KR101670204B1 - 소진탄피의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소진탄피 및 그 제조방법에 관한 것으로, 니트로셀룰로스(NC), 펄프, 수지, 용매 및 안정제를 포함하여 원료 슬러리를 제조하는 단계(S10)와, 상기 원료 슬러리를 물로 희석하여 적정 농도로 맞추는 단계(S20)와, 상기 원료 슬러리 또는 상기 물로 희석한 원료 슬러리에 강도 증가 첨가물을 투입하는 단계(S30)와, 상기 강도 증가 첨가물이 투입된 상기 원료 슬러리를 펠팅공정에서 소진탄피로 성형하는 단계(S40)를 포함한다.
본 발명은 소진탄피의 용도(연소시 잔사를 남지기 않음)에 적합하면서도 군 운용 및 취급성이 증가하고 자동장전 등 신규 체계 적용시 탄 손상 및 파손 위험을 낮출 수 있는 이점이 있다.

Description

소진탄피의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING COMBUSTIBLE CARTRIDGE CASE}
본 발명은 소진탄피 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강도 증가 첨가물을 적용하여 소진탄피의 강도를 증가시키는 소진탄피 및 그 제조방법에 관한 것이다.
소진탄피는 기존 금속탄피 및 약포를 대체하는 수단으로 탄약(추진장약류)에 적용되어 추진체 및 타 구성품을 보관하며 연소시 추가적인 에너지를 부가하는 역할을 하는 연소성 탄피이다.
소진탄피는 에너지를 부여하는 질산에스테르 화합물인 니트로셀룰로스(NC:Nitrocellulose)와 강도를 보강하는 기능을 주는 펄프, 이들을 접착시키는 접착제 역할을 하는 수지(resin)를 주원료로 제작된다.
소진탄피는 이러한 원료적 특성으로 인해 기존의 금속탄피에 비해 중량이 가벼우며, 탄 내부에서 완전연소하여 탄피 회수가 필요없는 장점이 있다.
현재 소진탄피가 적용되는 탄종은 155MM 모듈러 추진장약, 120MM 전차탄, 60MM 박격포탄, 81MM 박격포탄 등이 있다.
155MM 자주포의 경우 해외 일부 업체에서는 자동장전 시스템을 채택하고 있으며, 이에 적합한 소진탄피를 적용한 추진장약을 사용하고 있다. 자동장전 시스템은 기계로 장약을 취급하기 때문에 충격 및 변형에 대한 저항이 필요하고, 이를 위해 소진탄피의 강도가 중요하다.
소진탄피는 금속탄피에 비해 경미한 충격에 의한 변형에도 발사가 가능하다는 장점이 있으나, 제품 자체의 강도가 금속에 비해 약하기 때문에 심한 변형 및 손상이 발생할 수 있다. 이는 군운용시 취급안정성에 문제를 초래할 수 있으며 소진탄피의 손상(찢어짐 등)이 발생할 경우 내부 추진체가 노출될 수 있어 보관 및 안전상의 문제를 초래할 수 있다.
현재 소진탄피의 강도 평가 규격은 인장강도 및 압축변형률 측정을 평가하고 있으며, 자체 관리 규격으로 압축강도를 평가하고 있다. 해외 추진장약용 소진탄피와 강도를 비교하기 위해 폭 60mm 링 형태의 시료를 압축하여 압축강도를 평가하고 있는데, 기존 155M 모듈러 소진탄피는 약 1000kgf의 강도를 가지고 있다.
그러나 향후 자동장전 시스템 등 신규 체계 목적에 부합하기 위해서는 더 높은 강도를 유지할 필요가 있다.
한국등록특허 제1273022호(명칭: 탄피, 공고일자: 2013.06.11)
본 발명의 목적은 자동장전 시스템 등 신규 체계 목적에 부합하도록 강도 증가 첨가물을 적용하여 소진탄피의 강도를 증가시키면서 연소시 잔사(재)를 남지기 않는 소진탄피 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 니트로셀룰로스(NC), 펄프, 수지, 용매 및 안정제를 포함하여 원료 슬러리를 제조하는 단계와, 상기 원료 슬러리를 물로 희석하여 적정 농도로 맞추는 단계와, 상기 원료 슬러리 또는 상기 물로 희석한 원료 슬러리에 강도 증가 첨가물을 투입하는 단계와, 상기 강도 증가 첨가물이 투입된 상기 원료 슬러리를 펠팅공정에서 소진탄피로 성형하는 단계를 포함한다.
