KR20210022728A

KR20210022728A - 직물의 착색 방법 및 착색 직물

Info

Publication number: KR20210022728A
Application number: KR1020217002204A
Authority: KR
Inventors: 유롱잔; 리우칭시; 장신; 왕중위
Original assignee: 광동 라이징 웰 사이언스 앤 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2021-03-03
Also published as: CN110629569A; JP2021527761A; WO2019242594A1; US11505860B2; US20210108307A1; JP7343577B2; EP3812505A1; KR102514675B1; EP3812505A4

Abstract

본 출원은 직물의 착색 방법 및 착색 직물을 제공한다. 해당 직물의 착색 방법은, 바탕천에 대해 방사 건조 처리를 수행하는 단계; 진공 증착을 통해, 방사 건조된 후의 바탕천 표면에 순차적으로 점착층과 적어도 한 층의 발색층을 형성하는 단계;를 포함하되, 점착층의 조성은 Ti, Cr, Si 및 Ni 원소 중 적어도 하나를 포함하고, 그 두께는 1-2000㎚이도록 하고; 발색층의 조성은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 및 Mg 원소 중 적어도 하나를 포함하고, 발색층의 총 두께는 1-4000㎚이도록 한다. 본 출원에 따른 착색 방법은, 풍부한 색상을 생성할 수 있고, 착색 직물이 우수한 색 견뢰도를 갖도록 하며, 착색 직물의 색상이 막층 두께에 대한 민감도를 감소시키므로, 산업 상에서의 조작 가능성을 향상시킨다.

Description

직물의 착색 방법 및 착색 직물

본 출원은 직물 착색 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 직물의 착색 방법 및 착색 직물에 관한 것이다.

기존의 색상 시스템에서, 발색 방법은 발색 원리에 따라 주로 색소색과 구조색과 같은 두가지로 구분될 수 있다. 색소색은 주로 물질 분자 내의 화학 결합에 의해 결정된다. ― 일부 화학 결합 내의 전자 상태가 특정 파장의 가시광선을 매우 쉽게 흡수하고, 나머지 기타 파장은 반사하여 서로 다른 색상을 띄게 된다. 이러한 효과를 달성할 수 있는 물질이 바로 색소인 바, 이러한 색상은 색소색이라고 불리운다. 색소색은 재료의 한가지 고유 속성으로 이해될 수 있다.

구조색은 물리색이라고 불리우며, 물체 표면의 특수 구조에 의해, 광파가 굴절, 난반사, 회절 또는 간섭되어, 광의 성분을 변경시키는 것으로서, 스펙트럼의 일부 특정 파장의 광 세기를 증가시키고, 일부는 감소시켜, 최종적으로 물체가 서로 다른 색상을 띄도록 한다. 갑충 체벽 표면의 금속 광택과 반짝임 등은 대표적인 구조색이다.

일반적인 직물 착색은 주로 색소색 발색에 의존하며, 구체적으로 화학 염료 염색으로서, 주로 염료를 바탕천에 착색함으로써 발생된다. 현재 전체 염색 가공 분야의 염색 가공 과정은 대체적으로 전처리, 염색, 날염 및 정리와 같은 몇개의 단계를 포함한다. 하지만, 일반적인 염색 방법은 아래와 같은 현저한 결함이 존재한다.

1. 염색 가공 분야는 현재 국가 규제가 엄격한 통제류의 분야로서, 평균 백미터의 천 염색 당 2-4 톤의 물을 소모하고, 폐수량이 전체 물 사용량의 60-80％를 차지한다. 동시에, 염료의 배합 및 생산 과정은 모두 휘발성 오염 물질이 발생하게 된다.

2. 기존의 화학 염료 염색은 주로 염색 그룹과 직물 섬유 사이의 흡착과 고착에 의존하였으나, 이러한 과정은 섬유의 구조에 대한 의존성이 극히 높으므로, 서로 다른 직물 재질에 대하여, 서로 다른 염색제와 보조제를 사용하여야 한다. 예컨대 나일론 직물은 주로 산성 염료를 사용하고, 아크릴 섬유 직물은 주로 양이온 염료 또는 분산 염료 염색을 사용하고, 아세테이트 섬유 직물은 주로 분산 염료를 사용하고, 불용성 아조 염료 염색을 사용하기도 하므로, 염료의 보편 적용성이 보다 낮다.

3. 일반적인 염색은 주로 액체 염료 착색으로서, 서로 다른 편직 방식의 직물은 물에 젖으면 축소하고 끝이 감기는 정도 상에서 보다 큰 차이점이 존재한다. 따라서 서로 다른 편직 방식의 직물에 대하여, 염색 시 사용하는 기기도 서로 다르다.

일반적인 화학 염료 염색에 존재하는 상술한 결함을 감안하여, 어떻게 방직 재료 상에 효과적으로 구조색을 구현할지는, 방직 염색 가공 분야에서 관심을 모으고 있는 연구 핫스팟으로 되었다. 예를 들어 마그네트론 스퍼터링 기술을 이용하여, 직물 베이스(바탕천)에 대해 RF 스퍼터링을 수행하여, 바탕천 표면에 SiO₂ 및 TiO₂가 교대로 이루어진 주기적 박막을 형성한다. 광을 조사하면, 착색 직물은 밝고 화려한 색상을 띄게 된다. 해당 착색 기술은 주로 굴절율이 낮은 SiO₂ 박막과 굴절율이 높은 TiO₂ 박막이 교대로 주기적으로 설치되어 광의 간섭이 발생함으로써, 착색 직물이 밝고 화려한 색상을 띄도록 한다.

상술한 착색 기술은 폐수를 배출하지 않으므로, 물 자원 낭비 및 환경 오염을 방지한다. 동시에 바탕천에 대한 적응성이 보다 넓은 바, 바탕천의 섬유는 실크 등의 천연 단백질 섬유일 수 있고, 데이크론, 나일론 등의 화학 섬유일 수 있다. 하지만, 해당 착색 기술은 광에 대한 주기적인 이산화 티타늄과 이산화 규소인 2종의 막층의 작용만 이용하여 발색을 달성하므로, 최종적으로 띄는 색상 종류는 크게 제한된다. 또한, 이러한 착색 기술은 박막 두께에 대해 극히 민감하여, 실제 생산에서 이상적인 수율에 도달할 수 없으므로, 해당 착색 기술의 산업화 보급 면에서 큰 한계가 있다. 한편, 해당 착색 기술은 직물의 색 견뢰도를 확보할 수 없다.

현재, 진공 증착 기술을 사용하는 문헌이 일부 보도되고 있는 바, 섬유 표면에 기타 금속 단체 심지어 합금을 증착하여, 색상의 풍부도가 어느 정도 향상된다. 하지만, 해당 방법은 탄소 섬유, 폴리이미드 등의 소량의 몇가지 특수 섬유 착색에만 제한되며, 일반적인 면, 실크 등의 섬유에 대해서는 적용할 수 없는 바, 주요한 표현으로서 착색 직물 염색이 균일하지 못하고, 부분 영역에 막층이 증착되지 않고, 색 견뢰도가 국가 표준에 도달하지 못한다.

따라서, 풍부한 색상을 생성하도록 할 뿐만 아니라, 얻어지는 착색 직물이 매우 우수한 색 견뢰도를 가지도록 하며, 산업 생산 요구를 만족시킬 수 있는, 직물 섬유에 대해 우수한 보편 적용성을 갖는 착색 방법의 개발은 현재 시급히 해결해야 할 문제점으로 대두되고 있다.

