EP0021119A2

EP0021119A2 - Zelt für den zivilen sowie militärischen Gebrauch

Info

Publication number: EP0021119A2
Application number: EP80103030A
Authority: EP
Inventors: Günter Dr.-Ing. Pusch; Alexander Dipl.-Phys. Hoffmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1981-01-07
Also published as: US4308882A; EP0021119B1; ATE3362T1; EP0021119A3; DE3063286D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zelt, dessen Wände und Deckenteile aus einer oder mehreren kunststoffbeschichteten, metallisierten Textilgewebelagen (1, 2, 4, 5, 6, 9, 10) bestehen. Die Außenseite der äußeren Gewebelage (1, 5) wird bei einer Verwendung des Zelts im militärischen Bereich mit bekannten Tarnfarben versehen. Die Innenseite der äußeren Gewebelage (1, 5) sowie die Innen- und Außenseite von weiteren gegebenenfalls vorgesehenen Gewebelagen (2, 6, 9) werden nur mit einer Farbe versehen, die im infraroten Spektralbereich von 3 bis 20 µm Wellenlänge im wesentlichen transparent ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zelt für den zivilen sowie militärischen Gebrauch.
Bisher bekannte Zelte besitzen nur einen beschränkten Witterungsschutz. Wegen der Forderung nach hoher Reißfestigkeit bei geringem Gewicht und Volumen wird als Material für die Zeltwände Gewebe verwendet, wobei dieses Gewebe zur Erhöhung der Wasserdichtigkeit imprägniert oder mit Kunststoffen beschichtet wird. Zur Verbesserung des Wind- und Wetterschutzes werden sogenannte Überzelte eingesetzt. Die Zelte selbst besitzen zumeist nur eine geringe Wärmedämmfähigkeit.
Die gleichen Nachteile weisen im militärischen Einsatz befindliche Zelte auf. Diese Zelte haben darüber hinaus den weiteren Nachteil, daß sie vor allem bei Nacht, wenn sie im Inneren beleuchtet sind, ohne weiteres durch sichtoptische Aufklärungsmittel erkennbar sind. Die bisher angewandte Tarnfärbung von Zelten reicht außerdem beim Einsatz moderner Infrarot (IR)-optischer Sensoren, die vorzugsweise im Spektralbereich zwischen 8 und 12 um arbeiten, nicht aus, da die Zeltwände und -dächer sich durch die in ihnen befindliche Mannschaft oder durch Geräte erwärmen. Sie sind deshalb durch die vorgenannten Sensoren auf große-Entfernungen erkennbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bisher bekannte Zelte zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wand- und Deckenteile des Zeltes aus einem kunststoffbeschichteten, metallisierten Textilgewebe bestehen, dessen Oberflächen mit einer Deck- oder sichtoptischen Tarnfarbe versehen sind.
Durch ein erfindungsgemäßes Zelt wird erreicht, daß unter wesentlicher Einsparung von Energie eine körperbehagliche Atmosphäre im Inneren des Zeltes geschaffen wird. Das Zelt vermittelt allen Bewohnern den Eindruck, daß die Innentemperatur im Zelt gerade immer etwa auf einer angenehmen Raumtemperatur gehalten wird, was lediglich dadurch erreicht wird, daß der thermische Strahlungsaustausch zwischen dem Inneren des Zeltes und der Außenseite weitgehend reduziert wird. Durch die Erfindung
wird andererseits aber auch erreicht, daß ein derart ausgestaltetes Zelt gegen eine feindliche Ortung sowohl im sichtbaren Bereich bei Nacht, als auch im Bereich des fernen IR durch thermisches Aufklärungsgerät wie FLIR-oder Linescann geschützt wird.
Vorzugsweise wird das Zelt derart ausgestaltet, daß die Wand- oder Deckenteile aus einer äußeren und einer inneren Gewebelage bestehen. Hierdurch wird insbesondere auch die Wärmedämmung verbessert.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung werden sowohl die Innenseite der äußeren Gewebelage, wie auch die Innen- und Außenseite der inneren Gewebelage mit einer Farbe versehen, die für Strahlung im IR-Spektralbereich von 3 bis 20 pm im wesentlichen durchlässig ist. Hierdurch wird die Reflektion der Wände irnIR-Strahlungsbereich wesentlich erhöht und die Absorption der Wände für derartige Strahlungen praktisch auf 0 herabgesetzt. Dadurch wird erreicht, daß die Wände des Zeltes praktisch nicht durch Absorption von Wärmestrahlung aus dem Inneren des Zeltes aufgeheizt werden. Dadurch findet im Inneren des Zeltes keine Temperaturabsenkung durch Absorption von Wärmestrahlung an den Wänden statt, während andererseits die Außenseite des Zeltes im wesentlichen auf der Temperatur der Umgebungsatmosphäre liegt und somit nicht durch IR-Sensoren geortet werden kann.