JP2002540375A - 可視、赤外及びミリメータ波範囲内で不透過性のエーロゾルの花火技術的煙幕発生ユニット - Google Patents
可視、赤外及びミリメータ波範囲内で不透過性のエーロゾルの花火技術的煙幕発生ユニットInfo
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、カムフラージュ又はおとり目的のための可視、赤外及びミリメータ波範囲内で不透過性のエーロゾルを発生させるための花火技術的煙幕発生ユニットに関し、この際繊維状の導電性ダイポール又は現場で導電性になるダイポール先駆物質と、可視並びに赤外範囲内で有効な従来の花火技術的煙幕材料とが一緒にユニットにまとめ合わされている。
Description
【０００１】 本発明は、可視、赤外及びミリメータ波範囲内で不透過性のエーロゾルを発生
させるための花火技術的煙幕ユニット（pyrotechnic somok screen unit：Pyrot
echnischer Nebelsatz）に関する。ヒト及び生態毒物学的に許容される煙幕発生
物質は、ミリメータ波範囲内で不透過性エーロゾルの発生のために適当である２
〜３００ＧＨｚの周波数範囲のビームのための既製のダイポールと、可視及び赤
外範囲内で吸収する適当な煙幕発生物質とからなる。
させるための花火技術的煙幕ユニット（pyrotechnic somok screen unit：Pyrot
echnischer Nebelsatz）に関する。ヒト及び生態毒物学的に許容される煙幕発生
物質は、ミリメータ波範囲内で不透過性エーロゾルの発生のために適当である２
〜３００ＧＨｚの周波数範囲のビームのための既製のダイポールと、可視及び赤
外範囲内で吸収する適当な煙幕発生物質とからなる。
【０００２】 花火技術的に発生したエーロゾルは、主として軍事分野においてカムフラージ
ュ、おとり（decoy）、シールド（shield：Ｂlechen）、シミュレーション及び
マーキングのために使用される。
ュ、おとり（decoy）、シールド（shield：Ｂlechen）、シミュレーション及び
マーキングのために使用される。
【０００３】 カムフラージュエーロゾルを使用した際の主問題は、２〜３００ＧＨｚの周波
数範囲内の電磁ビームのシールドにおいて、好ましくは２〜１８ＧＨｚ及び特に
３５，９４，１４０，及び２２０ＧＨｚの大気吸収ウインド（atmosphaerischen
Daempfungsfenster）において生じる。それというのも、この周波数帯域内では
典型的には地対地誘導兵器のターゲット検知及び追随システム（レーダ装置）が
作動するからである（例えばＳＭＡｒｔ１５５，Longbow Hellfire）。
数範囲内の電磁ビームのシールドにおいて、好ましくは２〜１８ＧＨｚ及び特に
３５，９４，１４０，及び２２０ＧＨｚの大気吸収ウインド（atmosphaerischen
Daempfungsfenster）において生じる。それというのも、この周波数帯域内では
典型的には地対地誘導兵器のターゲット検知及び追随システム（レーダ装置）が
作動するからである（例えばＳＭＡｒｔ１５５，Longbow Hellfire）。
【０００４】 この周波数範囲内でカムフラージュするための方法としては、直ちに２つだけ
の方法が認識される： ａ）ν範囲内で適合されたダイポール長さを有する適当なダイポール、アルミニ
ウム処理されたガラス繊維及びニッケル被覆ナイロン繊維の爆発性分散体。
の方法が認識される： ａ）ν範囲内で適合されたダイポール長さを有する適当なダイポール、アルミニ
ウム処理されたガラス繊維及びニッケル被覆ナイロン繊維の爆発性分散体。
【０００５】 ｂ）グラファイト内位添加化合物の熱誘発膨張によるグラファイト繊維の花火技
術的発生。
術的発生。
【０００６】 エーロゾル発生の目的のためのグラファイト化合物の熱誘発膨張。