상술한 결함에 대하여, 본 출원의 실시예는 직물의 착색 방법을 제공한다. 해당 착색 방법은 다양한 색상을 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 막층 두께에 대한 색상의 민감성을 줄여, 산업 상에서의 조작 가능성을 향상시킨다. 동시에, 해당 착색 방법은 섬유에 대해 우수한 보편 적용성을 가지며, 착색 직물이 모두 현저한 색 견뢰도를 갖도록 한다.

본 출원의 실시예는 상술한 착색 방법에 의해 제조되는 착색 직물을 더 제공한다. 해당 착색 직물은 풍부한 색상과 우수한 색 견뢰도를 가질 수 있으며, 산업화 방법으로 제조될 수 있다.

상술한 목적을 구현하기 위하여, 본 출원의 실시예는 직물의 착색 방법을 제공하며,

바탕천에 대해 방사 건조 처리를 수행하는 단계;

진공 증착을 통해, 방사 건조된 후의 바탕천 표면에 순차적으로 점착층과 적어도 한 층의 발색층을 형성하는 단계를 포함하되; 여기서,

점착층의 조성은 Ti, Cr, Si 및 Ni 원소 중 적어도 하나를 포함하고, 그 두께는 1-4000㎚, 바람직하게는 1-2000㎚이도록 하고;

발색층의 조성은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 및 Mg 원소 중 적어도 하나를 포함하고, 발색층의 총 두께는 4-2000㎚이도록 한다.

본 출원의 실시예에 따른 착색 방법은, 진공 증착 기술을 적용하며, 바탕천 표면에 점착층과 발색층을 포함하는 발색막층을 형성하고, 광에 대한 서로 다른 재료와 서로 다른 두께의 나노 막층의 흡수, 반사 및 굴절 등의 종합 작용을 이용하여, 얻어지는 착색 직물이 서로 다른 색상을 띄도록 한다.

또한, 상술한 점착층과 발색층에 사용되는 재료, 각 막층 두께 및 막층 설치 방식 등을 변경함에 따라, 착색 직물의 색상은 상응하게 변하며, 이로써 착색 직물에 보다 풍부한 색상 및 보다 많은 색상 가능성을 부여한다. 따라서, 필요한 직물 색상에 따라, 상술한 적어도 한가지 요소를 적절하게 조정 및 설정함으로써, 막층 두께에 대한 직물 색상의 의존성을 대폭 줄이고, 직물 착색의 산업화를 실현할 수 있다.

동시에, 해당 착색 방법은 또한 착색 직물의 내수 색 견뢰도, 내한 색 견뢰도, 내마찰 색 견뢰도, 내세척제 색 견뢰도, 내드라이클리닝 색 견뢰도, 내광조 색 견뢰도 등을 포함한 색 견뢰도가 모두 4급 또는 4-5 급에 도달하도록 하며, GB/T 2660-2017《셔츠》 표준 중 1등급 제품 심지어 우수급 제품에 대한 요구를 만족한다.

발명자는 연구를 거쳐, 해당 착색 방법은 바탕천 섬유에 대해 우수한 적응성을 가지며, 착색을 위한 바탕천 섬유는 일반적인 화학 염료 중 염색이 어려운 탄소 섬유, 폴리이미드 등의 합성 섬유일 수 있을 뿐만 아니라, 현재 일반적인 데이크론, 나일론, 스판덱스 등의 화학 섬유일 수도 있고, 천연 섬유, 예를 들어 일반적인 면, 삼, 비단 등의 섬유일 수도 있음을 발견하였다.

또한, 해당 착색 방법은 바탕천의 편직 방식에 대해서도 우수한 적응성을 가지며, 니팅 또는 우븐으로 얻어진 바탕천인지에 관계없이, 모두 상술한 착색 방법을 사용하여 발색할 수 있으며, 모두 우수한 색 견뢰도를 가진다.

발명자는 상술한 현상을 기반으로 그 발생 원인을 분석한 결과, 본 착색 방법은 주로 발색막층과 바탕천이 고에너지 이온의 보조 하에서 형성되는 고에너지 결합에 기인하며, 이러한 결합은 주로 바탕천 표면 에너지의 고저 및 점착층 중 원자 이동 난이 정도의 영향을 받고, 바탕천의 섬유 종류와 편직 방식에 대해서는 민감하지 않기 때문이다. 따라서, 해당 착색 방법은 서로 다른 섬유 및 서로 다른 편직 방식의 바탕천에 대해 모두 적용될 수 있다.

본 출원의 실시예에 따른 착색 방법은, 조합으로 사용되는 착색 기기도 매우 높은 보편 적용성을 가지는 바, 서로 다른 편직 방식의 바탕천을 위해 상응한 염색 기기를 설계할 필요가 없으며, 산업 상에서의 조작 가능성을 더욱 향상시킨다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.

본 출원의 실시예의 기술적 해결수단에 따르면, 점착층은 바탕천 표면과 발색층 사이의 부착력을 향상시키기 위한 것이다. 구체적으로, 점착층은 일반적으로 우수한 확산 성능을 가지는 Ti, Cr, Si, Ni 등의 원소를 선택할 수 있다. 본 출원의 실시예의 구체적인 실시 과정에서, 점착층은 아래 4종 방식 중 하나를 선택할 수 있다.

1. 점착층은 Ti, Cr, Si 또는 Ni 단체층으로서, 즉 Ti 원소, Cr 원소, Si 원소 또는 Ni 원소를 바탕천 표면에 증착하여, 점착층을 형성한다. 예를 들어 마그네트론 스퍼터링 기술을 사용하고, 티타늄 타겟을 사용하여, 아르곤 가스 분위기에서 증착하여, 바탕천 표면에 단체 금속 Ti 층을 형성한다.

2. 점착층은 Ti, Cr, Si 또는 Ni의 산화물층으로서, 산화 티타늄, 산화 크롬(삼산화 크롬), 산화 규소 또는 산화 니켈을 바탕천 표면에 증착하여 점착층을 형성한다. 예를 들어 마그네트론 스퍼터링 기술을 사용하고, 티타늄 타겟을 사용함과 동시에 막 코팅 챔버로 지속적으로 산소를 통과시켜, 바탕천 표면에 산화 티타늄층을 형성한다.

3. 점착층은 Ti, Cr, Si 또는 Ni의 질화물층으로서, 질화 티타늄, 질화 크롬, 질화 규소 또는 질화 니켈을 바탕천 표면에 증착하여, 점착층을 형성한다. 예를 들어 마그네트론 스퍼터링 기술을 사용하고, 티타늄 타겟을 사용함과 동시에, 막 코팅 챔버로 지속적으로 질소 가스를 통과시켜, 바탕천 표면에 질화 티타늄층을 형성한다.

4. 점착층은 Ti, Cr, Si 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 합금층으로서, 예를 들어 마그네트론 스퍼터링 기술을 사용하고, 사용되는 타겟은 316 스테인리스 강(여기서, Cr의 질량 함량은 16.0％-18.5％, Ni의 질량 함량은 10.0-14.0％, Si의 질량 함량≤1.0％)이다.

본 출원의 실시예에서, 점착층 표면에 한 층의 발색층을 형성할 수 있고, 점착층 표면에 두 층 이상의 순차적으로 적층되는 발색층을 형성할 수도 있으며, 예를 들어 점착층 표면에 네 층의 발색층을 구비하며, 안쪽으로부터 외측으로 순차적으로 단체 금속 마그네슘층, 단체 금속 알루미늄층, 단체 금속 구리층 및 질화구리층이다.

특히, 점착층 표면에 두 층 이상의 발색층을 구비할 때, 서로 인접한 두 층의 발색층은 서로 다른 조성을 갖는 것이 가장 바람직하다.

