KR101243421B1

KR101243421B1 - 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체

Info

Publication number: KR101243421B1
Application number: KR1020107012726A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 디. 켈시; 그레고리 디. 쿨러; 다이크 엠마뉴엘 반; 존 디. 홀콤비
Original assignee: 고어 엔터프라이즈 홀딩즈, 인코포레이티드
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2013-03-13
Also published as: CA2857883C; CA2704770C; CN101910780B; US20090263644A1; ATE550623T1; HK1146649A1; JP5341903B2; EP2212642B1; IL205414A; KR20100093081A; RU2429441C1; EP2212642A1; IL212432A0; US8916265B1; US20110100547A1; WO2009064368A1; IL212432A; PL2212642T3; CA2857883A1; JP2011504820A

Abstract

본 발명은 선택 반사성 구조체 및 이 구조체의 제조 방법을 기재한다. 일 양태에서, 반사율, 투과율 및 흡광성은 여러 전자기 밴드에서 제어될 수 있다. 본 발명은 (a) 중합체 물질 및 착색제를 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재, 및 (b) 저방사율 성분을 포함하는 열 반사층을 포함하는 구조체(10)를 기재한다.

Description

다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체{MULTI-SPECTRAL, SELECTIVELY REFLECTIVE CONSTRUCT}

[관련 출원에 대한 상호 참증]

본원은 2007년 11월 9일자에 출원된 가출원 USSN 60/986,741에 대해 우선권을 주장한다.

[발명의 분야]

본 발명은 EM 스펙트럼의 가시광선, nIR, SWIR, MWIR 및 LWIR 밴드에서 반사율 및 투과율을 제어하는 선택 반사성 구조체에 관한 것이다.

사냥꾼 및 군대가 사용하는 위장 물질은 통상적으로 전자기(EM) 스펙트럼의 가시광선 영역에서 위장 특성을 제공한다. 군대 위장에 대한 최근의 개선으로 성능이 nIR 영역 및 단파장 적외선(SWIR)까지 미치게 되었다. 중적외선(MWIR) 및 원적외선(LWIR) EM 밴드에서 조작되는 열 영상 센서의 사용 증가로 인해, 군대 사용자는 이러한 센서 밴드에서의 차폐 증강을 찾아 왔다.

열 밴드에서 위장 성능을 성취하기 위한 종래 수단은 대개 EM 스펙트럼의 시각광선 및 nIR 밴드에서 더 높은 반사율을 생성시키는 것이다. 마찬가지로, 가시광선 및 nIR 밴드에서의 성능은 대개 열 밴드에서 탐지를 증가시킨다. 따라서, 이러한 별개의 EM 스펙트럼 밴드에 걸쳐 단일 구조체에서 반사율, 투과율 및 흡광성을 제어하기 위해 효과적인 다중 스펙트럼(가시광선, nIR, SWIR, MWIR, LWIR) 해결책이 이용가능하지 않았다.

[발명의 개요]

본 발명은 반사율, 투과율 및 흡광성이 가시광선, nIR, MWIR 및 LWIR을 비롯한 여러 EM 밴드에서 제어될 수 있는 구조체를 기재한다. 본 발명에 있어서, 가시광선은 400∼600 ㎚인 것으로 한정하고, nIR은 700∼1,OOO ㎚인 것으로 한정하며, MWIR은 3∼5 ㎛인 것으로 한정하고, LWIR은 9∼12 ㎛인 것으로 한정한다. 또한, 본원에 기재된 방법은 8∼14 ㎛ 파장 범위에서 적합한 특성을 갖는 구조체를 형성하는 데 적합할 수 있다.

일 양태에서, 본 발명은 (a) 중합체 층 및 착색제를 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재인 제1 구성요소 및 (b) 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재 면에 인접한 저방사율 성분을 포함하는 열 반사층인 제2 구성요소를 포함하는 구조체를 기재한다. 상기 구조체는 평균 반사율이 (i) 400∼600 ㎚ 파장 범위에서 약 70% 미만, (ii) 700∼1,000 ㎚ 파장 범위에서 약 70% 미만, (iii) 3∼5 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과 및 (iv) 9∼12 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과이다. 대안적인 양태에서, 본 발명에 따른 구조체를 여러 겹 포함하는 보호 커버는 한 겹 이상은 파장 범위 (i), (ii), (iii) 및 (iv) 중 하나 이상에서 상이한 평균 반사율 값을 갖는 것일 수 있다.

본 발명은 (a) 중합체 물질 및 착색제를 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재를 제공하는 단계, (b) 저방사율 면을 포함하는 열 반사층을 제공하는 단계, (c) 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재에 인접하게 상기 저방사율 면을 배치하여 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체를 형성하는 단계 및 (d) 탐지 수단과 감시하고자 하는 물체 사이에 상기 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체를 위치시키는 단계를 포함하는 표면 또는 물체를 다중 스펙트럼에 위장하는 방법을 기재한다.

[도면의 간단한 설명]

도 1은 선택 반사성 구조체의 도식 단면도이다.

도 2는 선택 반사성 구조체의 도식 단면도이다.

도 3은 선택 반사성 구조체의 도식 단면도이다.

도 4는 선택 반사성 구조체의 도식 단면도이다.

도 5는 선택 반사성 구조체의 도식 단면도이다.

도 6은 선택 반사성 구조체의 도식 단면도이다.

도 7은 선택 반사성 구조체의 도식 단면도이다.

도 8은 선택 반사성 구조체의 도식 단면도이다.

도 9는 250 ㎚ 내지 2,500 ㎚ 파장에서 구조체의 몇몇 예의 반사율 스펙트럼이다.

도 10은 3.O ㎛ 내지 5.O ㎛ 파장에서 구조체의 몇몇 예의 반사율 스펙트럼이다.

도 11은 8.O ㎛ 내지 12.O ㎛ 파장에서 구조체의 몇몇 예의 반사율 스펙트럼이다.

[발명의 상세한 설명]

다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체를 도 1∼8을 참조하여 기재하였다. 본 발명에 있어서, 가시광선은 400 ㎚∼600 ㎚인 것으로 한정하고, nIR은 700 ㎚∼1,000 ㎚인 것으로 한정하며, MWIR은 3 ㎛∼5 ㎛인 것으로 한정하고, LWIR은 9 ㎛∼12 ㎛인 것으로 한정한다. MWIR 및 LWIR 스펙트럼 반응은 열 영역을 나타낸다.

도 1에 도시된 구조체의 도식 단면도에 의해 예시되는 바대로, 일 양태에서 구조체(10)는 제1 면(12) 및 제2 면(13)을 갖는 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)를 포함하는 제1 구성요소; 및 열 반사층(30)을 포함하는 제2 구성요소를 포함한다. 열 반사층(30)은 저방사율 성분을 포함하고, 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)의 제2 면(13)에 인접한다. 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체는 평균 반사율이 (i) 400 ㎚ 내지 600 ㎚ 파장 범위에서 약 70% 미만; (ii) 700 ㎚ 내지 1OOO ㎚ 파장 범위에서 약 70% 미만; (iii) 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과; 및 (iv) 9 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과이다.

추가 양태에서, 평균 반사율이 (i) 400 ㎚ 내지 600 ㎚ 파장 범위에서 약 50% 미만; (ii) 700 ㎚ 내지 1,000 ㎚ 파장 범위에서 약 70% 미만; (iii) 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과; 및 (iv) 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과인 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체가 제조된다. 평균 반사율이 (i) 400 ㎚ 내지 600 ㎚ 파장 범위에서 약 70% 미만; (ii) 700 ㎚ 내지 1,000 ㎚ 파장 범위에서 약 50% 미만; (iii) 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과; 및 (iv) 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과인 다른 구조체가 제조될 수 있다. 평균 반사율이 (i) 400 ㎚ 내지 600 ㎚ 파장 범위에서 약 70% 미만; (ii) 700 ㎚ 내지 1,000 ㎚ 파장 범위에서 약 70% 미만; (iii) 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 초과; 및 (iv) 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 약 35% 초과인 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체인 추가 양태가 제조될 수 있다.

또한 도 1과 관련하여, 구조체(10)는 광학적으로 착색되는 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)인 제1 구성요소를 포함한다. 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)는 중합체 물질(2) 및 착색제(60)로 이루어진다. 열 투과성 기재를 형성하기 위해, 중합체 물질(2)은 3 ㎛∼5 ㎛ 및 9 ㎛∼12 ㎛ 대역폭에서 투과율이 높은 중합체로 이루어진다. 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)는 3 ㎛ 내지 5 ㎛(MWIR) 및 9 ㎛ 내지 12 ㎛(LWIR)에서 평균 투과율이 약 30% 초과인 경우 열 투과성인 것으로 간주될 것이다. 몇몇 양태에서, 3 내지 5 ㎛ 파장 범위에서 평균 투과율이 약 40%, 50%, 60% 또는 70% 이상 및/또는 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 평균 투과율이 약 40%, 50%, 60% 또는 70% 이상인 열 투과성의 시각적 불투명 기재를 갖는 구조체가 형성된다.

열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)의 중합체 물질(2)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 미세다공성 발포 PTFE(ePTFE), 불화 에틸렌 프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시 공중합체 수지(PFA) 및 폴리올레핀(폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 포함)을 포함할 수 있다. 중합체 물질은 다공성 또는 미세다공성 또는 모놀리틱(monolithic)일 수 있다. 중합체 물질은 연속 또는 불연속 중합체 필름일 수 있다. 중합체 물질은 중합체 필름 또는 섬유를 포함할 수 있는 중합체 층을 포함한다. 중합체 물질(2)의 물질 두께, 굴절률 및 기공도는 원하는 수준의 시각적 투명성 및 열 투과성을 성취하도록 선택될 수 있다. 두께가 5 마이크론 초과인 중합체 층은 특정 이용분야에 있어서 적합할 수 있다. 다른 양태에서, 약 20 ㎛ 초과, 약 40 ㎛ 초과 또는 약 100 ㎛ 초과인 중합체 층이 적합할 수 있다.