【０００７】 エーロゾル発生のためのグラファイト化合物の熱誘発膨張の例は、ドイツ国特
許第４３３７０７１（Ｃ１）号明細書に記載されている。
許第４３３７０７１（Ｃ１）号明細書に記載されている。
【０００８】 両者の方法の一般的欠点は、まず第一に可視光線及び近〜中赤外線に対してこ
のエーロゾルが完全に透明なことにある。もう１つの欠点として、既製の粒子の
爆発分散体の場合には常にいわゆるバードネスティング（bird-nesting）を生じ
る。バードネスティングとは、極めて小さい粒子密度を有するエーロゾル雲の中
心部の爆発プロセスにより惹起されるホールであると理解されるべきである。雲
のこの位置で、視準線（line of sight：ＬＯＳ）は遮断されない。さらに、公
知のダイポールはその比重に基づき極めて急速に地表に落下するので、不満足な
シールド時間が達成されるにすぎない。
のエーロゾルが完全に透明なことにある。もう１つの欠点として、既製の粒子の
爆発分散体の場合には常にいわゆるバードネスティング（bird-nesting）を生じ
る。バードネスティングとは、極めて小さい粒子密度を有するエーロゾル雲の中
心部の爆発プロセスにより惹起されるホールであると理解されるべきである。雲
のこの位置で、視準線（line of sight：ＬＯＳ）は遮断されない。さらに、公
知のダイポールはその比重に基づき極めて急速に地表に落下するので、不満足な
シールド時間が達成されるにすぎない。
【０００９】 グラファイト内位添加化合物の熱誘発膨張により形成されたストランド及びス
パイラル繊維は、その長さを基準として、統計的に分布して存在するにすぎない
。従って、一定の長さ（例えば３５及び９４ＧＨｚにおいて）のグラファイト繊
維のみを形成することは不可能であり、このことはそうして発生したエーロゾル
の、個々のスペクトル範囲における有効性（減衰効率）が極く著しく制限される
という結果を招く。さらに、肺胞通過粒子も発生され、このことは気道疾患の危
険を明白にする。
パイラル繊維は、その長さを基準として、統計的に分布して存在するにすぎない
。従って、一定の長さ（例えば３５及び９４ＧＨｚにおいて）のグラファイト繊
維のみを形成することは不可能であり、このことはそうして発生したエーロゾル
の、個々のスペクトル範囲における有効性（減衰効率）が極く著しく制限される
という結果を招く。さらに、肺胞通過粒子も発生され、このことは気道疾患の危
険を明白にする。
【００１０】 従って、可視、赤外及びミリメータ波範囲で不透過性であり、さらにヒト及び
生態毒物学的に許容されるエーロゾルを見出す課題が生じた。
生態毒物学的に許容されるエーロゾルを見出す課題が生じた。
【００１１】 ところで、可視、赤外及びミリメータ波範囲で不透過性である従来の火煙術用
煙幕発生ユニットが火煙術用物質で被覆された既製のダイポールを添加すること
により前記の問題を解決することができることが判明した。
煙幕発生ユニットが火煙術用物質で被覆された既製のダイポールを添加すること
により前記の問題を解決することができることが判明した。
【００１２】 そのために、本発明による煙幕発生ユニットは、火煙術的物質で被覆された、
グラファイト又は導電性にされたもしくは現場で（in-situ）導電性になるセラ
ミック材料、例えば酸化ジルコニウム又は酸化アルミニウムからなる既製の耐熱
性ダイポールを含有する。これらのダイポールは、公知の煙幕発生ユニットの燃
焼の際に熱いガス塊により一緒に破裂せしめられる。
グラファイト又は導電性にされたもしくは現場で（in-situ）導電性になるセラ
ミック材料、例えば酸化ジルコニウム又は酸化アルミニウムからなる既製の耐熱
性ダイポールを含有する。これらのダイポールは、公知の煙幕発生ユニットの燃
焼の際に熱いガス塊により一緒に破裂せしめられる。
【００１３】 ダイポールは、その長さが典型的なターゲット検知及び追随システムのための
