KR20070114384A

KR20070114384A - 탄피

Info

Publication number: KR20070114384A
Application number: KR1020077022825A
Authority: KR
Inventors: 니키카 말코빅; 토드 에스 러싱
Original assignee: 솔베이 어드밴스트 폴리머스 엘.엘.씨.
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-12-03
Also published as: IN2007CH03885A; WO2006094987A1; KR20070117631A; IN2007CH03887A; EP1858977B1; IL185667A0; JP2008531977A; JP5148473B2; ATE433478T1; CN101395220B; US20060207464A1; ATE520954T1; AU2006221935A1; EP1858977A2; US8850985B2; NO20074595L; US8240252B2; WO2006094988A2; US20140235784A1; AU2006221935B2

Abstract

탄약 물품은 케이싱과 캡을 구비하여 제공되며, 케이싱은 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료로부터 형성된다. 대안으로, 이 케이싱은 폴리페닐술폰, 또는 실록산 강화 비스페놀-A 폴리카보네이트 또는 비페닐 연결체를 갖는 비스페놀-A 폴리카보네이트 또는 비스페놀-A 폴리카보네이트와 아크릴 엘라스토머의 혼합물로부터 형성된다. 또한, 고탄성 중합체와 재료를 혼합함으로써 중합체 탄약 카트리지 케이싱 재료의 점탄성 응답을 개선하는 방법이 제공된다.

Description

탄피 {AMMUNITION CASING}

본 발명은 탄약 물품에 관한 것으로, 특히, 케이싱의 적어도 일부가 중합체 재료로 이루어진 탄약 카트리지 케이싱에 관한 것이다.

적용분야의 극한의 특성으로 인해, 탄약 카트리지의 제조에 사용되는 재료는 양호한 기계적 열적 특징을 가져야만 한다. 현재 전세계적으로 탄약의 모든 구경을 위한 카트리지 케이싱의 제조에 많이 사용되는 재료는 금속이다. 황동이 주로 사용되며, 그 뒤를 이에 소량의 강과, 제한된 양의 알루미늄이 사용된다. 탄약 카트리지 케이싱용으로 중합체 재료를 사용하는 것에 대해 지난 40 년 이상 동안 광범위하게 연구되고 있지만, 성공하지는 못했다.

황동, 강, 및 소량의 알루미늄 카트리지 케이싱은 중량이 무거우며 부식의 우려와 같은 중대한 문제점을 갖고 있다. 알루미늄은 또한 폭발성 산화 저하 (explosive oxidative degradation) 의 가능성이 있다는 문제점을 가지며, 이에 의해 저압의 카트리지에서만 사용되거나 또는 비교적 두꺼운 케이싱 벽을 견딜수 있는 적용분야에서만 사용된다. 이로 인해, 탄약 카트리지 케이싱 제조에 바람직한 재료는 경량이며 탄약 적용분야에 사용하기에 적합한 기계적 특성을 가지면서 내부식성을 갖게 된다. 다수의 경량의 중합체 재료가 충분한 내부식성을 갖지 만, 오늘날까지, 중합체는 하등의 기계적 특성 및 열적 특성을 견딜 수 있는 소수의 (niche) 탄약 적용분야에서만 사용되고 있다 (예컨대, 엽총의 탄피는 폴리에틸렌 요소를 포함한다).

취급 및 저장 조건의 폭넓은 범위에서의 안정성이 중요하지만, 카트리지 재료에서 요구되는 가장 중요한 것은 발포시에 겪게 된다. 뇌관 (primer) 을 지지하는, 카트리지 베이스 단부의 재료는 기계적 고장없이 뇌관상에서 공이 (firing fin) 의 충격을 뇌관에서 먼저 흡수해야만 한다. 캡슐화된 발사화약의 착화 및 연소시, 급속 팽창한 가스가 고압을 발생시켜, 발사되는 화기의 총신으로부터 탄두를 발사한다. 탄약 카트리지 케이싱은, 기체 연소 생성물이 총신의 개구 방향으로만 팽창하고, 이에 의해 탄두 운동 에너지로의 에너지 변환을 최대화하도록 폭발에 의해 발생된 압력을 견뎌내고 포함해야만 한다

화기의 카트리지 약실은 카트리지의 외부측에 끼움고정되며, 이에 의해 반경 방향의 카트리지 케이싱 벽의 대부분을 지지하지만, 다수의 화기에서는 카트리지 베이스 단부의 일부가 약실로부터 튀어나와서 지지할 수 없게 된다. 발사시, 응력 프로파일이 카트리지 케이싱을 따라 발생하며, 가장 큰 응력은 베이스 단부에 집중된다. 따라서, 카트리지 베이스 단부는 가장 큰 기계적 강도를 가져야만 하며, 탄두를 수용하는 전방 단부를 향해 케이싱을 따라 축선 방향으로 기계적 강도의 점진적인 감소가 이루어져야 한다.

통상 황동 카트리지 케이싱은 변화하는 기계적 요구를 반영하는 케이싱 길이를 따라 강도 프로파일을 제공하도록 설계되고, 강도가 가장 크고 경도가 가장 큰 재료가 카트리지 베이스 단부에 위치되도록 설계된다. 황동 및 다른 금속에서, 강도 프로파일은 케이싱의 일단부로부터 타단부까지 열처리 조건을 변화시킴으로써 용이하게 유도되지만, 이는 중합체를 위한 선택사항은 아니다. 기계적 강도 프로파일은 케이싱 벽 두께를 변화시킴으로써 중합체 탄약 카트리지 케이싱에서 이루어질 수 있지만, 케이싱의 외부 기하학적 형상은 존재하는 화기의 약실 크기에 의해 고정되며, 증가된 케이싱 벽 두께는, 케이싱이 종종 요구되는 추진제 충전량을 허용하기에 불충분한 내적을 갖게 한다.

다수의 탄약 물품은 2 이상의 별개의 부품으로 이루어진 카트리지 케이싱으로 설계된다. 각각의 구성요소는 통상 상이한 재료로 제조되며, 고강도의 통상 금속 재료는 카트리지 케이싱 베이스 부분 또는 "캡"을 구비하며, 중합체 또는 다른 재료는 케이싱의 나머지부분을 구비한다. 예컨대, 입수가능한 엽총 탄약은 중합체 최상부 또는 슬리브에 결합되는 금속 베이스 또는 캡을 채용한다. 상당량의 금속이 이러한 탄약 카트리지를 위해 요구되지만, 중량 및 비용 절감이 상업적으로 허용될 수 있을 만큼 충분히 이루어질 수 있다.

