МУЛЬТИСПЕКТРАЛЬНАЯ СЕЛЕКТИВНО ОТРАЖАЮЩАЯ СТРУКТУРА Российский патент 2013 года по МПК F41H3/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к селективно отражающей структуре с регулируемым отражением и пропусканием в видимой, дальней ИК-области, средневолновой ИК-области, ближней ИК-области и радиолокационной областях ЭМ спектра.

Уровень техники

Камуфляжные материалы, используемые охотниками и вооруженными силами, обычно обеспечивают маскирующие свойства в видимой части электромагнитного (ЭМ) спектра. Недавние усовершенствования военного камуфляжа улучшили характеристики в ближней ИК-области и коротковолновой ИК-области спектра. Из-за увеличения использования датчиков тепловидения, работающих на средних инфракрасных волнах и длинных инфракрасных волнах ЭМ спектра, военные пользователи искали повышенную защиту в этих частотах датчика.

Обычные способы достижения маскирующих характеристик в тепловой части спектра часто создают более высокое отражение в видимой и ближней ИК-областях ЭМ спектра. Аналогично характеристики в видимой и ближней ИК-областях часто увеличивают обнаружение в тепловой области. Таким образом, эффективное мультиспектральное (видимая, ближняя, коротковолновая, средневолновая, длинноволновая ИК-области) решение отсутствовало для контроля свойств отражения, пропускания и поглощения в одной структуре по всем этим различным областям ЭМ спектра.

Раскрытие изобретения

Описана структура, в которой отражение, пропускание и поглощение могут регулироваться в нескольких областях ЭМ спектра, включая видимую, БИК, СИК и ДИК области спектра. В настоящем изобретении видимая область определяется 400-600 нм, ближняя ИК-область (БИК) определяется как 700-1000 нм, средневолновая ИК-область (СИК) определяется как 3-5 мкм и длинноволновая ИК-область (ДИК) определяется как 9-12 мкм. Методы, описанные в заявке, также могут подходить для создания конструкций с подходящими свойствами в диапазоне длин волн 8-14 мкм.

В одном варианте конструкция содержит: а) первый компонент, который является пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложкой, содержащей полимерный слой и краситель, и b) второй компонент, который является термоотражающим слоем, содержащим компонент с низким коэффициентом излучения, примыкающий к поверхности непрозрачной, пропускающей тепло подложки. Среднее отражение конструкции i) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 400 - 600 нм, ii) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 700 - 1000 нм, iii) более чем около 25% в диапазоне длин волн 3-5 мкм и iv) более чем около 25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм.

Описанные конструкции являются термоотражающими и радиоотражающими. Описаны другие варианты, которые являются термоотражающими и прозрачными для радиолокационных волн. Некоторые конструкции пропускают радиолокационные волны через всю толщину конструкции, обеспечивая ослабление во многих частях электромагнитного спектра, таких как видимый, БИК, КИК, СИК и/или ДИК. Пропускание некоторых конструкций может составлять 0% при около 1-100 ГГц, в то время как другие конструкции обеспечивают 100% пропускания при около 1-100 ГГц. Конструкция будет рассматриваться прозрачной в радиолокационной области, если она способна пропускать радиолокационные волны таким образом, что обеспечивает среднее пропускание радиолокационных волн более 90% во всем частотном диапазоне от 1 до 5 ГГц. Конструкция также может быть выполнена с пропусканием в радиолокационной области более 90% во всем частотном диапазоне от 1 до 20 ГГц и/или также с пропусканием более 90% во всем частотном диапазоне от 1 до 100 ГГЦ.

В одном варианте конструкция выполнена так, что имеет среднее отражение i) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 400-600 нм, ii) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 700-1000 нм, iii) более чем около 25% в диапазоне длин волн 3-5 мкм и iv) более чем около 25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм; и v) среднее пропускание радиолокационных волн более 90% во всем диапазоне частот 1-5 ГГц. Структура, прозрачная для радиолокационных волн, может быть размещена в месте, находящемся между радарным датчиком или радаром и изделием, маскируемым от радиолокации. Альтернативно слой, маскирующий от радиолокации, который поглощает, отражает или рассеивает сигнал радара, может использоваться в комбинации с конструкцией, прозрачной для радиолокационных волн.

Описан способ мультиспектрального камуфлирования поверхности или объекта, который включает стадии, на которых: а) обеспечивают пропускающую тепло непрозрачную для видимого света подложку, содержащую полимерный материал и краситель; b) обеспечивают термоотражающий слой, содержащий поверхность с низким коэффициентом излучения; с) располагают поверхность с низким коэффициентом излучения рядом с пропускающей тепло, непрозрачной для видимого света подложкой для формирования мультиспектральной селективно отражающей конструкции; и d) размещают мультиспектральную, селективно отражающую конструкции между средствами обнаружения и объектом наблюдения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции.

Фиг.2 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции.

Фиг.3 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции.

Фиг.4 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции.

Фиг.5 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции.

Фиг.6 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции.

Фиг.7 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции.

Фиг.8 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции.

Фиг.9 представляет спектры отражения для нескольких примеров конструкции при длинах волн 250-2500 нм.

Фиг.10 представляет спектры отражения для нескольких примеров конструкции при длинах волн 3,0-5,0 мкм.

Фиг.11 представляет спектры отражения для нескольких примеров конструкции при длинах волн 8,0-12,0 мкм.

Фиг.12 представляет поперечное сечение схематического изображения селективно отражающей конструкции, дополнительно включающей маскирующий слой от радиолокации.

Осуществление изобретения

Мультиспектральные, селективно отражающие конструкции описаны на фиг.1-8.

В настоящем изобретении, видимый диапазон определен как 400-600 нм, БИК определен как 700-1000 нм, СИК определен как 3-5 мкм, и ДИК определен как 9-12 мкм. Спектральные характеристики СИК и ДИК представляют тепловую область.

Как показано на поперечном сечении конструкции, представленной на фиг.1, в одном варианте конструкция (10) включает первый компонент, содержащий пропускающую тепло, непрозрачную для видимого света подложку (1) с первой поверхностью (12) и второй поверхностью (13); и второй компонент, содержащий термоотражающий слой (30). Термоотражающий слой (30) включает компонент с низким коэффициентом излучения и примыкает ко второй поверхности (13), пропускающей тепло, непрозрачной для видимого света подложки (1). Среднее отражение мультиспектральной селективно отражающей конструкции составляет: i) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 400-600 нм; ii) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 700-1000 нм; iii) более чем около 25% в диапазоне длин волн 3-5 мкм; и iv) более чем около 25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм.

В следующем варианте мультиспектральная селективно отражающая конструкция выполнена со средним отражением; i) менее чем около 50% в диапазоне длин волн 400-600 нм; ii) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 700-1000 нм; iii) более чем около 25% в диапазоне длин волн 3-5 мкм; и iv) более чем около 25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм. Может быть изготовлена другая конструкция со средним отражением: i) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 400-600 нм; ii) менее чем около 50% в диапазоне длин волн 700-1000 нм; iii) более чем около 25% в диапазоне длин волн 3-5 мкм; и iv) более чем около 25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм. Следующим вариантом является мультиспектральная селективно отражающая конструкция, в которой среднее отражение составляет: i) менее чем около 70% в диапазоне длин волн 400-600 нм; ii) чем менее около 70% в диапазоне длин волн 700-1000 нм; iii) более чем около 25% в диапазоне длин волн 3-5 мкм; и iv) более чем около 35% в диапазоне длин волн 9-12 мкм.

Кроме того, в соответствии с фиг.1, конструкция (10) включает первый компонент, то есть пропускающую тепло непрозрачную для видимого света подложку (1), то есть оптически окрашенную. Пропускающая тепло, непрозрачная для видимого света подложка (1) состоит из полимерного материала (2) и красителя (60). Полимерный материал для формирования пропускающей тепло подложки (2) состоит из полимера с высоким коэффициентом пропускания в диапазонах 3-5 мкм и 9-12 мкм. Пропускающая тепло, непрозрачная для видимого света подложка (1) считается пропускающей тепло, если ее средний коэффициент пропускания более чем около 30% при 3-5 мкм (СИК) и 9-12 мкм (ДИК). В некоторых вариантах конструкции сформированы с пропускающей тепло, непрозрачной для видимого света подложкой, имеющей средний коэффициент пропускания более или равный чем около 40%, 50%, 60% или 70% в диапазоне длин волн 3-5 мкм и/или средним коэффициентом пропускания более или равным чем около 40%, 50%, 60% или 70% в диапазоне длин волн 9-12 мкм.

Полимерный материал (2) пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложки (1) может содержать политетрафторэтилен (ПТФЭ), микропористый пено-ПТФЭ (пПТФЭ), фторированный этиленпропилен (FEP), перфторалкокси сополимер смолы (PFA), и полиолефины, включая полипропилен и полиэтилен. Полимерный материал может быть пористым или микропористым, или монолитным. Термин микропористый, в соответствии с использованием в описании, может описывать структуру микропористых полимерных слоев, с микроструктурой волокон и узлов, подобной микропористым полимерных материалам, описанным в SU 3 953 566 и сформированным способами, описанньми в патенте SU 3 953 566, описание которого включено в настоящее описание путем ссылки. Микроструктура других подходящих микропористых полимерных слоев может быть подобной раскрытым в US 4 539 256; 4 726 989; или 4 863 792, которые также включены путем ссылки. Микропористая структура полимера включает много границ раздела фаз полимер/воздух (например, поры), которые снижают оптическую прозрачность полимера в видимой области длин волн. Это может увеличить белизну в другом случае прозрачного слоя полимера.

Полимерные материалы могут быть сплошной или несплошной полимерной пленкой. Полимерный материал содержит полимерный слой, который может включать полимерные пленки или волокна. Толщина материала, коэффициент преломления и пористость полимерного материала (2) могут быть выбраны для достижения искомого уровня пропускания тепла и непрозрачности в видимой области. Полимерные слои с толщиной более 5 микронов (мкм), могут быть подходящими для определенных применений. В других вариантах могут быть подходящими полимерные слои более чем 20 мкм, более чем около 40 мкм или более чем около 100 мкм.

Первый компонент, содержащий пропускающую тепло, непрозрачную в видимой области подложку, будет рассматриваться непрозрачным в видимой области спектра, если оптическая плотность более чем около 0,30 для 475-675 нм, при измерении способом, представленном в описании. В других вариантах подложки конструкций могут быть пропускающими тепло, непрозрачными в видимой области с оптическими плотностями более чем около 0,70, более чем около 0,75 или более чем около 1,0, в диапазоне 475-675 нм. Варианты, в которых оптическая плотность пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложки составляет более чем около 1,5. более чем около 2 или более чем около 3 в диапазоне 475-675 нм, также можно считать полезными. Заданные оптические плотности, тепловые свойства и характеристики в БИК могут быть достигнуты комбинацией полимерного материала (2) и красителя (60).