상술한 서로 인접한 발색층은 서로 다른 조성을 가진다 함은, 두 층의 발색층의 조성이 서로 다르거나 또는 완전히 동일하지는 않음을 의미하며, 아래와 같은 경우를 포함할 수 있다.

1. 발색층을 형성하는 원소의 조성이 다른 바, 예를 들어 두 층 중의 원소는 각각 Ag와 Ti이다.

2. 발색층을 형성하는 원소의 존재 형태가 다른 바, 예를 들어 두 층 중에 각각 동일 종류 원소의 단체, 산화물, 질화물 또는 합금 형태(Ti 및 TiO₂를 포함하는 두 층은 서로 다른 조성으로 간주할 수 있다)를 포함한다.

상술한 각 층의 조성 형태는 모두 진공 증착 공정을 제어함으로써 구현될 수 있다. 예를 들어 상술한 경우 1에서, 서로 다른 타겟을 선택, 예를 들어 우선 은 타겟을 선택하여 단체 금속 은층을 형성한 후, 티타늄 타겟을 선택하여, 단체 금속 티타늄층을 형성할 수 있다. 경우 2에서, 동일한 타겟을 선택하지만 서로 다른 가스를 통과시키며, 예를 들어 2회의 진공 증착은 모두 티타늄 타겟을 선택하지만 제1 회에는 막 코팅 챔버로 아르곤 가스를 통과시켜, 단체 금속 티타늄 층을 형성하고, 제2 회에는 막 코팅 챔버로 산소 가스를 통과시켜, 이산화 티타늄층을 형성한다.

구체적으로, 발색층 각각은 아래 3종 방식 중 어느 하나를 선택할 수 있다.

1. 발색층은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 또는 Mg의 단체층이다.

2. 발색층은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 또는 Mg의 산화물층, 질화물층 또는 탄화물층이다.

3. 발색층은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 및 Mg 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 합금층이다.

발명자는 연구를 거쳐, 기타 조건은 변경하지 않고, 단순히 어느 한 발색층의 두께만 변경하면, 착색 직물이 최종적으로 띄는 색상은 이에 따른 변화가 발생하게 되는 것을 발견하였다. 하지만 해당 층의 발색층의 두께가 어느 임계값에 도달할 때, 최종 착색 직물로부터 반사되는 웨이브 밴드는 기본적으로 변하지 않는다. 일반적인 경우, 각 층 발색층의 두께를 1-200㎚로 제어한다.

본 출원의 실시예에서, 최외층의 발색층은 또한 전체 발색막층에 대해 보호 및 차단 작용을 수행하여, 환경 속의 산소, 물, 산 또는 알칼리 등이 발색막층에 영향주는 것을 방지함으로써, 착색 직물의 내구성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 최외층의 발색층은 일반적으로 우수한 내마모 성능, 산화 방지 성능 또는 내산 및 내 알칼리 성능을 갖는 재료를 선택하며, 일반적으로 최외층의 발색층은 Ti, Zn, Fe 및 Cu 원소 중 적어도 하나를 포함하고, 구체적으로 최외층의 발색층의 원소 조성은 직물 제품에 대한 실제 수요에 따라 적당히 선택할 수 있다.

구체적으로, 최외층의 발색층은 아래 두가지 방식 중 어느 하나를 선택할 수 있다.

1. 최외층의 발색층은 Ti, Zn, Fe 또는 Cu의 산화물층 또는 질화물층으로서, 예를 들어 산화구리층 또는 질화구리층을 최외층의 발색층으로 하며, 실제 진공 증착 과정에서, 구리 타겟을 선택하고, 막 코팅 챔버로 산소 또는 질소를 통과시킨다.

2. 최외층의 발색층은 Ti, Zn, Fe 및 Cu 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 합금층으로서, 예를 들어 진공 증착 과정에서, 티타늄 아연 합금을 타겟으로서 사용한다.

발색층의 총 층 수 및 각 층의 원소 조성, 두께 및 설치 순서의 변경은, 모두 최종 착색 직물이 서로 다른 색상을 띄도록 하며, 또한 발색층으로서 선택할 수 있는 재료의 범위가 매우 넓고, 각 발색층의 설치 방식과 설치 순서도 더 유연하므로, 착색 직물에 더 많은 색상 가능성을 부여할 수 있음을 이해할 수 있다.

동시에, 착색 직물의 색상은 상술한 어느 하나 또는 몇 가지 요소를 변경함으로써 구현할 수 있으므로, 발색막층 두께에 대한 색상의 의존성을 감소시키므로, 수율과 산업 상에서의 조작 가능성을 대폭 향상시킨다.

물론, 일부 특수 경우, 일부 재료는 동시에 점착층과 발색층으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 바탕천 표면에 한 층의 질화 티타늄층 또는 한 층의 이산화 티타늄층을 진공 증착하여, 착색 직물에 화려한 색상 또는 기설정된 및 원하는 색상을 부여할 수 있다.

한편, 본 출원의 실시예에서 사용하는 재료의 선택 가능 범위가 더 넓으므로, 착색 직물이 일반적인 직물이 구비하지 않는 일부 성능을 구비하도록 할 수 있다. 예를 들어 선택 가능 재료가 주로 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 합금이므로, 착색 직물의 전기 저항율을 감소시켜, 정전기 방지 성능을 구비하는 직물 제품, 즉 정전기 방지 직물을 얻을 수 있다. 또는, 만약 발색층에 Ag를 사용하면, 직물 제품에 우수한 항균성을 부야할 수 있다. 또는, 선택되는 재료 및 발색막층의 설치 방식과 설치 두께 등의 요소를 변경하여, 직물의 반사광 웨이브 밴드를 변경시킬 수 있으므로, 자외선 차단 직물 또는 적외선 차단 직물도 얻을 수 있다. 따라서, 본 출원의 실시예에 따른 착색 방법을 사용하여, 일부 특수 요구를 갖는 직물 제품을 가공 제조할 수 있다.

또한, 본 출원의 실시예에 따른 착색 방법은 착색 직물이 매우 높은 색 견뢰도를 갖도록 하므로, 상응하게, 착색 직물의 정전기 방지 성능 등의 기타 관련 성능도 일반 진공 증착 방법을 사용하여 얻어지는 착색 직물보다 우수하다.

동시에, 상술한 점착층과 발색층을 형성하기 위한 재료는 모두 방사성과 독성을 갖지 않으므로, 착색 직물의 안전성을 확보한다.

본 출원의 실시예는 상술한 점착층과 발색층의 형성 방식에 대해 특별히 한정하지 않으며, 선택되는 재료 및 박막 두께 등의 요소에 따라, 적합한 진공 증착 방식을 적당히 선택할 수 있으며, 원자층 증착, 증착 막 코팅, 마그네트론 스퍼터링 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 본 출원의 구체적인 실시 과정에서는, 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 바탕천 표면에 상술한 점착층과 적어도 한 층의 발색층을 형성한다.

구체적으로, 타겟 선택 및 막 코팅 챔버(처리 챔버)로 가스(예컨대 산소, 질소, 아르곤 가스)를 통과시켜, 점착층과 발색층의 조성을 제어한다. 마그네트론 스퍼터링 과정에서의 출력, 타겟 베이스 거리, 차속, 가스 유량 등의 조건을 제어함으로써, 점착층과 발색층의 두께를 제어한다. 한편, 일시적 출력의 변화를 제어함으로써 발색막층의 두께를 제어하여, 동일 직물의 서로 다른 위치가 서로 다른 색상을 띄도록 하여, 직물이 보다 풍부한 점차적으로 변하는 색상을 갖도록 할 수 있다.

