CN1189603C - 荧光胶芯纱线及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种荧光胶芯纱线及其制造方法，借助于把新型的有机添加剂加入到聚合物或者纺丝油剂中，荧光胶芯纱线可以发出足够的荧光，从而当紫外线辐射到该荧光胶芯纱线上时，通过肉眼可以看到细的胶芯纱线，因此，本发明的荧光胶芯纱线的优点在于，可以防止生产出劣质的包线。

Description

荧光胶芯纱线及其生产方法
技术领域
本发明总的来说涉及一种荧光胶芯纱线(elastic yarn)及其生产方法，尤其地，本发明涉及一种这样的荧光胶芯纱线及其生产方法：借助于把新型的有机添加剂加入到聚合物或者纺丝油剂中，该胶芯纱线可以发出足够的荧光，从而在紫外线辐射到荧光胶芯纱线上时通过肉眼可以看到细的胶芯纱线。
背景技术
胶芯纱线被应用到各种各样的领域中，并且编织和纺织被天然纤维包覆的胶芯纱线的过程已广泛用于现有技术中。各种胶芯纱线如芯形精纺纱(在该精纺纱中，在胶芯纱线上包覆着棉花或者人造纤维)和包线(covered yarn，在这种纱线中，合成纤维如尼龙和聚酯包覆在胶芯纱线上)被用来生产弹性织物或者需要具有弹性的编织物品。
但是，在胶芯纱线的包覆过程期间存在这样的问题：在适当的时间不能发现胶芯纱线的损坏，因此可能生产出了这样的劣质产品：该产品只有包线而没有胶芯纱线。这个问题导致包着的胶芯纱线的生产率减少，并且浪费了包线。相应地，需要发展一种新型的方法来在合适的时间内发现胶芯纱线被损坏。
发现胶芯纱线被损坏的传统方法是以这样的原理为基础的：在受到紫外线辐射时，加入到胶芯纱线中的钛基或者镁基无机添加剂发射出暗紫色光线。但是，无机添加剂不仅被加入到胶芯纱线中来避免上面的问题，而且无机添加剂也被加入到胶芯纱线中来改善消光效果和防结块性能，因此不能从根本上克服这个问题。此外，传统方法的缺点在于，当胶芯纱线的厚度小于40旦、或者小功率装置如便携式紫外线辐射器被用来识别处于工作位置上的胶芯纱线被损坏的情况时，几乎不可能发现这种损坏。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种这样的荧光胶芯纱线：当紫外线对其辐射时，通过荧光可以识别该纱线。
本发明的另一个目的是提供一种生产这种荧光胶芯纱线的方法。
本发明的再一个目的是提供一种被硬纤维包覆的荧光胶芯纱线。
根据本发明的一个方面，提供了一种荧光胶芯纱线，该纱线包括0.001至20重量％的荧光增白剂。
根据本发明的另一个方面，提供了一种生产荧光胶芯纱线的方法，该方法包括纺聚氨酯-脲共聚物的步骤，其特征在于，使荧光增白剂以0.001至20重量％的量与聚氨酯-脲的共聚物进行混合。
根据本发明的另一个方面，提供了一种生产荧光胶芯纱线的方法，该方法包括纺聚氨酯-脲共聚物的步骤，其特征在于，以这样的量把具有荧光增白剂分散于其中的纺丝油剂涂覆到纺成的胶芯纱线中，以致荧光增白剂在最后所得到的胶芯纱线中的含量为0.001至20重量％。
根据本发明的再一个方面，提供了一种生产包覆的荧光胶芯纱线的方法，该方法包括包覆芯纱线(core yarn)的步骤，其特征在于，芯纱线是荧光胶芯纱线。
用来形成本发明的荧光胶芯纱线的嵌段聚氨酯-脲共聚物借助于下面方法来形成：使有机二异氰酸酯与聚二醇反应从而生成预聚物，然后把该预聚物溶解在有机溶剂中，并且与二胺化合物和一元胺进行反应。
用来形成嵌段聚氨酯-脲共聚物的有机二异氰酸酯包括二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯、己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、丁烯二异氰酸酯和氢化P，P-亚甲基二异氰酸酯，但不局限于这些。
