雙面式偽裝材料的制作方法
【專利說明】雙面式偽裝材料發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體涉及偽裝材料，具體來說，涉及在材料的兩面上顯示高透氣性且同時服裝的兩面在電磁輻射波譜的nIR和SWIR區(qū)域都顯示受控的反射率的雙面式偽裝材料。
【背景技術(shù)】
[0002]獵人和軍事使用的偽裝織物材料通常提供在電磁輻射波譜的可見光區(qū)域(400-700nm)中的偽裝。因為全世界環(huán)境千差萬別，存在許多不同的偽裝材料，既包括可見光偽裝的也包括非可見光偽裝的材料。環(huán)境的變化(例如，從森林變化到沙漠)使得必需使用不同的顏色和圖案來構(gòu)建這些偽裝織物材料。例如，在軍事森林偽裝中，材料通常使用四種顏色:黑色、狼棕色(coyote)、卡其色和綠色。在軍事沙漠偽裝中，織物材料通常使用四種顏色:高原、淡狼棕色、城市棕褐色和淺棕色。甚至在這兩個示例之內(nèi)，存在許多可見的色調(diào)變化。具有可見光偽裝圖案的織物通常通過在未染色的(本色布(greige))織物(例如，紡織的、編織的、無紡的等)表面上印刷偽裝圖案來制造，或通過溶液染色紗線然后使用例如提花工藝將其紡織或編織成偽裝圖案來制造。
[0003]在一些應(yīng)用中，需要使用在電磁波譜的其它區(qū)域(例如，可見光之外)提供偽裝的織物材料。具體來說，夜視設(shè)備的圖象增強器的進(jìn)步提高了對改善在電磁輻射波譜的近紅外(“nIR”)(即，700-900nm)和短波紅外(SffIR)(即，900_1700nm)中的偽裝的需求。典型的夜視設(shè)備增強在可見光、nIR和SWIR光譜中的低強度電磁輻射，在nIR和SWIR中具有特別高的靈敏度。與可見光譜中的偽裝類似，在nIR和SWIR光譜中的偽裝使得材料以及因此使得材料穿戴者或者被材料覆蓋的結(jié)構(gòu)與環(huán)境渾然一體。主要的不同在于，不像可見光偽裝，nIR和SWIR偽裝不涉及進(jìn)一步分割光譜的離散的帶(這在可見光中導(dǎo)致色彩分離)。這樣，nIR和SWIR光譜內(nèi)的有效偽裝要求材料在整個nIR和SWIR光譜上具有適當(dāng)?shù)姆瓷浠蚍瓷渎?，和透?吸收的平衡。此外，使用圖象增強器(例如夜視鏡)檢測和確定物體的能力還依賴于破壞物體的輪廓或形狀。
[0004]用于同時在可見光、nIR和SWIR實現(xiàn)所需的偽裝的常規(guī)方式是通過印刷過程，其中將未染色的織物或染色到基礎(chǔ)色調(diào)的織物印刷成同時實現(xiàn)多種顏色(可見光譜)和不同水平的nIR和SWIR反射率。最常見地，以不同量將碳黑添加到偽裝印刷油墨或漿料中，從而改變所得織物的nIR和SWIR反射率。這種技術(shù)的不足在于，碳可不利地影響偽裝織物的可見光色調(diào)，并頻繁地導(dǎo)致在實現(xiàn)可見光和nIR偽裝之間的折衷，在要求極其淺的色調(diào)的環(huán)境例如沙漠中尤其如此。此外，使用這種碳素磨毛局部處理織物得到具有不良nIR偽裝耐久性的織物材料，因為局部的碳素磨毛在使用中可容易地洗掉或磨損掉。
[0005]在構(gòu)建適用于所述應(yīng)用的偽裝織物中的另一個挑戰(zhàn)是使用者需要穿著舒適。在戶外環(huán)境中，在各種天氣下的舒適感要求織物和所得制品是不滲透液體和透氣的，以獲得最佳的舒適感。但是，通過涂覆或?qū)訅翰粷B透液體、透氣的膜或涂料來提供環(huán)境保護(hù)，也會影響織物的可見光、nIR和SWIR偽裝性質(zhì)。例如，在不滲透液體的、透氣的膜包括微孔PTFE的具體情況中，PTFE膜常常增加在nIR光譜中的以及可能在可見光譜中的總體反射率，導(dǎo)致在耐久的環(huán)境保護(hù)以及nIR和SWIR偽裝之間的不利的折衷。