상기 원료 슬러리는 상기 원료 슬러리 전체 고형분에 대하여, 니트로셀룰로스(NC) 70 중량% 이상 80 중량% 미만, 펄프와 수지의 합이 20~30 중량%, 나머지 용매 및 안정제이다.
상기 강도 증가 첨가물은 PAM(PolyAcrylic)계, PVAm(PolyVinyl Amine)계, 양성전분, CMC(Carboxymethyl cellulose) 중 하나 이상을 포함하는 고분자 물질이다.
상기 강도 증가 첨가물은 상기 원료 슬러리 전체 고형분의 0.1~10 중량% 범위로 투입된다.
상기 강도 증가 첨가물은 pH가 5.0~8.0이다.
상기 강도 증가 첨가물은 밀도가 1.0~1.1g/㎤이다.
상기 강도 증가 첨가물은 점도가 200~800mPa.S이다.
상기 물로 희석한 원료 슬러리는 고형분 농도가 0.3~0.5 중량%이다.
상기 소진탄피는 압축강도가 1400kgf~1600kgf 범위이다.
본 발명은 니트로셀룰로스와 펄프 간 결합력을 높이는 강도 증가 첨가물을 적용하여 소진탄피의 강도를 향상시킴과 동시에 연소시 잔사를 남기지 않는 소진탄피의 제조방법 및 소진탄피를 제공할 수 있다.
따라서 본 발명은 특수목적에 사용되는 소진탄피의 용도(연소시 잔사를 남지기 않음)에 적합하면서도 군 운용 및 취급성이 증가하고 자동장전 등 신규 체계 적용시 탄 손상 및 파손 위험을 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명 실시예의 소진탄피 제조방법을 보인 과정도.
도 2는 본 발명 실시예의 소진탄피 제조방법을 보인 구성도.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 소진탄피 제조방법은 소진탄피의 강도는 향상시키면서 연소특성은 저하시키지 않는 것을 특징으로 한다. 소진탄피는 사격시 추진체와 함께 순간 연소되어 사라지는 연소탄피이므로 강도를 향상시킴과 동시에 연소시 잔사(재)가 남지 않도록 하는 것이 중요하다.
구체적인 소진탄피 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 니트로셀룰로스(NC), 펄프, 수지, 용매 및 안정제를 포함하여 원료 슬러리를 제조하는 단계(S10)와, 원료 슬러리를 물로 희석하여 적정 농도로 맞추는 단계(S20)와, 원료 슬러리 또는 물로 희석한 원료 슬러리에 강도 증가 첨가물을 투입하는 단계(S30)와, 강도 증가 첨가물이 투입된 원료 슬러리를 펠팅공정에서 소진탄피로 성형하는 단계(S40)를 포함한다.
S10) 단계는 농도가 진한 대량의 원료 슬러리(주원료)를 제조하는 단계이다.
S10) 단계는, 니트로셀룰로스(NC:Nitrocellulose)와 펄프를 해리기(Beater)(10)에 장입하고 해리기(10)에서 강력한 물살로 해리시키는 과정과, 해리기(10)에서 해리한 니트로셀룰로스(NC)와 펄프를 원료제조탱크(20)로 옮겨 안정제, 용매, 수지를 투입하고 교반하여 원료 슬러리를 제조하는 과정을 포함한다.
니트로셀룰로스와 펄프는 해리기(10)에 장입하여 고속으로 회전하는 롤에 의해 통 내부를 회전하며 흐르도록 하면서 물에 의해 균일하게 혼합되도록 하는 것이다.
니트로셀룰로스와 펄프는 해리시켜 균일하게 혼합되도록 한 후, 안정제, 용매, 수지를 혼합하고 교반하여 원료 슬러리를 제조한다. 바람직하게는, 니트로셀룰로스와 펄프를 해리한 후 안정제(용매에 녹인 안정제)와 수지를 투입하고 혼합하는 것에서 원료의 균일 혼합이 가능하다.
니트로셀룰로스는 소진탄피에서 요구하는 높은 연소성을 갖도록 하기 위한 것이다. 니트로셀룰로스는 솜과 유사한 형상의 에너지 물질로 화약의 역할을 한다.
펄프는 소진탄피의 뼈대가 되는 것으로 강도를 보강하기 위해 포함된다. 펄프는 천연펄프, 바람직하게는 크라프트 펄프(Kraft pulp)가 사용될 수 있다.