탄약 카트리지의 가장 심각한 기계적 필요 조건이 베이스 단부에 집중되며, 케이싱의 최상부 또는 전방부는 또한 수개의 재료 필요 조건도 충족시켜야 한다. 카트리지 폭발 화약의 연소시, 대량의 에너지가 대개 수밀리초 동안 방출되어 높은 응력 및 높은 변형율을 발생시킨다. 케이싱 재료는 취성 파괴되지 않고 폭발 충격을 흡수할 수 있는 적절한 연성을 가져야만 한다. 또한, 이 재료는 크립, 플로우 또는 다른 변형을 회피하기에 충분한 강성 및 강도를 가져야만 한다.

플라스틱 탄약 카트리지를 설계하기 위해서 많은 노력을 기울이고 있으며, 또한 이 분야의 전문가들은 다양한 재료를 시험하고 있다. 이러한 시도에도 불구하고, 일관적인 성공이 이루어지지 않고 있다.

케이싱 재료에 대한 요구로 인해, 적합한 중합체 재료를 식별해내는 것이 중합체 케이스화된 탄약에서 발생하는 주된 문제점으로 남아 있다. 이에 의해 시도되는 모든 중합체 재료는 발사시 발생되는 충격 에너지의 흡수 또는 고온에서 기계적 무결성의 유지에 심각하게 부족한 것으로 판명나고 있다. 당 분야에서 중대한 개선은 탄약 카트리지 케이싱의 최상부 또는 전방부로서 적어도 기능할 수 있는 중합체 재료의 식별일 것이다.

본 발명에 따르면, 카트리지 케이싱을 구비하는 탄약 물품은, ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 제공한한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 카트리지 케이싱을 구비하는 탄약 물품은, 2 이상의 개별 구성요소를 구비하며, 1 이상의 케이싱 부분은 ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 포함하는 케이싱을 제공한다.

도 1 은 2 개의 카트리지 케이싱, 뇌관 및 탄두를 구비하는 본 발명의 실시예에 따라 제공된 탄약 물품의 절반부의 개략적인 사시도이다 (화약 또는 발사 약은 도시되지 않음).

도 2 는 도 1 의 카트리지 케이싱 및 뇌관의 절반부의 개략적인 분해 사시도이며, 케이스렛과 케이싱의 캡부분(캡부분의 단면)을 도시한다.

도 3 은 도 1 의 카트리지 케이싱 및 뇌관의 절반부의 개략적인 분해 사시도이며, 케이스렛과 케이싱의 캡부분의 단면을 도시한다.

도 4 는 발사에 실패한 비스테놀-A 폴리카보네이트로부터 형성된 카트리지 케이스렛의 절반부의 개략적인 측면 사시도이다.

도 5 는 통상적이지 않은 경우의 확대도시된 탄약 물품의 절반부의 개략적인 단면도이다.

본 발명을 위하여, 이하 사용된 용어 "탄약 물품 (ammunition article)" 은 화기에 장전되거나 발사되도록 준비된 완벽히 조립된 탄환을 말한다. 탄약 물품은 탄두가 장착된 실탄 (live round) 또는 탄두가 장착되지 않은 공포탄 (blank round) 일 수 있다. 탄약 물품은 어떠한 구경의 권총 또는 소총 탄약에도 가능하며, 비살상탄 (non-lethal round), 고무 소총탄 또는 다른 금속 탄두를 포함하는 탄, 다중 탄두(산탄)를 포함하는 탄, 및 유체가 채워진 캐니스터 및 캡슐과 같은 소총탄 이외의 탄두를 포함하는 탄 등의 다른 형식일 수도 있다. 탄약 물품은 공지된 종류 또는 본 명세서에 기재된 종류일 수도 있다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제공된 탄약 물품 (10) 의 예시적 실시예의 절반의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 탄약 물품 (10) 은 추진장약 (도시 생략) 을 유지하는 구성요소인 카트리지 케이싱 (또는 간단히 "케이싱")(12), 뇌관 (13) 및 탄두 (14) 를 구비한다. 이에 의해, 카트리지 케이싱 (12) 은 발사후 파괴되지 않고 유지되는 탄약 물품의 일부이다. 카트리지 케이싱은 일체형 또는 여러부분으로 이루어진 구조일 수 있다.

도 1 에 부가하여 도 2 및 도 3 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 케이싱 (12) 은 2 개의 구성요소로 이루어지는데, 케이싱은 전방 부분 또는 케이싱의 일부를 구비하는 "케이스렛" 부분 (12a) 과 뇌관 (13) 이 위치되는 카트리지 케이싱의 폐쇄 단부를 구비하는 "캡" 부분 (12b) 을 포함한다. 도시된 실시예에서, 케이스렛 부분 (12a) 과 캡 부분 (12b) 은 케이스렛 부분 (12a) 의 연장부 (18) 의 외표면의 리브 (16) 와 캡 (12b) 의 내표면의 리브 (20) 에 의해 함께 유지되며, 이들 리브는 캡이 케이스렛 상에 압입될 때 함께 스냅 끼워맞춤된다.

도 1a 를 참조 하면, 탄약 물품 (10') 은 일체형 케이싱 (12'), 뇌관 (13') 및 탄두 (14') 를 구비하는 것으로 도시되어 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이 용어 "고탄성 (high modulus)" 중합체 또는 중합체 재료는 실온에서 ASTM D 790 에 따라 측정된 500,000 psi 이상, 바람직하게는 750,000 psi 이상, 더 바람직하게는 900,000 psi 이상의 굴곡 탄성율을 갖는 중합체 또는 공중합체를 의미한다. 인장 탄성율 및 전단 탄성율로 제한하는 것은 아니지만, 다른 탄성계수도 사용될 수 있다.

용어 "실온" 은 당업자에게 아주 친숙한 용어이며, 이는 통상 약 23℃ 의 온도를 나타낸다.

