KR101183489B1 - 적외선 차장 부유연막통 - Google Patents

Abstract

인체 및 환경에 유해한 물질을 사용하지 않고 수상에서 부유가능한 구조를 가진 적외선과 가시광선의 차폐가 가능하도록, 본 발명은 펠렛형 연막제의 배치를 통해 확보한 공간을 사용하는 연막통에 관한 것이다. 본 발명은 상부에 점화작동수단이 구비된 커버; 내부에 부유형 연막실이 형성되되, 복수개의 천공된 연막분출구가 형성된 연막분출판이 상부에 구비되며, 하부에 무게중심을 형성하는 부심조절용중량판이 구비된 탄체; 상기 점화작동수단에서 점화불꽃을 전달받아 점화되는 점화화약부; 상기 부유형 연막실의 내부에 구비되어 상기 점화화약부에 의해 연소되도록 펠렛형으로 적층되어 구비되는 연막제; 및 상기 연막제 외주와 상기 탄체 사이에 배치되는 연막제케이스를 포함하여 이루어지는 적외선 차장 부유연막통을 제공한다.

Description

적외선 차장 부유연막통{Floating IR Screening smoke Pot}

본 발명은 연막통에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아군의 연막작전 수행 시 운용할 수 있으며 빛의 가시광선 파장범위와 적외선 파장범위를 동시에 차폐시킬 수 있는 적외선 차장 부유연막통에 관한 것이다.

일반적으로 연막통은 점화장치, 연막통몸체와 그 내부에 충진되는 연막제로 구성되며, 상기 점화장치에 의해 점화된 상기 연막제가 일정시간 동안 지속적으로 다량의 연막을 발생시키는 원리로 이루어진다.

여기서, 상기 연막통은 전술작전시, 아군, 병사, 장비 시설 등 보호대상 목표물의 주변 지역에 연막통을 작동시켜 연막운(smoke cloud)이 적의 육안에 의한 시야를 차폐시켜 생존성이 보장된 상태에서 기동, 침투 및 표적 제압 등의 전략적 행동을 위한 목적으로 주로 운용 할 수 있다. 특히, 상기 연막통은 아군의 도하 작전 시 수상에서 운용할 수 있도록 수면에 부유되는 구조로 설계된 적외선 차장 부유연막통이다.

한편, 상기 연막통의 내부에 충진된 상기 연막제의 성분은 그 종류에 따라, 특정 영역의 빛의 파장을 차폐시키는데, 일반적으로 상기 연막통은 주로 가시광선에 해당되는 빛의 파장 영역을 차폐시켜 육안으로 확인할 수 있는 시야의 범위를 제한하는 기능을 가진다. 그러나, 현대 또는 미래의 전장 환경에서 최첨단 전자광학 기술들이 융합됨에 따라, 열영상장비, 야시장비 및 적외선 관측, 탐지, 감시 장비 및 유도무기가 도입되어 상기 연막통의 차폐 기능을 무력화시킬 수 있다.

따라서, 상기 열영상장비나 적외선 관측 장비의 차폐를 위한 연막제 개선이 요구되고, 이에 따라, 다양한 기술개발과 연구가 진행되고 있는 실정이다. 여기서, 현재 개발된 적외선 차폐 기능을 보유한 연막제는 카본리치(carbon-rich)조성물을 산소결핍 상태에서의 연소과정을 통해 적절한 크기의 카본 블랙 입자를 대기 중에 부유시키는 방법과 분산화약에 의해 황동분말을 대기 중에 분산시키는 방법이 있다.

그러나, 상기 카본블랙 에어로졸은 인체에 치명적인 유독성 발암성 물질인 PHA(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons:다환 방향족 탄화수소)를 발생시켜 연막운용에 따른 위험성이 존재하며, 균일한 밀도 분포의 분산이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 그리고, 황동분말을 이용한 경우에는 풍향, 풍속과 같은 기상조건에 의한 영향으로 연막이 급격히 사라져 장시간 연막 차장이 필요한 연막작전 수행에 제한사항이 있어 연막제로서 효율성이 저하되는 문제점이 제기되고 있는 실정이다.

여기서, 상기 문제점을 개선하기 위해 연소형 연막제가 개발되었으나, 상기 연막제에 첨가되는 결합제는 충진 밀도를 개선하기 위한 압축성형이 용이하지 않아, 지속적이고 안정적인 연소특성을 가지는 형상으로 설계 또는 제조하기 어려워 연막탄에 적용하는데 문제가 있다.

한편, 종래 수상용 연막통은 연막제의 충진밀도를 개선시켜 무게중심을 하부에 형성되도록 설계되는 방법과, 수면에서의 부유 안정성을 확보하기 위해 부유재와 상기 연막제의 결합체가 충진된 형태로 개발되어 운용되고 있다. 그러나, 종래 수상용 연막통에 적외선 차폐 기능을 가진 연막제를 적용하기 위해서는, 상기 연막제의 물리화학적 특성에 의해 단순히 충진 밀도를 개선하여 상기 연막통의 내부에 배치하는데 어려움이 있으며, 폴리우레탄폼(polyurethane form)과 같은 성분으로 이루어진 상기 부유제가 상기 연막제의 연소 과정 중에 불완전 연소되며 발생되는 유해성 가스나 연소 후 폐기물의 처리 문제가 심각한 환경오염의 요인으로 지적되고 있다.