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen der inneren und der äußeren Gewebelage Luftspalte einzuhalten, wobei die Zuftspalten vorzugsweise eine Breite von etwa 1/10 der Höhe der Luftspalteohaben. Sofern diese Luftspalten abgeschlossen sind, ergibt sich eine zusätzliche Wärmedämmung. Für den Einsatz im militärischen Bereich kann es jedoch auch zweckmäßig sein, die Luftspalte so auszugestalten, daß sie einen unteren Lufteinlaß und einen oberen Luftauslaß aufweisen, und daß der obere Luftauslaß nach oben hin abgedeckt ist. In diesem Falle kann eine laminare Luftströmung durch die Luftspalte erzielt werden, wodurch die außenliegende Gewegelage zusätzlich gekühlt wird und somit verstärkt sichergestellt wird, daß diese äußere Gewebelage auf der Umgebungstemperatur gehalten wird.
Die metallisierte Gewebelage besteht bevorzugt aus einem Polyamid-, Polyester- oder Glasfasergrundgewebe mit einer Kunststoffbeschichtung aus Weich-PVC, Polyurethan oder Silikonkautschuk, wobei die Metallisierung durch Niederschlag einer Aluminium-, Zinn-oder Chrom-Nickel-Schicht im Vakuum auf der Kunststoffbeschichtung direkt oder auf einer Transferfolie mit anschließender Übertragung auf die Kunststoffbeschichtung hergestellt wird.
Die Metallschicht hat zweckmäßigerweise eine Dicke zwischen 20 und 50 nm. Eine solche Schichtdicke hat sich als völlig ausreichend erwiesen für eine praktisch vollständige Reflexion der IR-Strahlung.Dickere Schichten bedeuten deshalb im wesentlichen lediglich einen höheren Verbrauch an Metall ohne noch eine wesentliche Steigerung der Reflexion zu bewirken. Als Korrosionsschutz für die Metallschicht, sowie auch zur Verbesserung der Haftung der nachfolgenden Farbschicht hat es sich als zweckmäßig erwiesen, auf die Metallschicht eine Lackschutzschicht von etwa 10 µm Stärke aufzubringen.
Die Farbbeschichtung wird entweder direkt auf die Metallschicht oder auf die Lackschutzschicht aufgebracht und sie basiert im wesentlichen auf einem Binder, der ein Copolymer des Polyäthylens oder Polytetrafluoräthylens ist und der mit Pigmenten versetzt ist, der im Falle einer Tarnfarbe die für eine Tarnfarbe bestimmte Remission im sichtbaren Teil des Spektralbereiches liefert.
Zur Verbesserung des Wohlbefindens von Personen im Zelt wird vorzugsweise die Metallschicht durch Walken oder Prägen mit mikrofeinen Rissen versehen. ^; Wenn diese Maßnahme in Verbindung mit wasserdampfdurchlässigen Beschichtungsmitteln, vorzugsweise Polyvinylacetat, angewandt wird, so ergibt sich eine sehr gute Wasserdampfdurschlässigkeit der Zeltwände, so daß die Gefahr des Gefühls einer Treibhausatmosphäre vermieden wird.
Sofern nur eine Gewebelage verwandt wird aber auch dann, wenn bereits zwei Gewebelagen verwandt werden, zwischen denen Luftspalten gebildet sind, kann es zur Erhöhung der Wirkung zweckmäßig sein, zusätzlich eine innerste Gewebelage vorzusehen, die mit der angrenzenden Gewebelage einen abgeschlossenen Luftspalt; etwa in Form des Luftkissens, bildet. Bevorzugt werden in diesem Fall zwischen diesen Stofflagen horizontalverlaufende Abstandshalter vorgesehen, die eine Luftbewegung im Inneren des abgeschlossenen Luftspaltes unterdrücken.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:
Wie aus Figur 1 hervorgeht, besteht eine Zeltwand aus einer äußeren Gewebelage 1 und einer inneren Gewebelage 2, die durch Abstandshalter, die etwa ebenfalls in Form von flexiblen Gewebebahnen 3 bestehen können, im Abstand gehalten werden. Wie aus den Figuren 2 und 2a hervorgeht, können neben diesen ersten beiden Gewebelagen 5 und 6, die durch flexible Abstandshalter 7 im Abstand voneinander gehalten werden, noch eine innerste Gewebebahn 9 vorgesehen werden, die mit der innenliegenden Gewebebahn 6 einen Luftspalt 8 einschließt. Alle Gewebelagen 1, 2, 5, 6 bzw. 9 sind aus einem kunststoffbeschichteten, metallisierten Material hergestellt, wie es im Querschnitt in Abbildung 3 gezeigt ist.Es gibt eine Vielfalt von möglichen Materialien für diesen Zweck, die sowohl in der mechanischen, als auch in der chemischen Qualität voneinander abweichen, aber trotzdem alle verwendbar sind.
Sie bestehen grundsätzlich aus:

a) Einem lose gewebten Material 11, z.B. aus Polyamid, Polyester oder Glas. 20 g pro m² bis 400 g pro _m ² _;
b) Eine Kunststoffbeschichtung 12, z.B. aus Weich-PVC, Polyurethan oder Silikonkautschuk mit oder ohne feuerhemmende Zusätze, wie Antimontrioxyd 20 bis 400 pro m²;
c) Einer Metallschicht 13, aus Aluminium, Zinn oder Chrom-Nickel, mit einer Dicke von 20 bis 50 nm. Diese Metallschicht wird beispielsweise durch Vakuumbedampfung auf einem Transfer- . film (Polyesterfilm mit Trennschicht) hergestellt und sodann indirekt auf die Kunststoffbeschichtung dadurch aufgebracht, daß der Transferfilm auf das beschichtete Gewebe aufgebracht wird.
d) Einer Farbschicht 14 (10 bis 20 µm Stärke) auf der Basis eines IR-transparenten Bindemittels, wie z.B. Copolymere des Polyäthylens oder Polytetrafluoräthylens oder Pigmente von weniger als 0, 5 µm im Durchmesser bzw. lösliche molekulare Farbstoffe, die die optische farbige Remission im sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums bewirken. Grundiermittel zwischen jeder Schicht 11 bis 14 zur Verbesserung der Haftung sind in Abbildung 3 nicht gezeigt.