본 발명의 목적을 위한 중합체 재료의 특성 (예컨대, 충격 강도) 을 언급할 때, 중요한 것은 쓸 수 있는 부품 (예컨대, 탄약 케이싱 요소) 으로의 몰딩, 성형 또는 다른 형식의 가공 바로 전에 존재하는 원재료의 특성이다. 물론, 재료의 처리는 특성의 측정 (예컨대, 적절한 기하학적 형상적의 시험편이 충격 시험을 위해 성형되어야만 함) 을 필요로 할 수 있으며, 표준의 방법론으로부터의 벗어남을 내포하는 것은 아니다. 카트리지 케이싱과 같은 부품이 소정 특성을 갖는 중합체 재료로 이루어지는 것으로 나타내는 것은 "성형 그대로인(as-molded)" 부품에 존재하는 재료의 특성을 의미하는 것이 아니라, 형성되는 부품으로부터의 재료의 특성을 의미하는 것이다. 원료는 순수 중합체 또는 공중합체 수지일 수 있으며, 첨가제, 변형제, 혼합 성분 등의 조합을 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따라 제공된 탄약 카트리지 케이싱에 사용되는 중합체 재료의 필수 특성은 높은 변형률로 대량의 에너지를 흡수하는 재료의 능력이다. 이러한 에너지 흡수 특성은 재료의 충격 강도, 또는 굴곡 쇼크에 대한 응답을 나타낸다. 에너지 흡수에 사용되는 입수가능한 중합체 재료는 비스페놀-A 폴리카보네이트 등의 비정질 수지 (예컨대, 방탄 유리) 및 엘라스토머-강화 폴리아미드 등의 반결정질 수지 (예컨대, 스포츠 장비) 를 포함한다(비스페놀-A 폴리카보네이트로는 LEXAN® 141 R(GE 플라스틱사 제조) 가 제공되며, 엘라스토머-강화 폴리아 미드로는 Zytel FE 8194 NC 010(DuPont사 제조) 가 제공됨).

성형 수지의 충격 강도를 측정하는 통상의 방법은 아이조드 및 샤르피 충격 시험 등의 충격 시험이다. 가장 널리 사용되고 있는 데이터는 노치 아이조드 충격 시험용 데이터 (실온(약 23℃ 또는 73℉)에서 ASTM D256-00 기준하에 유도됨) 이다. ASTM D 256-00 의 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 내재되어 있다.

노치 아이조드 충격 강도값이 본 명세서에서 언급될 때에는, 이 값들은 특별한 언급이 없는 한, ASTM D2546-00 의 방법 A 에 따라 측정된다. 본 출원의 명세서 및 특허청구범위 전체에서 "ASTM D256" 은 ASTM D2546-00 의 방법 A 를 의미한다. ASTM D256 기준에 따라서, 본 명세서에 부여된 각각의 아이조드 충격 강도값과 관련하여 시료 시험 온도가 지시된다 (ASTM D256-00 은 "플라스틱의 아이조드 추 내충격성을 판정하는 것" 미국재료시험협회(ASTM International)).

부여된 중합체 재료를 위해 측정된 아이조드 충격 강도는 시료로부터 시료, 시험으로부터 시험으로의 가변성의 정도를 나타내는 것임을 알 수 있다. 당업자라면, 본 명세서에 언급된 아이조드 충격 강도값이 정확하지 않지만, 실제의 실험값이 허용 한도 내에서 유도될 수 있는 평균치를 나타냄을 알 수 있다.

이하의 시험 변수는 시험 결과에 중대한 영향을 미치는 것으로 ASTM 에 의해 식별된다: 이것으로 제한하는 것은 아니지만, 처리 기술을 포함하는 시편 제작 방법, 몰드 설계, 성형 조건 및 열처리; 노칭 방법, 노칭 공구의 속도, 노칭 장치 설계; 노칭 및 시험 사이의 시간; 노치 하에서 시험편의 폭과 시험편의 두께; 및 환경 조건 (ASTM D256-00). 따라서, 부여된 재료의 아이조드 충격 강도를 상이한 온 도에서 비교할 때는, 시편 온도가 충격 강도 측정 사이에서만 변화하는 것이 바람직하다.

하기의 표는 에너지 흡수에 통상적으로 사용되는 두 재료를 위한 충격 강도를 제공한다:

선택된 열가소성물질의 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 (ASTM D256)

중합체	약어	충격강도
비스페놀-A 폴리카보네이트 GE 플라스틱 데이터시트 Lexan 141R(ⓒ1997-2003)	PC	15 ft-lb/in (아이조드 충격강도, 노치, 73℉)
하이-임팩트 폴리아미드 612 DuPont 플라스틱 데이터시트 Zytel® FE 8194 NC010 (온라인 재료 데이터 시트 2004. 9. 12일자)	PA612	17.5 ft-lb/in (아이조드 충격강도, 노치, 73℉)

충격 흡수에 관해 나타낸 표 1 에서 식별되는 재료라 할지라도, 탄약 케이싱의 적용에 종종 실패하기도 한다. 예컨대, 실온에서의 카트리지 케이싱 (12) 의 비스페놀-A 폴리카보네이트 중합 케이스렛 (12a) 의 실패가 도 4 에 도시되어 있으며, 여기서 케이스렛 (12a) 은 그 축선을 따라 크랙 (15) 을 가지며, 연장부 (18) 의 일부는 케이싱 리브로부터 완전히 실패되어 분리된다.

엘라스토머상 (elastomeric phase) 의 도입은 종래의 방식에서 열가소성 재료의 에너지 흡수 용량을 증가시켰다. 따라서, 고무 충전 나일론이 2 부분 (캡 및 케이스렛) 탄약 케이싱의 플라스틱 부분을 위해 제안되고 있지만, 제한적으로만 성공하였다. 또한, 발사시, 중합체와 금속 사이의 인터페이스은 실패의 임계 영역이며, 이 인터페이스에서 폴리아미드 612 형 재료는 문제점을 갖는 것으로 나타나 있다. 또한, 폴리아미드 612 형 재료의 비교적 낮은 유리 전이 온도 (약 50℃) 는 급작스런 발사시 화기의 고온 약실 (hot chamber) 에서 이들 재료를 연화시킬 수 있다. 게다가, 폴리아미드 612 형 재료는 중합체 구조의 친수성 때문에 치수 및 기계적 특성의 불안정한 경향을 나타낸다.