수지는 니트로셀룰로스와 펄프를 접착시키는 가소제 역할을 위해 포함된다. 수지는 ABS 수지, 레진(Resin)류가 사용될 수 있다.
용매는 안정제를 녹이기 위한 것이다. 용매는 알코올, 에테르 등의 유기용매가 사용될 수 있다.
안정제는 소진탄피의 장기저장 안정성을 유지하기 위해 포함된다. 안정제는 DPA, ECL, AKardite Ⅱ가 사용될 수 있다.
상기 원료 슬러리는, 고형분 기준으로 전체 중량에 대하여, 니트로셀룰로스(NC) 70 중량% 이상 80 중량% 미만, 펄프와 수지의 합이 20~30 중량%, 나머지 용매 및 안정제가 되도록 균일하게 혼합된다.
니트로셀룰로스는 원료 슬러리 고형분 총 중량에 대하여 70 중량% 미만으로 포함되면 나머지 성분들이 상대적으로 많아지게 되어 소진탄피의 연소 후 잔사(재)가 많아지는 문제가 있고, 80 중량% 이상이면 펄프의 함량이 상대적으로 부족해 강도 확보가 어렵다.
펄프와 수지의 합은 20 중량% 미만으로 포함되면 강도 확보가 어렵고 30 중량%를 초과하면 강도는 높아지나 순간 화력으로 연소하는 소진탄피의 특성상 연소에 장애가 발생하거나 연소시 잔사가 남게 된다. 또한, 수지는 가소제 역할을 하므로 많은 양이 함유되면 소진탄피의 강도가 높아지고 연소를 어렵게 한다.
안정제는 0 초과 2 중량% 이하로 함유될 수 있다. 2 중량%를 초과하는 안정제의 함량은 소진탄피의 성능에 영향을 줄 수 있다.
S20) 단계는 원료 슬러리를 슬러리 탱크(30)로 옮겨 실제 작업 농도로 맞추는 단계이다. S20) 단계는, 슬러리 탱크(30)로 옮긴 원료 슬러리를 펠팅공정이 용이하도록 물로 희석하여 적정 농도로 맞춘다.
물로 희석한 원료 슬러리는 고형분 농도가 0.3~0.5%이며, 바람직하게는 고형분 농도가 0.4%이다. 물로 희석한 원료 슬러리 중 고형분 농도가 0.3% 미만이면 펠팅공정에서 1차 가성형시 습펠트 성형에 소요되는 시간이 길어지고, 0.5%를 초과하면 가성형된 습펠트의 각 부위별 성분 균일성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
슬러리 탱크(30)에 보관된 원료 슬러리는 펠팅공정으로 넘어가기 위해 펠팅조로 이송된다. 이 과정에서 슬러리 탱크(30)와 펠팅조(40) 내의 원료 슬러리는 교반을 수행하여 균일 혼합된 상태가 유지되도록 한다.
S30) 단계는 원료 슬러리 또는 물로 희석한 원료 슬러리에 강도 증가 첨가물을 투입하는 단계이다.
강도 증가 첨가물은 니트로셀룰로스와 펄프의 결합력을 높여 강도를 증가시키기 위해 투입된다.
강도 증가 첨가물은 PAM(PolyAcrylic)계, PVAm(PolyVinyl Amine)계, 양성전분, CMC(Carboxymethyl cellulose) 중 하나 이상을 포함하는 고분자 물질이다.
PAM(PolyAcrylic)계, PAM(PolyAcrylic)계, 양성전분, 및 CMC(Carboxymethyl cellulose)은 이온 결합을 통한 결합력 증강 특성을 갖는다. 양성전분은 양이온과 음이온을 갖는 양쪽성 전분을 의미한다.
강도 증가 첨가물은 펄프 간의 공극을 메우고, 물 속에서 음전하를 띠고 있는 펄프와 니트로셀룰로스 사이에 이온결합(수소결합)을 형성하여 펄프와 니트로셀룰로스가 균일하고 강하게 결합되도록 결합력을 높임으로써 소진탄피의 강도를 향상시킨다.
즉, 물속에서 음전하를 띠고 있는 펄프에 대해 강도 증가 첨가물이 양성의 고분자 전해질로써 특수한 응집, 분산, 흡착 등의 작용제로 사용되어 펄프와 니트로셀룰로스를 강하고 균일하게 결합시킴으로써 소진탄피의 강도를 향상시키는 것이다.