또한, 상기 연막통은 전투 상황 외에도 훈련용, 항공기와 열차의 긴급상황 표식, 각종 행사 등의 상황과 같이 비군사적 용도로 널리 쓰이므로, 특히 상기 수상용 연막통에 주로 사용되는 상기 부유제의 성분인 폴리우레탄폼과 같은 재질을 대체할 수 있는 방안이 시급하게 요구되고 있는 실정이다.

공개특허 제 10-0089143 호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하여 가시광선과 적외선 대역을 동시에 차폐시키며, 인체에 유해하지 않으면서 환경 친화적인 부유형 적외선 차장 연막통을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 상부에 점화작동수단이 구비된 커버; 내부에 부유형 연막실이 형성되며 상부가 상기 커버에 의해 밀폐되되, 복수개의 천공된 연막분출구가 형성된 연막분출판이 상기 부유형 연막실의 상부에 구비되며, 상기 부유형 연막실의 하부에 무게중심을 형성하는 부심조절용중량판이 구비된 탄체; 상기 점화작동수단과 연결되도록 배치되어 상기 점화작동수단에서 점화불꽃을 전달받아 점화되는 점화화약부; 상기 부유형 연막실의 내부에 구비되어 상기 점화화약부에 의해 연소되도록 펠렛형으로 적층되어 구비되는 연막제; 및 상기 연막제의 순차적인 연소를 위하여 측면부 산소 유입을 차단하도록 상기 연막제 외주를 감싸도록 밀착되는 연막제케이스를 포함하되, 상기 연막제는 50~70 중량%의 적린, 10~30 중량%의 산화제, 10~30 중량%의 파우더 연료, 1~10 중량%의 HTPB결합제를 포함하여 이루어지되, 상기 산화제는 질산나트륨, 질산칼륨, 질산세슘 또는 질산나트륨, 질산칼륨, 질산세슘의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지며, 상기 파우더 연료는 마그네슘 분말, 마그네슘과 알루미늄 합금 분말, 지르코늄 분말 또는 마그네슘 분말, 마그네슘과 알루미늄 합금 분말, 지르코늄 분말의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고, 상기 HTPB결합제는 80~95 중량%의 HTPB, 4~15 중량%의 H₁₂-MDI, 0.1~5 중량%의 TPB(triphenylbismuth)를 포함함을 특징으로 하는 적외선 차장 부유연막통. 을 제공한다.

여기서, 상기 연막제케이스는 종이 재질로 이루어지되, 상기 연막제의 순차적인 연소를 위하여 측면부 산소 유입을 차단하도록 상기 연막제 외주에 밀착된다. 그리고, 상기 연막제케이스와 상기 탄체 내주면 사이에는 중공부가 형성되되, 원주방향으로 균분된 각도 간격으로 배치되어 상기 연막제케이스와 상기 탄체 내주 사이를 연결 및 지지하는 격막지지대가 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연막제는 특정 방향으로 무게중심이 편향되지 않도록, 원주방향으로 균분된 각도 간격으로 분할되어 구비되되, 상기 분할된 부분의 이격된 간격에 부유형 공간이 형성되고, 상기 분할된 부분의 사이 간격에는 종이 재질의 분할용 연막제케이스가 밀착되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 커버는 상기 연막분출구의 상측에 상기 탄체의 상단과 클램프결합되어 밀폐하도록 구비되되, 점화시 격발압력에 의해 상기 커버가 분리되도록 상기 커버의 하면부 일측은 상기 점화작동수단과 연결되고, 상기 점화작동수단이 전기식과 수동식 겸용으로 구성되는 것이 바람직하다.

삭제

본 발명의 상기의 해결 수단을 통해서 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 고밀도로 압축성형된 펠렛이 적층되어 이루어진 연막제의 외면은, 단열제가 균일한 분포의 밀도로 도포되어, 상부에서부터 하부로 순차적인 연소가 가능하며, 여기서, 종이 재질로 이루어지는 연막제케이스가 상기 연막제의 외면에 밀착되어 구비됨으로써, 측면에서 유입되는 산소를 차단시켜, 화염을 방지시키고 순차적인 연소 효과를 극대화할 수 있다. 이에 따라, 상기 연막제의 연소시간이 증대되고, 지속적으로 발생된 다량의 연막에 의해, 효율적인 가시광선 및 적외선 연막차폐의 기능을 제공할 수 있다.

둘째, 상기 연막제의 견고한 고정을 위해서, 격막지지대가 상기 연막제와 탄체 사이에 형성된 부유형 공간에 종방향으로 세워져 구비됨으로써, 운반과 투척 및 수면에서 부유시, 상기 연막제를 더욱 견고하게 고정함은 물론, 부유 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 더욱 견고한 고정을 위해서 HTPB가 첨가된 상기 연막제는 상기 탄체에 강력한 접착력으로 고정이 되어, 공간을 이용한 부유 용이성을 확보함과 동시에, 별도의 완충수단이 필요하지 않게 됨으로써, 운용상의 유독성 물질을 생성할 위험 요소가 제거되고, 폐기시 비용절감 효과를 제공할 수 있다.