본 출원의 구체적인 실시 과정에서, 마그네트론 스퍼터링 과정에서의 출력은, 사용되는 타겟의 경우에 따라 적절하게 설정될 수 있다, 일반적으로 타겟 베이스 거리는 2cm-20cm, 차속은 0.5m/min-10m/min, 배경 진공(백그라운드 진공)은 4.0×10^-3Pa 이하, 동작 진공은 2.0×10^-1Pa 이하로 제어한다. 상술한 조건에서 마그네트론 스퍼터링을 완성하여, 성능이 우수한 착색 직물을 얻을 수 있다.

상술한 차속은, 바탕천 이동 속도를 가리키며, 증착 두께에 영향주는 일 요소이다. 차속을 적절하게 제어함으로써, 증착되는 박막 두께가 더 균일하도록 할 수 있으며, 일반적으로 차속을 0.5-5m/min로 제어함으로써, 직물 착색의 연속적인 생산을 실현하고, 생산율을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 박막 두께의 균일성을 확보하여, 최종 착색 직물의 색상이 보다 균일하도록 할 수 있다.

발명자는 기존의 진공 증착 기술을 사용하는 직물 착색은 폴리이미드, 탄소 섬유 등의 소수 몇 가지 특수 섬유에만 제한되어 있으며, 일반적인 섬유에 대해서는 적용할 수 없는 국한성에 대해 연구 분석한 결과, 상술한 몇 가지 특수 섬유 자체의 함수량이 보다 낮지만, 일반적인 면, 삼 등의 식물 섬유, 및 데이크론, 스판덱스 등의 합성 섬유는, 진공 증착 과정에서, 고에너지 입자의 충격으로 인하여, 바탕천 내부의 가스가 빠져나와 가스층을 형성하여, 막층 증착을 저애하므로, 최종적으로 색 견뢰도가 떨어지기 때문임을 발견하였다.

상술한 발견과 분석을 기반으로, 발명자는 다양한 건조 처리 공정을 시도하였고, 바탕천 속의 물기 및 암모니아 등을 철저한 제거하고자 시도하였다. 예를 들어 일반적인 염색 가공 분야에서 사용하는 열풍 건조 공정을 사용하거나, 또는 글라스, PE 막 코팅에서 사용하는 탈수 공정을 사용하였다. 하지만, 일반적인 염색 가공 분야의 착색 매커니즘은 진공 증착의 착색 매커니즘과 완전히 다른 바, 일반적인 염색 가공 분야에서는 열풍을 사용하여 바탕천에 대해 건조 처리하며, 그 목적은 원사의 강도 및 필 파워를 증가시키는 것으로서, 직물의 색 견뢰도에 대해서는 현저한 이점이 없다. 글라스, PE 등의 내부에 수분 및 가스를 함유하지 않는 기질 재료는, 막 코팅 과정에서 수분 및 가스가 빠져나와 형성되는 가스층이 존재하지 않으며, 또한, 글라스 막 코팅에서 흔히 사용하는 이소프로필 알코올 탈수 공정은 또한 직물에 심한 손상을 초래할 수 있다. 일반적인 가열 건조 처리를 사용하면, 착색 직물의 색 견뢰도는 여전히 표준 요구에 도달할 수 없다.

방사 건조는 농업 생산 분야의 새로운 건조 기술로서, 구체적으로 적외선, 마이크로파 등의 전자기파를 열원으로 하여, 방사 방식을 통해 열량을 건조 대상 재료로 전달하여 건조하는 방법이다. 발명자는 방사 건조 기술을 직물 착색 분야에 도입하여, 바탕천 속의 수분과 가스(예컨대 암모니아)를 효과적으로 제거하여, 이후의 진공 증착 과정에서, 섬유 내부의 물기 또는 암모니아의 방출에 의해 형성되는 가스층이 착색 직물의 색 견뢰도에 영향주는 것을 방지하고, 착색 직물의 색 견뢰도가 관련 표준 요구에 도달하도록 하며, 해당 착색 기술이 각종 섬유에 대해 모두 우수한 적응성을 갖도록 한다.

상술한 방사 건조는 구체적으로 적외선 방사 건조일 수 있으며, 예를 들어 적외선 방사 램프 또는 적외선 방사 램프 세트 등으로 바탕천을 조사하거나, 마이크로파를 통해 건조할 수도 있다. 본 출원의 구체적인 실시 과정에서는, 마이크로파 건조 방식을 사용하며, 마이크로파 주파수는 2.45GHz±25MHz, 건조 온도는 200℃ 이하로 선택한다. 마이크로파 건조는 대기 환경(상압 환경) 또는 진공 환경에서 완성될 수 있다.

상술한 마이크로파 건조의 온도는 직물의 견딤 온도 T보다 약간 낮아야 하며, 예를 들어 직물 견딤 온도(T-10)℃ 이하로서, 섬유에 취화 현상이 발생하는 것을 방지하는 것을 이해하여야 한다. 서로 다른 바탕천에 대하여, 상응한 건조 온도를 적합하게 설정할 수 있다.

또한, 열풍 건조 또는 전기 열 건조 등의 일반적인 건조 방식을 사용하는 것에 비해, 마이크로파 건조 방식은 또한 시간이 짧고, 에너지 소모가 적으며, 오염이 없고, 건조가 균일한 등의 이점을 가지며, 섬유를 손상시키지 않는다.

나아가, 상술한 진공 증착을 수행하기 전에, 방사 건조된 후의 바탕천에 대해 진공 가열 처리를 더 수행할 수 있으며, 일반적으로 가열 온도는 60-120℃, 압력은 3.0×10^-3Pa 미만으로 제어한다. 상술한 진공 가열 처리를 실시함으로써, 추가적으로 물 및 가스, 특히는 표면의 수분 및 가스를 제거하고, 직물이 다시 습해지는 것도 방지하여, 바탕천과 점착층 및 발색층 간에 보다 우수한 부착력을 갖도록 한다.

일반적인 경우, 바탕천에 대해 건조 가열하는 과정에서, 바탕천의 이동 속도와 그 후의 진공 증착 과정에서의 차속이 동일하도록 제어하여, 전체 착색 공정의 연속성, 원활한 생산을 확보할 수 있다.

구체적으로 상술한 직물 착색 과정은 진공 증착 생산 라인 상에서 완성될 수 있으며, 생산 흐름의 순서에 따라, 해당 생산 라인은 하나의 언와인딩 챔버, 하나의 방사 건조 챔버, 하나의 진공 가열 챔버, 하나 또는 복수의 직렬 연결되는 막 코팅 챔버(처리 챔버) 및 하나의 리와인딩 챔버를 포함한다. 한편, 해당 생산 라인은 동력 전달 장치를 더 포함하며, 일반적인 염색 가공 공정에서 사용하는 동력 전달 장치를 사용할 수 있고, 또는 언와인딩 챔버, 막 코팅 챔버 및 리와인딩 챔버의 실제 경우에 따라 알맞게 조정할 수도 있다.

여기서, 언와인딩 챔버의 기능은 각종 유연한 바탕천을 해당 챔버에 보관하고, 가이드 롤러의 작용 하에, 전송 벨트를 작동시켜, 바탕천을 뒤에 구비되는 막 코팅 챔버로 전송하는 것이다. 언와인딩 챔버는 상압 환경 또는 진공 환경일 수 있다.