Микропористые полимерные пленки могут быть особенно подходящими, если пористость пленки выбрана для достижения искомого уровня непрозрачности в видимой области. В одном варианте, представленном фиг. 6, первый компонент является пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложкой (1), содержащей микропористый полимерный материал (2). Микропористые полимерные пленки толщиной около 5-300 мкм, могут быть подходящими для определенных конструкций, используемых в описании. Например, конструкция может содержать пропускающую тепло, непрозрачную в видимой области подложку, которая включает микропористую пленку из политетрафторэтилена (пПТФЭ) толщиной менее чем около 50 микронов и с оптической плотностью более чем около 0,50. В одном отдельном варианте пропускающая тепло, непрозрачная в видимой области подложка содержит микропористую пленку из политетрафторэтилена (пПТФЭ) толщиной около 35 микронов с оптической плотностью 0,77. Альтернативно конструкция может содержать пропускающую тепло, непрозрачную в видимой области подложку, включающую микропористую пПТФЭ пленку толщиной менее чем около 120 микронов с оптической плотностью более чем около 0,90. В отдельном варианте пропускающая тепло, непрозрачная в видимой области подложка включает микропористую еПТФЭ пленку, толщина которой составляет около 110 микрон с оптической плотностью около 1,1.

Краситель может быть использован для влияния на спектральные характеристики в видимой, БИК и КИК областях спектра. Краситель (60) может состоять из одной или более добавок, которые поглощают, преломляют и/или отражают свет. Краситель (60) может быть расположен или на первой поверхности (12), или на второй поверхности (13) полимерного материала (2), внутри полимерного материала, или расположен и на первой, и на второй поверхностях, и внутри полимерного материала. Краситель может содержать одну или более красок, включая, но не ограничиваясь, кислотными, дисперсными, протравными красителями и красителями, растворимыми в органических средах. Краситель может содержать один или более пигментов, включая, но не ограничиваясь, углеродными пигментами, кадмиевыми пигментами, пигментами на основе оксида железа, цинковыми пигментами, мышьяковыми пигментами и органическими пигментами. Краситель может быть нанесен в виде чернил, тонера или других средств для печати, чтобы поместить краситель или пигмент на или в полимерную подложку. Чернила, подходящие для использования в настоящем изобретении, могут быть твердыми, водными или на основе растворителя.

Краситель (60) может включать единственный краситель, или краситель может состоять из одного или более красителей (60, 61, 62, и 63), например смеси более одного красителя. В дополнительном осуществлении первый компонент, содержащий пропускающую тепло, непрозрачную в видимой области подложку (1), может включать несколько красителей (61, 62, 63), и несколько красителей могут быть нанесены дискретным рисунком, как показано на фиг. 3, или камуфляжным рисунком. При расположении на поверхности первого компонента, такого как первая поверхность (12) полимерного материала (2), как показано на фиг.4, несколько красителей (61, 62, 63) могут быть связаны с полимерным материалом, например выбором красок с соответствующими активными участкам или использованием связующих, которые соединяют краситель с полимерным материалом. В соответствии с использованием в описании, первая поверхность (12) полимерного материала (2) относится к поверхности, ориентированной вовне от субъекта или объекта маскируемого от обнаружения, или поверхности полимерного материала по направлению ЭМ датчика или радара. Как показано на фиг. 6, краситель (60) может быть поглощен полимерным материалом (2) и может покрыть стенки пор пористого полимерного материала. Альтернативно краситель (60) может быть добавлен в качестве наполнителя к полимерному материалу (2).

Для получения искомой непрозрачности в видимой области первого компонента, содержащего пропускающую тепло, непрозрачную в видимой области подложку (1), компенсируют свойства полимерного материала (2), такие как толщина материала, показатель преломления и пористость. В определенных осуществлениях, где предпочтительны более тонкие материалы, например для повышенной гибкости, более тонкие материалы могут быть слишком прозрачными в видимой области, для достижения желательных свойств конечной конструкции. Поэтому в некоторых осуществлениях непрозрачность в видимой области может быть повышена увеличением пористости. Непрозрачность в видимой области в желательном диапазоне также может быть достигнута выбором и концентрацией красителя (60) в комбинации с выбором полимерного материала (2). Например, когда выбран полимерный материал с оптической плотностью менее около 0,30, может быть добавлен краситель для повышения оптической плотности так, чтобы оптическая плотность пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложки, включающей полимерный материал и краситель, составляла более около 0,30. И тип красителя, и концентрация могут быть выбраны для достижения желательной непрозрачности в видимой области первого компонента, содержащего пропускающую тепло, непрозрачную в видимой области подложку (1). В одном осуществлении первый компонент содержит микропористый слой политетрафторэтилена (пПТФЭ) толщиной около 35 микрон с оптической плотностью 0,77. В другом осуществлении первый компонент включает микропористый пПТФЭ слой толщиной около 110 микрон с оптической плотностью около 1,1.

В одном осуществлении у конструкции, которая включает первый компонент, который является пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложкой, содержащей микропористый пПТФЭ слой толщиной около 35 микронов и углеродный краситель, оптическая плотность более 1,5. В другом осуществлении сформирована конструкция, в которой пропускающая тепло, непрозрачная в видимой области подложка содержит микропористый пПТФЭ и краситель, с оптической плотностью более 4,0; в дополнительном осуществлении, содержащем подобный краситель, пропускающую тепло, непрозрачную в видимой области подложку, содержащую прозрачный в видимой области полимерный слой из монолитного полиэтилена с оптической плотностью более 1,0.

В дополнение к рабочим характеристикам в видимой области ЭМ спектра конструкции могут быть сформированы с определенным уровнем отражения и поглощения в близкой инфракрасной (БИК) области ЭМ спектра. Коэффициент отражения предпочтительных конструкций составляет менее 70% в диапазоне длин волн 700-1000 мкм. Пропускающая тепло, непрозрачная в видимой области подложка, содержащая полимерный материал, может быть сформирована с желательным уровнем БИК отражения. Для достижения желательного уровня БИК отражения в конечной конструкции, уровень БИК отражения первого компонента может быть скорректирован для эффектов, которые получаются при добавлении других слоев конструкции.

В некоторых осуществлениях краситель (60) выбран для достижения специфического отражения БИК в дополнение к желательному отражению в видимой области селективно отражающей конструкции (10). Например, отражающие и поглощающие добавки могут быть выбраны в качестве красителя и нанесены на полимерный материал (2) первого компонента таким образом, чтобы достичь искомого уровня и цветного (видимого) и БИК отражения. В одном осуществлении первый компонент, содержащий микропористый материал, такой как пПТФЭ, может быть сформирован, включая БИК добавки, такие как углерод. Полимерный материал, использованный для формирования микропористого материала, может содержать одну или более БИК добавок, и затем может быть сформирован в пропускающую тепло микропористую пленку с искомым уровнем БИК отражения. БИК добавки (90, 91, 92, 93) такие как, но не ограничивающиеся углеродом, металлом и TiO₂ могут быть добавлены к пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области первой подложки (1) для достижения определенных БИК, КИК, СИК или ДИК отражательных свойств, как показано на фиг.2 и 4.

Определенные отражательные свойства конструкции в коротковолновой инфракрасной области (КИК), также могут быть получены с помощью инфракрасных добавок (IR) регулированием размера пор полимерного материала, и/или толщины полимерного материала. Подходящие характеристики конструкций составляют менее 70% отражения в КИК (900-2500 нм).

Измерение средней термоэмиссионной способности в широком диапазоне, таком как 3-30 мкм, подходит для характеристики термоотражающего слоя. Однако измерения в широком диапазоне частот неадекватно характеризуют определенные характеристики при использовании. Конструкции, представленные в описании, разработаны для обеспечения определенных спектральных характеристик в более узких областях, представляющих интерес, таких как характеристики, усредненные по диапазону длин волн 3-5 мкм (СИК) или усредненные по диапазону длин волн 9-12 мкм (ДИК). В некоторых осуществлениях определенные спектральные характеристики могут быть подобраны для определенного отражения при заданных длинах волн в диапазонах, представляющих интерес. Отражение или пропускание в пределах более узких диапазонов 3-5 мкм и/или 9-12 мкм рассматриваются как тепловые характеристики.

В одном осуществлении создана мультиспектральная, селективно отражающая конструкция с тепловыми характеристиками среднего отражения, равного или более около 25%, в диапазоне длин волн 3-5 мкм, и/или среднего отражения, равного или более около 25% отражения при 9-12 мкм. В других осуществлениях конструкции сформированы со средним отражением, равным или более около 30%, 40%, 50% или 60% в диапазоне длин волн 3-5 мкм, и/или средним коэффициентом отражения, равным или более около 30%, 40%, 50% или 60% в диапазоне длин волн 9-12 мкм. В некоторых осуществлениях коэффициент отражения мультиспектральных селективно отражающих конструкций составляет более 30% и менее 98%, менее 90%, или менее 80% в диапазонах длин волн 3-5 мкм и/или 9-12 мкм при определении испытательными методами, представленными в описании.

Кроме того, в соответствии с фиг.1, мультиспектральная, селективно отражающая конструкция (10) включает второй компонент, содержащий термоотражающий слой (30), включающий компонент с низким коэффициентом излучения (35), который обеспечивает высокий коэффициент отражения конструкции в диапазонах длин волн 3-5 мкм и 9 - 12 мкм. У термоотражающего слоя коэффициент излучения составляет менее около 0,75 менее около 0,6, менее около 0,5, менее около 0,4, менее около 0,3 или менее около 0,2, при испытании методом измерения коэффициента излучения, приведенном в описании. Компонент с низким коэффициентом излучения (35) может быть покрытием или подложкой с коэффициентом излучения менее около 0,75. Компоненты с низким коэффициентом излучения включают металлы, включая, но не ограничиваясь Ag, Сu, Аu, Ni, Sn, Al и Сr. Кроме того, компоненты с низким коэффициентом излучения могут включать неметаллические материалы с коэффициентом излучения менее около 0,75, менее около 0,6, менее около 0,5, менее около 0,4, менее около 0,3 или менее около 0,2, при испытании методом измерения коэффициента излучения, приведенном в описании. Неметаллические материалы, которые могут быть подходящими для использования в компоненте с низким коэффициентом излучения, включают оксид олова индия, углеродные нанотрубки, полипиррол, полиацетилен, политиофен, полифлуорен и полианилин. Толщина термоотражающего слоя (30) может быть выбрана для достижения определенных свойств. В одном осуществлении, в котором желательна гибкая мультиспектральная селективно отражающая конструкция, толщина термоотражающего слоя (30), содержащего термоотражающий компонент, может быть минимизирована, и может быть выбран термоотражающий слой толщиной менее около 0,002 дюймов.