셋째, 연막제에 연소속도 조절제, 경화촉진제 및 경화촉진촉매 성분이 포함된 HTPB 결합제를 적용하고, 외면을 단열제로 도포시킴으로써, 연소를 안정적으로 진행시켜 연소시간이 증대되고, 다량의 연막 입자에 의한 흡수나 산란 및 열 발산과 적외선 방사는 0.7~14 ㎛의 파장 범위의 적외선과 0.3~0.7 ㎛의 파장 범위의 가시광선을 차폐시켜, 적의 육안 및 야시장비나 열영상장비와 적외선 관측장비나 유도무기를 효율적으로 무력화시키는 효과를 제공할 수 있다.

넷째, HTPB 결합제는 연막제 성분 중 적린(red phosphorus)과 물리화학적 친화성이 뛰어나, 종래 적린 연막제 가공시의 문제점이었던 고화 현상을 제거하고, 치수 유지를 현저히 개선시켜 압축성형된 펠렛형 연막제의 생산성의 향상이 이루어지고 형상 가공이 용이하게 개선되는 효과를 제공한다. 이로 인해, 연막제의 고밀도 충전이 가능해져 다량의 연막을 발생시킴에도 불구하고, 종래 연막통에 비하여 더욱 경량화되어 운반과 휴대의 효율성이 극대화될 수 있다.

다섯째, 부유안정성을 확보하기 위해, 연막통 내부 공간을 활용하고 유지하도록 기하학적 배치를 적용시킴으로써, 무게 중심의 편향이 없는 공간에 의해, 부유안정성이 확보됨은 물론, 종래 폴리우레탄폼과 같은 합성수지폼의 불완전 연소에 의한 발암물질 및 유독성 가스를 발생의 위험성을 완전히 제거하였다. 이로 인해, 비군사적인 목적과 비군사적 목적으로 운용되는 경우와 폐기시의 환경오염 및 유독성 물질에 의한 인명 피해의 위험성을 현저히 감소시키고 폐기처리 비용의 절감 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 차장 부유연막통을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 연막제와 상기 연막제케이스의 배치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 연막제와 상기 연막제케이스의 배치를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적외선 차장 부유연막통을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 차장 부유연막통을 나타낸 단면도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 적외선 차장 부유연막통(100)은 점화작동수단(1), 커버(2), 탄체(3), 점화화약부(4), 연막제(5), 그리고 연막케이스(6)를 포함하여 이루어진다.

상세히, 상기 커버(2)의 상부에는 점화작동수단(1)이 구비되는데, 상기 점화작동수단(1)은 초기 점화불꽃을 발생시키는 점화기와, 격발실을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 커버(2)는 수면에 투하된 상기 탄체(3)가 부유되어 수면에서 균형을 잡고 연막을 생성하기 전까지 상기 탄체(3)를 밀폐 상태로 유지시킨다. 이때, 상기 점화화약부(4)가 상기 점화작동수단(1)에 의해 점화가 진행됨과 동시에, 상기 커버(2)를 상기 탄체(3)의 상부로부터 이탈시키기 위해서 상기 격발실이 구비되는 것이 바람직하다.

따라서, 상커 커버(2)는 평상시와 수면 투하된 직전까지 상기 탄체(3)의 밀폐 상태를 유지시켜 방수역할을 제공하고, 점화가 시작되면 화염과 동시에 발생된느 압력으로 상기 탄체(3)의 상부를 개방시킨다. 이때, 상기 연막제(5)의 연소에 의해 발생된 연막은 연막분출구(8)를 통해 공기 중에 분산될 수 있도록 이루어진다.

또한, 상기 점화기는 운용 목적과 사용자 요구조건에 따라 전기식, 수동식 또는 겸용 등이 있는데, 이는 연막이 설정된 시간 동안 발생되지 않도록 지연시키는 경우도 있고, 즉각적인 연막 발생이 필요한 경우도 있을 수 있기 때문이다. 여기서, 상기 수동식은 지연제의 설정에 따라, 설정된 시간동안 연막이 발생되지 않고, 전기식은 즉각적인 연막 발생이 필요한 상황에 유리하게 적용될 수 있다. 이에 따라, 연막을 생성하기 전까지의 지연시간에 적절한 작동방식의 점화기가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 점화화약부(4)는 상부에 발화제가 구비되고, 상기 발화제에 의해 점화되는 지연제가 충진된 지연관이 하부에 구비되며, 상기 지연관의 하부에 인접배치된, 점화제(11)와 점화제 펠렛(10)을 포함하여 이루어진다.

상기 발화제는 상기 점화기의 하부에 구비되고, 상기 점화기에서 발생된 점화불꽃을 전달받아 점화가 시작되어 상기 지연제를 점화시킨다. 여기서, 상기 지연제는 설정된 지연시간 동안 연소하여 불꽃을 전달한다. 또한, 상기 커버(2)의 이탈이 이루어지고, 이어서, 상기 점화제(11)와 상기 점화제 펠렛(10)을 점화시킴으로써 상기 연막제(5)의 연소가 시작되도록 이루어진다.

한편, 금속재질의 상기 탄체(3)는 연막분출판(9), 부심조절용중량판(14)을 포함하여 이루어지는데, 상기 연막제(5)와 연막제케이스(6)가 구비되고, 상기 연막분출판(9)은 복수개의 천공된 연막분출구(8)가 형성되어 상기 탄체(3)의 상부에 구비되며, 상기 부심조절용중량판(14)은 상기 탄체(3)의 무게중심이 하부 방향으로 형성되도록 금속재질로 이루어지며, 상기 탄체(3) 내부의 바닥면에 구비된다.

