TW200829736A - DNA falsity-proof fiber together with spinning nozzle and method used to manufacture thereof - Google Patents

Description

200829736 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案是關於一種去氧核醣核酸(DNA)防偽纖維與其製 造用的喷絲嘴及方法，特別是關於一種應用於防止紡織品 被仿冒用防偽纖維的製造。 【先前技術】 去氧核醣核酸防偽的主要原理是將去氧核醣核酸，經 由混合或附著於特定媒材的方式(如顏料、膠水、樹脂、油 土專）’以去氧核酿核酸獨特複雜且難以模仿複製的特性， 來保護商品免於被仿冒，以增加營收，同時保護商譽。

為了防止纺織品被仿冒，具有加入特殊機能物質之纺 織品尚未見於市面；目前所知，為達成防偽效果而加入特 殊機能物質於纖維以供儀器辨識之主要方法有三類： 第-類為_表面改·術以電漿處理表^接植維 遠L乙?於纖維。第二類為以酵素處理纖維接枝甲殼素而 =成=偽可_效果。第三類之方式職用微 ^將狀特徵點之去氧核醣核酸包成 = 中，達成防偽機能。 〃展6入緘維 以上二種方式各有優劣，且似乎均可 有效防偽及儀器直接_探知之 快速 關製程及後加工流程力叫分析，可發職織品相 :式可真正有效達成防偽及快速正確辨識目的 一·前處理精練漂白影塑 200829736 一般天然纖維因其成分多含有油脂及大量灰土，故泰 以鹼類及皂類加以洗務，而以酵素處理接枝甲殼素: 防偽辨識效果之纖維，若已在此摻入，將會發生脫落而2 效之情況，因為甲殼素（幾丁 (chitin(P-Poly-N-acetly-D-glucosaming))、幾丁取 (chitosan(P-Pl〇y-D-glUc〇saming))) ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ (； 二 =產生強Ϊ的正電性，因此可與特定的化學物產生 子厂，尤其是針對帶負電荷之油脂產生強大的結合At =所以在精練漂白製程中會與動植物纖維表面沾附月^ 、'、。，而溶於含4驗之洗務水中（故卫業界常利用甲殼= 理廢水’吸附油污及其他可能的有毒^ 防，識效果;甲殼素為自然界中唯—的自=緘： 泛存在於昆蟲、甲殼類動物之硬殼:廣 取得容易故並不具有獨特單一之特性胞壁中，其 維之製造應相當不錯，但若要作為防偽之於^性纖 極易遭到仿w。所以在紡織品快速有效防偽/方=二當’ 應用將會受到極大限制。 、、法及機制之 二·布胚高溫高壓染整處理影響 紡織品在製成布胚之後，後處理加工 整處理製成具多樣色彩之布料，所以h/兩進行高溫染 製布胚均需以水添加各類有機或無機:=種=材料所 布胚必需保持在12()_2⑻度高溫高壓之仃.染色， 左右才能達成較佳之處理效果；因此，二兄下20_30分鐘 電滎處理纖維表面接植維他命乙群=表面改質技術以 維，將會在此一高溫下發生熱裂解現方偽辨識效果之纖 豕’更糟的是維他命 6 200829736 乙群是水溶性物質， ^ 具有獨特單—Hx及可作為 ，，胚中，而且:===全被 丄， 丨从汉乍為機能性纖％之制、生, 限制 在纺織品快速有效防偽方法及機制之應術二:: 而弟 •頰探用微膠囊包覆技術將設 聽核酸包成微膠囊摻人纖維中，達成

