RU2217543C1

RU2217543C1 - Colored chemical multifilamentous fiber for protection of a paper against a fake

Info

Publication number: RU2217543C1
Application number: RU2002122542/12A
Authority: RU
Inventors: А.Е. Микушев; М.П. Голомазова; залов С.Ю. В; С.Ю. Вязалов; И.К. Другов; А.Г. Писарев; Л.В. Демидова; М.И. Гончаров
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: protection of documents and bank notes against a fake. SUBSTANCE: invention presents the colored chemical multifilamentous fiber intended for production of business and valuable papers, protected against a fake. In the offered fiber each filament of the fiber has parts colored in two and more colors alternating along the filament length of 0.3-1.5 mm. The offered fiber has the parts alternating on its length by different cross-sections with a ratio of the square areas of the cross-sections as 1.01 - 2.3. EFFECT: increased strength of the protective fibers retention in the paper, non- aggregation in it, provision of colors contrast range on the fibers used for protection of the special use paper against a fake. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к модифицированным химическим волокнам, применяемым в производстве деловых, документальных и ценных бумаг, защищенных от подделки, в частности, к окрашенным химическим волокнам. The invention relates to modified chemical fibers used in the production of business, documentary and security papers, protected from counterfeiting, in particular, to dyed chemical fibers.

Химические волокна, применяемые для защиты бумаги специального назначения, должны обладать хорошим сродством к бумаге, не агрегировать в бумажной массе, и для их идентификации в банкнотах должны быть окрашены видимыми красителями или красителями, люминесцирующими в УФ-лучах. Chemical fibers used to protect special-purpose paper should have good affinity for paper, not aggregate in the pulp, and for identification in banknotes should be dyed with visible dyes or dyes that luminesce in UV rays.

Известны флуоресцирующие волокна, предназначенные для защиты бумаги от подделки [1, 2], на которые нанесены хелатные комплексы редкоземельных металлов, придающих волокнам ярко-красную флуоресценцию. Known fluorescent fibers designed to protect paper from counterfeiting [1, 2], which are applied chelate complexes of rare earth metals, giving the fibers a bright red fluorescence.

Недостатком такого нанесения красителей является то, что флуоресценция волокна частично гасится уже в процессе отлива бумаги, т.к. в бумажной массе присутствуют наполнители, имеющие кислый характер. The disadvantage of this application of dyes is that the fluorescence of the fiber is partially extinguished already during the paper tint, because acidic fillers are present in the pulp.

Химическое окрашенное волокно, являясь добавкой в виде резаного волокна в рецептуре для получения бумаги, должно прочно удерживаться в ней. Важной особенностью волокна, используемого для защиты получаемой бумаги, является необходимость проявления отличительных признаков на длине не более 3-10 мм (длина определяется размером резки волокна для защиты бумаги). Chemical dyed fiber, being an additive in the form of cut fiber in the recipe for paper, must be firmly held in it. An important feature of the fiber used to protect the resulting paper is the need for distinctive features to appear on a length of not more than 3-10 mm (the length is determined by the size of the fiber cut to protect the paper).

Наиболее близким аналогом является окрашенное в один цвет химическое многофиламентное волокно для защиты бумаги от подделок (cм. RU 2170788, кл. D 21 Н 21/40, оп. 20.07.2001). The closest analogue is a single-colored chemical multifilament fiber to protect paper from counterfeiting (see RU 2170788, class D 21 H 21/40, op. 20.07.2001).

Недостатком такого волокна является то, что волокно окрашено в один цвет и в процессе эксплуатации бумаги с защитными волокнами происходит вымывание красителя из бумаги, а также то, что флуоресценция волокна частично гасится уже в процессе отлива бумаги, так как в бумажной массе присутствуют наполнители, имеющие кислый характер. The disadvantage of this fiber is that the fiber is dyed in the same color and during the operation of the paper with protective fibers, the dye is washed out of the paper, as well as the fact that the fluorescence of the fiber is partially extinguished already during the outflow of paper, since fillers containing sour character.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание окрашенного химического волокна для защиты бумаги специального назначения, которое должно прочно удерживаться в бумаге, не агрегировать в ней и проявлять защитные свойства на длине 3-10 мм, т.е. на этой длине должно быть несколько участков, окрашенных в различные цвета, или участков различного сечения, также окрашенных в различные цвета. Необходимо также обеспечить окрашивание этих участков в контрастные цвета, чтобы даже при небольшом увеличении было заметно их чередование. The technical problem to which this invention is directed is to create a dyed chemical fiber to protect special-purpose paper, which should be firmly held in the paper, not aggregate in it and exhibit protective properties over a length of 3-10 mm, i.e. on this length there should be several sections painted in different colors, or sections of different sections, also painted in different colors. It is also necessary to ensure that these areas are stained in contrasting colors so that even with a slight increase, their alternation is noticeable.