여기서, 상기 커버(2)와 상기 탄체(3)에 의해 형성된, 상기 커버(2)에 의해 평상시 밀폐된 상태를 유지하게 되고, 상기 연막분출판(9)을 통해 연막이 외부로 분출될 수 있도록, 상기 커버(2)의 이탈과 동시에 개방된다. 또한, 상기 부유형 연막통(100)에는 종래 부유형 연막통에서 사용한 폴리우레탄폼이나 합성수지계열의 폼과 같은 별도의 부유재가 구비되지 않고, 비어있는 공간으로 유지되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 폴리우레탄폼이나 합성수지계열의 폼의 불완전 연소에 의해 발생된 유독성 가스는 인체에 치명적인 피해를 유발시킨 실 사례가 발견되고, 비군사화시켜 폐기시에 환경오염의 원인이 되고 있기 때문에, 사용시에도 유독성 물질 발생의 위험이 있지만, 사용 후에도 폐기처리 과정에서 인체와 환경에 유독한 물질을 발생시킬 수 있으므로, 이를 대체하여 비어있는 공간을 형성한다.

따라서, 상기 적외선 차장 부유연막통(100)은, 인체와 환경에 유독한 물질을 발생시키는 상기 폴리우레탄폼이나 합성수지계열의 폼을 대체시켜, 수상 운용을 위해, 상기 부유형 연막실을 비어있는 공간으로 형성하고, 상기 연막제(5)를 무게중심의 편향 없이 기하학적으로 배치시킴으로써 부유 안정성을 확보하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연막제(5)는 상기 탄체(3) 내부에 배치되는데, 50~70 중량%의 적린, 10~30 중량%의 산화제, 10~30 중량%의 금속연료, 1~10 중량%의 HTPB 결합제를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 산화제는 질산나트륨, 질산칼륨, 질산세슘 또는 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지며, 상기 금속 연료는 마그네슘 분말, 마그네슘과 알루미늄 합금 분말, 지르코늄 분말 또는 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 적린이 첨가된 상기 연막제(5)는 연소 후 생성되는 연막운과 복사에너지를 이용하여 0.3~0.7μm파장범위의 가시광선, 0.7~2.0μm 파장범위의 근적외선, 3~5μm 파장범위의 중적외선 및 8~12μm 파장범위의 원적외선 대역을 차폐하는 특성을 갖고 있어 현재 각국에서 적외선 차장 연막탄에 적용되고 있다. 여기서, 상기 연막제(5)에 첨가되는 상기 적린의 중량%에 따른 입자상태와 치수안정성의 변화를 첨부된 표 1을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

적린 중량%	50 미만	50~70	70~90
입자상태	불량 (점도가 증가하여 가공용이성 저하)	양호	불량 (국부적으로 고화 현상발생)
치수안정성	불량 (높은점도에 의한 형태불안정)	양호	불량 (부스러짐, 알갱이 발생)

표 1은 상기 적린의 중량%에 따른 상기 연막제(5)의 입자상태와 치수안정성을 나타낸 표이다.

표 1에서 보는 바와 같이, 상기 적린이 50 중량% 미만으로 첨가되는 경우, 상기 연막제(5) 입자의 점도에 의해 압축성형이 용이하지 않게 되고, 이에 따라, 성형 후에 형태가 변화하여 치수안정성이 저하되는 결과를 확인할 수 있다.

또한, 상기 적린이 70~90 중량%의 범위 내에서 첨가되는 경우에는, 국부적으로 고화현상이 발생되고, 부스러짐, 알갱이 발생 등의 현상으로 인하여 압축성형 후의 치수안정성이 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 상기 적린이 50~70 중량% 범위 내에서 첨가되는 경우에, 상기 연막제(5)의 첨가제와 혼합되어 형성된 입자상태가 양호하게 나타나며, 이때, 압축성형이 용이하게 이루어짐에 따라, 생산속도가 증가되며, 또한, 성형 후에도 상기 연막제(5)의 형태의 변화 없이 유지됨으로써, 치수안정성이 개선되는 것을 확인할 수 있다.

한편, 상기 산화제는 상기 연막제(5)의 연소를 위해 첨가되는데, 환원제인 금속분말의 연소시 산소공급제로서의 역할을 수행하고 연소표면적을 증대하기 위해미분말로 이루어지는 것이 바람직하며, 첨부된 표 2를 참고하여 상기 산화제의 중량%에 따른 상기 연막제(5)의 연소상태와 연막지속시간을 설명하면 다음과 같다.

산화제 중량%	10 미만	10~30	30~50
연소상태	불량 (연소를 위한 점화 세기가 약함)	양호 (균일한 연소속도로 지속적으로 진행)	불량 (급진적인 연소 발생)
연막지속시간	불량 (지속시간은 증가, 연막의 양이 미흡)	양호	불량 (설정된 시간보다 빠르게 종료)

표 2는 상기 산화제의 중량%에 따른 상기 연막제(5)의 연소상태와 연막지속시간을 나타낸 표이다.

표 2에서 보는 바와 같이, 상기 산화제를 10 중량% 미만으로 첨가하는 경우에는, 상기 연막제(5)의 연소가 미흡하게 진행됨에 따라, 연소의 세기가 약하여 연막의 양이 차폐기능을 상실하게 되어, 효율적인 연막차폐의 기능은 기대하기 어렵다는 것을 확인할 수 있다.