열 투과성의 시각적 불투명 기재를 포함하는 제1 구성요소는 본원에 기재된 방법에 따라 측정될 때 광학 밀도가 475 ㎚ 내지 675 ㎚에서 약 0.30 초과일 때에 시각적 불투명인 것으로 간주한다. 다른 양태에서, 구조체는 광학 밀도가 475 ㎚ 내지 675 ㎚에서 약 0.70 초과, 약 0.75 초과 또는 약 1.0 초과인 열 투과성의 시각적 불투명 기재를 가질 수 있다. 또한, 열 투과성의 시각적 불투명 기재가 광학 밀도가 475 ㎚ 내지 675 ㎚에서 약 1.5 초과, 약 2 초과 또는 약 3 초과인 양태가 유용한 것으로 간주될 수 있다. 특정 광학 밀도, 열 및 nIR 특성은 중합체 물질(2) 및 착색제(60)의 조합에 의해 성취할 수 있다.

필름의 기공도가 원하는 수준의 시각적 투명성에 기여하도록 선택되는 미세다공성 중합체 필름이 특히 적합할 수 있다. 도 6에 예시되는 일 양태에서, 제1 구성요소는 미세다공성 중합체 물질(2)을 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)이다. 두께가 약 5 ㎛∼300 ㎛ 범위인 미세다공성 중합체 필름이 본원에 사용되는 특정 구조체에 있어서 적합할 수 있다. 예를 들면, 구조체는 두께가 약 50 마이크론 미만이고 광학 밀도가 약 0.50 초과인 미세다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 필름을 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재를 포함할 수 있다. 일 특정 양태에서, 열 투과성의 시각적 불투명 기재는 두께가 대략 35 마이크론이고 광학 밀도가 0.77인 미세다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 필름을 포함한다. 대안적으로, 구조체는 두께가 약 120 마이크론 미만이고 광학 밀도가 약 0.90 초과인 미세다공성 ePTFE 필름을 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재를 포함할 수 있다. 특정 양태에서, 열 투과성의 시각적 불투명 기재는 두께가 대략 110 마이크론이고 광학 밀도가 약 1.1인 미세다공성 ePTFE 필름을 포함한다.

가시광선, nIR 및 SWIR 스펙트럼 반응에 영향을 미치도록 착색제를 사용할 수 있다. 착색제(60)는 광을 흡광, 굴절 및/또는 반사하는 하나 이상의 첨가제로 이루어질 수 있다. 착색제(60)는 중합체 물질 내에서 중합체 물질(2)의 제1 면(12) 또는 제2 면(13) 중 어느 한 면에 배치될 수 있거나, 또는 중합체 물질 내에서 제1 면 및 제2 면의 양 면에 배치될 수 있다. 착색제는 산 염료, 분산 염료, 매염제 염료 및 용매 염료(이들로 제한되지는 않음)를 비롯한 하나 이상의 염료를 포함할 수 있다. 착색제는 탄소 안료, 카드뮴 안료, 산화철 안료, 아연 안료, 비소 안료 및 유기 안료(이들로 제한되지는 않음)를 비롯한 하나 이상의 안료를 포함할 수 있다. 착색제는 중합체 기재에 염료 또는 안료를 전달하기 위해 잉크, 토너 또는 다른 적절한 인쇄 매체로서 도포될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 잉크는 고형, 수성 또는 용매 기반일 수 있다.

착색제(60)는 단일 착색제를 포함할 수 있거나, 또는 착색제는 예를 들면 하나 이상의 착색제의 블렌드로서 하나 이상의 착색제(60, 61, 62 및 63)로 이루어질 수 있다. 추가 양태에서, 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)를 포함하는 제1 구성요소는 복수의 착색제(61, 62, 63)를 포함할 수 있고, 복수의 착색제는 도 3에 도시된 바대로 별개 패턴으로 또는 위장 패턴과 같은 패턴으로 도포될 수 있다. 도 4에 도시된 바대로 중합체 물질(2)의 제1 면(12)과 같이 제1 구성요소 면에 배치되는 경우, 예를 들면 적절한 결합 부위를 갖는 염료의 선택에 의해 또는 착색제를 중합체 물질에 부착시키는 결합제의 사용에 의해 복수의 착색제(61, 62, 63)를 중합체 물질에 결합시킬 수 있다. 본원에 사용되는 중합체 물질(2)의 제1 면(12)은 탐지로부터 차폐하고자 하는 착용자 또는 물체로부터 멀리 외부로 배향되는 면 또는 EM 센서 또는 검출기의 방향에서 바라보는 중합체 물질의 면을 의미한다. 도 6에 도시된 바대로, 착색제(60)는 중합체 물질(2)에 침윤될 수 있고, 다공성 중합체 물질의 기공 벽을 코팅할 수 있다. 대안적으로, 착색제(60)는 중합체 물질(2)에 충전제로서 첨가될 수 있다.

열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)를 포함하는 제1 구성요소의 원하는 시각적 투명성을 얻기 위해, 중합체 물질(2)의 물질 두께, 굴절률 및 기공도와 같은 특성은 균형을 이룬다. 예를 들면, 유동성 부가를 위해 더 얇은 물질이 바람직한 몇몇 양태에서, 더 얇은 물질은 너무 시각적으로 투명하여 최종 구조체의 원하는 특성을 성취할 수 없을 수 있다. 따라서, 몇몇 양태에서 시각적 투명성은 기공도를 증가시킴으로써 증가시킬 수 있다. 또한, 원하는 범위 내의 시각적 투명성은 중합체 물질(2)의 선택과의 조합으로 착색제(60)의 선택 및 농도에 의해 성취될 수 있다. 예를 들면, 광학 밀도가 약 0.30 미만인 중합체 물질이 선택되는 경우, 중합체 물질 및 착색제를 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재가 광학 밀도가 약 0.30 초과가 되도록 광학 밀도를 증가시키기 위해 착색제를 첨가할 수 있다. 착색제 유형 및 농도 둘 다 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)를 포함하는 제1 구성요소의 원하는 시각적 투명성을 성취하도록 선택될 수 있다. 일 양태에서, 제1 구성요소는 두께가 대략 35 마이크론이고 광학 밀도가 0.77인 미세다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 층을 포함한다. 다른 양태에서, 제1 구성요소는 두께가 대략 110 마이크론이고 광학 밀도가 약 1.1인 미세다공성 ePTFE 층을 포함한다.

일 양태에서, 두께가 대략 35 마이크론인 미세다공성 ePTFE 층 및 탄소 착색제를 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재인 제1 구성요소를 포함하는 구조체는 광학 밀도가 1.5 초과이다. 다른 양태에서, 열 투과성의 시각적 불투명 기재가 미세다공성 ePTFE 및 착색제를 포함하고, 광학 밀도가 4.0 초과인 구조체가 형성된다. 유사한 착색제를 포함하는 대안적인 양태에서, 시각적으로 투명한 모놀리틱 폴리에틸렌 중합체 층을 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재는 광학 밀도가 1.0 초과이다.

EM 스펙트럼의 가시광선 영역에서 성능을 제공하는 것 이외에, EM 스펙트럼의 근적외선(nIR) 영역에서 특정 수준의 반사 및 흡광을 갖는 구조체가 형성될 수 있다. 바람직한 구조체는 반사율이 700 ㎛∼1000 ㎛ 파장 범위에서 70% 미만이다. 원하는 수준의 nIR 반사율을 갖고 중합체 물질을 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재가 형성될 수 있다. 최종 구조체에서 원하는 수준의 nIR 반사율을 성취하기 위해, 구조체의 다른 층의 부가로부터 발생하는 효과를 고려하여 제1 구성요소의 nIR 반사 수준을 조정할 수 있다.

몇몇 양태에서, 착색제(60)는 선택 반사성 구조체(10)의 원하는 가시광선 반사율 이외에 특정 nIR 반사율을 성취하도록 선택된다. 예를 들면, 반사 및 흡광 첨가제를 착색제로서 선택할 수 있고, (가시광선) 색상 및 nIR 반사율 둘 다를 원하는 수준으로 성취하는 방식으로 제1 구성요소의 중합체 물질(2)에서 도포할 수 있다. 일 양태에서, 탄소와 같은 nIR 첨가제를 포함하는 ePTFE와 같은 미세다공성 물질을 포함하는 제1 구성요소가 형성될 수 있다. 미세다공성 물질을 형성하도록 사용되는 중합체 물질은 하나 이상의 nIR 첨가제를 포함할 수 있고, 이후 원하는 수준의 nIR 반사율을 갖는 열 투과성 미세다공성 필름을 형성할 수 있다. 탄소, 금속 및 TiO₂(이들로 제한되지는 않음)와 같은 nIR 첨가제(90, 91, 92, 93)를 열 투과성의 시각적 불투명 제1 기재(1)에 첨가하여 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같은 특정 nIR, SWIR, MWIR 또는 LWIR 반사 특성을 성취할 수 있다.

또한, 단파장 적외선(SWIR)에서 구조체의 특정 반사 특성은 중합체 물질의 기공 크기를 조정하고/하거나 중합체 물질의 두께를 조정하여 적외선(IR) 첨가제의 사용을 통해 얻을 수 있다. 구조체에 적합한 성능은 SWIR(900 ㎚ 내지 2500 ㎚)에서 70% 미만의 반사율이다.

