MICRO-WAVE REFLEXION OF METALLISED TEXTILE ARTICLES

Abstract: 1. Process for treating metallised sheet-form textiles with polymers for the purpose of increasing the microwave reflection in the frequency range of 1 to 1,000 GHz, characterised in that the metallised sheet-form textile is subjected to space-filling impregnation with a polymer having a dielectric loss factor tg delta in the microwave region of less than 0.01.

Description: Verbesserung der Mirowellenr2flektion metallisierter textiler Flächengebilde Textile Flächengebilde, die stromlos nasschemisch nach DE-AS 27 43 768 metallisiert worden sind, besitzen gemäss DE-OS 28 47 485 selbst bei geringer Stärke der Metall schicht gute Reflektionseicenschaften für Mikrowellen. Die unabhängig von der Metallisierung erhalten gebliebenen textilen Eigenschaften, insbesondere das geringe Gewicht und die hohe textilelastische Flexibilität ermöglichen spezielle Anwendungen in der Radar-Technik, beispielsweise bei der Herstellung von zusammenfaltbaren Reflektoren rcr aktive und passive Strahler, ferner als radarreflektierendes Material im Bereich der Seenotrettung, insbesondere bei Reflektoren, Schwimmwesten, Dächern von Seenotrettungsinseln, öl zug usw. oder zur Unterstützung der Radar-Ortung in Fällen der Objekt- und Personen-Lokalisierung, beispielsweise bei Zelten, Fallschirmen, Rucksäcken, Anoraks usw. Mit metallisierten textilen Materiagien lassen sich im allgemeinen Reflektionsverluste im .gikrowellenge- biet von weniger als 5 bis 20 %, verglichen mit der einer ebenen Metallplatte erzielen. Wenn auch im allgemeinen eine Ortung solcher Gegenstände gut möglich ist, so treten doch insbesondere bei der Seenotrettung und da vor allem bei bewegter See, die selbst über eine verhältnismässig gute Mikrowellenreflektionseigenschaft verfügt, Probleme auf, die es notwendig machen, die Reflektionsverluste der metallisierten textilen Materialien im Mikrowellengebiet noch weiter zu senken. Aus der bereits genannten DE-OS 28 47 485 ist weiterhin bekannt, dass die Reflektionsverluste nicht oder nur wenig schlechter werden, wenn das metallisierte Gewebe mit einem schützenden Überzug aus PVC, Gummi, Polyurethanlack oder Polyethylen versehen wird. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass unter bestimmten Beaingungen das Imprägnieren der metallisierten textilen Flächengebilde mit Polymeren zu einer überraschenden Verminderung der Reflektionsverluste führt. Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Erhöhung der Mikrowellenreflektion metallisierter textiler Flächengebilde im Frequenzbereich von 1 bis 1000 GHz, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man cas metallisierte textile Flächengebilde raumerfüllend mit einem Polymer, dessen dielektrischer Verlustfaktor tg tf im Mikrowellenbereich unter 0,01 liegt, imprägniert. Raumerfüllende Imprägnierung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass EMI2.1 der Zwischenraum zwischen Kett- und Schussfäden des metallisierten Gewebes von dem durch die Imprägnierung aufgebrachten Polymer möglichst vollständig ausgefüllt wird und darüber hinaus die metallisierten Kett- und Schussfäden mit einer Polymerschicht versehen werden, und zwar so dass bei einer mikroskopischen Aufnahme mit einem Ver grösserungsfaktor 10 im Verbund metallisierte Faser Polymer keine Hohlräume festgestellt werden, die mehr als 10 %, vorzugsweise mehr als 5 %, der