慣用の周波数帯域に合わせられた細い導電性繊維からなる。３５，９４，１４０
及び２２０ＧＨｚの周波数のためには、例えば１〜３０ｍｍの長さの混合物が使
用される。繊維直径は、０．００１〜０．１ｍｍ、好ましくは０．００５〜０．
０２ｍｍである。
慣用の周波数帯域に合わせられた細い導電性繊維からなる。３５，９４，１４０
及び２２０ＧＨｚの周波数のためには、例えば１〜３０ｍｍの長さの混合物が使
用される。繊維直径は、０．００１〜０．１ｍｍ、好ましくは０．００５〜０．
０２ｍｍである。
【００１４】 導電性繊維は、金属か又は紡糸したプラスチック繊維の炭化により製造された
グラファイト、又は金属被膜により導電性にされたガラス、セラミック又はプラ
スチック繊維からなる。表面を極めて薄い金属被膜で被覆する方法は公知である
。
グラファイト、又は金属被膜により導電性にされたガラス、セラミック又はプラ
スチック繊維からなる。表面を極めて薄い金属被膜で被覆する方法は公知である
。
【００１５】 例えば、繊維に気相から金属を堆積させることができる。同様に、遷移金属オ
ルガニル、例えばカルボニルから減圧で加熱することにより純粋な金属を繊維に
堆積させることができる。選択的に、火花技術的被覆により現場で導電性にする
ことも考えられる。これは、主ユニットの反応熱の作用を受けて反応し、導電性
の、例えば金属被膜を形成することができる。従って、セラミック繊維のための
被膜材料としては、花火技術的スイッチ系（Schalter-System）が該当する。適
当な系は、反応式１に示されている： ２ＰｂＯ＋Ｓｉ → ＳｉＯ２＋２Ｐｂ ２ＣｕＯ＋Ｓｉ → ＳｉＯ２＋２Ｃｕ ２ＣｕＯ＋Ｔｉ → ＴｉＯ２＋２Ｃｕ ２ＮｉＯ＋２Ｂ → Ｂ２Ｏ３＋３Ｎｉ。
ルガニル、例えばカルボニルから減圧で加熱することにより純粋な金属を繊維に
堆積させることができる。選択的に、火花技術的被覆により現場で導電性にする
ことも考えられる。これは、主ユニットの反応熱の作用を受けて反応し、導電性
の、例えば金属被膜を形成することができる。従って、セラミック繊維のための
被膜材料としては、花火技術的スイッチ系（Schalter-System）が該当する。適
当な系は、反応式１に示されている： ２ＰｂＯ＋Ｓｉ → ＳｉＯ２＋２Ｐｂ ２ＣｕＯ＋Ｓｉ → ＳｉＯ２＋２Ｃｕ ２ＣｕＯ＋Ｔｉ → ＴｉＯ２＋２Ｃｕ ２ＮｉＯ＋２Ｂ → Ｂ２Ｏ３＋３Ｎｉ。
【００１６】 図１に示されているように、ダイポール繊維３は本発明によればまず燐又は硫
化燐被膜２により被覆されており、該被膜のダイポールの放散及び分散後に燃焼
しかつその膨張を高め並びにその降下速度を緩慢にしかつ付加的に強度のＩＲ放
射を発生する。さらに、この繊維はなお点火被膜１を有し、該被膜は燃焼物質、
例えば赤燐、ヘキサクロルシクロヘキサン、金属粉末等からなる容易に燃焼可能
な公知の花火技術材料、酸化剤、例えばアルカリ金属硝酸塩、アルカリ金属過塩
素酸塩等、及びポリマー合成物質からなる結合剤及び場合によりなお燃焼調節剤
を含有する。
化燐被膜２により被覆されており、該被膜のダイポールの放散及び分散後に燃焼
しかつその膨張を高め並びにその降下速度を緩慢にしかつ付加的に強度のＩＲ放
射を発生する。さらに、この繊維はなお点火被膜１を有し、該被膜は燃焼物質、
例えば赤燐、ヘキサクロルシクロヘキサン、金属粉末等からなる容易に燃焼可能
な公知の花火技術材料、酸化剤、例えばアルカリ金属硝酸塩、アルカリ金属過塩
素酸塩等、及びポリマー合成物質からなる結合剤及び場合によりなお燃焼調節剤
を含有する。
【００１７】 安定性の理由から及び酸化保護として、場合によりなおプラスチック塗料から
なるカバー層（図面には示されていない）が設けられていてもよい。全ての層は
その厚さがほぼ繊維自体の太さに相当する、即ち０．００１〜０．１ｍｍ、好ま
しくは０．０１〜０．０２ｍｍの厚さを有しかつ通常繊維の、構成成分の相応す
