PL184548B1

PL184548B1 - Materiał odblaskowy dla podczerwieni

Info

Publication number: PL184548B1
Application number: PL97332287A
Authority: PL
Inventors: Culler@Gregory@D
Original assignee: Gore & Ass
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 2002-11-29
Also published as: EP0927328A1; IL128654A; NO991272L; NO991272D0; DE69703118T2; HUP9903909A3; JP2001524200A; US5955175A; HUP9903909A2; AU3900597A; PL332287A1; NO318560B1; IL128654A0; DE69703118D1; CN1230251A; WO1998012494A1; EP0927328B1; JP4031047B2

Abstract

1. Material odblaskowy dla podczerwieni, do przykrywania obiektów zawierajacy mi- kroporowata, przepuszczalna dla powietrza i dla pary wodnej, wodoodporna i od- ksztalcalna membrane polimerowa, posia- dajaca górna i spodnia powierzchnie oraz pory miedzy nimi, znamienny tym, ze mi- kroporowata membrana zawiera nieciagla, odblaskowa dla podczerwieni powloke meta- liczna (13) pokrywajaca co najmniej frag- menty jednej z wymienionych powierzchni membrany (10) i co najmniej fragmenty od- krytych czastek polimerowych (11) membra- ny (10) znajdujacych sie pod powierzchnia oraz powloke olejofobowa (14) naniesiona co najmniej na powloke metaliczna (13). FIG. 1 A PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest materiał odblaskowy dla podczerwieni, odbijający promieniowanie elektromagnetyczne i jednocześnie przepuszczalny dla powietrza i pary wodnej. Materiał ten jest stosowany do maskowania promieniowania elektromagnetycznego, zwłaszcza w zakresie podczerwieni.

Promieniowanie ciała ludzkiego lub innych obiektów może być łatwo wykrywane za pomocą znanych instrumentów - detektorów podczerwieni, wykrywających promieniowanie termiczne.

Instrumenty te funkcjonują przy długościach fali w oknach 3 do 5 mikrometrów i 8 do 12 mikrometrów o przezroczystości atmosferycznej. Odwzorowanie w podczerwieni przy długościach fali spoza tych okien jest niepraktyczne z powodu absorpcji atmosferycznej. W odwzorowaniach uzyskanych za pomocą znanych urządzeń obiekty o wysokiej emisyjności i obiekty mające wyższą temperaturę od tła pojawiają się jako połyskujące sylwetki. Jest to wynikiem mocy emitowanej przez te obiekty, określonej równaniem:

W = εσΊ w którym:

W oznacza moc emitowaną, e - współczynnik emisji, σ- stałą Stefana-Boltzmana,

T - temperaturę.

W powyższym równaniu można zauważyć, że są dwa możliwe podejścia do przytłumienia odwzorowania termicznego: zastosowanie materiałów o niskim współczynniku emisji ich zewnętrznej powierzchni lub obniżenie temperatury zewnętrznej powierzchni materiału. Typowe podejście polega na zastosowaniu materiałów o niskim współczynniku emisji ich zewnętrznej powierzchni, a następnie pokrycie tej powierzchni materiałami, które są przezroczyste przy długościach fali promieniowania podczerwonego (IR), lecz nieprzezroczyste optycznie, celem zapewnienia wizualnego maskowania. Drugie podejście polega na zastosowaniu izolacji termicznej celem zredukowania temperatury zewnętrznej powierzchni. Jeszcze inna opcja polega na łączeniu tych sposobów.

Znane są materiały stosowane do ochrony personelu lub wyposażenia przed promieniowaniem elektromagnetycznym przyrządów wykrywających, zwłaszcza w zakresie podczerwieni, ale wciąż trwają poszukiwania materiałów korzystniejszych niż znane, któreby dobrze chroniły personel lub wyposażenie, bez umniejszenia ich mobilności.

Przykładowo z opisu patentowego US 5 281 460 jest znany materiał stanowiący szablon wstęg dołączonych do sieci nylonowej. Wstęgi są powleczone srebrem, miedzią lub pigmentem.

