伪装防护织物性能的研究yd18522

代敬雪．霍瑞亭 (天津工业大学，天津300387)

投稿日期：2014-06-26

作者简介：代敬雪(1988-)，女，河北承德人，在校研究生，主要从事伪装织物性能的研究。

染整技术2015/5；8-10

【摘要】主要介绍了利用染料对织物进行染色来实现可见／红外伪装，以自然界中最常见的绿色树叶为模拟对象，选用分散染料对涤纶织物进行染色，筛选出具有可见／红外伪装效果的染料，利用红外探测器对染色织物的伪装效果进行了评价。

【关键词】可见，红外伪装；染料；织物

【中图分类号】TS 193．12 文献标识码：A 文章编号：1005-9350(2015)05-0008-03

现代军事战斗中，随着侦查技术的不断发展，各国为了在战争中占据优势，提高战士的存活率，对伪装技术的研究越来越重视。一般来说，任何高于环境温度的物体都会成为红外线辐射源，可由特殊仪器接收并检测出来。只有波长处于760～1500 nm、3 000～5 000 nm和8 000～14 000 nm区域的红外线才能在大气中无阻碍地传播[1]。

在自然环境中，人们更多地关注林地背景的伪装。本文以自然界中常见的绿色树叶(白杨树、小叶黄杨等)作为模拟对象，对织物进行染色，筛选出具有防近红外(760-1500 nm)效果的染料，同时也探究了如何利用红外探测器来评价近红外的伪装效果。

1 试验

1．1 材料与仪器

材料[2]：涤纶织物，分散兰2BLN、分散黄RGFL、分散灰S-BN、Miketon兰、分散湖蓝S-GL、Foron Blue E-BL、Foron Blue RD-GL、分散藏青HGL、分散兰HGL，冰乙酸、无水硫酸钠(分析纯，天津市北方天医化学试剂厂)、无水碳酸钠(分析纯，天津市基准化学试剂有限公司)。仪器：HH-4数显恒温水浴锅(上海梅香仪器有限公司)，DL-101-2电热鼓风干燥箱、全封闭调温万用炉(天津中环实验电炉有限公司)，分析天平CP224C(奥豪斯仪器上海有限公司)，高温高压染色机、PerkimElmer UV／VIS／NIR spectrometer Lambda 750紫外-可见-近红外分光光度计(樱泰科国际科学)。

1.2 染色工艺

1.2.1 染色配方

浴比1:70，用冰乙酸调节染液pH至4．5～5.0，分散染料配方见表1。

表1 分散染料配方

高温高压染色工艺曲线如下：

1.2.2 皂煮工艺

皂粉2 g／L，无水碳酸钠2 g／L，浴比1：50，温度95 ℃，时间10 min。

1.3 测试

反射光谱：采用紫外-可见-近红外分光光度计测试，波长扫描范围200～2 500 nm，扫描速度4 nm／s。

2 结果与讨论

2.1 绿色树叶的反射光谱

从图1中可以看出，3种不同绿色树叶的可见光与近红外反射光谱基本一致，在550 nm附近有一个反射峰，这个反射峰是人眼可见的绿色。在反射峰两侧的反射率非常低，在680-760 nm范围内，树叶的反射率暴增，在760～1 300 nm范围内，树叶的反射率基本保持不变，大于1 300 nm之后，树叶的反射率下降，在1 450 nm和1 930 nm左右达到波谷，这是由于在1 450 nm与1 930 nm附近存在水的吸收带，分别对应水分子中OH键的伸展和HOH键的弯曲。在近红外范围内，绿色树叶的反射率较高，最大能够达到94％。

图1 不同树叶的反射光谱

2.2 不同染料染色与树叶反射光谱曲线的对比

为了达到可见／近红外伪装效果，需要目标与背景反射光谱尽可能相似。11#、14#、15#和16#的反射光谱与小叶黄杨比较相似，它们的反射曲线都在650～780 nm发生剧烈变化，反射率激增，在780～1 500 nm范围内达到最大值，16#的最大反射率为88％左右，ll}}和15#的最大反射率为95％左右，14#的最大反射率为90％，见图2。

图2 不同分散染料染色与树叶的反射曲线对比

2.3 拼色涤纶织物的反射光谱曲线

拼色试样的反射光谱曲线也与小叶黄杨树叶的反射光谱曲线相似，由于样品中都含有分散兰2BLN染料，说明分散兰2BLN是影响染色织物反射光谱曲线的主要因素。在680-780nm范围内，试样的反射光谱曲线与树叶的反射光谱曲线比较接近；在780-1300 nm范围内，试样的反射光谱曲线与树叶的反射光谱曲线基本重合，见图3。

图3 拼色分散染料染色与树叶的反射光谱曲线对比

2.4 染料用量对近红外发射光谱的影响

以分散兰2BLN为例来分析染料用量对近红外反射光谱的影响：随着染料用量的增加，反射光谱曲线逐渐右移，发生红移，红移量随着染料用量的增加而逐渐减小。在可见光范围内.最大反射率的位置没有随着染料用量的增加而发生变化，最大反射率位置在440 nm处。在近红外范围内，6种反射光谱曲线基本重合，在650～780 nm范围内，反射率发生突变(激增)，

见图4。

图4 不同用量分散兰2BLN染料的反射光谱曲线

2.5 近红外伪装效果的评价方法

评价近红外伪装效果的方法多种多样，主要有红外照相法、相似度分析法、直方图分析法等。都是把伪装后的目标图像与背景图像进行比较，本文采用热成像仪进行测试，通过比较样品与背景的温度差来评价可见／近红外伪装效果。由于伪装后的目标与背景温度存在差异，一些国家在军标中作了规定，只要目标与背景温度差小于4℃就可以达到伪装效果。从图5中可以看出，试样与树叶的温度差都在4℃以内，因此，无论是从反射曲线上还是热成像仪评价疗法都可以得出结论，通过分散染料的拼色可以达到伪装效果。

图5不同拼色分散染料与树叶的温度对比

3 结论

由于侦察手段多样化，可以对紫外、町见光、近红外、中远红外以及微波等各种波段进行实时侦察。在军事上，对如何实施红外伪装带米了很大的困难。用染色方法可以实现伪装效果，但是仍存在一些问题，比如波长短、色牢度低等，需要科研工作者进一步探究。随着红外侦查技术在军事上的快速发展，要使目标在背景下获得更好的隐蔽，就要对红外伪装有更高的要求。

参考文献：

[1] 李颖慧，不同分散染料对涤棉迷彩面料防近红外伪装性能的研究[J].成都纺织高等专科学校学报.2007，24(4)：25-28.

[2] WU Guang-wen.Preparation and characterization of a new low infrared-emissivity coating based on modified aluminum[J].Progress in Organic Coatings，2013,76：107-1I2.