ОКРАШЕННОЕ ХИМИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО ДЛЯ ЗАЩИТЫ БУМАГИ ОТ ПОДДЕЛКИ

Полезная модель относится к модифицированным химическим волокнам, в частности, к окрашенным волокнам, применяемым в производстве деловых, документальных и ценных бумаг для защиты их от подделки.
Защитные химические волокна должны обладать хорошим сродством к бумаге, не агрегировать при приготовлении бумажной массы, и для их идентификации должны иметь отличительные от массовых волокон признаки, например, должны быть окрашенными видимыми и люминесцирующими в УФ- и ПК-лучах красителями.
Известно окрашенное в один цвет химическое многофиламентное волокно для защиты бумаги от подделок (пат. RU 2170788, кл. D 21 H 21/40, опубл. 20.07.2001 г.).
Недостатком такого волокна является то, что оно окрашено в один цвет, который может быть легко воспроизведен при получении массовых химических волокон.
Наиболее близким аналогом является окрашенное химическое многофиламентное волокно для защиты бумаги от подделок (пат. RU 2217543, кл. D 21 Н 21/40, 21/42, В 42 D 15/00, В 44 F 1/12, опубл. 27.11.2003 г.).
В предложенном волокне имеются чередующиеся по длине вытянутые и невытянутые участки, окрашенные в два и более цвета. Вытянутые и невытянутые участки имеют различные площади поперечного сечения.
Недостатком такого волокна является ограниченность используемых красителей, так как при его получении могут применяться только красители, растворимые в адсорбционно-активной среде (ААС), либо настолько дисперсные, чтобы частицы красителя могли проникать в поры размером 1-100
нм, образующиеся в волокне при вытягивании его в ААС. Это ограничивает использование для получения окрашенных защитных волокон нерастворимых красителей, в частности, пигментов, имеющих широкую цветовую гамму свечения в УФ- и ИК-областях спектра, размер частиц которых колеблется в пределах 100-200 нм, что не позволяет ввести их в процессе вытягивания.
Кроме того, известное волокно имеет круглое сечение, что снижает интенсивность свечения люминесцирующих красителей и не обеспечивает необходимого сцепления с бумагой. Вместе с тем вытянутые и невытянутые участки могут иметь различный цвет, но в одном сечении волокно окрашено в один цвет, что также снижает защитные свойства волокон.
Технической задачей настоящей полезной модели является создание окрашенного химического волокна для защиты бумаги от подделки, которое обладает большим количеством защитных свойств, имеет более высокую различительную способность в бумаге и лучшую сцепляемость с бумажной массой.
Поставленная техническая задача в предлагаемой полезной модели решена за счет того, что окрашенное химическое волокно для защиты бумаги от подделки имеет чередующиеся по его длине участки с различной площадью поперечного сечения, окрашенные в два и более цветов и отличающееся тем, что волокно имеет профилированное поперечное сечение с высотой профиля 20-50 мкм и шириной 40-100 мкм, при этом волокно в поперечном сечении окрашено в один и более цветов различными красителями видимого спектра или бесцветными в видимом спектре и люминесцирующими в УФ- или ИК-лучах.
Изрезанный профиль поперечного сечения волокна обеспечивает большую площадь контакта с бумагой и, следовательно, лучшую сцепляемость с ней. Следует отметить, что степень изрезанности сохраняется одинаковой на невытянутых и вытянутых участках.
Размеры профиля поперечного сечения волокна дают необходимую интенсивность свечения при идентификации волокна в бумаге. Ширина профилированного волокна в два раза больше диаметра круглого волокна при одинаковой линейной плотности. Поэтому благодаря большей площади отражения интенсивность цвета и свечения профилированного волокна выше круглого в 1,7-2,0 раза при одинаковом содержании красителя.
Высота профиля поперечного сечения меньше 20 мкм и ширина меньше 40 мкм не дают достаточную силу свечения для распознавания волокна. При высоте профиля больше 50 мкм и ширине больше 100 мкм возникают затруднения в технологии получения волокон, кроме того, эти размеры соизмеримы с толщиной бумаги, что недопустимо.
Дополнительная степень защиты от подделки обеспечивается тем, что волокно в поперечном сечении окрашено в один и более цветов или бесцветно в видимом свете и люминесцирующее в УФ- и ИК-лучах.
Таким образом, наличие существенных отличительных признаков заявляемого окрашенного химического волокна, а именно, профиль поперечного сечения волокна, сохраняющийся на вытянутых и невытянутых участках, и окрашивание поперечного сечения волокна в один и более цветов, позволяет использовать его для защиты бумаги специального назначения и решить поставленную техническую задачу.
Полезная модель иллюстрируется фотографиями.
На фото 1 представлено защитное профилированное волокно, окрашенное вдоль волокна видимыми и люминесцирующими красителями.
На фото 2 представлено защитное профилированное волокно, окрашенное вдоль волокна в два цвета видимыми красителями.