用来形成嵌段聚氨酯-脲共聚物的聚二醇包括聚四亚甲基醚乙二醇、聚丙二醇和聚碳酸酯二醇，但不局限于这些。
此外，二胺化合物如乙二胺、丙邻二胺和肼可以用作增链剂，而一元胺如二乙胺、单乙醇胺和二甲胺可以用作止链剂。
用来包覆本发明的胶芯纱线的是棉、人造丝、尼龙、聚酯或者纤维素。
在纺胶芯纱线之前，特征上加入了本发明的胶芯纱线的荧光增白剂可以与用作胶芯纱线的原材料的聚合物进行混合。另一方面，可以把荧光增白剂加入到纺丝油剂中，而该纺丝油剂在纺出胶芯纱线之后被涂覆到所纺出的胶芯纱线上。荧光增白剂以这样的量加入到胶芯纱线上，以致荧光增白剂在最后得到的胶芯纱线中的含量是0.001至20重量％。
当荧光增白剂的含量小于0.001重量％时，那么荧光效果较差。另一方面，当该含量大于20重量％时，那么荧光增白剂在聚合物或者纺丝油剂中的分散性较差，因此，尽管荧光确实较亮，但是荧光胶芯纱线的荧光是不均匀的，并且荧光胶芯纱线由于增白剂的费用较高而不能经济地生产出。
用于本发明中的荧光增白剂包括均二苯代乙烯基荧光增白剂、吡唑啉酮基荧光增白剂、咪唑基荧光增白剂、噁唑基荧光增白剂、香豆素基荧光增白剂、若丹明基荧光增白剂和荧光素基荧光增白剂，但不局限于运些。每种荧光增白剂的具体实施例如下：
均二苯代乙烯基荧光增白剂：C.I.(比色指数)荧光增白剂No.24，77，84，85，90，97，132，151，153，154和166，它们是各种(双)三嗪基氨基均二苯代乙烯或者它们的衍生物；
吡唑啉酮基荧光增白剂：C.I.荧光增白剂No.54和124；
咪唑基荧光增白剂：C.I.荧光增白剂No.45，133，140，150，189，228和2-异丙基咪唑(CAS(化学文摘协会)#36947-68-9)；
噁唑基荧光增白剂：C.I.荧光增白剂No.170，171，219，258，259和
(2，2’-2，5-diophenydil)双[5-(1，1-二甲基乙基)]-苯并噁唑(通常称为uvitex OB)；
香豆素基荧光增白剂：C.I.荧光增白剂No.52，69，78，91，130，152，156，162，香豆素1(CAS#91-44-1，7-二乙氨基-4-甲基香豆素)及香豆素(CAS#38215-36-0，3-(2-苯并噻唑基)-7-二乙氨基香豆素)；
若丹明基荧光增白剂：若丹明B(CAS#81-88-9，N-[9-(2-羧苯基)-6-二乙氨-3H-呫吨-3-内鎓]-N-乙基乙铵氯化物)，若丹明异氰酸酯(CAS#36877-69-7)；及
荧光素基荧光增白剂：荧光素(CAS#2321-07-5)和荧光异硫氰酸盐(CAS#3326-32-7)。
优选的是，在与聚合物或者纺丝油剂进行混合之前，使荧光增白剂分散在有机溶剂中。有机溶剂包括甲醇和己二醇(CAS#107-41-5，2-甲基-2，4-戊二醇)，但不局限于这些。
根据本发明，在干纺胶芯纱线期间，把添加剂如紫外线稳定剂、抗氧化剂、抗NOx气体变黄剂、防结块剂、染料牢度改进剂、耐氯性剂和消光剂加入到胶芯纱线中。
在纺胶芯纱线之前，在把荧光增白剂加入到溶解的聚合物时，荧光增白剂在紫外线下呈现永久荧光效果，因此荧光胶芯纱线可以被涂覆到紫外线辐射器所识别的特殊用途的布料上。另一方面，在使用含有荧光增白剂的纺丝油剂来生产荧光胶芯纱线时，荧光胶芯纱线的优点在于，肉眼容易观察到荧光胶芯纱线，因为荧光增白剂被涂在胶芯纱线的表面上。此外，根据使用者的需要，涂覆有上述荧光胶芯纱线的编织品或者纺织品可以用于各种目的，因为在织品的划线(scoring)和后处理作用下，可以非常容易地从胶芯纱线中除去荧光增白剂。
具体实施方式
通过阅读下面这些实施例可以更好地理解本发明，而这些实施例是用来解释，但不是用来限定本发明的。
实施例1
