[发明专利]用于选择性多光谱反射的雕刻复合材料

说明书

技术领域

本发明一般涉及伪装材料，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。

发明背景

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。