3 ㎛∼30 ㎛와 같은 광역 스펙트럼 밴드에 걸친 평균 열 방사율의 측정은 상기 열 반사층의 규명에 적합하다. 그러나, 광역 밴드 측정은 사용되는 구조체의 특정 성능을 적절하게 규명하지 못한다. 본원에 기재된 구조체는 관심 있는 더 좁은 영역에서 특정 스펙트럼 성능, 예컨대 3 ㎛∼5 ㎛(MWIR) 파장 범위에 걸친 평균 성능 또는 9 ㎛∼12 ㎛(LWIR) 파장 범위에 걸친 평균 성능을 제공하도록 설계된다. 몇몇 양태에서, 특정 스펙트럼 성능은 상기 범위 내에서 관심 있는 특정 파장에서 특정 반사율로 맞출 수 있다. 3 ㎛∼5 ㎛ 및/또는 9 ㎛∼12 ㎛의 더 좁은 범위 내에서 반사율 또는 투과율은 열 성능으로 간주한다.

일 양태에서, 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 이상의 평균 반사율 및/또는 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 약 25% 이상의 평균 반사율의 열 성능을 갖는 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체가 제공된다. 다른 양태에서, 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 파장 범위에서 약 30%, 40%, 50% 또는 60% 이상의 평균 반사율 및/또는 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 약 30%, 40%, 50% 또는 60% 이상의 평균 반사율을 갖는 구조체가 형성된다. 특정 양태에서, 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체는 본원에 기재된 시험 방법에 따라 측정될 때 반사율이 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 및/또는 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 30% 초과 98% 미만, 90% 미만 또는 80% 미만이다.

또한 도 1과 관련하여, 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체(10)는 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 및 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 구조체에 고반사율을 부여하는 저방사율 성분(35)을 포함하는 열 반사층(30)을 포함하는 제2 구성요소를 포함한다. 열 반사층은 본원에 기재된 방사율 측정 시험 방법에 따라 시험될 때 방사율이 약 0.75 미만, 약 0.6 미만, 약 0.5 미만, 약 0.4 미만, 약 0.3 미만 또는 약 0.2 미만이다. 저방사율 성분(35)은 약 0.75 미만의 방사율을 갖는 코팅 또는 기재일 수 있다. 저방사율 성분으로는 Ag, Cu, Au, Ni, Sn, Al 및 Cr(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 금속을 들 수 있다. 또한, 저방사율 성분은 본원에 기재된 방사율 측정 시험 방법에 따라 시험될 때 방사율이 약 0.75 미만, 약 0.6 미만, 약 0.5 미만, 약 0.4 미만, 약 0.3 미만 또는 약 0.2 미만인 비금속 물질을 포함할 수 있다. 저방사율 성분에 사용하기에 적합할 수 있는 비금속 물질로는 인듐 주석 산화물, 탄소 나노튜브, 폴리피롤, 폴리아세틸렌, 폴리티오펜, 폴리플루오렌 및 폴리아닐린을 들 수 있다. 열 반사층(30)의 두께는 특정 특성을 성취하도록 선택될 수 있다. 다중 스펙트럼의 가요성 및 선택 반사성 구조체가 바람직한 일 양태에서, 저방사율 성분을 포함하는 열 반사층(30)의 두께가 최소화될 수 있고, 두께가 약 0.002 인치 미만인 열 반사층이 선택될 수 있다.

일 양태에서, 열 반사층(30)은 금속 증착에 의해 또는 금속 입자를 포함하는 분무 코팅, 예컨대 금속 분무 페인트에 의해 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)의 제2 면(13)에 도포되는 저방사율 성분으로 이루어질 수 있다. 추가 양태에서, 열 반사층(30)은 저방사율 성분(35)을 도 1에 예시된 바와 같이 접착제 또는 스페이서 물질과 같은 개재층(4)와 함께 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)의 제2 면(13)에 결합시킴으로써 형성될 수 있다. 열 반사층(30)은 예를 들면 전사 호일의 형태로 저방사율 성분을 포함할 수 있다.

도 6 및 도 7에 예시된 바와 같은 대안적인 양태에서, 열 반사층(30)은 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)의 제2 면(13) 뒤에 배치되거나 이에 부착될 수 있는 금속 함유 필름 또는 금속 분무 인쇄 필름과 같은 저방사율 성분(35)을 포함할 수 있다. 적합한 필름의 금속화는 무전해 도금 기술에 의해, 증착에 의해 또는 필름의 표면에서 금속염의 환원에 의해 달성할 수 있다.

대안적으로, 본 발명에 적합한 금속 함유 필름은 금속 필름 또는 입자의 금속 충전 중합체 압출, 금속 표면 함침 또는 라미네이션 또는 캡슐화에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 8에 예시된 바대로, 구조체(10)는 열 투과성의 시각적 불투명 기재인 제1 기재(81)를 포함하는 제1 구성요소(80) 및 제2 기재(71)를 포함하는 제2 구성요소(70)를 포함할 수 있다. 열 반사층을 포함하는 제2 구성요소(70)는 저방사율 성분(35)에 의해 금속화되고 열 투과성의 시각적 불투명 제1 기재(71)의 제2 면(13)에 개재층(4)에 의해 부착되는 발포 PTFE와 같은 필름과 같은 기재(71)를 포함한다. 다른 양태에서, 제2 구성요소(70)는 열 투과성의 시각적 불투명 제1 기재(71)의 제2 면(13)에 인접하게 배치되고, 임의로 제1 기재(81)에 부착된 금속화 텍스타일을 포함할 수 있다. 대안적인 양태에서, 본원에 기재된 구조체는 제1 면, 제2 면 및 착색제를 포함하는 미세다공성 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 필름을 포함하고, 광학 밀도가 0.30 초과이며, 열 투과율이 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 및 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 30% 초과인 제1 구성요소, 및 상기 제1 구성요소의 미세다공성 ePTFE 필름에 부착된 금속화 미세다공성 ePTFE를 포함하는 열 반사층을 포함하는 제2 구성요소를 포함할 수 있다. 일 양태에서, 상기 금속화 미세다공성 ePTFE는 상기 제1 구성요소의 미세다공성 필름에 부착된 금속화 표면을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 상기 금속화 ePTFE는 금속 코팅을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 상기 금속은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.

열 반사층(30)이 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)의 제2 면(13)에 저방사율 성분을 부착함으로써 형성되는 일 양태에서, 연속 또는 불연속 중 하나인 개재층(4)을 사용할 수 있다. 접착제 또는 스페이서 물질과 같은 연속 열 투과성 개재층(4)을 포함하는 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체가 도 1에 예시되어 있다. 대안적으로, 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체의 원하는 열 특성을 성취하기에 충분한 열 투과성을 갖는 불연속 개재층(4)을 사용할 수 있다. 예를 들면 불연속 개재층(4)을 갖는 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체가 도 2, 도 4, 도 5, 도 7 및 도 8에 예시되어 있다.

다른 양태에서, 본 발명은 저방사율 성분을 포함하는 열 반사층(30)을 포함하는 제2 구성요소가 열 투과성의 시각적 불투명 기재에 부착되지 않거나 거의 부착되지 않는 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)를 포함하는 제1 구성요소의 제2 면에 인접하게 위치하는 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체를 제공한다. 일 양태에서, 개재층(4)을 갖지 않는 도 1에 예시된 구조체와 유사한 구조체가 형성될 수 있다. 본 발명과의 관계에서 있어서 사용되는 인접은 (a) 개재층이 없이 바로 옆에 위치하는 것, (b) 바로 부착되는 것, (c) 개재층과 함께 부착되는 것 또는 (d) 특정 면에 위치하지만 다른 물질의 개재층에 의해 또 다른 층으로부터 분리되는 것 중 어느 하나를 의미한다. 본 발명의 원하는 다중 스펙트럼 성능이 성취된다면, 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)의 제2 면(13)과 열 반사층(30) 사이에 위치한 충분한 열 투과성 물질의 하나 이상의 개재층을 갖는 양태가 제조될 수 있다. 이러한 층은 서로 부착되거나, 서로 부착되지 않거나 또는 임의의 이들의 조합일 수 있다.

열 반사층은 열 반사층(30)의 전체 면에 걸쳐 단일 방사율을 갖는 저방사율 성분을 포함할 수 있거나 또는 대안적으로, 방사율 범위가 제공될 수 있다. 일 양태에서, 도 7에 예시된 바대로, 열 반사층(30)은 열 투과성의 시각적 불투명 기재(1)의 제2 면(13)에 인접한 복수의 별개의 저방사율 성분(31, 32, 33)을 포함할 수 있다. 일 양태에서 열 반사층(30)은 저방사율 성분의 단일 연속 층을 포함할 수 있거나, 또는 대안적인 양태에서 열 반사층(30)은 저방사율 성분의 불연속 패턴을 포함할 수 있다.

방수성, 난연성 또는 화학적 및 생물학적 제제 보호와 같은 특성이 바람직한 이용분야의 경우, 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체는 제1 기재(1)의 반대편 측인 열 반사층(30)의 측에 인접한 하나 이상의 기재 배면체(5)를 포함할 수 있다. 도 5에 예시된 바대로, 다공성 기재 배면체(5)는 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체의 열적 반사층(30)의 한 측에 임의로 제공될 수 있다. 또한, 이러한 양태는 구조체에 가시광선, nIR 및 열 반사 특성에 독립적인 증강 특성을 제공함으로써 본 발명의 이용성을 증강시킨다. 도 5에 예시된 바대로, 텍스타일 층은 다공성 기재 배면체(5)로서 작용할 수 있고, 다공성 기재 배면체(5)는 예를 들면 내마모성 또는 인열 강도를 증가시키기 위해 열 반사층에 대한 접착제 결합과 같은 부착물(8)에 의해 부착될 수 있다. 텍스타일은 다공성 기재 배면체(5)로 사용하기에 특히 적합하고, 안정성 및 심미성을 유지하면서 증가된 내구성, 구조 또는 치수 안정성, 난연성, 절연성 등을 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체에 제공하도록 맞출 수 있다. 이러한 목적에 적합한 텍스타일은 직포, 편물 및 부직포를 들 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 본 발명의 다른 양태에서, 다공성 기재 배면체(5)는 발포 PTFE와 같은 다공성 또는 미세다공성 필름을 포함할 수 있다. 다공성 또는 미세다공성 필름은 통기성을 유지하면서 저방사율 층에 보호를 제공할 수 있다.