강도 증가 첨가물은 원료 슬러리 또는 물로 희석한 원료 슬러리 전체 고형분의 0.1~10 중량% 범위로 투입된다.
강도 증가 첨가물은 0.1 중량% 미만으로 포함되면 그 작용이 미비해 원하는 강도를 확보하기 어렵고, 10 중량%를 초과하면 강도는 더 향상되나 제조된 소진탄피가 완전 연소되지 않는다.
강도 증가 첨가물의 pH는 5.0~8.0이고, 밀도는 1.0~1.1g/㎤이며, 점도는 200~800mPa.S인 것이 바람직하다. 강도 증가 첨가물은 고분자 물질이므로 화학적 안정성과 후속하는 펠팅공정에서 고열 및 압력에 대한 형상 안정성을 위해 상기 범위인 것이 바람직하다.
강도 증가 첨가물의 pH, 밀도, 점도는 상기 범위를 벗어나는 경우 화학적 안정성에 문제가 발생하거나 펠팅공정에서 소진탄피의 형상 안정성을 확보하기 어렵다.
도 2에 도시된 바와 같이, 강도 증가 첨가물은 원료제조탱크(20)에 투입하거나 슬러리 탱크(30)에 투입하거나 펠팅조(40)에 투입하여 원료 슬러리에 포함할 수 있다.
강도 증가 첨가물은 니트로셀룰로스나 펄프 등에 비해 미량으로 포함된다. 따라서 대량 원료를 제조하는 해리기(10)에 강도 증가 첨가물을 투입하면 강도 증가 첨가물이 어느 한쪽으로 휩쓸려 원하는 조성을 얻기가 어렵게 된다.
니트로셀룰로스나 펄프 등 다량 함유되는 성분의 경우 원료 제조 단계에서 혼합하여도 균일 혼합이 가능하나 미량 포함되는 성분의 경우 제품 성형 전 슬러리 단계에서 포함해야 최종 원하는 조성을 얻을 수 있다.
따라서, 최종 제품이 원하는 조성을 갖도록 펠팅공전 전 원료제조탱크(20)에 보관된 원료 슬러리, 슬러리 탱크(30)로 이송된 원료 슬러리, 펠팅조(40)로 이송된 원료 슬러리 중 어느 한 곳에 강도 증가 첨가물을 투입한다.
강도 증가 첨가물은 용수에 희석시켜 원료 슬러리에 투입할 수 있으며, 정량펌프 등을 이용해 연속적으로 원료 슬러리에 투입하여 균일 혼합이 가능하도록 할 수 있다.
강도 증가 첨가물 투입 과정에서 원료제조탱크(20), 슬러리 탱크(30) 및 펠팅조(40) 내의 원료 슬러리는 균일한 혼합을 위해 교반이 수행될 수 있다.
S40) 단계는 강도 증가 첨가물이 투입되고 물로 희석된 원료 슬러리를 펠팅공정에서 소진탄피로 성형하는 단계(S40)이다.
펠팅공정은 펠팅조(40)의 원료 슬러리 중 고형분을 진공흡착하여 습펠트로 1차 가성형하여 습펠트를 제작하는 과정과, 1차 가성형된 습펠트를 프레스에서 고온의 금형(50)으로 몰딩하여 소진탄피로 성형하는 과정을 포함한다.
진공흡착시 진공은 600~740mmHg일 수 있다. 습펠트의 수분함량은 50~65% 정도 일 수 있다.
금형 온도는 100~150℃이며, 바람직하게는 120℃이다. 금형 온도는 100℃ 미만이면 제조된 소진탄피가 파손될 수 있으며 150℃를 초과하면 금형의 온도가 너무 높아 소진탄피의 연소되는 특성이 증가하여 안정상의 위험이 있다.
후처리 공정(60)으로, 성형된 소진탄피에서 버(burr)는 제거하고 방습기능 부여를 위해 표면을 도장할 수 있다. 버 제거와 표면 도장이 완료되면 소진탄피의 제조가 완료된다.
제조된 소진탄피는 압축강도가 1400kgf~1600kgf 범위이다. 이는 기존 소진탄피에 비해 압축강도가 대략 50% 상승된 것이다.
상술한 소진탄피는 70 중량% 이상의 니트로셀룰로스를 함유하고, 펄프와 수지 함량의 합이 20~30 중량%이며, 소진탄피의 장기저장 안정성을 유지하기 위해 안정제가 포함된 제품이며, 강도 증가 첨가물로 PAM(PolyAcrylic)계, PVAm(PolyVinyl Amine)계, 양성전분, CMC(Carboxymethyl cellulose) 중 하나 이상을 포함하는 고분자 물질이 더 포함되어 강도를 향상시킴과 동시에 연소시 잔사(재)가 남지 않도록 한 것이다.