В одном осуществлении термоотражающий слой (30) может состоять из компонента с низким коэффициентом излучения, нанесенного на вторую поверхность (13) пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложки (1) осаждением паров металла или распылением покрытия, содержащего частицы металла, таким как распылением металлизированной краски. В дополнительном осуществлении термоотражающий слой (30) может быть сформирован присоединением компонента с низким коэффициентом излучения (35) ко второй поверхности (13) пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложки (1), промежуточным слоем (4), таким как адгезив или разделительный слой, как показано на фиг.1. Термоотражающий слой (30) может включать компонент с низким коэффициентом излучения, например, в форме фольги, перенесенной на контртело.

В дополнительном осуществлении, таком как представлено на фиг. 6 и 7, термоотражающий слой (30) может включать компонент с низким коэффициентом излучения (35), такой как металлсодержащая пленка или пленка, нанесенная металлизированной краской, которая может быть расположена позади или присоединена ко второй поверхности (13) пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложки (1). Металлизация подходящей пленки может быть достигнута нанесением покрытия методом химического восстановления, осаждением из паров или восстановлением солей металлов на или в поверхности пленки.

Альтернативно, металлсодержащие пленки, подходящие для настоящего изобретения, могут быть сформированы экструзией металлсодержащего полимера, пропиткой металлом поверхности или ламинированием, или инкапсуляцией металлической пленки или частиц. Например, как показано на фиг.8, конструкция (10) может включать первый компонент (80), содержащий первую подложку (81), которая является пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложкой, и второй компонент (70) содержащий вторую подложку (71). Второй компонент (70), содержащий термоотражающий слой, включает подложку (71), например пленку, такую как пено-ПТФЭ, который был металлизирован компонентом с низким коэффициентом излучения (35) и присоединен промежуточным слоем (4) ко второй поверхности (13), пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области первой подложки (71). В другом осуществлении второй компонент может включать (70), металлизированную ткань, расположенную вблизи второй поверхности (13), пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области первой подложки (71), и необязательно присоединен к первой подложке (81).

В одном осуществлении, где термоотражающий слой (30) сформирован фиксацией компонента с низким коэффициентом излучения ко второй поверхности (13) пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложки (1), может быть использован промежуточный слой (4), который является непрерывным или прерывистым. Мультиспектральная, селективно отражающая конструкция, содержащая непрерывный пропускающий тепло промежуточный слой (4), такой как адгезионный или разделительный материал, представлена фиг. 1. Поочередно, может быть использован прерывистый промежуточный слой (4) с достаточной термопрозрачностью для достижения искомых тепловых свойств мультиспектральной, селективно отражающей конструкции. Мультиспектральные, селективно отражающие конструкции с прерывистым промежуточным слоем (4) представлены, например, на фиг.2, 4, 5, 7 и 8.

В другом осуществлении создана мультиспектральная селективно отражающая конструкция, в которой второй компонент, содержащий термоотражающий слой (30), включающий компонент с низким коэффициентом излучения, располагается прилегающим ко второй поверхности первого компонента, содержащего пропускающую тепло непрозрачную в видимой области подложку (1) с незначительным или без присоединения к пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложке. В одном осуществлении конструкция может быть сформирована подобной конструкции, показанной на фиг.1, без промежуточного слоя (4). Примыкающий в соответствии с использованием в контексте настоящего изобретения, означает или (а), расположенный непосредственно вблизи без промежуточных слоев, (b) присоединен непосредственно к, (с) присоединен к промежуточными слоями или (d) расположен на отдельной стороне, но отделен от другого слоя промежуточными слоями другого материала. При достижении искомых мультиспектральных характеристик настоящего изобретения осуществление может быть выполнено с одним или большим числом промежуточных слоев достаточно пропускающего тепло материала, расположенного между второй поверхностью (13) пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложки (1) и термоотражающим слоем (30). Эти слои могут быть присоединены друг к другу или не присоединены друг к другу, или в любой комбинации.

Термоотражающий слой может включать компонент с низким коэффициентом излучения, имеющий однородную излучательную способность по всей поверхности термоотражающего слоя (30), или альтернативно может быть создан диапазон излучательной способности. В одном осуществлении, как показано на фиг.7, термоотражающий слой (30) может содержать несколько дискретных низкоотражающих компонентов (31, 32, 33) прилегающих ко второй поверхности (13) пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложке (1). В одном осуществлении термоотражающий слой (30) может содержать единственный непрерывный слой компонента с низким коэффициентом излучения, или в дополнительном осуществлении термоэмиссионный слой (30) может содержать прерывистую структуру компонентов с низким коэффициентом излучения.

В некоторых осуществлениях мультиспектральная селективно отражающая конструкция (10) является термоотражающей и отражающей в радиолокационной области. В других осуществлениях мультиспектральная, селективно отражающая конструкция (10) может быть выполнена термоотражающей, при этом прозрачной к радиолокационному сигналу. Также могут быть сформированы конструкции, прозрачные в радиолокационных волнах, обеспечивая при этом ослабление в нескольких частях электромагнитного спектра, таких как vis, БИК, КИК, СИК и/или ДИК. У некоторых конструкций пропускание может составлять 0% при около 1-100 ГГц, тогда как другие конструкции обеспечивают 100% пропускание при около 1-100 ГГц.

Конструкцию в описании следует считать прозрачной в радиолокационной области, если это будет способно к передаче радарных волн и данные среднего пропускания, собранные в диапазоне около 1-5 ГГц, более около 90% при испытании методом, представленном в описании. В других осуществлениях мультиспектральная, селективно отражающая конструкция (10) может быть сформирована со средним пропусканием в радиолокационных волнах, более 90%, в диапазоне около 1-20 ГГц при испытании методом, представленном в описании, и/или со средним пропусканием более 90% в диапазоне около 1-100 ГГц. Конструкции также могут быть сформированы со средним пропусканием более 95%, или более 98%, или более 99%, в диапазонах около 1-5 ГГц, или около 1-20 ГГц при испытании методом, представленным в описании.

Преимущественно в определенных осуществлениях конструкции (10) выполнены термозащитными со средним отражением более 25% в диапазонах длин волн 3-5 мкм, 9-12 мкм или в СИК и ДИК диапазонах длин волн также с пропусканием в радиолокационном диапазоне более 90% или более 95%, или более 98%, или более 99%, в частотных диапазонах 1-5 ГГц, 1-20ГГц, или в обоих диапазонах при испытании методами, представленными в описании для термического отражения и прозрачности в радиолокационном диапазоне.

Одна конструкция прозрачная в радиолокационных волнах, мультиспектральная, селективно отражающая, подходящая для использования в обеспечении защиты от обнаружения, содержит первую подложку, содержащую микропористую полимерную подложку с красителем, по меньшей мере, на первой поверхности и второй поверхности, которая является противоположной первой поверхностью. Вторая подложка выполнена так, что включает металлизированную пленку или перенесенную металлизированную пленку на контртело, причем первая подложка и вторая подложка установлены так, чтобы металл металлизированной пленки был ориентирован ко второй поверхности первой подложки. В одном осуществлении вторая подложка является металлизированной микропористой полимерной подложкой. Металл металлизированной пленки может включать, например, по меньшей мере, один из, но не ограничиваться алюминием (Аl), медью (Сu), золотом (Аu), серебром (Ag), никелем (Ni), оловом (Sn), цинком (Zn), свинцом (Рb) и хромом (Сr), и их сплавами. Где желательна прозрачность в радиолокационном диапазоне, может быть желательна толщина слоя металла, нанесенного на полимерную подложку менее 1 мкм, менее 500 нм, менее 400 нм или менее 200 нм, при испытании методом, представленным в описании для определения толщины металла. Первая и вторая подложки могут быть соединены, например, прошиванием, ламинированием или другим образом соединения этих двух подложек вместе. Кроме того, конструкция может быть ламинирована на текстильный слой.

Одно осуществление, представленное в описании, включает конструкцию, содержащую переднюю поверхность и заднюю поверхность, первую подложку и вторую подложку, в которой обе подложки содержат микропористый, пенополитетрафторэтилен (пПТФЭ). В одном осуществлении первая подложка включает пропускающий тепло, непрозрачный в видимой области слой, обладающий первой поверхностью, которая состоит из микропористого пПТФЭ, содержащего краситель, и соответствует передней поверхности конструкции и второй поверхности. Вторая подложка включает металлизированный пПТФЭ, причем металл может быть, например, металлом, осажденным из паров в одном осуществлении или металлов, нанесенных распылением в другом осуществлении. Первая и вторая подложки расположены так, чтобы металлизированная поверхность второго пПТФЭ слоя была прилегающей ко второй поверхности первой подложки.

Преимущественно, конструкции могут быть сформированы олеофобными с оценкой масла более 1 или более 2, или более 3, или более 4, или более 5, или более 6.

Существенно, чтобы конструкции настоящего изобретения могли быть сформированы облегченными, весом менее 200 граммов на квадратный метр (gsm). Некоторые предпочтительные мультиспектральные, селективно отражающие конструкции настоящего изобретения могут весить менее 150 gsm, предпочтительно менее 100 gsm и более предпочтительно менее 50 gsm. В некоторых случаях, где желательна большая долговечность, используется более тяжелый задник, который увеличивает общий вес конструкции. Например, в одном осуществлении тканевый задник 250 gsm, примененный в конструкции, обеспечивает общий вес конструкции, который может составлять около 270-450 gsm.

Защитные покрытия могут быть сделаны из прозрачной в радиолокационной области, мультиспектральной, селективно отражающей конструкции (10) для укрытия изделий, таких как, например, оборудование, укрытия, такие как палатки, и транспортные средства, которые уже снабжены противолокационной маскировкой. Защитные покрытия могут повысить защитные характеристики в видимой, БИК, СИК и/или ДИК областях изделия, преимущественно сохраняя способность противолокационной маскировки этих изделий из-за прозрачности покрытия в радиолокационном излучении.

В дополнительном осуществлении мультиспектральная селективно отражающая конструкция (10), которая является прозрачной в радиолокационной области, может содержать, по меньшей мере, один дополнительный слой (40), который является противолокационным, как показано на поперечном сечении фиг.12. Под противолокационным маскированием подразумевается, что, по меньшей мере, один дополнительный слой поглощает, отражает и/или рассеивает сигнал радара в частотном диапазоне около 1-5ГГц, около 1-20 ГГц или около 1-100 ГГц. Противолокационный слой может обеспечить полное поглощение, отражение или рассеивание сигнала радара;

или противолокационный слой может обеспечить селективное или структурное поглощение, отражение или рассеивание сигнала радара. Противолокационный слой (40) необязательно может быть присоединен к мультиспектральной, селективно отражающей конструкции (10) к термоотражающему слою (30) средствами крепления (41). Средства крепления могут быть способом ламинирования, адгезий, пришиванием и т.п. Альтернативно противолокационный слой (40) может быть отдельным слоем, отделенным от мультиспектральной, селективно отражающей конструкции воздухом или другими прозрачными в радиолокационной области слоями. Различные противолокационные слои могут быть подходящими для обеспечения защиты в зависимости от желательного уровня противолокационной защиты. Материалы, которые могут быть подходящими, включают, но не ограничены углеродом и/или порошками металлов, которые инкорпорированы, например, в виде покрытия на подложке, волокнах, пене и/или полимерных композитах. Примеры могут быть найдены в US 5 922 986; 5 312 678; 6 224 982; и 5 185 381.