그리고, 상기 산화제를 30~50 중량%의 범위 내에서 첨가한 경우에는, 상기 연막제(5)가 점화됨과 동시에 급격히 연소가 진행되어, 설정된 시간 동안 연막이 지속되지 않음으로써, 효율적인 연막차폐 기능을 기대하기 어려운 것을 확인할 수 있다. 또한, 급격한 연소로 인하여 화염이 크게 형성되어, 순차적인 연소가 이루어지지 않고 연막의 지속 시간이 크게 단축되는 문제점이 발견된다.

따라서, 상기 산화제를 10~30 중량% 범위 내에서 첨가한 경우에는, 연소상태가 안정적으로 유지되어, 점화된 상기 연막제(5)의 순차적 연소를 기대할 수 있고, 또한, 연막의 양이 차폐 기능을 효율적으로 제공할 수 있도록, 지속적으로 발생되는 것을 확인할 수 있다.

한편, 상기 금속 연료는 미세분말 상태에서 연소성이 뛰어난 금속 성분으로 이루어지며, 상기 산화제에 의해 점화되고, 상기 연막제(5)를 연소시키는 화염의 연료로서 첨가된다. 여기서, 상기 금속 연료의 중량%에 따른 상기 연막제(5)의 화염세기와 화염지속시간의 변화를, 첨부된 표 3을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

금속 연료 중량&	10 미만	10~30	30~50
화염세기	불량 (산화제와 함께 산화후 일부 소멸)	양호	불량 (폭발에가까운 화염세기 발생)
화염지속시간	불량 (연료의 일부에 의한 화염지속이 미흡)	양호	불량 (급진적 연소 발생)

표 3은 상기 금속 연료의 중량%에 따른 상기 연막제(5)의 화염세기와 화염지속시간의 변화를 나타낸 표이다.

표 3에서 보는 바와 같이, 상기 파우더 연료가 10 중량% 미만으로 첨가되는 경우에는, 화염을 지속적으로 유지해야 하는 연료의 일부가 산화제의 점화와 함께 소멸되는 현상이 발생되어, 상기 연막제(5)를 연소시킬 충분한 화염세기를 발생시키지 못하는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라, 상기 연막제(5)의 지속적인 연소를 위한 화염지속시간도 단축되는 것을 확인할 수 있다.

또한, 상기 파우더 연료가 30~50 중량% 범위 내에서 첨가되는 경우에는, 상기 산화제의 초기 점화와 함께 폭발적인 연소반응을 일으켜, 상기 연막제(5)의 순차적인 연소를 기대하기 어렵다. 그리고, 급진적으로 진행되는 연소에 의해, 짧은 시간 안에 다량의 연막을 발생시키고 소진됨으로써, 연막을 지속적으로 발생시키는 기능을 기대하기 어렵다.

따라서, 상기 파우더 연료가 10~30 중량% 범위 내에서 첨가되는 경우에, 상기 연막제(5)의 순차적인 연소가 지속적으로 진행됨으로써, 효율적인 연막차폐 기능을 제공하는 다량의 연막이 지속적으로 발생되는 것을 확인할 수 있다.

한편, 상기 적린은 상기 산화제, 상기 금속 연료와 함께 첨가되는 결합제의 종류에 따라, 취급의 용이성과 입자화 및 치수관리 등의 문제점이 있는데, 상기 적린에 첨가되는 결합제의 종류에 따른 입자화, 치수안정성, 취급용이성 및 혼합시간의 관계를, 첨부된 표 4을 참고하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

결합제	입자화	치수 안정성	취급 용이성	혼합 시간
폴리클로로프렌(polychloroprene)	불량 (고화 발생)	불량 (탄성 변형발생)	불량 (온도유지 요구됨)	불량 (친화성 부족)
매크로플라스틱(polydimethylsiloxane)	불량 (고화 발생)	불량 (탄성 변형발생)	불량 (온도유지 요구됨)	불량 (친화성 부족)
HTPB(hydroxyl terminated polybutadiene)	양호	양호	양호	양호

표 4는 적린에 첨가되는 결합제에 따른 상기 연막제(5)의 입자화, 치수안정성, 취급용이성, 혼합시간의 변화를 나타낸 표이다.

표 4에서 보는 바와 같이, 상기 폴리클로로프렌 결합제와 상기 매크로플라스틱 결합제를 사용할 경우, 상기 연막제(5)의 혼합시 고화가 심하게 발생되어 입자화 작업이 용이하지 않는데, 이는 탄성 변형에 의해 치수가 일정하게 유지되지 않는 현상과도 연관되어 해석된다. 또한, 상기 연막제(5)에 포함되는 상기 적린과 첨가되는 성분과의 친화성이 부족한 것으로 인하여 혼합시간이 길어져 생산성이 저하되는 결과를 확인할 수 있다.

