DE3045790A1 - IMPROVING THE MICROWAVE REFLECTION OF METALLIZED TEXTILE SURFACES - Google Patents
IMPROVING THE MICROWAVE REFLECTION OF METALLIZED TEXTILE SURFACESInfo
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Description
Verbesserung der Mikrowellenreflektion metallisierter textiler FlächengebildeImprovement of the microwave reflection metallized textile fabrics
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 Metallschicht gute Reflektionseigenschaften für Mikro7 wellen. Die unabhängig von der Metallisierung erhalten gebliebenen textlien Eigenschaften, insbesondere das geringe Gewicht und die hohe textilelastische Flexibilität ermöglichen spezielle Anwendungen in der Radar-Technik, beispielsweise bei der Herstellung von zusammenfaltbaren Reflektoren für aktive und passive Strahler, ferner als radarreflektierendes Material im Bereich der Seenotrettung, insbesondere bei Reflektoren, Schwimmwesten, Dächern von Seenotrettungsinseln, Ölzeug usw. oder zur Unterstützung der Radar-Ortung in Fällen der Objekt- und Personen-Lokalisierung, beispielsweise bei Zelten, Fallschirmen, Rucksäcken, Anoraks usw.Textile fabrics that have been electrolessly metallized wet-chemical according to DE-AS 27 43 768, have according to DE-OS 28 47 485 good reflective properties for micro7 even with a low thickness of the metal layer waves. The textile properties that are retained regardless of the metallization, in particular the low weight and high textile elastic flexibility enable special applications in the Radar technology, for example in the manufacture of collapsible reflectors for active and passive applications Emitters, also as radar-reflecting material in the field of sea rescue, especially for reflectors, Life jackets, roofs of lifeboats, oilskins, etc. or to support radar location in cases of object and person localization, for example tents, parachutes, rucksacks, Anoraks etc.
Mit metallisierten textlien Materialien lassen sich im allgemeinen Reflektionsverluste im Mikrowellengebiet von weniger als 5 bis 20 %, verglichen mit derWith metallized textile materials, reflection losses in the microwave range can generally be avoided from less than 5 to 20% compared with that
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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 textlien Materialien im Mikrowellengebiet noch weiter zu senken.a flat metal plate. Even if it is generally possible to locate such objects is, especially in sea rescue and especially when the sea is in motion, the people themselves cross a relatively good microwave reflective property has problems that make it necessary to reduce the reflection losses of the metallized textlien To lower materials in the microwave range even further.
Aus der bereits genannten DE-OS 28 47 485 ist weiter-TO hin 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.From the already mentioned DE-OS 28 47 485 is further-TO known that the reflection losses are not or only slightly worse when the metallized fabric is provided with a protective coating made of PVC, rubber, polyurethane varnish or polyethylene.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß unter bestimmten Bedingungen das Imprägnieren der metallisierten textlien Flächengebilde mit Polymeren zu einer überraschenden Verminderung der Reflektionsverluste führt.It has now surprisingly been found that, under certain conditions, the impregnation of the metallized Textile fabrics with polymers lead to a surprising reduction in reflection losses leads.
D'e Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Erhöhung dtjr MikroweIlenrefLektion metallisierter textiler Flächengebilde im Frequenzbereich von 1 bis 1000 GHz, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das metallisierte textile Flächengebilde raumerfüllend mit einem Polymer, dessen dielektrischer Verlustfaktor tg Q im Mikro-Wellenbereich unter 0,01 liegt, imprägniert.The invention therefore relates to a method for increasing the microwave reflection of metallized textile fabrics in the frequency range from 1 to 1000 GHz, which is characterized in that the metallized textile fabric is filled with a polymer whose dielectric loss factor tg Q in the microwave range is below 0 , 01 is impregnated.
Raumerfüllende Imprägnierung bedeutet in diesem Zusammenhang, daß wie——3—e der Zwischenraum zwischen Kett- und Schußfäden des metallisiertenSpace-filling impregnation in this context means that like —— 3 — e the space between warp and weft threads of the metallized
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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-Tissue is filled as completely as possible by the polymer applied by the impregnation and above In addition, the metallized warp and weft threads are provided with a polymer layer, namely like this that in a microscopic picture with a
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.Enlargement factor 10 in the composite of metallized fiber-polymer no voids are found which make up more than 10%, preferably more than 5%, of the cross-sectional area. The layer thickness of the metallized Fibers applied polymer is preferably a maximum of 10% of the wavelength, in particular a maximum 1 to 3% of the wavelength.
