KR20080086494A - 가시광선 및 근적외선 차등 신호를 갖는 신규한 염색 직물 - Google Patents

가시광선 및 근적외선 차등 신호를 갖는 신규한 염색 직물 Download PDF

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Abstract

가시광선 (VIS) 스펙트럼에서는 실질적으로 단일 색상의 외관을 가지면서 근적외선 (NIR) 스펙트럼에서는 위장 외관을 갖는 직물이 제공된다. 신규의 직물은 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀을 포함할 수 있다. 멀티필라멘트 얀은 하기 3 종류의 멀티필라멘트 얀으로부터 선택된다: 카본 블랙을 포함하는 멀티필라멘트, 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절하는 안료를 포함하는 멀티필라멘트, 및 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절할 수 있는 첨가제를 실질적으로 함유하지 않는 멀티필라멘트. 상기 직물은 가시광선 스펙트럼에서 실질적으로 단일 색상의 외관을 갖도록 염색된다. 일반적으로, 상기 직물은 약 700 내지 약 860 나노미터(nm)의 파장 영역에서 약 5% 반사율만큼 떨어져 있는 약 10% 내지 약 85%의 반사율을 갖는 2 개의 반사율 곡선을 포함하는 NIR 스펙트럼을 갖는다. 상기 직물은 암시 장치를 이용하여 감시되는 NIR 반사율에서 위장 외관을 나타내는 의류, 장비, 텐트 및 방수 외투를 제작하는 데 사용될 수 있다. 동시에, 상기 의류, 장비, 텐트 및 방수 외투는 VIS 반사율 스펙트럼에서는 단일의 색상을 가지며 실질적으로 위장하지 않는다.
위장, 직물, 암시 장치, 멀티필라멘트, NIR 반사율, 가시광선

Description

가시광선 및 근적외선 차등 신호를 갖는 신규한 염색 직물 {Novel Dyed Fabric with Visible and Near IR Differential Signature}
본 발명은 스펙트럼의 가시광선 (VIS) 영역에서는 단일 색상의 외관 및 스펙트럼의 근적외선(NIR)에서는 위장 외관을 갖는 합성 중합체 얀으로부터 직조 또는 편직된 혁신적인 직물에 관한 것이다. 더욱 특별하게는, 상기 직물을 포함하는 개개의 합성 얀은 다음에서 선택된 적어도 두 종류를 포함한다: 카본 블랙을 함유하는 합성 섬유, NIR 반사율 신호를 조절하는 안료를 함유하는 합성 섬유, 및 조절제를 실질적으로 함유하지 않는 합성 섬유. 뿐만 아니라, 상기 혁신적인 직물은 통상의 염료를 이용하여 가시광선 스펙트럼에서 단일의 균일한 색상의 외관으로 유리하게 염색된다. 본 발명의 직물로부터 제조된 의류는 "암시 장치(night vision device)"를 이용하는 감시로부터 착용자를 실질적으로 은폐하는, NIR에서의 위장 효과를 제공한다.
근적외선 (NIR) 파장에서 실질적으로 보이지 않는 (위장되는), 예를 들면 재킷, 배낭, 탄도 조끼 및 장화와 같이 의류(장비라고도 함)로 변환될 수 있는 직물을 제조하기 위해 지속적인 노력이 존재하였다. 그러한 장비는 또한 텐트, 방수 외투 및 슬리핑 백 외부 천을 포함할 수도 있다. NIR 위장의 목적을 달성하기 위 해, 직물, 의류 또는 장비는 주위의 NIR 신호와 긴밀하게 일치해야 한다. 각각의 지형 요소는 그 화학적 구성에 근거하여 상이한 반사 신호를 갖는다. 예를 들면, 잎(삼림지 환경의 주성분)은 가시광선 영역에서 비교적 낮은 반사율 및 NIR 영역에서 비교적 높은 반사율을 갖는다. 반면, 사막 환경의 주성분인 모래, 및 도시 환경의 주성분인 콘크리트는 가시광선 영역에서 비교적 높은 반사율 및 NIR 영역에서 낮은 반사율을 갖는다. 합성 중합체 폴리아미드 및 폴리에스테르 섬유는 400 내지 2000 나노미터(nm) 영역에서 매우 반사성임이 당업자에게 알려져 있다. 그 결과, 폴리아미드 및 폴리에스테르 의류 및 장비의 NIR 반사율을 그 환경의 NIR 반사율과 더욱 긴밀하게 일치하도록 감소시키는 것이 바람직하다. 그러한 NIR 반사율의 조절은 의류 및 장비를 실질적으로 은폐하고, 다시, 그 착용자가 암시 고글 또는 영상 증배 변환기와 같은 암시 장치의 사용에 의해 나타나지 않도록 한다.