전술한 중합체 재료는 발사시 매번 실패하지 않으며, 또한 많은 경우에 적절하게 실행된다는 점이 중요하다. 예컨대, Lexan® PC 로 형성된 케이싱에서 시험 발사가 실행되는 경우, 이러한 PC 케이스 4 개중 3 개가 전술한 바와 같이 한번의 케이스에서만 실패하고, 적절하게 실행된다. 그러나, 적용분야에 극한의 특징이 부여되기 때문에, 유용한 중합체 재료는 다수의 회수에서 완벽하게 실행되어야만 한다. 중합 카트리지 케이싱은 실탄 발사의 99% 이상에서 견뎌내야 하며, 바람직하게는 99.9% 이상, 더 바람직하게는 99.99% 이상, 더욱 더 바람직하게는 99.999% 이상에서 견뎌내야 한다. 성공율이 높으면 높을수록 바람직하며, 가장 바람직하게는 100%이다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 1) 탄약 카트리지 케이싱의 높은 변형률 에너지 흡수 조건에 만족할 수 있는 중합체 재료를 당업자가 정확하게 식별할 수 있는 재료의 가이드라인을 제공하고, 2) 중합체 재료로부터 이러한 카트리지 케이싱을 제조하는 수단을 알려주는 것이 가장 중요하다.

이하, 탄약 적용 분야의 필요 조건에 부합하며, 본 발명의 실시예에 따른 탄약 물품을 형성하기 위해 사용되는 재료의 예시에 대해 언급한다. 이러한 실시예에서의 재료는 이것으로 제한하는 것은 아니지만, 실록산 강화 비스페놀-A 폴리카보네이트(S-PC, 예컨대 GE 컴퍼니에 의해 Lexan® EXL 9330으로 제공됨, - GE 플라스틱, GE 플라스틱 데이터시트, Lexan® EXL 9330(ⓒ 1997-2003)); 비페닐 연결체를 포함하는 폴리카보네이트(B-PC, 예컨대, 피츠버그 PA 의 Bayer Polymers LLC 에 의해 Makrolon ® DP1-1848 으로 제공됨, Bayer Polymers 데이터 시트, Makrolon ® DP1-1848 (4페이지)(2003년 5월); 및 폴리페닐술폰(PPSU, 예컨대, 조지아, 알파레타의 Solvay Advanced Polymers, LLC 에 의해 Radel ® R-5700 NT 로 제공됨, Radel ® R-5xxx 수지의 저온 노치 아이조드 충격강도, Radel ® R-5700 NT- 5페이지)) 을 포함한다. 전술한 GE, Bayer 및 Solvay Advanced Polymers 데이터 시트는 참조로 본원에 내재되어 있다. 노치 아이조드 시험 (ASTM D 256, 23℃ 의 실온, 상기와 같음) 에 의해 측정된 중합체 재료 에너지 흡수 성능이 표 2 에 도시되어 있다.

선택된 열가소성 물질의 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 (ASTM D256)

중합체	약어	충격 강도
실록산 강화 비스페놀-A 폴리카보네이트	S-PC	15 ft-lb/in
비페닐 연결체를 갖는 비스페놀-A 폴리카보네이트	B-PC	13 ft-lb/in
폴리페닐술폰	PPSU	12.5 ft-lb/in

높은 변형율하에 발생되는 에너지를 흡수하는 중합체의 능력을 측정하는 기준은 실온 노치 아이조드 시험, ASTM D256이다. 표 1 및 2 에 기재된 노치 아이조드 충격 강도값은 PC 와 PA612가 S-PC, B-PC, 및 PPSU 보다 확연히 월등하다는 것을 나타내고 있다. 따라서, S-PC, B-PC, 및 PPSU 카트리지 케이싱 요소가 가시적인 파손의 징후없이 다수의 실탄의 탄약 발사를 견딜수 있으며, 또한 중합체 케이싱 탄약이 종래의 황동 탄약과 등가로 실행된다는 예기치 않은 결과를 도출하였다. 이는 카트리지 케이싱의 실패가 종종 관찰되었던, PC 및 PA612 재료를 사용한 초기의 시도와 완전 반대되는 것이다.

이론적인 것을 강조하는 것은 아니지만, 전술한 바와 같이 우수한 재료의 성능을 갖는 이유는 우수한 에너지 흡수 거동으로부터 유래된 것으로 사료된다. 적절한 재료를 유효하게 선택하기 위한 불분명한 해결의 실마리는 대기 온도 뿐만 아니라 대기 온도 이하의 온도에서도 충격 흡수의 특성을 검사해야 한다는 것이다. 예컨대, 실온에서 노치 아이조드 값의 비교는, PC 와 PA612 재료가 성공적으로 발사된 재료, S-PC, B-PC, 및 PPSU 이상의 충격 강도를 갖는다는 것을 나타내고 있다. 그러나, 이러한 상황은 충격 강도 데이터가 하위 대기 온도에서 비교했을 때는 상이하다.

하기 표 3 은 실온 이하의 온도에서 측정된 전술한 5 개의 재료의 노치 아이조드 충격 강도를 나타낸다. 저온 노치 아이조드 충격 강도값은 실온에서의 데이터보다 입수하기가 덜 용이하다. 그 결과, 표 3 에 개시된 데이터는 모든 재료에 대해 완전히 동일한 저온에서 얻어지지 않는다.

표 1 및 표 2 의 실온 아이조드 데이터와 표 3 의 저온 아이조드 데이터를 비교하면, 발사를 견뎌낸 케이싱 재료의 그룹 대 다소간 실탄 발사에 실패한 중합 케이싱 재료의 그룹의 특성 사이에 분명한 차이가 관찰된다. 표 3 의 마지막 열은 저온에서 취한 노치 아이조드 데이터와 실온에서 취한 노치 아이조드 충격 데이터의 비 값을 나타낸다; 이에 의해, 비 값은 냉각시 충격 강도 손실의 정도를 나타낸다. 저온에서 냉각될 때 그 충격 강도의 초과량만큼 부적절하게 재료가 손실된다 (높은 비 값). 표 3 에 제공된 데이터는 참조로 전체 내용이 내재된 이하의 데이터 시트로부터 유도된다: (1) Solvay Advanced Polymers, Radel® R-5xxx 수지, Radel® R 5700 NT 의 노치 아이조드 충격 시험 및 (2) Engineering Polymer Specialists 에 의해 제공된 "A Guide to Polycarbonate in General". 탄약 카트리지 케이싱으로는 냉각시 충격 강도의 상당 량을 유지하는 재료가 가능하다. 놀랍게도, 탄약 카트리지 케이싱으로 적합한 중합체 재료는 -40℃(또는 그 이하)에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도와 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도값이 4 미만인 값을 갖는 것중 하나이다.

