EP0468173B1

EP0468173B1 - Tarnnetz

Info

Publication number: EP0468173B1
Application number: EP91109213A
Authority: EP
Inventors: Manfred Hellwig
Original assignee: Ploucquet C F GmbH and Co
Current assignee: Ploucquet C F GmbH and Co
Priority date: 1990-07-21
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2011-06-06
Also published as: NO912542D0; NO179300C; DE4023287C2; ATE103064T1; IL98430A; FI913247A; FI108368B; PT98403A; CA2043755C; CA2043755A1; FI913247A0; EP0468173A1; DK0468173T3; NO912542L; IL98430A0; PT98403B; ES2050483T3; DE9017747U1; NO179300B; US5348789A

Description

Die Erfindung betrifft ein Tarnnetz aus einem flammhemmend ausgerüsteten Material, das als Trägermaterial Polyesterfasern in einer Lochstruktur aufweist, das mit einer Beschichtung aus einer flammhemmend ausgerüsteten Polymerschicht versehen ist, die mit Absorberpigmenten versehen ist, welche im Mikrowellenbereich von ca. 10 bis 100 GHz wirksam sind, wobei die Polymerschicht mit IR-Tarnfarbe beschichtet ist.
Ein solches Tarnnetz ist aus der DE-A-3 810 121 bekannt.
Tarnnetze dieser Art dienen zur Tarnung von Gebäuden und von festen und mobilen militärischen Einrichtungen, wie z.B. Kraftfahrzeugen, Panzer und dergleichen. Derartige Tarnnetze sollen nicht nur eine Tarnung vor Infrarot-Kameras bzw. Wärmebilddedektronen sondern auch vor Radarerfassungen sein. Die Tarnung soll somit im Infrarot-, Wärmebild-, Millimeter- und Zentimeter-Radarstrahlungsbereich gegeben sein.
Das Tarnnetz soll verhindern, daß auf einen Gegenstand auftreffende Mikrowellen von diesem zurückreflektiert werden. Weiterhin soll verhindert werden, daß eine Identifizierung durch Sensoren im Infrarot- bzw. Wärmebildbereich möglich ist. Dies bedeutet, die zu tarnenden Objekte sollen durch aktive Sichtgeräte im 0,7 bis 1,8 µm Fenster bzw. passive Sichtgeräte im 3 bis 5µm und 8 bis 14µm Fenster nicht erkennbar oder identifizierbar sein. Zu diesem Zweck sind bereits verschiedene Tarnnetze bekannt.
In der DE-A-33 29 264 ist ein im Mikrowellenbereich absorbierendes Material beschrieben, das vorzugsweise im 10 GHz-Bereich wirksam ist. Nachteilig dabei ist jedoch, daß es auf metallische Unterlagen aufgetragen werden muß und somit für flexible Trägermaterialien ungeeignet ist.
In der DE-A-31 17 245 ist als Trägermaterial ein metallisiertes, aufgerauhtes Polgewebe beschrieben. Die metallisierten Pole sind jedoch einseitig. Dies bedeutet, die gewünschte verminderte Reflektion von Mikrowellen kommt bei diesem Material nur zustande, wenn die aufgerauhte Seite des Polgewebes zum Mikrowellensender zeigt. Die glatte Rückseite besitzt hingegen ein nahezu ungedämpftes hohes Reflektionsvermögen. Nachteilig ist weiterhin auch, daß dieses Material ein starkes negatives Verhalten im Wärmebildbereich (Wärmeabsorbtion) zeigt.
Die DE-A-38 10 121 beschreibt als Trägermaterial für ein Tarnnetz eine offene Struktur aus Polyesterfasern. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei dieser Ausgestaltung des Tarnnetzes der darunterliegende Gegenstand im Wärmebild noch sichtbar ist. Auch der hohe Polymeranteil, mit dem das Trägermaterial beschichtet ist, verhält sich an der Gitterstruktur oder auf der Jacquardfläche des Trägermateriales aufgrund einer hohen Wärmeabsorbtion sehr negativ. Nachteilig ist weiterhin auch, daß im Mikrowellenbereich nicht zu erkennen ist, daß die dort verwendete Polymerbeschichtung eine Absorberwirkung besitzt.
Die FR-A-2 311 117 beschreibt ein Tarntuch mit eingelegten Metallfasern zur Erzielung einer Tarnwirkung gegen Funkwellen. Dieses Tarntuch reflektiert Funkwellen durch Pigmentwerkstoffe in den Polymerfasern, die zusammen mit den Metallfasern versponnen werden.
Bekannt ist nun, daß sich in den atmosphärischen Fenstern um 26 bis 40 und 92 bis 96 GHz natürliche Objekte wie Gras und Pflanzen, wie Schwarzkörperstrahler mit einem Emissionsgrad von nahezu Eins verhalten, während militärische Objekte, wie Panzer, Lastkraftwagen usw. aus Metall einen Emissionsgrad von annähernd Null und daher einen Remissionsgrad von annähernd Eins besitzen. Letztere sind somit ideale Reflektoren, wobei ein Teil der Strahlung gerichtet ist, während ein Teil diffus reflektierend ist.
