（纺织材料与纺织品设计专业论文）梭织防伪商标的研发[纺织材料与纺织品设计专业优秀论文].pdf

浙江理工人学硕十学位论文 摘要 本文深入分析了光致变色材料的变色原理以及梭织商标织物的结构设计原理，并提出 了防伪梭织商标的研发。利用新开发的变色纱线，设计能在不同光源下变色的梭织商标， 以达到防伪目的。 本文主要研究了阳离子可染涤纶( c d p ) 的染色机理以及阳离子染料的染色特性，按 照染色温度、保温时间和升温速度设计了正交试验表，确定阳离子可染涤纶织物的最佳染 色工艺，并测定其的皂沈牢度。 通过以上实验与分析，发现主变色染料或阳离子染料进行单个染料的染色后，在d 6 5 光源、a 光源以及u v 光源下，都没有或没用明显的变色效果。而主副染料经过合适的配 比染色后可以有较好的变色效果，在d 6 5 光源和a 光源以及u v 光源照射下可以变换不同 颜色，产生具有动感的视觉效应。通过分析试样的颜色特征值可以发现，单凭样品的颜色 特征值不能完全确定是否具有变色效果，但能变色样品的反射率曲线都有一个相同的特 点，即曲线呈“u ”字形，这与从色度学出发的理论分析相符合。 最后，作者在总结商标织物的设计原理的基础上，利用新开发的变色纱线，设计出在 特定光源照射下图案能显示特殊的光泽和颜色的梭织商标。在清晰商标织物织造工艺的基 础上，根据制各的光致变色纱线，提出了血种防伪商标的设计方案。每种防伪方案的设计 原理基本一致，即利用纱线的光致变色性。通过组织搭配及经纬纱线配合巧妙的将防伪纱 线织制的图案隐藏在商标中，一般在普通光源下难以辨识，当光源改变后，防伪纱线改变 颜色，此时便可清楚的看到防伪纱线织制的图案。 本课题提出的五种商标防伪设计方法，为品牌的保护提供了参考，在假冒伪劣横行的 今天更具现实意义。这也预示着，在人们呼吁品牌保护的今天，防伪商标的研究有着深远 的市场前景，这也正达到了此次研究的目的。 关键词：防伪；光致变色；阳离子可染涤纶：阳离子染料：梭织商标 浙江理1 人学硕十学付论文 t h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fa n t i - c o u n t e r f e i t i n gw o v e nb r a n d a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , a l o n gw i t ht h ea p p l i c a t i o no fp h o t o c h r o m i s m st h e o r i e s ，r e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n to fa n t i c o u n t e r f e i t i n g w o v e nb r a n dh a sb e e nd e v e l o p e do na n a l y s i sa n d i n v e s t i g a t i o nt h et h e o r i e so fw o v e nb r a n d ss t r u c t u r e b yu s i n gt h ep h o t o c h r o m i cy a m , t h e a n t i c o u n t e r f e i t i n gw o v e nb r a n dw h i c hc a nb ec h a n g ei t s c o l o ri nd i f f e r e n tl i g h th a sb e e n d e s i g n e d ，i no r d e rt oo b t a i nt h ep u r p o s eo f a n t i c o u n t e r f e i t i n g c r o s s e dt e s tb a s e do nt h el u c u b r a t i n go fc d p sd y i n ge l e m e n ta n dc a t i o n i cd y e s c h a r a c t e r i s t i ch a sb e e ne s t a b l i s h e d a f t e rt h a t t h eb e s td y i n gc o n d i t i o no fc d ph a sb e e n c o n f i r m e da n dt h ed y e i n gf a s t n e s sh a sb e e nt e s t e d b yt h ee x p e r i m e n ta n da n a l y s i so fu p w a r d ，m a n yc o n c l u s i o n sh a v ea s c e r t a i n e d i nd 6 5a n d a l i g h t ，t h es a m p l ed y e db ys i n g l eo ft h em a i np h o t o c h