用于选择性多光谱反射的雕刻复合材料制造技术

本发明专利技术提供了控制电磁光谱的可见、热、nIR、SWIR和微波/毫米带中的反射和透射的几何雕刻织物。该雕刻织物包含雕刻片，其可将铰接的连接部分移成开放和封闭的构型。该雕刻片可以含重叠、反转雕刻片、重叠反转和非反转雕刻片的图案，或雕刻片区块图案取向。可通过雕刻片的几何形状以及向雕刻织物施加的张力的量来调节电磁波的选择性透射。该雕刻织物包含含有不对称ePTFE层叠体、金属化层、ePTFE膜层和织物的复合材料。第二ePTFE不对称层叠体和金属层可连接复合材料以形成双面式复合物。可使用雕刻织物来形成选择性多光谱反射覆盖物和服装。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及伪装材料，并且更具体地涉及几何雕刻的织物，其控制电磁光谱 的可见带、热带、nIR带、SWIR带、和微波/毫米（RF)带的反射和透射。 专利技术背景 由猎人和军事使用的伪装材料一般提供电磁（EM)光谱的可见光部分的伪装性 质。最近对军事伪装的改善已经将性质扩展到nIR部分和短波红外（SWIR)。由于使用在中 波红外（MWIR)和长波红外（LWIR)EM带中操作的热成像传感器的增加，军事用户已经在这 些传感器带中寻求增强的保护。 用于实现热带中的伪装性能的常规方法通常在EM光谱的可见和nIR带中产生较 高的反射。同样，在可见和nIR带中的性能通常增加了在热带中的检测。因此，还没有在 单个构建体中控制通过这些不同EM光谱带的反射、透射和吸收性质的有效多光谱（可见、 nIR、SWIR、MWIR、LWIR、RF)解决方案。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种可用于形成雕刻板的复合材料。该复合材料包含不 对称膨胀型聚四氟乙烯（ePTFE)层叠体、金属化层、ePTFE膜层和织物层。不对称ePTFE层 叠体含有具有第一微结构的ePTFE膜和具有第二微结构的第二ePTFE膜。任选地，该ePTFE 层叠体含有具有第三微结构的第三ePTFE膜。在示例性实施方式中，第一和第三微结构是 "开放的"并且第二微结构是"紧闭的"。开放的微结构可被定义为具有比紧闭的微结构中 的孔径大的孔径。第一 ePTFE膜形成复合材料的外层。金属化层可以是沉积在第二ePTFE 膜上的金属。或者，金属化层可以是金属化基材或粘附到第二ePTFE膜的不同金属层。织 物是透气的并且可选自织造、针织或非织造材料。另外，第一 ePTFE膜可在其上具有含有至 少一种着色剂的涂料组合物。可选择着色剂以实现电磁光谱的可见区和/或nIR区中需要 水平的反射。该复合材料也可包含含有具有开放的微结构的第四ePTFE膜和具有紧闭的微 结构的第五ePTFE膜的第二ePTFE层叠体。第四ePTFE膜也形成复合材料的外层，并且可 在其上具有含有至少一种着色剂的涂料组合物。具有有色的外ePTFE膜层的复合材料是双 面式的。双面式复合材料的一侧可显示林地特征而相反的一侧可显示沙漠特征。 本专利技术的另一个目的是提供雕刻板，其包含（1)复合材料和（2)具有几何构型的 多个雕刻片。各雕刻片含有铰接的片部分。在施加张力之后，至少一部分铰接的片部分呈 现开放的构型。在一个开放的构型中，相对于复合膜，铰接的片部分呈现非线性三维构象。 可调节铰接的片部分的"开放"度、铰接的片部分开放的角度、和通过施加张力打开的铰接 的片部分的数量以实现需要的反射。使用含位于随机或图案取向中的雕刻片的雕刻板可设 计光谱带反应并使空间反应偏转，并且在一些情况中可得到漫射透光。根据施加的张力的 量，可打开雕刻片以揭示铰接的片部分的背面。在至少一个实施方式中，铰接的片部分的背 面含有与正面不同的发射率。雕刻片可以重叠、反转的方式取向以形成基本铰链系统。另 外，雕刻片可形成含有一个反转雕刻片和两个非反转雕刻片（相对于反转雕刻片）的基本 片单元。同样，雕刻片可形成含有两排或更多排的区块图案，其中各排包含一个反转的雕刻 片和两个非反转的雕刻片。此外，雕刻片可形成具有重复图案的六边形区块。 本专利技术的另一个目的是提供覆盖物，其包含（1)基底材料和（2)至少一种固定在 基底材料上的雕刻板。该雕刻板包含多个雕刻片，其在施加张力之后呈现非线性、三维开放 构象。可以任何方向向覆盖物施加张力。基底材料可以是，例如，网材料、机织织物、非机织 织物或织物层叠体。雕刻板中可包含缝合空隙，使得存在非雕刻边缘以允许雕刻板和基底 材料结合在一起。