TWI757669B - 本質型螢光綠纖維及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

一種本質型螢光綠纖維包括98.00重量份至99.00重量份的載體、0.10重量份至0.20重量份的黃色色料、0.08重量份至0.20重量份的藍色色料以及1.00重量份至1.50重量份的二氧化鈦。載體包括聚對苯二甲酸乙二酯。當黃色色料以0.10wt%至0.20wt%的含量與餘量的載體混合並製作成黃色纖維時，黃色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於101.27至101.72之間，a*值介於-17.61至-13.47之間，且b*值介於89.84至108.79之間。當藍色色料以0.08wt%至0.20wt%的含量與餘量的載體混合並製作成藍色纖維時，藍色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於55.60至66.80之間，a*值介於-22.69至-22.70之間，且b*值介於-37.50至-31.80之間。

Description

本質型螢光綠纖維及其製備方法
本揭露是有關於一種本質型螢光綠纖維以及一種本質型螢光綠纖維的製備方法。
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，例如夜間工作者(例如警察或清潔人員)、騎自行車者、路跑者等等。為了提升夜間活動的安全性，以螢光纖維製成的服飾的研發已得到業界的高度關注。
本揭露內容提供一種本質型螢光綠纖維以及一種本質型螢光綠纖維的製備方法。
根據本揭露一實施方式，本質型螢光綠纖維包括98.00重量份至99.00重量份的載體、0.10重量份至0.20重量份的黃色色料、0.08重量份至0.20重量份的藍色色料以及1.00重量份至1.50重量份的二氧化鈦。載體包括聚對苯二甲酸乙二 酯。當黃色色料以0.10wt%至0.20wt%的含量與餘量的載體混合並製作成黃色纖維時，黃色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於101.27至101.72之間，a*值介於-17.61至-13.47之間，且b*值介於89.84至108.79之間。當藍色色料以0.08wt%至0.20wt%的含量與餘量的載體混合並製作成藍色纖維時，藍色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於55.60至66.80之間，a*值介於-22.69至-22.70之間，且b*值介於-37.50至-31.80之間。
在本揭露一實施方式中，黃色色料為螢光黃染料，且藍色色料為藍色顏料。
在本揭露一實施方式中，二氧化鈦的晶體結構為金紅石型(rutile)。
在本揭露一實施方式中，本質型螢光綠纖維的色彩符合標準EN1150的規範。
在本揭露一實施方式中，黃色色料包括(1)、式(2)、式(3)以及式(4)結構中的至少一者：
Figure 108146506-A0101-12-0002-2
Figure 108146506-A0101-12-0003-3
根據本揭露一實施方式，本質型螢光綠纖維的製備方法包括以下步驟。將20重量份至60重量份的黃色纖維母粒、16重量份至40重量份的藍色纖維母粒、200重量份至300重量份的白色纖維母粒與624重量份至770重量份的載體混合。進行熔融紡絲步驟，以得到本質型螢光綠纖維。
在本揭露一實施方式中，黃色纖維母粒的製備方法包括以下步驟。將10重量份至20重量份的黃色色料、10重量份至20重量份的分散劑以及60重量份至80重量份的水均勻混合，以形成混合液，其中當黃色色料以0.10wt%至0.20wt%的含量與餘量的載體混合並製作成黃色纖維時，螢光黃纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於101.27至101.72之間，a*值介於-17.61至-13.47之間，且b*值介於89.84至108.79之間。對混合液進行液態研磨分散及改質步驟，以得到平均粒徑為100nm至200nm的黃色色漿改質分散液。將79重量份至89重量份的基材粉體、10重量份至20重量份的黃色色漿改質分散液以及0.1重量份至1.0重量份添加劑均勻混合，其中基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)。進行乾燥步驟，以去除水。進行混練造粒步驟，以得到黃色纖 維母粒，其中混練造粒步驟的混練溫度介於220℃至250℃之間。
