KR102179413B1

KR102179413B1 - 적외선 차단 기능이 우수한 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조방법

Info

Publication number: KR102179413B1
Application number: KR1020190051964A
Authority: KR
Inventors: 노현호; 노현석; 오상엽; 신동우
Original assignee: 삼일방 (주)
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2019-05-03
Publication date: 2020-11-16
Also published as: KR20200127569A

Abstract

본 발명은 군용 위장무늬 전투복용 직물에 관한 것으로서 본 발명에 의하면, 영구적인 난연성과 날염 위장무늬, 적외선 차폐 기능성이 있는 군용 난연 위장 무늬 전투복용 직물을 제공할 수 있다.

Description

적외선 차단 기능이 우수한 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조방법{Process Of Producing Fabrics For Camouflage Patterned Combat Uniform Having Excellent Infrared Blocking Property}

본 발명은 군용 위장무늬 전투복용 직물에 관한 것으로서 영구적인 난연성과 날염 위장무늬, 적외선 차폐 기능성이 있는 원단의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 영구적인 난연성을 부여하기 위해선 FR 섬유소재인 meta-Aramid, para-Aramid, FR-Rayon을 사용하지만 Aramid 섬유는 인장강도 및 인열강도는 높지만 날염 염색가공과 적외선차폐가공이 어려운 문제가 있다. FR-Rayon은 상대적으로 날염 염색이 용이하나, Rayon 자체로서는 강도가 낮아 군용 피복류로서는 부적합하다.

따라서 대표적인 미군 난연 위장 전투복도 FR-Rayon을 기본적으로 두고, para-Aramid, Nylon 복합소재로 피복소재로 구성하여 위장 날염 기능과 군용 피복으로서의 강도는 부여하고 있으나, para-Aramid 소재로 인한 적외선 차폐 기능을 떨어지는 문제가 있다.

현재 대한민국 국군 난연 항공 피복 원단도 meta-Aramid와 FR-Rayon 복합소재로 구성되어, 이도 위장 날염 기능만 부여되고 적외선 차폐 기능은 부여할 수 없어 야간 위장에 큰 문제를 가지고 있다.

대한민국특허등록제10-1616270호(2017년10월10일 공고)

그러므로 본 발명에서는 FR-Rayon, 고강도 폴리비닐알콜섬유로 복합방적사를 제조하고 이를 제직한 원단으로 이루어진 위장무늬 날염, 적외선 차폐작용을 부여하여 영구적인 난연성과 고강도 및 적외선 차폐 기능을 가진 난연 전투복용 직물을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, FR-Rayon 섬유와 폴리비닐알콜섬유를 사용하여 혼합방적사를 만드는 단계;

상기 혼합방적사로 직물을 제조하는 단계; 상기 직물로 전처리단계; 날염가공단계 및 열고정 단계를 행하는 것을 특징으로 하는 적외선 차단 기능이 우수한 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 적외선 차단 기능이 우수한 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조방법은 혼합방적사 제조단계; 직물제조단계; 전처리단계; 날염가공단계 및 열고정 단계로 크게 이루어진다.

먼저, 혼합방적사 제조단계에서 원료섬유로는 FR-Rayon 섬유와 폴리비닐알콜섬유를 혼합하여 사용하는데, FR-Rayon섬유는 인계 무기질을 함유하는 FR 소재로서 Lenzing FR, 다이와보 FR-Rayon 등의 제조사에서 제조된 섬유를 사용할 수 있다. FR Rayon은 나무, 천연에서 온 재생 셀룰로오스 섬유로서 비 할로겐 방염제를 사용한 친환경 난연 섬유 소재로서 영구적인 방염성과 편안한 착용감 및 통기성, 수분조절기능외 타 방염소재와 혼방성이 뛰어난 장점이 있지만 강도가 낮고 내구성이 떨어지는 단점이 있어 주로 아라미드 섬유와 혼방하여 사용한다.

폴리비닐알콜섬유는 고강력, 저신도, 고탄성율을 가지고, 알칼리에 대한 우수한 내성을 가지는 섬유인 쿠라레社의 "Kuralon K-Ⅱ"를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 섬유는 난연성은 없으나, 날염이 용이하고 고강도 섬유로서 군용 피복으로서의 강도를 보완하여 준다.

