TWI693310B - 本質型螢光纖維母粒、螢光纖維及其製備方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種本質型螢光纖維母粒，其包括約65~80重量份的基材粉體、約1~5重量份的螢光色料、約10~20重量份的耐日光劑以及約9~15重量份的添加劑，其中所述基材粉體可包括聚對苯二甲酸丁二酯。另提供一種螢光纖維及其製備方法。
Description
本發明是有關於一種紡織材料，且特別是有關於一種本質型螢光纖維母粒、螢光纖維及其製備方法。
在全球化的趨勢下，紡織產業正面臨強大的競爭壓力，紡織業者必須不斷地研發新的技術與多元化的產品，才能面對全世界的競爭。現代社會越來越多人在夜間活動，如夜間工作者(例如警察或清潔人員)、騎自行車之人、路跑等等。為了提升夜間活動的安全性，螢光纖維所製作的防護衣物的研發已得到業界的高度關注。
有鑒於此，本發明提供一種本質型螢光纖維母粒以及螢光纖維的製備方法，所製備出的螢光纖維的色彩落於標準EN471色域內且視感白度(β)大於0.7，符合標準EN471標準的規範。
本發明提供一種本質型螢光纖維母粒，其包括65~80重量份的基材粉體、1~5重量份的螢光色料、10~20重量份的耐日光
劑以及9~15重量份的添加劑。在一實施例中，所述基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯。
在本發明的一實施例中，上述螢光色料包括螢光黃色料，其包括式(1)、式(2)、式(3)以及式(4)結構中的至少一者：
。
在本發明的一實施例中，上述耐日光劑包括蒙脫土(montmorillonite)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化矽(SiO2)、硫酸鋇(BaSO4)或其組合。
在本發明的一實施例中，9~15重量份的所述添加劑包括3~5重量份的第二分散劑、3~5重量份的抗氧化劑以及3~5重量份的安定劑。
本發明另提供一種螢光纖維，其使用上述的本質型螢光纖維母粒所製成，其中螢光纖維的色彩為螢光黃且符合標準EN471的規範。
本發明又提供一種螢光纖維的製備方法，其包括以下步驟。將3~5重量份的螢光色料、5~15重量份的耐日光劑、10~20重量份的第一分散劑以及60~80重量份的水均勻混合，以形成混合液。對所述混合液進行液態研磨分散及改質步驟，以得到平均粒徑為150~200nm的螢光色漿改質分散液。將64~87重量份的基材粉體、3~80重量份的所述螢光色漿改質分散液以及9~15重量份的添加劑均勻混合。進行乾燥步驟，以去除水。進行混練造粒步驟，以形成本質型螢光纖維母粒。將0.5~2重量份的所述本質型螢光纖維母粒以及15~25重量份的載體進行混合。進行熔融紡絲步驟，以得到螢光纖維。
在本發明的一實施例中，上述液態研磨分散及改質步驟包括在1,500~2,700rpm的轉速下研磨30~120分鐘。
在本發明的一實施例中，上述基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。
在本發明的一實施例中，上述載體包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)。
在本發明的一實施例中，上述熔融紡絲步驟的紡絲溫度在275℃至285℃的範圍內。
基於上述，本發明所製備出的螢光纖維有助於視感白度(β)的提升，且其色彩符合標準EN471的規範。此外，將螢光色漿改質分散液的平均粒徑控制在150nm至200nm之間，可使所製
備出的螢光纖維的色彩更靠近標準EN471色域的中心點。另外，本發明所製備出的螢光纖維具有優良的耐日光度、耐洗牢度及耐汗牢度，滿足使用者的需求。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、102、104、106、108、110、112:步驟
圖1為根據本發明一實施例所繪示之一種螢光纖維的製備方法的流程圖。
圖2為本發明的比較例1~6以及實驗例1~2所製備出的色紗的色彩圖示，其中虛線區域為標準EN471螢光黃色域。
本發明利用研磨複合加工技術導入耐日光劑以製備螢光色漿改質分散液，藉由研磨碰撞方式將螢光色漿改質分散液中的分散質的平均粒徑控制在150nm至200nm之間，由此製備出本質型螢光纖維母粒以及符合標準EN471規範的螢光纖維。
本發明提供一種本質型螢光纖維母粒，其包括65~80重量份的基材粉體、1~5重量份的螢光色料、10~20重量份的耐日光劑以及9~15重量份的添加劑。
在一實施例中，上述基材粉體可包括聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)。
在一實施例中，上述螢光色料包括螢光黃色料，其可包
括式(1)、式(2)、式(3)以及式(4)結構中的至少一者：
。
在一實施例中，上述耐日光劑可包括蒙脫土(montmorillonite)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化矽(SiO2)、硫酸鋇(BaSO4)或其組合。更具體地說，蒙脫土為插層結構，使色料鑲入插層間，預期可提高耐日光牢度，且不影響色彩。二氧化矽有低折射率及有低色散的優點，預期加入後可使螢光色黃色不因為色散造成色偏移。硫酸鋇為光學檢測用全反射材料，預期加入後有助於視感白度(β)的提升，進而使色彩往標準EN417色域的中心移動。