r o m i cd y eo rc a t i o n i cd y ec a n tc h a n g e t h ec o l o ro b v i o u s l y , e v e nn oc h a n g e b u tt h es a m p l ed y e db ym i x e dd y eo ft h em a i n p h o t o c h r o m i cd y ea n dc a t i o n i cd y ec a nc h a n g et h ec o l o ri ft h ep r o p o r t i o no fd y ew a sp r o p e r a n o t h e rc o n c l u s i o nh a sb e e ng o t t e nb a s e do nt h ea n a l y s i so f t h es a m p l e s c o l o rp a r a m e t e rw h i c h i n d i c a t e dt h a to n l yw i t ht h es a m p l e s c o l o rp a r a m e t e rc a l l te s t i m a t ei tc a nc h a n g ec o l o ro rn o ti n d i f f e r e n tl i g h t b u tt h er e f l e c t i v i t yc u r v e so ft h ep h o t o c h r o m i cs a m p l e sh a v et h es a m e c h a r a c t e r - 一- t h e ya l lp r e s e n tt h es h a p el i k e “u a tl a s t ，t h ea u t h o rs u m m a r i z e dt h et h e o r i e so fw o v e nb r a n d ss t r u c t u r e ，t h e nd e s i g n e df i v e m e t h o d so f t h ea n t i - c o u n t e r f e i t i n gw o v e nb r a n dw i t ht h ed e v e l o p e dy a r nw h i c hh a v et h ed i f f e r e n t c o l o ri nt h el i g h to fd 6 5a n da t h ef i v em e t h o d sa l lu s e dt h ep h o t o c h r o m i cy a m t h i o u g h d e s i g n i n gt h ew o v e nb r a n d s s t r u c t u r ep r o p e r l y , t h eb r a n d ss h o w d i f f e r e n tc o l o ri nd i f f e r e n tl i g h t ， s u c ha sd 6 5a n da i nt h ed 6 5l i g h t ，t h eb r a n d sw e r en od i f f e r e n ta n do n l ys h o wt h eo r i g i n a l p a r e m b u tw h e ni nal i g h t ，t h e ys h o we s p e c i a lc o l o r i nt h i ns u b j e c t ，t h ea u t h o rd e s i g n e df i v em e t h o d so fa n t i c o u n t e r f e i t i n gw o v e nb r a n da n d t h i so f f e rt h eb r a n dp r a c t i c a lh e l pf o rp r o t e c t i n g i ti si n d i c a t i n gt h a tr e s e a r c h a n dd e v e l o p m e n to f a n t i c o u n t e r f e i t i n gw o v e nb r a n dh a st h ef a r - r e a c h i n gv e n d i b i l i t yi nt o d a y ss o c i e t y f u r t h e rm o r e ， i t st h ep u r p o s eo f t h i sp a p e r k e yw o r d s ：a n t i - c o u n t e r f e i t i n g ，p h o t o c h r o m i s m , c d p , c a t m m cd y e ，w o v e nb r a n d n 浙江理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰 写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 缸； 妫丁 ：日月 名，r 、 签 者年 啡1 位： 学期日 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在 ， 不保密 年解密后使用本版权书。 