상기 혼합방적사는 FR-Rayon 섬유가 섬유장 36~55㎜, 섬도 1.4 ∼2.2 데니어이며, 폴리비닐알콜섬유가 섬유장이 36~55㎜, 섬도 1.4 ∼2.2 데니어이며, FR-Rayon섬유는 80∼95중량%, 폴리비닐알콜섬유는 5∼20중량%로 혼합된 것이 난연성 및 강도 부여에 바람직하다. 폴리비닐알콜섬유의 구성비 20중량%초과시에는 난연성이 저하되고, 적외선 차폐작용의 부여가 어려우며, 5%미만시에는 적외선 차폐작용 부여는 유리하나 원단의 강도가 떨어지는 단점이 있다.

상기 혼합방적사는 일반적인 Ring Spun Spinning, Air jet Spun Spinning, Rotor Spinning으로 제조가능하며, 단사는 Nec 10∼30수의 굵기가, 합연사로 사용시에는 Nec 20/2∼40/2의 섬도를 가지는 것이 바람직하다.

이후 상기 혼합방적사로 직물을 제조하는 단계를 행하는데, 직물의 조직은 평직, 변화평직(Rib Stop), 능직, 변화능직(Twill Rib)등으로 제조할 수 있다. 직물의 평량은 150∼280g/㎡이 바람직하다. 150g/㎡미만일 경우 원단의 파단강도가 크게 떨어지고 280g/㎡초과일 경우 날염시 염료의 침투가 불균일할 수 있다. 하계용으로는 180g/㎡ 평량, 동계용으로는 230g/㎡, 점퍼류는 260g/㎡가 바람직하다.

이후, 상기 직물로 전처리단계, 날염가공단계 및 열고정 단계를 행한다. 상기 전처리단계는 모소, 정련표백, 머서화로 이루어진다. 모소공정은 Speed 80m/min, 호발제 5g/L, Pick-up율 80%로 진행하며, 충분히 탈호를 시켜야 그라운드 염색시 불균염이 없다. 모소공정이 완료된 후 정련표백공정을 거치게 되는데 NaOH(50°Be') 0.9cc/L, 금속안정제 1g/L, H₂O₂ 5g/L를 사용하여 원단에 손상이 적고 충분한 불순물을 제거한다. 머서화 공정은 원단에 장력을 주면서 견과 같은 광택과 염착성 향상, 치수안정화, 흡습성 증가, 강도의 향상을 도모할수 있으나, 높은 알카리 처리시 오히려 원단을 손상시킬 수 있으므로 NaOH 7°Be'를 권장한다. 날염가공단계는 텐타폭출, 날염, 고착화의 순서로 진행한다. 텐터폭출은 폴리비닐알콜섬유의 연화를 방지하기 위해 100∼150℃의 건열 온도를 추천한다. 150℃ 초과시의 Tenter 폭출시에는 피복 원단의 강도가 현저히 떨어지며, 연화 수축이 일어나므로 주의가 필요하다.

텐타폭출후 날염을 행하는데, Rotary 방식으로 하는 것이 바람직하다. FR-Rayon 소재 자체로는 일반 반응성 염료로도 충분히 견뢰도를 낼 수 있지만, 폴리비닐알콜섬유는 반드시 Vat 염료를 사용하여 날염하여야만 고견뢰도를 발현할 수 있다. 대한민국 국군의 위장 무늬는 5도 칼라로서 단순하지만 위장 무늬의 선이 뚜렷하므로 Over Lap Flat Screen 방식 보다 양호한 Rotary 방식이 바람직하다.

군복용 원단은 적외선 차폐기능이 필요함에 따라 NIR 영역(380nm~1300nm)에서 특정 반사율을 가지는 Cibanone계 VAT염료와 Indanthrene계 VAT염료를 조합한 Vat 염료로 날염하며, 대한민국 국군 5도계(목탄, 초콜릿, 다크 그린, 그린, 베이지 그레이)색상의 적외선 반사율 파장대를 발현한다.

고착화는 염료와 섬유간의 고착화를 위해 고온 증열기에서 행하는데, FR-Rayon의 경우 인계 화합물 재생섬유이며, 폴리비닐알콜섬유는 고강도이나 연화점이 낮아 고온에서 일정시간 방치시 황변 및 강도저하, 난연성 저하를 발생하므로 고착화시 사용하는 발색제와 발색 시간이 중요하다. 발색제로는 NaOH(50°Be）와 Hydrosulfite를 각각 80∼150g/L를 사용하며 100∼150℃ 온도에서 20∼40sec간 고온증열기에서 처리한다.