На фото 3 представлены защитные профилированные волокна, окрашенные в поперечном сечении двумя люминофорами: а, в - в видимой области спектра; б, г - в УФ-лучах.
Волокно получают следующим образом.
Окрашенный в один, два или более цветов расплав полимера формуют через профилированные отверстия фильеры, получая невытянутую окрашенную профилированную нить. Для крашения применяют как полимерорастворимые красители, так и пигменты. Охлажденную нить с нанесенным замасливателем направляют на вытягивание в ААС. Вытягивание ведут в несколько стадий в ванне с ААС в присутствии красителей. При вытягивании в ААС в нити возникают перенапряжения и образуются многочисленные микротрещины. При деформации нити в местах микротрещин возникают ориентированные (вытянутые) участки, которые чередуются с невытянутыми участками. Краситель проникает в образующиеся микротрещины и при закрытии пор закрепляется в нити. Участки невытянутой нити без микротрещин сохраняют цвет исходной нити.
Далее нить поступает на резку, после чего получают готовое окрашенное химическое защитное волокно.
В качестве примера свойств заявляемого волокна в таблице показаны некоторые свойства исходной невытянутой полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) нити, имеющей профиль поперечного сечения элементарных нитей в виде четырех ромбов, соединенных вершинами по линии малых диагоналей, и показатели нити после вытягивания.
У готового волокна определяют устойчивость окрасок к физико-химическим воздействиям (ГОСТ 9733.0-83 - ГОСТ 9733.27-83 «Материалы текстильные. Методы испытания устойчивости окрасок к физико-химическим воздействиям»), интенсивность свечения по эталону и разнооттеночность (ГОСТ 19673-74 «Волокно и жгут лавсановые, окрашенные в массе. Метод определения разноотеночности»).
Предлагаемое профилированное защитное волокно имеет высокую изрезанность профиля поперечного сечения, что обеспечивает хорошую сцепляемость защитных волокон с бумагой. Больший размер в поперечнике предлагаемого волокна по сравнению с круглым волокном, дает более
высокую интенсивность люминесценции при его идентификации. Дополнительная степень защиты получается за счет окрашивания в два и более цветов профиля поперечного сечения волокна.
Испытания защитных волокон показали меньшее пыление (осыпь) на бумагоделательных машинах.
Таким образом совокупность заявляемых существенных признаков позволяет достичь поставленную задачу, а именно:
- повысить сцепляемость защитных волокон с бумагой;
- увеличить интенсивность свечения в 1,7-2,0 раза;
- увеличить степень защиты за счет дополнительного окрашивания в два и более цветов профиля поперечного сечения волокна;
- получить бесцветное волокно со свечением в УФ- и ИК-лучах.
Волокно, полученное в соответствии с предлагаемой полезной моделью, может быть использовано на предприятих, производящих бумагу специального назначения.
Таблица
№ п/п
Линейная плотность невытянутой ПЭТФ нити, текс
Название красителя в расплаве (1 - 1-я половина профиля, 2 - 2-я половина профиля)
Концентрация красите я в нити, % масс.
Цвет свечения в УФ- или ИК-лучах (1, 2 - половины профиля)
Линейная плотность нити после вытягивания, текс
Название красителя в ванне с ААС
Концентрация красителя в ванне, % масс.
Цвет свечения готовой нити в УФ- или ИК-лучах (1 - вытянутый участок, 2 - невытянутый участок)
1.
385
Полимерорастворимый красный ЖЖ (фото 1)
0,3
в УФ оранжевый
199
Водорастворимый черный 2С
10,0
Оранжевый
2.
387
Полимерорастворимый желтый 3Ж (фото 2)
0,5
в УФ зеленый
205
Водорастворимый красный 2С
2,0
1 - зеленый
2 - несветящийся
3.
295
1 - Полимерорастворимый красный 5Б
0,3
В УФ 1 - красный
147
Водорастворимый красный 2С
2,0
1 - красный
2 - фиолетовый
2 - полимерораствормый оксазин-17 (фото 3 а, б)
0,2
2 - фиолетовый
4.
292
1 - полимерораствормый красный ЖЖ
0,3
В УФ 1 - оранжевый
141
Водорастворимый синий О
8,0
1 - оранжевый
2 - зеленый
2 - полимерораствормый желтый 3Ж (фото 3 в, г)
0,3
2 - зеленый
5.
391
1 - пигмент люминофор ЛИЗ
1,0
в ИК 1 - зеленый
189
Водорастворимый зеленый 2Ж
12,0
1 - зеленый
2 - оранжевый
2 - пигмент люминофор ЛИК
0,3
2 - красный
6.
305
1 - пигмент «Сикпа» бесцветный
1,2
в УФ 1 - красный
150
Дисперсный Отбеливатель
9,0
1 - малиновый
2 - пигмент «Картакс» бесцветный
0,5
2 - желто-зеленый
2 - изумрудный