在本揭露一實施方式中，藍色纖維母粒的製備方法包括以下步驟。將10重量份至20重量份的藍色色料、10重量份至20重量份的分散劑以及60重量份至80重量份的水均勻混合，以形成混合液，其中當藍色色料以0.08wt%至0.20wt%的含量與餘量的載體混合並製作成藍色纖維時，藍色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於55.60至66.80之間，a*值介於-22.69至-22.70之間，且b*值介於-37.50至-31.80之間。對混合液進行液態研磨分散及改質步驟，以得到平均粒徑為100nm至200nm的藍色色漿改質分散液。將79重量份至89重量份的基材粉體、10重量份至20重量份的藍色色漿改質分散液以及0.1重量份至1.0重量份添加劑均勻混合，其中基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯。進行乾燥步驟，以去除水。進行混練造粒步驟，以得到藍色纖維母粒，其中混練造粒步驟的混練溫度介於220℃至250℃之間。
在本揭露一實施方式中，白色纖維母粒的製備方法包括以下步驟。將10重量份至20重量份的二氧化鈦、10重量份至20重量份的分散劑以及60重量份至80重量份的水均勻混合，以形成混合液。對混合液進行液態研磨分散及改質步驟，以得到平均粒徑為100nm至200nm的白色色漿改質分散液。將79重量份至89重量份的基材粉體、10重量份至20重量份的白色色漿改質分散液以及0.1重量份至1.0重量份添加劑均勻混合，其中基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯。進行乾燥 步驟，以去除水。進行混練造粒步驟，以得到白色纖維母粒，其中混練造粒步驟的混練溫度介於220℃至250℃之間。
在本揭露一實施方式中，熔融紡絲步驟的紡絲溫度介於275℃至285℃之間。
根據本揭露上述實施方式，本揭露所製備出的本質型螢光綠纖維的色彩及視感白度(β)皆接近或符合標準EN1150的規範。此外，本揭露所製備出的本質型螢光綠纖維具有優良的耐日光牢度、耐洗牢度、耐汗牢度、耐熱壓燙牢度以及耐乾熱牢度，可滿足使用者的需求。
S10、S20、S30‧‧‧步驟
第1圖繪示根據本揭露一實施方式的本質型螢光綠纖維的製備方法的流程圖。
第2圖繪示本揭露的實施例1至實施例3的本質型螢光綠纖維在CIE1931色彩空間座標中的位置分布，其中不規則四邊形區域為標準EN1150螢光綠色域。
第3圖繪示本揭露的實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維在CIE1931色彩空間座標中的位置分布，其是透過第2圖的虛線區域的局部放大圖來呈現。
以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。 然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
本揭露透過液態研磨分散複合加工技術製備出各種不同顏色的色漿改質分散液，從而形成各種不同顏色的纖維母粒。藉由將各種不同顏色的纖維母粒以適當的比例與載體混合，以進一步形成本質型螢光綠纖維。本揭露的本質型螢光綠纖維接近或符合標準EN1150的規範。
第1圖繪示根據本揭露一實施方式的本質型螢光綠纖維的製備方法的流程圖。本質型螢光綠纖維的製備方法包括步驟S10、S20、S30。在步驟S10中，形成黃色纖維母粒、藍色纖維母粒以及白色纖維母粒。在步驟S20中，將黃色纖維母粒、藍色纖維母粒、白色纖維母粒以及載體混合，並進行熔融紡絲步驟以於步驟S30中得到接近或符合標準EN1150的規範的本質型螢光綠纖維。在以下敘述中，將進一步說明上述各步驟。
在步驟S10中，使用液態研磨分散複合加工技術以及混練造粒技術以形成黃色纖維母粒、藍色纖維母粒以及白色纖維母粒。應瞭解到，黃色纖維母粒的製備方法類似於藍色纖維母粒的製備方法以及白色纖維母粒的製備方法。為清楚起見及方便說明，以下將統一說明黃色纖維母粒、藍色纖維母粒以及白色纖維母粒的製備方法。
首先，將10重量份至20重量份的色料、10重量份 至20重量份的分散劑以及60重量份至80重量份的水均勻混合，以形成混合液。當欲製備黃色纖維母粒時，所使用的色料為黃色色料。在一些實施方式中，黃色色料為螢光黃染料。在另一些實施方式中，黃色色料為螢光黃染料且包括(1)、式(2)、式(3)以及式(4)結構中的至少一者。
Figure 108146506-A0101-12-0007-4
 此外，當欲製備藍色纖維母粒時，所使用的色料為藍色色料。在一些實施方式中，藍色色料可為藍色顏料。又，當欲製備白色纖維母粒時，所使用的色料為二氧化鈦(TiO2)。在一些實施方式中，二氧化鈦的晶體結構為金紅石型(rutile)。此外，在形成混合液的過程中，可視情況於混合液中加入0.01重量份至 0.1重量份的消泡劑，以移除混合液中的泡沫。在一些實施方式中，分散劑例如是市售的BYK190(購自德國華克公司)，且消泡劑例如是市售的BASF-FOAMASTER333(購自巴斯夫公司)。