열고정단계에서는 텐타에서 Silicon계 유연제 20∼30g/L, Hydrophilic 유연제 20∼30g/L, 유연제로 인한 난연성 저하를 막기 위한 질소계 인산 난연제 20~30g/L 및 잔부로서 물을 함유한 처리액에 침지한 후, 건열 온도 120~150℃에서 건조하여 적외선 차단 기능이 우수한 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조를 완료한다.

이와 같이 제조된 난연 위장 전투복용 피복은 항공 조종복, 육군 전투복, 괘도차량 승무원복 및 조종 점퍼류로 사용이 가능하다.

따라서 본 발명에 의하면, 영구적인 난연성과 날염 위장무늬, 적외선 차폐 기능성이 있는 군용 난연 위장 무늬 전투복용 직물을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명인 난연 위장무늬전투복용 직물의 사진이다.

이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 적외선 차단 기능이 우수한 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예 1]

FR-Rayon 88%, 폴리비닐알콜섬유 12% 중량으로 이루어지며, FR-Rayon은 1.5데니어 섬유장 51㎜를 사용하고, 폴리비닐알콜섬유(쿠라레社의 "Kuralon K-Ⅱ")는 1.5데니어 섬유장 51㎜를 사용하여 Ring Spinning 방식으로 방적하여 TPM 800의 혼방사 Nec 33/2수를 제조하였다. 상기 원사를 이용하여 1/2 능직 원단을 제직하여

Speed 80m/min, 호발제 5g/L, Pick-up율 80%로 모소호발을 거친후, NaOH(50°Be') 0.9cc/L, 금속안정제 1g/L, H₂O₂ 5g/L를 사용하여 정련 표백하고, 머서화 공정을 한 후, 100∼150℃의 건열 온도에서 텐터폭출후, NIR 영역(380nm~1300nm)에서 특정 반사율을 가지는 Cibanone계 VAT염료와 Indanthrene계 VAT염료를 조합한 Vat 염료로 Rotary Print로 130℃ 20m/min로 날염후, 발색제로는 NaOH(50°Be）와 Hydrosulfite를 각각 150g/L를 사용하며 130℃ 온도에서 20∼40sec간 고온증열기에서 염료와 섬유간의 고착화를 행한 후, 텐타에서 Silicon계 유연제 30g/L, Hydrophilic 유연제 30g/L, 질소계 인산 난연제 30g/L를 함유한 처리액에 침지한 후, 건열 온도 130℃에서 건조하여 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조를 완료하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일한 Ring Spinning을 이용하여 FR-Rayon 80%, meta-Aramid 20%의 중량으로 이루어지며, 상기 FR-Rayon은 실시예1과 동일한 섬유소재를 사용하고 meta-Aramid는 1.5데니어 51mm 섬유장을 가진 Brawn Color의 Dope Dyed meta Aramid를 사용하여 TPM 800, Nec 33/2합사를 제조한 후 실시예 1과 동일한 편량의 난연 위장 무늬 직물을 제직한 후 염색가공 전처리 단계는 실시예1과 동일한 방법으로 처리한 후, 텐타 폭출 온도 180℃ 적용, 반응성 염료로 날염하는 방법으로 염색하여 위장무늬전투복용 직물을 제조하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1의 직물의 물성을 측정하여 표 1에 나타내었으며, 실시예 1의 직물의 적외선반사율(%)을 측정하여 표 2에 나타내었다.

구분	인장강도 (N)	인열 강도 (N)	방화도		IR 반사율 (현 육군 전투복 색상
구분	인장강도 (N)	인열 강도 (N)	잔진시간(S)	탄화거리 (cm)	IR 반사율 (현 육군 전투복 색상
실시예 1	680	31	0	8	IR 차폐발현
비교예 2	410	20	0	8	IR 차폐미발현

