服装与装备的迷彩隐身技术工 艺 与 技 术1丝网印刷2008.10汶川地震引起了全国和世界人民的广泛关注,众志成城, 抗震救灾 在抗震救灾中,一架 L H 9 2 7 3 4 号军用直升机失事, 搜救工作倍受国人的关注据报道, 直升机失事后, 可能出现机体散落,变成碎片的机身涂有军用迷彩, 与植被的颜色相同, 在一定距离很难通过肉眼分辨特别是失事地域山高林密,很多地方因为地震引发山体松动还在不断滑坡, 无论是徒步攀越, 还是直升机空中搜索, 难度都非常大 上述新闻报道中提到的军用迷彩一词,本文就此加以介绍一、迷彩隐身的 由来一提到迷彩二字,人们首先想到的作战用的迷彩服,其次是各种装备(军车、坦克、飞机、大炮等)的罩衣和野营帐篷、遮障等 作为作战迷彩服, 这是在无数战争中不断总结经验而逐步发展起来的早在 1 8 5 6 年,欧洲军团士兵就穿土黄色军服,那时人们并没有从“隐身”角度去考虑问题,而是从“耐脏”角度考虑的在实际战斗中这种土黄色军服却显示出了防护作用,也促使英国在 1 9 0 2 年首先选用黄色军服取代了传统的红色军服,由此认识到了这种颜色军服可减少部队伤亡同年美军在菲律宾殖民地战争中也采用了黄色军服。
从此, 人们初次认识到了光学隐身技术的重要性接着日本在日俄战争中也采用了土黄色军服,各国相继都采取了光学隐身技术,其目的就是保护自己, 欺骗敌人 由此提高生存能力的军事伪装或隐身技术,逐步引起了各国的注意,从战争的教训中,人们认识到军服的颜色在军事上的特殊功能 1 9 1 4 年,法国炮兵首次用画有迷彩图案的帆布单覆盖在大炮上,这就是迷彩最原始的应用英军根据法军的经验,开始将变形迷彩应用于飞机和舰船上第一次世界大战后,德国、法国、英国、美国、俄国、意大利等许多国家开始将迷彩军服应用于单兵德国研究应用迷彩技术一直领先于世界,1 9 3 5 年,德国正式制作出世界上第一套迷彩军服,并成立了迷彩研究培训中心,各国对迷彩的研究工作就一直没有停止过 至今,国内外已研究成功的迷彩图案已达 3 5 0 多种我国于 2 0 世纪 7 0 年代开始研制迷彩服, 现有林地型、沙漠型、 城镇型、 海洋型、 山地型等品种 使用较多的是林地型, 为涤棉混纺织物,一般要经过阻燃处理, 采用四色迷彩, 在研制过程中突破了应用概率统计理论和现代颜色理论两个关键技术,建立了一整套迷彩伪装理论 图1 所示为身着沙漠型迷彩服的士兵。
二、迷彩隐身的 基本原理所谓隐身 (或称伪装) 就是隐蔽我方, 欺骗、 迷惑敌方而采取的服装与装备的迷彩隐身技术□ 刘永庆图1 身着沙漠型迷彩服的士兵工 艺 与 技 术2丝网印刷2008.10各种隐真示假的措施迷彩隐身就是利用涂料、 颜料 (染料) 或其他相关材料直接喷涂或印刷在基材上或喷、印后再粘贴在目标表面,用以减小或改变目标与背景之间的波谱反射、辐射特性的差异而实施的一种伪装技术当一个特定目标在其一定环境背景下能被肉眼清楚地辨别,主要是由于目标与背景的颜色有差别,差别越大越明显物质的颜色来源于它对可见光的选择性吸收或选择性反射 反射光谱有差别, 颜色就会有不同 为此, 研究迷彩隐身技术的基本原理就在于消除或者缩小目标与背景之间的光谱反射特性的差别,达到降低目标或增强模糊目标外形的目的迷彩服装是以纺织品作为伪装中最基本、最普遍的一种形式,是对应可见光的伪装即对肉眼的目视伪装其机理是通过图案设计和色彩搭配使伪装织物具有与背景相近的可见光波段的反射光谱图换言之, 在可见光谱范围内, 印制图案色彩的光谱反射曲线与背景的色彩图形的光谱反射率曲线越接近,目视隐身(或伪装)的效果越好,越让人难以发现。