Для применений, где желательны такие свойства, как влагостойкость, огнестойкость или защита от химических и биологических реагентов, мультиспектральная, селективно отражающая конструкция может содержать один или более задников подложек (5), прилегающих к стороне термоотражающего слоя (30), который является противоположной стороной первой подложки (1). Как показано на фиг. 5, задник пористой подложки (5) необязательно может быть создан на одной стороне термоотражающего слоя (30) мультиспектральной, селективно отражающей конструкции. Это осуществление, кроме того, повышает эффективность настоящего изобретения, создавая улучшенные свойства конструкции, независимо от свойств отражения в видимой, БИК и тепловых областях. Как показано на фиг. 5, текстильный слой может служить пористым задником подложки (5), который может быть присоединен (8), например, адгезионными связями к термоотражающему слою, например, для улучшения стойкости к истиранию или прочности на разрыв. Текстиль является особенно подходящим для использования в качестве пористого задника подложки (5) и может быть подобран для обеспечения улучшенной долговечности, структурной или размерной стабильности, огнестойкости, изоляции и т.п., мультиспектральной, селективно отражающей конструкции при сохранении комфорта и эстетического вида. Подходящий текстиль для таких целях включает, но не ограничен ткаными, вязаными и неткаными материалами. В другом осуществлении настоящего изобретения пористый задник подложки (5) может включать пористую или микропористую пленку, такую как пено-ПТФЭ. Пористые или микропористые пленки могут обеспечить защиту низкоэмиссионному слою, сохраняя воздухопроницаемость.

Воздухопроницаемость конструкции при испытании способом MVTR, представленным в описании, желательно более 1000 (г/м²сутки). Воздухопроницаемость более 2000 ((г/м²сутки), более 4000 ((г/м²сутки), более 6000 (г/м²сутки), более 8000 (г/м²сутки) и даже более 10000 (г/м²сутки), может быть достигнута для конструкций, представленных в описании.

Мультиспектральная, селективно отражающая конструкция (10), однажды собранная, может быть использована в различных применениях, включая, но не ограничиваясь предметами одежды, покрытиями, навесами, скрытыми запасами и сетками. Изделия, содержащие эти конструкции, могут быть выполнены, используя однослойную мультиспектральную, селективно отражающую конструкцию или многослойную, для обеспечения соответствующего обзора и характеристик отражения. Например, в одном осуществлении применительно к предмету одежды, в котором должен быть скрыт носящий этот предмет одежды, может быть преимущественно созданы многократные узко нарезанные слои мультиспектрального, селективно отражающего материала конструкции (то есть 1"×4" полосы) на другом слое селективно отражающей конструкции, которая формирует основу предмета одежды. Это предусматривает большее визуальное разрушение силуэта владельца, при этом создавая повышенные термоотражающие характеристики.

Изделия, содержащие мультиспектральные селективно отражающие конструкции, сформированы с передней и обратной поверхностями, причем передняя поверхность ориентируется на потенциальный источник обнаружения. Обратная поверхность, которая является противоположной передней поверхности, обычно ориентируется к объекту или телу, защищаемому от обнаружения. Конструкция включает первый компонент, который является пропускающей тепло, непрозрачной в видимой области подложкой, и второй компонент, который является термоотражающим слоем, в котором пропускающая тепло, непрозрачная в видимой области подложка размещена между источником обнаружения и термоотражающим слоем. Термоотражающий слой размещен между пропускающим тепло, непрозрачным в видимой области слоем и объектом или телом, которое защищается от обнаружения. Поэтому, когда изделие является, например, палаткой, предметом одежды, навесом или защитным покрытием, первый компонент конструкции соответствует или близок к внешней поверхности изделия и второй компонент конструкции соответствует или близок к внутренней поверхности изделия и поэтому ближайший объект или тело будет защищено от обнаружения.

Термические свойства изделий, включающих мультиспектральные, селективно отражающие конструкции, представленные в описании, могут быть дополнительно улучшены селективным применением изоляционных материалов или изоляционных композитов между субъектом/оборудованием, защищаемым от теплового обнаружения, и мультиспектральным, селективно отражающим слоем конструкции. Например, в одном осуществлении предмет одежды сформирован, включая мультиспектральный селективно отражающий композит, который дополнительно включает изоляционный материал расположенный, например, в областях предмета одежды, соответствующего области плеча для минимизации горячих точек на предмете одежды и снижения тепловых характеристик. При необходимости снижения тепловых характеристик длительные периоды времени (например, сверх 24-часового периода), могут быть предпочтительными материалы с высокими изоляционными характеристиками, такими как раскрытые в US 7,118,801. Эти изоляционные материалы также могут быть подходящими для маскировки горячих частей оборудования (такие как машинное отделение) и могут быть использованы в комбинации с покрытием, выполненным из мультиспектрального, селективно отражающего материала конструкции, представленного в описании, который будет дополнительно маскировать тепловые характеристики и обеспечит подавление визуальное и БИК изображения.

В альтернативных осуществлениях толщина мультиспектральной, селективно отражающей конструкции настоящего изобретения может составлять менее около 20 мм, и предпочтительно менее около 10 мм, и более предпочтительно менее около 7 мм, и еще более предпочтительно менее около 5 мм. Где желательны более тонкие конструкции, толщина мультиспектральной, селективно отражающей конструкции может быть менее около 3 мм, или даже менее 1 мм.

В дополнительных осуществлениях вес мультиспектральных, селективно отражающих конструкций настоящего изобретения может составлять менее около 20 унций/ярд² и предпочтительно менее около 15 унций/ярд², и более предпочтительно менее около 10 унций/ярд² и еще более предпочтительно менее около 7 унций/ярд².

В дополнительных осуществлениях в мультиспектральной, селективно отражающей конструкции настоящего изобретения может быть прочность менее чем около 3 000 гм и предпочтительно менее около 2 000 гм, и более предпочтительно менее чем около 1 000 гм и еще более предпочтительно менее чем около 500 гм. Прочность некоторых мультиспектральных, селективно отражающих конструкций настоящего изобретения может быть менее чем около 300 гм, предпочтительно менее 150 гм и более предпочтительно менее 100гм.

Методы испытаний

Испытание на водопроницаемость

Испытание на водопроницаемость проводят следующим образом. Материал конструкции проверяют на водопроницаемость, используя модифицированный испытательный аппарат Сьютера (Suter) с водой в качестве испытательной жидкости. Вода продавливается через область образца диаметром около 4¼-дюйма, герметизированного двумя резиновыми прокладками с зажимами. Для образцов, содержащих один или более текстильных слоев, текстильный слой располагается напротив лицевой стороны, на которую давит вода. Когда не текстильный образец (то есть пленка, не наложенная на текстильный слой) тестируют аппаратом Сьютера, холст помещают на верхнюю лицевую сторону образца (то есть лицевая сторона напротив лицевой стороны, на которую подается вода), для предотвращения неправильного растяжения образца под действием давления воды. Образец находится при атмосферных условиях и в видимости оператора тестирования. Давление воды на образец повышают до около 1 фунта на квадратный дюйм насосом, связанным с резервуаром воды, с соответствующим манометром и регулируют встроенным в линию клапаном. Испытуемый образец расположен под углом, и вода проходит для обеспечения контакта воды с нижней поверхностью образца, а не с воздухом. Верхняя лицевая сторона образца наблюдается визуально в течение 3 минут для обнаружения воды, которую продавливают через образец. Жидкая вода, замеченная на поверхности, интерпретируется как протечка. Если жидкой воды не видно на поверхности образца в течение 3 минут, образец рассматривают как прошедший тест на водопроницаемость (тест Сьютера). Образец, прошедший этот тест, определяется как "водонепроницаемый".

Испытание на прочность

Прочность проверяют на испытуемых образцах с использованием прибора Thwing-Albert Handle-O-Meter (модель #211-5 Twing Albert Instrument Company Philadelphia, P.A.). Для протягивания испытуемых образцов через щель 1/4 дюйма используют зажим и груз в виде штанги. Груз 1000 граммов используют при тестировании ламинированных образцов. Инструмент измеряет силу сопротивления, которая связана с жесткостью при изгибе образца и представляет пиковое сопротивление в цифровой форме. Для адекватного количественного определения анизотропии и асимметрии образцов, различные образцы отрезают для изгиба по Х-направлению и Y-направлению, соответственно. Отрезают четыре квадратных дюйма от тестируемого материала.

В типичном тесте образец с Х-направлением помещают в прибор таким образом, что Х-направление проходит перпендикулярно щели. Тест начинают с образцовой структурой лицевой стороной вверх, опуская штангу, и образец протягивают через щель на испытательном столе. Величину пикового сопротивления регистрируют и записывают как "образец конструкции лицевой стороной вверх". Затем тот же образец перевертывают и поворачивают на 180 градусов, чтобы сгибать другой участок. В этой новой конфигурации опять тест начинают, протягивая образец через щель. Вторую величину сопротивления регистрируют как "образец конструкции лицевой стороной вниз". Процедуру повторяют с образцом с Y-направлением (в котором Y-направление ориентируется перпендикулярно щели), получая еще две величины: "образец конструкции лицевой стороной вверх" и "образец конструкции лицевой стороной вниз".

Четыре полученные величины (Х-направление и Y-направление, образец конструкции лицевой стороной вверх и образец конструкции лицевой стороной вниз) складывают для получения общей величины в граммах (г), которая характеризует жесткость образца (учитывая асимметрию и анизотропию). Получают по меньшей мере два таких суммарных значения и усредняют их для получения регистрируемой величины прочности.

Скорость переноса пара

Описание теста, используемого для измерения скорости переноса пара (MVTR), приведено ниже. Было установлено, что процедура подходит для испытания пленок, покрытий и продуктов с покрытием.

В процедуре около 70 мл насыщенного раствора соли, состоящего из 35 весовых частей ацетата калия и 15 весовых частей дистиллированной воды, помещают в полипропиленовый стакан на 133 мл с верхним внутренним диаметром 6,5 см. Мембрану из вспученного политетрафторэтилена (ПТФЭ), имеющего минимальный MVTR около 85000 г/м²/24 ч, определенного методом, описанным в US 4,862,730 (Кросби (Crosby)), герметизируют нагревом по кромке стакана для создания тугого, герметичного микропористого барьера, содержащего раствор.

Подобную мембрана из пенно-ПТФЭ устанавливают на водяную баню. Собранную водяную баню выдерживают при 23°С плюс 0,2°С, используя регулируемую комнатную температуру и термостат.