接著，對混合液進行液態研磨分散及改質步驟，以得到平均粒徑為100nm至200nm的色漿改質分散液。詳細來說，當混合液中的色料為黃色色料時，所得到的色漿改質分散液為黃色色漿改質分散液；當混合液中的色料為藍色色料時，所得到的色漿改質分散液為藍色色漿改質分散液；當混合液中的色料為二氧化鈦時，所得到的色漿改質分散液為白色色漿改質分散液。在一些實施方式中，液態研磨分散及改質步驟包括在1500rpm至2700rpm的轉速下對混合液進行30分鐘至120分鐘的研磨。
隨後，將79重量份至89重量份的基材粉體、10重量份至20重量份的色漿改質分散液以及0.1重量份至1.0重量份添加劑均勻混合。詳細來說，當欲製備黃色纖維母粒時，所使用的色漿改質分散液為黃色色漿改質分散液；當欲製備藍色纖維母粒時，所使用的色漿改質分散液為藍色色漿改質分散液；當欲製備白色纖維母粒時，所使用的色漿改質分散液為白色色漿改質分散液。在一些實施方式中，基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)。此外，添加劑可包括分散劑、抗氧化劑、安定劑或上述任意的組合。
接著，進行乾燥步驟以去除水，並進行混練造粒步驟，以得到黃色纖維母粒、藍色纖維母粒以及白色纖維母 粒。在一些實施方式中，乾燥步驟的乾燥溫度介於90℃至110℃之間，且乾燥時間介於12小時至24小時之間。在一些實施方式中，混練造粒步驟的混練溫度介於220℃至250℃之間。
在步驟S20中，將20重量份至60重量份的黃色纖維母粒、16重量份至40重量份的藍色纖維母粒、200重量份至300重量份的白色纖維母粒與624重量份至770重量份的載體均勻混合，並進行熔融紡絲步驟，以得到接近或符合標準EN1150的規範的本質型螢光綠纖維。在一些實施方式中，熔融紡絲步驟的紡絲溫度介於275℃至285℃之間。此外，以上述比例所製備出的本質型螢光綠纖維包括98.00重量份至99.00重量份的載體、0.10重量份至0.20重量份的黃色色料、0.08重量份至0.20重量份的藍色色料以及1.00重量份至1.50重量份的二氧化鈦。在一些實施方式中，本質型螢光綠纖維的纖維規格可例如是45d/48f至200d/48f。在一些實施方式中，可使用CIE1931色彩空間座標對本質型螢光綠纖維進行色彩比對，並測量色紗的視感白度(β)，以確認本質型螢光綠纖維是否接近或符合標準EN1150的規範。
需特別說明的是，當將本揭露的黃色纖維母粒與載體混合，使得所形成的黃色纖維包括0.10wt%至0.20wt%的黃色色料時，黃色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於101.27至101.72之間，a*值介於-17.61至-13.47之間，且b*值介於89.84至108.79之間。當將本揭露的藍色纖維母粒與載體混合，使得所形成的藍色纖維包括0.08wt%至0.20wt%的藍色色料時，藍色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於 55.60至66.80之間，a*值介於-22.69至-22.70之間，且b*值介於-37.50至-31.80之間。
在以下敘述中，將列舉本揭露的實施例1至實施例7的本質型螢光綠纖維進一步說明。各實施例的本質型螢光綠纖維是透過進行步驟S10至S30而製備出來的，且各實施例的本質型螢光綠纖維中的各色料的含量如表一所示，其中各實施例的本質型螢光綠纖維的總重量實質上為100重量份。
表一
Figure 108146506-A0101-12-0010-12
第2圖繪示本揭露的實施例1至實施例3的本質型螢光綠纖維在CIE1931色彩空間座標中的位置分布，其中不規則四邊形區域為標準EN1150螢光綠色域。第3圖繪示本揭露的實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維在CIE1931色彩空間座標中的位置分布，其是透過第2圖的虛線區域的局部放大圖來呈現。色域檢測的結果如表二所示，且色域檢測是使用檢 測方法EN1150：1999。
表二
Figure 108146506-A0101-12-0011-10
如第2圖所示，實施例1至實施例3的本質型螢光綠纖維在CIE1931色彩空間座標中的位置分布皆接近標準EN1150所規範的螢光綠色域。如第3圖所示，無論照光前後，實施例4至實施例6的本質型螢光綠纖維在CIE1931色彩空間座標中的位置分布皆接近標準EN1150所規範的螢光綠色域；而無論照光前後，實施例7的本質型螢光綠纖維在CIE1931色彩空間座標中的位置分布皆落入標準EN1150所規範的螢光綠色域。此外，分別針對照光前以及照光後的實施例4至實 施例7的本質型螢光綠纖維進行比對，可以發現照光前後實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維的色彩在CIE1931色彩空間座標中的位置分布變化很小。由此可知，本揭露的本質型螢光綠纖維在照光前後仍能維持良好的色彩穩定性。