그러나, 상기 HTPB 결합제를 사용하는 경우, 상기 연막제(5)의 혼합시 상기 적린을 포함하는 성분과의 친화성이 뛰어나 비교적 신속하게 혼합되고, 이로 인해, 상기 연막제(5)의 입자화 작업이 용이해질 뿐만 아니라, 탄성 변형이 없어, 치수 안정성이 현저히 개선되는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 상기 연막제(5)는 HTPB 결합제를 첨가하여, 안정적인 입자화와 치수 안정성을 확보하여 고밀도로 압축성형된 펠렛으로 성형하여 연막단위체를 형성하고, 복수개의 상기 연막단위체가 적층되어 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 HTPB 결합제에 포함된 성분은 상기 연막단위체의 표면에 강력한 접착력을 형성하는데, 이로 인해, 장시간 동안 노화되지 않는 접착력을 지속적으로 유지함으로써, 상기 연막단위체의 적층형성과 기하학적 배치를 효율적으로 개선할 수 있다. 여기서, 상기 연막제(5)는 상기 HTPB 결합제 성분에 의해 표면에 접착력이 유지되어, 상기 탄체(3) 내부에 견고하게 위치가 고정되어 배치가 용이하다.

한편, 상기 HTPB 결합제는 80~95 중량%의 HTPB, 4~15 중량%의 H12-MDI, 0.1~5 중량%의 TPB(triphenylbismuth)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 HTPB는 연소속도 조절제의 기능과 열 방출에 의한 적외선 차폐, 결합제와 접착제의 기능을 제공하며, 상기 H12-MDI(dicyclohexylmethane, 4.4-diisocyanate)는 상기 연막제(5)의 경화제로서 첨가되며, 상기 TPB는 상기 HTPB 결합제의 경화속도를 촉진시키는 촉매의 기능을 제공한다.

여기서, 연막이 대기 중에 분산된 상태에서 상기 HTPB 혼합물은 연막의 열적 특성 효과를 증가시켜, 적의 열영상장비를 차폐시키는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 상기HTPB는 상기 연막제(5)의 급격한 연소를 지연시킴으로써, 지속적으로 다량의 연막을 생성시킬 수 있어 연막의 발생량과 지속시간을 증대시키는 효과를 제공한다. 그리고, 접착성이 뛰어난 특성으로 인해, 상기 연막제(5)를 압축성형하여 가공이 용이하고, 상기 탄체(3)의 내부에 상기 연막제(5)를 배치하는 경우, 상기 HTPB의 뛰어난 접착력은 정확하고 견고한 배치를 가능하게 해준다.

한편, 상기 HTPB가 상기 연막제(5)에 첨가되는 중량%에 따른 연소속도와 결합상태의 변화에 대하여 첨부된 표 5를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

HTPB 중량%	80 미만	80~95	95 이상
연소속도	불량 (연소속도 불규칙, 일시적인 급속연소)	양호	불량 (연소속도 불규치, 연소시간 조절불가)
결합상태	불량 (국부적으로 고화 현상 발생)	양호	불량 (점도가 지나치게 증가하여 가공불량)

표 5는 상기 HTPB 결합제에 첨가되는 HTPB의 중량%에 따른 연소속도와 결합상태를 나타낸 표이다.

표 5에서 보는 바와 같이, 80 중량% 미만의 HTPB가 첨가되는 경우에는, 연소속도가 불규칙적으로 변화하여, 상기 연막제(5)의 연소시간을 설정하기 어렵게 되고, 일시적으로 급속한 연소가 일어나므로 순차적인 연소를 적용시키기 어려운 결과를 확인할 수 있다.

또한, 95 중량% 이상의 HTPB가 첨가되는 경우에는, 연소속도가 불규칙적으로 변화하며, 상기 연막제(5)의 연소시 연소속도가 느려 상기 연막제(5)의 원활한 연막 발생에 문제가 생기는 결과를 확인할 수 있다. 그리고, 점도가 증가함으로써, 취급이 어려워지며, 가공의 용이성이 떨어지는데, 이는, 압축성형 시간이 증대되는 문제로 이어진다.

따라서, 80~95 중량% 범위 내에서 HTPB가 첨가되는 경우에, 상기 연막제(5)의 연소속도를 적절히 지연시키고, 급속한 연소를 제어할 수 있으며, 표면에 발생되는 접착력을 지속적으로 유지함과 동시에 상기 연막제(5)의 첨가제와 결합되는 상태가 양호하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.

여기서, 표 5의 실험결과는 80~82 중량% 범위에서는 부분적으로 양호한 연소시간과 결합상태를 보이지만, 80 중량% 미만에서의 연소속도와 결합상태의 변화가 매우 뚜렷하게 나타나고, 또한, 90~93 중량% 범위에서는 부분적으로 양호한 연소시간과 결합상태를 보이지만, 94% 이상의 중량%에서는 연소속도와 결합상태의 변화가 더욱 뚜렷하게 나타나므로, 상기 HTPB의 첨가되는 중량은 80~90 중량% 범위보다 83~93 중량% 범위가 더욱 바람직하다.

한편, 상기 H₁₂-MDI는 상기 연막제(5)의 경화제로서 작용하여, 혼합된 후에 경화를 일으켜 압축성형을 위해, 탄성에 의한 형태변화를 제어하는 효과를 제공하는데, 여기서, 상기 H₁₂-MDI는 압축성형된 연막제의 경화제로써 상기 연막제(5)의 경화 시 부풀어 오르는 현상과 같은 형태변형이 일어나지 않도록 첨가되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 H₁₂-MDI는 상기 연막제(5)의 치수 안정성을 효율적으로 개선하는 효과를 제공하는데, 여기서, 상기 H₁₂-MDI의 첨가되는 중량%에 따른 경화속도와 이에 따른 상기 연막제(5)의 치수안정성의 변화를 첨부된 표 6을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

첨가된 중량%	4 미만	4~15	15~25
경화속도	불량 (느리게 진행)	양호	불량 (압축성형 이전에 경화되는 문제)
치수 안정성	불량 (경화가 느리게 진행되어 형태 변형)	양호	양호 (형태 변형은 없으나 압축성형이 어려움)

표 6은 상기 H₁₂-MDI의 첨가된 중량%에 따른 경화속도와 상기 연막제(5)의 치수 안정성의 변화를 나타낸 표이다.