Испытуемый образец оставляют при температуре 23°С и относительной влажности 50% перед выполнением процедуры испытания. Образцы размещают так, чтобы первая подложка была направлена от водяной бани и противоположная поверхность находилась в контакте с мембраной из вспученного политетрафторэтилена, установленной на поверхность водяной бани и приводят в равновесие в течение по меньшей мере 15 минут до введения сборки стакана. Сборку стакана взвешивают с точностью до 1/1000 г и помещают в перевернутом виде на центр испытательного образца.

Движущая сила обеспечивает перенос воды между водяной баней и насыщенным раствором соли, создавая диффузионный поток в этом направлении. Образец проверяют в течение 15 минут и затем сборку стакана удаляют, снова взвешивают с точностью 1/1000 г.

MVTR образца вычисляют по увеличению веса сборки стакана и выражают в граммах воды на квадратный метр поверхности образца за 24 часа.

Метод проверки коэффициента отражения в видимой и близкой инфракрасной областях спектра

Спектральная нормальная - полусферическая отражательная способность образцов (например, окрашенная сторона первой подложки конструкции) в видимом и ближнем инфракрасном (БИК) спектральном диапазоне измеряют с использованием спектрофотометра UV/VIS/БИК (Perkin-Elmer Lambda 950), снабженного фотометрическим шаром диаметром 150 мм, покрытым Spectralon® (Labsphere DRA 2500), который собирает отраженное и рассеянное излучение. Измерение отражения выполняют в двухлучевом режиме и материалы Spectralon® используют как эталоны при 250-2500 нм с интервалами 20 нм.

Образцы измеряют как один слой с поддерживающим средством. Используемые поддерживающие средства - полимерные листы с матовым черным покрытием. Измерения проводят как минимум на трех различных областях и данные усредняют. В этой работе все измерения выполнялись под углом падения, близким к нормали, то есть образец наблюдают под углом, отличающимся от нормали не более чем на 10 градусов, включая отраженный компонент. Фотометрическая точность спектрофотометра откалибрована в пределах 1 процента и точность длины волны в пределах 2 нм со стандартным размером апертуры, используемым в измерительном устройстве. Для компенсации потери сигнала из-за материала поддерживающего средства коэффициент отражения образца вычисляют стандартным методом ASTM:E903-96 для коэффициента отражения материалов с использованием фотометрического шара.

Результаты спектрофотометрических измерений в видимой и ближней инфракрасной области представлены в таблице 1 в виде среднего по полусфере отражения для конкретного диапазона длин волн для всех полученных данных.

Метод проверки полусферического отражения и пропускания в тепловом инфракрасном диапазоне

Спектральная близкая к нормальной - полусферической отражательная способность и пропускание в тепловом инфракрасном спектре очень важны для разработки и оценки настоящего изобретения. Измеренные спектры полусферического отражения и пропускания могут быть использованы для вычисления коэффициента теплового излучения по закону Кирхгоффа (ε=1-R-T; для непрозрачных подложек, ε=1-R, где ε - излучательная способность, R - коэффициент отражения, Т - коэффициент пропускания).

Для измерения направленного - полусферического пропускания и отражения образцы наблюдают под углом, отличающимся от нормали не более чем на 10 градусов с включением отраженного компонента. Измеряют пропускание и отражение образцов в диапазоне 600-5000 см^-1, со спектральным разрешением 8 см^-1. Источником оптического излучения и сканирования длин волн служил Bio-Rad, 6000 инфракрасный спектрофотометр с Фурье преобразованием (FTIR), который выполнен с глобаром с керамическим покрытием в качестве источника и светоразделителем из КВт, покрытого Ge. Полусферическая геометрия измерения осуществляется с использованием светомерного шара, покрытого золотом, 150 мм диаметром, (Mid-IR IntegratIR-Pike Technologies) на образцах, установленных на входе, врезанном в поверхность сферы. Охлаждаемый жидким азотом МСТ детектор установлен на вершине сферы с полем зрения, ограниченным нижней частью поверхности сферы. Характеристики Mid-IR Integral IR обеспечивают 8 градусов освещения образца и образцы для определения коэффициента отражения помещаются непосредственно на вход для образца сферы верхнего обзора или на тонкое инфракрасное пропускающее окно.

Для измерения коэффициента отражения отрезают квадратные секции образцов около 40 мм² и помещают в 18 мм горизонтальный вход светомерного шара. Диффузное золото используют в качестве стандарта при измерении, и все образцы помещены на материал задника, выполненного из полимера, покрытого матовой черной краской. Спектр каждого образца получают быстрым сканированием за 200 проходов на образец. Трижды регистрируют спектр каждого образца и полученные данные усредняют. Для компенсации потерь сигнала за счет материала задника, коэффициент отражения вычисляют по ASTM:E903-96 стандартному методу определения коэффициента отражения материалов с использованием светомерного шара.

Пропускание прозрачных или мутных материалов в области 2-17 мкм измеряют, помещая образец в держатель инструмента для определения пропускания, приспособленный под стандартные 2"×3" образцы. Затем инструмент устанавливают в положение для абсолютного измерения (100%) и регистрируют 100% сигнал без образца в положении измерения. Затем образец помещают в положение измерения и регистрируют пропускание. Прошедший сигнал, разделенный на 100% сигнал, равняется коэффициенту пропускания.

Таблица 1 содержит данные по направленному полусферическому пропусканию и отражению всех полученных измерений, усредненных по спектральным диапазонам 3-5 мкм и 9-12 мкм.

Метод проверки оптической плотности

Визуальную непрозрачность измеряют в единицах оптической плотности (ОП).

Оптическую плотность образцов при комнатной температуре измеряют настольной моделью денситометра TRX-N instrument, поставляемого Tobias Associates, Inc, Ivyland Pensilvania U.S.A. Устройство состоит из источника света и кремниевого фотодетектора со спектральной чувствительностью более 20% между 475 - 675 мкм. Это устройство способно измерять оптическую плотность пленок и в проходящем, и в отраженном свете. Во всех измерениях используется проходящий свет.

Оптическая плотность является измерением, которое близко к характеристикам человеческого глаза. Оптическая плотность определяется следующим уравнением:

OD=Log 1/T

где OD = оптическая плотность и Т = пропускание.

Инструменту требуется около 10 минут времени для нагрева. Тестируемая область составляет около 3 мм в диаметре, и испытуемые образцы должны быть достаточно большими, чтобы полностью закрыть тестируемую область. Процедура теста следующая:

1. Поместить стандартную пленку PET 0,0075 дюйма толщиной над входом для образца.

2. Установить ноль, опуская ручку детектора входа света и нажимая кнопку контроля.

3. Цифровое считывающее устройство должно показывать ноль.

4. Записать результат.

5. Поместить испытуемый образец на световой стол так, чтобы он покрыл выход света.

6. Опустить ручку детектора к образцу, закрывающему выход света, и нажать кнопку контроля.

7. Записать результаты с помощью соединительного шнура с LED дисплея.

8. Повторить стадии 5-8 для остающихся образцов.

Измерение оптической плотности представляется в трех 7 сегментах светодиодного устройства, один для каждой цифры. В рамках настоящего патента материал будет считаться явно непрозрачным, когда OD будет более 0,30 между 475 и 675 нм.

Метод измерения излучательной способности

Инфракрасную излучательную способность образцов вблизи комнатной температуры измеряют портативным измерителем излучательной способности model AE instrument, поставляемым Devices & Services Company, (Техас, U.S.A). Это устройство по определению излучательной способности определяет общую тепловую излучательную способность, по сравнению со стандартными материалами с высокой и низкой излучательной способностью.

Devices & Services emissometer (измеритель излучательной способности), model EA, состоит из измерительной головки и измерительного цифрового вольтметра. Измерительная головка разработана так, чтобы ее приемник излучения был нагрет до 355 K, что позволяет оставлять образцы при температуре окружающей среды во время измерения. Приемником излучения служит дифференциальная термопара с двумя высоким-ε и двумя низкими-ε и таким образом реагирует только излучаемое тепло между ним и образцом. Характеристики приемника почти не зависят от длины волны инфракрасного излучения и имеют обзор области диаметром 50 мм образца с расстояния 4,3 мм. Изготовитель определяет, что выходное напряжение приемника линейно от ε в пределах ±0,01 единицы и пропорционально Т⁴ _d - Т⁴ _s, где T_d и T_s абсолютные температуры датчика и испытуемого образца, соответственно. Два "стандарта", каждый диаметром 66,7 мм и толщиной 4 мм, поставляются с измерителем излучательной способности и имеют ε, равный 0,06 и 0,90. Инструменту требуется около 60 минут прогрева. Поскольку измеритель излучательной способности основан на сравнительном методе, он должен быть откалиброван перед использованием. Два стандарта помещают на радиатор так, чтобы они оба достигли температуры окружающей среды.

Затем головку приемника помещают на стандарт с высокой излучательной способностью и шкалу вольтметра устанавливают на показании 0,90 после около 90 секунд достижения равновесия. Затем головку приемника помещают на стандарт с низкой излучательной способностью и триммером устанавливают показание вольтметра, равное 0,06. Регулировки повторяют, пока при удалении одного стандарта и другого показания вольтметра указывают эти два значения без подстройки.

Для определения излучательной способности, образец вырезают по форме и размеру стандарта и затем помещают на радиатор для уравновешивания их температур. Головку приемника помещают на него, и показание вольтметра непосредственно дает полусферическую излучательную способность испытуемой поверхности. Измеритель излучательной способности model AE instrument измеряет полусферическую излучательную способность в диапазоне длин волн 3-30 мкм.

Коэффициент пропускания радиолокационного излучения

Проверка коэффициента пропускания для радиолокационного излучения выбранных примеров настоящего изобретения проводился в соответствии с ASTM D 4935-99. Стандартное зажимное приспособление в этом методе имело испытательную область с внутренним диаметром 1,3 дюйма и внешним диаметром 3,0 дюйма, обеспечивая среднюю потерю в дБ от около 1 ГГц до около 5 ГГц.

Измерения коэффициента пропускания для радиолокационного излучения при 1-20 ГГц проводили по существу аналогично, но со следующим исключением. Вместо стандартного зажимного приспособления использовали коаксиальный кабельный соединитель диаметром 7 мм в качестве зажимного приспособления. Для этого теста при 1-20 ГГц векторный сетевой анализатор с двумя входами (VNA) соединяли коаксиальными кабелями с каждым входом. В устройстве при испытании (DUT) край каждого кабеля является коаксиальным соединителем общего уровня точности размером 7 мм на основе IEEE Std 287-2007. VNA настраивали на развертку от 500 МГц до 20 ГГц, используя 401 точку данных и испытательные кабели или связанные вместе "транзитным соединением". Выходной сигнал задается в S21-LOGMAG, или для определения внесенных потерь в дБ выполняют калибровку типа "ответ". Затем испытательные кабели разъединяют и образец (вырезанный диаметром ½ дюйма) помещают на 7 мм интерфейс, и испытательные кабели повторно соединяют.