Z opisu patentowego US 4 495 239 jest znany materiał włókienniczy posiadający odblaskową, próżniowo naparowaną warstwę metaliczną, pokrytą następnie farbą maskującą, a z opisu patentowego US 4 659 602 materiał włókienniczy, który jest pokryty folią metaliczną, oraz warstwą polietylenu, zawierającego cząstki przewodzące.

Zgodnie z ujawnieniem w opisie patentowym US 4 621 012 jest znana tkanina powleczona termoplastem, zawierającym dobrany materiał dipolowy. Tkanina ma naniesioną warstwę metaliczną, odbijającą promieniowanie podczerwone.

Z opisu patentowego US 4 467 005 jest znana bazowa tkanina siatkowa z nośnym obrębieniem po każdej stronie i z naniesioną powłoką metaliczną, odbijającą podczerwień. Ten materiał jest przepuszczalny dla pary wodnej.

Z innego opisu patentowego US nr 4 533 591 jest znana żywica termoplastyczna z rozproszonymi w niej, ziarnistymi cząstkami elektromagnetycznymi, a z opisu patentowego US 4 064 305 dzianina uformowana ze splotów nieciągłych włókien polimerowych i nieciągłych włókien metalicznych, które odbijają fale radarowe.

Opis patentowy US 4 529 633 ujawnia materiał odbijający fale elektromagnetyczne. Ten materiał jest wykonany z polietylenu, powłoki metalicznej, kleju i tkaniny.

W przeważającej ilości, w znanych materiałach odbijających podczerwień występują warstwy tworzyw sztucznych, które powodują iż materiały te są nieprzepuszczalne dla pary wodnej. Jeżeli więc z takich materiałów jest wykonana odzież, to jest ona niewygodna w noszeniu. Jeżeli natomiast taki materiał jest wykorzystywany jako osłona rozpięta nad sprzętem, występuje efekt „pocenia się” sprzętu.

Wśród wymienionych, znanych materiałów odbijających podczerwień tylko tkanina ujawniona w opisie patentowym US 4 467 005 wykazuje się przepuszczalnością dla pary wodnej, przy czym jest ona nieprzepuszczalna dla powietrza. Tkanina ta może być stosowana do wykonywania pokryć stacjonarnych obiektów, a więc tam gdzie nie jest wymagany wysoki stopień elastyczności tkaniny. Nie może być ona praktycznie stosowana jako materiał służący dla ochrony odwzorowania termicznego indywidualnych osób, ponieważ cechuje ją mała

184 548 odkształcalność, zasadniczo niska przepuszczalność wilgoci i duży ciężar. Ponadto powłoka metalizowana jest całkowicie odsłonięta, a więc jest bardzo nieodporna na uszkodzenia mechaniczne.

Również laminat ujawniony w opisie patentowym US 4 557 957, mający hydrofitową powłokę metaliczną naniesioną na mikroporowatych ekspandowanych membranach politetrafluoroetylenowych, jest produktem bardzo mało odpornym na uszkodzenia mechaniczne. Ta wada oraz mała wodoodpomość powlekanych membran politetrafluoroetylenowych powodują, że praktycznie materiał ten nie może być stosowany do wytwarzania odzieży.

Z fizjologicznego punktu widzenia pożądane jest, aby materiał odbijający podczerwień, a przeznaczony na odzież, wykazywał możliwie jak najniższy ciężar i grubość, a jednocześnie wykazywał dużą przepuszczalność dla pary wodnej i był w miarę odporny na uszkodzenia mechaniczne.

