Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОСЛОЙНЫЙ НИЗКОЭМИССИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к производству многослойного низкоэмиссионного текстильного материала, обеспечивающего сохранение камуфлирующих свойств наружного слоя и отражающего электромагнитное излучение в тепловизионном инфракрасном диапазоне, обладающего высоким уровнем воздухопроницаемости и вентиляции пододежного пространства (при изготовлении из него экипировки).

Существующие в настоящее время аппаратные решения позволяют производить обнаружение объектов в широком диапазоне, выходящем далеко за рамки видимого диапазона. Современные приборы обнаружения в различных диапазонах электромагнитного излучения относительно недороги, имеют малый вес и могут быть использованы в сочетании друг с другом. Увеличение количества каналов обнаружения резко увеличивает вероятность обнаружения объекта и способствует проведению селекции ложных, имитирующих целей. Таким образом, высокое качество маскировки объекта в каком-либо одном диапазоне частот ЭМИ может быть нивелировано наличием у него демаскирующих признаков в других диапазонах. Особенно актуальным является разработка материалов, позволяющих сочетать маскирующие свойства в видимом, ближнем ИК и части среднего ИК-диапазона частот, используемого для тепловизионной съемки (тепловизионный ИК-диапазон).

В патенте RU 2490379 C1, D03D 11/00, опубл. 20.08.2013 описан двусторонний многослойный материал, содержащий текстильную основу с камуфлирующей раскраской, металлизированный и микропористый слой. В качестве текстильной основы используют хлопчатобумажный или хлопколавсановый материал, с содержанием хлопчатобумажного волокна не менее 60%, металлизированный слой имеет пористую структуру, размещен в материале на 1/2-2/3 его толщины и представлен полимерной композиционной смесью, включающей алюминиевую пудру, элементы которой имеют форму с асимметричной многогранной поверхностью, связующее на основе акриловых и метакриловых сложных эфиров, акриловый загуститель и пигментный краситель. Снижение заметности в дневное и ночное время достигается путем использования двух различных сторон описанного двухстороннего материала

В патенте RU 2560007 С2, F41H 3/02, опубл. 20.08.2015 описывается материал, снижающий заметность в инфракрасном диапазоне, содержащий наружный слой, близкий по спектральной характеристике отражения к фоновой поверхности, а также внутренний слой из материала с низкой теплопроводностью, который обеспечивает маскирующие свойства в ИК-диапазоне и приведение интенсивности собственного излучения к уровню окружающего фона. Число слоев по изобретению ограничено тремя. В качестве внешнего слоя выбран теплоизоляционный материал, близкий по спектральной характеристике отражения к фоновой поверхности; в качестве внутреннего слоя выбран теплоизоляционный материал, не пропускающий ИК-излучение; в качестве промежуточного слоя выбран материал, обладающий охлаждающими свойствами. Наружный слой предпочтительно выполнен из материала ФПА (фильтр Петрянова ацетилцеллюлозный) с включением наночастиц никеля. Закрепление наночастиц на волокнистом материале производится, например, нагревом до температуры размягчения волокнистой основы.

Описанные материалы снижают температуру наружной поверхности многослойного материала за счет уменьшения его теплопроводности и блокирования ИК-излучения биообъекта. Однако, конструкцией материалов не предусмотрена возможность отвода тепла из пододежного пространства, что ухудшает защитные характеристики материала в среднем ИК-диапазоне. Кроме того, применение описанных материалов при изготовлении одежды способствует увеличению весовых и размерных характеристик изделий по сравнению со стандартным камуфляжем, а полимерные пленки, входящие в состав пакета, отрицательно сказываются на его гигиенических свойствах, так как обладают низкой воздухопроницаемостью.

В качестве прототипа взят материал, отражающий инфракрасное излучение (RU 2403328 C1, D03D 11/00, опубл. 10.11.2010), который содержит текстильную основу, теплоотражающий и микропористый мембранный слои. В качестве текстильной основы используют полиэфирный текстильный материал с водоотталкивающей пропиткой и камуфляжным рисунком, теплоотражающий слой представляет собой нитрид титана, а микропористый мембранный слой выполнен из термопластичной полиуретановой смолы и размещен между текстильной основой и теплоотражающим слоем, при этом нитрид титана нанесен на микропористый мембранный слой методом магнетронного напыления в количестве 1-2 г/м².

По сравнению с обычным текстильным материалом, описанный материал позволяет достигать более высокий уровень снижения заметности, за счет блокирования теплового излучения биообъекта. Однако, использование внутреннего теплоотражающего слоя приводит к повышению температуры слоя одежды, находящегося под материалом защитного костюма, прогреву пододежного пространства, и как следствие, к повышению температуры материала защитного костюма и снижению эффективности защитного эффекта.