在一實施例中，9~15重量份的所述添加劑可包括3~5重
量份的第二分散劑、3~5重量份的抗氧化劑以及3~5重量份的安定劑。
在一實施例中，所述第二分散劑可包括式(5)、式(6)以及式(7)結構中的至少一者：
。
在一實施例中，所述抗氧化劑可包括式(8)、式(9)以及式(10)結構中的至少一者：
。
在一實施例中，所述安定劑可包括式(11)、式(12)以及式
(13)結構中的至少一者：
。
上述所列舉的各組分的示範性結構，僅僅為說明起見，並不用於限定本發明。各組分也可以使用其他結構，只要能製備出本發明的本質型螢光纖維母粒即可。
本發明另提供一種螢光纖維，其使用上述的本質型螢光纖維母粒所製成，其中螢光纖維的色彩為螢光黃且符合標準EN471的規範。以下，將說明本發明之螢光纖維的一種示例性製備方法。
圖1為根據本發明一實施例所繪示之一種螢光纖維的製備方法的流程圖。
請參照圖1，首先，在步驟100中，將3~5重量份的螢光色料、5~15重量份的耐日光劑、10~20重量份的第一分散劑以及60~80重量份的水均勻混合，以形成混合液。在步驟100中，也可
以視情況加入約0.01~1重量份的消泡劑，以移除混合液中的泡沫。所述第一分散劑例如是市購的BYK190(購自德國華克公司)，且所述消泡劑例如是市購的BASF-FOAMASTER 333(購自巴斯夫公司)。
然後，在步驟102中，對所述混合液進行液態研磨分散及改質步驟，以得到平均粒徑為150~200nm的螢光色漿改質分散液。在一實施例中，所述液態研磨分散及改質步驟包括在1,500~2,700rpm的轉速下研磨30~120分鐘。
接著，在步驟104中，將64~87重量份的基材粉體、3~80重量份的所述螢光色漿改質分散液以及9~15重量份的添加劑均勻混合。在一實施例中，所述基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。在一實施例中，9~15重量份的所述添加劑包括3~5重量份的第二分散劑、3~5重量份的抗氧化劑以及3~5重量份的安定劑。
繼之，在步驟106中，進行乾燥步驟，以去除水。在一實施例中，所述乾燥步驟可包括在90℃至110℃的溫度下乾燥12~24小時。
接下來，在步驟108中，進行混練造粒步驟，以形成本質型螢光纖維母粒。在一實施例中，所述混練造粒步驟的混練溫度在220℃至250℃的範圍內。
然後，在步驟110中，將0.5~2重量份的所述本質型螢光纖維母粒以及15~25重量份的載體進行混合。在一實施例中，所述載體包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)。
接著，在步驟112中，進行熔融紡絲步驟，以得到螢光纖維。在一實施例中，所述熔融紡絲步驟的紡絲溫度例如是在275℃至285℃的範圍內。在一實施例中，纖維規格例如是150d/48f。在另一實施例中，纖維規格例如是75d/48f。在又一實施例中，纖維規格例如是75d/96f。
在一實施例中，所得到的螢光纖維的色彩為螢光黃且符合標準EN471的規範。更具體地說，習知的做法通常是使用非螢光纖維母粒製作成纖維或織物後，再對纖維或織物進行染整製程而使其具有螢光色。由於螢光色的染液不易提供，且螢光色料對織物而言附著性不佳，故習知做法所得到的螢光纖維或螢光織物會具有染色均勻性、耐洗牢度、耐汗牢度及耐日光牢度等性質不佳的問題。然而，本發明是使用本質型螢光纖維母粒來製備螢光纖維，故本發明的螢光纖維不需經染整製程即可具有螢光色，為本質型螢光纖維。因此，本發明的螢光纖維不會有染色均勻性不佳的問題，且具有較佳的耐洗牢度、耐汗牢度及耐日光牢度。
以下，將列舉多個比較例與實驗例以驗證本發明的功效。
首先，在步驟100中，依據表一的配方製備出混合液。
然後，在步驟102，研磨混合液以得到螢光色漿改質分散
液(簡稱為色漿)。表二為色漿的平均粒徑，即螢光色漿改質分散液中的分散質的平均粒徑。依據研磨條件的不同，即使使用相同的耐日光劑，所得到的平均粒徑也可能不同。色漿A~G分別使用不同的耐日光劑以及研磨條件，其中色漿C至色漿G的平均粒徑落入本發明設定的150~200nm的範圍，而色漿A和色漿B的平均粒徑超出本發明設定的150~200nm的範圍。
接著，依據表三的配方進行步驟104，再進行步驟106、108，製備出本質型螢光纖維母粒(簡稱為色母)。
之後，進行步驟110，將製備出之色母(PBT)稀釋於載體(PET)中，其中PBT：PET=1：19。然後，進行步驟112，製備出螢光纖維(簡稱為色紗)，其換算之色紗有效行含量如表四所示。在表四中，比較例1~4使用未研磨混合液，混合液的平均粒徑大於1μm；比較例5~6使用經研磨色漿，但色漿的平均粒徑超出本發明設定的150~200nm的範圍；實驗例1~5使用經研磨色漿，且色漿的平均粒徑落入本發明設定的150~200nm的範圍。
接下來，將製備出的螢光纖維(簡稱色紗)進行各項檢測。
