FI93992C

FI93992C - Camouflage material and process for its preparation

Info

Publication number: FI93992C
Application number: FI935290A
Authority: FI
Inventors: Ralf Oesterlund; Rauni Jokinen
Original assignee: Valtion Teknillinen
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1995-06-26
Also published as: FI93992B; FI935290A0

Description

9399293992

Naamiointimateriaali ja menetelmä sen valmistamiseksiCamouflage material and method of making it

Keksintö kohdistuu naamiointimateriaaliin, joka käsittää tukikerroksen sekä tämän päälle 1 ilmakerroksen 5 välityksellä laminoidut sopivammin metallisen ohuen kalvomaisen heijastuskerroksen ja sopivammin muovia olevan pintakerroksen. Keksintö kohdistuu myös menetelmään naamiointimateriaalin valmistamiseksi.The invention relates to a camouflage material comprising a support layer and a thin metallic reflective layer suitably laminated thereon via an air layer 5 and a surface layer more suitably made of plastic. The invention also relates to a method for producing a camouflage material.

10 Naamiointimateriaalin tarkoituksena on estää sen suojassa olevan kohteen visuaalinen, tutkan avulla tapahtuva ja infrapunatähystyksen avulla tapahtuva havaitseminen. Visuaalinen naamiointi saadaan aikaan naamiointimateriaalin pintakerroksen sopivalla kuvioin-15 nilla ja värityksellä. Suojattavat kohteet ovat usein lämpimiä, jolloin niiden tähystykseen käytetään infrapunatähystystä, johon visuaalinen naamiointi ei vaikuta. Tämän torjumiseksi naamiointimateriaaleissa on käytetty heijastavaa kerrosta, joka heijastaa 20 suojattavasta kohteesta tulevaa lämpösäteilyä pintakerroksen eristämiseksi. Tällöin etsittävän kohteen aiheuttama lämpösäteily ei pääse materiaalin läpi, ja pintakerroksen aiheuttama säteily muistuttaa enemmän ympäristöä. Vaikeutena on kuitenkin se, että heijastus-25 kerroksella saattaa syntyä peiliheijastusta infrapuna- : alueella tai tutkaheijastusta, mikä paljastaa itse naamiointimateriaalin. Tätä vastaan vaikutetaan aiheuttamalla kyseiseen kerrokseen, joka on ohut metallikalvo, epäjatkuvuutta antamalla kalvon rik-30 koutua laminoinnin yhteydessä mosaiikkimaiseksi kuvioksi. Pintakerros, joka on yleisesti alhaisen emi ssiivisyyden omaavaa muovimateriaalia, saattaa kuitenkin näkyä yhtenäisenä saman lämpötilan alueena, joka, vaikka se ei näykään ympäristöä lämpimämpänä 35 alueena, paljastaa naamiointimateriaalin. Tämän johdosta myös pintakerrokseen pyritään saamaan epäjatkuvuutta joko järjestämällä siihen vaihteleva paksuus päällekkäisten palojen avulla tai vierekkäisten, eri 2 93992 materiaalia olevien osuuksien avulla. Tällaisia ratkaisuja on esitetty mm. US-patenteissa 4,529,633 ja 4,615,921.10 The purpose of camouflage material is to prevent visual, radar and infrared detection of an object under its protection. Visual camouflage is achieved by suitable patterning and coloring of the surface layer of the camouflage material. Objects to be protected are often warm, using infrared imaging, which is not affected by visual camouflage. To counteract this, a reflective layer has been used in the camouflage materials, which reflects the thermal radiation from the 20 objects to be protected to insulate the surface layer. In this case, the thermal radiation caused by the object to be searched for cannot pass through the material, and the radiation caused by the surface layer is more reminiscent of the environment. The difficulty, however, is that a reflection in the infrared region or radar reflection may occur in the reflection layer 25, revealing the camouflage material itself. This is counteracted by causing discontinuity in said layer, which is a thin metal film, by allowing the film to rupture during lamination to form a mosaic pattern. However, the surface layer, which is generally a low emissivity plastic material, may appear as a uniform region of the same temperature which, although not visible as a warmer region than the environment, exposes the camouflage material. As a result, it is also sought to obtain discontinuity in the surface layer, either by arranging a variable thickness in it by means of overlapping pieces or by means of adjacent portions of different 2 93992 materials. Such solutions have been presented e.g. U.S. Patents 4,529,633 and 4,615,921.