指导教师签名： 日期：肋7 年月2 9 同 衅詈、 名 签年 艏1 论 ： 位期学r 浙江理工大学硕十学位论文 第一章前言 1 1 光致变色研究的发展历史及应用 光致变色现象( p h o t o c h r o m i s m ) 是指一个化合物( a ) ，在受到一定波长的光照射时， 进行特定的化学反应，获得产物( b ) ，由于结构的改变导致其吸收光谱发生明显的变化。 而在另一波长的光照射下，又能恢复到原来的形式。 光致变色是一个可逆的化学变化，这是一个首要的判断标准。在光作用下发生的不可 逆反应，也可导致颜色的变化，只能属于一般的光化学范畴，而不是光致变色范畴。光致 变色是一种化学物理现象，包含有机、无机、生物、聚合物等的光诱导化学和物理反应。口。3 1 8 6 7 年f r i t s c h e 观察到黄色的并四苯在空气和光的作用下的褪色现象，所生成的物质 受热时重新生成并四苯。1 8 7 6 年，m e e r 报道了二硝基甲烷的钾盐经光照发生颜色变化。 1 8 8 1 年，p h i p s o n 观察到一种锌颜料暴晒于阳光中颜色变深，在夜间则恢复到原来的白色。 m a r k w a l d 则于1 8 9 9 年研究了i ，4 一二氢一2 ，3 ，4 ，4 ，一四氯萘一l 一酮在光作用下发 生的可逆的颜色变化的行为。1 9 4 0 年起，人们为了弄清光致变色过程的机理、产物的结构 以及中间体的形式等进行了大量的工作。这期间的工作多集中于二苯乙烯、偶氮化合物等 的顺一反异构化研究工作中。五十年代h i r s h b e r g 提出把上述现象称为“p h o t o c h r o m i s m ”， 即光致变色。1 9 5 5 年以后，军事及商业兴趣促进了人们对光致变色的研究。h i r s h b e r g 指 出光成色与光漂白的循环构成了化学记忆模型，使光致变色材料有可能用于光信息储存。 具有实际应用i j i 景的光致变色材料正如h e l l e r 指出的，最重要的因素之一是呈色体必 须有足够的热稳定性，二是光致变色化合物的耐疲劳性。 目前，对光致变色的研究大都集中在俘精酸酐、二芳基乙烯、螺吡哺、螺嚼嗪以及相 关的杂环化合物上，同时也在继续探索和发现新的光致变色体系。光致变色分子和高聚物 相结合形成光致变色高聚物，这可能是更具有实际应用价值的研究课题。 光致变色材料广泛应用于许多领域中，如纺织品、日用品、生物分子活性的光调节、 光计算及信息存贮材料等，并发挥了重要作用。“5 7 刊 本文只介绍光致变色材料在伪装材料、防伪和鉴伪以及纤维制品领域的应用情况。 美国从6 0 年代丌始了这方面的研究工作，研究的主要目的是在太阳能的作用下将暴 露目标变为同环境类似的颜色，主要进行了三方面的研究工作：第一，变色防伪服；第二， 固定工事活动目标如坦克的伪装涂料；第三，吸收红外光的变色材料。n c r 公司利用光致 变色材料的特殊颜色变化用做伪装材料，对如何使人员、装备与周围环境的颜色相匹配而 浙江理工大学硕十学位论文 达到伪装的目的做了大量的研究。 在商标印制中加入特殊的光致变色物质制作防伪商标，一般不容易发现，但用特定波 长的光照射即可显影以资鉴定真伪。光致变色材料还可以用于产品的质量检测。口1 近年来，基于人们对于服饰美的追求，世界许多国家都加强了对于光致变色纤维及其 制品的开发与研究，以满足消费者对服饰色彩多样性、变化性、趣味性的要求。目前，人 们将光致变色物质应用于纤维或其制品上的途径大致分三类：第一，采用微胶囊化技术， 将光致变色化合物或其它助剂一起，用天然或合成的聚合物或微生物皮膜，经过相分离、 界面反应法、物理法等包裹成几微米到几十微米的小球，以避免高温及其他杂质的影响， 并加强与其他助剂的接触。如闩本公司东亚f i n e 和钟纺的商品d o ) ；第二，采用涂料印刷 法，即将光致变色染料粉末混合于树脂液等粘合剂中，而后用此色浆对织物进行印花，经 过水洗、固着、水洗、干燥等程序，获得光致变色织物。这种方法对纤维无选择性，对棉 织物和针织物也适用；第三，原液着色，指通过光致变色化合物均匀的分散在各种化学纤 维的纺丝液中来制取光致变色纤维的方法，分为熔融纺丝和溶液纺丝。 i “”1 1 2 防伪技术的发展及其在纺织服装领域的应用 1 2 1 防伪技术的发展 当今，世界各国的商品市场无不受假冒伪劣产品的冲击。防伪技术作为现代市场经济 条件下重要的技术监督手段之一，为市场经济健康有序发展提供了重要技术保障。防伪技 术是对商品、单据、票证等进行鉴别真假，防止伪造，以达到防伪的目的。防伪技术涉及 到众多学科领域：如物理学、化学、生物学、材料科学、电子通讯、自动控制技术、计算 机技术、工程与技术科学等方面。