Кроме того наличие микропористой мембраны снижает воздухопроницаемость текстильного материала, что ухудшает эргономические характеристики одежды.

Технической задачей данного изобретения является получение многослойного низкоэмиссионного материала, обеспечивающего снижение контраста объект-фон в видимом, ближнем и тепловизионном ИК-диапазонах.

Техническим результатом заявляемого изобретения является сохранение камуфлирующих свойств наружного слоя и отражение электромагнитного излучения в тепловизионном инфракрасном диапазоне, высокий уровень воздухопроницаемости и вентиляции пододежного пространства (при изготовлении из него экипировки), достижение излучательной способности 0,51 или 0,56.

Для решения поставленного технического результата предложен многослойный низкоэмиссионный материал, содержащий текстильную основу, внутренний теплоотражающий слой, при этом материал дополнительно содержит на наружной поверхности текстильной основы либо низкоэмиссионное покрытие с металл - диэлектрической структурой Al₂O₃ (55 нм) - Cu (10 нм) - Al₂O₃ (55 нм), прозрачное в видимом и ближнем инфракрасных диапазонах частот электромагнитного излучения, либо низкоэмиссионное покрытие, в качестве которого используется электропроводящий полупроводник, такой как оксид индия легированный оловом толщиной 600 нм.

Предпочтительно, в качестве текстильной основы используется полиэфирная или полиамидная ткань.

Прозрачность покрытия на наружной поверхности текстильной основы в видимом и ближнем ИК-диапазонах позволяет использовать камуфляжный рисунок, который нанесен на поверхность конструктивного элемента и обеспечивает снижение контраста при наблюдении в видимом и ближнем ИК диапазоне.

Высокий коэффициент отражения (малая излучательная способность) в тепловизионном диапазоне обеспечивает снижение контраста при обнаружении объекта с помощью тепловизора.

Отсутствие мембраны определяет высокий уровень воздухопроницаемости низкоэмиссионного материала и вентиляции пододежного пространства, что делает изделие эргономичным.Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает частичное пропускание электромагнитного излучения в видимом и ближнем инфракрасных диапазонах электромагнитных волн, отражение электромагнитного излучения в тепловизионном инфракрасном диапазоне, высокий уровень воздухопроницаемости и вентиляции пододежного пространства.

Многослойный низкоэмиссионный материал (Фиг. 1) содержит внутренний теплоотражающий слой (1), слой текстильного материала с камуфляжным рисунком (2), и низкоэмиссионное покрытие (3).

Многослойный низкоэмиссионный материал на текстильной основе может использоваться для одежды специального назначения, мобильных укрытий (палаток, тентов), обеспечивающих снижение заметности биологического объекта в указанных диапазонах.

Известно, что использование низкоэмиссионного покрытия на основе электропроводящего полупроводника эффективно снижает контраст объект-фон в среднем ИК-диапазоне.

При использовании материала, наружная поверхность которого содержит низкоэмиссионное покрытие, снижение теплового контраста обеспечивается уменьшением собственного теплового потока от нагретой поверхности конструктивного элемента. При этом величины потоков собственного излучения объекта и отраженного покрытием теплового излучения фона становятся сравнимыми и, следовательно, отношение полезный сигнал/шум фона уменьшается.

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1.

На наружной поверхности текстильного материала из полиэфирной ткани с камуфляжным рисунком на поверхности с внутренним теплоотражающим слоем методом магнетронного распыления создано низкоэмиссионное покрытие на основе электропроводящего полупроводника, в качестве которого используется оксид индия легированного оловом, например, толщиной 600 нм.

Экспериментально измеренная излучательная способность ε полученного материала с покрытием на основе электропроводящего полупроводника составляет 0,51.

Пример 2.

На наружной поверхности текстильного материала из полиамидной ткани с камуфляжным рисунком на поверхности с внутренним теплоотражающим слоем методом магнетронного распыления создано низкоэмиссионное покрытие (металл-диэлектрическая структура Al₂O₃ (55 нм) - Cu (10 нм) - Al₂O₃ (55 нм)). Из материала был изготовлен конструкционный элемент в виде наружного слоя теплозащитной многослойной куртки. Излучательная способность s текстильного материала с покрытием составила 0,56.

Таким образом, низкоэмиссионное покрытие является практически прозрачным в видимом и ближнем ИК-диапазоне и отражает около 87% мощности падающего электромагнитного излучения в тепловизионном диапазоне.