B-PC 재료의 저온 데이터 지점은 -30℃ 으로 보고된 것에 주목한다. 이는 ASTM D256 충격 시험을 위한 기준 Makrolon® 데이터 시트에서 보고된 데이터를 반영한다. 노치 아이조드 충격 데이터는 선택적인 시험 방법인 ISO 180-4 에 의해 측정된 바와 같은 재료를 위해 보고되고 있으며, 이하와 같다: 23℃ 에서 60kJ/㎡, -30℃ 에서 55kJ/㎡ 및 -60℃ 에서 50kJ/㎡. ISO 시험 방법과 ASTM 시험 방법 사이의 직접적인 상관관계가 존재하지 않을지라도, 부여된 방법에 의해 측정된 노치 아이조드 값의 비는 방법 대 방법으로 비교될 수 있다. B-PC 재료의 ISO 데이터는, 재료가 23℃ 내지 -60℃ 에서 냉각될 때, 연성이 심각하게 감소되지 않는 것으로 나타나 있다. 사실, 이들 온도에서 보고된 충격 강도의 비는 1.2 이며, 4 보다 훨씬 아래에 있다. 이는 실온 및 ASTM 방법에 의해 측정된 -40℃ 에서의 재료의 충격 강도 값이 4 보다 상당히 아래에 있다는 정성적 지표 (qualitative indication) 이다. 따라서, B-PC 재료는 표 3 의 비교에서 PC 및 PA612 재료를 능가하는 PPSU 재료로 분류된다.

S-PC 를 위해 제공된 데이터가 -40℃ 에서 수집되지 않았지만, 이 재료를 위한 재료가 PC 및 PA612 보다 더욱 가혹한 (더 추운) 조건에서 보고되었기 때문에, 상기 비교는 유효한 것으로 간주되며, S-PC 재료는 광범위하게 PC 및 PA612 재료를 더욱 능가한다.

중합체	약어	온도	충격강도	비
비스페놀-A 폴리카보네이트	PC	-40℃	1.8 ft-lb/in	8.3
하이-임팩트 폴리아미드 612	PA612	-40℃	2.5 ft-lb/in	7.0
실록산-강화 비스페놀-A 폴리카보네이트	S-PC	-51℃	11 ft-lb/in	1.4
비페닐 연결체를 갖는 비스페놀-A 폴리카보네이트	B-PC	-30℃	11 ft-lb/in	1.2
폴리페닐술폰	PPSU	-40℃	3.9 ft-lb/in	3.2

본 발명에 따라 중합체 카트리지 케이싱 또는 케이싱 부분을 제조하기에 적합한 재료를 결정하기 위해서는, 실온에서의 내충격성 뿐만아니라 통상의 사용 온도보다 더 아래의 온도에서의 내충격성 모두를 고려하는 것이 중요하다.

바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따라 제공된 카트리지 케이싱으로 유용한 중합체 재료는 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 4 미만의 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비를 갖는다.

더 바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따라 제공된 카트리지 케이싱으로 유용한 중합체 재료는 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 3.5 미만의 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비를 갖는다.

더욱 더 바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따라 제공된 카트리지 케이싱으로 유용한 중합체 재료는 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 4 미만의 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비를 갖는다.

가장 바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따라 제공된 카트리지 케이싱으로 유용한 중합체 재료는 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 3.5 미만의 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비를 갖는다. -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비는 약 3 미만 또는 약 2.5 미만 또는 그 이하를 갖는다. 비 값이 낮을수록 저온 충격 성능이 우수한 것으로 나타나며, 이에 의해 본 발명의 실시예에서 바람직하다.

본 발명에 따라 제공된 카트리지 케이싱으로 유용한 다른 중합체 재료는 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 3 미만의 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비를 갖는다. -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비는 약 2.5 미만 또는 그 이하를 갖는다. 또한, 비 값이 낮을수록 더욱 바람직하다.

-40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값으로 저온 충격 강도 요구를 제한하고자 하는 것은 아니다. 분명히, 저온에서 높은 충격 강도를 유지하는 재료는 탄약 카트리지 케이싱으로 사용하기에 적합하다. 따라서, 본 발명에 따른 저온과 실온에서의 아이조드 충격 강도의 비를 결정하기 위해서는, 저온 충격 강도는 거의 -45℃, 거의 -50℃, 거의 -55℃, 거의 -60℃, 또는 그 이하의 온도에서 측정될 수 있다. 따라서, 4 미만인 -45℃(또는 그 이하) 에서 측정된 노치 아이조드 대 실온에서 측정된 노치 아이조드의 비는 실온과 -40℃ 사이에서 취한 비가 또한 4 미만인 것을 의미할 수 있다; 따라서, 어떠한 이와 같은 재료는 또한 본 발명의 실시예에서 유용하다. 또한, 당업자라면, 바람직하지 않은 것은 아니지만, 충격 강도비가 실온 및 -40℃ 보다 약간 높은 온도에서 측정된 값으로부터 판정될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에서, 탄약 카트리지 케이싱은 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 -50℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 탄약 카트리지 케이싱은 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 -50℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비가 약 3.5 미만인 중합체 재료를 포함한다. 더욱 바람직한 실시예에서, 탄약 카트리지 케이싱은 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 -50℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 포함한다. 더욱 더 바람직한 실시예에서, 탄약 카트리지 케이싱은 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 값 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 을 가지며, 또한 약 -50℃ 에서 측정된 노치 아이조드 값 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 값의 비가 약 3.5 미만인 중합체 재료를 포함한다.