Zgodnie z wynalazkiem materiał odblaskowy dla podczerwieni, do przykrywania obiektów, zawiera mikroporowatą, przepuszczalną dla powietrza i dla pary wodnej, wodoodporną i odkształcalną membranę polimerową. Pomiędzy górną i spodnią powierzchnią membrany występują pory. Materiał odblaskowy dla podczerwieni charakteryzuje się tym, że mikroporowata membrana zawiera nieciągłą, odblaskową dla podczerwieni powłokę metaliczną pokrywającą co najmniej fragmenty jednej z wymienionych powierzchni membrany i co najmniej fragmenty odkrytych cząstek polimerowych membrany znajdujących się pod tą powierzchnią oraz zawiera powłokę olejofobową naniesioną co najmniej na powłokę metaliczną.

Korzystnie nieciągła powłoka metaliczna pokrywa tylko fragmenty górnej powierzchni membrany i fragmenty odkrytych cząstek polimerowych znajdujących się pod tą powierzchnią membrany, zaś powłoka olejofobowa jest naniesiona na fragmenty membrany tworzące jej górną i spodnią powierzchnię oraz na ścianki tworzące poty membrany.

Korzystnie powłokę olejofobową według wynalazku stanowi polimer organiczny z fluorowanymi alkilowymi łańcuchami bocznymi, mający terminalne grupy -CF₃, w okresowo powtarzających się jednostkach polimeru, a powłokę metaliczną stanowi metal wybrany z grupy zawierającej aluminium, złoto, srebro, miedź, cynk, nikiel, platynę oraz ich stopy i kombinacje.

Polimer mikroporowatej membrany jest korzystnie wybrany z grupy zawierającej ekspandowany politetrafluoroetylen, polietylen, polipropylen, poliuretan i ich mieszaniny, przy czym do powłok pokrywających membranę przylega dodatkowo powłoka materiału włókienniczego, która jest wybrana z grupy zawierającej jedwab, wełnę, bawełnę, poliamid, poliester, poliolefinę, akryl, nylon i ich mieszanki.

Materiał według wynalazku jest korzystnie co najmniej fragmentem odzieży lub materiału namiotowego.

Materiał odblaskowy dla podczerwieni według wynalazku jest stosowany do wytwarzania odzieży lub do przykrywania obiektów, w szczególności do wytwarzania namiotów. Maskuje lub dławi odwzorowanie termiczne w zakresie średniej i dalekiej podczerwieni, bez równoczesnego zmniejszania efektywności maskowania wizualnego w bliskim zakresie widma IR oraz bez zmniejszania komfortu, efektywności i mobilności osoby ewentualnie noszącej odzież. Powłoka olejofobowa naniesiona na powłokę metaliczną, zabezpiecza metal przed uszkodzeniem mechanicznym podczas noszenia lub przed oddziaływaniem chemikaliów. Materiał jest wodoodporny, przepuszczalny dla powietrza i pary wodnej i dobrze odkształcalny.

Przedmiot wynalazku w jednym z przykładów realizacji wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1A przedstawia przekrój poprzeczny mikroporowatej membrany, z nieregularnie ukształtowanymi porami rozciągającymi się przelotowo od górnej do spodniej powierzchni; fig. IB przedstawia przekrój poprzeczny mikroporowatej membrany, pokazanej na fig. 1A, z naparowaną próżniowo powłoką, metaliczną; zaś fig. 1C przedstawia przekrój poprzeczny mikroporowatej metalizowanej membrany pokazanej na fig. IB z naniesioną

184 548 powłoką olejofobową; następnie fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny membrany pokazanej na fig. 1C z naniesioną dodatkowo zewnętrzną powłoką materiału włókienniczego.

Materiał odblaskowy dla podczerwieni według wynalazku jest materiałem warstwowym i jako warstwę podstawową zawiera polimerową, mikroporowatą membranę 10.

Polimerowa, mikroporowata membrana 10 jest materiałem jednolitym strukturalnie, ale mającym mikroskopijne nieciągłości w obrębie swej struktury. Nieciągłości te, utworzone przez pory lub korytarze poprzeczne, rozciągające się przelotowo pomiędzy górną powierzchnią 10a i spodnią powierzchnią 10b membrany 10 oraz użycie odpowiednio przepuszczalnych materiałów do utworzenia pozostałych warstw dają w efekcie materiał, który, pozostając nieprzepuszczalnym dla wody, jest przepuszczalny dla powietrza i dla pary wodnej.