방사 건조 챔버는 방사 건조 처리를 수행하기 위한 것으로, 내부에 적외선 방사 장치 또는 마이크로파 방사 장치가 설치되어 있다. 본 출원의 구체적인 실시 과정에서, 일반적으로 마이크로파 방사 장치를 사용하며, 일반적으로 마이크로파 주파수는 2.45GHz±25MHz, 건조 온도는 200℃ 이하로 선택한다. 방사 건조 챔버는 직접 대기와 연통될 수 있고, 또는 세트로 진공 흡입 기기가 더 설치되어, 진공 환경을 형성할 수도 있다.

진공 가열 챔버는 방사 건조된 후의 바탕천에 대해 진공 가열 처리를 수행하기 위한 것으로, 일반적으로 진공 가열 챔버 내에 베이크 유닛 등의 가열 기기 및 진공 흡입 기기가 설치되어, 진공 가열 챔버 내의 온도는 60-120℃, 진공도는 3.0×10^-3Pa 미만을 유지하도록 한다.

막 코팅 챔버의 기능은 바탕천 표면에 점착층 및 발색층을 형성하는 것이다. 막 코팅 공정의 수요에 따라, 각각의 막 코팅 챔버 내에 상응한 타겟을 장착한다. 일반적으로 막 코팅 챔버마다 모두 내부에 별도의 가스 유로가 설치되어, 산소, 질소 등의 반응 가스를 통과시키거나, 아르곤 가스 등의 보호 가스를 통과시킨다.

진공 증착이 완성된 바탕천은 막 코팅 챔버로부터 리와인딩 챔버로 진입하고, 가이드 롤러의 회전에 따라 리와인딩하여, 전체 착색 공정을 완성한다.

특히, 막 코팅 챔버에서 진공 증착을 수행할 때, 타겟들의 순도가 모두 절대적으로 100％에 도달할 수 없으며, 일반적으로 타겟 순도는 99.99％이다. 본 출원의 실시예는 타겟 중 불가피한 불순물을 고려하지 않는다. 예를 들어 사용되는 타겟이 티타늄 타겟이고, 막 코팅 챔버로 통과되는 가스가 아르곤 가스이면, 진공 증착에 의해 단체 금속 티티타늄층이 형성된 것으로 간주한다.

나아가, 상술한 진공 증착 생산 라인 상에 마스크 동력 전달 장치를 더 설치하여, 직물 발색의 동시에 날염을 수행하여, 추가적으로 직물 착색 효율을 향상시킬 수도 있다.

나아가, 바탕천을 진공 증착 생산 라인으로 공급하기 전에, 바탕천에 대해 표면 전처리를 더 수행할 수 있다. 구체적으로 청결 처리를 수행하여, 바탕천 상의 오물질, 기름 얼룩, 기타 불순물 등을 제거하면 된다.

본 출원의 실시예에 따른 착색 방법은, 바탕천이 일반적인 염색 공정 중 모세관 효과, 백색도, pH 값, 광택도 등에 대한 요구를 만족하지 않아도 되므로, 상술한 요구를 만족시키기 위한 상응한 전처리 공정을 수행하지 않아도 되며, 전정리 단계에서 정제, 머서 처리를 수행할 필요가 없으므로, 전처리의 공정 단계와 이에 따른 에너지 소모, 물 소모, 화학 물료 소모 및 폐수 문제를 대폭 감소시킨다.

진공 증착 생산 라인에서 얻어진 착색 직물은, 마감 정리 처리를 더 수행할 수 있으며, 주로는 물리 정리 방법으로, 추가적으로 복장, 장식품 유형의 원단의 유연성을 달성하고, 해당 공정은 일반적인 염색 가공 과정의 마감 정리 처리 공정을 참조할 수 있으며, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

본 출원의 실시예는, 상술한 착색 방법을 사용하여 바탕천 표면에 대해 착색하여 얻어지는 착색 직물을 더 제공한다.

상술한 착색을 위한 바탕천은 면, 삼 등의 천연 섬유일 수 있을 뿐만 아니라, 데이크론, 스판덱스 등의 합성 섬유일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 특히, 해당 바탕천은 일반적인 화학 염료로 염색이 어려운 탄소 섬유, 폴리이미드, 글라스 섬유 등의 고성능 섬유일 수도 있다.

상술한 바탕천의 편직 방식은, 니팅, 우븐일 수 있고, 기타 편직 방식일 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 출원의 실시예에 따른 착색 방법으로 제조되는 착색 직물은, 보다 풍부한 색상 및 우수한 색 견뢰도를 가질 수 있으며, 또한 산업화를 통해 양산할 수 있다.

동시에, 해당 착색 직물은 일반 직물과 거의 비슷한 투기성 및 투습성을 가지며, 일반적인 직물이 구비하지 않는 특성, 예를 들어 정전기 방지 성능, 자외선 방사 차단, 방수 성능 및 항균성 등을 구비할 수 있으므로, 더 광범위한 응용 전망을 가진다.

본 출원의 실시예에 따른 직물의 착색 방법은 아래와 같은 이점을 갖는다.

1. 진공 증착 기술을 사용함으로써, 바탕천 표면에 점착층과 발색층을 형성하고, 서로 다른 재료와 서로 다른 두께의 나노막층이 광에 대한 흡수, 굴절, 반사 작용을 이용하여, 직물의 착색 효과를 달성한다. 또한, 서로 다른 재료를 선택하여, 각 막층의 설치 방안과 각 막층의 두께를 변경하여, 직물이 서로 다른 색상을 띄도록 함으로써, 색상의 풍부성이 대폭 향상된다.

2. 본 착색 방법을 사용함으로써, 직물 색상의 조정과 변경이 재료의 선택 또는 막층의 설치 방안을 통해 실현될 수 있으므로, 막층 두께에 대한 색상의 민감도와 의존성이 대폭 감소된다. 따라서, 산업 상에서의 조작 가능성과 실시 가능성을 향상시킨다.

3. 본 착색 기술은 착색 직물이 보다 우수한 색 견뢰도를 갖도록 하며, 내수 색 견뢰도(GB/T 5713-2013), 내한 색 견뢰도(GB/T 3922-2013), 내마찰 색 견뢰도(GB/T 3920-2008), 내세척제 색 견뢰도(GB/T 3921-2008), 내드라이클리닝 색 견뢰도(GB/T 5711-1997), 내광조 색 견뢰도(GB/T 8427-2008)를 포함한 색 견뢰도가 모두 4급 또는 4-5급에 도달하여, GB/T 2660-2017 《셔츠》 표준 중 1등급 제품에 대한 규정을 만족한다.

4. 본 착색 기술은 매우 강한 보편 적용성을 가지며, 일반적인 염료로 착색이 어려운 고성능 섬유를 포함한 특수 섬유 직물, 및 일반적인 천연 섬유와 합성 섬유 직물에 적용될 수 있으며, 서로 다른 직물에 대해 서로 다른 착색 방안을 설계할 필요가 없다. 또한, 해당 착색 기술은 서로 다른 편직 방식에 대해서도 매우 강한 보편 적용성을 가지므로, 서로 다른 편직 방식에 대해 알맞은 기기를 설계할 필요가 없게 되어, 산업 상에서의 조작 가능성과 실시 가능성을 더욱 향상시킨다.

5. 본 착색 기술을 사용하여, 얻어지는 착색 직물이 일반 직물과 거의 유사한 투기성과 투습성을 갖도록 한다. 본 착색 기술에 사용되는 재료를 기반으로, 착색 직물에 일반적인 직물이 갖지 않는 독특한 성능을 부여할 수 있다. 예를 들어,

① 본 착색 기술은 막층 발색을 적용함으로써, 직물 섬유에 대한 막층의 감싸는 성능을 이용하여, 직물의 첨단 방전 효과를 대폭 감소시킴과 동시에, 막층 중의 금속층이 수행하는 도전 효과는 직물 방전의 발생을 추가적으로 감소시킬 수 있다. 따라서 본 발색 기술은 직물의 정전기 방전 효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전자기 차폐 기능도 수행할 수 있다.

