ОКРАШЕННОЕ ХИМИЧЕСКОЕ МНОГОФИЛАМЕНТНОЕ ВОЛОКНО ДЛЯ ЗАЩИТЫ БУМАГИ ОТ ПОДДЕЛКИ Российский патент 2003 года по МПК D21H21/40 D21H21/42 B42D15/00 B44F1/12 

Изобретение относится к модифицированным химическим волокнам, применяемым в производстве деловых, документальных и ценных бумаг, защищенных от подделки, в частности, к окрашенным химическим волокнам.

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.

Известны флуоресцирующие волокна, предназначенные для защиты бумаги от подделки [1, 2], на которые нанесены хелатные комплексы редкоземельных металлов, придающих волокнам ярко-красную флуоресценцию.

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.

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).

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).

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.

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.

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.

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.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 представлен филамент волокна с отношением площадей поперечных сечений 1,01.

На фиг. 2 представлен филамент волокна с отношением площадей поперечных сечений 1,01 и более.

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.

Заявляемое волокно получают следующим образом.

Исходное суровое или окрашенное невытянутое волокно, например полиэфирное, с линейной плотностью филамента 0,5-2,0 текс подвергают вытягиванию в несколько стадий.

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.

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.

Для такой окраски волокон могут быть использованы практически любые водорастворимые красители, в том числе красители, светящиеся в ультрафиолетовом свете (люминофоры).

В качестве ААС применяют предельные одноатомные спирты, гликоли, амиды основных предельных карбоновых кислот, третичные амины и их водные растворы.

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.

При дотяжке волокна ввиду отсутствия на его поверхности ААС происходит его деформация с образованием шейки.

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".

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.

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.

Состав ванны и температуру выбирают в зависимости от используемого красителя и типа исходного волокна таким образом, чтобы окрашивались только более рыхлые невытянутые участки.

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.

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.

Многофиламентное окрашенное волокно согласно изобретению может быть получено на основе полимеров, таких как полиэтилентерефталат, полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид и др.

Структуру полученного волокна и его разноокрашенные участки можно отчетливо наблюдать с помощью обычных оптических приборов (лупы, микроскопа) при 7-30-кратном увеличении.

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.

Волокно, полученное согласно изобретению, используют на фабриках, производящих бумагу специального назначения.

Источники информации
1. 3-ка ЕПВ 0256922, С 09 К 11/06, публ. 1988 г.

2. 3-ка Франции 2566440, D 21 Н 5/10, публ. 1986 г.

Окрашенное химическое многофиламентное волокно предназначено для производства деловых и ценных бумаг, защищенных от подделки. В предложенном волокне каждый филамент волокна имеет участки, окрашенные в два и более цветов, чередующиеся на длине филамента 0,3-1,5 мм. Предложенное волокно имеет чередующиеся по его длине участки с различными поперечными сечениями с отношением площадей поперечных сечений 1,01 - 2,3. Техническим результатом является обеспечение прочного удерживания волокна в бумаге, неагрегирование в ней, контрастности цветов на волокне для защиты бумаги специального назначения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Окрашенное химическое многофиламентное волокно для защиты бумаги от подделок, отличающееся тем, что каждый филамент волокна имеет участки, окрашенные в два и более цветов, чередующиеся на длине филамента 0,3 - 1,5 мм.2. Окрашенное химическое многофиламентное волокно по п.1, отличающееся тем, что оно имеет чередующиеся по его длине участки с различными поперечными сечениями с соотношением площадей поперечных сечений 1,01-2,3.