其种类主要有数码防伪技术、磁条防伪技术、激光全息 防伪技术、核径迹防伪技术、生物基因防伪技术、指纹防伪技术、油墨防伪技术、纸张防 伪技术、印刷防伪技术、条码防伪技术、生物学防伪技术、瓶盖防伪技术、光学防伪技术、 电话防伪技术、以及标识防伪、纹理防伪等。“7 3 目前，国内外防伪技术的发展具有以下特点： ( 1 ) 由单一防伪向多种防伪的集成防伪技术发展。如今，使用单一技术进行防伪已 很难达到产品不被假冒的目的。国外发达国家往往将几项或十几项防伪技术集成在一起， 以达到良好的防伪效果。 ( 2 ) 技术革新同自动识别技术相结合。 ( 3 ) 传统防伪技术含量越来越高，技术门类的集成也越来越多。以纸币印刷为例， 水印技术、特种刻版技术、暗记等传统的防伪技术仍在使用，但同时又集成了会属线、荧 2 浙江理 大学硕十学付论文 光、激光全息等技术含量较高的防伪技术。 ( 4 ) 防伪技术越来越广泛地应用于国民经济的各个领域，成为保障经济健康发展、 避免金融风险、维护社会安定的重要产业。 ( 5 ) 信息防伪技术，尤其是以加密技术、数据库技术、现代通讯技术为主的编码防 伪技术将走入寻常商家，最终实现消费者与制造商之日j 的产品信息反馈零距离。 ( 6 ) 电子技术、自动识别技术等将和防伪技术更加紧密的结合并付诸应用，如i c 卡 技术，条形码技术，自动售检票系统等； ( 7 ) “易识别，价位适中，难伪造”将成为未来防伪技术产品的共同特点。 1 2 2 防伪技术在纺织服装领域的应用 近年来，由于假冒品牌服装的现象日益严重，出于防范的需要，防伪技术越来越受到 品牌服装生产企业的重视。荧光、温变、激光全息等保密性强、不可逆变、不可复制的新 型防伪技术等已得到广泛应用。一些有实力的名牌已经求助于专门的防伪技术企业生产专 门用于服装产品上的防伪标签。目前，北京中标方圆防伪技术有限公司已经研究出一种能 在服装加工过程中就缝在服装显眼部位的防伪标签。这种标签与服装连成一体，就像贴在 酒类、软饮料瓶子上的防伪标签一样，而且，可以缝在服装的主要部位，如胸袋、袖口、 领口、肩部甚至腋下等处，能够同时显示该品牌的主要字母或l o g o ，如果将标签撕下，就 会破坏服装的整体效果，而且无法复原。这种防伪标签用特殊的面料并经过高科技手段的 处理，非常方便质量检查人员或消费者辨别。又如美国研制的“指纹”标签纸就已用在牛 仔裤、t 恤等商品上。”1 1 3 光致变色材料的变色原理 物体的颜色是物体对照射光的选择反射，刺激人眼产生的感觉。反射哪一波长的光多， 就反映出与之相对应的色调。由色度学理论可知，物体的颜色可以用其三刺激值来表示， 即： x = k j s ( a ) p ( a ) x ( 2 ) d 2 y = k 1 2s ( 2 ) p ( 2 ) y ( 2 ) d 2 z = k j is ( 五) p ( a ) z ( 五) 撇 式中s ( ) 为光源相对光谱功率分布；p ( ) 为被照射物体光谱反射率；x ( a ) 、y ( 五) 、 z ( 五) 为光谱三刺激值。对于一定的施照态来说，k 值为常数，对肉眼来说，x ( 们、j ，( 们、 浙江理工大学硕士学位论文 z ( 五) 也是常数，所以物理的颜色实际上取决于s ( ) 、p ( 入) 两个因素。 搠毒i w卿毒w7 0 0 鼍i ，q 五，_ - 扣一鹤筮肖缀嚣；黪一舒毙灯 c 一冷内缀浇嚣 图1 1 不同光源的相对光谱功率分布 对于不同的光源来说，其光源功率分布s ( ) 有很大的差异。由于一些光源的光谱缺 少某些波长的单色光成分或在某些波段相对光谱功率分布极低，在它们下面观察物体的某 些颜色会发生色变，这就是光源的显色性问题。日常生活中常用的目光灯与钨丝白炽灯的 相对光谱功率分布有很大差异，如图1 1 所示：白炽灯在红波段的s ( ) 较高，对红色有 较好的显色效果；冷白荧光灯在4 5 0 5 6 0n m 波段的s ( 九) 较高，对蓝绿色的显色效果特 别好，而对红色的显色效果则很差；目光灯的s ( ) 分布相对较均衡，与白炽灯相比，它 对蓝绿光的显色效果明显强于钨丝白炽灯c 2 0 。 1 4 阳离子染料的染色特性 阳离子染料是一类在水溶液中可电离为带正电荷的色素阳离子以及无色阴离子的一 类染料。按应用性能，阳离子染料可分为两类，一类是早期的阳离子染料，称为碱性染料 或盐基染料。0 1 _ 2 朝除极少数品种外，大部分碱性染料在纤维纺织品，如丝、毛或纤维素纤 维的染色中，染色牢度差，不耐水沈，特别是日晒牢度极差，故在纤维纺织品中的应用受 到限制。恤。”另一类为适用于腈纶等纺织品印染的一类染料，称为阳离子染料。瞄”3 阳离子染料易溶于水，在弱酸性介质中比较稳定，在碱性条件下易发生色光变化，甚 至分解沉淀，而p h 值过低也会引起染料色光的变化和分解。阳离子染料染色时，染液p h 值一般控制在4 5 。 阳离子染料的染色特性主要包括染料的配伍性、染色饱和浓度、饱和系数以及染料的 移染性。 ( 1 ) 阳离子染料的配伍性 由于阳离子染料在腈纶等纤维上吸附上染的染座( 纤维上的酸性基团) 有限，因而阳 离子染料的拼色与单色染色时的情况差异较大。