② 본 기술의 발색막층은, 적절한 설계를 거쳐, 광파 중 자외선 영역 또는 적외선 영역의 흡수 및 반사를 강화하여 빛 조사를 차단하거나, 또는 일정한 정도의 적외선 차폐 기능을 수행할 수 있다.

③ 발색막층 스킨층의 치밀성과 소수 효과는 직물에 우수한 방수 효과를 부여할 수 있다.

6. 전체 착색 과정에서, 포목과 동기적으로 작동하는 마스크를 통해 날염과 염색을 동기적으로 수행할 수 있으며, 생산 공정을 대폭 감소시킨다.

7. 본 착색 기술은, 바탕천이 일반적인 염색 공정 중 모세관 효과, 백색도, pH 값, 광택도 등에 관한 요구를 만족하지 않아도 되며, 그 전정리 단계에서 정제, 머서 처리할 필요가 없이, 퇴유, 호발, 세척만 수행하면 되므로, 전처리의 공정 단계와 이에 따른 에너지 소모, 물 소모, 화학 물료 소모 및 폐수 문제를 대폭 감소시킨다.

8. 전체 착색 과정에 물이 없고, 화학 물료가 없으며, 일반적인 염색 기술에 비해, 물 자원을 대폭 절약하고, 생산에서 폐액, 찌거기가 발생하지 않고, 독성 가스가 배출되지 않으므로, 녹색 친환경의 이점을 구비한다.

본 출원의 실시예에 따른 착색 직물은, 더 풍부한 색상을 가지며, 산업화를 통해 제조될 수 있다.

또한, 해당 착색 직물은 일반 직물과 기본적으로 유사한 투기성과 투습성을 가지므로, 현재 일반적인 직물의 사용 시니리오를 만족시킬 수 있다. 동시에, 해당 착색 직물은 또한 일반적인 직물이 갖지 않는 특성, 예를 들어 정전기 방지 성능, 자외선 방사 차단, 방수 성능 및 항균성 등을 만족시킬 수 있으므로, 보다 광범위한 응용 전망을 갖는다.

도 1은 본 출원의 실시예 1-3에 따른 착색 직물의 광 반사 스펙트럼이다.
도 2는 본 출원의 실시예 1에 따른 착색 직물 표면의 사진이다.
도 3은 본 출원의 비교예 1에 따른 착색 직물 표면의 사진이다.

본 출원의 실시예의 목적, 기술적 해결수단 및 이점이 더욱 명확해지도록, 아래에서는 본 출원의 실시예에 따른 기술적 해결수단에 대해 상세하게 기재한다. 기재되는 실시예는 본 출원의 부분 실시예임은 자명하다.

아래 실시예에서, 직물에 대해 착색하는 과정은 대체적으로 순차적으로, 전처리(표면 청결), 방사 건조 처리, 진공 가열, 진공 증착, 마감 정리, 테스트, 검출, 완제품을 포함한다.

여기서, 전처리는 구체적으로 탈이온수를 사용하여 바탕천을 세척한 후, 초보적 건조를 수행하여, 바탕천 표면의 청결을 확보하는 것이다.

방사 건조, 진공 가열과 진공 증착 진공 증착 생산 라인 상에서 완성되며, 생산 프로세스의 순서의 따라, 해당 생산 라인은 하나의 언와인딩 챔버, 하나의 방사 건조 챔버, 하나의 진공 가열 챔버, 하나 또는 복수의 막 코팅 챔버(처리 챔버) 및 하나의 리와인딩 챔버를 포함한다. 한편, 해당 생산라인은 동력 전달 장치를 더 포함하며, 일반적인 염색 가공에서 사용하는 동력 전달 장치를 사용하여, 바탕천 또는 착색 직물 반제품이 언와인딩 챔버로부터 순차적으로 방사 건조 챔버, 진공 가열 챔버 및 막 코팅 챔버를 통과하여 리와인딩 챔버에 도달하도록 한다.

언로딩된 바탕천에 대해 우선 방사 건조 처리를 수행하여, 바탕천 내의 수분 및 가스가 제거한 후, 진공 가열 챔버를 통과시켜, 바탕천 표면의 수분 및 가스를 제거하며, 상술한 2회의 가열 처리를 거쳐, 바탕천과 점착층 및 발색층 사이는 더 우수한 부착력을 가지게 된다.

실제 수요에 따라, 각각의 막 코팅 챔버(처리 챔버)에 하나 또는 복수의 타겟을 설치하고, 마그네트론 스퍼터링 과정에서, 타겟 번호에 따라, 순차적으로 바탕천 표면에 상응한 박막을 형성한다. 예를 들어 어느 하나의 막 코팅 챔버에 4종의 타겟이 설치되어 있으며, 각각 타겟 1, 타겟 2, 타겟 3 및 타겟 4라고 하면, 이렇게 상술한 순서에 따라 순차적으로 마그네트론 스퍼터링을 수행하여, 상응하게 4층의 박막을 얻는다.

마감 정리는 착색 직물의 실제 상황에 따라 적합하게 선택할 수 있으며, 주로 복장, 장신구에 사용되는 원단에 대해서는, 예를 들어 물리 정리 방식으로 그 유연성을 구현하고; 기타 종류의 착색 직물에 대해서는, 특수 요구가 없는 한, 마감 정리 처리를 수행하지 않을 수도 있다.

착색 직물은 마감 정리를 거친 후, 그 이후의 일련의 테스트 및 검출을 거치면, 전체 생산 프로세스가 완성되어, 최종 완제품을 획득할 수 있다.

실시예 1

본 실시예는 직물의 착색 방법을 제공한다. 사용하는 바탕천은 면 테릴렌 혼방이고, 편직 방식은 니팅이며, 그 구체적인 가공 공정은 아래 표 1과 같다.

상술한 가공을 거쳐, 최종적으로 얻어지는 착색 직물은 균일한 황록색을 띄며, 200㎚-2000㎚ 파장 범위 내에서의 반사 스펙트럼은 도 1에 도시된 바와 같다.

도 2는 상술한 착색 직물 표면의 사진이다. 도 2를 참조하면, 착색 직물 표면에 아주 균일한 막층이 증착되었음을 알 수 있다. 전체 착색 직물 표면에 모두 막층이 증착되어 있으며, 염색이 불균일한 문제점이 존재하지 않음을 육안으로도 관찰할 수 있다.

본 실시예의 착색 직물에 대해 색 견뢰도 테스트한 결과, 내수 색 견뢰도(GB/T 5713-2013), 내한 색 견뢰도(GB/T 3922-2013), 내마찰 색 견뢰도(GB/T 3920-2008), 내세척제 색 견뢰도(GB/T 3921-2008), 내드라이클리닝 색 견뢰도(GB/T 5711-1997), 내광조 색 견뢰도(GB/T 8427-2008)를 포함한 색 견뢰도는 모두 4급 또는 4-5급에 도달하며, GB/T 2660-2017 《셔츠》 표준 중 1등급 제품에 대한 규정을 만족시킨다.