在85℃时、在氮气环境下，使518克的二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯与2328克的聚四亚甲基醚乙二醇(分子量：1800)进行反应90分钟，从而生产出含有异氰酸酯基的预聚物，这些异氰酸酯基位于它的两终端。因此而形成的预聚物被冷却到室温，并且把4643克的二甲基乙酰胺加入到冷却下来的预聚物中，从而生产出预聚物溶液。
之后，在10℃或者更低的温度下，把溶液(在该溶液中，把54克的丙邻二胺和9.1克的二乙胺溶解在1889克的二甲基乙酰胺中)加入到预聚物溶液中，从而生产出嵌段聚氨酯-脲共聚物溶液。
把添加剂如紫外线稳定剂、抗氧化剂、抗变黄剂、染料牢度改进剂、镁基防结块剂和钛基消光剂加入到上面的嵌段聚氨酯-脲共聚物溶液中，并且把以2∶8的重量比分散在己二醇(CAS#107-41-5，2-甲基-2，4-戊二醇)中的香豆素1(CAS#91-44-1，7-二乙氨基-4-甲基香豆素)以这样的量加入到聚合物溶液中，以致根据最后所得到的聚合物固体计算，香豆素1的含量是5重量％。使最后所得到的聚合物进行去沫处理、通过干纺过程在250℃的纺丝温度下进行并条、并且进行缠绕，从而生产出具有10旦厚度的聚氨酯-脲胶芯纱线。使用传统的包线机使胶芯纱线包有厚度为75旦的聚酯假捻纱。测定胶芯纱线和被包覆的胶芯纱线的物理性能，这些结果描述在表1中。
实施例2至4
除了最后所得到的胶芯纱线的厚度是20、40和140旦之外，重复实施例1的过程。最后所得到的胶芯纱线的物理性能描述在表1中。
实施例5
在85℃时、在氮气环境下，使518克的二苯甲烷-4，4’-二异氰酸酯与2328克的聚四亚甲基醚乙二醇(分子量：1800)进行反应90分钟，从而生产出含有异氰酸酯基的预聚物，这些异氰酯盐基位于它的两终端。因此而形成的预聚物被冷却到室温，并且把4643克的二甲基乙酰胺加入到冷却下来的预聚物中，从而生产出预聚物溶液。
之后，在10℃或者更低的温度下，把溶液(在该溶液中，把54克的丙邻二胺和9.1克的二乙胺溶解在1889克的二甲基乙酰胺中)加入到预聚物溶液中，从而生产出嵌段聚氨酯-脲共聚物溶液。
把添加剂如紫外线稳定剂、抗氧化剂、抗变黄剂、染料牢度改进剂、镁基防结块剂和钛基消光剂加入到上面的嵌段聚氨酯-脲共聚物溶液中，并且使最后所得到的聚氨酯-脲共聚物溶液进行去沫处理、通过干纺过程在250℃的纺丝温度下进行并条。以2∶8的重量比，把香豆素1(CAS#91-44-1，7-二乙氨基-4-甲基香豆素)分散在己二醇(CAS#107-41-5，2-甲基-2，4-戊二醇)中，从而形成分散液体，并且把分散液体以这样的量加入到最后所得到的聚氨酯-脲共聚物聚合物溶液中，以致根据通常用于缠绕胶芯纱线时的纺丝油剂计算，分散液体为10重量％，例如该纺丝油剂包括聚二甲基硅氧烷，并且无杂质。把根据胶芯纱线计算的5重量％纺丝油剂涂覆到胶丝纱线的表面上，从而最后生产出具有10旦厚度的胶芯纱线。荧光增白剂在最后所得到的胶芯纱线中的含量是0.1重量％。使用传统的包线机使最后所得到的胶芯纱线包有75旦厚度的、聚酯假捻纱。测定胶芯纱线和被包覆的胶芯纱线的物理性能，这些结果描述在表1中。
实施例6至8
除了最后所得到的胶芯纱线的厚度是20、40和140旦之外，重复实施例5的过程。测量最后所得到的胶芯纱线和被包覆的胶芯纱线的物理性能，这些结果描述在表1中。
比较例1至4
除了荧光分散液体没有涂覆到胶芯纱线上之外，重复实施例1的过程从而最后生产出10、20、40和140旦的胶芯纱线。测量最后所得到的胶芯纱线和被包覆的胶芯纱线的物理性能，这些结果描述在表1中。
实施例9至10
除了根据最后所得到的聚合物固体计算、加入到聚合物溶液中的每种香豆素1为0.001和20重量％之外，重复实施例3的过程。
比较例5至6
除了根据最后所得到的聚合物固体计算、加入到聚合物溶液中的每种香豆素1为0.0001和25重量％之外，重复实施例3的过程。