위장 날염 또는 민간인 외관을 갖는 부분과 일치하도록 장비 및 제복의 특정 부분에 대하여 스펙트럼의 가시광선 (VIS) 영역에서 고른 색상을 갖는 것이 특히 일부 무장된 군대에 의해 바람직하게 사용된다. 동시에, NIR 영역에서는 상기 고른 색상이 소정의 패턴을 갖는 것에 대한 요구가 존재한다. 장비 및 제복에 유용한 직물은 전적으로 합성 폴리아미드 또는 폴리에스테르 또는 이들 합성섬유와 목면의 혼방으로 만들어질 수 있다. 즉, NIR 영역에서는 붕괴된 패턴을 갖는 한편 가시광선 영역에서는 고른 색상인 직물에 대한 요구가 존재한다.
본 출원인은 착용자가 암시 장치에 의해 드러나는 것으로부터 보호하는 데 유용한 조절된 NIR 신호를 갖는 직물 얀을 미국 특허 출원 번호 11/108021 호(2005 년 4월 15일 출원)에 기재하고 있으며, 그 개시는 여기에 그 전체로서 참고문헌으로 포함된다. 뿐만 아니라, 직물의 적외선(IR) 반사율을 감소시키기 위한 공지의 방법은 직물과 함께 IR 흡수 안료를 사용한다. 예를 들면, 그 개시가 여기에 참고문헌으로 포함되는 미국 특허 제 5,798,304 호(Clarkson)("클락슨")는 카본 블랙 안료가 1000 내지 1200 nm의 IR 범위에서 빛을 흡수한다고 개시한다. 클락슨은 위장 패턴이 IR 영역에서는 보이지만 가시광선 영역에서는 보이지 않는 위장 패턴을 포함하는 직물을 개시한다. 그 직물은 스펙트럼의 가시광선 영역에서 보일 수 있는 비-위장 패턴으로 날염될 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 클락슨은 직물을 카본 블랙, 키틴 수지 또는 기타 IR-흡수성 안료와 같은 IR-흡수성 물질로 날염한다. 클락슨은 직물의 IR-반사성을 그것이 사용될 주변의 것과 일치하도록 조정하는 것을 개시한다. 예를 들면, 클락슨은 온대성 잎의 전체적인 IR 반사성은 전형적으로 35%일 것이 요구되며, 이는 사막 지역의 경우 70%까지 상승할 수 있음을 개시한다. 원하는 전체 반사성을 수득하기 위해, 위장 패턴은 적어도 5% 만큼 서로 다른 상이한 IR-반사성을 갖는 적어도 2 개의 영역을 포함한다. IR-위장 패턴은 직물이 클락슨 개시에 따라 염색된 후, 상기 직물 위에 일반적으로 나염된다.
발명의 요약
본 발명은 단일 색상으로 염색하기 쉬운 조절된 NIR 신호를 갖는 직물(예를 들면, 편직 또는 직포)을 포함한다. 다음 개시에 따라 제공된 직물이 NIR에서 위장 패턴을 갖는 장비 및 의류에 유용하다. 이들 직물로부터 제조된 의류 및 장비는 NIR 스펙트럼 범위에서 볼 때 착용자의 실루엣을 붕괴시킬 수 있고, 암시 감시 장치에 대하여 착용자에게 향상된 은폐를 제공한다.
근적외선 (NIR) 스펙트럼에서는 위장 외관을 가지며 가시광선 (VIS) 스펙트럼에서는 실질적으로 단일 색상의 외관을 갖는 직물이 본 명세서에 제공된다. 신규의 직물은 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀을 포함한다. 상기 2종의 멀티필라멘트 얀은 다음 3종의 멀티필라멘트 얀으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다: 카본 블랙을 포함하는 멀티필라멘트, 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절하는 안료를 포함하는 멀티필라멘트, 및 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절할 수 있는 첨가제를 실질적으로 함유하지 않는 멀티필라멘트.
상기 직물의 또 하나의 구현예는 염료에 의해 제공된, 가시광선 스펙트럼에서 실질적으로 단일의 색상 외관을 갖는 직물을 포함한다. 또 하나의 구현예에서, 상기 직물은 약 10% 내지 약 85%의 반사율을 갖는 2 개의 반사율 곡선을 포함하는 NIR 스펙트럼을 가지며, 상기 2 개의 반사율 곡선은 약 700 내지 약 860 나노미터(nm)의 파장 범위에서 약 5% 반사율만큼 떨어져 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 직물은 약 25% 내지 약 75%의 반사율을 갖는 3 개의 반사율 곡선을 포함하는 NIR 스펙트럼을 가지며, 상기 3 개의 반사율 곡선은 약 700 내지 약 860 나노미터(nm)의 파장 범위에서 약 5% 반사율만큼 떨어져 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 직물은 날실 및 씨실 방향을 갖는 직포를 포함하며, 여기에서 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀이 날실 방향 및 씨실 방향을 이룬다.
또 다른 구현예에서, 상기 직물은 루프의 코스 행(course row) 및 루프의 웨 일 열(wale column)을 갖는 편직포를 포함하며, 여기에서 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀이 루프의 코스 및 루프의 웨일 열을 이룬다.
또 다른 구현예에서, 상기 직물은 폴리아미드 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택된 합성 중합체를 포함하는 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀으로 이루어질 수 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 직물은 상기 군에서 선택된 적어도 2종의 합성 및 천연 섬유의 혼방(예, 폴리아미드/목면 및 폴리에스테르/목면)으로 이루어질 수 있다.