Образцы измеряют, как описано выше, для получения усредненных данных по пропусканию в диапазоне 1-5 ГГц и в диапазоне 1-20 ГГц. Образцы считаются пропускающими радиолокационное излучение, если среднее пропускание во всем измеренном диапазоне составляет более 90%.

Образцы материала, приготовленные в соответствии с примерами, представленными в описании, проверяют, регистрируют потери в дБ и вычисляют средний коэффициент пропускания радиолокационного излучения в процентах по следующему уравнению:

% Пропускания = [10^{(потери дБ/10)}]×100

Коэффициент пропускания в процентах в указанных диапазонах представлен в таблице 3.

Проверка отталкивающей способности по отношению к маслу

В этих тестах оценку по отношению к маслу измеряют с использованием метода испытания ААТСС 118-1983 со следующей модификацией. Поскольку вторая поверхность непрозрачного в видимой области, пропускающего тепло компонента в настоящем изобретении обычно присоединена к термоотражающему компоненту, может быть проверена только первая поверхность непрозрачного в видимой области, пропускающего тепло компонента. Таким образом, оценка по отношению к маслу, приводимая в описании, является результатом измерений, выполненных на первой поверхности непрозрачного в видимой области, пропускающего тепло компонента конструкции. Три капли тестируемого масла помещают на поверхность образца. После 3 минут выполняют числовую оценку образца по отношению к маслу, который соответствует самому большому количеству масла, которое не увлажняет/впитывается в образец. Более высокие числовые значения указывают на лучшую отталкивающую способность по отношению к маслу проверенных образцов. Величины 2 или более, 4 или более, 5 или более и даже 6 или более предпочтительны, когда желательна отталкивающая способность по отношению к маслу.

Проверка толщины металла

Толщина металла термоотражающего слоя и слоя, пропускающего радиолокационное излучение, если он нанесен, измеряют косвенным методом для образцов, приготовленных физическим осаждением из паров, используя оборудование и процессы известного уровня техники. Толщину определяют Inficon Sentinal III монитором из кристаллического кварца, который определяет скорость осаждения в ангстремах в секунду. На основе времени осаждения вычисляют номинальную толщину путем умножения времени осаждения на скорость осаждения.

Для образцов с металлической фольгой в качестве термоотражающего слоя толщину металлической фольги измеряют, используя микрометр Mitutoyo No. 2804F-10 до инкорпорирования в конструкцию.

Примеры

Пример 1

Образец конструкции, содержащий покрытый углеродом пПТФЭ и металлизированный пПТФЭ, изготавливают следующим образом.

Первый компонент, включающий покрытый углеродом пПТФЭ, представляющий первую подложку, готовят, как описано в примере 3 US No/2007/0009679, со следующими исключениями. Толщина используемой пПТФЭ мембраны составляет около 30 мкм, вес около 9 граммов на квадратный метр, и средний размер пор около 0,2 мкм. Количество используемой газовой сажи в пПТФЭ мембране составляет около 0,9 мас.%. Оптическая плотность и термоотражающие свойства первой подложки первого компонента измеряют методами в соответствии с описанием и представляют в таблице 1.

Второй компонент, содержащий металлизированный пПТФЭ, представляющий термоотражающий слой, готовят в соответствии с US 5,955,175, представляющий термоотражающий слой. Измеряют излучательную способность металлизированной стороны согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Рассчитанная толщина металлизированного пПТФЭ термоотражающего слоя составляет около 200 нм.

Затем первый компонент помещают напротив металлизированной стороны второго компонента и 0,5 мил слой полиэтиленовой пленки помещают между ними. Слои соединяют вместе, используя Geo Knight and Co Model 178SU Со пресс с нагревом при около 350°F в течение около 10 секунд для формирования конструкции. Результаты мультиспектральных тестов конструкций, изготовленных согласно этому примеру и измеренных со стороны покрытого углеродом пПТФЭ образца, представлены в таблице 1 и на фиг.9, 10 и 11. У конструкций отражение в видимой области около 8%, БИК отражение около 12%, отражение СИК около 28% и отражение ДИК около 50%, как представлено в таблице 1.

Кривые спектральной чувствительности на фиг.9, 10 и 11 показывают изменение коэффициента отражения и пропускания в широком диапазоне изученных длин волн. Средние результаты вычисляют по данным на этих фигурах по определенным диапазонам длин волн, представленные в таблице 1. Фиг.11 дополнительно включает данные по коэффициентам отражения конструкций около 8-9 мкм.

Пример 2

Готовят образец конструкции, содержащей слой покрытого углеродом пПТФЭ, А1 фольгу и текстильный задник, следующим образом.

Первый компонент, представляющий первую подложку из покрытого углеродом пПТФЭ, готовят как описано в примере 1. Оптическую плотность и свойства термопропускания первой подложки измеряют согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Готовят второй компонент, содержащий прерывистый слой фольги, адгезионно прикрепленный к текстильному заднику, представляющий термоотражающий слой. Второй компонент формируют перфорированием слоя перенесенной на контртело А1 фольги от Crown Roll Leaf, Inc (part #MG39-100G) для создания около 30% открытой области, чтобы сформировать прерывистый слой фольги, перенесенной на контртело. Прерывистый слой фольги, перенесенной на контртело, адгезионно прикрепляют к текстильному заднику с использованием непрерывного термопластического полиуретанового адгезива (8), чтобы сформировать второй компонент, представляющий термоотражающий слой. Слои соединяют вместе, используя пресс с нагревом Geo Knight and Co Model 178SU Со при около 280°F в течение около 8 секунд. Измеряют излучательную способность на стороне прерывистой алюминиевой фольги, перенесенной на контртело согласно испытательным методам описания, и представляют в таблице 1.

Затем первый компонент помещают на верхнюю сторону фольги второго компонента и соединяют вместе, используя пресс с нагревом, как описано в примере 1, и части полиуретанового адгезива, соответствующие открытым областям прерывистого слоя фольги, перенесенной на контртело, непосредственно прикрепляются к первому компоненту, чтобы сформировать конструкцию. Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкции, изготовленных согласно этому примеру и измеренные со стороны первого компонента, представлены в таблице 1. У конструкций отражение в видимой области около 7%, БИК отражение около 11%, отражение СИК около 31% и отражение ДИК около 43%. Прочность этого образца, измеренная испытательным методом описания, составляет 186 г.

Пример 3

Готовят образец конструкции, содержащий слой окрашенного пПТФЭ, А1 фольгу и текстильный задник, следующим образом.

Первый компонент готовят окрашиванием слоя 1,2 мил пПТФЭ (средний размер пор около 0,2 микрона и около 18 граммов на квадратный метр) с единственным по существу непрерывным покрытием черным перманентным маркером Sharpie®, чтобы включить в первую подложку конструкции. Оптическую плотность и свойства термопропускания первой подложки измеряют согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Готовят второй компонент перфорированием слоя перенесенной на контртело А1 фольги от Crown Roll Leaf, Inc (part #MG39-100G) для создания около 30% открытой области, чтобы сформировать прерывистый слой фольги, перенесенной на контртело, для включения термоотражающего слоя. Толщина металлической А1 фольги, перенесенной на контртело, рассчитана равной около 0,0008 дюйма. Этот прерывистый слой фольги, перенесенной на контртело, адгезионно прикрепляют к текстильному заднику с использованием непрерывного термопластического полиуретанового адгезива. Фольгу и текстильные слои задника соединяют вместе, используя пресс с нагревом Geo Knight and Со Model 178SU Со при около 280°F в течение около 8 секунд. Измеряют излучательную способность на стороне прерывистой алюминиевой фольги, перенесенной на контртело согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Неокрашенную сторону первого компонента помещают сверху фольги второго компонента, и первый, и второй компоненты соединяют вместе, используя горячий пресс, как описано в примере 1, чтобы сформировать конструкцию. Части полиуретанового адгезива, соответствующие открытым областям прерывистого слоя фольги, перенесенной на контртело, адгизивно прикрепляют непосредственно к первому компоненту.

Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкции, изготовленных согласно этому примеру, измеренные со стороны первого компонента, представлены в таблице 1. У конструкций отражение в видимой области около 5%, БИК отражение около 11%, отражение СИК около 48%, и отражение ДИК около 43%.

Пример 4

Готовят образец конструкции, содержащий пПТФЭ с надпечаткой и металлизированный пПТФЭ, следующим образом.

Первый компонент 1,2 мил пПТФЭ пленку (средний размер пор около 0,2 микрона и около 18 граммов на квадратный метр) покрывают водным раствором, содержащим около 13% Rhodapex ES-2 от Rhodia, Inc и около 6% гексанола, и дают высохнуть. Цветное изображение печатают на покрытой пПТФЭ пленке, используя HP Designjet 110 plus принтер, чтобы создать первую подложку. Оптическую плотность и свойства термопропускания первой подложки первого компонента измеряют согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Готовят второй компонент металлизированного пПТФЭ в соответствии с US 5,955,175 с использованием золота в качестве металла и исключением олефобного покрытия, для создания термоотражающего слоя. Измеряют излучательную способность на металлизированной стороне согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Ненадпечатную сторону первого компонента соединяют с металлизированной стороной второго компонента, используя 0,5 мил слой полиэтилена, как описано в примере 1.

Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкции, изготовленных согласно этому примеру, измеренные со стороны первого компонента, представлены в таблице 1 и на фиг.9, 10 и 11. У конструкций отражение в видимой области около 38%, БИК отражение около 62%, отражение СИК около 60% и отражение ДИК около 47%, как показано в таблице 1. Спектральная чувствительность, представленная на фиг.11, показывает, что конструкции с надпечаткой на пПТФЭ первого компонента влияют на коэффициент отражения в видимой области длин волн, прежде всего при 250-600 нм.

Пример 5

Готовят образец конструкции по существу согласно примеру 1 со следующими исключениями.

Вместо покрытого углеродом пПТФЭ слоя, первый компонент готовят окрашиванием слоя 1,2 мил пПТФЭ (средний размер пор около 0,2 микрона, и около 18 граммов на квадратный метр) с единственным по существу непрерывным покрытием черным перманентным маркером Sharpie®, чтобы создать первую подложку первого компонента. Оптическую плотность и свойства термопропускания первой подложки измеряют согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Измеряют излучательную способность металлизированной стороны второго компонента, изготовленного и тестированного как в примере 1, согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Затем неокрашенную сторону первого компонента присоединяют к металлизированной стороне второго компонента, используя прерывистый полиуретановый адгезив. Затем ламинируют ткань на неметаллизированную сторону второго компонента, используя прерывистый полиуретановый адгезив, чтобы сформировать конструкцию. Результаты мультиспектральных испытаний образцов, изготовленных согласно этому примеру, измеряют со стороны первого компонента, они представлены в таблице 1 и показаны на фиг.9, 10 и 11. У конструкций отражение в видимой области около 5%, БИК отражение около 12%, отражение СИК около 53% и отражение ДИК около 54%, как представлено в таблице 1.

