DE4023287A1

DE4023287A1 - Tarnnetz

Info

Publication number: DE4023287A1
Application number: DE4023287A
Authority: DE
Inventors: Manfred Hellwig
Original assignee: PLOUCQUET C F GmbH
Current assignee: PLOUCQUET TEXTILES ZITTAU GMBH, 02763 ZITTAU, DE
Priority date: 1990-07-21
Filing date: 1990-07-21
Publication date: 1992-01-23
Anticipated expiration: 2010-07-22
Also published as: EP0468173B1; DE4023287C2; PT98403B; CA2043755A1; US5348789A; ATE103064T1; IL98430A0; FI913247A; PT98403A; ES2050483T3; DE9017747U1; EP0468173A1; FI108368B; NO912542D0; NO912542L; IL98430A; DK0468173T3; NO179300B; FI913247A0; NO179300C

Description

Die Erfindung betrifft ein Tarnnetz aus einem flamm hemmend ausgerüsteten Material, das als Trägermaterial Polyesterfasern in einer Lochstruktur aufweist, das mit einer Beschichtung aus einem flammhemmend ausge rüsteten Polymer versehen ist, welches wiederum mit IR-Tarnfarbe beschichtet ist.

Tarnnetze dieser Art dienen zur Tarnung von Gebäuden und von festen und mobilen militärischen Einrichtun gen, wie z. B. Kraftfahrzeugen, Panzer und dergleichen. Derartige Tarnnetze sollen nicht nur eine Tarnung vor Infrarot-Kameras bzw. Wärmebilddedektronen sondern auch vor Radarerfassungen sein. Die Tarnung soll somit im Infrarot-, Wärmebild-, Millimeter- und Zentimeter- Radarstrahlungsbereich gegeben sein.

Das Tarnnetz soll verhindern, daß auf einen Gegenstand auftreffende Mikrowellen von diesem zurückreflektiert werden. Weiterhin soll verhindert werden, daß eine Identifizierung durch Sensoren im Infrarot- bzw. Wär mebildbereich möglich ist. Dies bedeutet, die zu tar nenden Objekte sollen durch aktive Sichtgeräte im 0,7-1,8 µm Fenster bzw. passive Sichtgeräte im 3-5 µm und 8-14 µm Fenster nicht erkennbar oder identifi zierbar sein. Zu diesem Zweck sind bereits verschie dene Tarnnetze bekannt.

In der DE-OS 33 29 264 ist ein im Mikrowellenbereich absorbierendes Material beschrieben, das vorzugsweise im 10 GHz-Bereich wirksam ist. Nachteilig dabei ist jedoch, daß es auf metallische Unterlagen aufgetragen werden muß und somit für flexible Trägermaterialien ungeeignet ist.

In der DE-OS 31 17 245 ist als Trägermaterial ein me tallisiertes, aufgerauhtes Polgewebe beschrieben. Die metallisierten Pole sind jedoch einseitig. Dies bedeu tet, die gewünschte verminderte Reflektion von Mikro wellen kommt bei diesem Material nur zustande, wenn die aufgerauhte Seite des Polgewebes zum Mikrowellen sender zeigt. Die glatte Rückseite besitzt hingegen ein nahezu ungedämpftes hohes Reflektionsvermögen. Nachteilig ist weiterhin auch, daß dieses Material ein starkes negatives Verhalten im Wärmebildbereich (Wär meabsorbtion) zeigt.

Die DE-OS 38 10 121 beschreibt als Trägermaterial für ein Tarnnetz eine offene Struktur aus Polyesterfasern. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei dieser Ausgestal tung des Tarnnetzes der darunterliegende Gegenstand im Wärmebild noch sichtbar ist. Auch der hohe Polymeran teil, mit dem das Trägermaterial beschichtet ist, ver hält sich an der Gitterstruktur oder auf der Jacquard fläche des Trägermateriales aufgrund einer hohen Wär meabsorbtion sehr negativ. Nachteilig ist weiterhin auch, daß im Mikrowellenbereich nicht zu erkennen ist, daß die dort verwendete Polymerbeschichtung eine Ab sorberwirkung besitzt.