또 다른 구현예에서, 상기 직물의 가시광선 스펙트럼에서 실질적으로 단일 색상의 외관은 직물 형성 전에 상기 합성 중합체 멀티필라멘트 얀에 적용된 염료에 의해 제공된다. 예를 들면, 개개의 얀 패키지는 직물을 만들기 위한 직조 또는 편직 공정 이전에 염색된다.
본 발명은, 근적외선 (NIR) 스펙트럼에서는 직물에 위장 외관을 부여하면서 가시광선 (VIS) 스펙트럼에서는 실질적으로 단일의 색상 외관을 보유하는 방법을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 카본 블랙을 포함하는 제 1 멀티필라멘트, 제 2 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절하는 안료를 포함하는 제 2 멀티필라멘트, 및 제 3 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절할 수 있는 첨가제를 실질적으로 함유하지 않는 제 3 멀티필라멘트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀을 직물 형성 장치에 제공하는 단계; 제 1, 제 2 및 제 3 멀티필라멘트 얀의 상기 패턴으로 된 패턴을 갖는 직물을 형성하는 단계; 상기 직물을 단일 색상으로 염색하는 단계를 포함한다. 이러한 방식으로 형성된 직물은 본 발명의 범위 내에서 의류 및 장비의 구성에 유용하다.
도 1은 첨가제가 없는 폴리아미드 얀, 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀, 및 날실 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀 및 씨실 방향에서 첨가제를 갖지 않는 폴리아미드 얀을 함유하는 염색되지 않은 직물을 그래프로 나타낸 것이며; 상기 직물의 600 내지 900 나노미터 범위에서의 NIR 반사율을 보여준다.
도 2는 첨가제가 없는 표준 폴리아미드 얀, 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀 및 날실 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀 및 씨실 방향에서 첨가제를 갖지 않는 폴리아미드 얀을 함유하는, 산 염료로 갈색으로 염색된 직물을 그래프로 나타낸 것이며; 상기 직물의 600 내지 900 나노미터 범위에서의 NIR 반사율을 보여준다.
도 3은 첨가제가 없는 표준 폴리아미드 얀, 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀, 및 날실 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀 및 씨실 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀을 함유하는 염색되지 않은 직물을 그래프로 나타낸 것이며; 상기 직물의 600 내지 900 나노미터 범위에서의 NIR 반사율을 보여준다.
도 4는 첨가제가 없는 표준 폴리아미드 얀, 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀 및 날실 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀 및 씨실 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀을 함유하는, 산 염료로 갈색으로 염색된 직물을 그래프로 나타낸 것이며; 상기 직물의 600 내지 900 나노미터 범위에서의 NIR 반사율을 보여준 다.
도 5는 첨가제가 없는 폴리아미드 얀, 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀 및 날실 방향에서 각종 안료를 갖는 표준 폴리아미드 얀, 및 씨실/위사 방향에서 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀을 함유하는 염색되지 않은 직물을 그래프로 나타낸 것이며; 상기 직물의 600 내지 900 나노미터 범위에서의 NIR 반사율을 보여준다.
도 6은 첨가제가 없는 폴리아미드 얀, 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀 및 날실 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀 및 씨실/위사 방향에서 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀을 함유하는, 산 염료로 갈색으로 염색된 직물을 그래프로 나타낸 것이며; 상기 직물의 600 내지 900 나노미터 범위에서의 NIR 반사율을 보여준다.
도 7은 첨가제가 없는 표준 폴리아미드 얀, 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀, 및 날실 및 위사(또는 씨실) 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀을 함유하는 염색되지 않은 직물을 사진으로 나타낸 것이다.
도 8은 첨가제가 없는 표준 폴리아미드 얀, 카본 블랙을 갖는 폴리아미드 얀, 및 날실 및 위사(또는 씨실) 방향에서 각종 안료를 갖는 폴리아미드 얀을 함유하는 염색된 직물을 사진으로 나타낸 것이다.
여기에서 제공되는 직물은 장비 및 의류에 유용하며, 적외선에서 볼 때는 위장 패턴을, VIS에서 볼 때는 단일 색상 외관을 제공한다. 이들 직물로부터 제조된 의류 및 장비는 적외선 스펙트럼 범위에서 볼 때 착용자의 실루엣을 붕괴시키므로, 암시를 이용하는 감시 장치에 대하여 착용자의 향상된 은폐를 제공한다. 이들 직물은 직조 및 편직 공정의 임의의 편리한 수단에 의해 형성될 수 있다. 직조에 의한 직물 형성의 경우 실질적으로 임의의 날실 및 위사 조합 구성이 가능하다. 편직에 의한 직물 형성의 경우, 실질적으로 임의의 루프 코스 및 웨일 구조가 가능하다.