구조체의 통기성은 본원에 기재된 MVTR 시험 방법에 의해 측정될 때 바람직하게는 1,000 g/㎡/일 초과이다. 본원에 기재된 구조체의 경우 2,000 g/㎡/일 초과, 4,000 g/㎡/일 초과, 6,000 g/㎡/일 초과, 8,000 g/㎡/일 초과 및 10,000 g/㎡/일 초과의 통기성이 성취될 수 있다.

일단 조립된 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체(10)는 의류, 커버, 피신지, 은신처 및 망직물(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 다양한 이용분야에 사용될 수 있다. 이러한 구조체를 포함하는 물품은 적절한 조망 깊이 및 반사율 특성을 제공하기 위해 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체를 단일 겹으로 또는 복수 겹으로 사용하여 제공될 수 있다. 예를 들면, 의류 착용자가 잠복되게 하는 의류 이용분야의 일 양태에서, 의류의 몸체(body)를 형성하는 선택 반사성 구조체의 다른 층 위에 좁게 절단된 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체 물질(즉, 1"×4" 스트립)의 복수 층을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 이는 증강된 열 반사 성능을 제공하면서 착용자의 실루엣을 더 우수한하게 시각적으로 혼란시킨다. 열 투과성의 시각적 불투명 기재를 포함하는 구조체의 제1 구성요소가 탐지로부터 차폐하고자 하는 물체 또는 몸체로부터 떨어져, 그리고 탐지 정보원 쪽으로 배향되는 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체를 포함하는 물품이 형성된다. 따라서, 물품은 열 반사층을 포함하는 제2 구성요소가 탐지로부터 차폐하고자 하는 물체 또는 몸체 쪽으로, 그리고 탐지 정보원으로부터 떨어져 배향되는 구조체를 포함한다. 따라서, 물품이 예를 들면 텐트, 의류, 피신지 또는 보호 커버를 포함하는 경우, 구조체의 제1 구성요소는 물품의 외면에 해당하거나 이에 근접하고, 구조체의 제2 구성요소는 물품의 내면에 해당하거나 이에 근접하고, 따라서 탐지로부터 차폐하고자 하는 물체 또는 몸체에 근접한다.

본원에 기재된 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체를 포함하는 물품의 열 성능 특성은 열 탐지로부터 차폐하고자 하는 착용자/장치와 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체 층 사이에 절연 물질 또는 절연 복합체를 선택적으로 도포함으로써 더 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 일 양태에서, 예컨대 의류에서 열점을 최소화하고 열 감지를 감소시키기 위해 어깨 부분에 해당하는 의류 부분에 제공되는 절연 물질을 더 포함하는 다중 스펙트럼의 선택 반사성 복합체를 포함하는 의류가 형성된다. 긴 기간(예, 24 시간 초과)에 걸쳐 열 감지를 감소시킬 필요성이 존재하는 경우, 예컨대 동일 소유자의 미국 특허 7,118,801에 교시된 것과 같은 고성능 절연 물질이 바람직할 수 있다. 또한, 이러한 절연 물질은 장치(예컨대, 엔진 장치)의 열점을 차폐하기에 적합할 수 있고, 추가로 열 감지를 차폐하고 가시광선 및 nIR 이미지 은폐를 제공하는 본원에 기재된 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체 물질로부터 제조된 커버와 조합되어 사용될 수 있다. 대안적인 양태에서, 본원에 기재된 구조체를 포함하는 물품은 절연 구획을 더 포함할 수 있다. 대안적인 양태에서, 본원에 기재된 구조체를 포함하는 의류는, 상기 구조체의 후면에 인접한 절연 구획을 더 포함할 수 있다.

대안적인 양태에서, 본 발명의 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체는 두께가 약 20 ㎜ 미만, 바람직하게는 약 10 ㎜ 미만, 더 바람직하게는 약 7 ㎜ 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 5 ㎜ 미만일 수 있다.

대안적인 양태에서, 본 발명의 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체는 중량이 약 20 oz/yd² 미만, 바람직하게는 약 15 oz/yd² 미만, 더 바람직하게는 약 10 oz/yd² 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 7 oz/yd² 미만일 수 있다.

대안적인 양태에서, 본 발명의 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체는 핸드(태, 촉감, hand) 값이 약 3,000 gm 미만, 바람직하게는 약 2,000 gm 미만, 더 바람직하게는 약 1,000 gm 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 500 gm 미만일 수 있다.

시험 방법

방수 시험

다음과 같이 방수 시험을 수행한다. 대표적인 시험 액체로 작용하는 물과 함께 변경 슈터(Suter) 시험 장치를 사용하여 방수성에 대해 물질 구조체를 시험한다. 클램프로 고정시키는 배치로 2개의 고무 개스킷에 의해 밀봉된 약 4¼ 인치 직경의 시험편 면적에 대해 물을 도입한다. 하나 이상의 텍스타일 층을 포함하는 시험편의 경우, 텍스타일 층을 물이 도입되는 면의 반대에 배향시킨다. 비텍스타일 시험편(즉, 텍스타일 층에 적층되지 않은 필름)을 슈터 시험하는 경우, 스크림을 시험편의 상면(즉, 물이 도입되는 면의 반대 면)에 위치시켜 수압이 인가되는 시험편의 비정상 스트레칭을 방지한다. 시험편은 대기 조건에 개방되어 있고 시험 작업자가 볼 수 있다. 시험편에서의 수압은 적절한 게이지로 표시되고 인라인 밸브에 의해 조절되면서 물 저장용기에 연결된 펌프에 의해 약 1 psi로 증가한다. 시험편은 일정 각도에 있고, 물 접촉을 보장하도록 물을 재순환시키고 시험편의 더 낮은 표면에 대해 외기를 쐬지 않는다. 시험편의 상면은 시험편을 통해 도입되는 임의의 물의 형상에 대해 3 분 동안 육안으로 관찰한다. 표면에서 액체 물이 관찰되는 것은 누수인 것으로 이해된다. 3 분 내에 시험편 표면에서 액체 물을 볼 수 없는 경우, 방수 시험(슈터 시험)을 통과한 것으로 간주한다. 이 시험을 통과하는 시험편을 본원에서 사용되는 "방수"라 정의한다.

핸드 시험

Thwing-Albert Handle-O-Meter(모델 번호 211-5, Thwing Albert Instrument Company(미국 펜실베니아주 필라델피아) 제품)를 사용하여 시험편에 대해 핸드 값을 시험한다. 시험편이 1/4 인치 슬롯을 강제로 통과하도록 정해진 로드 빔 하중을 사용한다. 라미네이트 시험편을 시험할 때 1,000 그램의 하중을 사용한다. 상기 장치는 시험편의 굽힘 강성과 관련되는 저항력을 측정하여 최대 저항력을 숫자로 표시한다. 시험편의 방향성 및 비대칭성을 적절히 정량화하기 위해, 각각 X 방향 및 Y 방향에 대해 구부리기 위해 여러 시험편을 절단한다. 시험하고자 하는 물질로부터 4 in²를 절단한다.

통상적인 시험에서, X 방향이 슬롯에 수직이 되도록 X 방향 시험편을 장치에 설치한다. 구조체 시험편이 위로 향하게 하고, 시험 테이블에서 빔을 하강시켜 시험편이 슬롯을 강제로 통과하도록 하여 시험을 개시시킨다. 최대 저항력 값을 표시하고 "위로 향한 구조체 시험편"으로 기록한다. 이후, 동일 시험편을 뒤집고 180° 회전시켜 다른 부위를 구부린다. 이러한 새로운 배치로, 시험편이 슬롯을 강제로 통과하도록 하여 시험을 다시 개시시킨다. 제2 저항력 값을 "아래로 향한 구조체 시험편"으로 기록한다. Y 방향 시험편(Y 방향은 슬롯에 수직으로 배항됨)에 대해 이 절차를 반복하여 "위로 향한 구조체 시험편" 및 "아래로 향한 구조체 시험편"의 2개 이상의 값을 생성시킨다.

얻어진 4개의 값(X 방향 및 Y 방향, 위로 향한 구조체 시험편 및 아래로 향한 구조체 시험편)를 더하여 (비대칭성 및 방향성을 고려하여) 시험편의 강성을 특징짓는 전체 핸드 값을 구한다. 이러한 전체 핸드 값을 2개 이상 생성시키고 평균하여 기록된 핸드 값을 얻는다.

수증기 투습률( MVTR )

수증기 투습률(MVTR)을 측정하기 위해 이용되는 시험의 설명을 하기에 기재하였다. 필름, 코팅 및 코팅 제품을 시험하는 데 이 절차가 적합한 것으로 밝혀졌다.

이 절차에서, 아세트산 칼륨 35 중량부 및 증류수 15 중량부로 이루어진 포화 염 용액 약 70 ㎖를 개구부에서의 내부 직경이 6.5 ㎝인 133 ㎖들이 폴리프로필렌 컵에 넣는다. 미국 특허 4,862,730(Crosby)에 기재된 방법에 의해 시험될 때 최소 MVTR이 약 85,000 g/㎡/24 시간인 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 막을 컵의 주둥이에 가열 밀봉하여 상기 용액을 함유하는 팽팽한 누수 방지 미세다공성 배리어를 생성시킨다.