W szczególności taką mikroporowatą membraną jest materiał na bazie PTFE, dostępny pod nazwą GORE-TEX®, zastrzeżoną jako znak towarowy. Materiał jest produkowany przez W.L. Gore & Associates, Inc. of Newark, Delaware.

Pory 12 membrany 10 są nieregularnie ukształtowane i rozciągają się w sposób ciągły od górnej do spodniej powierzchni. Kształt i wielkość porów zapewnia przepuszczalność membrany dla powietrza i pary wodnej, ale jednocześnie uniemożliwia przedostawanie się przez nią cieczy, w tym wody. Polimerowa membrana jest więc wodoodporna, a przy tym doskonale odkształcalna.

Na fig. IB przedstawiona jest naparowana próżniowo powłoka metaliczna 13, naniesiona na górną powierzchnię 10a membrany 10 oraz na „otwarte” ścianki porów 12, tzn. na część ścianek porów 12, które są fragmentami górnej powierzchni 10a i fragmentami eksponowanych sub-powierzchni, widocznymi od strony górnej powierzchni 10a membrany 10. Spoglądając pionowo w dół na górną powierzchnię 10a, powłoka metaliczna 13 tworzy linię ciągłą tak, jak zostało pokazane liniami przerywanymi na fig. IB. Patrząc z boku, widać jednak, że powłoka metaliczna 13 jest w rzeczywistości nieciągła i że pozostają w niej otwarte pory umożliwiające przepływ pary wodnej.

Figura 1C przedstawia powłokę olejofobową 14, naniesioną na powierzchnie cząstek polimerowych 11 i na fragmenty ścianek porów 12 membrany 10. Powłoka olejofobowa 14 powinna pokrywać przynajmniej spodnią powłokę metaliczną 13, ale w praktyce, jak pokazano to na fig. 1C, powłoka olejofobowa 14 nie tylko pokrywa i izoluje powłokę metaliczną 13 od porów 12 mikroporowatej membrany 10, ale jak jest to widoczne z boku, pokrywa wszystkie powierzchnie i ścianki porów 12 membrany 10, przy czym pory 12 ciągle pozostają otwarte dla przepływu powietrza i pary wodnej.

Do wytwarzania olejofobowych, metalizowanych, mikroporowatych filmów i membran mogą być stosowane takie tworzywa jak przykładowo: mikroporowaty polietylen, polipropylen, poliuretan lub ekspandowany politetrafluoroetylen i membrany te mogą być laminowane typowymi materiałami tekstylnymi. Tak wytworzone materiały odblaskowe pozbawione są niedogodności, które występują w tego typu znanych materiałach. Po pierwsze, warstwa olejofobowa zabezpiecza warstwę metalu przed utlenianiem i umożliwia metalizowanie zarówno jednej lub obu powierzchni membrany, a czasem zabezpiecza nawet i całą porowatą strukturę membrany. Po drugie, przestrzenna, trójwymiarowa struktura materiału mikroporowatego zapewnia możliwość pokrycia powierzchni widzianej od góry w 100%, co zapewnia całkowite odbijanie promieniowania IR, wymagane do odpowiedniego zmniejszenia odwzorowania termicznego. Po -trzecie, porowatość trójwymiarowej struktury pozwala na przenikanie przez kompozyt dużych ilości pary wodnej, co zmniejsza obciążenie cieplne użytkownika. Po czwarte, powietrze w mikroporach membrany zmniejsza przewodnictwo cieplne membrany, dostarczając izolującą przestrzeń powietrzną. Wymusza to zwiększenie wymiany ciepła pomiędzy ciałem człowieka a otoczeniem, a w konsekwencji, pozwalając na odprowadzanie wilgoci, powoduje chłodzenie organizmu. Większa część ciepła emitowanego przez ciało jest odbijana przez mikroporowatą membranę z powrotem w kierunku ciała, zmniejszając temperaturę zewnętrznej powierzchni membrany, a zatem zmniejszając odwzorowanie termiczne. Odbijanie ciepła jest jednak neutralizowane przez naturalny mechanizm chłodzący, a więc przez parowanie.