표 6에서 보는 바와 같이, 상기 H₁₂-MDI를 4 중량% 미만으로 첨가시킨 경우에는 상기 연막제(5)의 경화가 느리게 진행되고, 이로 인해, 압축성형시 설정된 형태로 가공이 용이하지 않는 문제가 발생한다. 또한, 상기 H12-MDI가 15~25 중량%로 첨가된 경우에는, 경화된 상태에서 형태의 변형이 없으므로, 치수 안정성이 양호하다고 할 수는 있으나, 적정 크기의 입자화 작업 이전에 경화가 진행됨으로써, 압축성형이 용이하지 않는 문제점이 확인된다.

따라서, 상기 H₁₂-MDI를 4~15 중량%로 첨가시킨 경우에, 상기 연막제(5)가 균일하고 신속하게 경화가 진행되고, 치수 안정성이 개선됨에 따라, 가공의 과정에서 고화 현상이 방지되어, 상기 연막제(5)의 설정된 크기와 형태로 압축성형이 용이하게 되는 효과를 제공한다.

그리고, 상기 TPB는 경화속도촉진제로 사용되는 촉매로서, 0.1~5 중량%으로 첨가되는데, 상기 HTPB 결합제에 0.1 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 상기 연막제(5)의 경화속도가 적절한 속도로 일어나지 않아 생산속도가 저하되고, 반응에 직접 관여하지 않는 촉매를 과하게 첨가하는 것은 불필요한 낭비이며, 5 중량%를 초과하여 첨부하는 것은 경화속도에 변화를 주지 않으므로, 0.1~5 중량% 범위 내에서 첨가되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연막제(5)는 충진밀도가 개선되어, 종래 연막통에 비하여 보다 경량화된 적외선 차장 부유연막통(100)을 제공할 수 있도록, 압축성형되어 펠렛으로 연막단위체를 형성하고, 상기 연막단위체의 적층으로 구비되는데, 여기서, 충진밀도는 상기 연막제(5)의 연소에 의해 발생되는 연막의 양을 적정한 수준으로 유지시키되, 상기 연막제(5)의 부피는 증가하지 않고 오히려 종래 연막통에 비하여 15% 이상의 무게 절감효과를 나타낸다. 이로 인해, 상기 적외선 차장 부유연막통(100)은 다양한 전략적 상황에서 운용시에 운반과 보관, 그리고 휴대의 용이성을 현저히 개선되는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 연소 후 가시광선과 적외선 대역을 차폐할 수 있는 연막을 제공하는 상기 연막제(5)는 펠렛형의 상기 연막단위체가 적층된 구조로 이루어짐으로써, 상부에서 하부로 진행되는 순차적 연소효과가 발생되는데, 이는, 상기 연막제(5)의 외면에 HTPB, H₁₂-MDI 및 TPB 성분으로 이루어지는 단열제를 도포하여 그 효과를 극대화시키는 것이 바람직하다. 이때, 상기 단열제는 브러쉬나 압충공기를 이용한 분사 방법과 같이, 균일한 밀도 분포로 도포시키기 용이한 수단을 선택하여 진행되고, 건조기에서 경화시키는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 적외선 차장 부유연막통(100)은 상기 연막제(5)의 측면에서 공급되는 산소를 차단하여, 화염확산을 방지하고, 순차적인 연소효과를 더욱 효율적으로 이루어지도록, 상기 연막제케이스(6)가 상기 연막제(5)의 외면에 밀착 구비되어, 상기 연막제(5)의 위치를 더욱 견고하게 유지시켜 주는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 연막제케이스(6)는 종이 재질로 이루어지고, 상기 연막제(5)의 분할된 배치에 따라, 그 형상에 대응되도록 구비되는데, 여기서, 상기 연막제(5)의 분할된 배치에 따른 상기 연막제케이스(6)의 배치를 나타낸 도 2를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 연막제(5)와 상기 연막제케이스(6)의 배치를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 연막제(5)와 상기 연막제케이스(6)의 배치를 나타낸 단면도이다.