유사한 발포 PTFE 막을 수 욕의 표면에 올려놓는다. 수 욕 조립체를 온도 제어실 및 물 순환 욕을 사용하여 23℃ + 0.2℃로 제어한다.

시험 절차를 수행하기 전, 시험하고자 하는 시험편을 23℃ 온도 및 50% 상대 습도의 조건이 되게 한다. 제1 기재가 수 욕으로부터 떨어져 배향되고 반대 면이 수 욕의 표면에 올려진 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막과 접촉하도록 시험편을 위치시키고, 컵 조립체의 도입 전 적어도 15 분 동안 평형시킨다. 컵 조립체를 근접하게 1/1,000 g로 측량하고 시험편의 중심에 반전 방식으로 위치시킨다.

물 수송 방향으로의 확산에 의해 물 유입을 제공하는 수 욕 내 물과 포화 염 용액 사이의 구동력에 의해 물을 수송시킨다. 15 분 동안 시험편을 시험한 후, 컵 조립체를 제거하고, 1/1,000 g 내로 다시 측량한다.

컵 조립체의 중량 증가로부터 시험편의 MVTR을 계산하고 24 시간마다 시험편 표면적의 ㎡당 물의 그램으로 나타낸다.

가시광선 및 근적외선 스펙트럼에 대한 반사율 시험 방법

반사 및 확산 방사선 둘 다를 수집하는 Spectralon^?(Labsphere DRA 2500)으로 코팅된 150 ㎜ 직경의 적분구가 구비된 UV/VIS/nIR 분광광도계(Perkin-Elmer Lambda 950)를 사용하여 가시광선 및 근적외선(nIR) 스펙트럼 범위에서 시험편(예를 들면, 구조체의 제1 기재의 착색 면)의 스펙트럼 근정면 반구 반사율을 측정한다. 2중 빔 조작 모드로 반사율을 측정하고 20 ㎚ 간격으로 250 ㎚ 내지 2,500 ㎚를 기준으로 Spectralon^? 물질을 사용한다. 대안적인 양태에서, 상기 구조체의 평균 반사율은 상기 구조체의 전면으로부터 측정될 수 있다.

시험편을 배면체를 갖는 단일 층으로 측정한다. 사용되는 배면체는 흐릿한 흑색 코팅된 중합체 시트이다. 최소 3개의 상이한 부분에서 측정하고 측정 부분의 데이터를 평균한다. 이러한 작업에서, 모두 근정면 입사(near normal incidence)에 대해 측정하고 반사 성분도 포함된다. 즉, 시험편을 정면으로부터 10° 이하의 각도에서 조망한다. 표준 조리개 크기로 분광광도계의 광도 측정 정확성을 1% 내로 보정하고 파장 정확성을 측정 장치에서 사용되는 2 ㎚ 내로 보정한다. 배면체 물질로 인한 신호 소실을 보상하기 위해, 적분구를 사용하여 물질의 반사율에 대해 ASTM:E903-96 표준 시험 방법에 따라 시험편 반사율을 계산한다.

수집된 모든 데이터 점의 특정 파장 범위에 대한 평균 반구 반사율의 면에서 가시광선 및 근적외선 범위에서의 분광광도계 측정으로부터의 결과를 표 1에 기재하였다.

열 적외선 스펙트럼 범위에 걸친 반구 반사율 및 투과율에 대한 시험 방법

열 적외선 스펙트럼에서 스펙트럼 근정면 반구 투과율 및 반사율은 본 발명의 설계 및 평가에서 매우 중요하다. 키히리호프(Kirchhoff) 법칙(ε=1-R-T; 불투명 기재의 경우, ε=1-R [여기서, ε는 방사율이고, R은 반사율이며, T는 투과율임])에 따라 방향 방사율을 산출하기 위해 측정된 반구 반사율 및 투과율 스펙트럼을 사용할 수 있다.

방향 반구 투과율 및 반사율을 측정하기 위해, 시험편을 정면으로부터 10° 이하의 각도에서 조망하고 반사 성분도 포함된다. 8 ㎝^-1의 스펙트럼 분해능으로 600 ㎝^-1 내지 5,000 ㎝^-1범위에 걸쳐 시험편의 스펙트럼 반구 투과율 및 반사율을 측정한다. 광학 방사선원 및 파수 선택성은 세라믹 코팅된 글로바(globar)원 및 Ge 코팅된 KBr 빔 스플리터가 배치된 Bio-Rad FTS-6000 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광광도계에 의해 제공된다. 확산 금 코팅된 150 mm 직경의 적분구(Mid-IR IntegratIR - Pike Technologies)를 사용하여 반구 측정 기하학을 수행하고, 시험편을 구체의 표면으로 포트 컷(port cut)에 올려놓는다. 액체 질소 냉각 MCT 검출기를 구체의 상부에 올려놓고, 시야를 구체의 하면 부분으로 제한한다. Mid-IR Integral IR은 시험편의 8° 조명을 특징으로 하고 반사율 시험편을 위로 보이는 구체의 시험편 포트에 바로 또는 얇은 적외선 투과 창에 위에 위치시킨다.

반사율 측정의 경우, 약 40 m㎡ 시험편의 정방형 구획을 절단하고 적분구에서 18 ㎜ 수평 반사율 샘플링 포트에 올려놓는다. 확산 금 표준품을 측정에서 사용하고 시험편 모두를 흐릿한 흑색 페인트 코팅된 중합체로 이루어진 배면체 물질에 위치시킨다. 각각의 시험편의 스펙트럼을 신속 스캔 모드 및 시험편당 200개의 스캔으로 수집한다. 각각의 시험편에 대해 이러게 판독하고 얻어진 데이터를 평균한다. 배면체 물질로 인한 신호 소실을 보상하기 위해, 적분구를 사용하여 물질의 반사율에 대해 ASTM:E903-96 표준 시험 방법에 따라 시험편 반사율을 계산한다.

표준 2"×3" 시험편 홀더를 수용하는 투과 스테이션에서 시험편을 위치시킴으로써 2 ㎛ 내지 17 ㎛ 영역에서 투명 또는 반투명 물질의 투과율을 측정한다. 이후, 장치를 앱솔루트 측정(100%) 위치로 설정하고, 측정 위치에서 시험편을 갖지 않는 100% 신호를 기록한다. 이후, 시험편을 제위치에 위치시키고 투과된 판독을 기록한다. 100% 신호로 나눈 투과된 신호는 투과율과 같다.

표 1은 3 ㎛∼5 ㎛ 및 9 ㎛∼12 ㎛의 스펙트럼 범위에 걸쳐 평균된 수집된 모든 데이터 점의 방향 반구 투과율 및 반사율 데이터를 포함한다.

투과 광학 밀도 시험 방법

이 특허에 있어서, 시각적 투명성을 광학 밀도(OD) 면에서 측정한다.

데스크탑 농도계 모델 TRX-N 장치[제조사: Tobias Associates, Inc.(미국 펜실베니아주 아이비랜드)]를 사용하여 시험편의 실온에서의 투과 광학 밀도를 측정한다. 상기 장치는 광원 및 475 나노미터 내지 675 나노미터에서 20% 초과의 스펙트럼 반응을 갖는 실리콘 광검출기로 이루어진다. 상기 장치는 투과 및 반사 모드 둘 다에서 필름의 광학 밀도를 측정할 수 있다. 모든 측정에 대해 투과 모드를 사용한다.

광학 밀도는 인간 눈의 반응에 가까운 측정치이다. 광학 밀도는 하기 방정식으로 정의된다.

OD = Log 1/T

[여기서, OD = 광학 밀도이고, T = 투과율이다].

상기 장치는 약 10 분의 준비 시간을 요한다. 시험 면적은 직경이 약 3 ㎜이고, 측정하고자 하는 시험편은 시험 면적을 완전히 커버하기에 충분히 넓다. 시험 절차는 다음과 같다.

1. 시험편 포트 위에 0.0075 인치 두께 PET 필름 표준품을 위치시킨다.

2. 검출기 암을 광 포트로 낮추고 제어 버튼을 누름으로써 0을 설정한다.

3. 디지털 판독으로 0을 판독한다.

4. 결과를 기록한다.

5. 광 포트를 커버하도록 광 테이블에 시험편을 위치시킨다.

6. 검출기 암을 광 포트를 커버하는 시험편으로 낮추고 제어 버튼을 누른다.

7. LED 디스플레이로부터 결과를 판독하고 코드로 기록한다.

8. 남아 있는 시험편에 대해 단계 5 내지 단계 8을 반복한다.

각각의 아라비아 숫자에 대해 1개씩 3개의 7 세그먼트 발광 다이오드 디스플레이 유닛에서 광학 밀도 측정을 표시한다. 이 특허에 있어서, 475 내지 675 ㎚에서 OD가 0.30 초과인 물질을 시각적 불투명한 것으로 간주한다.

방사율 측정 시험 방법

휴대용 에미쇼미터(emissometer) 모델 AE 장치[제조사: Devices & Services Company(미국 텍사스)]를 사용하여 실온 근처에서 시험편의 적외선 방사율을 측정한다. 상기 방사 장치는 표준 고방사 및 저방사 물질과 비교하여 전체 열 방사율을 측정한다.

