DE3832555A1 - Verwendung von anstrichstoffen mit hohem reflexionsvermoegen im spektralbereich der waermestrahlung zur beschichtung von zielobjekten, sowie zielobjekte erkennbar mit waermebildgeraeten - Google Patents
Verwendung von anstrichstoffen mit hohem reflexionsvermoegen im spektralbereich der waermestrahlung zur beschichtung von zielobjekten, sowie zielobjekte erkennbar mit waermebildgeraetenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von bestimmten Anstrichstoffen zur
Herstellung von Zielobjekten, erkennbar mit Wärmebildgeräten, bzw. die mit
Wärmebildgeräten erkennbar sind sowie die dabei erhaltenen Zielobjekte.
Die militärische Einführung einer neuen Generation von Aufklärungsgeräten
und Visiereinrichtungen, die im Bereich des thermischen Infrarot arbeiten
und als Wärmebildgeräte bezeichnet werden, bedingen neue Zielobjekte z. B.
für das Übungsschießen von Panzern auf Truppenübungsplätzen.
Wärmebildgeräte machen Oberflächen mit unterschiedlicher Temperatur bzw.
Wärmeabstrahlung (Temperaturunterschiede) in der Natur oder auf
künstlichen Objekten sichtbar. Herkömmliche Zielscheiben, die aus olivgrün
angestrichenen Sperrholz- oder Hartfaserplatten bestehen, bieten außer
unter Sonneneinstrahlung keinen Temperaturkontrast zur Umgebung und sind
somit auch nicht ausreichend sichtbar.
In der DE-A-35 14 610 wird eine Zielscheibe für Übungsschießanlagen
beschrieben, deren Kontur, durch ein Rohrleitungssystem durch das eine
erwärmte Flüssigkeit gepumpt wird, im Wärmebildgerät sichtbar gemacht
wird. Diese Zielscheibe kann nur für Visierübungen eingesetzt werden, da
bei Beschuß die Wahrscheinlichkeit eines Treffers im Rohrleitungssystem zu
groß ist. Für ein Übungsschießen mit scharfer Munition wäre die Scheibe zu
teuer.
In der DE-A-35 21 376 wird eine Zielscheibe beschrieben deren Konturen
durch ein beheiztes Gas dargestellt werden.
Der Nachteil beider Erfindungen ist, daß Energie benötigt wird um einmal
die Flüssigkeit und im anderen Falle das Gas zu erwärmen. Da die meisten
Übungsplätze für Schießen mit scharfer Munition nicht elektrifiziert sind,
muß die Energiebereitstellung sehr aufwendig durch einen Generator
erfolgen, der indirekt auch dem Beschuß ausgesetzt ist.
In der DE-A-35 16 392 wird eine elektrisch beheizbare Folie beschrieben,
die auf einer Zielscheibe auflaminiert, diese im Wärmebildgerät sichtbar
macht.
Allen Verfahren ist gemeinsam, daß sie zur Funktion einer zugeführten
Energie bedürfen. Da die meisten Schießbahnen auf Truppenübungsplätzen
nicht elektrifiziert sind, bleibt die Stromzuführung durch Generator oder
durch Batterien.
Die Stromzufuhr durch Batterien ist auszuschließen, da der Energiebedarf
zur Beheizung eines Zieles im Bereich 500 bis 1000 Watt liegt. Diesen
Energiebedarf für mehrere Zielscheiben auf einer Schießbahn durch
Batterien zu decken, liegt jenseits der logistischen Möglichkeiten auf
einem Truppenübungsplatz. Bei der Energiezufuhr duch einen Generator
besteht die Möglichkeit, daß der Generator, der selber mehr Abwärme
erzeugt als die beheizte Zielscheibe, als Ziel aufgefaßt und abgeschossen
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zielobjekte für Richtübungen und
Schießübungen (bei Beobachtung durch Wärmebildgeräte) bereitzustellen, die
die Nachteile der bisherigen Zielobjekte nicht aufweisen, d. h. die keiner
äußeren Energiezufuhr bedürfen.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe gelöst werden kann durch die
Bereitstellung von Anstrichstoffen mit hohem Reflexionsvermögen im
Spektralbereich der Wärmestrahlung, die Metallteilchen mit hoher
elektrischer Leitfähigkeit enthalten.