Querschnittsfläche ausmachen. Die Schichtdicke des auf die metallisierten Fasern aufgebrachten Polymers beträgt vorzugsweise maximal 10 % der Wellenlänge, insbesondere maximal 1 bis 3 % der Wellenlänge. Vorzugsweise wird das durch Imprägnierung auf zubringende Polymer so ausgewählt, dass es den metallisierten Fasern wasserabstossende Eigenschaften verleiht. Dies kann zu einer weiteren Verringerung der Reflektionsverluste, beispielsweise beim Einsatz im Rahmen der Seenotrettung, wo ein höchstmöglicher Kontrast zur ebenfalls relativ gut reflektierenden Seeoberfläche, insbesondere bei Wellengang, erwünscht ist, beitragen. Die Imprägnierung mit dem Polymer wird vorzugsweise durch Behandlung mit einer Polymerlösung, mit einer Polymerdispersion oder einer Polymerschmelze durchgeführt, wobei sich im Einzelfall die Behandlungsmethode nach der Natur der Polymere richtet. Der Effekt der Verminderung der Reflektionsverluste als Folge der Imprägnierung ist insbesondere für hohe Frequenzen (kleine Wellenlängen) gut ausgeprägt. Erfahrungsgemäss nehmen die Reflektionsverluste mit fallender Wellenlänge aufgrund der endlichen Maschenweite der verwendeten Gewebe, Gestricke oder Vliese zu. Für eine gute Reflektion im Bereich der Millimeterwellen sind daher gut plane und vor allem dichte Gewebe, vorzugsweise Filamentgarngewebe mit sehr kleiner Maschenweite (möglichst unter 10 % der Wellenlänge), erforderlich. Durch die erfindungsgemässe Imprägnierung der metallisierten textilen Fasermaterialien wird hier eine weitere Verbesserung und die Ausdehnung des Anwendungsbereiches metallisierter textiler Reflektionsmaterialien auf Frequenzen oberhalb 100 GHz, bzw. den Einsatz grobmaschigerer und preiswerterer Gewebe bei Frequenzen im Bereich von ca. 10 bis 100 GHz, möglich. Das Imprägnierungsmaterial kann gegebenenvalls zusätzliche Füllstoffe, zum Beispiel im sichtbaren Bereich erkennbare Färbungen mit Signal- und Warnfarben, enthalten, vorzugsweise solche mit niedrigen dielektrischen Verlusten, z.B. Aluminiumoxid oder Titandioxid. Das texile metallisierte Flächengebilde ist vorzugsweiSe mit Nickel metallisiert, jedoch kommen auch Kupfer und Gold als aufzubringende Metalle in Frage. Das textile Flächengebilde' ist vorzugsweise ein Gewebe, Gestrick, Gewirk, Nadelfilz oder Vlies oder ist Papier. Der Metallüberzug weist vorzugsweise eine Schichtdicke von mindestens 0,05m auf. Im allgemei..en sind Metallschichtdicken von 0,1 bis 0,8 m zur elung guter Reflektionswerte im Bereich von 0,01 bis über 100 GHz ausreichend. Die Metallschicht wird durch die erfindungsgemässe Imprägnierung gegenüber nichtbeschichteten Materialien vor mechanischer oder chemischer Schädigung besser geschützt. Als Fasermaterialien kommen native Fasern wie Baumwolle, Fasern aus organischen Polymeren wie Polyamid-, Polyester- und Polyacrylnitrilfasern sowie Glasfasern und Kohlenstoffasern in Frage, wobei die textilen Flächengebilde aus diesen Fasern vorzugsweise aus entsprechenden Filamentgarnen hergestellt werden. Vorzugsweise verwendet man Filamentgarngewebe aus den genannten Materialien. Geeignete Polymere sind beispielsweise Polyethylen (tg ; = 0,0002), Polystyrol (tg = 0,00015), Poly- tetrafluorethylen (tg & 0,0001), Siliconharz (tg# = 0,001) sowie Polyurethan, insbesondere Polyesterurethane (tg g = 0,008). Unter diesen Materialien sind solche bevorzugt, deren Dielektrizitäts konstante'über 2 liegt. Unter