應瞭解到，由於本揭露是藉由混合各顏色的纖維母粒來製備本質型螢光綠纖維，因此本揭露的螢光綠纖維不需經染整製程即可具有螢光綠的顏色，亦即是一種本質型螢光綠纖維。因此，本揭露的本質型螢光綠纖維可具有較佳的染色均勻性、耐洗牢度、耐汗牢度、耐日光牢度、耐熱壓燙牢度以及耐乾熱牢度。在以下敘述中，將針對實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維進行耐洗牢度測試、耐汗牢度測試以及耐日光牢度測試，並針對實施例7的本質型螢光綠纖維進行耐熱壓燙牢度測試以及耐乾熱牢度測試，以進一步驗證本揭露的功效。
實驗例1：耐洗牢度測試以及耐汗牢度測試
以實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維進行耐洗牢度測試以及耐汗牢度測試，其中耐洗牢度測試是使用AATCC 61-2013-1A測試方法，而耐汗牢度測試是使用AATCC 15-2013測試方法，測試結果如表三所示。
表三
Figure 108146506-A0101-12-0012-13
Figure 108146506-A0101-12-0013-8
如表三所示，實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維對羊毛、壓克力、特多龍、尼龍、棉以及醋酸皆幾乎不發生顏色轉移。由此可知，實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維可具有相當程度的耐洗牢度以及耐汗牢度，符合使用者的需求。
實驗例2：耐日光牢度測試
以實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維進行耐日光牢度測試，其中耐日光牢度測試是使用AATCC 16.2-2014 Option 1測試方法以及AATCC 16.3 Option 1測試方法，測試結果如表四所示。
表四
Figure 108146506-A0101-12-0013-15
Figure 108146506-A0101-12-0014-16
如表四所示，實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維在耐日光牢度測試後幾乎可維持其原本的顏色。由此可知，實施例4至實施例7的本質型螢光綠纖維可具有相當程度的耐日光牢度，符合使用者的需求。
實驗例3：耐熱壓燙牢度測試以及耐乾熱牢度測試
以實施例7的本質型螢光綠纖維進行耐熱壓燙牢度測試以及耐乾熱牢度測試，其中耐熱壓燙牢度測試是使用CNS 8532 L3156-1999測試方法，而耐乾熱牢度測試是使用CNS 9021 L3178-1998測試方法，測試結果如表五所示。
表五
Figure 108146506-A0101-12-0014-17
Figure 108146506-A0101-12-0015-18
如表五所示，實施例7的本質型螢光綠纖維在熱壓燙(熨燙)環境以及乾熱環境下幾乎可維持其原本的顏色。由此可知，實施例7的本質型螢光綠纖維可具有相當程度的耐熱壓燙牢度以及耐乾熱牢度，符合使用者的需求。
根據本揭露上述實施方式，本揭露所製備出的本質型螢光綠纖維的色彩及視感白度(β)皆接近或符合標準EN1150的規範。此外，本揭露所製備出的本質型螢光綠纖維具有優良的耐日光牢度、耐洗牢度、耐汗牢度、耐熱壓燙牢度以及耐乾熱牢度，滿足使用者的需求。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S10、S20、S30‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種本質型螢光綠纖維，包括：98.00重量份至99.00重量份的載體，其中所述載體包括聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)；0.10重量份至0.20重量份的黃色色料，其中當所述黃色色料以0.10wt%至0.20wt%的含量與餘量的所述載體混合並製作成黃色纖維時，所述黃色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於101.27至101.72之間，a*值介於-17.61至-13.47之間，且b*值介於89.84至108.79之間；0.08重量份至0.20重量份的藍色色料，其中當所述藍色色料以0.08wt%至0.20wt%的含量與餘量的所述載體混合並製作成藍色纖維時，所述藍色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於55.60至66.80之間，a*值介於-22.69至-22.70之間，且b*值介於-37.50至-31.80之間；以及1.00重量份至1.50重量份的二氧化鈦(TiO2)。
