JPH08505357A - カムフラージュのための火煙術用煙幕組成物と、煙幕エレメントでのその利用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 連続的に燃焼する火煙術用組成物において、熱によって格子面に対して直角なＣ軸方向に膨張するグラファイト化合物を追加成分として利用する。このグラファイト化合物は火煙術用組成物の反応領域で膨張し、火煙術用組成物の燃焼反応生成物と一緒に放出されて、光学的に可視レンジ、ＩＲレンジおよび電磁放射のＭＭＷ−ＲＡＤＥＲレンジにおいて効果的なカムフラージュ煙幕を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】 カムフラージュのための火煙術用煙幕組成物と、 煙幕エレメントでのその利用 本発明は、カムフラージュのための火煙術用（pyrotechnic）煙幕組成物と、 煙幕要素（smoke element）におけるその利用とに関するものである。 人工の煙を使用することは、偵察、標的認識および追跡への対抗手段として、 戦場での目標隠蔽作戦として、あるいは軍事目標の妨害またはシングリング（Si ngling）のためとして、一般に知られている。火煙術用の煙幕組成物を用いて煙 を発生させる場合には、組成物を例えば煙幕シェル、大砲の弾薬またはロケット 弾の弾頭充填物の形で使用する。 昔しのカムフラージュ用煙幕は空気中の水分で水滴霧を発生させる吸湿性が極 めて高い塩または酸をベースとしたものであった。現在知られている煙幕組成物 は例えばヘキサクロロエタンと亜鉛とをベースとした煙幕、白リンの燃焼をベー スとしたリン酸煙幕、赤リンをベースとした火煙術用煙幕組成物、これらの変形 物またはこれらと同じ原理に基づくカムフラージュ用煙幕である。 昔の偵察は波長0.4〜0.7μｍの電磁スペクトルの可視範囲で光学的に行うのが 普通であったが、現在ではそれより長波長のスペクトルレンジを利用しており、 波長0.9〜14μｍの近赤外線および遠赤外線と、波長１〜30mmのミリメートル波 ＲＡＤＡＲ（ＭＭＷ−ＲＡＤＡＲ）レンジ（約300〜10ＧHzに相当）とが使用さ れている。 昔のカムフラージュ用煙幕には上記スペクトルレンジでの偵察を妨害する効果 はない。 金属粉末またはグラファイト粉末等の導電性粒子のエアーゾルを用いたものは 赤外線レンジでの偵察に対して優れたカムフラージュ効果が得られることは知ら れている。一般にこの粉末煙霧は予め圧縮した粉末材料を爆発させて発生させる もので、光学レンジもカバーする。高濃度の芳香族炭化水素、過ハロゲン化炭化 水素またはそのポリマーを火煙術的に分解する反応によって分散させたカーボン ブラック状態の炭素を十分な量発生させたものはＩＲ煙幕として知られている。 これら煙幕の例としては欧州特詐第0299835号と第0210082号とを参照する。欧 州特許第0299835号ではグラファイト粒子または銅、アルミニウム、シリコンお よびこれらの混合物からなる金属粒子を約500〜700℃で所定粒径で用いている。 欧州特許第0210082号では微細な金属粉末を含む混合物中で粒径が１〜14μｍの 微細な炭素粒子を化学的に作っている。 これらの煙霧も光学レンジもカバーしているが、これらＩＲ煙幕もＭＭＷレン ジでは効果がない。 ＭＭＷ−ＲＡＤＥＲの周波数に対しては、金属被覆したガラス繊維または炭素 繊維からなる所定寸法のダイポール（dipole）によって効果的なおとり標的を作 り出す方法が知られている。この場合には繊維材料を例えばシェル、ロケット弾 または航空機のコンテナによって使用場所へ送り、そこで噴射または爆発拡散さ れて用いる。ＭＭＷ−ＲＡＤＡＲ波はこの繊維材料の煙霧で減衰、反射および分 散されるので、レーダ受信器に対する見せかけの標的物体を作るか、カムフラー ジュすべき標的、例えば船舶、航空機または軍事施設などを広範囲に覆うことが で きる。しかし、この粒子エアゾールによる煙霧はロケット弾の追尾ヘッド（seek er head）のＭＭＷ−センサで電子的に簡単に削除され、場所が突き止められて しまう。また、量が不十分なため、光学およびＩＲレンジでは効果がない。しか も、コンテナからの噴射によって固体を分散させる方法や予め圧縮した粉末材料 を補助弾薬（Subammunition）の爆発で分解させる方法に基づく粒子エアゾール にはさらに別の重大な欠点がある。