы, например, хорошо подходит и хорошо известен 2,2'-оксибис-[5,5-диметил-1,3,2-диоксафосфорин]-2,2'-дисульфид, доступный под товарными знаками Exolit® или Sandoflam®.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения целлюлозное регенерированное волокно также содержит бактерицидное вещество. Для этого могут быть использованы вещества, известные специалисту в данной области техники.
Последующее окрашивание красящими веществами с высокой видимостью посредством погружения в ванну может быть выполнено при помощи красящих веществ, подходящих для целлюлозных материалов (например, реактивных красящих веществ, прямых красящих веществ, кубовых красителей и т.п.).
Последующему покрывному окрашиванию, например окрашиванию погружением в ванну, может быть подвергнут пучок окрашенных в массе волокон, нить, содержащая окрашенное в массе волокно, или ткань, содержащая окрашенное в массе волокно. Для этого в основном могут быть использованы непрерывные или прерываемые процессы окрашивания, известные специалисту в данной области техники.
Посредством надлежащего выбора пигмента для окрашивания в массе и красящего вещества с высокой видимостью для окрашивания погружением в ванну могут быть получены оттенки цвета, для которых до сих пор не имелось индивидуальных решений.
Объектом настоящего изобретения также является применение волокна в соответствии с настоящим изобретением для получения нити. Для обозначения признаков, подпадающих под соответствующий объем применения, подобная нить в соответствии с настоящим изобретением может содержать волокна другого происхождения дополнительно к волокнам в соответствии с настоящим изобретением, например, (огнестойкий) сложный полиэфир, Модакрил, пара- и метаарамид, полиамидимид (Kermel®), (огнестойкая) шерсть, полибензимидазол (PBI), полиимид (Р84®), полиамид, (огнестойкий) полиамид, огнестойкие акриловые волокна, меламиновые волокна, полифениленсульфид (PPS), политетрафторэтилен (PTFE), стекловолокна, хлопок, шелк, углеводородные волокна, окисленные термически стабилизированные полиакрилонитрильные волокна (PANOX®) и токопроводящие волокна, а также смеси этих волокон. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения смешанные составляющие также могут быть подвержены окрашиванию красящими веществами с высокой видимостью.
Аналогично, применение волокон в соответствии с настоящим изобретением для получения ткани является объектом настоящего изобретения. Кроме волокон в соответствии с настоящим изобретением, эта ткань может также содержать другие волокна, например (огнестойкий) сложный полиэфир, Модакрил, пара- и мета-арамид, полиамидимид (Kermel®), (огнестойкая) шерсть, полибензимидазол (PBI), полиимид (Р84®), полиамид, (огнестойкий) полиамид, огнестойкие акриловые волокна, меламиновые волокна, полифениленсульфид (PPS), политетрафторэтилен (PTFE), стекловолокна, хлопок, шелк, углеводородные волокна, окисленные термически стабилизированные полиакрилонитрильные волокна (PANOX®) и токопроводящие волокна, а также смеси этих волокон. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения другие волокна также могут быть подвержены окрашиванию красящими веществами с высокой видимостью.
Предпочтительно ткань является тканым изделием, основовязаным изделием или вязаным изделием, но также в основном может быть нетканым изделием. В случае тканого или вязаного изделия, смесь волокон в соответствии с настоящим изобретением с другими волокнами возможно выполнить посредством смешивания перед получением нити, так называемая однородная смесь, или посредством совместного использования в каждом случае чистых нитей различных типов волокон при получении тканых, трикотажных и вязаных изделий.
Аналогично, объектом настоящего изобретения также является применение волокон в соответствии с настоящим изобретением для получения предмета одежды с отражающими свойствами или другого типа предмета с отражающими свойствами, причем обычно упомянутые выше нити и/или плоские текстильные структуры выглядят как промежуточные элементы в текстильной основе. В рамках настоящего изобретения под другими типами предметов с отражающими свойствами следует понимать, например, вымпелы, флаги, предупредительные ленты и подобное, которые характеризуются очень хорошей видимостью и/или хорошо привлекают к себе внимание. Таким образом, применение в соответствии с настоящим изобретением выходит за пределы чисто предупреждающего эффекта. Если в качестве ткани применяют нетканую ткань, как было указано выше, например, для применения в вымпелах, флагах, предупредительных лентах и тому подобном, то, естественно, промежуточную нить не применяют. Различные варианты осуществления предметов одежды или других предмет с отражающими свойствами этого типа хорошо известны специалистам в данной области техники и, следовательно, не будут дополнительно описаны.
Аналогично, способ получения упомянутых выше флуоресцентных целлюлозных регенерированных волок в соответствии с настоящим изобретением также является объектом настоящего изобретения, согласно которому красящий пигмент включают в волокна и выполняют последующее покрывное окрашивание этих волокна посредством флуоресцентного красящего вещества на последующей стадии способа. Включение обычно выполняют посредством добавления красящих пигментов в прядильный раствор. Процессы включения этого типа в основном известны специалистам в данной области техники для процесса прядения вискозы, процесса прядения Модала, а также процесса прядения с использованием растворителя. Однако окрашенные в массе целлюлозные волокна обычно не подвергают последующему покрывному окрашиванию на другом стадии посредством другого красящего вещества, поскольку способ окрашивания волокон в массе известен в основном как очень эффективный способ, посредством которого можно получить высокие значения стойкости, включающей стойкость к истиранию и светостойкость, стойкость к мытью и поту. Однако настоящее изобретение, которое предусматривает стадию последующего покрывного окрашивания на последующей стадии, обеспечивает выполнение специальных требований к волокнам из целлюлозы для одежды с отражающими свойствами.