不同结构的阳离子染料对纤维的亲和力不 4 浙江理人学硕十学何论文 同，同时其在纤维内相中的扩散速率也有差异。亲和力高的阳离子染料，染色初始阶段一 般在纤维表面吸附速率快，但在纤维内相中的扩散速率慢3 ，同时也容易取代纤维已上染 的亲和力低的染料，从而产生“竞染”现象汹1 。由于各染料的“竞染”，导致在上染过程 中染浴和纤维上各拼色染料的比例时刻发生变化，产品色泽不一，难以达到理想的拼色效 果。因而在拼色时，就涉及所选染料之b j 的拼色性能是否一致，即所选染料的配伍行如何。 阳离子染料的配伍性通常用配伍指数( k ) 或配伍值来表示。阳离子染料的配伍指数 ( k ) 是反映染料亲和力大小和扩散率高低的综合指标。最初由贝克曼( b e c k m a n n ) 提出， 并为英国染色家学会( s d c ) 所采用，且在染料厂和印染中广为接受，成为拼色时选择染 料的依据。弛4 4 叫 ( 2 ) 染料的染色饱和浓度( s d ) 及饱和系数( f ) 阳离子染料对腈纶等纤维的上染，发生在纤维上有限的酸性基染座上，因而要使染浴 中拼混的阳离子染料在纺织品上获得预期的色光和染色深度，就必须知道所用染料对该中 纤维染色时的染色饱和度。阳离子染料的染色饱和浓度( i s d ) ，指能使给定纤维达到饱 和吸附所需商品染料的量，以相对于纤维或织物的质量来表示。瞳“州 借助与染料的染色饱和浓度，有助于正确控制染浴中染料所能使用的最高量，以达到 节约染化料、提高产品质量的目的。如染浴中染料的用量远远超过其染色饱和浓度，则染 浴中可能残存大量未上染染料，造成染化料利用率下降，增加废水处理难度，同时染料在 纤维上也可能发生分子间作用的超当量吸附，使染色品耐洗和耐摩擦色牢度降低。 染料的饱和系数( f ) 是阳离子染料的特性常数，与染料的纯度和摩尔质量有关，而与 纤维特性或纤维种类无关。特定染料的饱和系数可表征该染料对纤维染色时的饱和特性。 纤维的染色饱和值( s f ) 与染料的染色饱和浓度( s j d ) 之比 2 1 , 2 4 , 2 5 , i 9 , 3 1 g 即为染料的饱和 系数( f ) 。染料的饱和浓度和饱和系数，一般可由生产厂商提供。 ( 3 ) 移染性 带正电荷的阳离子染料一旦与纤维上的酸性基团结合后，移染性变差，尤其是分子结 构复杂、阳离子性和疏水性强的国产普通型阳离子染料。国产普通型阳离子染料配伍指数 ( k ) 为1 2 ( a ) ，配伍性差，吸附速率快，移染性差，往往容易引起染色不匀，而且不 能像酸性染料和分散染料那样可通过延长保温时间来达到匀染效果。+ “”1 因而对染色工 艺的控制要求更高，如染浴p h 值、染色温度、升温速率等，拼色时对染料的配伍性也提 出了更高的要求，实际生产中往往需通过使用缓染剂来达到匀染。 阳离子染料移染性的评定方法较多，如可通过染料的移染曲线上染料达到移染平衡 浙江理j ：人学硕七学位论文 时，所需的时| 日j 来评定；也可通过静态移染率或移染指数来表征染料移染性的高低。剐 影响阳离子染料移染性的主要因素除染料本身结构性能外，染色温度、染浴p h 值、 染色用助剂、染浴中染料浓度等都会影响染料的移染性。当染色温度由1 0 0 。c 分别提高到 1 1 0 和1 2 0 时，不同配伍指数的阳离子染料在腈纶上的移染率可提高数倍。其中配伍指 数越大，染料亲和力越低，移染率越高，移染性越好。 1 5 变色染色工艺的研究现状 目前，关于阳离子染料变色染色工艺的研究，国内外已不少相关的文章发表，但所应 用的材料大多为腈纶织物。在这些己发表的关于腈纶织物变色染色工艺的研究的文章中， 学者们有的通过探讨光致变色的机理以及主、辅变色染料的配比关系，确定染色的最佳工 艺；或是分析色度学原理，对变色染料、辅助染料吸收光谱的测定和染整助剂的选择，通 过对上染率曲线测定、染料浓度、浴比、p h 值的调整，确定较佳的工艺条件。一般讨论到 以下几方面的问题啪”“ ： ( 1 ) 腈纶织物采用带有变色分子的阳离子染料进行染整加工后，其在不同的光源下 发生变色，匀染剂，酸剂对变色效果有一定的影响，实验结果表明：采用1 2 2 7 匀染剂和 冰醋酸，织物的变色效果最佳，变色腈纶针织物烘干前必须进行开幅整理，烘干温度应9 8 度一1 0 0 度。 ( 2 ) 主辅变色染料的配比。具有变色性能的染料即主变色染料参与染色是变色的一 个主要因素。主变色染料的用量有最低用量的控制，一般不低于0 2 4 ，因为如果主变色 染料含量太少，不同波段的反射率差别也小，红、篮波段的两个峰不明显，不会产生明显 的变色效果；同时黄色染料有最低用量控制，一般不低于0 3 ；红色染料有最高用量控制， 一般不高于0 3 ；另外，在同一处方中，红色染料的用量要远小于紫色染料的用量。 ( 3 ) 助剂、浴比对染色效果的影响。在相同处方、相同匀染剂用量、相同升温工艺、 不同p h 值条件下染色得知，在p h 值为4 5 时得色匀且较深；p h 值为2 3 时得色浓，但 有染花现象；p h 值大于5 时，相同染料用量得色明显变浅，造成染料浪费。匀染剂1 2 2 7 的用量在小于o 5 时得色浓，但有染花现象；用量大于2 0 时，相同染料用量得色明显 变浅：当匀染剂1 2 2 7 用量在0 5 2 o 时为最佳。