Vorzugsweise wird das durch Imprägnierung aufzubringende 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.Preferably that is to be applied by impregnation Polymer selected to impart water-repellent properties to the metallized fibers. This can .to a further reduction in reflection losses, for example when used in the context of sea rescue, where the highest possible contrast to the lake surface, which is also relatively well reflective, especially at Swell, is desirable, contribute.
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.The impregnation with the polymer is preferably carried out by treatment with a polymer solution, with a Polymer dispersion or a polymer melt carried out, in the individual case the treatment method depends on the nature of the polymers.
Der Effekt der Verminderung der Reflektionsverluste als Folge der Imprägnierung ist insbesondere für hoheThe effect of reducing the reflection losses as a result of the impregnation is particularly important for high
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— b """*- b """*
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 textlien 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 imFrequencies (small wavelengths) well defined. Experience has shown that the reflection losses decrease with decreasing Wavelength due to the finite mesh size of the woven, knitted or non-woven fabrics used. For one Good reflection in the millimeter wave range is therefore well-planar and, above all, dense fabrics, preferably Filament yarn fabric with a very small mesh size (if possible less than 10% of the wavelength) is required. The impregnation according to the invention of the metallized textile fiber materials creates a further Improvement and expansion of the field of application of metallized textile reflective materials on frequencies above 100 GHz, or the use of larger-meshed and cheaper fabrics at frequencies in the
15 Bereich von ca. 10 bis 100 GHz, möglich.15 Range from approx. 10 to 100 GHz, possible.
Das Imprägnierungsmaterial kann gegebenenfalls 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,The impregnation material can optionally be additional Contain fillers, e.g. in the visible area recognizable colors with signal and warning colors, preferably those with low dielectric losses such as alumina or titania. That texile metallized fabric is preferably metallized with nickel, but copper and Gold as a metal to be applied in question. The textile fabric is preferably a woven fabric, knitted fabric,
2 5 Gewirk, Nadelfilz oder Vlies oder ist Papier. Der2 5 knitted fabric, needle felt or fleece or is paper. Of the
Metallüberzug weist vorzugsweise eine Schichtdicke von mindestens 0,05um auf. Im allgemeinen sind Metallschichtdicken von 0,1 bis 0,8μΐη zur Erzielung guter Reflektionswerte im Bereich von 0,01 bis über 100 GHzMetal coating preferably has a layer thickness of at least 0.05 µm. In general, metal layer thicknesses are from 0.1 to 0.8μΐη to achieve good reflection values in the range from 0.01 to over 100 GHz
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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 textlien Flächengebilde aus diesen Fasern vorzugsweise aus entsprechenden Filamentgarnen hergestellt werden. Vorzugsweise verwendet man FiIamentgarngewebe aus den genannten Materialien.sufficient. The metal layer is by the invention Impregnation against uncoated materials against mechanical or chemical Damage better protected. The fiber materials used are native fibers such as cotton and organic fibers Polymers such as polyamide, polyester and polyacrylonitrile fibers as well as glass fibers and carbon fibers in Question, whereby the textile fabrics made from these fibers are preferably made from corresponding filament yarns getting produced. Filament yarn fabric is preferably used from the materials mentioned.
Geeignete Polymere sind beispielsweise Polyethylen (tg yf = 0,0002), Polystyrol (tg (P = 0,00015) , Polytetrafluorethylen (tg cf = 0,0001), Siliconharz (tg<P = 0,001) sowie Polyurethan, insbesondere PoIyesterurethane (tq<P = 0,008). Unter diesen Materialien sind solche bevorzugt, deren Dielektrizitätskonstante über 2 liegt.Suitable polymers are, for example, polyethylene (tg yf = 0.0002), polystyrene (tg (P = 0.00015), polytetrafluoroethylene (tg cf = 0.0001), silicone resin (tg <P = 0.001) and polyurethane, in particular polyester urethanes (tq <P = 0.008) Among these materials, those whose dielectric constant is greater than 2 are preferred.