Последующему покрывному окрашиванию, т.е. окрашиванию погружением в ванну, может быть подвергнут пучок, содержащий окрашенные в массе волокна, или нить или текстильная структура, содержащая окрашенные в массе волокна. Для этого могут быть использованы непрерывные и прерывные процессы окрашивания, в целом известные специалисту в данной области техники.
Далее настоящее изобретение будет пояснено посредством примеров. Примеры должны рассматриваться как возможные варианты осуществления настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не будет ограничено объемом этих примеров.
Пример 1
Окрашенные в массе огнестойкие вискозные волокна содержат 1,25 массового процента пигмента желтого 3 (например, Aquarine Yellow 10 G) и 22 массовых процента 2,2'-оксибис-[5,5-диметил-1,3,2-диоксафосфорин]-2,2'-дисульфида (Exolit 5060, компания Clariant) во всех случаях в отношении целлюлозы. Затем это волокно подвергают последующему покрывному окрашиванию при помощи Remazol Leuchtgelb FL (компания DyStar) в соответствии со следующим способом.
Пучок помещают в красильную ванну, содержащую 2% Remazol Leuchtgelb FL (компания DyStar) и 100 г/л сульфата натрия, с отношением массы ткани к массе красильного раствора: 1:10 и начальной температурой 25°С, а также со скоростью нагревания 1°С в минуту до 50°С. По прошествии 10 минут при этой температуре добавляют соду в количестве 5 г/л, а еще после 30 минут добавляют NaOH (в концентрации 50%) в количестве 1,2 мл/л. По прошествии еще 40 мин красильной ванне дают остынуть, и после этого следует дополнительная обработка, предусматривающая известные специалисту в данной области техники стадии: полоскание - замыливание - полоскание - замыливание. После этого волокно высушивают и изготавливают из него тканое изделие. Это изделие подвергли испытаниям, результаты которых приведены в таблице 1. Эти результаты демонстрируют то, что волокна, нити и текстильные изделия, полученные в соответствии с настоящим изобретением, превосходно подходят для применения в одежде с отражающими свойствами и не выцветают.
| Таблица 1 | |||
| Результаты испытаний (для примера 1) | |||
| В начале | После воздействия (ISO 105-B02, способ 3) | ||
| Коэффициент яркости | 0,7304 | 0,7282 | |
| Координаты цветности | Координата Х | 0,3830 | 0,3852 |
| Координата Y | 0,4917 | 0,4915 | |
| Стойкость к истиранию (сухому и мокрому) | 4 | ||
| Светостойкость (ISO 105-B02, способ 2) | 5-6 |
Пример 2 (сравнительный пример)
Коммерчески доступное вискозное волокно (LENZING FR), также подвергнутое огнестойкой обработке посредством Exolit 5060, которое не содержит включенного красящего пигмента, было подвергнуто последующему покрывному окрашиванию способом, используемом в примере 1. При этом 6% Remazol Leuchtgelb FL (компания DyStar) было использовано вместо 2%, как в примере 1. Волокна демонстрируют результаты испытаний, приведенные в таблице 2.
| Таблица 2 | |||
| Результаты испытаний (для примера 2) | |||
| В начале | После воздействия (ISO 105-B02, способ 3) | ||
| Коэффициент яркости | 0,7666 | 0,7011 | |
| Координаты цветности | Координата Х | 0,3711 | 0,3920 |
| Координата Y | 0,5184 | 0,5067 | |
| Стойкость к истиранию (сухому и мокрому) | 4 | ||
| Светостойкость (ISO 105-B02, способ 2) | 3-4 |
В результате воздействия оттенок и глубина цвета волокна, известного из уровня техники, в примере 2 подверглись более сильным изменениям, чем волокна в соответствии с настоящим изобретением из примера 1, что может быть хорошо видно из сильного смещения значений координат цветности. Аналогично, в результате воздействия произошло более сильное снижение коэффициента яркости волокон, известных из уровня техники, по сравнению с волокном в соответствии с настоящим изобретением. Однако самым серьезным показателем является более плохая светостойкость волокна согласно примеру 2 по сравнению с волокном в соответствии с настоящим изобретением согласно примеру 1.
1. Целлюлозное регенерированное волокно, которое содержит включенный красящий пигмент и флуоресцентное красящее вещество, которое нанесено посредством последующего покрывного окрашивания, и характеризующееся светостойкостью более 5, измеренной в соответствии с ISO 105-В02, способ 2.
2. Целлюлозное регенерированное волокно по п.1, полученное в соответствии с процессом получения Вискозы, Модала или Лиоцелла.
3. Целлюлозное регенерированное волокно по п.1, которое также характеризуется огнестойкой обработкой.
4. Целлюлозное регенерированное волокно по п.3, в котором огнестойкое покрытие является включенным фосфорорганическим соединением (предпочтительно 2,2′-оксибис-[5,5-диметил-1,3,2-диоксафосфорин]-2,2′-дисульфидом).
5. Целлюлозное регенерированное волокно по п.1, дополнительно содержащее бактерицидное вещество.
6. Применение волокон по пп.1-5 для получения нити.
7. Применение волокон по пп.1-5 для получения ткани.
8. Применение волокон по пп.1-5 для получения предмета одежды с отражающими свойствами или другого предмета с отражающими свойствами.
9. Способ получения флуоресцентных целлюлозных регенерированных волокон по пп.1-5, отличающийся тем, что красящий пигмент включают в волокна и выполняют последующее покрывное окрашивание этих волокон посредством флуоресцентного красящего вещества на последующей стадии способа.
10. Способ по п.9, в котором последующее покрывное окрашивание выполняют на непрерывной или прерываемой стадии способа.
11. Способ по п.9 или 10, в котором последующее покрывное окрашивание применяют к нити или ткани, выполненной из регенерированного целлюлозного волокна.