:是，中所以並不容易發生流失現象，=備: ，之_性與錢驗性，受熱達25G度轉四切鐘= 此保有原始之狀態，最重要的是，去氧核_執 隱密性與㈣性，所以應㈣合作域速有偽= ^制。但是如何均㈣效的把去氧核醣_轉植於= =，升牢度’進而製出具去氧核醣核酸防偽技術之纺織 口口將是一大挑戰。 微膠囊之結構組成是由囊心和囊膜兩部分所組成，壁 財為各種天錢合成高分子物質，其大小—般約為直$ ^〜200微米’形狀多為球形或多面体，一般製造多採用相 ，離法和界面聚合法但也可利用其他特殊方法加以製造，· 从膠囊技術最早在五零年代出現，最初應用於非碳複寫紙 之轉印油墨之製作，近年來更已成功地應用於印刷、醫藥、 =化、液晶等領域。隨著環保意識的抬頭其在公害廢水防 冶上亦有相當之成效，尤其在紡織染整工業上對於分散、 ，性、陽離子、還原、活性及油溶性染料等均能以已微膠 囊加以包覆而利於後續廢水之處理，更能以此技術將某些 特定機能之合成物以微膠囊附著於織物上而達成機能性紡 7 200829736 衣:前膠囊技，在此一領域有相當大 吸收、化學消毒、漂、白及印花、功能整理、紫外線 類，紡液經學處理/變成能溶解之鹽 性固體絲。當缺，A : + 旋固槽’再還原成非溶解 配合宜，否則二做f伸處理。紡液的黏度要調 度太大了，不容易：Ϊ 絲時容易斷裂成液滴，黏 得黏度較低之嘴。通常將纺液溫度提高，可 有高度結晶性。山絲時比較容易，紡成之絲具 上述的濕式纺絲法，以置—山+ 的酸解溶液中纺 口肓絲嘴直接置於溫水 #定。為操作環境不易控制，酸解過程不 要再經過後延伸加工以穩定尺寸，其加 殊的::i所:利偽纖維_ 化，而習用f r 到纖維尺寸穩定與設備簡單 動機。善上述習用手段之缺失，係為發展本案之主要 乘心故j案發明人鑑於上述習用技術之缺失，經 乳_核酸防偽纖維與其製造用的噴絲嘴】方法』木。去 【發明内容】 8 200829736 本案之第一構想為··提出一種製造合成纖維的噴絲 嘴，包括一聚合物溶液進流道及一對供水進流道，且中間 的聚合物溶液進流道與兩侧的該對供水進流道匯合為一混 成流道，並在混成流道出口產生合成纖維。如此，可以省 略傳統紡絲的後延伸加工設備，達成降低製造成本的功效。 本案之第二構想為：提出一種製造去氧核醣核酸防偽 纖維的方法，首先，將複數個去氧核醣核酸微膠囊混合入 一原料溶液中，成為一聚合物溶液；接著，在流動的聚合 物溶液與流動的兩股酸解用水之間形成匯合介面；然後， 產生一去氧核醣核酸防偽纖維。而藉由控制雨股酸解用水 的匯合條件，以產生不同品質的去氧核醣核酸防偽纖維。 本案之第三構想為：提出一種去氧核醣核酸防偽纖 維，其是由第二構想的製造方法所製造的。 根據第一構想所提出之較佳實施例中，一種製造合成 纖維的喷絲嘴，包括一聚合物溶液進流道及一對供水進流 道；其中，聚合物溶液進流道用以供應製造一合成纖維的 一聚合物溶液；該對供水進流道，位於聚合物溶液進流道 兩側，用以供應兩股酸解用水；而聚合物溶液進流道與該 對供水進流道匯合為一混成流道，並在潙成流道出口產生 合成纖維。 較佳者，上述之合成纖維為一去氧核醣核酸防偽纖 維，且聚合物溶液包括複數個去氧核醣核酸微膠囊。 較佳者，上述之聚合物溶液是先由/尼龍6溶解於一 曱酸，然後混合該等複數個去氧核醣核酸微膠囊製成。 200829736 水，==等兩股酸解用水的水質是-去離子 /較佳者’上述之該對供水進流道的兩條流道中心線 稱於該聚合物溶錢流道的流線，且轉供水 道的兩條流道中心線夾角是9〇度。 、 級 車乂佺者，上述之製造合成纖維的喷絲嘴，其中在嗲混 成流道内’該等兩舰_水在兩擊該 、^， 據以產生酸解作用。 合/夜