  2. 如請求項1所述的本質型螢光綠纖維，其中所述黃色色料為螢光黃染料，且所述藍色色料為藍色顏料。
  3. 如請求項1所述的本質型螢光綠纖維，其中所述二氧化鈦的晶體結構為金紅石型(rutile)。
  4. 如請求項1所述的本質型螢光綠纖維，其中 所述本質型螢光綠纖維的色彩符合標準EN1150的規範。
  5. 如請求項1所述的本質型螢光綠纖維，其中所述黃色色料包括(1)、式(2)、式(3)以及式(4)結構中的至少一者：
    Figure 108146506-A0305-02-0020-1
  6. 一種本質型螢光綠纖維的製備方法，包括：提供黃色色料製備的黃色纖維母粒，其中當所述黃色色料以0.10wt%至0.20wt%的含量與餘量的載體混合並製作成黃色纖維時，所述黃色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於101.27至101.72之間，a*值介於-17.61至-13.47之間， b*值介於89.84至108.79之間，且所述載體包括聚對苯二甲酸乙二酯；提供藍色色料製備的藍色纖維母粒，其中當所述藍色色料以0.08wt%至0.20wt%的含量與餘量的所述載體混合並製作成藍色纖維時，所述藍色纖維在L*a*b*色彩空間中的L*值介於55.60至66.80之間，a*值介於-22.69至-22.70之間，且b*值介於-37.50至-31.80之間；將20重量份至60重量份的所述黃色纖維母粒、16重量份至40重量份的所述藍色纖維母粒、200重量份至300重量份的白色纖維母粒與624重量份至770重量份的所述載體混合；以及進行熔融紡絲步驟，以得到所述本質型螢光綠纖維。
  7. 如請求項6所述的本質型螢光綠纖維的製備方法，其中所述黃色纖維母粒的製備方法包括：將10重量份至20重量份的所述黃色色料、10重量份至20重量份的分散劑以及60重量份至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100nm至200nm的黃色色漿改質分散液；將79重量份至89重量份的基材粉體、10重量份至20重量份的所述黃色色漿改質分散液以及0.1重量份至1.0重量份添加劑均勻混合，其中所述基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)； 進行乾燥步驟，以去除水；以及進行混練造粒步驟，以得到黃色纖維母粒，其中所述混練造粒步驟的混練溫度介於220℃至250℃之間。
  8. 如請求項6所述的本質型螢光綠纖維的製備方法，其中所述藍色纖維母粒的製備方法包括：將10重量份至20重量份的所述藍色色料、10重量份至20重量份的分散劑以及60重量份至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100nm至200nm的藍色色漿改質分散液；將79重量份至89重量份的基材粉體、10重量份至20重量份的所述藍色色漿改質分散液以及0.1重量份至1.0重量份添加劑均勻混合，其中所述基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯；進行乾燥步驟，以去除水；以及進行混練造粒步驟，以得到藍色纖維母粒，其中所述混練造粒步驟的混練溫度介於220℃至250℃之間。
  9. 如請求項6所述的本質型螢光綠纖維的製備方法，其中所述白色纖維母粒的製備方法包括：將10重量份至20重量份的二氧化鈦、10重量份至20重量份的分散劑以及60重量份至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100nm至200nm的白色色漿改質分散液；將79重量份至89重量份的基材粉體、10重量份至20重量份的所述白色色漿改質分散液以及0.1重量份至1.0重量份添加劑均勻混合，其中所述基材粉體包括聚對苯二甲酸丁二酯；進行乾燥步驟，以去除水；以及進行混練造粒步驟，以得到白色纖維母粒，其中所述混練造粒步驟的混練溫度介於220℃至250℃之間。
  10. 如請求項6所述的本質型螢光綠纖維的製備方法，其中所述熔融紡絲步驟的紡絲溫度介於275℃至285℃之間。
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