5 Alunperin tasaisen ohuen heijastuskalvon rikkoutuminen mosaiikkirakenteeksi riippuu mekaanisista erityis-menetelmistä, esim. valssauksesta, sekä tukikerroksen laadusta.5 The breakage of an initially uniform thin reflective film into a mosaic structure depends on special mechanical methods, e.g. rolling, and the quality of the support layer.

10 Keksinnön tarkoituksena on esittää naamiointimateriaa-li, jolla saadaan yhtä kirjava vaikutus infrapunatähys-tyksessä, mutta joka on helpompi valmistaa, koska pintakerros voidaan jättää paksuudeltaan ja materiaaliltaan yhtenäiseksi. Tämän tarkoituksen toteuttami-15 seksi keksinnön mukaiselle naamiointimateriaalille on pääasiassa tunnusomaista se, että siinä on laminointi-vahvuudeltaan toisistaan eroavia alueita materiaalin tasossa, jotka aiheuttavat vastaavasti paikallisia eroja ohuen kalvomaisen heijastuskerroksen rikkoutumi-20 seen saaden aikaan kauttaaltaan epätasaisen infrapunakuvan ja välttäen tutkaheijastuksen. Infrapunatähystyk-sen kirjava kuva saadaan tällöin heijastuskerroksen x-y-tasossa sijaitsevien erilaisten alueiden avulla.The object of the invention is to provide a camouflage material which has an equally varied effect in infrared imaging, but which is easier to manufacture because the surface layer can be left uniform in thickness and material. To achieve this purpose, the camouflage material according to the invention is mainly characterized in that it has regions with different lamination strengths in the plane of the material, which respectively cause local differences in the breakage of the thin film-like reflective layer, resulting in an uneven infrared pattern throughout. The variegated image of the infrared view is then obtained by means of different areas located in the x-y plane of the reflection layer.

25 Erään edullisen suoritusmuodon mukaan liimakerros i muodostuu sulate1limakalvosta.According to a preferred embodiment, the adhesive layer i consists of a hot-melt adhesive film.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, että laminointi suoritetaan matalassa 30 laminointipaineessa siten, että heijastuskerros kiinnittyy siinä määrin eri vahvuuksilla tukikerrok-seen, että syntyy laminointivahvuudeltaan toisistaan eroavia alueita, joissa ohut kalvomainen heijastuskerros rikkoutuu eri tavalla ja aiheuttaa kauttaaltaan 35 epätasaisen infrapunakuvan ja välttää tutkaheijastuksen. Menetelmä on helppo toteuttaa, koska pintakerros ei vaadi aikaisemmin käytettyjä lisätoimenpiteitä kirjavuuden lisäämiseksi.The method according to the invention, in turn, is characterized in that the lamination is carried out at a low lamination pressure, so that the reflective layer adheres to the support layer with different strengths. . The method is easy to implement because the surface layer does not require additional measures previously used to increase variegation.

3 939923 93992

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 5 kuva 1 esittää laitetta keksinnön mukaisen materiaalin valmistamiseksi, kuva 2 esittää keksinnön mukaista materiaalia tasokuvantona, ja 10 kuva 3 esittää kuvan 2 materiaalia poikkileikkauk sessa linjaa III-III pitkin.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows an apparatus for producing a material according to the invention, Figure 2 shows a material according to the invention in plan view, and Figure 3 shows the material of Figure 2 in cross section along line III-III.

Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukainen materiaali 15 tasokuvantona, eli suoraan edestäpäin nähtynä. Tasomaisessa materiaalissa on laminointivahvuudeltaan toisistaan eroavia alueita A, B materiaalin tasossa. Hyvin laminoituneen alueen A keskellä on alueita B, joissa laminoituminen on selvästi heikompaa ja joissa ohut 20 kalvomainen heijastuskerros yhdessä pintakerroksen kanssa voi olla jopa irti tukikerroksesta. Näillä alueilla B heijastuskerroksen yhtenäisen materiaalin rikkoutuminen on vähäisempää ja ne näkyvät tämän johdosta tummempina alueina katsottaessa materiaalia 25 valoa vasten. Katsottaessa materiaalia pintakerroksen i puolelta pintakerroksen läpi näkyvä heijastuskerroksen pinta näkyy tasaisempana näillä alueilla B eikä tukikerroksen aiheuttama kuviointi ole yhtä voimakasta kuin alueilla A. On myös mahdollista, että laminoin-30 tiolosuhteet valitaan siten, että heijastuskerros laminoituu tukikerroksen päälle vain alueilta, jotka ovat heikosti laminoituneen yhtenäisen alueen keskellä. Erilliset alueet ovat selvästi silmin havaittavissa sattumanvaraisina erimuotoisina alueina ja niiden 35 pienimmät dimensiot ovat aina yli 1 mm ja voivat vaihdella laajalla välillä.Figure 2 shows the material 15 according to the invention in a plan view, i.e. seen directly from the front. The planar material has areas A, B with different lamination strengths in the plane of the material. In the middle of the well-laminated area A there are areas B where the lamination is clearly weaker and where a thin film-like reflective layer together with the surface layer can even be detached from the support layer. In these areas B, the refraction of the uniform material of the reflective layer is less and they appear as darker areas when the material is viewed against the light. When looking at the material from the surface layer i side, the surface of the reflective layer visible through the surface layer appears smoother in these areas B and the pattern caused by the support layer is not as strong as in areas A. It is also possible that the lamination conditions are selected so that the reflective layer laminates on the support layer only from areas weakly laminated. in the middle of a single area. The discrete regions are clearly visible to the naked eye as random regions of different shapes and their 35 smallest dimensions are always more than 1 mm and can vary over a wide range.