根據第二構想所提出之較佳實施例中，一種製造去氧 核醣核酸防偽纖維的方法，包括下列步驟： 首先，製備一聚合物溶液，聚合物溶液包括複數個去 氧獅核酸微膠囊；接著，驅動聚合物溶液，並驅動兩股 酸解用水接近聚合物溶液兩侧；然後，匯合該流動的聚合 物溶液與該等流動的兩股酸解用水，產生—去氧核酶核二 防偽纖維。 車乂佺者，上述之製造去氧核醣核酸防偽纖維的方法包 括下列前處理步驟： 預先淨化該等兩股酸解用水的水質為一去離子水；及 預先加熱該等兩股酸解用水為溫度攝氏60度。 六仏者上述之製備一聚合物溶液的步驟為，溶解一 尼威6進入一曱酸，產生一尼龍6曱酸溶液，混合該等複 數個去氧核醣核酸微膠囊進入尼龍6曱酸溶液，產生 物溶液。 Λ 口 較4者，上述之匯合該流動的聚合物溶液與該等流動 的兩股酸解用水的步驟更包括下列步驟·· 200829736 藉由該等流動的兩股酸解用水在 物溶液，_解作用；及藉由調整=錢動的聚合 與品質 流率，控制該去氧核醣核酸防偽纖維成形的用水的 【實施方式】 醣核酸防偽纖維與 個較佳實施例加以 為了敘述清楚本案所提出之去氧核 其製造用的贺絲嘴及方法’下面列舉一 說明：

請參閱弟〗”本案所提出之製造合成纖維的喷 絲嘴的流•思圖。在弟-圖中’製造合成纖維的喷絲嘴 80包括一聚合齡液進錢31及—對供水麟道π%; 其中，聚合物溶液進流道31用以供應製造_合成纖維的一 聚合物溶液41 ;該對供水進流道32、33位於該聚合物溶 液進流道31兩側，用以供應兩股酸解用水42、43;而聚 合物溶液進流迢31與該對供水進流道32、33匯合為一混 成流暹34，亚在該混成流道34 $ ^產生該合成纖維。 在製造合成纖維的噴絲嘴8〇中，聚合物溶液進流道 31位於中間，且流顧欲製造合賴維㈣合物溶液41， 而所欲製造的合成纖維在本實_中為—去氧核醣核酸防 偽纖維’但亦可應用於其他_的合成纖維的製造。當所 欲製造的合成纖維為—錢铺核酸防偽齡時，聚合物 溶液41+包括複數個去氧核醣核酸微膠囊。 本貝施例的承合物溶液41是先由一尼龍6溶解於一甲 g复’然後此σ D轉被數個去氧核㈣酸微膠囊製成。但並 不隈定僅應用於尼龍6纖維材質與甲酸溶劑。 200829736 在聚合物溶液進流道31的兩側具有/對供水進流道 32、33，該對供水進流道32、33的兩條流道中心線對稱於 聚合物溶液進流道31的流道中心線，且該對供水進流道 32、33的兩條流道中心線夾角是小於18〇度。在本實施例 中，該對供水進流道32、33的兩條流道中心線夾角是9〇 度。