Durch die Verwendung derartiger im thermischen Infrarotbereich stark
reflektierender Anstrichstoffe wird es möglich, die Strahlungstemperatur
des Himmels wiederzuspiegeln. Da die Strahlungstemperatur des unbewölkten
Himmels bei etwa -50°C und bei bewölktem Himmel auch noch unter 0°C liegt,
stellen sich Zielobjekte, die mit Überzügen aus den erfindungsgemäß
bereitgestellten Anstrichstoffen versehen sind, kälter als die Umgebung
dar.
Da ein Wärmebildgerät "Temperaturunterschiede" sichtbar macht, wird es
durch die vorliegende Erfindung möglich, Zielobjekte erkennbar mit
Wärmebildgeräten bereitzustellen, die nicht erwärmt werden müssen. Wie
vorstehend erläutert, werden durch die Erfindung Zielobjekte
bereitgestellt, die kälter als die Umgebung sind und somit einen
deutlichen Strahlungstemperaturunterschied zur Umgebung aufweisen. Sie
können daher mit einem Wärmebildgerät sichtbar gemacht werden.
Durch die Erfindung wird es daher möglich, Zielobjekte bereitzustellen,
die keine Energiezufuhr benötigen und keine größeren Anforderungen an die
Logistik eines Truppenübungsplatzes stellen. Die bisher für den sichtbaren
Bereich eingesetzten Lacke zur Einfärbung der Zielscheiben werden
lediglich durch Lacke mit hoher Reflexion im thermischen Infrarot ersetzt.
Im Wärmebildgerät erscheint ein solchermaßen angestrichenes Zielobjekt mit
deutlichem Temperaturkontrast zur Umgebung, als kaltes Ziel. Im sichtbaren
Bereich erscheint das Zielobjekt, wie bislang eingesetzte Zielobjekte z. B.
als olivgrün eingefärbte Klapptafel, die für Richt- und Schießübungen
beobachtet mit Wärmebildgeräten eingesetzt werden kann.
Die erfindungsmäßigen Zielobjekte können beispielsweise in der Form
üblicher Zielscheiben ausgeführt sein.
Eine weitere sinnvolle Ausbildung der Zielobjekte ist das Aufstreichen
einer Panzersignatur. Hiermit können realistische Panzerfront- oder
Panzerseitebilder mit einfachen Mitteln erzeugt werden, indem nur ein Teil
der Zielscheibe mit Infrarot reflektierendem Lack und der andere Teil mit
einem normalen Lack der im thermischen Bereich ein hohes
Absorptionsvermögen hat und damit nicht reflektierend wirkt, angestrichen
wird.
Dabei kann wahlweise der innere oder der äußere Teil der Zielscheibe mit
dem im Infrarotbereich reflektierenden Lack angestrichen werden.
Große Zielobjekte die mit ca. 6 Meter Länge eine Panzerseite darstellen,
bestehen im allgemeinen aus einem Holzrahmen in den ein offenporiges
Gewebe zur Herabsetzung der Windlast und aus Kostengründen eingespannt ist.
Dieses Gewebe kann mit der im Infrarotbereich reflektierenden Farbe
entweder ganz oder aber nur teilweise zur Ausbildung einer Signatur
gespritzt werden.
Als Zielobjekte können auch sogenannte Hartziele dienen, z. B. ausrangierte
militärische Objekte wie Panzer, die nach bisherigen Methoden unter
äußerer Energiezufuhr nicht einsetzbar waren.
Die beigefügten Fig. 1 und 2 stellen Beispiele für erfindungsgemäße
Zielobjekte dar. In der Fig. 1 stellt (1) eine Zielscheibe mit
Infrarotbereich reflektierendem Lack, (3) die Temperaturstrahlung des
Hintergrundes und (4) die Darstellung des Wärmebildes dar. In der Fig. 2
haben (1), (3) und (4) die gleichen Bedeutungen wie in der Fig. 1, jedoch
stellt zusätzlich (2) einen Bereich, der mit normalem Lack beschichtet
wurde, dar.