Unter tgrf* wird der sogenannte Verlustfaktor verstanden. Es ist:The so-called loss factor is understood by tgrf *. It is:
tqcT = ?"tqcT =? "
d.h. Tg ^ ist der Quotient von Imginärteil und Realteil der Dielektrizitätskonstante (Handbuch für Hochfrequenz- und Elektrotechnikr, C.Rint, ed., Hüthig und Pflaum-Verlag München-Heidelberg 1978, Bd. 2, S. 425 ff).i.e. Tg ^ is the quotient of the immediate part and the real part the dielectric constant (handbook for high frequency and electrical engineers, C.Rint, ed., Hüthig and Pflaum-Verlag Munich-Heidelberg 1978, vol. 2, p. 425 ff).
Die Verlustleistung im Dielektrikum ist Nv =.I O· w · tg 3"1 mit I = einfallende Intensität der Mikrowellenstrahlung, Oj = "Frequenz und tgö° = Verlustfaktor des DielektrikumsThe power loss in the dielectric is N v = . I O · w · tg 3 " 1 with I = incident intensity of the microwave radiation, Oj =" frequency and tgö ° = loss factor of the dielectric
(Polymermaterial).(Polymer material).
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-3-3
Vernickeltes Polyester-Baumwoll-Gewebe 65/35, Flächengewicht 152 g/m2, Nickelgehalt 23 g Ni/m2 r beidseitig mit einer 30-%igen Lösung eines handelsüblichen Polyesterpolyurethans in Ethylacetat imprägniert und getrocknet. Flächengewicht des beschichteten Gewebes 185 g/m2.Nickel-plated polyester-cotton fabric 65/35, weight per unit area 152 g / m 2 , nickel content 23 g Ni / m 2 r, impregnated on both sides with a 30% strength solution of a commercially available polyester polyurethane in ethyl acetate and dried. Weight per unit area of the coated fabric 185 g / m 2 .
Vergleichsbeispiel A:Comparative example A:
Vernickeltes Polyester-Baumwoll-Gewebe aus Beispiel 1 ohne Imprägnierung.Nickel-plated polyester-cotton fabric from Example 1 without impregnation.
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 : 8 5) imprägniert und getrocknet; Flächengewicht des beschichteten Gewebes 223 g/m2.Nickel-plated polyester-cotton fabric 65/35, weight per unit area 137 g / m 2 , nickel content 21 g / m 2 , on both sides with a carbon black-containing 30% solution of a poly. ester polyurethane in ethyl acetate (carbon black: polyurethane weight ratio = 15: 8 5) impregnated and dried; Weight per unit area of the coated fabric 223 g / m 2 .
Vergleichsbeispiel B:Comparative example B:
Vernickeltes Polyester-Baumwoll-Gewebe aus Beispiel 2 ohne Imprägnierung.Nickel-plated polyester-cotton fabric from Example 2 without impregnation.
Die Ergebnisse der Reflexionsmessungen gehen aus Tabelle 1 hervor.The results of the reflection measurements are shown in Table 1.
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(O Tabelle 1 Verminderung der Reflexionsverluste durch Kaschierung(O Table 1 Reduction of reflection losses through lamination
^ Beispiel Frequenz 1-1,5 2-2,4 8-9 11-12 35-36 GHz ^ Example frequency 1-1.5 2-2.4 8-9 11-12 35-36 GHz
0,15(0,9) 0,2.(1,1) 0,1(0,9) 0,1(0,9) 0,4(0,9)0.15 (0.9) 0.2. (1.1) 0.1 (0.9) 0.1 (0.9) 0.4 (0.9)
0,1(0,7) 0,2(1,5) 0,4(1,4) 0,4(1,3) 1 (1,5)0.1 (0.7) 0.2 (1.5) 0.4 (1.4) 0.4 (1.3) 1 (1.5)
0,1(0,7) 0,2(1) 0,18(2) 0,3(2,7)0.1 (0.7) 0.2 (1) 0.18 (2) 0.3 (2.7)
0,2(0,9)0.2 (0.9)
0,5(2) 0,9(1,8)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.The values given in brackets were obtained after rotating the samples by 90 °, the differences are due to the asymmetry of the tissue structure.
Claims (7)
faktor 10 keine Hohlräume festgestellt werden,4th
factor 10 no cavities are found,
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