전처리			탈이온수 세척, 표면 청결 확보, 초보적 건조
막층 착색	방사 건조 챔버	마이크로파 주파수(Hz)	2.45G
		건조 온도(℃)	80
		압력(Pa)	1.01E+05
	진공 가열 챔버	진공도(Pa)	2.40E-03
	진공 가열 챔버	건조 온도(℃)	80
	처리 챔버 1	배경 진공(Pa)	3.00E-03
		동작 진공(Pa)	1.80E-02
		타겟 1(출력 W)	Ti(6300W)
		Ar 유량(sccm)	450
	처리 챔버 2	배경 진공(Pa)	3.80E-03
		동작 진공(Pa)	2.40E-02
		타겟 1(출력 W)	TiZn합금(3500W)
		타겟 2(출력 W)	TiZn합금(3500W)
		타겟 3(출력 W)	Ag(700W)
		타겟 4(출력 W)	Ti(200W)
		Ar 유량(sccm)	500
	처리 챔버 3	배경 진공(Pa)	3.40E-03
		동작 진공(Pa)	1.40E-02
		타겟 1(출력 W)	Ti(5000W)
		Ar 유량(sccm)	500
		N2유량(sccm)	400
	리와인딩 챔버	진공도(Pa)	1.80E-02
	차속(m/min)		3
마감 정리			유연화 처리

비교예 1

본 비교예는, 사용되는 바탕천이 실시예 1과 완전히 동일한 직물의 착색 방법을 제공한다. 해당 착색 방법은 실시예 1과 비교할 때, 바탕천에 대해 마이크로파 건조 처리를 수행하지 않는다는 점에서 다르다.

상술한 가공을 거쳐, 최종적으로 얻어지는 착색 직물의 부분 영역은 황록색을 띈다. 도 3은 해당 착색 직물 표면의 사진이다. 도 3을 참조하면, 착색 직물의 부분 영역은 막층이 증착되지 않고, 바탕천 자체의 색상을 띄며, 직물 표면의 막층이 균일하지 않음을 알 수 있다.

막층 증착이 존재하는 영역에 대해 색 견뢰도 테스트를 수행한 결과, 색 견뢰도는 1-2 급 정도에 불과하며, GB/T 2660-2017 《셔츠》 표준 중 합격품(3급은 합격) 규정에 도달하지 못한다.

실시예 1과 비교예 1로부터, 바탕천에 대해 마이크로파 건조 처리를 수행함으로써, 바탕천 표면에 증착되는 막층이 더 균일하고, 색 견뢰도가 대폭 향상되었음을 알 수 있다.

실시예 2

본 실시예는 직물의 착색 방법에 관한 것으로서, 사용하는 바탕천은 데이크론, 편직 방식은 우븐이며, 구체적인 가공 공정은 아래 표 2에 도시된 바와 같다.

상술한 가공을 거쳐, 최종적으로 얻어지는 착색 직물은 적갈색을 띄며, 200㎚-2000㎚ 파장 범위 내에서의 반사 스펙트럼은 도 1에 도시된 바와 같다.

본 실시예의 착색 직물에 대해 색 견뢰도 테스트를 수행한 결과, 내수 색 견뢰도(GB/T 5713-2013), 내한 색 견뢰도(GB/T 3922-2013), 내마찰 색 견뢰도(GB/T 3920-2008), 내세척제 색 견뢰도(GB/T 3921-2008), 내드라이클리닝 색 견뢰도(GB/T 5711-1997), 내광조 색 견뢰도(GB/T 8427-2008)를 포함한 색 견뢰도는 모두 4급 또는 4-5급에 도달하고, GB/T 2660-2017《셔츠》 표준 중 1등급 제품에 대한 규정을 만족시킨다.

해당 착색 직물에 대해 자외선 차단 성능, 투기성, 표면 소수성, 투수성 등의 일련의 검출을 수행하고, 일반적인 염색 방법을 사용하여 얻어진 적갈색의 원단과 대조하며, 관련 테스트 아이템 및 테스트 결과는 아래 표 3에 표시된 바와 같다.

여기서, 표면 소수성 테스트는 3개의 평행되는 직물 샘플을 사용하여 테스트를 수행하며, 각각 샘플 1#, 샘플 2# 및 샘플 3#으로 표시한다.

표 3의 테스트 대조 결과, 자외선 차단 성능, 소수 효과와 물 저항성 측면에서, 본 실시예의 착색 직물은 일반적인 염색 방법으로 얻어지는 원단에 비해 훨씬 월등하다. 투기성과 투습성 측면에서, 이들의 테스트 결과는 기본적으로 유사하다.

따라서, 본 실시예의 착색 방법을 사용할 경우, 최종 착색 직물의 투기성과 투습성 등의 성능에 영향주지 않고, 오히려 착색 직물에 더 독특한 성능, 예를 들어 자외선 차단 성능, 소수 효과와 물 저항성을 부여한다.

전처리			탈이온수 세척, 표면 청결 확보, 초보적 건조
막층착색	방사 건조 챔버	마이크로파 주파수(Hz)	2.45G
		건조 온도(℃)	120
		압력(Pa)	1.01E+05
	진공 가열 챔버	진공도(Pa)	2.40E-03
	진공 가열 챔버	건조 온도(℃)	120
막층 착색	처리 챔버 1	배경 진공(Pa)	3.80E-03
		동작 진공(Pa)	1.80E-01
		타겟(출력 W)	Ti (800W)
		Ar 유량(sccm)	430
		O2유량(sccm)	350
	처리 챔버 2	배경 진공(Pa)	4.0E-03
		동작 진공(Pa)	1.7E-01
		타겟 1(출력 W)	CuZn 합금(2500W)
		타겟2(출력 W)	Cu(800W)
		Ar 유량(sccm)	500
	처리 챔버 3	배경 진공(Pa)	1.20E-03
		동작 진공(Pa)	1.0E-01
		타겟 1(출력 W)	Cu(1800W)
		Ar 유량(sccm)	430
		O2유량(sccm)	250
	처리 챔버 4	배경 진공(Pa)	1. 40E-03
		동작 진공(Pa)	1. 40E-01
		타겟 1(출력 W)	Ti(5000W)
		Ar 유량(sccm)	500
		N2유량(sccm)	400
	리와인딩 챔버	진공도(Pa)	1.80E-02
	차속(m/min)		1
마감 정리			유연화 처리

	테스트 아이템		테스트 결과
본 실시예의 착색 직물	세척 전	자외선 차단 지수(UPF)	＞50
	세척 전	자외선 투과율, T(UVB)AV	0.1	％
	세척 전	자외선 투과율, T(UVA)AV	0.52	％
	세척 전	자외선 차단 지수, UPF(AV)	658.21
	투기성		37.01	mm/s
	표면 소수성	샘플 1#	4-5	급
	표면 소수성	샘플 2#	4-5	급
	표면 소수성	샘플 3#	4-5	급
	정수압		2.5	kPa
	투습성	투습도	0.048	g/(m²·Pa·h)
	투습성	투습율	3.82E+03	g/(m²*24h)
	투습성	투습 계수	1.50E-11	g·cm/(cm²·s·Pa)
원단 비교	세척 전	자외선 차단 지수 (UPF)	45
	세척 전	자외선 투과율,T(UVB)AV	0.62	％
	세척 전	자외선 투과율,T(UVA)AV	13.81	％
	세척 전	자외선 차단 지수 UPF(AV)	46.01
	투기성		35.01	mm/s
	표면 소수성	샘플 1#	0	급
	표면 소수성	샘플 2#	0	급
	표면 소수성	샘플 3#	0	급
	정수압		0	kPa
	투습성	투습도	0.0455	g/(m²·Pa·h)
	투습성	투습율	3.62E+03	g/(m²*24h)
	투습성	투습 계수	1. 40E-11	g·cm/(cm²·s·Pa)

실시예 3

본 실시예는 직물의 착색 방법을 제공하며, 사용되는 바탕천은 글라스 섬유이고, 편직 방식은 우븐이며, 구체적인 가공 공정은 표4에 도시된 바와 같다.