디비이스 앤드 서비시스(Devices & Services) 에미쇼미터, 모델 AE는 측정 헤드 및 스케일링 디지털 전압계로 이루어진다. 방사선 검출기가 355K로 가열되어 시험편이 측정 동안 상온에 있도록 측정 헤드를 설계한다. 방사선 검출기는 2개의 높은-ε 및 2개의 낮은-ε를 갖는 시차 열전쌍열이므로, 그 자체와 시험편 사이의 방사선에 의해 전송된 열에만 반응한다. 검출기는 적외선 방사선의 파장에 거의 일정한 반응을 갖고 4.3 mm 거리로부터 시험편의 50 mm 직경 면적을 조망한다. 제조업자는 검출기의 출력 전압이 ±0.01 단위 내에 ε와 직선이고 T⁴ _d - T⁴ _S(여기서, T_d 및 T_S는 각각 검출기 및 시험편의 절대 온도이다)에 비례한다고 기술한다. 각각 직경이 66.7 mm이고 두께가 4 mm인 2개의 "표준품"을 에미쇼미터와 함께 제공되고 0.06 및 0.90의 ε를 갖는다. 상기 장치는 약 60 분의 준비 시간을 요한다. 에미쇼미터는 비교용이므로, 이는 사용 전에 보정되어야 한다. 2개의 표준품을 둘 다 상온을 달성하도록 열 흡수원(heat sink)에 위치시킨다.

이후, 검출기 헤드를 고방사율 표준품에 위치시키고 전압계에서의 증가를 평형을 위해 약 90 초를 허용한 후 전압계가 0.90을 판독하도록 조정한다. 이후, 검출기 헤드를 저방사율 표준품에 위치시키고 상쇄 트리머(trimmer)를 전압계가 0.06을 판독하도록 조정한다. 에미쇼미터가 1개의 표준품 및 다른 표준품으로부터 이동할 수 있을 때까지 조정을 반복하고 전압계 판독은 어떠한 조정 없이 2개의 값을 나타낸다.

방사율을 측정하기 위해, 시험편을 규격과 유사한 형태 및 크기로 절단한 후, 열 흡수원에 위치시키고 이와 평형시킨다. 검출기 헤드를 시험편에 위치시키고 전압계의 판독에 의해 시험 표면의 반구 방사율을 직접 구한다. 에미쇼미터 모델 AE 장치는 대략 3∼30 ㎛ 파장 범위에서 반구 방사율을 측정한다.

[실시예]

실시예 1

탄소 코팅된 ePTFE 및 금속화 ePTFE를 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

제1 기재인 탄소 코팅된 ePTFE를 포함하는 제1 구성요소를 다음의 사항은 제외하고는 미국 특허 출원 공보 2007/0009679의 실시예 3에 기재된 바대로 제조하였다. 사용되는 ePTFE 막은 두께가 약 30 ㎛이고, 중량이 ㎡당 약 9 그램이며, 평균 기공 크기가 약 0.2 ㎛이었다. 사용되는 카본 블랙의 양은 ePTFE 막의 약 0.9 중량%이었다. 본원의 시험 방법에 따라 제1 구성요소의 제1 기재의 광학 밀도 및 열 반사 특성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

열 반사층인 금속화 ePTFE를 포함하는 제2 구성요소를 미국 특허 5,955,175호에 따라 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 금속화 면에서 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

이후, 제1 구성요소를 제2 구성요소의 금속화 면을 향해 위치시키고, 폴리에틸렌 필름의 O.5 mil 층을 사이에 위치시켰다. 지오 나이트 앤드 코포레이션(Geo Knight and Co.) 모델 178SU 가열 프레스(Heat Press)를 사용하여 약 350℉에서 약 10 초 동안 층을 함께 결합시켜 구조체를 형성하였다. 이 실시예에 따라 제조되고 시험편의 탄소 코팅된 ePTFE 면으로부터 측정된 시험편 구조체에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 표 1에 기재하였고, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시하였다. 구조체는 표 1에 기재된 바대로 가시광선 반사율이 대략 8%이고, nIR 반사율이 대략 12%이며, MWIR 반사율이 대략 28%이고, LWIR 반사율이 대략 50%이었다.

도 9, 도 10 및 도 11에서의 스펙트럼 반응 곡선은 시험되는 광범위 파장에 걸친 반사율 및 투과율의 변동을 보여준다. 표 1에 기재된 특정 파장 범위에 대해 기재된 평균 결과를 이 도면에서의 데이터로부터 계산하였다. 또한, 도 11은 약 8 ㎛∼9 ㎛의 구조체에서의 반사율 데이터를 포함한다.

실시예 2

탄소 코팅된 ePTFE의 층, Al 호일 및 텍스타일 배면체를 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

실시예 1에 기재된 바대로 제1 기재인 탄소 코팅된 ePTFE의 제1 구성요소를 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 제1 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

텍스타일 배면체에 부착된 호일의 불연속 층을 포함하는 열 반사층인 제2 구성요소를 제조하였다. 전사 호일의 불연속 층을 형성하도록 대략 30% 개방율을 제공하기 위해 크라운 롤 리프 인코포레이션(Crown Roll Leaf, Inc)(부품 #MG39-100G)로부터 입수한 Al 전사 호일 층을 천공하여 제2 구성요소를 형성하였다. 전사 호일의 불연속 층을 연속 열가소성 폴리우레탄 접착제(8)를 사용하여 텍스타일 배면체에 부착시켜 열 반사층인 제2 구성요소를 형성하였다. 지오 나이트 앤드 코포레이션 모델 178SU 가열 프레스를 사용하여 약 280℉에서 약 8 초 동안 층을 함께 결합시켜 구조체를 형성하였다. 본원의 시험 방법에 따라 불연속 알루미늄 전사 호일 면에서 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

이후, 제1 구성요소를 제2 구성요소의 호일 면의 상부에 위치시키고 실시예 1에 기재된 가열 프레스를 사용하여 제1 구성요소에 바로 부착된 전사 호일의 불연속 층의 개방율에 해당하는 폴리우레탄 접착제의 부분과 함께 결합시켜 구조체를 형성하였다. 이 실시예에 따라 제조되고 제1 구성요소 면으로부터 측정된 구조체 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 표 1에 기재하였다. 구조체는 가시광선 반사율이 대략 7%이고, nIR 반사율이 대략 11%이며, MWIR 반사율이 대략 31%이고, LWIR 반사율이 대략 43%이었다. 이 시험편에 대한 핸드는 본원에 기재된 핸드 시험 방법에 따라 186 gm인 것으로 측정되었다.

실시예 3

착색된 ePTFE의 층, Al 호일 및 텍스타일 배면체를 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

black Sharpie^? 퍼머넌트 마커의 단일의 실질적 연속 코팅을 사용하여 1.2 mil ePTFE 층(약 0.2 마이크론의 평균 기공 크기 및 ㎡당 약 18 그램)을 착색하여 구조체의 제1 기재를 포함하는 제1 구성요소를 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 제1 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

전사 호일의 불연속 층을 형성하도록 대략 30% 개방율을 제공하기 위해 크라운 롤 리프 인코포레이션(부품 #MG39-100G)로부터 입수한 Al 전사 호일 층을 천공하여 열 반사층을 포함하는 제2 구성요소를 제조하였다. 이러한 전사 호일의 불연속 층을 연속 열가소성 폴리우레탄 접착제를 사용하여 텍스타일 배면체에 부착시켰다. 지오 나이트 앤드 코포레이션 모델 178SU 가열 프레스를 사용하여 약 280℉에서 약 8 초 동안 호일 및 텍스타일 배면체 층을 함께 결합시켰다. 본원의 시험 방법에 따라 불연속 알루미늄 전사 호일 면에서 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

제1 구성요소의 착색되지 않은 면을 제2 구성요소의 호일 면의 상부에 위치시키고, 제1 구성요소와 제2 구성요소를 실시예 1에 기재된 가열 프레스를 사용하여 제1 구성요소에 바로 부착된 전사 호일의 불연속 층의 개방율에 해당하는 폴리우레탄 접착제의 부분과 함께 결합시켜 구조체를 형성하였다.

이 실시예에 따라 제조되고 제1 구성요소 면으로부터 측정된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 표 1에 기재하였다. 구조체는 가시광선 반사율이 대략 5%이고, nIR 반사율이 대략 11%이며, MWIR 반사율이 대략 48%이고, LWIR 반사율이 대략 43%이었다.

실시예 4

인쇄 ePTFE 및 금속화 ePTFE를 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

1.2 mil ePTFE 필름(약 0.2 마이크론의 평균 기공 크기 및 ㎡당 약 18 그램)의 제1 구성요소를 약 13% Rhodapex ES-2(Rhodia, Inc.)와 약 6% 헥산올의 수용액으로 코팅하고 건조시켰다. HP DesignJet 110 플러스 프린터를 사용하여 코팅된 ePTFE 필름에 색상 이미지를 인쇄하여 제1 기재를 생성시켰다. 본원의 시험 방법에 따라 제1 구성요소의 제1 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

금속으로 금을 사용하고 소유성 코팅을 생략하여 미국 특허 5,955,175에 따라 금속화 ePTFE의 제2 구성요소를 제조하여 열 반사층을 생성시켰다. 본원의 시험 방법에 따라 금속화 면에서 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

제1 구성요소의 인쇄되지 않은 면을 실시예 1에 도시된 바대로 폴리에틸렌의 O.5 mil 층을 사용하여 제2 구성요소의 금속화 면에 결합시켰다.

이 실시예에 따라 제조되고 제1 구성요소 면으로부터 측정된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 표 1에 기재하였고, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시하였다. 구조체는 표 1에 기재된 바대로 가시광선 반사율이 대략 38%이고, nIR 반사율이 대략 62%이며, MWIR 반사율이 대략 60%이고, LWIR 반사율이 대략 47%이었다. 도 11에 도시된 스펙트럼 반응은 ePTFE 제1 구성요소에 인쇄된 구조체는 주로 250 ㎚ 내지 600 ㎚ 가시광선 파장 영역에서 반사율에 영향을 미친다는 것을 나타낸다.