4 939924 93992

Kuvassa 3 on esitetty poikkileikkauksena keksinnön mukainen lämpönaamiointimateriaali. Tämä käsittää edellä mainitut tukikerroksen 1 sekä tämän päälle 5 1ilmakerroksen 2 välityksellä laminoidut sopivimmin metallisen heijastuskerroksen 3 ja sopivimmin muovia olevan pintakerroksen 4. Tukikerros 1 voi olla jotain sopivaa, riittävän vahvaa materiaalia, kuten kangasta. Tämän päälle kiinnitetään laminointivaiheessa kerros, 10 jossa on pintakerroksen 4 muodostava osa sekä heijastuskerroksen 3 muodostava osa, joka muodostuu pintakerroksen 4 pintaan tunnetuilla menetelmillä, kuten tyhjöhöyrystyksellä saadusta ohuesta metallikerrokses-ta. Materiaalina voidaan tällöin käyttää esim. alumi-15 noitua polyeteenikalvoa. Kalvo sijoitetaan tukikerroksen 1 päälle siten, että metallinen heijastuskerros 3 tulee kohti tukikerrosta 1. Kalvo kiinnitetään tukiker-rokseen 1ilmakerroksen 2 avulla, jonka kanssa ohut metallinen heijastuskerros 3 tulee näin ollen kosketuk-20 siin. Käytettäessä kevyttä laminointipainetta tarttuu heijastuskerros vain osittain 1 ilmakerrokseen alueilta B, joita on kuvattu yhtenäisellä heijastuskerrosta kuvaavalla viivalla. Katkonaisella viivalla on kuvattu aluetta A, jossa heijastuskerros 3 ja liimakerros 2 25 ovat laminoituneet tiiviisti kiinni toisiinsa. Näillä alueilla heijastuskerros 3 myös rikkoutuu herkemmin. Näin voidaan valmistaa materiaalia, joka aiheuttaa kauttaaltaan epätasaisen infrapunakuvan ja välttää tutkaheijastuksen. Tällainen liimakerros 2 voi olla 30 mitä tahansa materiaalia, joka yhdessä tukikerroksen kanssa rikkoo metallisen heijastuskerroksen pinnan. Ohut, tavallisesti vain n. 5-50 nm paksuinen kalvo rikkoutuu helposti tukikerroksen, esim. kankaan epätasaisen pinnan vaikutuksesta. Rikkoutuminen on 35 voimakkainta alueilla, joissa heijastuskerros tulee tiiviimmin yhteyteen 1ilmakerroksen 2 välityksellä tukikerroksen 1 kanssa.Figure 3 shows a cross-section of a thermal camouflage material according to the invention. This comprises the above-mentioned support layer 1 and on top of it 5 the air-reflecting layer 2, preferably a metallic reflective layer 3 and most preferably a plastic surface layer 4. The support layer 1 can be of a suitable, sufficiently strong material, such as a fabric. A layer 10 having a part forming a surface layer 4 and a part forming a reflective layer 3 formed on the surface of the surface layer 4 by known methods, such as a thin metal layer obtained by vacuum evaporation, are fixed on top of this in the lamination step. In this case, for example, aluminum-15 woven polyethylene film can be used as the material. The film is placed on the support layer 1 so that the metallic reflective layer 3 faces the support layer 1. The film is fixed to the support layer 1 by means of the air layer 2, with which the thin metallic reflective layer 3 thus comes into contact. When a light lamination pressure is used, the reflective layer only partially adheres to the air layer from the areas B described by the solid line describing the reflective layer. The dashed line shows the area A in which the reflective layer 3 and the adhesive layer 2 25 are laminated tightly to each other. In these areas, the reflective layer 3 is also more susceptible to breakage. This makes it possible to produce a material that causes an uneven infrared image throughout and avoids radar reflection. Such an adhesive layer 2 may be any material which, together with the support layer, breaks the surface of the metallic reflective layer. A thin film, usually only about 5-50 nm thick, is easily broken by the support layer, e.g. the uneven surface of the fabric. The breakage is strongest in the areas where the reflective layer comes into closer contact with the support layer 1 via the air layer 2.

5 939925 93992

Liimakerroksena 2 voidaan käyttää sulateliimakalvoa, joka on normaalilämpötilassa kiinteä, mutta joka nostetun lämmön avulla voidaan saada pehmenemään ja samalla liimaavaan tilaan. Tällaiset sulateliimakaIvot 5 perustuvat kestomuoveihin, ja esimerkkinä voidaan mainita Guttacoll-yhtiön valmistama PURO L-sulateliima-kalvo, joka perustuu polyuretaaniin.As the adhesive layer 2, a hot-melt adhesive film can be used, which is solid at normal temperature, but which can be made to soften and at the same time adhesive by means of the raised heat. Such hot melt adhesive films 5 are based on thermoplastics, and an example is the PURO L hot melt adhesive film based on polyurethane manufactured by Guttacoll.

Sulateliimakalvo vetäytyy kokoon niillä alueilla, 10 joilla laminoituminen on heikompaa, koska sillä on vapaat liikemahdollisuudet tällä alueella. Tämä voi näkyä silmin valmiissa materiaalissa tukikerroksen 1 puolella selvästi havaittavina matalina kupruina tai kohoumina (kuva 3), jotka eivät kuitenkaan haittaa 15 materiaalin käyttöä. Kohoumien olemassaolo ja korkeus riippuu loppupuristuksesta.The hot melt adhesive film shrinks in those areas where lamination is weaker because it has free movement in this area. This can be seen in the finished material on the side of the support layer 1 in the form of clearly visible low bumps or bumps (Fig. 3), which, however, do not interfere with the use of the material. The existence and height of the protrusions depend on the final compression.