C

該對供水進流道32、33的每一個流過一股酸解用水 42/43 ’酸解用水42、43的水f是—去離子水。當酸解 水42,為熱水時，其對聚合物溶液41的酸解效果好 在本實施例中，酸解用水42、43的溫度是攝氏_。土 、、由於該等兩股酸解用水42、43是以具傾斜角^ 近混成流道34，故當聚合物溶液4 χ妾 42、43-人W心β 玄寺兩股酸解用水 43机入此“逼34之後’該等兩股酸 將在兩側絲該聚合魏液41，以產生酸解 、43 接著介紹製造去氧核醣核酸防偽纖維的 _用本實施方法的料。㈣去氧__微 尚▲，且向溫的持久性較不佳。若要 >、不耐 偽纖維，在抽統的設計上必彡％“2=_防 統方法，改採為化學溶液濕式紡絲法=2=、_傳 產上就可以完全不考量熱的效應，而僅需注制二，生 醣核酸微膠囊對於化學溶液的比例即可，“核 與失敗機率，並方便產品的製作。 少衣私、文異 以下說明製備聚合物溶液41的配方，$人、、 包括複數個去氧核聽核酸微膠囊。聚合物^σ /奋液41 為： '合/夜41的配方 12 200829736 ， （甲酸+尼龍6)—(加熱)—（混合去氧核醣核酸微膠囊 (PS薄膜))—> 冷卻。 而聚合物溶液41的濕式紡絲配方如下·· (甲酸+尼龍6+去氧核醣核酸微膠囊)l—驅動該聚合物 溶液進入喷絲嘴—與去離子水混合—酸解控制pH值〜(尼 遽6+去氧核醣核酸微膠囊)s—熱風烘乾—纖絲。其中，下 標L表示液態，下標S表示固態。 上述濕式纺絲的步驟包括：驅動聚合物溶液41，並驅 〇 動兩股酸解用水42、43接近聚合物溶液41兩側；及匯合 忒慨動的聚合物溶液41與該等流動的兩股酸解用水42、 43 ’產生一去氧核醣核酸防偽纖維。 請繼續參閱第二圖，其為本案所提出之製造去氧核醣 核酸防偽纖維的方法之一較佳實施例中，聚合物溶液在噴 絲嘴中細絲化並酸解的攝影圖。在第二圖中，當尼龍6的 聚合物溶液41受到上下兩股酸解用水42、43的熱水流夾 擊日寸，會產生斷面尺寸逐漸縮小化的情況，在此同時亦發 ( ±轉烟，釋出酸性溶液而凝固成形，變成内含去氧核 酶核酸微膠囊的尼龍6纖維絲。如圖所示，去氧核酷核酸 微膠囊及尼龍6所混成的酸性溶液由中心的主流道加入， ，喷絲嘴80出口紡絲速度的限制下，聚合物溶液41與該 等兩股酸解用水42、43的流率大小將會決定纖絲成型的尺 寸，而上下兩侧的兩股酸解用水42、43(熱水，温度為攝 氏60度)則提供紡絲過程的酸解作用，其加入量越大酸解 效果越佳而纖絲尺寸也將會因總出口流率固定的影響而下 降，加入量越少纖絲尺寸將會加大，但卻會因酸解度不足 13 9736 而影響纖維物性紐 夾擊紡絲的努 土、上t =，可知，以較大流率熱水 内含的去氣=以乎較佳；但貫際上’由於過細的纖絲所 的檢驗要求^核酸微膠囊的數量不足，而無法滿足後續 佳尺寸” 5 〇 品的有效制濃度_算_纖絲最 接著， 乂上 定義質量^了有效特徵化微尺度下的嗔絲嘴流體特性， 物溶液41的^Φ為〇 =取贿/叫咖，其中minner為聚合 的質量流率。貝里流率，叫咖為兩股酸解用水42、43加總 請繼續灰# 卜 (a)為第二‘:三圖⑻、第三_)與第三圖⑻，第三圖 流率比㈣〇 =造去氧核餹核酸防偽纖維的方法中，質量 第三圖(b)為」:’去氧核醣核酸防偽纖維的成形攝影圖； 中，質量流车弗〜圖之製造去氧核餹核酸防偽纖維的方法 攝影圖；比〇=2.G時，去氧_核酸防偽纖維的成形 方法中，二圖(G)為第二圖之製造去氧核_酸防偽纖維 成形攝‘里!1率比㈣.5時，去氧核醣核酸防偽纖維的 定的出第三_、第三圖⑻與第三圖⑷中，在穩 股酸解用與總流率的情況下，藉著調整上下兩側的兩 印/、43的流率，將可控制成型纖絲的寬度。亦 :正貝量流率比φ從φ=2.0至㈣.5，則成形出的纖絲 才直彳至將對應為從ΙΟΟμπι到25μηι。 接著說明在混成流道34内流場的速度分佈。請參閱第 四圖（a)、第四圖（b)與第四圖（c)，第四圖（a)為質量流率比 Φ==1.〇時，以微粒子測速儀系統測量得之去氧核醣核酸防 爲、截維混成流道内流場的雷諾數Re變化圖；第四圖(b)為 200829736