184 548

Te wszystkie czynniki stanowią, że mikroporowate membrany są doskonałym materiałem na ubrania, przy tym materiałem cienkim, lekkim, elastycznym i dobrze odkształcanym.

Jak wskazano powyżej powłoka metaliczna 10 występuje korzystnie tylko po jednej stronie membrany, ale może być też nałożona po jej obu stronach, a nawet na całej powierzchni porowatej struktury membrany. Powłoka ta może być nakładana na membranę z użyciem różnych technik powlekania metalem, takich jak napylanie jonowe, chemiczne osadzanie par, powlekanie bezprądowe lub za pomocą innych znanych technik powlekania. Grubość powłoki metalicznej może wahać się od 40 do 120 nm g w węzłach i włóknach, przy czym metalizowana membrana ma wówczas gęstość optyczną pomiędzy 1 do 6 jednostek gęstości. Emisyjność powłoki metalowej może wahać się od 0,06 do 1, zależnie od pożądanej sprawności termicznej. Jeśli pożądany jest wysoki stopień odbicia, wymagana jest powłoka o niskiej emisyjności, jeżeli pożądany znaczny stopień absorbancji, wymagana jest powłoka o wysokiej emisyjności.

Grubość metalizowanego mikroporowatego filmu lub membrany 10 przedstawiona jako wymiar „A” na fig. IB może wahać się od 2,54 x 0,01 mm do 3,175 mm i będzie ulegać zmianom zależnie od pożądanej przepuszczalności powietrza i par wilgoci. Grubość powłoki metalicznej 13 nie może być zbyt duża, aby pory mikroporowatego filmu lub membrany nie zostały zamknięte. Osadzanie metalu jest zasadniczo kontynuowane tak długo, aż powierzchnia i część ścianek porów zostanie pokryta z wytworzeniem ciągłej linii widzenia, co wyjaśniono powyżej w odniesieniu do fig. IB.

Metal stosowany w metalizowanych mikroporowatych filmach i membranach może być jakimkolwiek metalem, który może być naparowywany próżniowo lub napylany jonowo na film lub membranę i wytwarza pożądany efekt odbicia. Szczególnie korzystnymi metalami są aluminium, srebro, miedź lub cynk, albo jakakolwiek kombinacja tych metali. Korzystnie mikroporowate membrany według wynalazku są to membrany wytworzone z politetrafluoroetylenu (ePTFE) z powłoką metaliczną wykonaną z materiału, który zawiera aluminium.

Powłoka olejofobowa 14 jest nakładana po zakończeniu procesu metalizowania. Do wytwarzania tej powłoki mogą być stosowane, przykładowo: perfluoropolietery; polimery akrylowe lub metakrylowe lub kopolimery, które mają fluorowane alkilowane łańcuchy boczne z terminalnymi grupami -CF₃ w okresowo powtarzających się jednostkach polimeru, na przykład:

-(CH_rCR)COO-(CH₂)_n-(CF₂)_m-CF₃, fluoroalkiloakrylometany, fluoroalkiloallilouretany lub estry fluoroalkilowe kwasu maleinowego.

Korzystnie więc powłokę olejofobową 14 stanowi polimer organiczny, który posiada wyżej wymienione fluorowane alkilowe łańcuchy boczne w okresowo powtarzających się jednostkach i powłokę tę korzystnie nakłada się z użyciem technik powlekania filmem, takich jak pręt Maiera, stykające się walce, powlekanie wyściełające i powlekanie natryskowe. Powłoka olejofobowa 14 może być nakładana aż do zwiększenia ciężaru podstawowej membrany o 5-50%, ale korzystnie nie zwiększa się tego ciężaru powyżej 12 - 25%. Korzystnie powłoka olejofobowa 14 jest wytwarzana przez nakładanie pędzlem wodnej mikroemulsji fluoroakrylanu na powłokę metaliczną, suszenie nałożonej mikroemulsji, a następnie utwardzanie mikroemulsji przez ogrzewanie.