직포 또는 편직포는 폴리아미드로 이루어진 합성 중합체 멀티필라멘트 얀으로부터 형성될 수 있다. 적합한 폴리아미드는 나일론 66, 나일론 6, 나일론 7, 나일론 610, 나일론 612 및 코폴리마이드를 포함한다. 일반적으로, 이들 폴리아미드는 산 유형의 염료로 고유하게 염색가능하다. 이들 폴리아미드의 산 염료 수용성은 첨가 아민 말단 기를 제공하는 공지의 짙은 염색 첨가제를 이용하여 조절될 수 있다. 선택적으로, 이들 아미드 중합체들은 상기 중합체에 대한 공지의 조절을 통하여 양이온성 염료로 염색되기 쉽다. 폴리아미드와 함께 사용하기 위한 양이온성 염료 조절제는 예를 들면 하나 이상의 술포닐 기, 특히 5-술포-이소프탈산으로 치환된 방향족 디카르복실산을 포함한다.
직포 또는 편직포는 폴리에스테르 합성 중합체로 이루어진 합성 중합체 멀티필라멘트 얀으로부터 형성될 수 있다. 적합한 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 코폴리에스테르를 포함한다. 상기 폴리에스테르 중합체는 당 분야에 공지된 분산 염료를 이용하여 염색될 수 있다. 선택적으로, 이들 폴리에스테르 중합체는 상기 폴리에스테르를 양이온성 염료를 이용하여 염색되기 쉽게 만들기 위한 첨가제를 포함할 수 있다. 그러한 첨가제는 하나 이상의 술포닐 기, 특히 5-술포-이소프탈산으로 치환된 방향족 디카르복실산을 포함한다.
본 발명에 따르는 직포 또는 편직포는 천연 섬유와 상기 얀의 혼합물로 이루어진 합성 중합체 멀티필라멘트 얀으로부터 형성될 수 있다. 적합한 천연 섬유는 목면, 셀룰로오스계 섬유 또는 재생된 셀룰로오스계 섬유를 포함한다. 본 발명에 따르는 직물의 형태인 상기 복합 얀에 가시광선 스펙트럼에서 유용한 염료 색조를 제공하기 위해 당 분야에 공지된 염색 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리아미드 및 목면 혼방과 함께 섬유 반응성 비닐 술폰 또는 VAT 염료를 적용하는 것이 알려져 있다. 유사하게, VAT 염료 및 분산 염료를 사용하는 것은 폴리에스테르 및 목면 혼방과 함께 사용하는 데 있어 당업자의 지식범위 내에 있다.
직물은 단일의 균일 색상으로 임의의 통상적인 방법으로 유리하게 염색될 수 있다. 선택적으로, 직물은 합성 중합체 멀티필라멘트 얀 또는 목면 얀과의 혼방으로부터 형성될 수 있으며, 이들은 모두 직물 형성 이전에 염색된 얀이다. 예를 들면, 당업자에게 공지된 얀 패키지 염색의 공정이 얀 염색을 위한 효율적인 방법이다.
본 발명의 직물은 다양한 가시광선 (VIS) 및 적외선 반사율 신호를 제공하도록 조절된 폴리아미드 또는 폴리에스테르 합성 중합체 멀티필라멘트 얀의 일부로부터 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 직물은 적어도 2 종류, 더욱 전형적으로는 3 종류의 얀으로 된 합성 중합체 멀티필라멘트 얀으로부터 형성되며; 각 종류는 상이한 가시광선 (VIS) 및 적외선 반사율 신호를 갖는다. 본 발명의 단일 직물 중 얀 종류의 수는 근본적으로 제한되지 않는다. 적어도 2종의 멀티필라멘트 얀은 약 10 ppm 내지 약 300 ppm의 양으로 카본 블랙을 함유하는 멀티필라멘트 얀, 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절하는 안료를 포함하는 멀티필라멘트, 및 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절할 수 있는 첨가제를 실질적으로 함유하지 않는 멀티필라멘트로 이루어진 군에서 선택된다.
적어도 2 종류의 조절된 멀티필라멘트 얀으로부터 형성된 본 발명의 직물은 통상의 방법으로 단일 색상으로 유리하게 염색된다. 일반적으로, 상기 직물은 염색 이전 직물로부터 실질적으로 변화되지 않은 700 내지 900 나노미터(nm) 범위의 NIR 반사율 신호를 갖는다. 그 결과, 염색된 직물의 외관은 VIS 스펙트럼(400 내지 680 nm)에서는 단일의 실질적으로 균일한 색상의 것인 한편, 성분 얀의 서로 다른 NIR 반사율로 인하여 근적외선 영역(700 내지 900 nm)에서는 패턴을 가진 외관을 갖는다.