雕刻板的尺寸可以小于基底材料。由于雕刻板的尺寸不够大，由于覆盖物 有坡度而产生的张力导致雕刻片打开需要数量的开口，而没有来自操作者的其他干扰。另 外，覆盖物可具有任何几何形状。在一个实施方式中，基底材料和雕刻板的形状基本上是正 方形或长方形。在一个实施方式中，基底材料和雕刻板缝合在一起或者在所有四个边缘周 围相连。在一个替代性实施方式中，基底材料和雕刻板在3个边缘处连接，从而可翻转覆盖 物。雕刻板可包含本文所述的复合材料。 本专利技术的另一个实施方式是提供包含多个具有合适尺寸和形状的雕刻板的服装， 使得雕刻板的成形片可互相固定以形成所需的服装。在一个实施方式中，成形的雕刻板片 被缝合到底层的干式潜水服。可通过向缝合处施用防水密封剂或防水带使缝合处呈现出防 水性。雕刻片在施加张力之后呈现非线性、三维构型。另外，雕刻板可包含本文所述的复合 材料。 附图简要说明 考虑到以下本专利技术的详细说明，特别是结合附图，可以更详细地了解本专利技术的优 点，其中： 图1是用于形成本专利技术的至少一个示例性实施方式的雕刻板的复合材料的示意 图； 图2是本专利技术的一个示例性实施方式的雕刻片的示意图，其中铰接的片部分的高 度与雕刻片的高度基本相同； 图3是本专利技术的另一个示例性实施方式的雕刻片的示意图，其中铰接的片部分的 高度低于雕刻片的高度； 图4是本专利技术的一个示例性实施方式的含有重叠的、反转的雕刻片的基本铰链系 统的不意图； 图5是本专利技术的一个示例性实施方式的含有与两个非反转雕刻片重叠的反转的 雕刻片的基本片单元的示意图； 图6是按照本专利技术的一个示例性实施方式可用于形成雕刻板的含有至少3个与非 反转片重叠的反转雕刻片的区块图案的示意图； 图7是图6所示的区块图案的随机取向的示意图； 图8是本专利技术的一个实施方式的雕刻板的示意图； 图9是本专利技术的一个示例性实施方式的具有重复图案的雕刻片的六边形区块的 示意图； 图10是由图9的六边形区块形成的部分雕刻板的示意图； 图11是本专利技术的一个示例性实施方式的具有开放的铰接片的雕刻板的示意图； 图12是由本专利技术的至少一个示例性实施方式的雕刻板形成的覆盖物的示意图； 图13是由本专利技术的一个示例性实施方式的雕刻板形成的干式潜水服的示意图； 图14是本专利技术的一个示例性实施方式的双层不对称ePTFE膜的示意图；并且 图15是本专利技术的另一个示例性实施方式的三层不对称ePTFE膜的示意图； 图16A是本专利技术的一个示例性实施方式的其上具有织物的双层不对称ePTFE膜的 示意图； 图16B是本专利技术的一个示例性实施方式的其上具有织物的三层不对称ePTFE膜的 示意图； 图17是本专利技术至少一个示例性实施方式的双面式覆盖物的示意图；并且 图18是本专利技术的至少一个示例性实施方式的双面式复合材料的示意图。 专利技术详沐 除非另有限定，在此使用的所有技术和科学术语的含义均与本专利技术所属领域的普 通技术人员的通常理解一致。虽然可采用与本文所述类似或等同的任何方法和材料实施或 测试本专利技术，但本文描述优选的方法和材料。 在图中，为了清晰起见，放大了线、层和区域的厚度。应当理解，当描述一个元件 (如层、区、基材或板）在另一元件"之上"时，该元件可以直接位于另一元件上，或者可存在 插入元件。同样，当描述一个元件"相邻于"另一元件时，该元件可以直接相邻于另一元件， 或者可存在插入元件。 虽然限定本专利技术宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实施例中列出的 数值是尽可能准确记录的。然而，任何数值不可避免地包含由其各自测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料，其包含：不对称膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)层叠体，其包含：具有第一微结构的第一ePTFE膜；和具有第二微结构的第二ePTFE膜；所述第二ePTFE膜上的金属化层；所述金属化层上的含氟聚合物膜；和所述含氟聚合物膜上的织物层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·R·威廉姆斯，G·D·古勒，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US