Um die oben geschriebene Gewebelage möglichst wasserdampfdurchlässig zu machen, wird vorzugsweise als Beschichtungsmittel ein wasserdampfdurchlässiges Material, wie z.B. Polyvinylazetat, eingesetzt. Ferner wir die Gewebebahn anschließend gewalkt oder geprägt. um mikrometerfeine Risse zu erzeugen, die die gesamte Gewebelage wasserdampfurchlässig machen.
Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus haben derartige Gewebelagen eine Reflektivität für eine Strahlung im Bereich von 4 bis 25 µm Wellenlänge von über 60 %.
Aufgrund der Wahl der Farbschicht gemäß den obigen Angaben unter d) wird erreicht, daß die Wände ein ästhetisch annehmbares Aussehen erhalten können, daß gleichzeitig jedoch durch diese sichtoptische Gestaltung keine IR-Strahlung absorbiert wird. Dadurch wird eine optimale Reflexion der Zeltwände für eine IR-Strahlung erzielt.
Bei einer Zeltwand, die aus zwei Gewebelagen (wie in Abbildung 1 und 1a gezeigt) hergestellt ist, bilden diese beiden Lagen 1 und 2 einen Luftspalt 12, der sowohl am oberen als auch am unteren Ende offen ist. Die Breite dieses Luftspaltes 12 wird bis zu einem gewissen Maß, abhängig von seiner Höhe, durch Streifen 3, welche einen freien vertikalen Luftstrom ermöglichen, bestimmt. Die Funktion dieses Luftspaltes besteht darin, daß sowohl im Winter als auch im Sommer durch Temperaturunterschiede zwischen den inneren und äußeren Zeltwänden 1 bzw. 2 die Luft keine Wärme von der inneren zu der äußeren Gewebelage oder umgekehrt durch Konvektion oder Wärmeleitung überträgt. Diese Luft wird laufend durch einen freien laminaren Luftstrom ausgewechselt. Dieser Luftstrom wird durch den Dichtigkeitsunterschied der Luft an der inneren Zeltwand und der Luft an der äußeren Zeltwand, die die Temperatur der Außenluft hat, bewirkt.
Man kann nicht generell alle Parameter berechnen, welche die Bedingungen für einen laminaren Luftstrom in einem Luftspalt beschreiben, in welchem die Luft durch Dichtunterschiede zwischen der erwärmten und der kalten Luft bewegt wird. Besonders ist dies nicht für den vorliegenden Fall mögliche in dem die Luft inhomogen aufgewärmt wird. Durch Experimente ist aber bekannt, daß Luftspalten von 10 mm Weite oder weniger in allen praktischen Fällen einen laminaren Luftstrom ergeben.
In einigen Fällen kann der Luftspalt größer sein, dann ergeben sich größere Werte aufgrund von Wärmeleitung. Gute Ergebnisse wurden auf experimentellem Weg gefunden bei einer Anordnung gem. Fig. 4:
Die Höhe des Luftspaltes 20, 21 ist 2 m.
Am unteren Ende ist der Luftspalt zwischen 50 und 100 mm breit, oben ist seine Breite ungefähr zwischen 15 und 50 mm.
Über das obere Ende des Luftspaltes steht das Dach 22 des Zeltes in einer Länge von 200 mm vor, um das Innere des Luftspaltes vor Regen und Schnee zu schützen. Im allgemeinen liegt die Relation zwischen Breite und Höhe des Luftspaltes zwischen 1 : 10 und 1 : 50. Zusätzlich wird eine Wärmeübertragung durch Strahlungsaustausch verhindert, da die thermische Emissivität des metallisierten Materials wegen der hochreflektiven Metallschicht, die mit einer Farbschicht bedeckt ist, die im infraroten Teil des Spektrum von 3 bis 20 µm praktisch transparent ist, um 0,1 liegt. Je höher die Reflektivität der inneren Zeltwände, desto besser ist der Isoliergrad und desto geringer die Möglichkeit der thermischen Enttarnung und Entdeckung der Zelte. Das Zwei-Lagen-Zelt verstärkt nicht wesentlich die Wäremespeicherung im Inneren des Zeltes. Seine wichtige Funktion ist, den Kontrast des Zeltes gegen seine Umgebung drastisch zu verringern, sowohl im sichtbaren Teil des Spektrums, als auch im thermischen Teil, besonders in den Bereichen der üblichen Sensoren. Eine weitere Verbesserung, besonders im Winter, wenn die Zelte beheizt werden müssen, kann durch Verwendung einer Zeltwand, die wie in Fig. 2 aus 3 Gewebelagen gemacht ist, erreicht werden. Die ersten 2 Lagen 5 und 6 zusammen mit 7 bilden einen offenen Luftspalt wie im ersten Fall. Die dritte Lage 9 bildet einen weiteren Luftspalt 8, der zwischen 30 und 100 mm Breite hat und durch Streifen 11 aufrechterhalten wird, die senkrecht zu den Streifen 7 im ersten Luftspalt verlaufen. Weiter ist dieser Luftspalt 8 vollständig nach allen Seiten versiegelt einschl. einer Öffnung zum Aufblasen. Die Funktion des zweiten Luftspaltes besteht darin, ein wärmeisolierendes Luftpolster zu bilden. Die Gewebestreifen 11 verlaufen horizontal, um die eingeschlossene Luft an der Zirkulation zu hindern, dadurch wird der thermische Widerstand dieses Luftspaltes verbessert. Wie im ersten Fall ist das metallisierte Material auf der Innenseite mit einer IR-transparenten (im Bereich von 3 bis 20 µm) Farbe überzogen. Nur die Außenseite der äußersten Gewebelage ist mit einer bekannten Tarnfarbe bedeckt, die über einen großen Spektralbereich (UV bis FIR) wirksam ist. Das Zeltdach oder (-himmel) 4 bis 10 ist ähnlich wie die vertikalen Wände aufgebaut. Eine Drei-Lagen-Zusammensetzung für das Dach kann ebenfalls mit einer Zwei-Lagen-Zusammensetzung für die Seitenwände kombiniert werden, je nach der Art des Zeltes. Normalerweise ist das kunststoffbeschichtete metallisierte Material sowohl für elektromagnetische Strahlung als auch für Luft und Wasserdampf undurchlässig. Ausdiesem Grund sollte das Zelt einstellbare Öffnungen zum Einlassen von Frischluft, Ablassen verbrauchter Luft und überschüssiger Feuchtigkeit aufweisen. Wasserdampfdurchlässige Wände können wie oben beschrieben hergestellt werden. Die Klimatisierung im Zelt kann auch durch Ausnützung der Luftströmung zwischen der äußersten und nächstinnenliegenden Gewebelage verbessert werden.