Образец, изготовленный согласно этому примеру, является прозрачным в радиолокационной области со средним пропусканием около 100% и по всему диапазону 1-5 ГГц, и по всему диапазону 1-20 ГГц, при тестировании методом описания. Также проверяют прочность образца, вес в граммах на квадратный метр (gsm) и олеофобность, согласно методам описания. Результаты представлены в таблице 3.

Пример 6

Готовят образец конструкции, включающей два слоя покрытого углеродом пПТФЭ, соединенных металлическим покрытием, готовят следующим образом.

Образец покрытого углеродом пПТФЭ, изготовленного, как описано в примере 1, представляющий первую подложку первого компонента. Оптическая плотность и свойства термопропускания первой подложки измеряют согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Первую подложку из покрытого углеродом пПТФЭ первого компонента разделяют на две примерно равные секции. Одну секцию окрашивают Krylon Interior/exterior аэрозольной золотой краской (Part No. 1510-H597) в соответствии с указаниями на банке, чтобы создать термоотражающий слой. Сторону без углеродного покрытия остающейся неокрашенной секции помещают на влажную краску другой секции и приглаживают вручную, чтобы удалить морщины, позволяя краске действовать и как адгезив, и как компонент с низким коэффициентом излучения, чтобы сформировать композитный образец. Образцу дают высохнуть в течение около 10 минут и измеряют излучательную способность, используя Devices and Services, Inc (10290 Monroe Drive #202, Dallas, TX. 75229) model AE измерителем излучательной способности.

Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкции, изготовленных согласно этому примеру, измерены со стороны первого компонента и представлены в таблице 1. У конструкций отражение в видимой области около 9%, БИК отражение около 13%, отражение СИК около 31%, и отражение ДИК около 41%.

Образец, изготовленный согласно этому примеру, является прозрачным в радиолокационном диапазоне со средним пропусканием в радиолокационном диапазоне около 100% и по всему диапазону 1-5 ГГц и по всему диапазону 1-20 ГГц, при тестировании методами описания. Также образец тестируют на прочность, вес в граммах на квадратный метр (gsm) и олеофобность, согласно методам описания. Результаты представлены в таблице 3.

Пример 7

Образец конструкции, содержащей полипропилен и металл, готовят следующим образом.

Первую подложку первого компонента готовят окраской одной стороны слоя 2,5 мил полипропиленовой пленки по существу непрерывным покрытием черным перманентным маркером Sharpie®. Оптическую плотность и свойства термопропускания первой подложки измеряют согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Термоотражающий слой готовят, включающий металлизированный пПТФЭ материал, по существу в соответствии с US 5,955,175. Измеряют излучательную способность на металлизированной стороне согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Неокрашенную сторону первой подложки затем присоединяют к металлизированной стороне термоотражающего слоя, используя пресс с нагревом Geo Knight and Co Model 178SU при около 350°F в течение около 10 секунд, чтобы сформировать конструкцию.

Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкции, изготовленных согласно этому примеру, при измерении с окрашенной стороны, представлены в таблице 1 и на фиг.9, 10 и 11. У конструкций отражение в видимой области 7%, БИК отражение около 16%, отражение СИК около 43% и отражение ДИК около 78%, как представлено в таблице 1.

Пример 8

Образец конструкции из металлизированного полиуретана готовят следующим образом.

Первую подложку, включающую образец 1 мил полиуретановой пленки (Deerfield Uretanes, Part No 1710S, Deerfield, MA), металлизируют физическим осаждением паров. Около 300 нм алюминия наносят на вторую поверхность первой подложки физическим осаждением паров. Затем этот образец окрашивают на неметаллизированной стороне с единственным по существу непрерывным покрытием черным перманентным маркером Sharpie®.

Свойства образца первой подложки определяют, используя неметаллизированную часть PU пленки, покрытой по существу маркером Sharpie®. Оптическую плотность и свойства термопрозрачности этой подложки измеряют испытательным методом описания и представляют в таблице 1 в графе '"первый компонент".

Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкций, изготовленных согласно этому примеру, измеренные с окрашенной стороны, представлены в таблице 1. У конструкций отражение в видимой области около 7%, БИК отражение около 13%, отражение СИК около 54% и отражение ДИК около 18%.

Пример 9

Готовят образец конструкции, включающий полиэтиленовую пленку и алюминиевую фольгу следующим образом.

Первый компонент готовят окрашиванием слоя 2,0 мил полиэтиленовой пленки с единственным по существу непрерывным покрытием черным перманентным маркером Sharpie®, чтобы получить первую подложку первого компонента. Оптическую плотность и свойства термопропускания первой подложки измеряют испытательным методом описания и представляют в таблице 1.

Второй компонент, включающий Stor-It™ алюминиевую фольгу, используют в качестве термоотражающего слоя. Толщина металлической алюминиевой фольги, используемой для этого термоотражающего слоя, рассчитана равной около 0,001 дюйма. Излучательную способность измеряют согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Неокрашенную сторону РЕ пленки помещают непосредственно на алюминиевую фольгу и используют как мультиспектральную, селективно отражающую конструкцию. Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкций, изготовленных согласно этому примеру, измерены с окрашенной стороны и представлены в таблице 1 и на фиг.9, 10 и 11. У конструкций отражение в видимой около 7%, БИК отражение около 23%, отражение СИК около 70% и отражение ДИК около 73%, как представлено в таблице 1.

Образец, изготовленный согласно этому примеру, не является прозрачным в радиолокационном диапазоне со средним пропусканием около 0% по всему диапазону 1 -5 ГГц и по всему диапазону 1-20 ГГц при тестировании методом описания. Образец также проверяют на прочность, вес в граммах на квадратный метр (gsm) и олефобность методами описания. Результаты предоставлены в таблице 3.

Пример 10

Образец конструкции готовят по существу согласно примеру 5 со следующим исключением. Вместо прерывистого полиуретанового адгезива, первый и второй компоненты соединяют вместе с использованием непрерывного покрытия многоцелевым адгезивом 3М Super 77™. Текстильный задник также отсутствует.

Оптическая плотность и свойства термопрозрачности первой подложки первого компонента, полученного как в примере 5, измеряют согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Измеряют излучательную способность на металлизированной стороне согласно примеру 5 в соответствии с испытательными методами описания и представляют в таблице 1.

Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкций, измеренные с окрашенной стороны, представлены в таблице 1. В этом осуществлении отражение в видимой области около 4%, БИК отражение около 9%, отражение СИК около 34% и отражение ДИК около 16%.

Пример 11

Образец конструкции готовят по существу согласно примеру 8, с заменой 1,5 мил пленки из полиэтилентерефталата на полиуретановую пленку. Измеряют излучательную способность с неметаллизированной стороны и значения представляют в таблице 1 для термоотражающего слоя.

Как в примере 8, свойства первой подложки измеряют, используя неметаллизированную часть PET пленки, покрытой по существу маркером Sharpie®. Измеряют оптическую плотность и свойства термопропускания этой подложки согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1 в графе "первый компонент".

Результаты мультиспектральных испытаний образцов конструкций, изготовленных в соответствии с этим примером, измеренные с окрашенной стороны, представлены в таблице 1. У конструкций отражение в видимой области около 7%, БИК отражение около 17%, отражение СИК около 63% и отражение ДИК около 5%.

Пример 12

Готовят образец конструкции, содержащий пПТФЭ и металлизированный пПТФЭ следующим образом.

Измеряют оптическую плотность и свойства термопропускания первого компонента из 1,2 мил пПТФЭ пленки (средний размер пор около 0,2 и около 18 граммов на квадратный метр) согласно испытательным методам описания и представляют в таблице 1.

Второй компонент, представляющий термоотражающий слой, содержащий, металлизированный пПТФЭ, готовят в соответствии с US 5,955,175. Измеряют излучательную способность с неметаллизированной стороны и значения представляют в таблице 1.

Затем первый компонент помещают напротив металлизированной стороны второго компонента и между ними помещают 0,5 мил слой полиэтиленовой пленки. Слои соединяют вместе, используя пресс с нагревом Geo Knight and Co Model 178 SU Со при около 350°F в течение около 10 секунд для формирования конструкции. Результаты мультиспектральных тестов конструкций, изготовленных согласно этому примеру и измеренных со стороны образца, покрытого углеродом пПТФЭ, представлены в таблице 1 и на фиг.9, 10 и 11.

У конструкций отражение в видимой области около 86%, БИК отражение около 73%, отражение СИК около 56% и отражение ДИК около 83%, как представлено в таблице 1.

Пример 13

Готовят образец конструкции, содержащий покрытый углеродом пПТФЭ и металлизированный полиэфир следующим образом.

Образец готовят созданием первого компонента из покрытого углеродом пПТФЭ, как в Примере 1, в качестве первой подложки. Второй компонент из металлизированной Ni/Cu полиэфирной тафты, поставляемой Laird Co. (Product # 3027-217), представляющий термоотражающий слой (30), затем помещают прилегающим к первой подложке. Толщина этой металлизированной Ni/Cu полиэфирной тафты в спецификации продукта указывается равной 152 мкм. Результаты мультиспектральных тестов образцов конструкции, изготовленных согласно этому примеру, измеренных со стороны первого компонента, представляют в таблице 1 и на фиг.9, 10 и 11. У конструкций отражение в видимой области около 10%, БИК отражение около 15%, отражение СИК около 44% и отражение ДИК около 61%, как показано в таблице 1.

Образец, изготовленный согласно этому примеру, не является прозрачным в радиолокационной области со средним пропусканием около 0% по всему диапазону 1-5 ГГц и по всему диапазону 1-20 ГГц, при тестировании методом описания. Также проверяют образец на прочность, вес в граммах на квадратный метр (gsm) и олеофобность методами описания. Результаты представлены в таблице 3.

Пример 14

Получен Gore part#WJIX102108HZ для измерения мультиспектральных отражательных свойств композита. Gore part является образцом военных технических условий на гибкую ткань с приемлемыми характеристиками в видимой и БИК областях, но без требований по термоотражающим свойствам. Ткань является тканью с камуфляжным рисунком, ламинированной двухслойной пленкой с текстильным задником. Каждый цвет 4 цветных рисунков - светло-коричневый, темно-коричневый, светло-зеленый и темно-зеленый обозначен как 14а, 14b, 14с, и 14d, соответственно. Результаты мультиспектральных тестов приведены в таблице 1.