Naamiointimateriaali voi muissa suhteissa olla samantapaista kuin aikaisemmin käytetty. Pintakerros 1 voi 20 esim. käsittää sopivan kuvioinnin visuaalisen naamioinnin aikaansaamiseksi ja siinä voidaan käyttää vielä päällimmäisenä irrotuskerrosta, joka revitään valmiista materiaalista irti mattapinnan aikaansaamiseksi pintakerrokseen 4 peiliheijastuksen välttämiseksi 25 näkyvän valon alueilla. Lisäksi materiaali voidaan . valmistaa kaksipuoleiseksi, jolloin pintakerrokset 4 laminoidaan uloimmaksi molemmin puolin tukikerrosta 2. Tällöin toisessa pintakerroksessa voi olla lumettomia olosuhteita vastaava visuaalinen naamiointi ja 30 vastakkaisella puolella olevassa pintakerroksessa valkoinen väritys lumiolosuhteita varten, jolloin materiaalia voidaan käyttää kaikkina vuodenaikoina.The camouflage material may in other respects be similar to that previously used. The surface layer 1 may, for example, comprise a suitable pattern to provide a visual camouflage and may further use a release layer which is torn from the finished material to provide a matte surface to the surface layer 4 to avoid mirror reflection in areas of visible light. In addition, the material can be. manufactures double-sided, the surface layers 4 being laminated outwards on both sides of the support layer 2. In this case, the second surface layer may have visual camouflage corresponding to snowless conditions and the surface layer 30 on the opposite side may have white coloring for snow conditions, so that the material can be used in all seasons.

Kuvassa 1 on esitetty laite keksinnön mukaisen mate-35 riaalin valmistamiseksi. Laitteessa on kaksi hihnaa 5, joiden väleissä yhteensaatetut kerrokset syötetään kuumennusalueelle. Kuumennusalueella, jossa hihnat kulkevat kahden kuumentimen 6 välistä, hihnat kulkevat 6 93992 vapaasti toistensa yhteydessä laminoitava materiaali niiden välissä vain hihnat yhteen ohjaavan telan 8 toisiaan vasten kiristäminä, jolloin syntyy heikko laminointipaine hihnojen ollessa tukemattomina ja 5 kiristämättöminä kiinteää pintaa vasten kuumennus- alueella. Kerrokset laminoituvat tällöin sattumanvaraisesti toisiinsa sulavan 1 ilmakerroksen 2 vaikutuksesta muodostaen edellä kuvattuja alueita, joilla on huomattavasti toisistaan eroavat rakenteet. Kuumen-10 nusalueen jälkeen hihnat ja materiaali johdetaan vielä kahden puristustelan 7 välistä, joilla synnytetään pieni puristuspaine.Figure 1 shows an apparatus for producing a material according to the invention. The device has two belts 5, between which the combined layers are fed into the heating zone. In the heating zone where the belts pass between the two heaters 6, the belts pass freely in connection with each other, the material to be laminated between them only tightened against each other by the rollers guiding the belts 8 together, resulting in low lamination pressure when the belts are unsupported and unstressed against the solid surface. The layers are then randomly laminated to each other by the action of the fusible air layer 2, forming the areas described above with considerably different structures. After the heat-10 zone, the belts and material are passed between two more pressing rollers 7, which generate a small pressing pressure.

Suoritettaessa esikoetta kuvan 1 mukaisella laitteella 15 käytettiin jäljempänä esimerkissä esitettyä materiaa lia. Materiaalipala ajettiin esimerkin olosuhteissa puoleenväliin niin, että loppupää jäi hihnojen väliin. Loppupäähän muodostui huomattavaa epätasaisuutta tukikerroksen kohoumien johdosta. Telojen läpi kulke-20 neessa alkupäässä ja hihnoille jääneessä loppupäässä oli havaittavissa edellä kuvattuja alueita A, B.When performing the preliminary test with the device 15 according to Fig. 1, the material shown in the example below was used. The piece of material was run halfway under the conditions of the example so that the end was left between the belts. At the end, considerable unevenness formed due to the protrusions of the support layer. Areas A, B described above were observed at the beginning through the rollers and at the end left on the belts.