해당 데이터의 폭넓은 입수가능성 때문에, 노치 아이조드 충격 시험이 본 발명을 기술하는 비교의 기준으로서 사용되고 있다. 그러나, 아이조드(언 노치) 및 샤르피 시험 등의 다른 시험 방법이 충격 강도의 측정을 위해 제공되어 본 발명의 실시예에서 간접적으로 적용될 수 있음에 주목한다. 실제 충격 강도값과 강도비가 직접적으로 상관관계가 있지는 않지만, 임의의 충격 시험 방법에 의해 측정된 실온 및 저온 (-40℃ 이하) 의 충격 강도의 작은 비 (약 4 또는 5 미만) 를 갖는 중합체 재료가 본 발명의 실시예에 따라 제공되는 탄약 카트리지 케이싱에 잠재적으로 유용하다. 다른 충격 시험 방법을 받게 될때 양호한 저온 충격 강도 유지를 보이는 재료는 또한 노치 아이조드 시험에서 유사한 성능을 나타낸다. 따라서, 기준 충격 시험 절차를 사용하여 측정되는 저온 충격 강도 대 실온 충격 강도는 카트리지 케이싱 성능을 위한 재료를 정성적으로 평가하는데 사용될 수 있지만, 재료가 본 발명에 따른 케이싱 구성요소를 위한 기준에 일치하는 지의 여부를 이미 판단할 수 없다면, 노치 아이조드 데이터는 ASTM D256 에 따라 수집되어야 한다.

단지 연성이 탄약 케이싱 재료로서 사용하기 위해 부여된 중합체 재료의 적합성을 안내하는 유일한 인자는 아니다. 본 발명의 충격 기준에 일치하는 모든 재료가 모든 탄약 적용을 위해 유용하다고 제안하고자 하는 것은 아니다. 본 발명에 의해 만들어진 재료 충격 필요 조건은 크립 저항성, 용융 및 유리 전이점과 같은 열특성, 내약품성, 불연성, 치수 안정성, 특별 적용 필요 조건, 약실과 케이스 사이의 마찰 계수 등과 같은 부가적인 인자에서 관찰되어야 한다. 그러나, 충분한 연성의 부족 또는 냉각시 연성의 과도한 손실은 부여된 재료를 케이스 재료로서 유용하지 않은 부적합하다고 판단하는 데 이는, 이 재료가 발사시 재료에 부과되는 요구를 다루기에 충분한 에너지 흡수 성능을 갖지 않기 때문이다.

유용한 중합체 재료는 드물게는 단일 요소 재료이지만, 대부분은 수개의 요소의 혼합물 및 화합물이다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따라 유용한 재료 중 하나 (S-PC) 및 수개의 실시예에서 시험되는 것은 두개의 주성분의 혼합물, 단순 비스페놀-A 폴리카보네이트 및 실록산 폴리카보네이트 공중합체이다. 또한, 이에 의해, 본 발명의 실시예에 유용한 재료는 전술한 연성 필요 조건에 부합하지 않는 경고와 함께, 일정 특성을 개선하도록 설계된 다른 요소와 전술한 폴리머를 함께 혼합함으로써 제공된 것을 포함한다.

본 발명의 재료는 본 명세서에 기술된 충격 강도 필요 조건에 일치하는 순수 중합체 수지로 제한하는 것은 아니다. 당업자라면, 다양한 첨가제와 충진제가 종종 중합체 재료에 도입되고 또한 탄약 케이싱 재료에서 사용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 첨가제로는 이것으로 제한하는 것은 아니지만, 가소제, 윤활제, 성형제, 충진제, 열산화 안정제, 난연제, 착색제, 상용화제, 충격 강화재, 이형제, 강화 섬유 및 다른 것을 포함할 수 있다. 또한, 첨가제는 하나 이상의 중합체 또는 공중합체의 혼합물에 포함될 수 있다.

본 발명에 따라 제공된 유용한 카트리지 케이싱 재료의 비제한적인 실시예는 본 발명의 충격 필요 조건에 일치하는 수지 재료와 고탄성 중합체 재료를 혼합함으로써 이루어질 수 있다. 고탄성 중합체는 베이스 재료의 크립 및 점탄성 완화 저항성을 개선하고, 고온에서의 재료의 기계적 무결성을 개선할 수 있다. 중합체는 일정 비율로 혼합되며, 고탄성 재료의 양은, 생성 혼합물의 연성이 탄약 케이싱 재료로서 작용하기에 충분하도록 결정된다. 고탄성 재료의 양의 비제한적인 실시예는 약 50 중량 %, 바람직하게는 약 25 중량 %, 더욱 바람직하게는 약 15 중량 %, 더욱 더 바람직하게는 약 10 중량 %, 가장 바람직하게는 5 중량 % 이다. 2.5 중량 % 미만, 1 중량 % 미만, 또는 0.1 중량 % 미만의 양은 본 발명의 실시예에 유용하도록 기계적 특성에 충분한 효과를 갖는다. 고탄성 재료의 중량 % 의 하한에 대해서는 한정하지 않는다.

본 발명의 탄약 물품의 예시적 실시예에서, 탄약 카트리지 케이스렛은 실록산-강화 비스페놀-A 폴리카보네트와 고탄성 중합체 또는 공중합체의 혼합물로부터 사출형성된다.

또다른 실시예에서, 탄약 카트리지 케이스렛은 비페닐 연결체를 갖는 비스페놀-A 폴리카보네트와 고탄성 중합체 또는 공중합체의 혼합물로부터 사출형성된다.

고탄성 재료와 폴리카보네이트계 높은 충격 재료들의 혼합은 점탄성 완화 특성의 개선을 이루는 방법의 예시이다.

플라스틱의 저온 충격 강도를 개선하는 방법은 가요성 중합체 또는 공중합체와 플라스틱을 혼합하는 것이다. 따라서, 유용한 혼합물의 예시는 RTP 1899A X 83675 (미네소타 위노나의 RTP Company 제조) 와 같은 아크릴 엘라스토머로 혼합된 비스페놀-A 폴리카보네이트일 수 있다. RTP 1899A X 83675 의 노치 아이조드 충격 특성은 다음과 같이 보고되었다: 23℃ 에서 26 ft lbs/in, 및 -40℃ 에서 17 ft lbs/in(2005년 3월 4일 RTP Company 로부터 입수한 값임). RTP 1899A X 83675 재료의 고온 기계적 무결성은 고탄성 중합체 또는 공중합체의 추가에 의해 더 개선될 수 있다. 본 명세서에 기술된 노치 아이조드 비 필요 조건과 일치하는 이러한 형식의 혼합 재료가 본 발명의 실시예에 유용하다.