る溶液又は懸濁液での浸漬又はスプレー及び溶剤の乾燥により製造される。
なるカバー層（図面には示されていない）が設けられていてもよい。全ての層は
その厚さがほぼ繊維自体の太さに相当する、即ち０．００１〜０．１ｍｍ、好ま
しくは０．０１〜０．０２ｍｍの厚さを有しかつ通常繊維の、構成成分の相応す
る溶液又は懸濁液での浸漬又はスプレー及び溶剤の乾燥により製造される。
【００１８】 本発明による繊維ダイポールを、可視及び赤外スペクトル範囲内で強度に散乱
しかつ吸収するエーロゾルを発生する自体公知の花火技術的煙幕発生材料と混合
し、かつ放散のために適当なプレス体又はグラニュールに成形する。これを同様
に適当な点火装置、点火火薬又は推進火薬等と一緒にスリーブに入れて所望の煙
幕発生投擲体、煙幕発生榴弾又はロケットを形成する。相応する技術は、ＩＲ及
び可視スペクトルのための公知の煙幕発生体と同一であるので、ここのは特別に
記載しない。
しかつ吸収するエーロゾルを発生する自体公知の花火技術的煙幕発生材料と混合
し、かつ放散のために適当なプレス体又はグラニュールに成形する。これを同様
に適当な点火装置、点火火薬又は推進火薬等と一緒にスリーブに入れて所望の煙
幕発生投擲体、煙幕発生榴弾又はロケットを形成する。相応する技術は、ＩＲ及
び可視スペクトルのための公知の煙幕発生体と同一であるので、ここのは特別に
記載しない。
【００１９】 以下の実施例は本発明を明らかにするものであり、但し本発明を制限するもの
ではない： 実施例 グラファイト繊維（３５ＧＨｚ−繊維カット５０％、９４ＧＨｚ２５％、１４
４ＧＨｚ１２．５％及び２２０ＧＨｚ１２．５％）５００ｇを５分間、二硫化炭
素中のセスキ硫化燐の飽和溶液中で振盪しかつ真空中４０℃及び２０ミリバール
で乾燥する。
ではない： 実施例 グラファイト繊維（３５ＧＨｚ−繊維カット５０％、９４ＧＨｚ２５％、１４
４ＧＨｚ１２．５％及び２２０ＧＨｚ１２．５％）５００ｇを５分間、二硫化炭
素中のセスキ硫化燐の飽和溶液中で振盪しかつ真空中４０℃及び２０ミリバール
で乾燥する。
【００２０】 繊維の乾燥後に、該繊維を赤燐（５０％）、ビス（η５−シクロペンタジエニ
ル）鉄（２５％）、硝酸カリウム（２３％）及びノボラック結合剤（２％）から
なる懸濁液に浸漬することにより被覆する。
ル）鉄（２５％）、硝酸カリウム（２３％）及びノボラック結合剤（２％）から
なる懸濁液に浸漬することにより被覆する。
【００２１】 前処理した繊維１００ｇ及び例えば以下の組成に基づく従来の煙幕発生ユニッ
トから、本発明による有効材料を製造する：赤燐２７５０ｇ、硝酸カリウム９９
０ｇ、ケイ素２２０ｇ、ホウ素２２０ｇ、ジルコニウム／鉄合金２２０ｇ及びマ
クロプラスト（Macroplast）結合剤（固体３０％）９９０ｇを赤燐に対して段階
的添加によりペースト状のバッチを製造する。溶剤で湿った材料をふるい分け（
メッシュ幅７ｍｍ）かつ真空中４０℃及び２０ミリバールで２０分間乾燥する。
該グラニュールを２０トンのプレス圧で辺の高さ７ｍｍ及び直径７４ｍｍの円柱
状プレス成形体にプレス成形する。１つのタブレットは約２７秒間の燃焼時間を
有する。
トから、本発明による有効材料を製造する：赤燐２７５０ｇ、硝酸カリウム９９
０ｇ、ケイ素２２０ｇ、ホウ素２２０ｇ、ジルコニウム／鉄合金２２０ｇ及びマ
クロプラスト（Macroplast）結合剤（固体３０％）９９０ｇを赤燐に対して段階
的添加によりペースト状のバッチを製造する。溶剤で湿った材料をふるい分け（
メッシュ幅７ｍｍ）かつ真空中４０℃及び２０ミリバールで２０分間乾燥する。
該グラニュールを２０トンのプレス圧で辺の高さ７ｍｍ及び直径７４ｍｍの円柱
状プレス成形体にプレス成形する。１つのタブレットは約２７秒間の燃焼時間を
有する。
【００２２】 本発明に基づき実験した煙幕は赤外及び可視範囲のビームを極めて良好に（＞
９５％）を減衰し、さらにミリメータ波範囲では、当該の周波数帯域（３５，９