すなわち、カムフラージュ作戦が行われる場 所にこれらのエアゾールが留まる時間が風の影響を非常に受け易く、長時間効果 を持続させるには重ねてエアゾールを発生させるか、相当量の弾薬を再度打ち込 むしかない。しかし、これは非常にコストがかかることであり、広範囲を長時間 に渡ってカムフラージュするのは非効率的である。 本発明が解決しようとする課題は、バーンオフ（burn-off）中に発生する煙が 広範囲の波長スペクトルの電磁放射を吸収、反射または分散させるように火煙術 による煙幕組成物を改良することにある。 この課題は本発明の請求項１に記載の特徴で解決される。 本発明の基本的考えは、火煙術用の煙幕組成物中にＣ軸方向に膨張可能なグラ ファイト化合物を埋め込むことにある。このＣ軸方向に膨張可能なグラファイト 化合物は、火煙術用組成物がその反応領域で燃焼した時に膨張し、火煙術用煙幕 組成物の燃焼反応生成物と一緒に放出される。すなわち、火煙術用煙幕組成物の 反応領域でグラファイト化合物が熱によって膨張し、火煙術用組成物の燃焼で生 じるガス状副生成物と一緒に導電性で非対称かつ不規則な長い捩じれた粒子とし て放出される。 火煙術用煙幕組成物を例えば煙幕シェルに詰めた場合には、 グラファイト粒子と反応ガスとが煙幕シェルの出口オリフィスから吹き出す。膨 張したグラファイト粒子は熱膨張によって寸法が0.001〜10mmとなり、長さが長 くなる（幅は元の粒径に相当する）ので、火煙術用組成物が燃焼して生じるカム フラージュ用煙霧の濃度は膨張したグラファイト粒子に起因して濃くなる。この グラファイト粒子は赤外線およびＭＭＷ領域の両方の広帯域で有効に分散、反射 および吸収を行う。また、寸法および密度が小さいので、発生した煙幕からの脱 落率は低く、火煙術用組成物の燃焼で生じる生成物の煙霧と一緒に風によって運 ばれ、目に見えで分離することもない。 本発明の火煙術用煙幕組成物では上記スペクトルレンジの全てで吸収、反射お よび分散によるカムフラージュ効果が得られる。また、煙幕は長時間、例えば通 常の煙幕エレメントを用いた場合には１分以上にわたって発生する。従って、可 視スペクトルレンジで使われる昔の火煙術による煙幕の利点、特に長時間燃焼効 果すなわち発生した煙幕に煙が補充（refeeding）されるという利点と、赤外線 およびＭＭＷレーダの範囲でカムフラージュ効果を有するという粒子煙幕の利点 とを併せた効果を有している。 グラファイト化合物が高温で分解し、Ｃ軸方向に膨張するという性質自体は公 知である（Rompps Chemie-Lexikon，Franckh’sche Verlagshandlung，Stuttgar t，1990，p1643〜1644参照）。 米国特許第3,404,061号ではこの材料を用いて異方性または強い配向性を有す るストリップまたはシートを作製している。この材料の密度はインターカレーシ ョン（intercalation）物質（substance）と温度とによって広範囲で変化する。 英国特許第ＧＢ−Ｃ−588 876号には、燃えている金属表面 をグラファイト化合物で覆い、グラファイド化合物を広げて表面を周囲から遮断 することによって火を覆い消す金属製品の消火方法が記載されている。 膨張したグラファイトの別の応用はS．H．Anderson et al.，“EXfoliation o f Intercalated Graphite”Carbon，Vol．22，No．３ pp253〜263，1984に記載 されている。 火煙術用煙組成物は、例えば、過塩化カリウムと、マグネシウムと、燃焼調節 剤と、必要に応じて添加される接着剤（バインダー）とで構成することができる 。燃焼によって発生する塩化カリウムとマグネシアは、煙幕組成物から放出され た後に空気中の水蒸気を含んで光学的効果を有するカムフラージュ用煙幕を形成 する。 膨張したグラファイト粒子は赤外線およびＭＭＷレンジを強く減衰させるが、 グラファイト粒子は寸法および形状が雑多であるため、この減衰は非常に広帯域 に及ぶ。 赤外線領域でのカムフラージュ効果を向上させるために、火煙術用煙幕組成物 に金属粉末またはグラファイト粉末を添加することもできる。 カムフラージュ効果に必要な煙幕中の粒子濃度を得るためには火煙術用煙幕組 成物中での膨張性物質の比率は40〜65％にする。赤外線カムフラージュ効果を向 上させるために必要に応じて添加する金属粉末またはグラファイト粉末の比率は ３〜15％付近、好ましくは約５％である。 