圖2為本發明的比較例1~6以及實驗例1~2所製備出的色紗的色彩圖示，其中虛線區域為標準EN471螢光黃色域。表五為色域檢測的結果。如圖2以及表五所示，當使用經研磨色漿(實驗例1~2)且色漿的平均粒徑落入本發明設定的150~200nm的範圍內時，所製備出的螢光纖維的視感白度(β)大於0.7且色彩落於EN471螢光黃色域中，符合標準EN471對於螢光黃的規範。此外，相較於比較例1~6而言，實驗例1~2的螢光纖維的色彩更靠近標準EN471螢光黃色域的中心點。
另一方面，當使用未研磨混合液(比較例1~4)、或使用經研磨色漿(比較例5~6)而色漿的平均粒徑超出本發明設定的150~200nm的範圍時，雖然色彩仍在EN471螢光黃色域的邊界，但其視感白度(β)低於0.7，不符合標準EN471的規範。
因此，本發明中，將螢光色漿改質分散液的平均粒徑控制在150nm至200nm之間，可使所製備出的螢光纖維的色彩靠近標準EN471螢光黃色域的中心點，且其視感白度(β)高於0.7而符合EN471規範，具有不可預期之功效。
表六為耐日光牢度檢測的結果。如表六所示，比較例1的色紗，由於未添加耐日光劑，其耐日光牢度差。比較例2~4的色紗，雖有添加耐日光劑，但使用粒徑較大的混合液所製成，故比較例2~4的耐日光牢度也比實驗例1~5的耐日光牢度來得差。另一方面，實驗例1~5的色紗均具有相當程度的耐日光牢度，符
合使用者的需求。
表七為耐洗、耐汗牢度檢測的結果。如表七所示，比較例4~6以及實驗例1~5的色紗均具有相當程度的耐洗、耐汗牢度，符合使用者的需求。
綜上所述，本發明所製備出的螢光纖維為本質型螢光纖
維且有助於視感白度(β)的提升，故其色彩符合標準EN471的規範。此外，將螢光色漿改質分散液的平均粒徑控制在150nm至200nm之間，可使所製備出的螢光纖維的色彩更靠近標準EN471色域的中心點。另外，本發明所製備出的螢光纖維具有優良的耐日光度、耐洗牢度及耐汗牢度，滿足使用者的需求。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、102、104、106、108、110、112:步驟
Claims (9)
- 一種本質型螢光纖維母粒，包括：65~80重量份的基材粉體，其包括聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)；1~5重量份的螢光色料；10~20重量份的耐日光劑；以及9~15重量份的添加劑，其中所述添加劑包括3~5重量份的第二分散劑、3~5重量份的抗氧化劑以及3~5重量份的安定劑。
- 如申請專利範圍第1項所述的本質型螢光纖維母粒，其中所述螢光色料包括螢光黃色料，其包括式(1)、式(2)、式(3)以及式(4)結構中的至少一者：
- 如申請專利範圍第1項所述的本質型螢光纖維母粒，其中所述耐日光劑包括蒙脫土(montmorillonite)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化矽(SiO2)、硫酸鋇(BaSO4)或其組合。
- 一種螢光纖維，其使用申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的本質型螢光纖維母粒所製成，其中螢光纖維的色彩為螢光黃且符合標準EN471的規範。
- 一種螢光纖維的製備方法，包括：將3~5重量份的螢光色料、5~15重量份的耐日光劑、10~20重量份的第一分散劑以及60~80重量份的水均勻混合，以形成混合液；對所述混合液進行液態研磨分散及改質步驟，以得到平均粒徑為150~200nm的螢光色漿改質分散液；將64~87重量份的基材粉體、3~80重量份的所述螢光色漿改質分散液以及9~15重量份的添加劑均勻混合，其中所述添加劑包括3~5重量份的第二分散劑、3~5重量份的抗氧化劑以及3~5重量份的安定劑；進行乾燥步驟，以去除水；進行混練造粒步驟，以形成本質型螢光纖維母粒；將0.5~2重量份的所述本質型螢光纖維母粒以及15~25重量份的載體進行混合；以及進行熔融紡絲步驟，以得到螢光纖維。
- 如申請專利範圍第5項所述的螢光纖維的製備方法，其中所述液態研磨分散及改質步驟包括在1,500~2,700rpm的轉速下研磨30~120分鐘。
- 如申請專利範圍第5項所述的螢光纖維的製備方法，其中所述基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。
- 如申請專利範圍第5項所述的螢光纖維的製備方法，其中所述載體包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)。
- 如申請專利範圍第5項所述的螢光纖維的製備方法，其中所述熔融紡絲步驟的紡絲溫度在275℃至285℃的範圍內。
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2018
- 2018-12-20 TW TW107146036A patent/TWI693310B/zh active
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