多组分复合防伪纤维的开发

论文摘要

随着电子时代发展带来的新技术,对商人来说,如何保护自己的品牌变得越来越困难。造假者变得更加聪明,以及盗版和假冒行为的方法变得更加复杂。公司都在努力跟上不断变化的技术环境，虽然解决方案已经提出,但还没有一种产品能够提供针对不断变化的威胁的全面保护。世界上许多国家特别是一些发达国家都投入很大力量开发各种防伪新技术,尤其是各种高科技防伪新技术。防伪纤维作为一种新兴的防伪技术,越来越多的公司将其用于产品的防伪上来。本文首先介绍了国内外防伪纤维的现状：国内防伪纤维主要以染色纤维,荧光纤维,变色纤维为主,制作方法比较简单,防伪效果不是很好；国外主要有多组分的复合纤维,Logo纤维,这种纤维是独一无二的,可以起到很好的防伪效果。其次以高聚物流变学基本原理为理论依据,研究了熔体在复合纺丝组件内的流动机理,建立了熔体在喷丝微孔中流动合理的数学模型,利用模拟粘弹性流体流动的CFD软件PLOYFLOW对圆形微孔的复合挤出进行数值模拟,研究了PA6／PET熔体在圆形微孔中的流动状态,分析了两熔体的流量变化对两熔体界面位置和形状的影响。基于了解现有的防伪纤维的基础上,开发出几种多组分复合防伪纤维,设计了防伪纤维的纺丝组件,其中包括扩散板、过滤介质、分配板、喷丝板的设计,并确定多组分复合防伪纤维各组分的原料,纺丝工艺等。通过对几种方案的比较,综合考虑防伪性及加工的难易程度,选择桔瓣形防伪纤维作为实验对象。最后用设计的桔瓣形双组分组件进行了纺丝实验,对生产出来的防伪纤维进行检测,纤维截面形状理想,可以起到较好的防伪作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 CFD方法在纺丝熔体流动模拟研究现状
• 1.2.2 纤维成形过程模拟研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 本课题采用的研究方法
• 第二章 防伪纤维及纺丝成型过程
• 2.1 防伪纤维简介
• 2.1.1 防伪及其概述
• 2.1.2 现有防伪纤维的概述
• 2.1.3 国内外新型防伪纤维
• 2.2 防伪纤维的制备方法
• 2.2.1 荧光纤维的制备方法
• 2.2.2 荧光防伪丙纶纤维的制备方法
• 2.2.3 双波长荧光防伪纤维的制备方法
• 2.2.4 变色纤维的生产方法
• 2.3 防伪纤维纺丝成形过程
• 2.4 喷丝板的概述
• 2.5 本章小结
• 第三章 复合纺丝熔体流动研究及数值模拟
• 3.1 纺丝熔体流动的基本理论
• 3.1.1 纺丝熔体的流变特性
• 3.1.2 流体可纺性原理
• 3.1.3 流变学的发展过程
• 3.1.4 流变学基本控制方程
• 3.1.5 本构方程
• 3.2 微孔中熔体流动基本方程
• 3.3 熔体在喷丝微孔中流动模拟
• 3.3.1 POLYFLOW软件的介绍及其在熔体纺丝问题上的应用
• 3.4 熔体纺丝挤出成形过程分析
• 3.4.1 熔体纺丝挤出成形过程
• 3.4.2 纺丝熔体挤出成形分析及理论
• 3.5 并列双组分组件纤维成型过程数值模拟
• 3.5.1 论模型的建立
• 3.5.2 几何模型的建立
• 3.5.3 边界条件
• 3.5.4 模拟结果与讨论
• 3.6 本章小结
• 第四章 防伪纤维组件结构设计及纺丝工艺参数的确定
• 4.1 多组分纤维成形原理与复合纺丝组件
• 4.1.1 多组分并列型纤维熔融纺丝法的成形原理
• 4.1.2 多组分皮芯型纤维熔融纺丝法的成形原理
• 4.1.3 多组分海岛型纤维熔融纺丝法的成形原理
• 4.2 纺丝组件的设计原则
• 4.2.1 纺丝组件的设计要求
• 4.2.2 纺丝组件内元件的设计
• 4.3 纺丝组件的理论计算
• 4.3.1 分配板的压力损失计算
• 4.3.2 喷丝板的设计计算过程
• 4.4 多组分防伪纤维组件的设计
• 4.4.1 方案一:等分并列三组分组件
• 4.4.2 方案二:平行并列三组分组件
• 4.4.3 方案三:三叶形三组分组件
• 4.4.4 方案四:桔瓣形双组分组件
• 4.4.5 方案五:DHU Logo纤维组件
• 4.4.6 五种方案的比较
• 4.5 喷丝板的设计
• 4.6 设备选型及工艺参数设计
• 4.6.1 设备的选用
• 4.6.2 工艺参数设计
• 4.7 实验
• 4.7.1 原材料
• 4.7.2 工艺流程
• 4.7.3 纺丝结果及分析
• 4.8 本章小节
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