적외선 위장 나일론 직물의 제조방법{Method Of Manufacturing Camouflaging Nylon Fabric For Preventing Detection By Infra-Red Means}
본 발명은 적외선 위장 나일론 직물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주간에 가시광선으로 색상을 발현하면서 야간에 적외선 감시장비로 관측시 적외선 파장영역(600~1500nm)에서 주위 사물과 동일하거나 비슷한 반사율을 가짐으로써 식별을 어렵게 하여 적외선 감시장비로부터 은폐할 수 있는 적외선 위장 나일론 직물의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 군사용 관측에 이용되는 적외선 파장은 650~1200nm 정도이며, 상기 파장범위는 적외선 관측장치, 적외선 관측용 망원경, 적외선 촬영장치 등에서 적용한다. 표적물에 대한 위협에 대비하는 중요한 대응 수단은 적이 표적물의 존재를 탐지하기 어렵게 표적물을 위장하는 것이다. 따라서 적외선 탐지로부터 위장을 가능하기 위해서는 군복, 베낭 등 적외선 반사율이 주위 환경의 적외선 반사율과 동일하거나 비슷하여야 한다. 면직물과 나일론 직물을 원재료로 하여 군복, 베낭 등을 제조하는데, 면직물에 적외선 흡수제를 염색하는 기술은 비교적 용이하나, 나일론 직물은 염착구조가 없어 적외선 흡수제를 고착시키기 어려운 문제가 있다. 기존의 나일론 직물의 염색에 있어서, 침지식 탱크 안에 산성염료와 피염물을 같이 넣고 흔들면서 100℃에서 30~60분간 처리를 하고 수세 후 건조하는 공정으로 이루어진다. 이러한 나일론 직물의 염색은 연속적으로 균일한 염색을 할 수 없어 1회 생산되는 제품단위(로트)에 따라 염색 품질에 차이가 있고, 적외선 흡수제가 가시광선에서 발현함에 따라 나이론 직물의 색상을 원하는 색상으로 만들기 어려울 뿐만 아니라, 주로 무기물인 적외선 흡수제는 염착고리가 없어 내구성이 부족하다는 문제가 있다. [문헌1]에서는 나일론 직물을 폴리우레탄 코팅조성물로 코팅하는 단계를 구비하고 있으나, 나일론 직물에 피막을 입히는 정도에 불과하여 내구성에 취약하다. 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여, 나일론 직물에 적외선 흡수제를 고착하기 위한 적외선 위장 나일론 직물의 제조 방법을 개선할 필요성이 존재한다.
본 발명의 일 측면은 나일론 직물에 적외선 흡수제를 고착시켜 세탁 내구성을 향상시키고 촉감의 변화를 최소화하여 나일론 직물의 특성을 유지하며 가시광선에서 원하는 색상을 발현하도록 적외선 위장 나일론 직물의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 위장 나일론 직물의 제조방법은, 침지조에서 산성염료와 첨가제와 적외선 흡수제를 상온수와 배합하여 염색액을 제조하는 단계; 상기 침지조의 염색액에 나일론 직물을 담근 후 픽업하고, 제1건조실린더를 이용한 고온 환경하에서 픽업한 나일론 직물을 예비 건조하는 단계; 증기를 공급하는 증열고착기 내부에 투입된 나일론 직물을 지그재그로 이송시키고, 이송 과정에서 증기열을 이용하여 나일론 직물에 산성염료를 고착하는 단계; 바인더의 응고점에 대응하는 고온의 공기를 공급하는 건열고착기 내부에 나일론 직물을 투입하여 나일론 직물에 적외선 흡수제를 고착하는 단계; 불순물과 비고착물을 제거하기 위하여 나일론 직물을 수세하는 단계; 제2건조실린더를 이용한 저온 환경하에서 수세된 나일론 직물을 저온 건조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 염색액은 총 중량을 기준으로 산성염료 5~10중량%, 산성염료 균염제 0.1~0.5중량%, 아크릴계 바인더 1~5중량%, 적외선 흡수제 0.1~5중량%, 침적방지제 0.1~2중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 예비 건조 단계는 130℃에서 3분 동안 수행하고, 상기 산성염료 고착 단계는 102℃에서 1분~2분 동안 수행하고, 상기 적외선 흡수제 고착 단계는 180℃에서 2분 동안 수행하고, 상기 저온 건조 단계는 110℃에서 3분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명은 염료와 적외선 흡수제를 배합한 침지조의 염색액에 담근 나일론 직물을 픽업하여 건조하는 공정 이외에 증기열과 건열을 이용하여 적외선 흡수제를 고착할 수 있어 세탁 내구성을 향상할 수 있다. 