将这种特殊的图谱和色彩组合称之为迷彩由于地理环境的复杂性和战时背景颜色的多变性,单一的图案和颜色很难适应各种背景的隐身,为此, 有如前面所述, 林地、 沙漠等七种或更多类型的迷彩图案来适应多变的环境三、迷彩服装的 印花技术在现实生活中,迷彩服装逐渐引起了一些非专业人士、普通老百姓、特别是广大青年人的关注在街面上时常会看到有人全身着迷彩装,这次抗震救灾广大官兵也都是以迷彩军服出现的从表面上看去,军用迷彩与民用印花织物没有什么不同,且迷彩图案的花色比民用花型还会显得单调、 死板, 没有什么精细花纹而只是色彩斑块的组合民用的印花工艺如丝网印花 (涂料印花、 染料印花等)完全可以用于迷彩印花 但从内在质量上看, 由于军训和作战环境气候多数处于恶劣条件下,对迷彩印花织物的色牢度要求非常苛刻,除选用适宜印花工艺外, 涂料、 染料的选择是至关重要的一般都是经过专门筛选或专门合成制造的,各个国家都有自己的标准,因为军用品都是保密的迷彩织物要具有优良伪装效果和超级的染色印制牢度,结合图案设计和染料颜色的选择,使印制迷彩图案在可见光波段的反射率图谱与背景的反射率图谱相近, 肉眼难以分辨 每一种颜色都有特定的模拟对象(如白色模拟新下的雪;亮绿色模拟新生叶子或绿草) ,所以,用于迷彩颜色的染料并不多。
根据迷彩服装选用的布料的不同 ,下面介绍两种印花工艺工 艺 与 技 术3丝网印刷2008.10印制迷彩花纹由于某些原糊遇强碱、浓电解质溶液会呈现凝固状态, 例如海藻酸钠、 甲基纤维素糊将这些原糊与迷彩还原染料调制成色浆, 在印花烘干后, 再浸轧还原剂和烧碱溶液,随即立刻进行快速蒸化,这样不但印制方便,而且在印花色浆中没有加入还原剂和碱, 印花烘干后的织物可以贮存而不会影响还原染料的固着率 使用还原剂为保险粉, 碱剂用烧碱, 汽蒸温度( 1 3 0 ~1 4 0 ) ℃、 时间2 0 s 左右 因布料上水分多, 可以获得较高的固色率工艺流程:布料印前处理→印花→烘干→浸轧碱性还原液→快速汽蒸→氧化→水洗→皂洗→水洗→烘干原糊配方 :原糊(海藻酸钠) 8 0 g六偏磷酸钠 6 6 g纯碱 3 3 g水 8 2 1 g合成 1 k g印花色浆配方 :迷彩还原染料基本色浆 x g原糊 y g合成 1 k g还原液配方 :烧碱 ( 5 0 ~5 5 ) g / L保险粉 ( 1 0 5 ~1 1 0 ) g /L快速蒸化条件:蒸化温度( 1 3 0 ~1 4 0 ) ℃, 蒸化时间( 1 6 ~2 0 ) s , 轧液率 7 0 % ~7 5 %。
2 .涤棉混纺织物迷彩印花涤棉混纺织物印花可以采用分散/活性同浆印花、分散/还原染料同浆印花工艺,由于分散/活性染料同浆印花工艺存在一些不足之处,主要是两种染料分别对不同纤维的沾色现象,导致花色鲜艳度降低、白地不白等弊病,从色彩与色牢度角度考虑还是以分散/还原染料同浆印花工艺为好所谓同浆印花就是利用两种不同类别的染料进行拼色当还原染料未经还原时对棉纤维无亲和力, 但同分散染料一样, 对涤纶都有亲和力;当还原染料被还原成隐色体后便对棉纤维有亲和力 利用这种染料性能使涤纶、棉纤维同时上染, 以便完成印花为此, 应采用两相固着工艺, 即印花后先经高温常压汽蒸使分散染料固着,而后浸碱液还原使还原染料在棉纤维上固着,是目前制备防红外迷彩服的主要印花工艺,它比原来采用全涂料印花工艺或者分散/活性染料同浆印花工艺无论在耐摩擦牢度、 透气性、 色牢度上均有明显提高该工艺流程如下:印前处理→印花→烘干→高温常压汽蒸或焙烘→浸轧碱性还原液→快速蒸化→水洗→氧化→皂洗→水洗→烘干→柔软拉幅→检验包装涤棉混纺织物前处理目的在于印花前去除影响后加工的有害1 .纯棉织物迷彩印花用于纯棉织物迷彩印花选用的染料主要有活性染料、 涂料和还原染料。