이하 본 발명의 소진탄피 제조방법을 실시예를 통해 상세하게 설명하기로 한다. 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
[실시예]
도 2에 도시된 바와 같이, 소진탄피의 에너지 물질인 니트로셀룰로스와 크라프트 펄프를 해리기(10)에 장입하고 해리기(10)에서 강력한 물살로 해리시킨 후, 해리된 니트로셀룰로스와 크라프트 펄프를 원료제조탱크(20)로 옮긴다.
원료제조탱크(20)에서는 앞 공정에서 해리한 니트로셀룰로스와 크라프트 펄트에 안정제(용매에 녹인 안정제)와 수지(Resin)를 투입하고 교반시켜 원료 슬러리를 제조한다.
제조된 원료 슬러리는 고형분 총 중량에 대하여 니트로셀룰로스 70 중량%, 크라프트 펄프와 수지의 합 28 중량%, 나머지 용매와 안정제의 성분을 갖도록 하였다.
다음으로, 제조된 슬러리 원료는 슬러리 탱크(30)로 보내고 펠팅이 용이하도록 물로 희석하여 적정 농도(0.3~0.5%)로 만든다.
슬러리 탱크(30)에 보관된 원료 슬러리는 펠팅조(40)로 이송된 후 계속적으로 펠팅조(40)와 순환시킬 수 있다.
강도 증가 첨가물은 원료제조탱크(20) 또는 슬러리 탱크(30) 또는 펠팅조(40)의 원료 슬러리에 투입할 수 있다. 강도 증가 첨가물은 용수에 희석시켜 투입할 수 있으며, 정량펌프 등을 이용해 연속적으로 투입할 수 있다. 강조 증가 첨가물의 투입량은 원료 슬러리 전체 고형분의 0.1~10 중량%이다. 강도 증가 첨가물은 양성전분을 사용하였다.
펠팅공정에서는 금형을 펠팅조(40)의 원료 슬러리 속에 담가 원료 슬러리 고형분을 진공흡착하여 습펠트로 1차 가성형하고, 1차 가성형한 습펠트를 프레스에서 고온의 금형(50)으로 몰딩하여 소진탄피의 성형을 완료한다. 금형 온도는 120℃로 유지하였다.
성형된 소진탄피에서 버(burr)를 제거하고 방습기능을 부여하기 위해 표면을 도장하였다.
상술한 방법에 의해 제조된 소진탄피 제품을 폭 60mm의 링 형태로 가공한 후 UTM(Universal Testing Machine)으로 압축하여 압축강도를 측정하였다.
아래의 표 1은 강도 증가 첨가물이 첨가된 소진탄피(실시예)와 강도 증가 첨가물이 첨가되지 않은 소진탄피(비교예)의 압축강도를 다수 회 측정하여 그 범위를 비교하여 나타낸 것이다.
구분 압축강도
비교예 800~1000kgf
실시예 1400~1600kgf
표 1에 의하면, 강도 증가 첨가물이 첨가된 소진탄피에서 측정된 압축강도는 1400kgf~1600kgf 범위로 강도 증가 첨가물이 첨기되지 않은 기존 소진탄피에 비해 압축강도가 대략 50% 상승하였다.
또한, 실시예의 소진탄피의 연소특성을 실험한 결과 순간 연소시 잔사(재)가 남지 않았다.
상술한 바와 같이 본 발명의 소진탄피는 강도가 향상되어 군 운용 및 취급성이 증가하고 자동장전 등 신규 체계 적용시 탄 손상 및 파손 위험을 낮출 수 있음이 확인된다.