당업자에게 공지된 다른 방법은 열가소성 재료의 저온 충격 특성을 개선하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 충격 강도 비 필요 조건은 공지된 수개의 중합체 재료를 강화함으로써 일치될 수 있다. 열가소성 중합체의 저온 충격 강도를 증가시키는 방법은 이것으로 제한하는 것은 아니지만, 하기와 같다:

ㆍ 에너지 흡수를 위한 가요성 연결을 부가하기 위해 베이스 단량체와 제 2 단량체를 공중합하는 것. 예컨대, 실록산 요소가 폴리카보네이트 백본 (backbone) 의 블록으로서 포함되어 S-PC 재료에서의 저온 충격 강도를 개선한다. 유사하게, 비페닐렌 연결을 내장하는 단량체가 간단한 폴리가보네이트 백본으로 도입되어 우수한 저온 에너지 흡수 재료가 된다 (B-PC 재료).

ㆍ RTP 1899A X 83675 재료에서의 엘라스토머 혼합물 성분 등의 베이스 중합체 수지를 충격 강화재와 혼합하거나 섞는 것.

ㆍ 중합 혼합물을 비중합 저온 충격 강화재를 함유하도록 조직화하는 것, 예컨대 아디페이트 가소제 (adipate plasticizer) 를 PVC 에 첨가하여 저온 성능을 개선하는 것.

본 발명의 실시예에서, 본 발명의 필요 조건에 일치하여, 이에 의해 본 발명에 따라 제공되는 탄약 카트리지 케이싱에 적합한 저온 대 실온 노치 아이조드 비를 갖는 재료를 만들기 위해 상기 기술의 조합 또는 다른 기술이 적용될 수 있다. 또한, 지시된 충격 특성만으로는 탄약 케이싱에서의 성공을 보장하기에는 충분하지 않다; 전술한 것 등의 부가적인 중합체 재료 요구 조건에 대해서는 탄약 구성요소를 포함하는 중합체 재료의 성공을 위해 필요하다고 당업자에게 공지되어 있다.

본 발명에 따르면, 지시된 중합체 재료는 탄약 카트리지 케이싱의 일부를 포함할 수도 있다. 탄두를 고정하는 최상부 단부에 비해 카트리지 케이싱의 저부 또는 베이스 단부에 더욱 엄격한 기계적 요구 때문에, 두 부분 또는 다중 부분의 카트리지 케이싱이, 하나의 부분이 케이싱의 베이스를 형성하는 고강도 재료인 것보다 더 바람직하며, 예컨대 베이스는 금속 또는 중합체 재료 또는 복합 재료를 포함할 수도 있다.

하이브리드 중합 금속 카트리지 케이싱은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 본 발명의 실시예에서 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 중합 케이스렛은 카트리지 케이싱의 전방 부분을 구성하며, 금속 캡은 밀폐된 후방 케이싱 부분을 형성한다. 금속에 대한 플라스틱의 비율은 변경될 수 있으며, 플라스틱의 퍼센트가 높을 수록 중량 감소를 최대화시켜, 내부식성을 향상시키고, 플라스틱의 고유의 다른 이점들을 제공한다. 존재하는 금속의 양은 발사시 카트리지 실패를 방지하기 위해 필요한 가장 작은 금속 캡의 크기로 판정된다. 카트리지 케이싱에서의 중합체 재료의 비제한적인 양은 약 10 중량 %, 바람직하게는 약 20 중량 %, 더욱 바람직하게는 약 30 중량 %, 더욱 더 바람직하게는 약 40 중량 %, 더더욱 바람직하게는 약 50 중량 %, 훨씬 바람직하게는 약 60 중량 % 이며, 가장 바람직하게는 약 70 % 이상이다.

탄약 물품의 기하학적 형상은 비교적 두꺼운 카트리지 케이싱 벽이 요구되는 추진장약을 위한 공간을 견뎌내고 허용할 수 있도록 하는 것이다. 재료 두께가 탄약 적용의 기계적 요구를 견딜 수 있도록 설계된다면, 이러한 제품의 케이싱은 일체형 중합 구조일 수 있다. 본 발명에 따라 제공된 일체형 중합 카트리지 케이싱은 본 발명의 기계적 특성 가이드라인과 일치하는 중합체 재료를 포함한다.

재료의 선택은 중합 케이스 탄약 물품을 성공적으로 설계하는 일 양태일 뿐이다. 중합 카트리지 케이싱 또는 케이싱 구성요소가 요구되는 곳에는, 본 발명의 재료가 중합 부분의 기하학적 형상의 적절한 설계를 따라 사용되어야만 한다. 분명하게는, 케이싱 벽이 두꺼울수록, 발사시 케이싱의 잔존 가능성을 개선한다. 종래 기술에 기초하여, 당업자는 중합 부품 설계를 최적화하기 위해서 논리적으로 설계하고, 제조하고 케이싱 기하학적 형상 및 구조를 시험할 수 있다. 이와 같이, 탄약은 탄도 성능 (ballistic performance) 에 기초하여 평가되어야만 한다. 당업자라면 주어진 적용을 위해 탄도 성능을 최적화하기 위한 추진제의 종류 및 장전 (load) 등의 관련된 인자를 개인이 변경할 수 있게 할 것이다. 그러나, 본 명세서에 기재된 바와 같이 재료 특성의 필요 조건은 당분야에서 현재 공지되어 있지 않으며, 탄약에 관한 이전의 지식과 관련하여 적용되어야만 한다.

케이싱 벽 두께 및 재료의 선택에 대한 환경적인 제한은, 케이싱 외부 기하학적 형상이 존재하는 화기에서 대응 약실 내부 기하학적 형상으로 고정된다는 것이다. 즉, 새로운 중합체 케이스화된 탄약 카트리지는 존재하는 화기 약실 내로 끼움장착되게 적당한 크기를 가져야 한다. 또한, 케이싱 전방 단부의 최소 구경은 부여된 화기를 위해 기존의 탄두 직경으로 설정된다. 부품 재료와 기하학적 형상이 함께 성능을 판단하지만, 부품 설계의 가요성의 제한은 본 명세서에 개시된 능숙한 재료 선택을 필요로 한다는 점이 중요하다.