其中涂料印花织物耐刷洗牢度差, 耐摩擦牢度不良 ; 活性染料的耐候性和湿牢度与穿着要求有一定差距, 所以, 上述两种材料在军用迷彩印花上已经较少采用应用最多的是还原染料印花 还原染料色牢度良好、 色泽鲜艳、 色谱齐全、 印花色浆稳定、 拼色方便 (除黄、 橙、 棕、 紫色染料有光敏脆损作用,会引起日晒牢度降低) 所以, 使用时选择性能适宜的染料是非常重要的, 如从还原染料中选取适用迷彩的有还原黑 J M G 、还原棕 J M G R 、还原橄榄 J M T 、J M B R 、还原黄 J M G 、还原蓝1 号、还原蓝2 号、还原黄 J M G B等还原染料印花工艺有含有还原剂和助剂的全料法及轧还原剂碱液的快速汽蒸法两种, 在此仅介绍后者快速汽蒸法是将染料和原糊制成色浆,以丝网印花方式工 艺 与 技 术4丝网印刷2008.10物质分散/还原两种染料的选择如下:迷彩分散染料有 J M N 蓝、J M B红、J M G L黄、J M F L棕、J M L G黑;迷彩还原染料有 J M L G黑、J M G R 棕、蓝 2号、蓝 1号、J M B R橄榄、J M G 黄、J M B G黄织物经浸轧碱性还原液后进行快速蒸化, 离开快速蒸化机出口后,织物上的还原染料已被还原成隐色体染着于棉纤维,此时应立即将带有碱性还原液的织物在平洗机上冲淋, 然后进入氧化浴中, 将棉纤维上的还原染料隐色体氧化,恢复成不溶性的染料固着在纤维上,最后皂洗、水洗、烘干。
原糊配制同前面纯棉迷彩印花印花色浆配方 :分散/还原染料x / y g海藻酸钠原糊 4 0 0 g防染盐 S 1 0 g尿素 6 g加温水合成 1 k g还原液配方 :烧碱 ( 7 0 ~8 0 ) g保险粉 1 0 0 g碳酸钠 5 0 g1 0 %淀粉糊 1 0 g加水合成 1 k g丝网印花后处理工艺条件:焙烘温度( 1 9 0 ~1 9 5 ) ℃,时间2 m i n ;快速蒸化:温度( 1 3 0 ~1 3 5 ) ℃, 蒸化时间( 1 8 ~2 2 ) s , 浸轧还原液轧液率7 5 %氧化浴配方 :过氧化氢(3 5 %) 5 m L冰醋酸(9 8 %) 2 m L水 x m L合成 1 L迷彩服印花原来采用的全涂料印花工艺或是分散/活性染料同浆印花工艺, 无论是摩擦牢度、透气性、色牢度已不能满足野战部队军用服在夜间防红外线的需求瑞士汽巴精化有限公司和德国德司达公司对所属工厂生产的还原染料和分散染料进行了精细的筛选,选择出了一批符合军用服各项色牢度要求的染料,它们是具有防红外线反射曲线参数要求的还原染料和分散染料。
例如瑞士汽巴精化公司的产品有用于迷彩服的还原染料:C i b a n o n 黑T S 、C i b a n o n 灰 5 G 、C i b a n o n 灰C B K 、C i b a n o n 藏青 D B 、C i b a n o n蓝 8 3 9 6 2 、C i b a n o n橄榄绿 S 、C i b a n o n 橄榄绿 2 R 、C i b a n o n 橄榄绿 B 、C i b a n o n 绿 B F 、C i b a n o n红 6 B 、C i b a n o n棕 P- 2 R 、C i b a n o n 橙 3 R 、C i b a n o n 金黄R K 、C i b a n o n 黄 G ;迷彩服用分散染料:T e r a s i l 黄、W - 6 G S 、T e r a s i l 金黄、 P -4 R 、 T e r a s i l 橙3 . 迷彩印花设备用于迷彩织物的印花设备,按印花方法的不同,可选用平网印花机、 卧式圆网印花机 织物经印花后, 除全涂料印花工艺外, 几乎所有印花工艺必须经过汽蒸固着 (或焙烘) 和水洗、 皂洗等工序,应必备蒸化机(如快速蒸化机) 、水洗机等。
四、装备迷彩涂料的 调制与应用涂层隐身技术是指在目标外表进行涂层处理,利用涂层达到隐身目标的目的根据涂层种类可分光学 (含近红外光) 隐身。