Bekannt ist nun, daß sich in den atmosphärischen Fen stern um 26-40 und 92-96 GHz natürliche Objekte wie Gras und Pflanzen, wie Schwarzkörperstrahler mit einem Emissionsgrad von nahezu Eins verhalten, während militärische Objekte, wie Panzer, Lastkraftwagen usw. aus Metall einen Emissionsgrad von annähernd Null und daher einen Remissionsgrad von annähernd Eins besit zen. Letztere sind somit ideale Reflektoren, wobei ein Teil der Strahlung gerichtet ist, während ein Teil diffus reflektierend ist.

Dies bedeutet, daß bei radiometrischen Messungen von oben das zu tarnende, z. B. militärische Objekt die Mi krowellenstrahlung des Himmels mit einer Temperatur von 30 K bei 35 GHz und 100 K bei 94 GHz reflektiert, während die Umgebung als Schwarzkörperstrahler mit der Umgebungstemperatur abstrahlt.

Das militärische Objekt verhält sich also wie ein sehr kaltes Ziel in einer warmen Umgebung, wobei der Tempe raturkontrast zwischen 240 K und 280 K beträgt. Auf diese Weise kann es mit einem Mikrowellenradiometer als kalter Körper geortet werden. Zwar reduziert sich bei bedecktem Himmel und Regen der Temperaturkontrast, aber er ist noch immer so hoch, daß gepanzerte Fahr zeuge mit einem passiven Mikrowellensuchkopf zur End phasenlenkung von Geschossen und Flugkörpern geortet werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, ein multispektral wirksames flammhemmendes Tarnnetz herzustellen, das einen Schutz im sichtopti schen und nahen IR-Bereich gibt, gute Dämpfungswerte über ein breites Spektrum des Mikrowellenbereiches zeigt und niedrig emittierend im Wärmebildbereich ist. Darüberhinaus soll das Tarnnetz auch eine gute mecha nische Festigkeit und Flexibilität über einen möglichst breiten Temperaturbereich besitzen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Trägermaterial eine Wirkware aus Polyesterfasern ist, in die Metallfasern eingelegt sind.

Überraschender Weise hat sich gezeigt, daß die erfin dungsgemäße Ausbildung des Trägermateriales in Kombi nation mit den angegebenen Beschichtungen sowohl einen Schutz im sichtoptischen und nahen IR-Bereich als auch gute Dämpfungswerte im Mikrowellenbereich besitzt und darüberhinaus auch ein Wärmebild derart erzeugt, daß das zu tarnende Objekt nicht geortet werden kann.

Insbesondere der Anteil an Metallfasern sorgt für eine derartige Teilreflektion, daß weder ein Loch an dieser Stelle durch eine Vollabsorbtion ensteht, noch eine Hervorhebung von der Umgebung.

Besonders gute Werte haben sich dabei in der Praxis gezeigt, wenn der Anteil der Metallfasern 5-15% vorzugsweise ca. 10% beträgt, die entsprechend in die Wirkware eingesponnen sind.

Die besten Ergebnisse hinsichtlich einer möglichst gu ten Nichtortung in einem sehr weiten Bereich haben sich dabei ergeben, wenn in Verbindung mit den Metall fasern die Größe der Löcher in dem Trägermaterial so gewählt ist, daß sie einen Durchmesser bzw. eine Brei te bzw. Höhe von 2-3 mm besitzen.

Durch diese Ausgestaltung ist ein optimaler Austausch der Wärmeströmung gegeben und auch das Wärmebild so ideal, daß man das zu tarnende Objekt praktisch von der Umgebung nicht mehr unterscheiden kann.

Die angegebene Struktur in der erfindungsgemäßen Form ermöglicht eine gute Luft- und Wärmeströmung, wobei sie jedoch nicht so offen ist, daß das dahinterliegen de Objekt im Wärmebild sichtbar wird.

Die Form der Löcher kann beliebig sein, in der Praxis haben sich jedoch Öffnungen mit wenigstens annähernd Rautenform als am geeignetsten herausgestellt. Durch die Rautenform wird auch eine entsprechende Verstär kung des Trägermateriales und damit des Tarnnetzes er reicht, womit hohe Reißfestigkeitswerte und Weiter reißwerte erhalten werden.

In vorteilhafter Weise wird man die Löcher in dem Trä germaterial reihenförmig anordnen, wobei in aufeinan derfolgenden Reihen die Löcher versetzt zueinander liegen können.

Tests haben gezeigt, daß besonders gute Ergebnisse er zielt werden, wenn die Fasern um die Löcher dichter gewirkt sind bzw. wenn die Abschnitte zwischen den Reihen von Löchern loser gewirkt sind.