실시예 5

다음 사항을 제외하고는 실질적으로 실시예 1에 따라 구조체의 시험편을 제조하였다.

탄소 코팅된 ePTFE 층 대신에, black Sharpie^? 퍼머넌트 마커의 단일의 실질적 연속 코팅을 사용하여 1.2 mil ePTFE 층(약 0.2 마이크론의 평균 기공 크기 및 ㎡당 약 18 그램)을 착색하여 제1 구성요소의 제1 기재를 생성시킴으로써 제1 구성요소를 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 제1 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

본원의 시험 방법에 따라 실시예 1에 기재된 바대로 제조되고 시험되는 제2 구성요소의 금속화 면에서 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

이후, 제1 구성성분의 착색되지 않은 면을 불연속 폴리우레탄 접착제를 사용하여 제2 구성성분의 금속화 면에 결합시켰다. 이후, 텍스타일을 불연속 폴리우레탄 접착제를 사용하여 제2 구성요소의 비금속화 면에 적층시켜 구조체를 형성하였다. 이 실시예에 따라 제조된 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 제1 구성요소 면으로부터 측정하였고, 표 1에 기재하였고, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시하였다. 구조체는 표 1에 기재된 바대로 가시광선 반사율이 대략 5%이고, nIR 반사율이 대략 12%이며, MWIR 반사율이 대략 53%이고, LWIR 반사율이 대략 54%이었다.

실시예 6

금속 코팅에 의해 결합된 탄소 코팅된 ePTFE의 2층을 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

제1 구성요소의 제1 기재인 탄소 코팅된 ePTFE의 시험편을 실시예 1에 기재된 바대로 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 제1 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

제1 구성요소의 탄소 코팅된 ePTFE 제1 기재를 2개의 거의 동일한 구획으로 분할하였다. 1개의 구획을 캔에서의 방향에 따라 Krylon Interior/Exterior 금 금속 분무 페인트(부품 번호 1510-H597)를 사용하여 페인트하여 열 반사층을 생성하였다. 남아 있는 페인트되지 않은 구획의 탄소 코팅되지 않은 면을 다른 구획의 습식 페인트에 위치시키고 페인트가 접착제 및 저방사율 성분 둘 다로서 작용하도록 주름을 제거하기 위해 손으로 편평하게 하여 복합체 시험편을 형성하였다. 시험편을 약 10 분 동안 건조시키고, 디비이스 앤드 서비시스 인코포레이션(Devices and Services, Inc.(미국 75229 텍사스주 달라스 몬로에 드라이브 #202 10290)) 모델 AE 에미쇼미터를 사용하여 방사율을 측정하였다.

이 실시예에 따라 제조된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 제1 시험편 면으로부터 측정하고, 표 1에 기재하였다. 구조체는 가시광선 반사율이 대략 9%이고, nIR 반사율이 대략 13%이며, MWIR 반사율이 대략 31 %이고, LWIR 반사율이 대략 41%이었다.

실시예 7

폴리프로필렌 및 금속을 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

black Sharpie^? 퍼머넌트 마커의 단일의 실질적 연속 코팅을 사용하여 2.5 mil 폴리프로필렌 필름 층의 한 면을 착색하여 제1 구성요소의 제1 기재를 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 제1 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

금속화 ePTFE 물질을 포함하는 열 반사층을 실질적으로 미국 특허 5,955,175에 따라 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

이후, 지오 나이트 앤드 코포레이션 모델 178SU 가열 프레스를 사용하여 제1 구성요소의 착색되지 않은 면을 약 350℉에서 약 10 초 동안 열 반사층의 금속화 면에 결합시켜 구조체를 형성하였다.

이 실시예에 따라 제조되고, 착색 면으로부터 측정된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 표 1에 기재하였고, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시하였다. 구조체는 표 1에 기재된 바대로 가시광선 반사율이 대략 7%이고, nIR 반사율이 대략 16%이며, MWIR 반사율이 대략 43%이고, LWIR 반사율이 대략 78%이었다.

실시예 8

금속화 폴리우레탄의 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

1 mil 폴리우레탄 필름(Deerfield Urethanes(미국 마이애미주 디어필드), 부품 번호 1710S)의 시험편을 포함하는 제1 기재를 물리 증착을 이용하여 금속화하였다. 대략 300 ㎚의 알루미늄을 물리 증착에 의해 제1 기재의 제2 면에 증착시켰다. 이후, black Sharpie^? 퍼머넌트 마커의 단일의 실질적 연속 코팅을 사용하여 비금속화 면에 시험편을 착색하였다.

실질적으로 Sharpie^? 마커로 코팅된 PU 필름의 비금속화 부분을 사용하여 제1 기재 시험편 특성을 측정하였다. 본원의 시험 방법에 따라 이 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, "제1 구성요소"로 표 1에 기재하였다.

이 실시예에 따라 제조된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 착색 면으로부터 측정하고, 표 1에 기재하였다. 구조체는 가시광선 반사율이 대략 7%이고, nIR 반사율이 대략 13%이며, MWIR 반사율이 대략 54%이고, LWIR 반사율이 대략 18%이었다.

실시예 9

폴리에틸렌 필름 및 알루미늄 호일을 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

제1 구성요소의 제1 기재를 포함하도록 black Sharpie^? 퍼머넌트 마커의 단일의 실질적 연속 코팅을 사용하여 2.0 mil 폴리에틸렌 필름 층을 착색하여 제1 구성요소를 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 제1 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

브랜드 Stor-It™의 알루미늄 호일을 포함하는 제2 구성요소를 열 반사층으로 사용하였다. 본원의 시험 방법에 따라 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

PE 필름의 착색되지 않은 면을 알루미늄 호일에 인접하게 위치시키고, 다중 스펙트럼의 선택 반사성 구조체로서 사용하였다. 이 실시예에 따라 제조된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 착색 면으로부터 측정하고, 표 1에 기재하였고, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시하였다. 구조체는 표 1에 기재된 바대로 가시광선 반사율이 대략 7%이고, nIR 반사율이 대략 23%이며, MWIR 반사율이 대략 70%이고, LWIR 반사율이 대략 73%이었다.

실시예 10

다음 사항을 제외하고 실질적으로 실시예 5에 따라 구조체의 시험편을 제조하였다. 불연속 폴리우레탄 접착제 대신에, 3M Super 77™ 접착제 다목적 접착제의 연속 코팅을 사용하여 제1 구성요소와 제2 구성요소를 함께 결합시켰다. 또한, 텍스타일 배면체를 생략하였다.

본원의 시험 방법에 따라 실시예 5에서 제조된 제1 구성요소의 제1 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

본원의 시험 방법에 따라 실시예 5에서처럼 금속화 면에서 제2 구성요소의 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 착색 면으로부터 측정하고, 표 1에 기재하였다. 본 발명의 본 양태는 가시광선 반사율이 대략 4%이고, nIR 반사율이 대략 9%이며, MWIR 반사율이 대략 34%이고, LWIR 반사율이 대략 16%이었다.

실시예 11

폴리우레탄 필름 대신 1.5 mil 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 사용하여 실질적으로 실시예 8에 따라 구조체의 시험편을 제조하였다. 비금속화 면으로부터 방사율을 측정하고, 열 반사층에 대한 값을 표 1에 기재하였다.

실시예 8에서처럼, 실질적으로 Sharpie^? 마커 코팅된 PET 필름의 비금속화 부분을 사용하여 제1 기재 특성을 측정하였다. 본원의 시험 방법에 따라 이 기재의 광학 밀도 및 열 투과성을 측정하고, "제1 구성요소"로 표 1에 기재하였다.

이 실시예에 따라 제조된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 착색 면으로부터 측정하고, 표 1에 기재하였다. 구조체는 가시광선 반사율이 대략 7%이고, nIR 반사율이 대략 17%이며, MWIR 반사율이 대략 63%이고, LWIR 반사율이 대략 5%이었다.

실시예 12

ePTFE 및 금속화 ePTFE를 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

본원의 시험 방법에 따라 1.2 mil ePTFE 필름(약 0.2 마이크론의 평균 기공 크기 및 ㎡당 약 18 그램)의 제1 구성요소를 광학 밀도 및 열 투과성에 대해 측정하고, 표 1에 기재하였다.

열 반사층인 금속화 ePTFE를 포함하는 제2 구성요소를 미국 특허 5,955,175에 따라 제조하였다. 본원의 시험 방법에 따라 금속화 면에서 방사율을 측정하고, 표 1에 기재하였다.

이후, 제1 구성요소를 제2 구성요소의 금속화 면에 기대어 위치시키고, 폴리에틸렌 필름의 0.5 mil 층을 사이에 위치시켰다. 지오 나이트 앤드 코포레이션 모델 178SU 가열 프레스를 사용하여 층을 함께 약 350℉에서 약 10 초 동안 결합시켜 구조체를 형성하였다. 이 실시예에 따라 제조되고 시험편의 탄소 코팅된 ePTFE 면으로부터 측정된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 표 1에 기재하였고, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시하였다.

구조체는 표 1에 기재된 바대로 가시광선 반사율이 대략 86%이고, nIR 반사율이 대략 73%이며, MWIR 반사율이 대략 56%이고, LWIR 반사율이 대략 83%이었다.

실시예 13

탄소 코팅된 ePTFE 및 금속화 폴리에스테르를 포함하는 구조체의 시험편을 다음의 방식으로 제조하였다.