Таблица 1 Определение свойств образцов Пример Первый компонент Термо
отражающий слой Общее отражение структуры Оптическая плотность Общее пропускание (3-5 мкм) Общее пропускание (9-12 мкм) Излуча
тельная способность Видимая область БИК 3-5 мкм 9-12 мкм 1 1,95 62,7 73,4 0,12 7,8 11,7 28,4 50,0 2 1,95 62,7 73,4 0,38 6,8 10,5 30,9 42,5 3 4,15 74,3 71,3 0,38 4,8 11,1 48,3 42,8 4 2,53 81,1 67,2 0,08 38,1 61,5 59,8 47,0 5 4,15 74,3 71,3 0,12 5,4 12,1 53,0 53,7 6 1,95 62,7 73,4 0,34 9,4 13,4 30,8 41,1 7 1,08 67,0 85,7 0,12 7,4 16,4 42,5 77,7 8 1,19 55,0 22,1 0,04 6,9 12,6 54,2 17,9 9 1,07 70,2 77,6 0,02 6,9 23,4 70,2 72,9 10 4,15 74,3 71,3 0,12 4,2 8,9 34,2 16,3 11 1,09 60,8 18,7 0,02 7,0 17,1 62,5 5,1 12 0,75 90,8 86,1 0,12 86,1 72,6 56,4 82,9 13 1,95 62,7 73,4 0,15 9,8 14,8 43,8 61,3 14а - - - - 28,9 52,1 11,9 3,9 14b - - - - 23,6 47,9 9,7 7,1 14с - - - - 13,8 35,0 9,7 7,0 14d - - - - 8,9 35,9 9,9 6,8

Таблица 2 Измеренная скорость пропускания паров воды для образцов Пример MVTR (г/м²/сутки) 5 >14000 6 >8000 13 >21000

Таблица 3 Измерения прозрачности в радиолокационном диапазоне, выраженной коэффициентом пропускания в процентах, олеофобности, веса и прочности Пример № Пропускание, % при 1-5 ГГц Пропускание, % при 1-20 ГГц Олеофобность Вес(г/м) Прочность (г) 5 100 100 2 147 304 6 100 100 6 40 50 9 0 0 4 75 73 13 0 0 5 107 111

Изобретение относится к селективно отражающей структуре с регулируемым отражением и пропусканием в видимой, дальней ИК-области, средневолновой ИК-области, ближней ИК-области и радиолокационной областях ЭМ спектра. Селективно отражающая структура содержит переднюю поверхность и заднюю поверхность; подложку, пропускающую тепло и непрозрачную для видимого света, содержащую первый микропористый полимерный слой и краситель, причем подложка имеет первую поверхность, приближенную к передней поверхности структуры, и вторую поверхность; и термоотражающий слой, содержащий компонент с низким коэффициентом излучения, прилегающий ко второй поверхности пропускающей тепло и непрозрачной для видимого света подложки, причем термоотражающий слой приближен к задней поверхности структуры, при этом структура имеет средний коэффициент отражения <70% в диапазоне длин волн 400-600 нм; средний коэффициент отражения >25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм; и средний коэффициент пропускания радиолокационных волн >90% в диапазоне частот от 1 ГГц до около 5 ГГц. Техническим результатом изобретения является уменьшение обнаруживаемости объекта в тепловых диапазонах электромагнитного спектра. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 14 пр., 3 табл., 12 ил.

1. Селективно отражающая структура, содержащая:
переднюю поверхность и заднюю поверхность;
подложку, пропускающую тепло и непрозрачную для видимого света, содержащую первый микропористый полимерный слой и краситель, причем подложка имеет первую поверхность, приближенную к передней поверхности структуры, и вторую поверхность; и
термоотражающий слой, содержащий компонент с низким коэффициентом излучения, прилегающий ко второй поверхности пропускающей тепло и непрозрачной для видимого света подложки, причем термоотражающий слой приближен к задней поверхности структуры,
при этом структура имеет
средний коэффициент отражения <70% в диапазоне длин волн 400-600 нм;
средний коэффициент отражения >25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм; и средний коэффициент пропускания радиолокационных волн >90% в диапазоне частот от 1 ГТц до около 5 ГГц.

2. Структура по п.1, в которой дополнительно средний коэффициент отражения <70% в диапазоне длин волн 700-1000 нм.

3. Структура по п.1, в которой дополнительно средний коэффициент пропускания радиолокационных волн >90% во всем частотном диапазоне от 5 ГГц до около 20 ГГц.

4. Структура по п.1, в которой средний коэффициент пропускания радиолокационных волн >99% в частотном диапазоне от 1 ГГц до около 5 ГГц и средний коэффициент пропускания радиолокационных волн >99% в частотном диапазоне от 5 ГГц до около 20 ГГц.

5. Структура по п.1, в которой первый микропористый полимерный слой содержит первый микропористый пенополитетрафторэтилен (пПТФЭ).

6. Структура по п.1, в которой термоотражающий слой содержит полимерный слой.

7. Структура по п.6, в которой термоотражающий слой содержит металлизированный полимерный слой.

8. Структура по п.1, в которой термоотражающий слой содержит второй микропористый полимерный слой.

9. Структура по п.8, в которой второй микропористый полимерный слой металлизированный.

10. Структура по п.9, в которой второй микропористый полимерный слой содержит металлизированный пПТФЭ.

11. Структура по п.5, в которой термоотражающий слой содержит второй микропористый слой из пПТФЭ, а компонент с низким коэффициентом излучения является металлом, нанесенным для формирования металлизированной поверхности второго микропористого слоя из пПТФЭ, причем металлизированная поверхность прилегает ко второй поверхности пропускающей тепло и непрозрачной для видимого света подложки.

12. Структура по п.11, в которой толщина металла менее чем около 1 мкм.

13. Структура по п.11, в которой толщина металла менее чем около 500 нм.

14. Структура по п.11, в которой толщина металла менее чем около 400 нм.

15. Структура по п.1, в которой термоотражающий слой связан с пропускающей тепло, непрозрачной для видимого света подложкой через промежуточный адгезивный слой.

16. Структура по п.11, в которой компонент с низким коэффициентом излучения содержит на поверхности второго микропористого слоя из вспученного ПТФЭ металлические частицы, нанесенные из паровой фазы.

17. Структура по п.5, в которой компонент с низким коэффициентом излучения содержит на поверхности второго микропористого слоя из пПТФЭ напыленное покрытие, содержащее металлические частицы.

18. Структура по п.1, в которой компонент с низким коэффициентом излучения содержит А1.

19. Структура по п.1, в которой компонент с низким коэффициентом излучения содержит Сu.

20. Структура по п.1, в которой компонент с низким коэффициентом излучения содержит Аu.

21. Структура по п.1, в которой компонент с низким коэффициентом излучения выбран из серебра (Ag), никеля (Ni), олова (Sn), цинка (Zn), свинца (Рb), хрома (Сr) или их сплавов.

22. Структура по п.1, дополнительно включающая противолокационный слой для ослабления радиолокационного сигнала, прилегающий к термоотражающему слою по другую сторону от слоя, пропускающего тепло и непрозрачного для видимого света.

23. Структура по п.22, в которой противолокационный слой содержит компонент, поглощающий радиолокационное излучение.

24. Структура по п.22, в которой противолокационный слой содержит компонент, отражающий радиолокационное излучение.

25. Структура по п.22, в которой противолокационный слой содержит отдельные области компонента, отражающего радиолокационное излучение, и отдельные области компонента, поглощающего радиолокационное излучение.

26. Структура по п.22, в которой противолокационный слой наложен на термоотражающий слой на стороне, противоположной подложке, пропускающей тепло и непрозрачной для видимого света.

27. Структура по п.1, характеризующаяся тем, что имеет оценку масла более 1.

28. Структура по п.1, характеризующаяся тем, что имеет оценку масла более 2.

29. Структура по п.1, характеризующаяся тем, что имеет прочность менее 500 г.

30. Структура по п.1, характеризующаяся тем, что имеет прочность менее 300 г.

31. Структура по п.1, характеризующаяся тем, что имеет прочность менее 200 г.

32. Способ обеспечения визуальной и тепловой маскировки для транспортного средства с противолокационной маскировкой, характеризующийся тем, что формируют структуру, содержащую переднюю поверхность и заднюю поверхность;
подложку, пропускающую тепло и непрозрачную для видимого света, прилегающую к первой поверхности; и
термоотражающий слой, содержащий компонент с низким коэффициентом излучения, прилегающий к пропускающей тепло и непрозрачной для видимого света подложке,
причем структура имеет:
средний коэффициент отражения <70% в диапазоне длин волн 400-600 нм;
средний коэффициент отражения >25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм; и средний коэффициент пропускания радиолокационных волн >90% в диапазоне частот от 1 ГГц до около 20 ГГц; и
размещают структуру между детектором и транспортным средством с противолокационной маскировкой, причем переднюю поверхность структуры ориентируют в сторону детектора.

33. Способ изготовления структуры с тепловой и визуальной маскировкой, прозрачной для радиолокационного излучения, включающий стадии, на которых:
обеспечивают первую подложку, содержащую пропускающий тепло первый микропористый полимерный материал, имеющий первую и вторую поверхности;
обеспечивают краситель;
наносят краситель по меньшей мере на первую поверхность первой подложки для формирования пропускающего тепло и непрозрачного для видимого света слоя;
обеспечивают вторую подложку, содержащую компонент с низким коэффициентом излучения;
ориентируют компонент с низким коэффициентом излучения второй подложки в сторону второй поверхности первой подложки;
склеивают первую и вторую подложки для формирования структуры, имеющей средний коэффициент отражения <70% в диапазоне длин волн 400-600 нм, средний коэффициент отражения >25% в диапазоне длин волн 9-12 мкм и коэффициент пропускания радиолокационного излучения более 90% в частотном диапазоне 1 ГГц до около 20 ГГц.

34. Способ по п.33, в котором пропускающий тепло полимерный материал содержит пПТФЭ.

35. Способ по п.34, в котором наносят краситель методом печати на пПТФЭ для формирования пропускающего тепло и непрозрачного для видимого света слоя.

36. Способ по п.33, в котором вторая подложка содержит второй микропористый полимерный слой, причем дополнительно выполняют осаждение металла из паровой фазы на второй микропористый слой.

37. Способ по п.33, в котором вторая подложка содержит второй микропористый полимерный слой, причем дополнительно выполняют напыление металла на второй микропористый слой.

38. Способ по п.36, дополнительно содержащий стадию, на которой соединяют вместе первый и второй микропористые слои.

39. Способ по п.37, дополнительно содержащий стадию, на которой склеивают первый и второй микропористые слои путем нанесения в качестве адгезива брызг металла.

40. Способ по п.33, включающий наложение по меньшей мере одного дополнительного слоя на стороне структуры, ближайшей ко второй подложке.

41. Способ по п,40, в котором по меньшей мере один дополнительный слой является текстильным слоем.

42. Способ по п.40, в котором по меньшей мере один дополнительный слой является слоем противолокационной маскировки.