[0006]軍事偽裝的最新改進(jìn)把性能延伸進(jìn)入nIR部分和短波紅外(SWIR)。因此，本領(lǐng)域需要同時在nIR和SWIR光譜實現(xiàn)偽裝保護(hù)并且提供偽裝服裝中所需的物理和保護(hù)性質(zhì)和舒適的質(zhì)量的偽裝材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一是提供雙面式(reversible)制品，其包括(I)中央結(jié)構(gòu)，該中央結(jié)構(gòu)包括夾在第一微孔膜和第二微孔膜之間的聚氨酯層，該第二微孔膜上面具有包含至少一種抑制紅外的添加劑的疏油性層，⑵設(shè)置在第一微孔膜上面的第一織物層，和(3)設(shè)置在第二微孔膜上面的第二織物層。雙面式制品的一個表面上的抑制紅外的性能與雙面式制品的相反表面的抑制紅外的性能是不同的。第一織物層粘合到第一微孔膜，第二織物層粘合到第二微孔膜。第一和第二微孔膜可為膨脹的聚四氟乙烯。在一種示例性實施方式中，所述疏油性層是氟代丙烯酸酯類疏油性涂料，所述抑制紅外的添加劑是碳。本發(fā)明的偽裝材料在材料的兩面上在電磁波譜的近IR(nlR)和短波紅外(SWIR)波長中顯示偽裝隱避。具體來說，雙面式制品的表面在約700nm-約900nm的波長范圍顯示小于約75%或更小的平均反射率，以及在約900nm-約1700nm的波長范圍顯示小于約85%的平均反射率。
[0008]本發(fā)明的另一個目的是提供雙面式制品，其包括(I)中央結(jié)構(gòu)，該中央結(jié)構(gòu)包括夾在第一微孔膜和第二微孔膜之間的聚氨酯層，該第二微孔膜上面具有疏油性層，(2)設(shè)置在第一微孔膜上面的第一織物層，和(3)設(shè)置在第二微孔膜上面的第二織物層。第二微孔膜在所述微孔膜之內(nèi)包含至少一種抑制紅外的添加劑。在示例性實施方式中，抑制紅外的添加劑分布在整個微孔膜中。第一粘合劑層結(jié)合第一織物層和第一微孔膜，以及第二粘合劑層結(jié)合第二織物層和第二微孔膜。雙面式制品的一個表面上的抑制紅外的性能與雙面式制品的相反表面的抑制紅外的性能是不同的。此外，所述雙面式制品的相反表面的濕蒸氣傳輸速率基本上相同。在一些示例性實施方式中，使用不同水平的抑制紅外的添加劑處理第二微孔膜，從而形成多個反射區(qū)域。
[0009]本發(fā)明的又一個目的是提供雙面式制品，其包括(I)抑制紅外的層，該抑制紅外的層包括夾在第一微孔膜和第二微孔膜之間的聚氨酯層，該第二微孔膜上面具有包含至少一種著色劑和至少一種抑制紅外的添加劑的涂料組合物，其中第二微孔膜形成第一外部表面，(2)設(shè)置在第一微孔膜上面的織物層，其中所述織物層形成第二外部表面，和(3)設(shè)置在所述織物層和第一微孔膜之間的粘合劑層。所述涂料組合物包含足夠量的著色劑，從而使第二微孔膜被色彩化，以及包含足夠量的抑制紅外的添加劑，從而實現(xiàn)nIR和SWIR反射率。印刷微孔膜的至少90%的外部膜表面被色彩化。
[0010]本發(fā)明的其它目的是提供雙面式制品，其包括(I)中央結(jié)構(gòu)，該中央結(jié)構(gòu)包括結(jié)合到第二微孔膜的第一微孔膜，該第二微孔膜上面具有包含至少一種抑制紅外的添加劑的疏油性涂料，(2)設(shè)置在第一微孔膜上面的第一織物層，和(3)設(shè)置在第二微孔膜上面的第二織物層。雙面式制品的一個表面上的抑制紅外的性能與雙面式制品的相反表面的抑制紅外的性能是不同的。第一和第二微孔膜可通過連續(xù)的或不連續(xù)的粘合劑結(jié)合在一起?；蛘?，在不存在粘合劑時，第一微孔膜和第二微孔膜可形成中央結(jié)構(gòu)。在一種示例性實施方式中，第一微孔膜上面具有包含至少一種抑制紅外的添加劑的涂料。第一和第二微孔膜可為膨脹的聚四氟乙烯。
[0011]本發(fā)明的特征之一是雙面式材料的兩個外部表面具有不同的紅外反射率。