본 발명의 폴리아미드 기재 직물은 다음과 같은 방식으로 3 종류의 폴리아미드 멀티필라멘트 얀을 포함하여 제조될 수 있다. 3종의 폴리아미드 얀이 선택되고 직물로 직조된다. 폴리아미드 멀티필라멘트 얀은 예를 들면 (i) 카본 블랙을 함유하는 나일론 66 코르듀라(Cordura(R)) EP 얀, (ii) 표준 나일론 66 코르듀라(R) 얀, 및 (iii) 다양한 안료 물질을 함유하는 용액 염색된 코르듀라(R) 코요테(Coyote) 얀일 수 있다 (코르듀라(R) 브랜드 얀은 인비스타(INVISTA S. a r.l., Wilmington, Delaware 19808)로부터 입수가능함). 상이한 VIS 스펙트럼 및 상이한 NIR 스펙트럼 반사율 특성을 갖는 각각의 얀 (i) 내지 (iii)은, 별도로 날실 얀 및 씨실 얀의 양자로서 직물로 직조된다. 직조 패턴은 당업자에게 알려진 패턴들 중에서 자유롭게 선택가능하다. 평행인 배열로 또는 직각으로 교차하는 실질적으로 같은 폭의 얀의 밴드를 제공하는 직조 패턴이 본 발명의 목적을 쉽게 예시한다. 직조 후, 상기 직물은 염색을 위해 준비되고, 산 염료에 의해 공지된 방식으로 단일의 실질적으로 균일한 색상으로 염색된다. 염색 이전 직물 외관은 VIS 스펙트럼에서 여러-색이다. 예를 들면, 도 7의 직물 10으로 나타내는, 격자무늬 외관이 염색 이전에 쉽게 수득된다. 반대로, 염색된 직물은 도 8의 직물 20으로 나타내듯이, VIS 스펙트럼에서는 단일 색상을 가지며 NIR 반사율 스펙트럼에서는 격자 패턴을 갖는다.
상기 동일한 3 가지 얀 (i) 내지 (iii)으로부터 직조된 직물은 임의의 지역 또는 환경의 배경 NIR 반사율의 대표적인 것으로 패턴형성될 수 있다. 그러한 배경 지역 패턴으로 형성되고 VIS 스펙트럼에서는 단일 색상이도록 염색된 직물로부터 제작된 의류는 약 700 nm 내지 약 900 nm의 스펙트럼 영역에서 민감한 암시 장치에 의해 감시되는 의류 착용자의 실질적으로 향상된 수준의 은폐를 제공할 것이다. 일반적으로 본 발명의 직물로부터 제조된 의류 및 장비는 암시 고글과 같은 개선된 광학적 화상 장치를 이용하여 볼 경우, 은폐 목적을 위해 착용되는 통상의 위장 직물보다 우수한 성능을 갖는다.
시험 방법
본 개시의 전체에 걸쳐 모든 가시광선 및 근적외선 (VIS-NIR) 스펙트럼 측정은 배리언 사(Varian, Inc., 본사 소재지 3120 Hansen Way, Palo Alto, CA 94304-1030, USA, 전화: 650.213.8000)의 제품인 캐리(CARY) 5000(R) 분광계를 이용하여 수행되었다. 600 내지 900 nm 범위에서 반사율 곡선을 측정하기 위해 확산 반사율 악세서리를 사용하였다. 측정된 NIR 반사율에 배경이 기여하지 않도록 직물 시료를 올려놓았다.
직조 날실 방향에서 3종의 폴리아미드 섬유 및 직조 씨실 방향에서 3종 이하의 폴리아미드 섬유를 이용하는 이하의 실시예에서 본 발명의 직포를 제조하였다. 하나의 구현예에서, 본 발명은 직물 날실에서 상이한 NIR 신호를 갖는 최소 2종의 멀티필라멘트 얀 및 씨실(위사) 방향에서 상이한 NIR 신호의 거친 삼 멀티필라멘트 얀을 갖는 최소 2종의 멀티필라멘트 얀으로 효과적인 위장 패턴을 제공할 수 있다.
본 발명의 직물 예를 제조하기 위해 통상의 직조 기술이 사용되었다. 직물은 통상의 단일 엔드 날실감개(single end warper)를 이용하여 얀의 날실을 먼저 제조한 다음, 통상의 공기 분사 직기(air jet loom) 상에서 직조함으로써 구성되었다. 직물은 날실 방향에서 55 개의 얀 엔드 및 씨실 방향에서 40 개의 픽 얀을 함유하였다. 본 실시예에서, 날실 방향에서의 폴리아미드 멀티필라멘트 얀은 SDN 코르듀라(R) 코요테로 알려진 안료첨가된 얀, 코르듀라(R) EP (AMERICHEM INC. PRODUCT 11793-F1의 제품인 소량의 카본 블랙을 함유하는), 및 첨가제를 함유하지 않는 코르듀라(R) "브라이트"였다. SDN 코르듀라(R) 코요테 섬유는 중합체에 청색, 황색 및 적색 안료(AMERICHEM INC에 의해 공급되는)를 배합하여 제조되었다.
표 1은 8 종의 직물예를 나타낸다. 직물예 1 및 2는 코르듀라(R) 브라이트라 하는 폴리아미드 얀을 씨실 방향에 함유하였다. 본 발명의 직물예 3 및 4는 SDN 코르듀라(R) 코요테라 하는 폴리아미드 얀을 씨실 방향에 함유하였다. 본 발명의 직물예 5 및 6은 코르듀라(R) EP라 불리는 폴리아미드 얀을 씨실 방향에 함유하였다. 한편, 본 발명의 실시예 7 및 8은 코르듀라(R) EP, SDN 코르듀라(R) 코요테 및 코르듀라(R) 브라이트의 3종 모두를 날실 및 씨실의 양 방향에 함유하는 직물이다.