상술한 방법에 의해 제조된 소진탄피는 내부에 탄두와 장약이 포함되고 후단 중심부에 뇌관이라는 화약이 미량 포함된 상태로 자주포의 탄약으로 사용될 수 있다. 이 경우, 자주포 발사에 의해 뇌관이 폭발하면 그 작은 폭발은 탄피 내부의 장약을 터트려 고압의 가스를 발생하고 그 가스의 힘에 의해 탄두는 앞으로 발사된다. 그 과정에서 탄피는 순간 연소되므로 탄피를 빼내는 작업을 수행하지 않고도 탄약 자동장전이 가능하게 된다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: 해리기 20: 원료제조탱크
30: 슬러지 탱크 40: 펠팅조
50: 금형 60: 후처리

Claims (9)

  1. 니트로셀룰로스(NC), 펄프, 수지, 용매 및 안정제를 포함하여 원료 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 원료 슬러리를 물로 희석하여 적정 농도로 맞추는 단계;
    상기 원료 슬러리 또는 상기 물로 희석한 원료 슬러리에 강도 증가 첨가물을 투입하는 단계; 및
    상기 강도 증가 첨가물이 투입된 상기 원료 슬러리를 펠팅공정에서 소진탄피로 성형하는 단계를 포함하고,
    상기 원료 슬러리를 제조하는 단계는,
    니트로셀룰로스(NC:Nitrocellulose)와 펄프를 해리기에서 해리시키는 과정과,
    해리된 니트로셀룰로스(NC)와 펄프에 안정제, 용매, 수지를 투입하고 교반하는 과정을 포함하며,
    상기 안정제는 DPA, ECL, AKardite Ⅱ 중 적어도 어느 하나가 선택되고, 0 초과 2중량%로 포함되고,
    상기 강도 증가 첨가물은 PAM(PolyAcrylic)계, PVAm(PolyVinyl Amine)계 중 하나 이상을 포함하는 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 소진탄피 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료 슬러리는
    상기 원료 슬러리 전체 고형분에 대하여,
    니트로셀룰로스(NC) 70 중량% 이상 80 중량% 미만,
    펄프와 수지의 합이 20~30 중량%,
    나머지 용매 및 안정제인 것을 특징으로 하는 소진탄피 제조방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 강도 증가 첨가물은 상기 원료 슬러리 전체 고형분의 0.1~10 중량% 범위로 투입되는 것을 특징으로 하는 소진탄피 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 강도 증가 첨가물은 pH가 5.0~8.0인 것을 특징으로 하는 소진탄피 제조방법
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 강도 증가 첨가물은 밀도가 1.0~1.1g/㎤인 것을 특징으로 하는 소진탄피 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 강도 증가 첨가물은 점도가 200~800mPa.S인 것을 특징으로 하는 소진탄피 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 물로 희석한 원료 슬러리는 고형분 농도가 0.3~0.5 중량%인 것을 특징으로 하는 소진탄피 제조방법.
  9. 삭제
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102041365B1 (ko) * 2019-06-11 2019-11-06 한국씨앤오테크 주식회사 연습용 탄체 제조방법
KR102055423B1 (ko) * 2019-05-02 2019-12-12 국방과학연구소 리파이닝 공정을 적용한 고강도 소진탄피의 제조방법
KR20210001906A (ko) * 2019-06-27 2021-01-06 주식회사 풍산 소진탄피 조성물 및 이를 이용한 소진탄피 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960004228B1 (ko) * 1992-04-08 1996-03-28 주식회사한화 연소성 탄피 및 그의 제조방법
US6910422B2 (en) * 2001-12-15 2005-06-28 Nitrochemie Aschau Gmbh Method for producing a combustible cartridge case for cartridge ammunition
JP2013068365A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd 焼尽性容器
KR101273022B1 (ko) 2005-03-07 2013-06-11 솔베이 스페셜티 폴리머즈 유에스에이, 엘엘씨 탄피

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960004228B1 (ko) * 1992-04-08 1996-03-28 주식회사한화 연소성 탄피 및 그의 제조방법
US6910422B2 (en) * 2001-12-15 2005-06-28 Nitrochemie Aschau Gmbh Method for producing a combustible cartridge case for cartridge ammunition
KR101273022B1 (ko) 2005-03-07 2013-06-11 솔베이 스페셜티 폴리머즈 유에스에이, 엘엘씨 탄피
JP2013068365A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Nichiyu Giken Kogyo Co Ltd 焼尽性容器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102055423B1 (ko) * 2019-05-02 2019-12-12 국방과학연구소 리파이닝 공정을 적용한 고강도 소진탄피의 제조방법
KR102041365B1 (ko) * 2019-06-11 2019-11-06 한국씨앤오테크 주식회사 연습용 탄체 제조방법
KR20210001906A (ko) * 2019-06-27 2021-01-06 주식회사 풍산 소진탄피 조성물 및 이를 이용한 소진탄피 제조방법
KR102264520B1 (ko) * 2019-06-27 2021-06-14 주식회사 풍산 소진탄피 조성물 및 이를 이용한 소진탄피 제조방법

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