Nach einer Beschichtung des Trägermateriales mit einem Flammenschutz kann das so behandelte Trägermaterial mit einem Polymer, z. B. Polyurethan, beschichtet wer den, das mit Absorberpigmenten versehen ist, die vor zugsweise im Mikrowellenbereich von 10-600 GHz wirk sam sind.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auch das Po lymer mit einem Flammschutz versehen sein.

Der Anteil von Absorberstoffen mit Breitbandwirkung im Mikrowellenbereich von 10-100 GHz ist sehr entschei dend. Die Beimengung zu dem Polymer liegt vorzugsweise in der Größenordnung von ca. 30-40 Gew.%, insbeson dere ca. 35 Gew.%.

Als Absorberstoffe haben sich z. B. solche auf Kohlen stoffbasis als geeignet herausgestellt.

Nachfolgend ist anhand eines Beispieles und der Zeich nung ein erfindungsgemäßes Tarnnetz näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 ausschnittsweise Draufsicht auf das erfin dungsgemäße Tarnnetz;

Fig. 2 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Tarnnetz nach der Fig. 1.

Als Trägermaterial 1 für das Tarnnetz wird eine Wirk ware aus Polyester verwendet, das zur Verstärkung mit rautenförmigen Löchern 2 in offener Struktur ausgebil det ist. Die Öffnungsweiten der Löcher betragen ca. 2-3 mm.

In die Wirkware aus Polyesterfasern sind bis ca. 10% Metallfasern 3 eingesponnen. Ein derart ausgebildete tes Trägermaterial besitzt Reißfestigkeitswerte von 700 N/5 cm und Weiterreißwerte von über 60 N/5 cm.

Um einen Flammschutz zu erreichen, wird das Träger material mit einem entsprechenden permanenten Flamm schutz und gleichzeitig mit einer hydrophoben Ausrü stung versehen. Der Flammschutz sollte halogenfrei sein und die DIN 4102/B1 erreichen. Die Auflage liegt zwischen 20-30 g/m². Die Aufbringung des Flamm schutzmittels kann z. B. durch Foulardierung erfolgen.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Flammschutz 4 die Wirkware allseitig, d. h. auch in den Löchern, um schließt.

Das auf diese Weise vorbehandelnde Trägermaterial 1 wird beidseitig, d. h. auf der Vorder- und Rückseite mit einer flammhemmenden absorbierenden Polymerschicht 5 versehen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Be schichtung so erfolgt, daß die Poren bzw. Löcher 2 sich nicht zusetzen und daß die Polymerschicht 5 nicht so stark wird, daß sie sich aufheizt und das Wärme bild verändert.

Vorzugsweise kann für das Polymer ein hoch lichtechtes und hydrolisefestes Polyurethan verwendet werden. Als Flammschutz können z. B. mineralische Stoffe, wie z. B. Aluminiumhydroxyd und/oder Phosphor-Stickstoffverbin dungen verwendet werden. Ebenso sind auch andere Flammschutzmittel möglich, die nicht Dioxin und Furan abspalten. In vorteilhafter Weise wird man auch Fungizidmittel als Zusatz hinzugeben.

Das Polymer stellt die Trägerschicht für Absorberpig mente 6 dar. Die Absorberpigmente dienen zur Absorbie rung von Radarstrahlen in einem Mikrowellenbereich von 10-100 GHz.

Nachfolgend ist eine beispielsweise Zusammensetzung der Polymerbeschichtung 5 angegeben:
100 Teilen Polymer in flüssiger Form wird 30 Gew.% Flammschutzmittel, 35% Gew.% Absorberpigmente und 1 Gew.% Fungizidmittel beigemischt. Die zu verarbeitende Konsistenz zum Aufbringen dieser Schicht auf das Trä germaterial 1 wird durch Verdünnen mit aromatischen Lösungsmitteln erreicht.

Die Trocknung der aufgebrachten Schicht auf dem Trä germaterial 1 erfolgt vorzugsweise in einem Tempera turbereich von ca. 110-130°C.

Die Polymerauflage beträgt ca. 40-45 g/m².