전처리			탈이온수 세척, 표면 청결 , 초보적 건조
막층 착색	방사 건조 챔버	마이크로파 주파수(Hz)	2.45G
		건조 온도(℃)	120
		압력(Pa)	1.01E+05
	진공 가열 챔버	진공도(Pa)	2.70E-03
	진공 가열 챔버	건조 온도(℃)	70
	처리 챔버 1	배경 진공(Pa)	3.20E-03
		동작 진공(Pa)	1.0E-02
		타겟 1(출력 W)	316 스테인리스 강(2500W)
		Ar 유량(sccm)	450
	처리 챔버 2	배경 진공(Pa)	3.80E-03
		동작 진공(Pa)	2.40E-02
		타겟 1(출력 W)	Mg(500W)
		타겟 2(출력 W)	Al(300W)
		타겟 3(출력 W)	Cu(1000W)
		Ar 유량(sccm)	500
막층 착색	처리 챔버 3	배경 진공(Pa)	1. 40E-03
		동작 진공(Pa)	1.20E-01
		타겟 1(출력 W)	Cu(1000W)
		타겟 2(출력 W)	Ti(800W)
		Ar 유량(sccm)	500
		N2 유량(sccm)	400
	리와인딩 챔버	진공도(Pa)	1.50E-01
	차속(m/min)		2
마감 정리			없음

상술한 가공을 거쳐, 최종적으로 얻어지는 착색 직물은 청록색을 띄며, 200㎚-2000㎚ 파장 범위 내에서의 반사 스펙트럼은 도 1에 도시된 바와 같다.

본 실시예의 착색 직물에 대해 색 견뢰도 테스트를 수행한 결과, 내수 색 견뢰도(GB/T 5713-2013), 내한 색 견뢰도(GB/T 3922-2013), 내마찰 색 견뢰도(GB/T 3920-2008), 내세척제 색 견뢰도(GB/T 3921-2008), 내드라이클리닝 색 견뢰도(GB/T 5711-1997), 내광조 색 견뢰도(GB/T 8427-2008)를 포함한 색 견뢰도는 모두 4급 또는 4-5급에 도달하며, GB/T 2660-2017《셔츠》 표준 중 1등급 제품에 대한 규정을 만족시킨다.

해당 착색 직물에 대해 정전기 방지 성능에 관한 일련을 검출을 수행하고, 별도로 두가지 옷감을 대조로서 사용한다. 여기서, 백색 기계 직조 원단(글라스 섬유)을 대조원단 1로 하고, 대조원단 2의 가공 공정은 상술한 글라스 섬유와 비교할 때, 바탕천에 대해 마이크로파 건조 처리를 수행하지 않았다.

상술한 3종 옷감의 관련 테스트 아이템 및 테스트 결과는 아래 표 5에 도시된 바와 같다.

	테스트 아이템		테스트 결과
본 실시예 착색 직물	마찰대전 전압	최종값 정면	30	V
	마찰대전 전압	최종값 반면	219	V
	표면 저항율	최종값	7.10E+09	Ω
대조원단 1	마찰대전 전압	최종값 정면	400	V
	마찰대전 전압	최종값 반면	942	V
	표면 저항율	최종값	6.50E+11	Ω
대조원단 2	마찰대전 전압	최종값 정면	7299	V
	마찰대전 전압	최종값 반면	8222	V
	표면 저항율	최종값	8.70E+13	Ω

표 5의 테스트 결과를 참조하면, 본 실시예에 의해 얻어지는 착색 직물은, 그 마찰대전 전압과 표면 저항율이 모두 대조옷감보다 현저히 낮음을 알 수 있다. 상술한 내용을 참조하면, 본 실시예의 착색 방법을 사용하여 얻어지는 착색 직물은 매우 현저한 정전기 방지 성능을 구비한다.

육안으로도, 본 실시예에 의해 얻어지는 착색 직물 표면에 증착되는 막층은 매우 균일하며, 색상도 보다 균일하지만; 대조옷감 2의 부분 영역에는 막층이 증착되지 않으며, 서로 다른 영역은 색상 차이가 보다 뚜렷함을 알 수 있다.

마지막으로, 상술한 각 실시예는 본 출원의 기술적 해결수단을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이다. 비록 상술한 각 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 여전히 상술한 각 실시예에 기재되는 기술적 해결수단을 변경하거나, 그 중 부분 또는 전부의 기술적 특징에 대해 동등한 치환을 수행할 수 있다. 이러한 변경 또는 치환에 의해, 상응한 기술적 해결수단의 본질이 본 출원의 각 실시예의 기술적 해결수단의 범위를 벗어나는 것은 아니다.

Claims

바탕천에 대해 방사 건조 처리를 수행하는 단계;
진공 증착을 통해, 방사 건조된 후의 바탕천 표면에 순차적으로 점착층과 적어도 한 층의 발색층을 형성하는 단계;를 포함하되,
상기 점착층의 조성은 Ti, Cr, Si 및 Ni 원소 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 점착층의 두께는 1-2000㎚이도록 하며;
상기 발색층의 조성은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 및 Mg 원소 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 발색층의 총 두께는 1-4000㎚이도록 하는, 직물의 착색 방법.
제1항에 있어서, 상기 점착층은 Ti, Cr, Si 또는 Ni의 단체층이거나, 또는 Ti, Cr, Si 또는 Ni의 산화물층 또는 질화물층이거나, 또는 Ti, Cr, Si 및 Ni 중 적어도 하나를 포함하는 합금층인 것을 특징으로 하는 착색 방법.
제1항에 있어서, 상기 점착층의 표면에 두 층 이상의 발색층을 형성하고, 서로 인접하는 두 층의 발색층이 서로 다른 조성을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 착색 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발색층은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 또는 Mg의 단체층; 또는
상기 발색층은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 또는 Mg의 산화물층, 질화물층 또는 탄화물층; 또는
상기 발색층은 Al, Ti, Cu, Fe, Mo, Zn, Ag, Au 및 Mg 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 합금층;인 것을 특징으로 하는 착색 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 최외층에 위치하는 발색층의 조성은 Ti, Zn, Fe 및 Cu 원소 중 적어도 하나를 포함하도록 하는 것을 특징으로 하는 착색 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사 건조는 마이크로파 건조이고, 마이크로파 주파수는 2.45GHz±25MHz, 건조 온도는 200℃ 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 착색 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네트론 스퍼터링을 사용하여, 방사 건조된 후의 바탕천 표면에 순차적으로 상기 점착층과 적어도 한 층의 발색층을 형성하되, 여기서, 타겟 베이스 거리는 2-20cm, 차속은 0.5-10m/min, 배그라운드 진공은 4.0×10^-3Pa 이하, 동작 진공은 2.0×10^-1Pa 이하로 제어하는 것을 특징으로 하는 착색 방법.
제1항에 있어서, 진공 증착 전에,
상기 방사 건조된 후의 바탕천에 대해 진공 가열 처리를 수행하여, 압력은 3.0×10^-3Pa 미만, 가열 온도는 60-120℃로 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 방법.
제1항에 있어서, 상기 바탕천에 대해 전처리 및/또는 마감 정리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 방법.
제1항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.
제2항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.
제3항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.
제4항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.
제5항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.
제6항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.
제7항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.
제8항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.
제9항에 따른 착색 방법을 사용하여, 바탕천 표면에 대해 착색을 수행하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 착색 직물.