날실 얀 1 날실 얀 2 날실 얀 3 위사 얀 1 위사 얀 2 위사 얀 3
실시예 1 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테 코르듀라(R) 브라이트 ... ...
실시예 2 염색된 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테 코르듀라(R) 브라이트 ... ...
실시예 3 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테 ... ... 코르듀라(R) SDN 코요테
실시예 4 염색된 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테 ... ... 코르듀라(R) SDN 코요테
실시예 5 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테 ... 코르듀라(R) EP ...
실시예 6 염색된 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테 ... 코르듀라(R) EP ...
실시예 7 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테
실시예 8 염색된 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테 코르듀라(R) 브라이트 코르듀라(R) EP 코르듀라(R) SDN 코요테
도 7은 실시예 1, 3 및 5의 모든 특성을 조합하는 직물(10)을 사진으로 나타낸 것이다. 직물 10은 날실 방향에서 코르듀라(R) 브라이트, 코르듀라(R) EP 및 SDN 코르듀라(R) 코요테, 및 씨실 방향에서 코르듀라(R) 브라이트, 코르듀라(R) EP 및 SDN 코르듀라(R) 코요테를 함유한다. 직포(10)는 각각이 서로에 대하여 직각으로 교차하는 날실과 위사 얀으로 이루어진 다양한 부분들을 VIS 스펙트럼에서 보여준다. 이들 다양한 부분들의 각각은 독특한 NIR 반사율 스펙트럼을 갖는다. 도 1, 3 및 5에 나타난 600 내지 900 나노미터 범위에서 9 가지 구별되는 NIR 반사율 곡선이 직물(10)에서 나타난다. 이들 9 가지 구별되는 곡선은 암시 장치를 이용하여 볼 때 위장 응용에 유용한 직물을 제조하기 위해 충분한 콘트라스트를 NIR에 제공한다. 예를 들면, 도 1에서, 날실 및 씨실 방향에서 첨가제를 갖지 않는 얀인 코르듀라(R) 브라이트는 600 내지 860 nm 사이의 파장에서 약 84 내지 86%를 반사시킨다. 날실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 얀인 코르듀라(R) EP 및 씨실 방향에서 첨가제를 갖지 않는 (실시예 1) 코르듀라(R) 브라이트를 함유하는 얀은 600 내지 860 nm 사이의 파장에서 약 55 내지 61%를 반사시킨다. 날실 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 얀 및 씨실 방향에서 첨가제를 갖지 않는 얀인 (실시예 1) 코르듀라(R) 브라이트는 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 20 내지 28% 사이, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 28% 내지 60%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 60 내지 67% 사이로 반사시킨다.
도 8은 도 9의 직물(10)로부터 제조되고 갈색으로 염색된 직물(20)의 사진을 나타낸 것이다. 상기 직물은 통상의 지그 염색기 및 나일론용 산 염료를 이용하여 염색되었다. 염색 방법은 다음과 같다. 먼저 직물을 문질러 섬유 제조 및 직조 공정으로부터의 모든 오염물질을 제거하였다. 다음, 직물을 54℃(130°F) 및 71℃(160°F)에서 헹구었다. 산 균염 염료를 pH 6.0에서 적용하고 온도를 100℃(212°F)로 올렸다. 직물을 45 분 동안 염색한 다음 식혔다. 염색 후, 직물을 통상의 텐터 틀 위에서 121℃(250°F)에서 건조시켰다. 도 8은 실시예 2, 4 및 6의 모든 특성을 구현하는 직물의 사진을 나타낸 것이다. 도 8은 700 내지 900 나노미터 범위에서 9 가지 구별되는 NIR 반사율 곡선을 보여준다. 날실 방향 및 씨실 방향에서 첨가제가 없는 섬유를 갖는 얀(실시예 2)은 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 5 내지 25% 사이, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 25% 내지 80%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 80 내지 83% 사이로 반사시킨다. 날실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 얀 및 씨실 방향에서 첨가제가 없는 섬유를 갖는 얀(실시예 2)은 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 5 내지 25% 사이, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 25% 내지 58%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 58 내지 60% 사이로 반사시킨다. 날실 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 얀 및 씨실 방향에서 첨가제가 없는 섬유를 갖는 얀(실시예 2)은 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 5 내지 20%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 20% 내지 50%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 50 내지 65% 사이로 반사시킨다. 600 내지 700 nm 사이의 반사율 곡선은 거의 동일하다. 곡선들 사이의 이러한 유사성은 그들의 VIS 색상 및 근본적으로 동일한 VIS 반사율 곡선으로 인한 것이다. 700 nm를 넘어서 NIR에 들어가면 그들의 반사율 곡선은 구별된다. 그러므로, 암시 장치를 이용하는 NIR에서 패턴이 관찰가능하다.