質量流率比Φ<2·〇時，以微粒子測速儀系統測量得之去氧 核醣核酸防偽纖維混成流道内流場的雷諾數Re變化圖’ 第四圖（c)為質量流率比Φ=〇·5時，以微粒子測速儀糸統測 量得之去氧核醣核酸防偽纖維混成流道内流場的雷諾數 Re變化圖。在第四圖（a)、第四圖（b)與第四圖（c)中’喷絲 嘴80混成流道34區域的酸解用水42、43與聚合物溶液 41同時加入反應，酸解用水42、43佔據了大部分區域’ 並且由於酸解用水的夹擊，迫使聚合物溶液41的流動範圍 縮小而南逮流動，因此聚合物溶液41的内部流與兩股酸解 用水42、43的外部流在接近介面的部分將會產生極大的速 度差異，但是在很短的流動距離後，内外流場的流動速度 差異將會迅速耦合而形成單一典型的拋物線完全擴展流。 在第四圖（a)、第四圖(b)與第四圖（c)的每個圖中都有三 條曲線’分別代表在内外流體發生接觸後算起，往流動方 向，γ=13〇μιη，及γ=25〇μιη處流道橫斷面的流場 速度分佈曲線，其中，X是流場位置至喷絲嘴80混成流道 34壁的距離，無因次速度的雷諾數以大小為Re=pVL/v, P為"11*體毪度，v為動黏度，L是内流場中心至喷絲嘴8〇 混成流這34壁的距離。由圖中可發現，内外流體的質量流 率差異越大時，外部流體將迫使内部流體以更高速度流 動’如此成顧維尺寸也將越㈣、，但目成型速度過快， 將致使去氧核_酸微膠_數量在有限長度少。 量結果可知，☆ Φ=1.0時，完全擴展流的最 1無口一度Re約為3.5左右，換算為平均 胸m/see;而纖絲直徑約卿m，若以—英寸長尼龍“ 15 Ο k 解：本案得藉*下列㈣之詳細說 明 200829736 積約0.02C.C·，纖絲在去氧核醣核酸微膠囊的;辰度為 1000ppm(g/C.C·)之情況下，將有0 02mg的含量；在$情 況下，若可取樣得10〇根纖絲，則對於後續的聚合晦分析 而言，就可以足夠。 本案之特點為··一種製造合成纖維的噴絲嘴，包括· 一聚合物溶液進流道用以供應製造一合成纖維的一聚合物 溶液；-對供水進流道，位於聚合物溶液進流道兩側，用 以供應兩股酸解用水；而聚合物溶液進流道與該對供水進 *運匯合為-混成流道，並在混成流道出口產生合成纖 維。使用上述的喷絲嘴以製造去氧核醣核酸防偽纖維的方 法士 I ·首先，製備一聚合物溶液，聚合物溶液包括複數 個=氧核醣核酸微膠囊；接著，驅動聚合物溶液，並驅動 ::酸角:用水接近聚合物溶液兩側 ;然後，匯合該流動的 ^物溶液與該等流動的兩股酸解用水，產生一去氧核醣 核酸防偽纖維。 的噴二氧核釀核酸防偽纖維與其製造用 以上所述者僅為本構想所設定的功效。唯， 人士’在爱依本案梦抽貫列’舉凡熟悉本案技藝之 於以下之申請專利“内斤作之等效修侧化，皆應涵蓋 俾得更深入之瞭 式簡單說明 16 200829736 第一圖：本案所提出之製造合成纖維的喷絲嘴的流道示意 圖； 第二圖··本案所提出之製造去氧核醣核酸防偽纖維的方法 之一較佳實施例中，聚合物溶液在喷絲嘴中細絲化並酸解 的攝影圖； 第三圖（a):其為第二圖之製造去氧核醣核酸防偽纖維的 方法中，質量流率比Φ=ΐ.〇時，去氧核醣核酸防偽纖維的 成形攝影圖； 第三圖（b):其為第二圖之製造去氧核醣核酸防偽纖維的 方法中，質量流率比Φ=2.0時，去氧核醣核酸防偽纖維的 成形攝影圖， 第三圖（c):其為第二圖之製造去氧核醣核酸防偽纖維方 法中，質量流率比Φ二0.5時，去氧核醣核酸防偽纖維的成 形攝影圖； 第四圖⑻：其為質量流率比Φ=1·〇時，以微粒子測速儀系 統測量得之去氧核醣核酸防偽纖維混成流道内流場的雷諾 I 數Re變化圖； 第四圖（b):其為質量流率比Φ=2·0時，以微粒子測速儀系 統測量得之去氧核醣核酸防偽纖維混成流道内流場的雷諾 數Re變化圖；及 第四圖（c):其為質量流率比Φ=0·5時，以微粒子測速儀系 統測量得之去氧核醣核酸防偽纖維混成流道内流場的雷諾 數Re變化圖。 【主要元件符號說明】 17 200829736 80 :喷絲嘴 31 :聚合物溶液進流道 32、33 :供水進流道 3 4 ·混成流道 41 :聚合物溶液 42、43 :酸解用水