Данный технический результат достигается тем, что в окрашенном химическом многофиламентном волокне для защиты бумаги от подделок каждый филамент волокна имеет участки, окрашенные в два и более цветов, чередующиеся на длине филамента 0,3-1,5 мм. Многофиламентное волокно имеет чередующиеся по его длине участки с различными поперечными сечениями с соотношением площадей поперечных сечений 1,01-2,3. This technical result is achieved in that in a dyed chemical multifilament fiber to protect paper from fakes, each fiber filament has sections painted in two or more colors, alternating at a filament length of 0.3-1.5 mm. A multifilament fiber has sections alternating along its length with different cross-sections with a ratio of cross-sectional areas of 1.01-2.3.

Проявление отличительных признаков заявляемого окрашенного химического многофиламентного волокна, а именно, чередование участков с различными поперечными сечениями, окрашенных в два и более цветов, на длине филамента 0,3-1,5 мм, является важной отличительной особенностью этого волокна и позволяет использовать его для защиты бумаги специального назначения. The manifestation of the distinctive features of the claimed colored chemical multifilament fiber, namely, the alternation of sections with different cross sections, painted in two or more colors, on the filament length of 0.3-1.5 mm, is an important distinguishing feature of this fiber and allows you to use it to protect special paper.

Изобретение иллюстрируется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен филамент волокна с отношением площадей поперечных сечений 1,01. In FIG. 1 shows a fiber filament with a cross-sectional area ratio of 1.01.

На фиг. 2 представлен филамент волокна с отношением площадей поперечных сечений 1,01 и более. In FIG. 2 shows a fiber filament with a ratio of cross-sectional areas of 1.01 or more.

На фиг.1 и 2 "а" - участки волокна, где чередуются поперечные сечения в виде складок;
"б" - участки волокна, где образована шейка;
"в" - утолщенные участки волокна.In figures 1 and 2, "a" is the fiber sections where the cross sections in the form of folds alternate;
"b" - sections of fiber where the neck is formed;
"in" - thickened sections of fiber.

Заявляемое волокно получают следующим образом. The inventive fiber is obtained as follows.

Исходное суровое или окрашенное невытянутое волокно, например полиэфирное, с линейной плотностью филамента 0,5-2,0 текс подвергают вытягиванию в несколько стадий. The original harsh or dyed non-stretched fiber, for example polyester, with a linear filament density of 0.5-2.0 tex is subjected to stretching in several stages.

На первой стадии нить вытягивают в ванне с адсорбционно-активной средой (ААС) при комнатной температуре в присутствии красителя, при этом концентрация красителя в ААС составляет 1-5 мас.% в зависимости от необходимой интенсивности окраски. Волокно вытягивают в 1,1-5 раз в зависимости от вида волокна, которое необходимо получить. At the first stage, the thread is drawn in a bath with an adsorption-active medium (AAS) at room temperature in the presence of a dye, while the dye concentration in AAS is 1-5 wt.%, Depending on the desired color intensity. The fiber is pulled 1.1-5 times, depending on the type of fiber that you want to get.

При таком режиме вытягивания происходит деформация полимера путем перехода его в высокопористое состояние, при котором через поперечные сечения каждого филамента волокон прорастают микротрещины. При этом краситель, находящийся в ААС, проникает в пористые участки волокна. In this mode of drawing, the polymer is deformed by its transition to a highly porous state, in which microcracks grow through the cross sections of each fiber filament. In this case, the dye located in the AAS penetrates into the porous sections of the fiber.

Для такой окраски волокон могут быть использованы практически любые водорастворимые красители, в том числе красители, светящиеся в ультрафиолетовом свете (люминофоры). Almost any water-soluble dye, including dyes that glow in ultraviolet light (phosphors), can be used for such a dyeing of fibers.

В качестве ААС применяют предельные одноатомные спирты, гликоли, амиды основных предельных карбоновых кислот, третичные амины и их водные растворы. As AAS, saturated monohydric alcohols, glycols, amides of basic saturated carboxylic acids, tertiary amines and their aqueous solutions are used.

На второй стадии волокно промывают, отжимают и дотягивают до общей кратности 1,5-5,0 раз при температуре от комнатной до 100^oС, которая зависит от кратности вытягивания.In the second stage, the fiber is washed, squeezed and held out to a total ratio of 1.5-5.0 times at a temperature from room temperature to 100 ^o C, which depends on the ratio of stretching.

При дотяжке волокна ввиду отсутствия на его поверхности ААС происходит его деформация с образованием шейки. When reaching the fiber due to the absence of AAS on its surface, it deforms with the formation of a neck.