Dies bedeutet, daß bei radiometrischen Messungen von oben das zu tarnende, z.B. militärische Objekt die Mikrowellenstrahlung des Himmels mit einer Temperatur von 30 K bei 35 GHz und 100 K bei 94 GHz reflektiert, während die Umgebung als Schwarzkörperstrahler mit der Umgebungstemperatur abstrahlt.
Das militärische Objekt verhält sich also wie ein sehr kaltes Ziel in einer warmen Umgebung, wobei der Temperaturkontrast zwischen 240 K und 280 K beträgt. Auf diese Weise kann es mit einem Mikrowellenradiometer als kalter Körper geortet werden. Zwar reduziert sich bei bedecktem Himmel und Regen der Temperaturkontrast, aber er ist noch immer so hoch, daß gepanzerte Fahrzeuge mit einem passiven Mikrowellensuchkopf zur Endphasenlenkung von Geschossen und Flugkörpern geortet werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein multispektral wirksames flammhemmendes Tarnnetz herzustellen, das einen Schutz im sichtoptischen und nahen IR-Bereich gibt, gute Dämpfungswerte über ein breites Spektrum des Mikrowellenbereiches zeigt und niedrig emittierend im Wärmebildbereich ist. Darüberhinaus soll das Tarnnetz auch eine gute mechanische Festigkeit und Flexibilität über einen möglich breiten Temperaturbereich besitzen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Tarnnetz gelöst, das ein Trägermaterial mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen aufweist.
Überraschender Weise hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Ausbildung des Trägermateriales in Kombination mit den angegebenen Beschichtungen sowohl einen Schutz im sichtoptischen und nahen IR-Bereich als auch gute Dämpfungswerte im Mikrowellenbereich besitzt und darüberhinaus auch ein Wärmebild derart erzeugt, daß das zu tarnende Objekt nicht geortet werden kann.
Insbesondere der Anteil an Metallfasern sorgt für eine derartige Teilreflektion, daß weder ein Loch an dieser Stelle durch eine Vollabsorption ensteht, noch eine Hervorhebung von der Umgebung.
Der Anteil von Absorberstoffen mit Breitbandwirkung im Mikrowellenbereich von 10 bis 100 GHz ist sehr entscheidend, wobei bei einer Beimengung von ca. 35 Gew.% ein Optimum erreicht wird.
Besonders gute Werte haben sich dabei in der Praxis gezeigt, wenn der Anteil der Metallfasern 5 bis 15 % vorzugsweise ca. 10 % beträgt, die entsprechend in die Wirkware eingesponnen sind.
Die besten Ergebnisse hinsichtlich einer möglichst guten Nichtortung in einem sehr weiten Bereich haben sich dabei ergeben, wenn in Verbindung mit den Metallfasern die Größe der Löcher in dem Trägermaterial so gewählt ist, daß sie einen Durchmesser bzw. eine Breite bzw. Höhe von 2 bis 3 mm besitzen.
Durch diese Ausgestaltung ist ein optimaler Austausch der Wärmeströmung gegeben und auch das Wärmebild so ideal, daß man das zu tarnende Objekt praktisch von der Umgebung nicht mehr unterscheiden kann.
Die angegebene Struktur in der erfindungsgemäßen Form ermöglicht eine gute Luft- und Wärmeströmung, wobei sie jedoch nicht so offen ist, daß das dahinterliegende Objekt im Wärmebild sichtbar wird.
Die Form der Löcher kann beliebig sein, in der Praxis haben sich jedoch Öffnungen mit wenigstens annähernd Rautenform als am geeignetesten herausgestellt. Durch die Rautenform wird auch eine entsprechende Verstärkung des Trägermateriales und damit des Tarnnetzes erreicht, womit hohe Reißfestigkeitswerte und Weiterreißwerte erhalten werden.
In vorteilhafter Weise wird man die Löcher in dem Trägermaterial reihenförmig anordnen, wobei in aufeinanderfolgenden Reihen die Löcher versetzt zueinander liegen können.
Tests haben gezeigt, daß besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Fasern um die Löcher dichter gewirkt sind bzw. wenn die Abschnitte zwischen den Reihen von Löchern loser gewirkt sind.
Nach einer Beschichtung des Trägermateriales mit einem Flammenschutz kann das so behandelnde Trägermaterial mit einem Polymer, z.B. Polyurethan, beschichtet werden, das mit Absorberpigmenten versehen ist, die vorzugsweise im Mikrowellenbereich von 10 bis 100 GHz wirksam sind.
Als Absorberstoffe haben sich z.B. solche auf Kohlenstoffbasis als geeignet herausgestellt.
Nachfolgend ist anhand eines Beispieles und der Zeichnung ein erfindungsgemäßes Tarnnetz näher beschrieben.
Es zeigt:

Fig. 1:: eine ausschnittsweise Draufsicht auf das erfindungsgemäße Tarnnetz;
Fig. 2:: einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Tarnnetz nach der Fig. 1.

Als Trägermaterial 1 für das Tarnnetz wird eine Wirkware aus Polyester verwendet, das zur Verstärkung mit rautenförmigen Löchern 2 in offener Struktur ausgebildet ist. Die Öffnungsweiten der Löcher betragen ca. 2 bis 3 mm.
In die Wirkware aus Polyesterfasern sind bis ca. 10 % Metallfasern 3 eingesponnen. Ein derart ausgebildetetes Trägermaterial besitzt Reißfestigkeitswerte von 700 N/5 cm und Weiterreißwerte von über 60 N/5 cm.
Um einen Flammschutz zu erreichen, wird das Trägermaterial mit einem entsprechenden permanenten Flammschutz und gleichzeitig mit einer hydrophoben Ausrüstung versehen. Der Flammschutz sollte halogenfrei sein und die DIN 4102/B1 erreichen. Die Auflage liegt zwischen 20 bis 30 g/m². Die Aufbringung des Flammschutzmittels kann z.B. durch Foulardierung erfolgen.
Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Flammschutz 4 die Wirkware allseitig, d.h. auch in den Löchern, umschließt.
Das auf diese Weise vorbehandelte Trägermaterial 1 wird beidseitig, d.h. auf der Vorder- und Rückseite mit einer flammhemmenden absorbierenden Polymerschicht 5 versehen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Beschichtung so erfolgt, daß die Poren, bzw. Löcher 2 sich nicht zusetzen und daß die Polymerschicht 5 nicht so stark wird, daß sie sich aufheizt und das Wärmebild verändert.
Vorzugsweise kann für das Polymer ein hoch lichtechtes und hydrolisefestes Polyurethan verwendet werden. Als Flammschutz können z.B. mineralische Stoffe, wie z.B. Aluminiumhydroxyd und/oder Phosphor-Stickstoffverbindungen verwendet werden. Ebenso sind auch andere Flammschutzmittel möglich, die nicht Dioxin und Furan abspalten. In vorteilhafter Weise wird man auch Fungizidmittel als Zusatz hinzugeben.
Das Polymer stellt die Trägerschicht für Absorberpigmente 8 dar. Die Absorberpigmente 8 dienen zur Absorbierung von Radarstrahlen in einem Mikrowellenbereich von 10 bis 100 GHz.
Nachfolgend ist eine beispielsweise Zusammensetzung der Polymerbeschichtung 5 angegeben:
100 Teilen Polymer in flüssiger Form wird 30 Gew.% Flammschutzmittel, 35 % Gew.% Absorberpigmente und 1 Gew.% Fungizidmittel beigemischt. Die zu verarbeitende Konsistenz zum Aufbringen dieser Schicht auf das Trägermaterial 1 wird durch Verdünnen mit aromatischen Lösungsmitteln erreicht.
Die Trocknung der aufgebrachten Schicht auf dem Trägermaterial 1 erfolgt vorzugsweise in einem Temperaturbereich von ca. 110 bis 130 °C.
Die Polymerauflage beträgt ca. 40 bis 45 g/m².
Abschließend wird beidseitig eine niedrig emittierende IR-Tarnfarbenschicht 6 aufgedruckt oder aufgespritzt. Dabei wird das Tarnfarbenbindersystem vorzugsweise ebenfalls fungizid und flammhemmend ausgerüstet, wobei ebenfalls dafür zu sorgen ist, daß die Größe der Löcher 2 in dem Trägermaterial 1 möglichst nicht oder wenigstens kaum verändert wird.
Aus der Fig. 1 ist weiterhin auch ersichtlich, daß die Dichte der gewirkten Polyesterfasern unregelmäßig ist. Die Dichte ist im Bereich der Löcher 2 höher als in den Abschnitten 7 von benachbart zueinander liegenden Reihen von Löchern 2, wo die Fasern lockerer gewirkt sind.
Mit dem vorstehend beschriebenen Tarnnetz konnten folgende Meßergebenisse erreicht werden:

1. Radar
Durch die angenommene Strahlung im vegetativen Umfeld, bei Berücksichtigung des Bewölkungsgrades, der Umgebungstemperatur und des Bewachsungsgrades nimmt man Dämpfungswerte von -3 dB bis -8 dB pro m² an. Das hier beschriebene Tarnnetz wurde pilotmäßig in einem bestimmten Aspektwinkel (z.B. 45 Grad) und Azimutwinkel von 0 bis 360 Grad vermessen.
Die Absenkung des linearen Mittelwertes ergab bei $35 GHz = -11 dB$
$94 GHz = -12 dB$
2. Wärmebild
Die Beschichtungsauflage von 40 bis 45 g/m² hat sich beim Feldgroßversuch im Wärmebild nicht negativ ausgewirkt, was keine Wärmeabsorption zur Folge hatte. (Netzgröße war 6 x 8 m. Der Wärmebildsensorenabstand betrug ungefähr 800 m. Getarnt wurden Lastwagen am Waldrand.)
Höhere Auflagen und geschlossen beschichtete Flächen würden zur Wärmeabsorption neigen und damit sichtbar werden.
3. Nahes Infrarot
Die aufgebrachten niedrig emittierenden IR-Tarnfarben ergeben keine Veränderung im Mikrowellen- und Wärmebildbereich.

Claims

Tarnnetz aus einem flammhemmend ausgerüsteten Material, das als Trägermaterial (1) Polyesterfasern in einer Lochstruktur aufweist, das mit einer Beschichtung aus einer flammhemmend ausgerüsteten Polymerschicht (5) versehen ist, die mit Absorberpigmenten (8) versehen ist, welche im Mikrowellenbereich von ca. 10 bis 100 GHz wirksam sind, wobei die Polymerschicht (5) mit IR-Tarnfarbe beschichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (1) eine Wirkware aus Polyesterfasern ist, in die Metallfasern (3) eingelegt sind, und daß in der Polymerschicht (5) die Absorberpigmente (8) in einem Anteil von ca. 30 bis 40 Gew.% vorhanden sind.
Tarnnetz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 15 %, vorzugsweise ca. 10 % Metallfasern (3) in die Wirkware eingesponnen sind.
Tarnnetz nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (2) der offenen Struktur des Trägermaterials (1) Durchmesser bzw. Breiten und/oder Höhen von ca. 2 bis 3 mm besitzen.
Tarnnetz nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (2) wenigstens annähernd rautenförmig ausgebildet sind.
Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (2) in dem Trägermaterial (1) reihenförmig angeordnet sind.
Tarnnetz nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß in nacheinanderfolgenden Reihen die Löcher (2) versetzt zueinander angeordnet sind.
Tarnnetz nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern um die Löcher dichter gewirkt sind.
Tarnnetz nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (7) zwischen den Reihen von Löchern (2) lockerer gewirkt sind.
Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschicht (5) aus Polyurethan besteht.
Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschicht (5) einen Zusatz als Flammschutz besitzt.
Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß in 100 Teilen der Polymerschicht, ca. 30 Gew.% Flammschutz, ca. 1 % Fungizidmittel und ca. 35 % Absorberpigmente (8) enthalten sind.
Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß Absorberpigmente (8) auf Kohlenstoffbasis vorgesehen sind.
Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschicht (5) in einer Stärke von 40 - 45 g/m² aufgebracht ist.