实施例11
除了下面这些之外重复实施例7的过程：把根据纺丝油剂计算的、具有分散于其中的荧光增白剂的0.1重量％分散液体加入到胶芯纱线中，把根据胶芯纱线计算的5重量％纺丝油剂涂覆到胶芯纱线的表面上，及缠绕最后所得到的混合物从而最后生产出厚度为40旦的胶芯纱线，并且荧光增白剂在最后所得到的胶芯纱线中的含量为0.001重量％。
比较例7
除了下面这些之外重复实施例7的过程：把根据纺丝油剂计算的、具有分散于其中的荧光增白剂的0.01重量％分散液体加入到胶芯纱线中，把根据胶芯纱线计算的5重量％纺丝油剂涂覆到胶芯纱线的表面上，及缠绕最后所得到的混合物从而最后生产出厚度为40旦的胶芯纱线，并且荧光增白剂在最后所得到的胶芯纱线中的含量为0.0001重量％。
                                           表1
旦(d)               在紫外线下的发光度(25勒克司) 白度
  通过照度计来测量(勒克司)(全部胶芯纱线密度)   肉眼检查(一束胶芯纱线)  肉眼检查(一束被包覆的纱线)
实施例1   10   4～6(荧光)   可能  可能   ◎
实施例2   20   4～6(荧光)   可能  可能   ◎
实施例3   40   4～6(荧光)   可能  可能   ◎
实施例4   140   4～6(荧光)   可能  可能   ◎
实施例5   10   8～10(荧光)   可能  可能   ◎
实施例6   20   8～10(荧光)   可能  可能   ◎
实施例7   40   8～10(荧光)   可能  可能   ◎
实施例8   140   8～10(荧光)   可能  可能   ◎
实施例9   40   1～2(荧光)   可能  可能   ○
实施例10   40   35～40(荧光)   可能  可能   ◎
实施例11   40   1～2(荧光)   可能  可能   ○
比较例1   10   0～1(暗紫色)   不可能  不可能   △
比较例2   20   0～1(暗紫色)   不可能  不可能   △
比较例3   40   0～1(暗紫色)   不可能  不可能   △
比较例4   140   0～1(暗紫色)   可能  可能   △
比较例5   40   0～1(荧光)   不可能  不可能   △
比较例6   40   40～45(荧光)   可能  可能   ◎
比较例7   40   0～1(荧光)   不可能  不可能   △
◎：极好    ○：好    △：差
从表1的结果中，可以看到，没有荧光增白剂的、40亘或者更低的细胶芯纱线在紫外线下难以由肉眼观察到，并且当根据最后所得到的聚合物计算的、荧光增白剂的含量如实施例6一样是20重量％或者更大时，胶芯纱线具有极好的荧光效果，但是具有这样的缺点：荧光基体的解开性能较差，并且荧光基体的分散性也较差。
实施例12至18
除了如表2所示一样荧光增白剂和分散剂相互不相同之外，重复实施例7的过程。测量最后所得到的胶芯纱线和被包覆的胶芯纱线的物理性能，这些结果描述在表2中。
                                     表2
实施例 荧光增白剂     C.I.#或商品名 分散剂   在25勒克司紫外线下的发光度(勒克司) 白度
  12   均二苯代乙烯     24   甲醇   2～4(蓝紫色)   ○
    77   己二醇   5～6   ◎
    84   甲醇   5～6(蓝紫色)   ◎
    85   甲醇   4～6(蓝紫色)   ◎
    90   甲醇   5～6(蓝紫色)   ◎
    97   己二醇   5～6(蓝色)   ◎