Поры, в которые проник краситель, в процессе сушки волокна закрываются и краситель прочно закрепляется внутри волокна. При этом за счет усадки участков волокна, вытянутых в ААС, на поверхности образуются складки (чередующиеся поперечные сечения), которые обеспечивают достаточно высокую прочность связи с композицией бумажной массы. На фиг.1 и 2 они обозначены буквой "а". The pores into which the dye has penetrated are closed during drying of the fiber and the dye is firmly fixed inside the fiber. Moreover, due to the shrinkage of the fiber sections elongated in the AAS, folds (alternating cross sections) are formed on the surface, which provide a sufficiently high bond strength with the paper pulp composition. In figures 1 and 2 they are marked with the letter "a".

Место, где образовалась шейка (на фиг.1 и 2 участок "б"), имеет цвет исходного невытянутого волокна, а остальные участки - цвет красителя, находящегося в ванне. Таким образом, если исходное волокно было суровое, то шейка не окрашена. Если исходное невытянутое волокно было окрашено, то получаемое волокно имеет чередующиеся участки, окрашенные в два цвета. The place where the neck was formed (in Figs. 1 and 2, section "b") has the color of the original unextended fiber, and the remaining sections are the color of the dye in the bath. Thus, if the original fiber was harsh, then the neck is not dyed. If the original unextruded fiber was dyed, then the resulting fiber has alternating areas dyed in two colors.

При получении волокна, когда суммарная вытяжка на двух стадиях меньше предельной (4,0-5,0-кратной), на филаментах волокна периодически образуются невытянутые участки (участки "в" на фиг.2), которые будут окрашены в другой цвет при поверхностном крашении. Такое крашение осуществляют после сушки волокна путем выдерживания его в красильной ванне при температуре 60-90^oС.Upon receipt of the fiber, when the total stretch in two stages is less than the limiting (4.0-5.0-fold), elongated sections periodically form on the filaments of the fiber (sections "c" in figure 2), which will be painted in a different color when surface dyeing. Such dyeing is carried out after drying the fiber by keeping it in the dye bath at a temperature of 60-90 ^o C.

Состав ванны и температуру выбирают в зависимости от используемого красителя и типа исходного волокна таким образом, чтобы окрашивались только более рыхлые невытянутые участки. The composition of the bath and the temperature are selected depending on the dye used and the type of source fiber so that only more friable, unstretched areas are colored.

Так, для полиэфирного волокна поверхностное крашение осуществляют с добавлением резорцина при температуре 60-65^oС. В этом случае полученное волокно имеет по длине чередующиеся участки, окрашенные в три цвета.So, for a polyester fiber, surface dyeing is carried out with the addition of resorcinol at a temperature of 60-65 ^o C. In this case, the resulting fiber has alternating sections colored in three colors along the length.

Заявленное волокно может содержать чередующиеся участки, окрашенные в большее количество контрастных цветов (больше 3-х). В этом случае увеличивают количество стадий вытяжки, каждую из которых осуществляют в присутствии ААС с различными красителями, после отжима волокна. The claimed fiber may contain alternating areas, painted in a larger number of contrasting colors (more than 3). In this case, the number of drawing steps is increased, each of which is carried out in the presence of AAS with various dyes, after the fiber is pressed.

Многофиламентное окрашенное волокно согласно изобретению может быть получено на основе полимеров, таких как полиэтилентерефталат, полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид и др. A multifilament dyed fiber according to the invention can be obtained based on polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, etc.

Структуру полученного волокна и его разноокрашенные участки можно отчетливо наблюдать с помощью обычных оптических приборов (лупы, микроскопа) при 7-30-кратном увеличении. The structure of the obtained fiber and its differently colored sections can be clearly observed using conventional optical instruments (magnifier, microscope) at a magnification of 7-30.

В процессе эксплуатации бумаги с заявляемыми защитными волокнами не происходит вымывания красителя из бумаги. Это подтверждают лабораторные испытания, при которых заявляемые волокна выдерживали в водных и водно-спиртовых растворах более 3-х лет, и при этом интенсивность крашения не уменьшалась. During operation of the paper with the inventive protective fibers does not wash out the dye from the paper. This is confirmed by laboratory tests in which the inventive fibers were kept in aqueous and aqueous-alcoholic solutions for more than 3 years, and the dyeing intensity did not decrease.

Волокно, полученное согласно изобретению, используют на фабриках, производящих бумагу специального назначения. The fiber obtained according to the invention is used in factories producing specialty paper.

Источники информации
1. 3-ка ЕПВ 0256922, С 09 К 11/06, публ. 1988 г.Sources of information
1.3 EPV 0256922, C 09K 11/06, publ. 1988 year

2. 3-ка Франции 2566440, D 21 Н 5/10, публ. 1986 г. 2.3 French 3 2566440, D 21 H 5/10, publ. 1986 year

Claims

1. A dyed chemical multifilament fiber to protect paper from fakes, characterized in that each fiber filament has sections painted in two or more colors, alternating between a filament length of 0.3 - 1.5 mm.

2. The dyed multifilament chemical fiber according to claim 1, characterized in that it has alternating sections along its length with different cross sections with a ratio of cross-sectional areas of 1.01-2.3.