Claims

1. Zelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände und Deckenteile aus einem kunststoffbeschichteten, metallisierten Textilgewebe (1, 2, 4, 5, 6, 9, 10) bestehen, dessen Oberflächen mit einer Deck- oder sichtoptischen Tarnfarbe versehen sind.

2. Zelt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände und/oder die Deckenteile aus einer äußeren (1,5) und einer inneren (2,6) Gewebelage bestehen.

3. Zelt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der äußeren Gewebelage (1,5) und die Innen- und Außenseite der inneren Gewebelage (2,6,9) mit einer Farbe versehen sind, die für Strahlung im IR-Spektralbereich von 3 bis 20 µm im wesentlichen durchlässig ist.

4. Zelt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der inneren und der äußeren Gewebelage (1,2) Luftspalte (12) eingehalten werden und daß die Luftspalte (12) eine Breite von etwa 1/10 der Höhe der Luftspalte haben.

5. Zelt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspaltenso ausgestal_- tet sind, daß sie einen unteren Lufteinlaß und einen oberen Luftauslaß aufweisen, und daß der obere-Luftauslaß nach oben hin abgedeckt ist.

6. Zelt nach einen der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierte Gewebelage aus einem Polyamid-, Polyester-oder Glasfaser-Grundgewebe (11) besteht, daß die Kunststoffbeschichtung (12) aus Weich-PVC, Polyurethan oder Silikonkautschuk besteht, daß die Metallisierung durch Niederschlag einer Aluminium-, Zinn-oder Chrom-Nickel-Schicht (13) im Vakuum auf der Kunststoffbeschichtung direkt oder auf einer Transferfolie mit anschließender Übertragung auf die Kunststoffbeschichtung hergestellt wird.

7. Zelt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (13) eine Dicke zwischen 20 und 50 nm hat und daß auf die Metallschicht (13) eine Lackschutzschicht von etwa 10 µm Stärke aufgebracht ist.

8. Zelt nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbbeschichtung (14) auf die Metallschicht (13) oder die Lackschutzschicht aufgebracht ist und auf einem Binder basiert, der ein Copolymer des Polyäthylens oder Polytetrafluoräthylens ist und der mit Pigmenten versetzt ist, die im Falle einer Tarnfarbe, die für eine Tarnfarbe bestimmte Remission im sichtbaren Teil des Spektralbereichs liefert.

9. Zelt nach einem der Ansprüch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Wasserdampfdurchlässigkeit der Zeltwände oder Deckenteile die Metallschicht (13) durch Walken oder Prägen mit mikrofeinen Rissen versehen ist, und daß wasserdampfdurchlässige Beschichtungsmittel, vorzugsweise Polyvinyläcetat, verwandt werden.

10. Zelt nach einem der vorgehenden Ansprüch, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine innerste Gewebelage (9) vorgesehen ist, die mit der angrenzenden Gewebelage (6) einen abgeschlossenen Luftspalt (8) in Form eines Luftkissens bildet, daß zwischen diesen Stofflagen (6,9) horizontal verlaufende Abstandshalter (11) vorgesehen sind, die eine Luftbewegung im Inneren des abgeschlossenen Luftspaltes unterdrücken, und daß die innerste Stofflage (9) auf ihrer dem Zeltinneren zugewandten Seite mit einer Farbbeschichtung versehen ist, die im Bereich des elektromagnetischen Spektrums von 3 bis 20 µm Wellenlänge im wesentlichen transparent ist.