阳离子染料染改型涤纶的浴比一般在 l ：3 0 1 ：5 0 。 已有的关于腈纶织物变色染色的研究给本课题起到了很好的启发作用，可以作为参 考，加以借鉴。但是，这些研究只是关注腈纶织物的染色工艺本身，还没用实现深入研究 其实际应用。另外，由于阳离子可染涤纶( c d p ) 织物与腈纶织物染色性能上的相似性， 6 浙江理 大学硕士学位论文 本课题选择阳离予可染涤纶织物进行变色染色，同时把阳离子可染涤纶放到防伪梭织商标 的设计中去，这样就更有实际应用价值。 1 6 阳离子可染涤纶织物概述。2 ”“4 3 妇 涤纶( p e t 纤维) 自2 0 世纪5 0 年代工业化以来，以其优良的性能，如高强度、高模 量、回弹性好、耐光、耐磨、耐多种化学品等，成为合成纤维中发展最快的品种。但由于 涤纶分子结构的高度规整性和紧密性，其结晶度高，疏水性强，大分子链上缺乏活性染座， 因而不易染色。通常只能选取分子结构小、疏水性强的分散染料，采用高温高压法、载体 法或热熔法染色。但难以获得像阳离子染料染色那样浓艳的色泽，且往往经树脂等处理后， 其摩擦牢度、升华牢度容易降低。 阳离子染料可染涤纶克服了常规涤纶不易染色的缺点，可采用阳离子染料对其纤维着 色。染料与纤维以离子键结合，其湿处理牢度及升华牢度高，染色物色泽鲜艳，色谱广， 得色量高，可染深色，比常规涤纶用分散染料染色可节约染化料2 0 左右，而且节能。阳 离子可染改性涤纶又称酸改性的涤纶，根据添加的改性组分的不同，分为阳离子染料高压 可染改性涤纶( c d p 纤维) 及阳离子染料常压可染改性涤纶( e c d p 纤维) 。由于改性组分 的加入，改变了纤维原有的物理化学机结构，尤其是改善了纤维的染色性能，可采用阳离 子染料进行染色。同时由于改性组分的不同，其所得纤维的阳离子染料染色性能也具有较 大差异。本课题应用的是阳离子高压可染改性涤纶( c d p 纤维) ，以下是对c d p 纤维的染色 特性及染色机理的概述。 1 6 1 阳离子改性涤纶( c d p 纤维) 的染色特性 c d p 纤维是在常规p e t 纤维的二元单体基础上，添加少量第三单体，如常用的3 ，5 一 二( b 一羟乙氧羰基) 苯磺酸钠或3 ，5 一二甲酸二甲酯苯磺酸钠，然后经共聚而得。 可见，c d p 纤维大分子链上带负电荷的磺酸盐基团的引入，使其可用阳离子染料染色。 但由于其纤维超分子结构仍与常规涤纶相似，结构的规整性、紧密性仍然较高，其玻璃化 温度也较高( 干态时为l l o 。c ) ，故常压下阳离子染料对纤维内磺酸基染座的可及度较低， 也需要在一定压力下染色，这样有利于染料吸尽率的提高，但其最高染色温度比常规p e t 纤维下降了l o 1 5 ，而比腈纶的要高。 在染色温度低于9 0 。c 时，阳离子染料对c d p 纤维的上染很慢，9 0 。c 以上时，染料的上 染速率对温度变得敏感，因此在9 0 以上宜控制缓慢升温。 1 6 2 阳离子可染涤纶的染色机理 从改性涤纶阳离子染料染色饱和值及其吸附等温曲线的研究可知，阳离子染料对阳离 7 浙江理l ：人学硕十学位论文 子可染涤纶的上染实际上时一个离子交换过程。 染料离子主要借助于与纤维上的酸性基团以离子键的作用上染，此外，同时纤维上的 极性基团以及染料分子结构中的多种极性取代基等，是染料与纤维间存在着如偶极之间、 偶极与诱导偶极问等分子问作用以及染浴中纤维表面负的双电层电位z e t a 电位，都使 阳离子染料对纤维具有较高的亲和力，从而被吸附上染纤维。吸附在阳离子可染涤纶表面 的阳离子染料，随着染色温度升高，尤其达到或超过纤维玻璃化温度以后时，表面吸附的 染料很快向纤维内相扩散。一般认为阳离子染料在阳离子涤纶内相的扩散模型为自由体积 模型，即阳离子染料从一个染座上解吸下来，再吸附到另一个染座，并逐渐向纤维内部扩 散，在各染座问呈跳跃式的传递，最后主要以离子键在纤维的染座上固着。 1 7 本课题目的、意义 在市场经济物质利益的驱动下，不正当的竞争手段层出不穷，诸如伪造、假冒，以次 充好，以假充真以及伪造名优商标、标识等非法活动，既坑害了消费者，又毁损了名优产 品，所以必须用现代科技方法制作不易被他人仿制的防伪商标或标识，以确保品牌厂商的 合法权益。经过多年的市场培育，很多服装树立了自己的品牌，如何提高服装的防伪能力， 既成了品牌服装的难点，也是品牌服装急需解决的问题。 本研究课题就是在这种时代背景下提出防伪梭织商标的研发。主要是通过开发变色纤 维，再经设计特别图案和交织规律，在特定光源照射下，使梭织商标的图案能显示出特殊 的光泽和颜色，从而达到防伪目的。防伪梭织商标具有成本低，检测设备简单并且易购买 ( 如可采用钨丝白炽灯等有色光源检验) 等特点，其社会效应和经济效应是很显著的。 本课题不仅研究了阳离子可染涤纶纤维的染色工艺，根据梭织商标的使用要求测定其 皂洗牢度；并把变色纱线巧妙的应用到梭织商标的设计中，配合梭织商标特殊交织规律， 在特殊光源下，使商标图案呈现特殊的变色效果，从而到达防伪的目的。 