Als Anstrichstoffe kommen erfindungsgemäß solche mit einem hohen
Reflexionsvermögen im Spektralbereich der Wärmestrahlung bzw. mit einer
hohen Reflexion im Bereich des thermischen Infrarot in Frage. Es handelt
sich dabei um Anstrichstoffe, wie Lacke, die aufgrund des hohen
Reflexionsvermögens ein niedriges Emissionsvermögen im Spektralbereich der
Wärmestrahlung aufweisen und aus diesem Grund bisher für
Infrarottarnzwecke von Objekten mit einem hohen materialabhängigen
Emissionsvermögen eingesetzt wurden. Derartige Anstrichstoffe werden
beispielsweise in der EP-A-00 65 207, der DE-C 34 32 998 und der
EP-A-02 46 342 beschrieben.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Anstrichstoffe können zur Farbgebung
mindestens ein Farbpigment und/oder einen körperlosen und/oder
transparenten Farbstoff enthalten. Bei den körperlosen und/oder
transparenten Farbstoffen können die Farbpigmente aufgelöst sein.
Bevorzugt weisen die Farbpigmente eine Teilchengröße mit derartigen
Abmessungen auf, daß ihre streuende und absorbierende Wirkung im
Spektralbereich der Wärmestrahlung klein ist.
Bevorzugt enthalten die Anstrichstoffe 1 bis 70 Gew.-% und besonders
bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% Metallteilchen. Geeignete Metallteilchen sind
übliche Metallpigmente, z. B. Aluminiumpigmente.
Das Metallpigment und insbesondere ein Aluminiumpigment liegt in den
erfindungsgemäß verwendeten Anstrichstoffen vorzugsweise in Form von
Blättchen, Stäbchen oder Kugeln vor, wovon Blättchen besonders bevorzugt
sind. Das Metallpigment und insbesondere Aluminium-Metallpigment sollte
vorzugsweise Abmessungen von etwa 0,1 bis etwa 100 µm haben. Bei
Verwendung von blättchenförmigen bzw. stäbchenförmigen Metallpigmenten
sollte ein großes Durchmesser/Dicken-Verhältnis bzw. ein großes
Durchmesser/Längen-Verhältnis gegeben sein. Blättchenförmige
Metallpigmente haben vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 10 µm,
insbesondere von 1 µm, bei einem mittleren Durchmesser von 1 bis 100 µm.
Stäbchenförmige Metallpigmente haben vorzugsweise einen Durchmesser von
0,1 bis 10 µm und eine Länge von 1 bis 100 µm. Bei kugelförmigen
Metallpigmenten beträgt der mittlere Pigmentdurchmesser vorzugsweise etwa
1 bis etwa 100 µm. Zur Erzielung grauer und olivfarbener Farbtöne werden
vorzugsweise blättchenförmige Metallpigmente verwendet, und insbesondere
solche mit Abmessungen von 5 bis 20 µm, vorzugsweise von 10 µm, zur
Erzielung grauer Farbtöne, und solche mit Abmessungen von 10 bis 80 µm,
vorzugsweise von 40 bis 50 µm, zur Erzielung bunter, beispielsweise
olivfarbener Farbtöne.
Das erwünschte hohe Infrarot-Reflexionsvermögen ist mit einer hohen
elektrischen Leitfähigkeit des Metallpigments verknüpft. Dabei wurde
festgestellt, daß das Reflexionsvermögen mit steigendem Volumen bzw.