tg# wird der sogenannte Verlustfaktor verstanden. Es ist: tg# = #"/#' d.h. Tg # ist der Quotient von Imginärteil und Realteil der Dielektrizitätskonstante (Handbuch für Hochfrequenzund Elektrotechnikr, C.Rint, ed., Hüthig und Pflaum Verlag München-Heidelberg 1978, Bd. 2, S. 425 ff). Die Verlustleistung im Dielektrikum ist Nv = Io . w . tg# mit I = einfallende Intensität der Mikrowellenstrahlung, # = = Frequenz und tg = Verlustfaktor des Dielektrikums (Polymermaterial). Beispiel 1 Vernickeltes Polyester-Baumwoll-Gewebe 65/35, Flächengewicht 152 g/ml, Nickelgehalt 23 g Ni/m2, beidseitig mit einer 30 %igen Lösung eines handelsüblichen Polyesterpolyurethans in Ethylacetat imprägniert und getrocknet. Flächengewicht des beschichteten Gewebes 185 g/m2. Vergleichsbeispiel A: Vernickeltes Polyester-Baumwoll-Gewebe aus Beispiel 1 ohne Imprägnierung. Beispiel 2 Vernickeltes Polyester-Baumwoll-Gewebe 65/35, Flächengewicht 137 g/m2, Nickelgehalt 21 g/m2, beidseitig mit einer russhaltigen 30 %igen Lösung eines Poly-. esterpolyurethans in Ethylacetat (Gewichtsverhältnis Russ:Polyurethan = 15 : 85) imprägniert und getrocknet; Flächengewicht des beschichteten Gewebes 223 g/m2 Vergleichsbeispiel B: Vernickeltes Polyester-Baumvoll-Gewebe aus Beispiel 2 ohne Imprägnierung. Die Ergebnisse der Reflexionsmessungen gehen aus Tabelle 1 hervor. Tabelle 1 Verminderung der Reflexionsverluste durch Kaschierung Beispiel Frequenz 1 - 1,5 2 - 2,4 8 - 9 11 - 12 35 - 36 GHz 1 0,15(0,9) 0,2(1,1) 0,1(0,9) 0,1(0,9) 0,4(0,9) A 0,1(0,7) 0,2(1,5) 0,4(1,4) 0,4(1,3) 1 (1,5) 2 0,1(0,7) 0,2(1) - 0,2(0,9) B 0,18(2) 0,3(2,7) - 0,5(2) 0,9(1,8) Die in Klammern angegebenen Werte wurden nach Drehung der Proben um 90 erhalten, die Unterschiede kommen durch die Unsymmetrie des Gewebeaufbaues zustande.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Erhöhung der Mikrowellenreflektion metallisierter textiler Flächengebilde im Frequenzbereich von 1 bis 1000 GHz, dadurch gekennzeichnet, dass man das metallisierte textile Flächengebilde raumerfüllend mit einem Polymer, - dessen dielektrischer Verlustfaktor tg ìm Mikrowellenbereich unter 0,01 liegt, imprägniert. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumerfüllung ein Verbund metallisierte Faser-Polymer so gross ist, dass bei einer mikros kopischen Aufnahme mit einem Vergrösserungs faktor 104 keine Hohlräume festgestellt werden, die mehr als 10 %, vorzugsweise mehr als 5 % der Querschnittsfläche ausmachen. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass man mit einer Polymerlösung, -dispersion oder -schmelze imprägniert. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet,-- dass das textile Flächengebilde ein Gewebe, Gestrick, Gewirk, Nadelfilz, Vlies. oder Papier ist. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man dichte metallisierte Gewebe mit einer Maschenweite unter 10 8 der Wellenlänge verwendet. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass metallisierte textile Flächengebilde einen Metallüberzug von mindestens 0,05 ssm, vorzugs weise 0,1 bis 0,8 Am Dicke hat. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aufzubringende Polymer, Polyethylen, Polystyrol, Polytetrafluorethylen, Polyurethan oder ein Siliconharz ist..

Inventors: EBNETH, HAROLD, DR., FITZKY, HANS GEORG, DR., OBERKIRCH, WOLFGANG, DR.
Applicants: BAYER AG
Application year: 1981
Main classification: D06Q1
IPC codes: D06M15, D06Q1