浙江理1 大学硕士学位论文 第二章商标织物的织造原理 2 1 商标织物的结构特点口7 商标织物( 1 a b e lt a p e s ) 即用作商品标志的小块织物，在生产中连续织制成带状， 每一小块织物上有商品牌号、制造厂、园名、规格等，用于表明产品的品牌、企业名称等， 而大小可依需要而定。商标织物亦可分印刷和提花两类。印刷商标织物用高支棉纱、涤纶 丝、锦纶丝或人造丝作经纬线，在织带机上织出平纹或缎纹的带坯，经过染整加工，再由 带类商标印刷机印刷而成，分成单色或多套彩色。提花商标织物则是用高支漂白或有色棉 纱线、生丝、涤纶丝、锦纶丝、人造丝、弹力锦纶丝、金银线等作经纬纱，在多色纬电子 提花商标织带机上织制而成，带宽范围仅有几厘米至十几厘米。提花商标可在地组织上提 出起花的文字图案( 一般采用纬起花) ，具有丰富细腻的外观。本论文所讨论的商标织物 是提花商标织物。大部分的机织商标均用作纺织服装上的辅料，因此其独特的功能性决定 了它具有面积小、图案细致等的特点，从而使得商标织物与常见 的纺织品如装饰面料和服装面料等具有较大的差别。小小的商 标，却有着其独特的组成部分。 对于一般的重纬商标，如图2 1 所示，主要组成部分有l 一 珠边，2 一锁边或压边，3 一框边或切边，4 一折边线( 缝线) ，5 一缝头。 ( 1 ) 正身 正身即是商标的主体，是纹样的所处部位，表达了商标特定 的图案、名称、厂家等。 ( 2 ) 珠边 图2 1 一般重纬商标布局图 珠边分布在商标正身的左右两边，它的作用是使得讵身更加紧密。 ( 3 ) 锁边( 木梭机商标) 或压边( 切边机商标) 对木梭机来说，织出来的商标是一个个独立的商标带，在珠边的外测，梭子来回牵引 的花纬必须用锁边组织固结挡牢。 对新型电子提花商杯机来说，它采用了一种特殊的热切割刀，把织成一整幅的面料纵 向切割成一条条的商标带子，即把面料纵向分割。这时，商标中处于切割线位置的，沉在 背面的花纬的纬浮长容易脱落，所以需要在商杯的两边添加个固结纬线两端的压边组 织。一般，左右各用两条经线作为压边组织。 9 浙江理j 人学硕士学位论文 ( 4 ) 框边( 木梭机商标) 或切边( 华宝机商标) 为了保证商标正身的平整，因此在木梭机商标的最边缘处有一个框边。地纬与经线交 织时，花纬已经在锁边处被梭子牵回。 对于需要切割的新型电子提花机商标，地组织为平纹的商标就在两边的压边以外各留 3 4 条经线作为切边，组织多为平纹；若地组织为缎纹，则在两边压边以外各留6 条经线 作为切边，组织多用经重平。不同种类的商标压边和切边的变化较多，具体边组织也有差 异。 ( 5 ) 折边线( 缝线) 商标被缝制时，两端需折入0 5 厘米左右的缝头，缝线的位置便是指定折入的位置。 折边线( 缝线) 只起到一个标志的左右，因此组织非常简单，一般用1 条或2 条纬线来表 示即可。 ( 6 ) 缝头 缝头即为缝线和剪线之间的部分，一般在0 5 厘米左右宽。 ( 7 ) 剪线 商标从织机上下来是整条的商标带子，因此还需要横向切割 成单个的商标。剪线便是两个商标问的分界线，一般用1 3 条纬 线来表示。剪线的组织对整个商标的外观设计没有影响，因此是 越简单越好。 与一般的重纬商标织物相比双层带标则添加了割孔线部分。 双层标的割孔线是便于将商杯上头部剪出一条缝，将其从拉链 上套入而特意留出的一部分。如图2 2 所示。 2 2 商标机 l 一 # 正 身 图2 2 双层商标表面布局图 由于商标织物的独特布局，现在用于商标的织机主要有三种。”1 ( 1 ) 木梭机 木梭机主要利用若干个( 与商标条数相同的) 纬纱梭子牵引纬线在经纱中来回而前进 织造。现在大部分的木梭机配置电子龙头，还有小部分配置机械龙头。木梭机与普通的有 梭织机的区别在于：每台普通有梭织机的梭子运动靠机器两边的投梭棒给予动力，织制商 标的木梭机则是多把梭子全部利用同一组投梭板，即这些梭子由同一个投梭板来控制，因 此它们的运动规律相同；普通有梭织机织制的织物门幅较宽，而商标从机器上织出来后就 是完整的幅宽很窄的一条，一般较为平整，且边部组织也比较好看。但木梭机也有生产速 l n 浙江理工大学硕十学位论文 度较慢、织造商标类型少等等的缺点。 ( 2 ) 钩针( 边) 机 钩针( 边) 机的纬纱不是由梭子织入的，而是在一端用一个钩子从商标的一端将纬纱 送入织口，然后在另一端固结住以后，钩子退回。所以每“投梭”一次便有两条纬纱织入， 纬纱较为紧、强。一般在织带机上较为常用，多采用多组经一组纬，其中较有代表性的 是瑞士约科靠缪勒( j a k b om u l l e r ) 公司的m u l l e r 钩边机。该公司生产织带机已有百年 的历史，它的产品着重于电子化的研究和自动化水平的提高。 ( 3 ) 切边机或烧边机 切边机或烧边机是用较为先进的剑杆织机或喷气织机织造的，他们的色纬种类一般可 以达到8 种或8 种以上，可以织造出多种规格的商标，因此被广泛应用。其织造原理与其 他普通提花机相似，从织口出来的是多个商杯并列在一起的整幅织物( 同普通的织物) ， 商标织出之后在织机的胸梁和钢筘之间装有热切刀片将整幅的商标切割为若干条商标。在 实际织造的过程中可以根据商标的具体宽度来调整热切刀片之间的距离来将商标分割为 单条的商标。目前切边机中以德国生产的华宝机最为出名，是当i i 最流行的机种，因此有 些地方也将切边机称为华宝机。 