Seuraavassa esimerkissä on esitetty keksinnön mukaisen naamiointimateriaalin valmistus.The following example shows the preparation of a camouflage material according to the invention.

2525

ESIMERKKIEXAMPLE

Naamiointimateriaali koostuu suojattavasta kohteesta katsottuna seuraavista kerroksista: 30The camouflage material consists of the following layers when viewed from the object to be protected:

Tukikerros: PES-tukikangas, 97 g/m2Support layer: PES support fabric, 97 g / m2

Liimakerros: Guttacoll PURO L, kaksi kalvoa, 25 g/m2/kalvo 35 Pintakerros ja heijastuskerros: AI-pinnoitettu PE kalvo, 70 g/m2, alumiini liimakalvoa päin. Alumiinikerros oli ehjä ennen laminointia.Adhesive layer: Guttacoll PURO L, two films, 25 g / m2 / film 35 Surface layer and reflective layer: AI-coated PE film, 70 g / m2, aluminum facing the adhesive film. The aluminum layer was intact before lamination.

7 939927 93992

Kerrokset laminoitiin kuvan l mukaisella laitteella Lämpötila: Ylälämpö: 140°CThe layers were laminated with the apparatus shown in Figure 1. Temperature: Top temperature: 140 ° C

Alalämpö: 120°C Puristuspaine: 15 N/cm2 5 Liimausaika: 32 sek. (koneen nopeus = 2 m/min)Lower temperature: 120 ° C Compression pressure: 15 N / cm2 5 Bonding time: 32 sec. (machine speed = 2 m / min)

Laminoinnissa oli tukikangas alaspäin ja päällimmäisenä oli PE-kalvoa vasten olevalta pinnaltaan epätasainen irrotuskerros. Tämä revittiin välittömästi laminoinnin 10 jälkeen irti mattapinnan aikaansaamiseksi PE-kalvossa. Tuloksena oli kuvien 2 ja 3 mukainen materiaali.The lamination had a backing fabric downwards and at the top was an uneven release layer on the surface against the PE film. This was torn off immediately after lamination 10 to provide a matte surface in the PE film. The result was the material of Figures 2 and 3.

««

Claims

93992 δ

A camouflage material comprising a support layer (1) and a thin metal-like reflective layer (3), preferably a metallic thin film-like reflective layer (4) laminated thereon via an air layer (2), characterized in that the material has areas of different lamination strengths (A). B) in the plane of the material, which cause local differences, respectively, to the rupture of the thin film-like reflective layer (3), obtaining an uneven infrared image throughout and avoiding radar reflection.

Camouflage material according to Claim 1, characterized in that the adhesive layer (2) consists of a hot-melt film.

A method for producing a camouflage material, wherein a metallic thin film-like reflective layer (3) and preferably a plastic surface layer (4) are laminated on a support layer (1), such as a fabric, via an adhesive layer (2), characterized in that the lamination is performed at low lamination. 25 so that the reflective layer (3) adheres to the support layer (1) with different strengths to such an extent that regions with different lamination strengths (A, B) are formed, in which the thin film-like reflective layer (3) breaks differently and causes 30 uneven infrared images and avoids .

Method according to Claim 3, characterized in that the lamination uses a hot-melt adhesive film which locally shrinks under the lamination conditions in the regions (B). 93992

Method according to Claim 3 or 4, characterized in that the lamination is carried out by passing a material with an overlapping support layer (1), an adhesive layer (2) consisting of a hot-melt adhesive film and preferably a plastic surface layer (4) with a thin film-like surface. a reflective layer (3) against the air layer (2), between the two belts (5) in the area with the heater (6) and where the belts 10 run freely in contact with each other. »93992