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Claims (1)

1. 200829736 •、申請專利範圍： 1·一種製造合成纖雉的喷絲嘴，包括： #鑪雉的〆 一聚合物溶浪進流道，用以供應製造〆合、 聚合物溶液；及 、，道兩侧，用 一對供水進流道，位於該聚合物溶液進冰 以供應兩股酸解用水’其中： 〜為/混成 該聚合物溶液進流道與該對供水進流道課5 流道，並在該混成流道出口產生該合成纖雉。 Ο f Κ 2·如申請專利範圍第1項之製造合成纖維的噴絲嘴， 該合成纖維為一去氧核醣核酸防偽纖維，及該聚合物/备液 包括複數個去氧核醣核酸微膠囊。 3·如申請專利範圍第2項之製造合成纖維的喷絲嘴，其中 6亥聚合物溶液是先由一尼龍6溶解於_甲酸，然後混合5亥 等複數個去氧核醣核酸微膠囊製成。 4·如申請專利範圍第1項之製造合成纖維的喷絲嘴，其中 該等兩股酸解用水的水質是一去離子水。 =申請專利範圍第1項之製造合成纖維的喷絲嘴，其中 该等兩股酸解用水的溫度是攝氏60度。 哕專利乾圍第1項之製造合成纖維的喷絲嘴，其中 二二進流道的兩條流道中心線對稱於該聚合物溶液進 中心線’且該對供水進流道的兩條流道中心線 在令申曰二^乾圍弟1項之製造合成纖維的喷絲嘴，其中 长口亥此成流道内，該等兩股酸 溶液，據料錢解仙。用水在兩侧夾擊該聚合物 19 200829736 8. —種製造去氧核醣核酸防偽纖維的方法，包括下列步驟： (a) 製備一聚合物溶液，該聚合物溶液包括複數個去氧 核醣核酸微膠囊； (b) 驅動該聚合物溶液，並驅動兩股酸解用水接近該聚 合物溶液兩侧；及 (c) 匯合該流動的聚合物溶液與該等流動的兩股酸解 用水，產生一去氧核醣核酸防偽纖維。 9. 如申請專利範圍第8項之製造去氧核醣核酸防偽纖維方 法，其中在步驟(a)之前更包括下列步驟： (P)預先淨化該等兩股酸解用水的水質為一去離子水。 10. 如申請專利範圍第8項之製造去氧核醣核酸防偽纖維的 方法，其中在步驟⑻之前更包括下列步驟： (q)預先加熱該等兩股酸解用水為溫度攝氏60度。 11. 如申請專利範圍第8項之製造去氧核醣核酸防偽纖維的 方法，其中步驟⑻包括下列步驟： (al)溶解一尼龍6進入一曱酸，產生一尼龍6曱酸溶 液，混合該等複數個去氧核醣核酸微膠囊進入該尼龍6甲 酸溶液，產生該聚合物溶液。 12·如申請專利範圍第8項之製造去氧核醣核酸防偽纖維的 方法，其中步驟(c)更包括下列步驟： (cl)藉由該等流動的兩股酸解用水在兩侧夾擊該流動 的聚合物溶液，產生酸解作用。 13.如申請專利範圍第8項之製造去氧核醣核酸防偽纖維的 方法，其中步驟(c)更包括下列步驟： (c2)藉由調整該等兩股酸解用水的流率，控制該去氧 20 200829736 核醣核酸防偽纖維成形的直徑與品質。 14.一種去氧核醣核酸防偽纖維，是利用申請專利範圍第8 項至第13項之任一項方法予以製造的。 Γ:

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