Na fig. 2 jest przedstawiony laminowany produkt 20 zawierający mikroporowatą membranę 10, utworzoną z nieciągłych cząstek polimerowych 11 z porami 12 pomiędzy nimi i posiadającą powłokę metaliczną 13 osadzoną na górnej powierzchni lOa membrany 10. Następnie, na powłokę metaliczną 13 i na powierzchnie cząstek polimerowych 11, nie powleczonych metalem, jest nakładana powłoka olejofobowa 14. Powłoka materiału włókienniczego 23, takiego jak tkany jedwab lub nylon, jest przyklejana do powleczonej membrany za

184 548 pomocą nieciągłego spoiwa poliuretanowego 22 lub topliwego włókninowego spoiwa takiego jak Spunfab #EV3014, który jest handlowo dostępny z Spunfab Corporation.

Alternatywnie, powłoka z materiału włókienniczego może być przyklejona do powleczonej mikroporowatej membrany zarówno poprzez bezpośrednie zgrzewanie lub poprzez laminowanie cieplne pod ciśnieniem.

Materiał włókienniczy 23 stosowany jako materiał powłokowy powinien posiadać pożądane konkretne właściwości (np. powinien wykazywać przezroczystość IR 5, wizualną eieprceceoczystośći wytrzymałość etc.) i może być wykonany zasadniczo z każdego materiału włókienniczego, posiadająceg o te właściwości. Korzystnie stosowana jest tkanina nylonowa, taka jak produkowana prze z Duro Corporation. Inne powłokowe materiały włókiennicze, to korzystnie materiały syntetyczne (np. poliamid, poliester, poliolefiny, akryl) lub naturalne (np. bawełna, wełna, jedwab lub ich mieszanki) i mogą to być tkaniny, włókniny lub dzianiny. Włókienniczy materiał powłokowy może być jeszcze dodatkowo zabezpieczony dodatkowymi zewnętrznymi powłokami, nadającymi mu określone, pożądane właściwości jak ognioodporność, eiecwilżaleość przez wodę, absorbowanie elektromagnetyczne lub odbijanie. Przykładowo, tytanian barowy może być stosowany dla zmodyfikowania promienistej charakterystyki termicznej laminowanego produktu. Do laminowanego produktu 20 może być jeszcze dołączona wyściółka tkaniny (nie przedstawiona na rysunku) taka jak dzianina polipropylenowa, zwłaszcza w przypadku przeznaczenia produktu do wytwarzania marynarek, spodni, czapek, skarpet itp.

Przykład 1

Membrana mikroporowata ePTFE grubości 2,54 x 0,01 mm o nominalnym rozmiarze porów 0,2 pum, otrzymana z W.L. Gore & Associates Inc. została poddana metalizacji drogą naparowywania próżniowego aluminium, poprzez odparowywanie i kondensację do gęstości optycznej 3,0 jednostki gęstości (co określono za pomocą densymetru Model TRX-N, Tobias Assoc., Inc.). Konkretnie, drut aluminiowy ogrzewano w tyglu tlenkowym w wysokiej próżni (2,666448 x 10'⁵ Pa) w temperaturze około 1220°C, w której to temperaturze aluminium odparowywało. Membrana ePTFE z podkładem z filmu poliestrowego, którego celem było zablokowanie dostępu par do jednej ze stron membrany, była przesuwana nad tyglem z podkładem z przeciwległej, względem tygla, strony. Pary z tygla osadzały się z utworzeniem nieciągłego powleczenia na sąsiadującej stronie membrany. Powleczona membrana była następnie nawijana na walec. Po usunięciu podkładu aluminiowana membrana mikroporowata została powleczona przy pomocy pędzla wodną mikroemulsją fluoroakrylanu, poliakrylanu mającego w cząsteczce terminalne grupy -CF3, w szczególności niżej określony łańcuch boczny:

-COO-(CH2)2^(CF2)-CF3, i następnie została wysuszona i utwardzona w piecu w 210°C przez 2 minuty. Próbki 15,24 x 22,86 cm metalizowanej membrany pokrytej fluoroakrylanem były następnie laminowane tkaniną nylonową 0,0837 kg/m tak, żeby powierzchnia aluminiowana była jak najbliżej materiału powłokowego. Materiał powłokowy został następnie związany z pokrytą metalem membraną z użyciem topliwego włókninowego spoiwa (dostępnego jako Spunfab #EV3014 z Spunfab Adhesive Fabrics Co.) i prasowany w 125°C pod ciśnieniem 13792 kPa przez 10 sekund z wytworzeniem produktu laminowanego.

Celem zbadania zmniejszenia odwzorowania w podczerwieni zastosowano system noktowizyjny Hughes/Texas Instruments (bolometr dielektryczny - Część #6245935). Bolometr dielektryczny rejestrował emisję termiczną namierzanego ogrzewanego aluminiowego bloku o emisyjności jednej z powierzchni 0,89 i emisyjności 0,06 na pozostałych 5 powierzchniach. Blok ten był utrzymywany w temperaturze 3 0°C z użyciem wewnętrznego źródła ciepła. Po umieszczeniu laminatu na bloku odwzorowanie bloku zostało znacząco zmniejszone.

184 548

Celem zbadania emisyjności laminatu zastosowano Devices and Services Model AE Emissometer. Próbka laminatu została umieszczona w ogrzewanym zagłębieniu urządzenia i głowica pomiarowa została umieszczona na wierzchu próbki laminatu. Emisyjność laminatu opisanego powyżej była znacząco obniżona w porównaniu z typowymi laminatami o podobnej budowie.

Przykład 2

Olejofobowa metalizowana membrana mikroporowata ePTFE została przygotowana jak w przykładzie 1. Kawałek chińskiego jedwabiu (0,0339 kg/m²) umieszczono na gumowej podkładce 15,24 x 22,86 cm. Na jedwabiu umieszczono swobodnie kawałek o wymiarach 15,24 x 22,86 cm topliwego, włókninowego spoiwa (Spunfab #EV3014). Kawałek metalizowanego filmu umieszczono na warstwie spoiwa ze stroną metalizowaną, zwróconą do spoiwa. Uzyskane połączenie podkładka gumowa/jedwab/spoiwo/metalizowana membrana poddano laminowaniu sprasowując je termicznie w 123°C pod ciśnieniem 13792 kPa przez 10 sekund. Laminowane próbki następnie usunięto. Właściwości zmniejszania odwzorowania w IR i emisyjność próbek określono jak w przykładzie 1. Odwzorowanie i emisyjność były znacząco zmniejszone.