2 3 商标织物的组织结构“3 与一般的服装面料相比，商标的组织配置有独特之处，其安排和商标的后道工序及其 功能是紧密相连的。 本课题主要介绍普通重纬商标的组织结构，普通重纬商标一般以地部组织的不同分为 平纹标和缎纹标。 平面标根据地组织是单起平纹还是双起平纹可以分为单起平纹商标和双起平纹商标。 对于地组织是单起平纹的商杯则花压点必须在奇数与奇数( 或偶数与偶数) 的相交点上， 对双起平纹商标来说花压点则必须在奇数与偶数( 或偶数与奇数) 的相交点上。平面标的 地组织为平纹时，花组织一般采用缎纹或者斜纹，其中斜纹花不常用。缎面标根据地组织 为纬5 枚缎纹还是经5 枚缎纹分为j 下缎标和反缎标。正缎标是地组织为纬5 枚的缎面标； 反缎标是地组织为经5 枚的缎面标。正缎标的地组织为5 枚2 飞，花组织常用1 5 枚7 飞 组织；若正缎标的地组织为5 枚3 飞，花组织常用1 5 枚8 飞组织。 另外，与普通重纬商标相比，双层标增加了纱线( 经纱纬纱) 的组数，因此增强了经 纬线的选择性，能表达更加丰富的色彩能力，而且也可以更好的利用商标织物正、反面的 表层和里层图案的独立，使得商标具有双面效应，大大提高了商标的趣味性。 1 l 浙江理l + 人学硕士学位论文 第三章阳离子可染涤纶变色染色工艺研究 3 1 实验材料及设备 3 1 i 实验材料 实验材料：阳离子可染涤纶织物、阳离子可染涤纶纱线。 实验染化料： 各种阳离子染料：( 2 5 0 ，杭州近江化工染料有限公司) 变色染料a 、b ： 阳离子黄x - i o g f f 、x 一5 g l ： 阳离子金黄x g l ； 阳离子红x - g t l ； 阳离子桃红x f g ； 阳离子红x - 5 g n ； 冰乙酸( 汇普化工仪器有限公司) ； 匀染剂1 2 2 7 ； 蒸馏水( 实验室自制) 。 3 1 2 实验设备 实验设备： 电子天平； e c o 红外染色机： l a m b d a9 0 0 紫外可见近红外光谱仪； s f 6 0 0 x 可见分光光度计； t h z - 8 2 恒温振荡水浴锅； d a t ac o l o rs f 3 0 0 测色配色仪器； y g ( b ) 9 8 2 x 型标准光源箱( 温州市大荣纺织标准仪器厂) ； r _ 3 间隙式定型烘干机( 台湾瑞比染色试机有限公司) 。 3 2 实验方法 3 2 1 预定型 预定型的主要目的是消除织物上已有的皱痕、提高织物的尺寸热稳定性( 主要指高温 条件下的不收缩性) 以及使织物不易产生难以去除的痕迹。此外，预定型还能使织物的强 1 2 浙江理t 人学硕十学伊论文 力、手感、起毛起球和表面平整性能获得一定的改善或改变。同时，对染色性能也有一定 的影响。由于c d p 织物经染色后容易起皱，为方便测定颜色特征值，故染色| ； 采用预定型 工艺，以提高其尺寸稳定性。由于所使用的阳离子染料的种类较多，不可能一一试验，随 机地选取变色染料b 、阳离子红x - g t l 、阳离子黄x - i o g f f 、阳离子蓝x b l 。c d p 织物分别 在1 4 0 。c 、1 5 0 。c 、1 6 0 。c 、1 7 0 。c 、1 8 0 。c 条件下进行预定型，时间为3 0 秒，然后用阳离子 染料进行染色，测定吸光度，计算上染率。“2 3 3 2 2 上染百分率的测定 在一定温度下染色时，纤维上的染料量将渐渐增加，而染液中的染料量则不断下降， 纤维上染料量占原液中染料总量的百分率称上染百分率。n 盯 在s f 6 0 0 可见分光光度计上进行测定，按下列公式进行计算： 上染率= ( 1 - - e 。e 。) x1 0 0 测试过程：染色前将染液在s f 6 0 0 可见分光光度计中找到最大吸收波长，固定在这个 最大吸收波长下测定经染色后染液的光密度e 。 做变色效果分析评价时，用l a m b d a9 0 0 紫外可见近红外光谱测定染液的吸光度 ( 3 6 0 n m 量 三7 6 0 n m ) ，范围较大且较准确。 3 2 3 皂洗牢度的测定“妇 染色牢度是指染色织物在使用或染整后加工中，染料受各种外界因素的影响，能否保 持原来色泽的能力。它是衡量染料质量的重要指标。耐洗色牢度又称皂沈牢度，是将纺织 品染色试样与一块或两块规定的贴衬织物贴合，放于皂液中，在规定的时间和温度条件下， 经机械搅拌，再经冲沈、干燥、染色试样上的染料发生褪色和贴衬织物的沾色程度。 取4 0 r a m xl o m m 试样1 块，夹于两块4 0 m m xl o m 口n 单纤维贴衬织物之间，本课题中，第 一块用试样同类纤维制成，第二块是棉织物。将组合试样放在容器内，注入预热到规定温 度的皂液，浴比为1 ：5 0 ，在规定温度下处理一定时间。取出组合试样，用冷水清洗两次， 然后在流动的冷水中冲洗l o m i n ，挤出水分，拆开组合试样，使试样和贴衬仅由一条缝线 连接，悬挂在不到6 0 的空气中干燥。 皂洗牢度测试条件：试温时问：6 0 2 ； 处理时间：3 0 m i n ； 皂液组成：标准皂片5 9 l ，无水碳酸钠2 9 l 。 为了获得较为客观的色牢度级数，皂洗后的布样用测色仪来评定色牢度