도 2와 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 연막제(5)는 원주방향으로 균분된 각도 간격으로 분할되는 경우와, 상기 탄체(3)의 원주와 중심이 동일하게 일체형으로 구비되는 경우를 포함하여, 특정 방향으로 무게중심이 편향되지 않고 부유안정성을 확보하는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 연막제(5)가 일체형으로 배치되는 경우에는, 상기 연막제(5)의 외면에 연막제케이스(6)가 밀착되어 구비되고, 상기 연막제(5)와 상기 탄체(3) 사이의 이격된 부유형 공간을 형성하도록 배치된다. 그리고, 상기 부유형 공간에는 상기 연막제(5)의 위치를 견고하게 고정하도록, 종이나 금속재질로 이루어진 격막지지대(13)가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 격막지지대(13)는 금속재질로 이루어질 경우, 연소되지 않고 재활용이 가능하며, 종이 재질로 이루어질 경우, 연소되더라도 유독성 가스나 유해한 물질을 발생시키지 않는다. 또한, 상기 HTPB 결합제의 접착력으로 인해 상기 연막제(5)는 상기 탄체(3) 바닥면에 견고하게 접착되어 경화됨으로써, 상기 격막지지대(13)에 의해 더욱 견고한 위치고정이 이루어지게 된다. 또한, 상기 격막지지대(13)에 의해 견고하게 고정된 상기 적외선 차장 부유연막통(100)은, 수상에서 운용시 부유 중에도 안정적인 연막을 발생시킬 수 있고, 투척과 운반 등의 과정에서도 내구성을 개선시켜, 사용상의 편의성이 증대되는 효과가 있다.

따라서, 상기 연막제케이스(6)에 의해 측면에서 제공되는 산소가 차단됨으로써, 순차적인 연소가 한 층 더 효율적으로 개선되고, 상기 HTPB 결합제에 의해 상기 탄체(3) 바닥면에 접착된 상기 연막제(5)의 위치는 상기 격막지지대(13)에 의해 더욱 견고하게 고정되고, 상기 연막제(5)와 상기 탄체(3) 사이에 형성된 상기 부유형 공간이 안정적인 부유를 유도함과 동시에, 인체와 환경에 유해한 물질의 발생 위험을 감소시키는 상기 수륙양용 적외선 차장 연막통(100)을 제공할 수 있도록 한다.

한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 연막제(5)와 상기 연막제케이스(6a)의 배치를 나타낸 단면도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 상기 연막제(5)는 특정 방향으로 무게중심이 편향되지 않도록, 원주방향으로 균분된 각도 간격으로 분할되어 구비되되, 상기 분할된 부분의 이격된 간격에 부유형 공간이 형성되고, 상기 분할된 부분의 사이 간격 및 외면에는 종이 재질의 분할용 연막제케이스(6a)가 밀착되어 배치될 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

1: 점화작동수단 2: 커버
3: 탄체 4: 점화화약부
5: 연막제 6: 연막제케이스
6a: 연막제케이스 8: 연막분출구
9: 연막분출판 10: 점화펠렛
11: 점화제 12: 연막통
13: 격막지지대 14: 부심조절용중량판
100: 적외선 차장 부유연막통

Claims (5)

1. 상부에 점화작동수단이 구비된 커버;
   내부에 부유형 연막실이 형성되며 상부가 상기 커버에 의해 밀폐되되, 복수개의 천공된 연막분출구가 형성된 연막분출판이 상기 부유형 연막실의 상부에 구비되며, 상기 부유형 연막실의 하부에 무게중심을 형성하는 부심조절용중량판이 구비된 탄체;
   상기 점화작동수단과 연결되도록 배치되어 상기 점화작동수단에서 점화불꽃을 전달받아 점화되는 점화화약부;
   상기 부유형 연막실의 내부에 구비되어 상기 점화화약부에 의해 연소되도록 펠렛형으로 적층되어 구비되는 연막제; 및
   상기 연막제의 순차적인 연소를 위하여 측면부 산소 유입을 차단하도록 상기 연막제의 측면부 외주를 감싸도록 밀착되는 연막제케이스를 포함하되,
   상기 연막제는 50~70 중량%의 적린, 10~30 중량%의 산화제, 10~30 중량%의 파우더 연료, 1~10 중량%의 HTPB결합제를 포함하여 이루어지되,
   상기 산화제는 질산나트륨, 질산칼륨, 질산세슘 또는 질산나트륨, 질산칼륨, 질산세슘의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지며,
   상기 파우더 연료는 마그네슘 분말, 마그네슘과 알루미늄 합금 분말, 지르코늄 분말 또는 마그네슘 분말, 마그네슘과 알루미늄 합금 분말, 지르코늄 분말의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지고,
   상기 HTPB결합제는 80~95 중량%의 HTPB, 4~15 중량%의 H₁₂-MDI, 0.1~5 중량%의 TPB(triphenylbismuth)를 포함함을 특징으로 하는 적외선 차장 부유연막통.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연막제케이스는 종이 재질로 이루어지되, 상기 연막제케이스와 상기 탄체 내주면 사이에는 중공부가 형성되며,
   원주방향으로 균분된 각도 간격으로 배치되어 상기 연막제케이스와 상기 탄체 내주 사이를 연결 및 지지하는 격막지지대가 구비됨을 특징으로 하는 적외선 차장 부유연막통.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 연막제는 특정 방향으로 무게중심이 편향되지 않도록, 원주방향으로 균분된 각도 간격으로 분할되어 구비되되, 상기 분할된 부분의 이격된 간격에 부유형 공간이 형성되고, 상기 분할된 부분의 사이 간격에는 종이 재질의 분할용 연막제케이스가 밀착되어 배치됨을 특징으로 하는 적외선 차장 부유연막통.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 커버는 상기 연막분출구의 상측에 상기 탄체의 상단과 클램프결합되어 밀폐하도록 구비되되, 점화시 격발압력에 의해 상기 커버가 분리되도록 상기 커버의 하면부 일측은 상기 점화작동수단과 연결되고,
   상기 점화작동수단이 전기식과 수동식 겸용으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 차장 부유연막통.

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