제1 기재로 실시예 1에서처럼 탄소 코팅된 ePTFE의 제1 구성요소를 제공함으로써 시험편을 제조하였다. 이후, 열 반사층(30)인 Laird Co.(제품 번호 3027-217)로부터 입수한 Ni/Cu 금속화 폴리에스테르 태피터의 제2 구성요소를 제1 기재에 헐겁게 기대어 위치시켰다. 이 실시예에 따라 제조된 구조체의 시험편에 대한 다중 스펙트럼 시험 결과를 제1 구성요소 면으로부터 측정하고, 표 1에 기재하였고, 도 9, 도 10 및 도 11에 도시하였다. 구조체는 표 1에 기재된 바대로 가시광선 반사율이 대략 10%이고, nIR 반사율이 대략 15%이며, MWIR 반사율이 대략 44%이고, LWIR 반사율이 대략 61 %이었다.

실시예 14

복합체의 다중 스펙트럼 반사 특성을 측정하기 위해 고어(Gore) 부품 번호 WJIX102108HZ를 얻었다. 고어 부품은 허용가능한 가시광선 및 nIR 성능을 갖지만, 열 반사율 특성의 요건을 갖지 않는 군사용 규격 컴플라이언트(compliant) 섬유를 대표한다. 이 섬유는 배면체 텍스타일을 갖는 2성분 필름에 적층된 위장 인쇄된 텍스타일이다. 4가지 색상 패턴(라이트 탠(Light tan), 어번 탠(Urban tan), 라이트 코요테(Light Coyote) 및 하이랜드(Highland))의 각 색상이 각각 14a, 14b, 14c 및 14d로 측정되었다. 다중 스펙트럼 시험 결과를 표 1에 기재하였다.

[표 1] 시험편 특성의 측정

[표 2] 시험편에 대해 측정된 수증기 투습률

Claims

전면 및 후면,
착색제를 포함하는 중합체 층을 포함하고, 구조체의 전면에 근접한 제1 면, 및 제2 면을 갖는 열 투과성의 시각적 불투명 기재, 및
상기 기재의 제2 면에 인접하여 구조체의 후면에 근접한 저방사율 성분을 포함하는 열 반사층
을 포함하는 구조체로서, 평균 반사율이
(i) 400 ㎚∼600 ㎚ 파장 범위에서 <70%,
(ii) 700 ㎚∼1,000 ㎚ 파장 범위에서 <70%,
(iii) 3 ㎛∼5 ㎛ 파장 범위에서 >25%, 및
(iv) 9 ㎛∼12 ㎛ 파장 범위에서 >25%
인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재의 제1 면은 상기 구조체의 전면인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 구조체의 평균 반사율은 상기 구조체의 전면으로부터 측정되는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 착색제는 코팅인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 착색제는 제1 면에 배치된 코팅인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 착색제는 충전제인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 중합체 층은 미세다공성 필름인 구조체.
제7항에 있어서, 상기 미세다공성 필름은 PTFE를 포함하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 중합체 층은 폴리에틸렌을 포함하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 중합체 층은 폴리프로필렌을 포함하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 중합체 층은 하나 이상의 착색제를 포함하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재가 nIR 첨가제를 포함하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 반사층은 방사율이 0.5 미만인 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 반사층은 금속을 포함하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 저방사율 성분은 Al을 포함하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 반사층은 방사율이 0.5 미만인 코팅을 포함하는 것인 구조체.
제16항에 있어서, 상기 코팅은 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재의 제2 면에 위치하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 저방사율 성분은 금속 호일인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 반사층은 저방사율 성분을 더 포함하는 텍스타일(textile)인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 반사층은 복수의 저방사율 성분의 패턴을 포함하는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재는 접착층에 의해 상기 열 반사층의 저방사율 면에 부착되는 것인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재는 두께가 5 ㎛ 내지 300 ㎛인 것인 구조체.
제1항에 있어서, 400 ㎚∼600 ㎚ 파장 범위에서 평균 반사율이 <50%인 구조체.
제1항에 있어서, 700 ㎚∼1,000 ㎚ 파장 범위에서 평균 반사율이 <50%인 구조체.
제1항에 있어서, 9 ㎚∼12 ㎛ 파장 범위에서 평균 반사율이 >35%인 구조체.
제1항에 있어서, 상기 구조체가 라미네이트인 것인 구조체.
제26항에 있어서, 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재 반대편 측에 상기 열 반사층에 인접한 텍스타일 층을 더 포함하는 구조체.
제1항에 있어서, MVTR은 >1,000 g/㎡/24 시간인 구조체.
제1항에 있어서, 성형품 형태로 제공되는 구조체.
절연 구획을 더 포함하는 제1항에 따른 구조체를 포함하는 물품.
제1항에 따른 구조체를 포함하는 의류.
제1항에 따른 구조체를 포함하는 보호 커버.
제31항에 있어서, 상기 구조체의 후면에 인접한 절연 구획을 더 포함하는 의류.
제32항에 따른 구조체를 여러 겹 포함하는 보호 커버로서, 한 겹 이상은 파장 범위 (i), (ii), (iii) 및 (iv) 중 하나 이상에서 상이한 평균 반사율 값을 갖는 것인 보호 커버.
제1항에 있어서, 상기 구조체의 핸드(hand) 값이 1,000 g 미만인 것인 구조체.
탐지로부터 차폐하고자 하는 물체에 시각적 및 열적 이미지 은폐를 제공하는 방법으로서,
(A) 물체를 제공하는 단계,
(B) 제1 면 및 제2 면을 갖고, 적어도 제1 면에 도포된 착색제 및 중합체 층을 포함하는 열 투과성의 시각적 불투명 기재를 포함하는 제1 구성요소를 제공하는 단계,
저방사율 성분을 포함하는 열 반사층을 포함하는 제2 구성요소를 제공하는 단계, 및
상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재의 제2 면에 인접하게 저방사율 성분을 위치시켜 평균 반사율이
(i) 400 ㎚∼600 ㎚ 파장 범위에서 <70%,
(ii) 700 ㎚∼1,000 ㎚ 파장 범위에서 <70%,
(iii) 3 ㎛∼5 ㎛ 파장 범위에서 >25%, 및
(iv) 9 ㎛∼12 ㎛ 파장 범위에서 >25%
인 구조체를 형성하는 단계
를 포함하는 구조체를 형성하는 단계, 및
(C) 상기 제2 구성요소가 상기 물체 쪽으로 배향되도록 상기 구조체를 배치하는 단계
를 포함하는 방법.
(a) 제1 면 및 제2 면을 갖는 열 투과성 중합체 물질을 포함하는 제1 기재를 제공하는 단계,
(b) 착색제를 제공하는 단계,
(c) 상기 착색제를 상기 열 투과성 중합체 물질의 적어도 제1 면에 도포하여 열 투과성의 시각적 불투명 층을 형성하는 단계,
(d) 중합체 물질을 포함하는 제2 기재를 제공하는 단계,
(e) 저방사율 성분을 상기 제2 기재 면에 도포하여 열 반사층을 형성하는 단계,
(f) 상기 제2 기재의 저방사율 성분을 상기 제1 기재의 제2 면을 향해 배향시키는 단계,
(g) 제1 기재와 제2 기재를 부착시켜 평균 반사율이
(i) 400 ㎚∼600 ㎚ 파장 범위에서 <70%,
(ii) 700 ㎚∼1,000 ㎚ 파장 범위에서 <70%,
(iii) 3 ㎛∼5 ㎛ 파장 범위에서 >25%, 및
(iv) 9 ㎛∼12 ㎛ 파장 범위에서 >25%
인 구조체를 형성하는 단계
를 포함하는 구조체의 제조 방법.
제1 면, 제2 면 및 착색제를 포함하는 미세다공성 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 필름을 포함하고, 광학 밀도가 0.30 초과이며, 열 투과율이 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 및 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 30% 초과인 제1 구성요소, 및
상기 제1 구성요소의 미세다공성 ePTFE 필름에 부착된 금속화 미세다공성 ePTFE를 포함하는 열 반사층을 포함하는 제2 구성요소
를 포함하는 구조체.
제38항에 있어서, 상기 금속화 미세다공성 ePTFE는 상기 제1 구성요소의 미세다공성 필름에 부착된 금속화 표면을 포함하는 것인 구조체.
제39항에 있어서, 상기 금속화 ePTFE는 금속 코팅을 포함하는 것인 구조체.
제38항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄(Al)을 포함하는 것인 구조체.
제1 면, 제2 면 및 착색제를 포함하는 미세다공성 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 필름을 포함하고, 광학 밀도가 0.30 초과이며, 열 투과율이 3 ㎛ 내지 5 ㎛ 및 9 ㎛ 내지 12 ㎛ 파장 범위에서 30% 초과인 제1 구성요소, 및
상기 제1 구성요소의 미세다공성 ePTFE 필름에 부착된 금속화 표면을 갖는 금속화 텍스타일을 포함하는 열 반사층을 포함하는 제2 구성요소
를 포함하는 구조체.
제42항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄(Al)을 포함하는 것인 구조체.
탐지로부터 차폐하고자 하는 물체 또는 몸체(body)에 시각적 및 열적 이미지 은폐를 제공하고, 제1항에 따른 구조체를 포함하며,
물체 또는 몸체 쪽으로 배향된 내면, 및
물체 또는 몸체로부터 떨어져 배향된 외면
을 포함하는 물품으로서, 상기 구조체의 열 반사층은 상기 물품의 내면에 근접하고, 상기 구조체의 열 투과성의 시각적 불투명 기재는 상기 물품의 외면에 근접한 것인 물품.
제44항에 있어서, 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재는 물품의 외면에 해당하는 것인 물품.
제44항에 있어서, 상기 열 반사층은 상기 열 투과성의 시각적 불투명 기재의 제2 면에 부착되는 것인 물품.
제45항에 있어서, 상기 구조체는 라미네이트인 물품.