４，１４０及び２２０ＧＨｚ）においてはそれぞれ約２０ｄＢの減衰が達成され
る。
９５％）を減衰し、さらにミリメータ波範囲では、当該の周波数帯域（３５，９
４，１４０及び２２０ＧＨｚ）においてはそれぞれ約２０ｄＢの減衰が達成され
る。
【図１】 本発明による煙幕発生ユニットの断面図である。
１ 点火被膜、 ２ 燐又は硫化燐被膜、 ３ ダイポール繊維
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年３月２１日（２００１．３．２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ４２Ｂ 5/15 Ｆ４２Ｂ 5/15 (72)発明者 ヨゼフ シュナイダー ドイツ連邦共和国 キルヒハイム クライ ンカールバッハーシュトラーセ 17 Ｆターム(参考） 2C014 JJ03
Claims (5)
- 【請求項１】 カムフラージュ又はおとり目的のための可視、赤外及びミリ
メータ波範囲内で不透過性のエーロゾルを発生させるための花火技術的煙幕発生
ユニットにおいて、繊維状の導電性ダイポール又は現場で導電性になるダイポー
ル先駆物質と、可視、赤外線及びミリメータ波範囲内で活性の従来の花火技術的
煙幕物質とがユニットにまとめ合わされていることを特徴とする花火技術的煙幕
発生ユニット。 - 【請求項２】 ミリメータ波範囲内の電磁ビームの既製のダイポールがター
ゲット検知装置のために慣用の周波数帯域に等しいことを特徴とする請求項１記
載の花火技術的ユニット。 - 【請求項３】 ユニットが既製のダイポール又はその先駆物質５〜２５％を
含有することを特徴とする請求項１又は２記載の花火技術的ユニット。 - 【請求項４】 ダイポールが金属、グラファイトからなる細い導電性繊維、
又は金属からなる導電性被膜を備えたガラス、セラミック又はプラスチック繊維
からなり、長さ１〜３０ｍｍ及び直径０．００１〜０．１ｍｍを有する請求項１
から３までのいずれか１項記載の花火技術的ユニットにおいて、繊維が燐又は硫
化燐からなる第１の層、及び燃料、酸化剤及び結合剤からなる第２の点火層によ
り被覆されており、その際これらの層が厚さ０．００１〜０．１ｍｍを有するこ
とを特徴とする花火技術的ユニット。 - 【請求項５】 ダイポールが、セスキ硫化燐並びに赤燐５０％、ビス（η５ −シクロペンタジエニル）鉄２５％、硝酸カリウム２３％及びノボラック結合剤
２％からなる混合物で被覆されたグラファイト繊維からなることを特徴とする前
記請求項記載の花火技術的ユニット。
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| DE19914095A DE19914095A1 (de) | 1999-03-27 | 1999-03-27 | Pyrotechnischer Nebelsatz zur Erzeugung eines im sichtbaren, infraroten und im Millimeterwellen-Bereich undurchdringlichen Aerosols |
| DE19914095.2 | 1999-03-27 | ||
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| DE3238455C2 (de) * | 1982-10-16 | 1987-03-05 | Pyrotechnische Fabrik F. Feistel GmbH + Co KG, 6719 Göllheim | Nebelwurfkörper |
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1999
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