Gewichtsanteil des Metallpigments steigt. So erreicht beispielsweise bei
einem Metallpigmentgehalt von 30 Gew.-% im ausgehärteten Polyurethanlack
die Erhöhung des Reflexionsvermögens einen Sättigungswert. Auch wurde
festgestellt, daß die Pigmentform einen großen Einfluß auf die
Heraufsetzung des Reflexionsvermögens hat. Ein starker Effekt ist bei
schuppenförmigen Metallplättchen insbesondere Aluminiumpigmenten zu
beobachten, gefolgt von stäbchenförmigen und kugelförmigen
Metallpigmenten. Schuppenförmige Metallplättchen werden heute allgemein in
Lacken zur Erzielung eines Metallglanzeffektes verwendet. Stark anisotrope
Pigmentformen zeigen dabei eine starke Heraufsetzung des
Reflexionsvermögens d. h. blättchenförmige oder schuppenförmige und
stäbchenförmige Pigmente weisen ein höheres Reflexionsvermögen auf als
kugelförmige Pigmente.
Untersuchungen haben zwar gezeigt, daß die Erhöhung des
Reflexionsvermögens praktisch unabhängig von der Pigmentgröße innerhalb
des Größenbereiches von etwa 1 bis etwa 100 µm (mittlerer
Pigmentdurchmesser) ist, für das Farbverhalten und den Glanz der Lacke ist
die Größe der Pigmentteilchen jedoch von großer Bedeutug. Wenn graue,
matte Lacke erzielt werden sollen, erweisen sich Metallpigmente,
insbesondere Aluminiumpigmente mit einem Durchmesser von 5 bis 20 µm
vorzugsweise von 10 µm Durchmesser, als besonders geeignet in den
erfindungsgemäß verwendeten pigmentierten Anstrichstoffen, während für
glänzende Buntlacke Metallpigmente, insbesondere Aluminiumpigmente, mit
einem Durchmesser von 10 bis 100 µm vorzugsweise von 40 bis 50 µm,
besonders vorteilhaft sind.
Erfindungsgemäß können auch körperlose und/oder transparente Farbstoffe
eingesetzt werden.
Unter dem Ausdruck "körperlose Farbstoffe" werden hier solche Farbstoffe
verstanden, die im Lösungsmittel des Anstrichstoffes gelöst sein können
und/oder im Binder des Anstrichstoffes selbst gelöst sein können oder in
kolloider Form vorliegen können oder in gelöster Form in einem
pulverförmigen Binder vorliegen können.
Alle diese Maßnahmen führen zu einer Teilchengröße der Farbteilchen bzw.
der Farbpigmente, die im Molekularbereich liegt, wodurch bei der
spezifischen Absorption im Spezialbereich der Wärmestrahlung nur geringe
Verluste durch Streuung oder Reflexion auftreten.
Von Vorteil ist hier, daß im Vergleich zu den üblichen Pigmentfarbstoffen,
die als größere Teilchen vorliegen, eine wesentlich niedrigere
Farbstoffkonzentration notwendig ist, um eine erwünschte Farbe zu
erhalten. Mit solchen körperlosen Farbstoffen mit handelsüblichen Bindern,
die im Spektralbereich der Wärmestrahlung, insbesondere im Spektralbereich
von 3 bis 5 und 8 bis 14 µm eine gute Transmission aufweisen, lassen sich
für den sichtbaren Spektralbereich beliebige, auch dunkle Farben
herstellen, die die genannten Nachteile der normal pigmentierten Farben,
nämlich im thermischen Infrarot stark zu absorbieren, nicht aufweisen.
Vorteilhafterweise werden solche löslichen Farbstoffe verwendet, die eine
hohe UV-Beständigkeit aufweisen, um eine Farbänderung oder ein Verblassen
durch Sonneneinstrahlung zu vermeiden. Es ist auch möglich, wie es im
Rahmen der Erfindung vorgesehen ist, dem schädlichen Einfluß der
Sonnenstrahlung dadurch zu begegnen, daß dem Anstrichstoff mindestens eine
zusätzliche Substanz zugegeben wird, die im UV-Bereich absorbiert oder
reflektiert.
Als Binder werden im Rahmen der Erfindung solche bevorzugt, die eine hohe
Transmission im Spektralbereich der Wärmestrahlung aufweisen, wie z. B.