Abschließend wird beidseitig eine niedrig emittierende IR-Tarnfarbenschicht 6 aufgedruckt oder aufgespritzt. Dabei wird das Tarnfarbenbindersystem vorzugsweise ebenfalls fungizid und flammhemmend ausgerüstet, wobei ebenfalls dafür zu sorgen ist, daß die Größe der Lö cher 2 in dem Trägermaterial 1 möglichst nicht oder wenigstens kaum verändert wird.

Aus der Fig. 1 ist weiterhin auch ersichtlich, daß die Dichte der gewirkten Polyesterfasern unregelmäßig ist. Die Dichte ist im Bereich der Löcher 2 höher als in den Abschnitten 7 von benachbart zueinander liegenden Reihen von Löchern 2, wo die Fasern lockerer gewirkt sind.

Mit dem vorstehend beschriebenen Tarnnetz konnten fol gende Meßergebnisse erreicht werden:

1. Radar

Durch die angenommene Strahlung im vegetativen Umfeld, bei Berücksichtigung des Bewölkungsgrades, der Umge bungstemperatur und des Bewachsungsgrades nimmt man Dämpfungswerte von -3 dB bis -8 dB pro m² an. Das hier beschriebene Tarnnetz wurde pilotmäßig in einem bestimmten Aspektwinkel (z. B. 45 Grad) und Azimutwin kel von 0 bis 360 Grad vermessen.

Die Absenkung des linearen Mittelwertes ergab bei,
35 GHz=-11 dB,
94 GHz=-12 dB.

2. Wärmebild

Die Beschichtungsauflage von 40-45 g/m² hat sich beim Feldgroßversuch im Wärmebild nicht negativ ausge wirkt, was keine Wärmeabsorption zur Folge hatte. (Netzgröße war 6×8 m. Der Wärmebildsensorenabstand betrug ungefähr 800 m. Getarnt wurden Lastwagen am Waldrand.) Höhere Auflagen und geschlossen beschichtete Flächen würden zur Wärmeabsorption neigen und damit sichtbar werden.

3. Nahes Infrarot

Die aufgebrachten niedrig emittierenden IR-Tarnfarben ergeben keine Veränderung im Mikrowellen- und Wärme bildbereich.

Claims

1. Tarnnetz aus einem flammhemmend ausgerüsteten Ma terial, das als Trägermaterial Polyesterfasern in einer Lochstruktur aufweist, das mit einer Be schichtung aus einem flammhemmend ausgerüsteten Polymer versehen ist, welches wiederum mit IR-Tarnfarbe beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (1) eine Wirkware aus Poly esterfasern ist, in die Metallfasern (3) eingelegt sind.

2. Tarnnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 5-15%, vorzugsweise ca. 10% Metallfasern (3) in die Wirkware eingesponnen sind.

3. Tarnnetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (2) der offenen Struktur des Trägerma terials (1) Durchmesser bzw. Breiten und/oder Hö hen von ca. 2-3 mm besitzen.

4. Tarnnetz nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (2) wenigstens annähernd rautenförmig ausgebildet sind.

5. Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (2) in dem Trägermaterial (1) reihen förmig angeordnet sind.

6. Tarnnetz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in nacheinanderfolgenden Reihen die Löcher (2) versetzt zueinander angeordnet sind.

7. Tarnnetz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern um die Löcher dichter gewirkt sind.

8. Tarnnetz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (7) zwischen den Reihen von Löchern (2) lockerer gewirkt sind.

9. Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschicht (5) mit Absorberpigmente (6) versehen ist.

10. Tarnnetz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer Polyurethan ist.

11. Tarnnetz nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer einen Zusatz als Flammschutz besitzt.

12. Tarnnetz nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Polymer die Absorberpigmente (6) in einem Anteil von ca. 30-40%, vorzugsweise 35 Gew.% vorhanden sind.

13. Tarnnetz nach einem der Ansprüche 9-12, dadurch gekennzeichnet, daß in 100 Teilen Polymer, ca. 30 Gew.% Flammschutz, ca. 1% Fungizidmittel und ca. 35% Absorberpig mente (6) beinhaltet.

14. Tarnnetz nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß Absorberstoffe (6) vorgesehen sind, die im Mikro wellenbereich von ca. 10-100 GHz wirksam sind.

15. Tarnnetz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Absorberpigmente (6) auf Kohlenstoffbasis vorgese hen sind.

16. Tarnnetz nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschicht (5) in einer Stärke von 40-45 g/m² aufgebracht ist.