도 3은 표 1의 실시예 3에 대하여 기재된 얀을 함유하는 염색되지 않은 직물을 그래프로 나타낸 것이다. 도 3은 600 내지 900 나노미터 범위에서 상기 직물의 NIR 반사율을 보여주며 3 가지 구별되는 반사 곡선을 갖는다. 실시예 3 직물은 성분 날실 및 위사 얀으로부터 형성된 영역들 중에 암시 장치 식별가능한 분할을 제공한다. 예를 들면, 날실 방향에서 첨가제가 없는 얀 및 씨실 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 얀은 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 35 내지 40%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 40% 내지 65%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 65 내지 72% 사이로 반사시킨다. 날실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 얀 및 씨실 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 얀은 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 31 내지 33%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 33% 내지 55%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 50 내지 57% 사이의 반사율을 나타낸다. 날실 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 얀 및 씨실 방향에서 첨가제가 없는 얀은 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 15 내지 20%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 20% 내지 50%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 50 내지 61% 사이로 반사시킨다.
도 4는 직물이 갈색으로 염색된 것 외에는 도 3에서와 동일한 직물을 그래프로 나타낸 것이다 (실시예 4). 상기 직물을 전술한 것과 동일한 방식으로 염색 및 건조시켰다. 도 4는 600 내지 900 나노미터 범위에서 상기 직물의 NIR 반사율을 나타낸다. 본 실시예 4의 직물은, 여러 직물 영역의 암시 장치 식별가능한 분할을 제공하는 3 가지 구별되는 반사 곡선을 나타낸다. 실시예 4는 날실 방향에서 첨가제가 없는 얀 및 SDN 코르듀라(R) 위사 얀이 교차하는 영역에서, 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 4 내지 20%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 20% 내지 55%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 55 내지 68% 사이의 반사를 나타낸다. 날실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 얀 및 위사 방향에서 코요테 섬유는 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 5 내지 20%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 20% 내지 46%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 46 내지 55% 사이로 반사시킨다. 날실 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 얀 및 위사 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 얀은 600 내지 700 nm의 범위에 걸쳐 5 내지 15%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 15% 내지 45%, 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 45 내지 58% 사이로 반사시킨다. 600 내지 700 nm 사이의 반사율 곡선은 거의 동일함을 주목하라. 이들 곡선의 유사성은, VIS 색상이 동일 반사율 곡선의 경우 근본적으로 동일하기 때문에 나타난다. 700 nm 이상에서, 반사율 곡선은 분리되어 암시 장치로 식별가능한 구별되는 패턴을 제공한다.
도 5는 표 1의 실시예 5에 대하여 기재된 얀을 함유하는 염색되지 않은 직물을 그래프로 나타낸 것이다. 도 5는 3 가지 구별되는 반사 곡선을 갖는 600 내지 900 나노미터 범위에서 상기 실시예 5 직물의 NIR 반사율을 보여준다. 그 결과, 이들 3 가지 구별되는 곡선은 예를 들면 암시 고글과 같은 화상 개선 장치를 이용하면 보여지는 직물의 여러 영역의 식별가능한 분할을 제공한다. 실시예 5의 날실 방향에서 첨가제가 없는 얀 및 씨실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 얀은 600 내지 860 nm 범위에 걸쳐 65 내지 70% 사이로 반사시킨다. 날실 방향 및 씨실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 얀은 600 내지 860 nm에 걸쳐 50 내지 55% 사이로 반사시킨다. 날실 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 섬유 및 씨실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 섬유는 600 내지 700 nm 범위에 걸쳐 20 내지 27%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 27 내지 55% 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 55 내지 60% 사이로 반사시킨다.
도 6은 직물이 갈색으로 염색된 것 외에는 도 5에서와 동일한 직물을 그래프로 나타낸 것이다. 실시예 6 직물을 전술한 것과 동일한 방식으로 염색 및 건조시켰다. 도 6은 600 내지 900 나노미터 범위에서 상기 직물의 NIR 반사율을 보여주며 3 가지 구별되는 반사 곡선을 갖는다. 이들 3 가지 곡선은 암시 장치로 볼 때 직물의 여러 영역들 중에 구별되는 식별가능한 분할을 발생시킨다. 날실 방향에서 첨가제가 없는 실시예 6 직물 영역 및 위사 방향에서 카본 블랙을 함유하는 얀은 600 내지 700 nm 범위에 걸쳐 4 내지 22%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 22 내지 64% 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 64 내지 66% 사이로 반사시킨다. 실시예 6의 날실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 얀 및 씨실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 섬유는 600 내지 700 nm 범위에 걸쳐 4 내지 22%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 22 내지 50% 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 50 내지 53% 사이로 반사시킨다. 날실 방향에서 SDN 코르듀라(R) 코요테 섬유 및 씨실 방향에서 카본 블랙을 함유하는 섬유는 600 내지 700 nm 범위에 걸쳐 4 내지 15%, 700 nm 내지 800 nm 범위에 걸쳐 15 내지 46% 및 800 내지 860 nm 범위에 걸쳐 46 내지 57% 사이로 반사시킨다. 600 내지 700 nm 사이에서 실시예 6의 반사율 곡선들은 거의 동일하다. 이러한 유사성은 이들의 VIS 색상이 근본적으로 동일하고 따라서 동일한 반사율 곡선을 나타냄으로 인하여 발생한다. 그러나, 700 nm 이상에서 이들의 반사율 곡선은 분리되어, 암시 장치를 이용하여 식별가능한 분별되는 패턴을 가능하게 한다.