Przykład 3

Membrana mikroporowata ePTFE o grubości 2,54 x 0,01 mm, nominalnym rozmiarze pora 0,2 jm, otrzymana z W.L. Gore & Associates, Inc. została poddana metalizacji poprzez naparowywanie próżniowe aluminium drogą odparowywania i kondensacji po obu stronach do gęstości optycznej 4,91 jednostek gęstości (co określono za pomocą densymetru Model TRX-N wytwarzanego przez Tobias Associates, Inc.). Konkretnie 0,15 gramów drutu aluminiowego umieszczono w koszyku wolframowym pod dzwonem szklanym o średnicy 35,56 cm. Kawałek membrany ePTFE o wymiarach 25,4 cm na 45,72 cm został zawieszony wokół wewnętrznej powierzchni dzwonu szklanego. Dzwon szklany ewakuowano do wysokiej próżni (2,666448 x 10“ Pa) i przez kosz wolframowy podano prąd 40-amperowy, podnosząc jego temperaturę do około 1220°C i odparowując aluminium. Pary z koszyka osadzały tworząc nieciągłą powłokę na bliższej powierzchni membrany. Próbka ePTFE została następnie usunięta, koszyk wolframowy ponownie napełniono 0,14 grama drutu aluminiowego, a próbka ePTFE została odwrócona tak, że pierwotnie nie powleczona powierzchnia była zwrócona do koszyka wolframowego. Proces metalizacji powtórzono i następnie podwójnie metalizowaną próbkę usunięto. Aluminiowana membrana mikroporowata została powleczona za pomocą stycznego walca wodną mikroemulsjąfluoroakiy lową(BW 1300), następnie została wysuszona i utwardzona w piecu w 210°C przez dwie minuty. Próbki o wymiarach 15,24 x 22,86 cm powleczonej fluoroakrylanem metalizowanej membrany zostały poddane laminowaniu materiałem powłokowym-tkaniną nylonową 0,0837 kg/m tak, że druga aluminiowana powierzchnia znajdowała się najbliżej materiału powłokowego. Materiał powłokowy został związany z metalizowaną membraną z użyciem topliwego włókninowego spoiwa (Spunfab #EV 3014) przy prasowaniu termicznym w 125°C pod ciśnieniem 13792 kPa przez 10 sekund z wytworzeniem laminowanego produktu. Właściwości ograniczania odwzorowania w IR i emisyjności próbek zostały określone jak w przykładzie 1. Odwzorowanie i emisyjność zostały znacząco obniżone.

184 548

FIG. ΙΑ

FIG. IB

184 548

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Materiał odblaskowy dla podczerwieni, do przykrywania obiektów zawierający mikroporowatą, przepuszczalną dla powietrza i dla pary wodnej, wodoodporną i odkształcalną membranę polimerową, posiadającą górną i spodnią powierzchnię oraz pory między nimi, znamienny tym, że mikroporowata membrana zawiera nieciągłą, odblaskową dla podczerwieni powłokę metaliczną (13) pokrywającą co najmniej fragmenty jednej z wymienionych powierzchni membrany (10) i co najmniej fragmenty odkrytych cząstek polimerowych (11) membrany (10) znajdujących się pod powierzchnią oraz powłokę olejofobową (14) naniesioną co najmniej na powłokę metaliczną (13).
2. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że nieciągła powłoka metaliczna (13) pokrywa tylko fragmenty górnej powierzchni (lOa) membrany (10) i fragmenty odkrytych cząstek polimerowych (11) membrany (10) znajdujących się pod jej powierzchnią.
3. Materiał według zastrz. 2, znamienny tym, że ma powłokę olejofobową (14) naniesioną na fragmenty membrany (10) tworzące jej górną powierzchnię (lOa) i spodnią powierzchnię (lOb) oraz naniesioną na ścianki tworzące pory (12) membrany (10).
4. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że powłokę olejofobową (14) stanowi polimer organiczny z fluorowanymi alkilowymi łańcuchami bocznymi, mającymi terminalne grupy -CF3, w okresowo powtarzających się jednostkach polimeru.
5. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że powłokę metaliczną (13) stanowi metal wybrany z grupy zawierającej aluminium, złoto, srebro, miedź, cynk, nikiel, platynę oraz ich stopy i kombinacje.
6. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że polimer mikroporowatej membrany (10) jest wybrany z grupy zawierającej ekspandowany politetrafluoroetylen, polietylen, polipropylen, poliuretan i ich mieszaniny.
7. Materiał według zastrz. 6, znamienny tym, że zawiera dodatkowo zewnętrzną powłokę materiału włókienniczego (23), przylegającą do powłok pokrywających membranę (10).
8. Materiał według zastrz. 7, znamienny tym, że zewnętrzna powłoka materiału włókienniczego (23) jest wybrana z grupy zawierającej jedwab, wełnę, bawełnę, poliamid, poliester, poliolefinę, akryl, nylon i ich mieszanki.
9. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że stanowi go co najmniej fragment odzieży lub materiału namiotowego.