    132   己二醇   5～6(蓝色)   ◎
    151   甲醇   2～4(红蓝色)   ○
    153   甲醇   2～4(蓝色)   ○
    154   甲醇   5～6(蓝色)   ◎
    166   甲醇   5～6(绿蓝色)   ◎
  13   吡唑啉酮     54   甲醇   2～3(绿蓝色)   ○
    124   甲醇   2～3(蓝色)   ○
    14     咪唑     45     甲醇   4～6(蓝色)   ◎
    133     甲醇   4～6(蓝色)   ◎
    140     甲醇   4～6(蓝色)   ◎
    150     甲醇   5～7(蓝色)   ◎
    189     甲醇   4～6(蓝色)   ◎
    228     己二醇   4～6(蓝色)   ◎
    2-异丙基咪唑     己二醇   4～6(蓝色)   ◎
    15     噁唑     170     甲醇   2～4(蓝色)   ○
    171     甲醇   2～4(蓝色)   ○
    219     丙酮   1～2(红蓝色)   △
    258     丙酮   1～2(蓝紫色)   △
    259     甲醇   2～4(蓝色)   ○
    16     香豆素     52     甲醇   3～6(蓝紫色)   ◎
    69     丙酮   3～6(蓝紫色)   ◎
    78     丙酮   3～6(蓝紫色)   ◎
    91     丙酮   3～6(蓝紫色)   ◎
    130     己二醇   3～6(紫色)   ◎
    152     丙酮   3～6(绿蓝色)   ◎
    156     丙酮   3～6(蓝色)   ◎
    162     丙酮   3～6(蓝色)   ◎
    香豆素1     己二醇   8～10   ◎
    香豆素6     己二醇   8～10   ◎
    17     若丹明     若丹明B     丙酮   6～8(蓝色)   ◎
    若丹明异氰酸酯     丙酮   6～8(蓝色)   ◎
    18     荧光素     荧光素     丙酮   5～7(绿色)   ◎
    荧光素异氰酸酯     丙酮   5～7(绿色)   ◎
◎：极好    ○：好    △：差
如上所述，本发明的优点在于，即使胶芯纱线包有聚酯假捻纱，但是本发明的荧光胶芯纱线在紫外线下可以通过肉眼观察到，因此可以识别是否存在10旦的细胶芯纱线，因此使低质的包线(没有胶芯纱线)的形成量达到最小，并且在生产荧光胶芯纱线的下游过程中提高了荧光胶芯纱线的生产率。
以解释的方式描述了本发明，但是应该知道，所使用的术语当然是用来描述的，而不是用来限制。根据以上说明，对本发明可以进行许多变形和改进。因此，应该知道，在附加的权利要求的范围内，在其它情况下可以实现本发明，而不只是如具体描述的一样。

Claims (3)

1.一种生产包覆的荧光胶芯纱线的方法，该方法包括包覆芯纱线的步骤，其特征在于，所述芯纱线是由聚氨脂-脲制得的包含0.001至20重量％荧光增白剂的荧光胶芯纱线。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由聚氨酯-脲制得的荧光胶芯纱线被至少从下面物质中所选择出来的一个所包覆，所述物质包括棉、人造纤维、尼龙、聚酯和纤维素。
3.一种通过如权利要求1或2所述的方法所生产的包覆的荧光胶芯纱线。
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