[0012]此外，本發(fā)明的特征在于雙面式材料是高度透氣的和輕重量的。
[0013]本發(fā)明的又一特征在于在單一的雙面式制品中同時存在沙漠偽裝和森林偽裝，該制品在制品的兩側(cè)上在電磁波譜的nIR和SWIR波長顯示偽裝隱避。
[0014]本發(fā)明的又一特征在于可通過改變在ePTFE層中存在的抑制紅外的添加劑的量，來調(diào)節(jié)nIR和SWIR反射率。
[0015]附圖簡要說明
[0016]當(dāng)考慮本發(fā)明的下述詳細(xì)描述時，特別是當(dāng)同時考慮附圖時，本發(fā)明的優(yōu)勢將是顯而易見的，其中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方式的雙面式偽裝材料的示意圖，其包括中央結(jié)構(gòu)和兩個外部飾面(facing)織物材料，該中央結(jié)構(gòu)包括夾在第一微孔膜和第二微孔膜之間的聚氨酯層；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一種示例性實施方式的雙面式偽裝材料的示意圖，其包括抑制紅外的層，該抑制紅外的層包括夾在第一微孔膜和第二微孔膜之間的聚氨酯層，該第二微孔膜上面具有包含至少一種著色劑和至少一種抑制紅外的添加劑的涂料組合物；
[0019]圖3是包括抑制紅外的層的雙面式偽裝材料的示意圖，其包含通過不連續(xù)的粘合劑粘合的兩個ePTFE層；
[0020]圖4是包括抑制紅外的層的雙面式偽裝材料的示意圖，其包含通過連續(xù)的粘合劑粘合的兩個ePTFE層；和
[0021]圖5是包括抑制紅外的層的雙面式偽裝材料的示意圖，其包含在不使用粘合劑的情況下結(jié)合的兩個ePTFE層。
[0022]發(fā)明詳述
[0023]除非另外定義，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的意義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的相同。雖然也可采用與本文所述相似或等同的任何方法和材料實施或測試本發(fā)明，但下面描述了優(yōu)選的方法和材料。
[0024]在圖中，為了清晰起見，放大了線、層和區(qū)域的厚度。還應(yīng)理解，當(dāng)一個元件例如層、區(qū)域、基材或面板被指為在另一個元件“之上”時，該元件可以直接在此其它元件之上，或者還可存在居間的元件。此外，當(dāng)一個元件被指為與另一個元件“相鄰”時，該元件可以直接與該其它元件相鄰，或者還可存在居間的元件。還應(yīng)指出，在所有附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。如本文所使用，“可見光”指電磁輻射波譜中的400-700nm，“nIR”指電磁輻射波譜中的近紅外700-900nm，和“SWIR”指電磁輻射波譜中的900_1700nm。本文中術(shù)語“偽裝材料”和“材料”可互換使用。
[0025]本發(fā)明涉及雙面式偽裝材料，其在材料的一側(cè)具有森林偽裝印刷，在材料的相反側(cè)具有沙漠偽裝印刷。本發(fā)明的偽裝材料在電磁波譜的近IR(nlR)和短波紅外(SWIR)波長中顯示偽裝隱避。此外，偽裝材料是高度透氣的和輕重量的。材料特別適用于制備雙面式偽裝服裝例如外套和褲子。
[0026]參考圖1，其顯示根據(jù)本發(fā)明的至少一種實施方式的雙面式偽裝材料10。雙面式材料10是三層結(jié)構(gòu)，其由上面具有森林偽裝印刷的第一織物層20，膨脹的聚四氟乙烯(ePTFE)基材30(抑制紅外的層)，和上面具有沙漠偽裝印刷的第二織物層40形成。ePTFE基材包含夾在含碳的ePTFE層50和ePTFE層70之間的聚氨酯層60?？墒褂锰纪扛埠嫉膃PT