색상별 파장(nm)	목탄색	초콜릿 색	Dark Olive Green	Forest Green	베이지 그레이
600	3 ~ 18	4 ~ 18	4 ~ 18	6 ~ 18	18 ~ 32
620	3 ~ 18	4 ~ 18	4 ~ 18	6 ~ 18	18 ~ 32
640	3 ~ 18	4 ~ 18	4 ~ 18	6 ~ 20	18 ~ 32
660	3 ~ 22	6 ~ 18	4 ~ 18	8 ~ 22	20 ~ 40
680	4 ~ 28	12 ~ 24	4 ~ 22	12 ~ 30	28 ~ 48
700	12 ~ 28	12 ~ 24	8 ~ 22	14 ~ 32	38 ~ 58
720	18 ~ 36	16 ~ 36	10 ~ 28	22 ~ 46	38 ~ 58
740	18 ~ 36	16 ~ 36	16 ~ 28	28 ~ 52	46 ~ 72
760	24 ~ 40	24 ~ 44	18 ~ 34	28 ~ 56	46 ~ 72
780	24 ~ 40	24 ~ 44	22 ~ 40	34 ~ 64	46 ~ 72
800	28 ~ 46	30 ~ 52	22 ~ 46	34 ~ 64	52 ~ 76
820	28 ~ 46	30 ~ 52	24 ~ 52	34 ~ 64	52 ~ 76
840	32 ~ 48	34 ~ 58	24 ~ 54	40 ~ 70	52 ~ 76
860	32 ~ 48	34 ~ 58	24 ~ 58	40 ~ 70	52 ~ 76
880	36 ~ 56	38 ~ 64	34 ~ 64	40 ~ 70	52 ~ 76
900	36 ~ 56	38 ~ 64	34 ~ 64	46 ~ 72	52 ~ 76
920	40 ~ 66	44 ~ 66	38 ~ 72	46 ~ 72	52 ~ 76
940	40 ~ 66	44 ~ 66	40 ~ 74	48 ~ 73	52 ~ 76
960	40 ~ 66	44 ~ 66	40 ~ 74	48 ~ 73	52 ~ 76
980	44 ~ 68	44 ~ 68	46 ~ 76	48 ~ 73	52 ~ 76
1000	44 ~ 68	44 ~ 68	46 ~ 76	48 ~ 73	52 ~ 76
1020	46 ~ 69	44 ~ 68	48 ~ 78	48 ~ 73	52 ~ 76
1040	46 ~ 69	44 ~ 68	48 ~ 78	48 ~ 73	52 ~ 76
1060	46 ~ 69	44 ~ 68	48 ~ 78	48 ~ 73	52 ~ 76
1080	46 ~ 69	44 ~ 68	48 ~ 78	49 ~ 74	52 ~ 76
1100	46 ~ 69	44 ~ 68	48 ~ 78	49 ~ 74	52 ~ 76
1120	46 ~ 69	44 ~ 68	48 ~ 78	49 ~ 74	52 ~ 76
1140	46 ~ 69	44 ~ 68	48 ~ 78	49 ~ 74	52 ~ 76
1160	46 ~ 69	44 ~ 68	48 ~ 78	50 ~ 75	52 ~ 76
1180	46 ~ 69	45 ~ 68	50 ~ 80	50 ~ 75	53 ~ 76
1200	47 ~ 69	45 ~ 68	48 ~ 78	50 ~ 76	53 ~ 76
1220	47 ~ 70	45 ~ 68	48 ~ 78	50 ~ 76	53 ~ 76
1240	47 ~ 70	45 ~ 68	49 ~ 79	50 ~ 76	53 ~ 76
1260	47 ~ 70	45 ~ 68	49 ~ 79	50 ~ 76	53 ~ 76

Claims

섬유장 36~55㎜, 섬도 1.4 ∼2.2 데니어인 FR-Rayon 섬유 80∼95중량%와, 섬유장이 36~55㎜, 섬도 1.4 ∼2.2 데니어인 폴리비닐알콜섬유 5∼20중량%로 혼합된 Nec 10∼30수인 혼합방적사를 만드는 단계;
상기 혼합방적사로 평량은 150∼280g/㎡인 직물을 제조하는 단계; 및
상기 직물로 모소, 정련표백, 머서화로 이루어지는 전처리단계; 100∼150℃ 의 건열 온도에서 텐터폭출후, NIR 영역(380nm~1300nm)에서 특정 반사율을 가지는 Cibanone계 VAT염료와 Indanthrene계 VAT염료를 조합한 Vat 염료로 날염한 후, 발색제로 NaOH(50°Be）와 Hydrosulfite를 각각 80∼150g/L를 사용하여 100∼150℃ 온도에서 20∼40sec간 고온증열기에서 고착화처리하는 날염가공단계;
및 텐타에서 Silicon계 유연제 20∼30g/L, Hydrophilic 유연제 20∼30g/L, 질소계 인산 난연제 20~30g/L 및 잔부로서 물을 함유한 처리액에 침지한 후, 건열 온도 120~150℃에서 건조하는 열고정 단계를 행하는 것을 특징으로 하는 적외선 차단 기능이 우수한 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조방법.
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제 1항에 있어서,
상기 직물은 평직, 변화평직(Rib Stop), 능직, 변화능직(Twill Rib) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 적외선 차단 기능이 우수한 난연 위장무늬전투복용 직물의 제조방법.
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