燃焼調節剤としては、例えば、火薬またはアゾジカルボナミドを火煙術用煙幕 組成物中に１〜10％の割合で使用する。 接着剤を使用する場合には、ニトロセルロールまたはノボラックなどを１〜５ ％の割合で使用する。 膨張グラファイト化合物の粒度分布は出発材料の粒径でほぼ決まる。しかし、 通常の火煙術用煙幕組成物は煙幕エレメント中に配置されて火煙術用組成物の燃 焼中に出口オリフィスから吹き出るので、煙幕エレメントの出口オリフィスの流 出面積によって膨張するグラファイトの粒度分布を制御することも可能である。 膨張したグラファイトの粒径は上記のように0.001〜10mm、好ましくは１μｍ〜 ５mmである。グラファイト用に使用される介在（interstitial）物質またはイン ターカレーション物質にはハロゲン、金属ハロゲン化物、金属酸化物、無機酸、 その他の化合物があり、例えばグラファイト硫酸水素塩が有利であることが分か っている。このグラファイト化合物は例えば下記の組成（％の値は全て重量％） を有する煙幕を生成するのに使用される： マグネシウム 48％ グラファイト粉末 ６％ 燃焼調節剤 ４％ 接着剤 ３％

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年５月８日 【補正内容】 請求の範囲 １．カムフラージュのための火煙術用煙幕組成物において、連続的に燃焼する火 煙術用煙幕組成物に熱によって膨張可能なグラファイト化合物が配合されており 、このグラファイト化合物は火煙術用組成物の反応領域に放出されで膨張し、そ の際にグラファイト化合物の膨張が格子面に対して直角なＣ軸方向に起こること を特徴とする火煙術用煙幕組成物。 ２．連続的に燃焼する火煙術用煙幕組成物が電磁放射スペクトルの可視レンジの カムフラージュ用煙幕を形成する反応生成物を生じる請求項１に記載の煙組成物 。 ３．グラファイト化合物が火煙術用煙幕組成物中に40〜65重量％、好ましくは約 50重量％の割合で存在する請求項１または２に記載の煙組成物。 ４．火煙術用組成物の反応領域で膨張した粒子が実質的にロープ形状を有し、寸 法が0.001〜10mm、好ましくは0.001〜５mmである請求項１〜３のいすれか一項に 記載の煙組成物。 ５．火煙術用煙幕組成物にグラファイト粉末をさらに混合する請求項１〜４のい ずれか一項に記載の煙組成物。 ６．膨張グラファイト化合物がグラファイト硫酸水素塩である請求項１〜５のい ずれか一項に記載の煙組成物。 ７．請求項１〜６のいすれか一項に記載の煙幕組成物を用いたことを特徴とする 火煙術用組成物の反応生成物と膨張したグラファイト粒子とが通過する出口オリ フィスを有する煙幕エレメント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュルツ，エルネスト ドイツ連邦共和国 22455 ハンブルク シッペルスヴェーク 32ベー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．カムフラージュのための火煙術用煙幕組成物において、 火煙術用組成物の反応領域に放出されて連続的に燃焼する火煙術用煙幕組成物 にグラファイト化合物が配合されており、このグラファイト化合物の膨張が格子 面に対して直角なＣ軸方向に起こることを特徴とする火煙術用煙幕組成物。 ２．連続的に燃焼する火煙術用煙幕組成物が電磁放射スペクトルの可視レンジの カムフラージュ用煙幕を形成する反応生成物を生じる請求項１に記載の煙組成物 。 ３．グラファイト化合物が火煙術用煙幕組成物中に40〜65重量％、好ましくは約 50重量％の割合で存在する請求項１または２に記載の煙組成物。 ４．火煙術用組成物の反応領域で膨張した粒子が実質的にロープ形状を有し、寸 法が0.001〜10mm、好ましくは0.001〜５mmである請求項１〜３のいずれか一項に 記載の煙組成物。 ５．火煙術用煙幕組成物にグラファイト粉末をさらに混合する請求項１〜４のい ずれか一項に記載の煙組成物。 ６．膨張グラファイト化合物がグラファイト硫酸水素塩である請求項１〜５のい ずれか一項に記載の煙組成物。 ７．請求項１〜６のいずれか一項に記載の煙幕組成物を用いた ことを特徴とする火煙術用組成物の反応生成物と膨張したグラファイト粒子とが 通過する出口オリフィスを有する煙幕エレメント。