실시예 7은 실시예 1, 3 및 5의 모든 특성을 조합한다. 본 실시예 7에서, 날실 얀 및 씨실 얀은 표 1의 3종의 폴리아미드 얀으로 이루어진다: 첨가제가 없는 얀, 코르듀라(R) EP로 알려진 카본 블랙을 갖는 얀, 및 SDN 코르듀라(R) 코요테로 알려진 색상 안료를 갖는 얀. 가시 및 NIR 반사율 곡선은 전술한 조합에 대한 것들과 정확하게 동일하였다. 효과적으로, 실시예 7의 직물은 NIR에서 9 가지 구별되는 반사율 패턴을 가졌다.
실시예 8은 직물이 갈색으로 염색된 것 외에는 실시예 7의 것과 동일한 직물이다. 실시예 8 직물을 전술한 것과 동일한 방식으로 염색 및 건조시켰다. 마치고 나면, 직물은 VIS 스펙트럼에서 단일 색상, 및 NIR 영역에서 9 가지 구별되는 영역의 반사율 패턴을 나타냈다. 이들 반사율 패턴은 실시예 2, 4 및 6에 대하여 기재된 것과 정확하게 동일하였다.
여기에서 및 위와 같이 기재된 본 발명의 교시의 이점을 누리는 당업자는 그에 대한 수정을 가할 수 있다. 그러한 수정은 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (11)

  1. 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀을 포함하고, 여기서 상기 적어도 2종의 멀티필라멘트 얀은, 카본 블랙을 포함하는 제 1 멀티필라멘트, 제 2 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절하는 안료를 포함하는 제 2 멀티필라멘트, 및 제 3 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절할 수 있는 첨가제를 실질적으로 함유하지 않는 제 3 멀티필라멘트로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 근적외선 (NIR) 스펙트럼에서는 위장 외관을 가지며 가시광선 (VIS) 스펙트럼에서는 실질적으로 단일 색상의 외관을 갖는 직물.
  2. 제 1 항에 있어서, 가시광선 스펙트럼에서 실질적으로 단일 색상의 외관이 염료에 의해 제공되는 직물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 NIR 스펙트럼이 약 10% 내지 약 85%의 반사율을 갖는 2 개의 반사율 곡선을 포함하고, 상기 2 개의 반사율 곡선이 약 700 내지 약 860 나노미터(nm)의 파장 범위에서 약 5%의 반사율만큼 떨어져 있는 직물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 NIR 스펙트럼이 약 25% 내지 약 75%의 반사율을 갖는 3 개의 반사율 곡선을 포함하고, 상기 3 개의 반사율 곡선이 약 700 내지 약 860 나노미터(nm)의 파장 범위에서 약 5%의 반사율만큼 떨어져 있는 직물.
  5. 제 1 항에 있어서, 날실 및 씨실 방향을 갖는 직포를 포함하며, 상기 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀이 날실 방향 및 씨실 방향을 이루는 직물.
  6. 제 1 항에 있어서, 루프의 코스 행 및 루프의 웨일 열을 갖는 편직포를 포함하며, 상기 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀이 루프의 코스 행 및 루프의 웨일 열을 이루는 직물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀이 폴리아미드 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택된 합성 중합체를 포함하는 직물.
  8. 제 2 항에 있어서, 가시광선 스펙트럼에서 실질적으로 단일 색상의 외관이 상기 직물에 적용된 염료에 의해 제공되는 직물.
  9. 제 2 항에 있어서, 가시광선 스펙트럼에서 실질적으로 단일 색상의 외관이 직물 형성 전에 상기 합성 중합체 멀티필라멘트 얀에 적용된 염료에 의해 제공되는 직물.
  10. 제 1 항에 있어서, 본 발명에 따르는 직포 또는 편직포가 상기 얀과 천연섬유와의 혼합물로 이루어진 합성 중합체 멀티필라멘트 얀으로부터 형성될 수 있는 직물.
  11. 카본 블랙을 포함하는 제 1 멀티필라멘트, 제 2 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절하는 안료를 포함하는 제 2 멀티필라멘트, 및 제 3 멀티필라멘트의 NIR 반사율 특성을 조절할 수 있는 첨가제를 실질적으로 함유하지 않는 제 3 멀티필라멘트로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2종의 합성 중합체 멀티필라멘트 얀을 직물 형성 수단에 제공하는 단계; 제 1, 제 2 및 제 3 멀티필라멘트 얀의 상기 패턴으로 된 패턴을 갖는 직물을 형성하는 단계; 상기 직물을 단일 색상으로 염색하는 단계를 포함하는, 가시광선 (VIS) 스펙트럼에서는 실질적으로 단일 색상의 외관을 보유하면서 근적외선 (NIR) 스펙트럼에서 직물에 위장 외관을 부여하는 방법.
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