또한, 본 발명은 최종 건조까지 연속적인 공정으로 나일론 직물을 염색함에 있어서 띠 형태의 복수 나일론 직물을 일괄적으로 염색할 수 있어서 균일한 염색 품질을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명은 염료와 적외선 흡수제를 배합하여 염색하므로 염료 색상과 적외선 흡수제 색상을 총합하여 가시광선에서 원하는 나일론 직물의 색상을 발현하기가 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 위장 나일론 직물을 제조하기 위한 연속 공정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 위장 나일론 직물의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 침지조에 담긴 나일론 벨트의 픽업 동작을 예시적으로 나타낸 사진이미지이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 나일론 벨트를 건조실린더에서 예비건조하는 동작을 예시적으로 나타낸 사진이미지이다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 적외선 위장 나일론 직물의 제조방법을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 적외선 위장 나일론 직물의 제조는 나일론 직물을 연속적인 공정으로 처리하기 위하여 침지조(10), 압착 롤러(20, 제1건조실린더(30), 증열 고착기(40), 건열 고착기(50), 수세조(60), 제2건조실린더(70), 권취 롤러(80)를 이용한다. 실시예에서 나일론 직물로서 길고 폭이 좁은 형태의 띠형 섬유 벨트를 사용하였으나, 나일론 직물의 형태는 필요에 따라 변형할 수 있음은 물론이다. 침지조(10)에 산성염료와 첨가제와 적외선 흡수제를 상온수와 같이 넣고 고르게 저어서 배합함으로써 염색액을 제조한다(100). 여기서 첨가제는 산성염료 균염제, 아크릴계 바인더, 침적 방지제를 포함하며, 그 밖에 기능성을 부여하기 위한 기타의 첨가물을 추가할 수 있다. 이러한 전형적인 염색액 조성은 다음과 같다. 염색액 총 중량을 기준으로 산성염료 5~10중량%, 산성염료 균염제 0.1~0.5중량%, 아크릴계 바인더 1~5중량%, 적외선 흡수제 0.1~5중량%, 침적방지제 0.1~2중량%를 포함한다. 여기서 적외선 흡수제로서 무기물, 안트라 퀴논계 등이 사용될 수 있다. 나일론 직물의 색상은 염료 색상과 적외선 흡수제 색상의 총합에 의하여 설정할 수 있으므로 가시광선에서 원하는 색상을 용이하게 만들 수 있다. 예를 들어 검정색 목표값이 L=20, a=0.5, b=-2이고, 백색 나일론에 적외선 흡수처리시 수치가 L=5, a=0.4, b=-1이라면 백색 나일론에 염료 수치는 검정색 목표값에서 적외선 흡수처리시 수치를 뺀 값으로 설정할 수 있다(L=15, a=0.1, b=-1). 여기서 L은 밝기(Lightness), a는 그린(Green)에서 레드(Red) 사이의 수치를 나타내며 (+)는 붉은색을 띄고 (-)는 녹색을 띄게 되며, b는 블루(Blue)에서 옐로우(Yellow) 사이의 수치를 나타내며 (+)는 황색을 띄고 (-)는 청색을 띄게 된다. 침지조(10)의 염색액에 나일론 직물을 담근다(도 3a 참고). 침지조(10)에 넣어진 나일론 직물은 압착 롤러(20)를 이용하여 40~60%의 픽업으로 닙(NIP)한 후 제1건조실린더(30)에 이송된다, 제1건조실린더(30)는 복수 실린더가 배열되고(도 3b 참고), 각 실린더 내부에 스팀이 흐르도록 구성된다. 픽업된 나일론 직물은 제1건조실린더(30)의 복수 실린더 외측 틈새를 지나면서 구불구불하게 이송된다. 이렇게 복수 실린더 사이를 지나가는 이송 과정에서 나일론 직물이 고온 환경에서 예비 건조가 이루어진다(110). 예비 건조 공정은 130℃에서 3분 동안 수행할 수 있다. 이때 건조 효율을 높이기 위하여 송풍팬(31)을 이용할 수 있다. 예비 건조 후 나일론 직물은 증열고착기(40)에 투입된다. 증열고착기(40)는 박스 형태로 제작되고 상압 증기를 공급하는 복수 실린더를 구비한다. 증열고착기(40) 내부에 투입된 나일론 직물은 지그재그로 이송되면서 증기에 접촉한다. 이러한 증기열을 이용하여 나일론 직물에 산성염료를 고착할 수 있으며, 이러한 공정은 102℃에서 1분~2분 동안 수행할 수 있다(120). 그런 다음 나일론 직물은 건열고착기(50)에 투입된다. 건열고착기(50)는 실린더를 구비하여 아크릴 바인더의 응고점에 대응하는 고온의 건열을 공급한다. 건열고착기(50) 내부 이송 과정에서 아크릴 바인더가 응고되어 나일론 직물에 적외선 흡수제를 고착할 수 있으며, 이러한 공정은 180℃에서 2분 동안 수행할 수 있다(130). 그런 다음 나일론 직물은 수세조(60)의 상온수에 투입되고, 수세조(60)의 상온수에 담긴 나일론 직물에 잔류된 불순물과 비고착물을 제거할 수 있다(140). 수세한 나일론 직물은 제2건조실린더(70)에 이송된다. 제2건조실린더(30)는 복수 실린더가 배열되고, 각 실린더 내부에 스팀이 흐르도록 구성된다. 수세된 나일론 직물은 제2건조실린더(70)의 복수 실린더 외측 틈새를 지나면서 구불구불하게 이송된다. 이렇게 복수 실린더 사이를 지나가는 이송 과정에서 나일론 직물이 저온 환경에서 저온 건조가 이루어진다(150). 이때 저온 건조 공정은 110℃에서 3분 동안 수행할 수 있다. 저온 건조 후 검사장비(80)를 이용하여 나일론 직물의 색상과 적외선 흡수율을 측정한다(160). 측정 결과 직물 색상과 적외선 흡수율이 허용 기준에 충족되면 권취 롤러(90)에 롤링하고 최종적으로 포장한다(170). 이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
10 : 침지조
20 : 압착 롤러
30 : 제1건조실린더
31 : 송풍팬
40 : 증열 고착기
50 : 건열 고착기
60 : 수세조
70 : 제2건조실린더
80 : 검사장비
90 : 권취 롤러 |