Zyklo-Kautschuk und Chlor-Kautschuk. Soll auch eine gute Beständigkeit
gegen z. B. Öl, Benzin und Chemikalien vorliegen, so werden im Rahmen der
Erfindung Binder bevorzugt, die aus der Polyurethane, PVC-
Mischpolymerisate, Polyurethan, Polyäthylen/Vinylacetat -
Mischpolymerisate, Kohlenwasserstoffharze, Butyl-Kautschuk und Silicon-
Alkyd-Harze umfassenden Gruppe ausgewählt werden. In Abhängigkeit von den
jeweiligen Anforderungen können auch wäßrige Binder, wie beispielsweise
Polyurethan/Polyacrylat verwendt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, daß die
Anstrichstoffe mit körperlosen Farbstoffen Metallteilchen enthalten, die
als metallisierte Mikrohohlkugeln oder metallisierte Kunstofflakes
ausgebildet sind, die vorzugsweise eine unterschiedliche Teilchengröße mit
maximalen Abmessungen zwischen 5 und 500 µm aufweisen.
Claims (10)
1. Verwendung von Anstrichstoffen mit hohem Reflexionsvermögen im
Spektralbereich der Wärmestrahlung, die Metallteilchen hoher
elektrischer Leitfähigkeit enthalten, zur Beschichtung von
Zielobjekten erkenbar mit Wärmebildgeräten.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anstrichstoffe zur Farbgebung
mindestens ein Farbpigment und/oder einen körperlosen und/oder
transparenten Farbstoff enthalten.
3. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anstrichstoffe zur Farbgebung mindestens einen körperlosen und/oder
transparenten Farbstoff enthalten, dessen Farbpigmente aufgelöst sind.
4. Verwendung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Farbpigmente eine Teilchengröße mit derartigen Abmessungen aufweisen,
daß ihre streuende und absorbierende Wirkung im Spektralbereich der
Wärmestrahlung klein ist.
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anstrichstoffe 1 bis 70 Gew.-% Metallpigment
enthalten.
6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anstrichstoffe Aluminium-Metallpigment
enthalten.
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anstrichstoffe Bindemittel enthalten, die eine
hohe Transmission im Spektralbereich der Wärmestrahlung, vorzugsweise
im Spektralbereich von 3 bis 5 und von 8 bis 14 µm aufweisen.
8. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Metallteilchen in den Anstrichstoffen
Abmessungen von 0,1 bis 100 µm und vorzugsweise von 6 bis 50 µm
aufweisen.
9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Metallteilchen in den Anstrichstoffen in Form
von Blättchen, Stäbchen oder Kugeln, insbesondere in Form von
Blättchen, vorliegen.
10. Zielobjekte erkennbar mit Wärmebildgeräten, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen Überzug, hergestellt aus einem Anstrichstoff, wie in
einem der vorhergehenden Ansprüche definiert, aufweisen.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883832555 DE3832555A1 (de) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | Verwendung von anstrichstoffen mit hohem reflexionsvermoegen im spektralbereich der waermestrahlung zur beschichtung von zielobjekten, sowie zielobjekte erkennbar mit waermebildgeraeten |
DE8816089U DE8816089U1 (de) | 1988-09-24 | 1988-12-24 | |
EP89117547A EP0361327A1 (de) | 1988-09-24 | 1989-09-22 | Verwendung von Anstrichstoffen mit hohem Reflexionsvermögen im Spektralbereich der Wärmestrahlung zur Beschichtung von Zielobjekten, sowie Zielobjekte erkennbar mit Wärmebildgeräten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883832555 DE3832555A1 (de) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | Verwendung von anstrichstoffen mit hohem reflexionsvermoegen im spektralbereich der waermestrahlung zur beschichtung von zielobjekten, sowie zielobjekte erkennbar mit waermebildgeraeten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3832555A1 true DE3832555A1 (de) | 1990-07-12 |
Family
ID=6363677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883832555 Withdrawn DE3832555A1 (de) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | Verwendung von anstrichstoffen mit hohem reflexionsvermoegen im spektralbereich der waermestrahlung zur beschichtung von zielobjekten, sowie zielobjekte erkennbar mit waermebildgeraeten |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3832555A1 (de) |
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