케이싱의 기하학적 형상의 제한은, 약실이 선택된 외부 치수를 가져 예컨대 두꺼운 케이싱 벽을 허용하는 카트리지를 수용할 수 있도록 새로운 화기 시스템을 설계함으로써 회피될 수도 있다. 중합체 케이스화된 탄약을 수용하도록 설계된 화기 시스템의 예시는 탄약이 끼워진 케이스를 발사시키는 것이다. 전통적이지 않은 탄약 물품 (100) 의 예시적 실시예는, 도 5 에 절반부가 개략적으로 도시된 실험적인 탄약이 끼워진 케이스이며, 이는 카트리지 케이싱 (120) 의 본체 내에 탄두 (140) 를 내장하고 있다. 발사시, 탄두는 카트리지의 전방 단부 (150) 의 개구를 통해 또는 관통을 위해 설계된 얇은 배리어 (160) 를 관통함으로써 카트리지 케이싱 (120) 을 나간다. 배리어 (160) 는 케이싱을 형성하는 것과 동일한 재료로 형성될 수 있으며, 또한 전술한 바와 같은 본 발명에 따라 제공되는 재료 중 어느 하나일 수 있다. 원칙적으로, 이러한 화기의 발사 약실은 전체 길이를 따라 카트리지 케이싱을 완전하게 지지하도록 구성될 수 있으며, 이에 의해 일체형 중합 케이싱 설계의 성공 가능성을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 탄약 물품은 다중 부분 카트리지 케이싱을 갖는 것이 제공된다. 케이싱은 중합 케이스렛 부분에 연결되는 금속 캡 부분을 포함하며, 이 케이스렛은 전술된 충격 강도 필요 조건에 일치하는 재료를 포함한다. 캡은 사용전 뇌관 (live primer) 을 수용하며, 케이스렛에 확실하게 결합된다. 추진장약은 조립된 케이싱에 의해 형성된 내부 공동으로 도입된다. 탄두는 개방 케이스렛 단부에 삽입되고 접착제로 고정된다. 조립된 탄약 물품은 화기 약실에 장전되고 발사된다.

케이스렛의 개방 단부로 탄두를 고정하는 방법의 다른 비제한적인 예시적 실시예는 다음과 같다:

1. 탄두의 적어도 일부 둘레에 케이스렛의 중합체 재료를 성형함으로써 케이스렛을 형성하는 것;

2. 기계적 인터페이스에 의해 케이스렛에 탄두를 고정하는 것;

3. 초음파 용접에 의해 케이스렛에 탄두를 고정하는 것;

4. 적소에서 몰딩하고 접착제를 사용하는 것의 조합에 의해 케이스렛에 탄두를 고정하는 것;

5. 탄두 둘레에 케이스렛을 가열 압착함으로써 케이스렛에 탄두를 고정하는 것.

종래에 공지된 중합체 재료가 적합하지 않은 것으로 증명될지라도, 수개의 금속이 두부분의 탄약 카트리지 케이싱의 캡 부분의 제조를 위해 유용하다. 다양한 황동 및 다양한 강 및 알루미늄 합금을 포함하는 다양한 금속이 이용되고 있으며, 이들은 모두 만족스럽게 작용한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 카트리지 케이싱의 캡 부분은 발사시 기계적으로 견뎌낼 수 있는 어떠한 재료로 만들어질 수 있다. 비제한적인 캡 재료는 황동, 강 및 강 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금, 세라믹, 복합재료 등을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 중합 케이스렛은 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 충격 강도 (ASTM D256 에 의해 측정됨) 를 가지며, 약 -40℃ 의 노치 아이조드 대 실온의 노치 아이조드 값의 비가 약 4 미만인 재료로부터 사출성형된다. 케이싱 캡은 알루미늄, 강, 또는 황동으로 제조되어 뇌관을 수용하도록 설계된다. 알루미늄은 황동 또는 강과 비교하여 저비용이고 경량이기 때문에 바람직한 캡 재료이다. 케이스렛과 캡은 확실히 결합되어 카트리지 케이싱을 형성한다. 케이싱에 추진장약이 장전되고, 탄두가 개방 단부에 삽입되고 고정된다. 이후, 조립된 탄약 물품은 화기 내로 장전되어 발사된다.

다수의 종래의 방법에서는 탄약 카트리지 케이싱의 캡과 케이스렛 부분을 부착하는 것으로 공지되어 있다. 케이스렛과 캡을 부착하는 방법으로는, 두개의 구성요소가 확실히 결합되고, 기상의 연소 생성물이 발사시 조립된 케이싱을 통해 이탈하지 못하도록 제공되는 것이 받아들여질 수 있다. 가능한 고정 방법으로는, 이것으로 제한하는 것은 아니지만, 리브 및 나사, 접착제, 적소에서 몰딩, 가열 압착, 초음파 용접, 마찰 용접 등과 같은 기계적 상호연결 방법을 포함한다. 두개의 부분 또는 다중 부분 카트리지 케이싱의 개별 부분을 고정하는 적절한 방법은 본 발명의 실시예에서 유용하다.

탄약 물품의 다양한 형식이 본 발명에 제공된다. 예컨대, 본 발명의 충격 강도 필요 조건에 일치하는 중합체 재료는 다양한 구경의 화기용 탄약 요소를 제조하는데 사용될 수도 있다. 비제한적인 실시예는, .22, .22-250, .223, .243, .25-06, .270, .300, .30-30, 30-40, 30.06, .303, .308, .357, .38, .40, .44, .45, .45-70, .50 BMG, 5.45 ㎜, 5.56 ㎜, 6.5 ㎜, 6.8 ㎜, 7 ㎜, 7.62 ㎜, 8 ㎜, 9 ㎜, 10 ㎜, 12.75 ㎜, 14.5 ㎜, 20 ㎜, 30 ㎜, 5.45 ㎜, 40 ㎜ 등을 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 제 1 단계는 후보 중합체 재료를 식별하는 것이다. ASTM D256 을 사용하여 수집된 실온 및 저온 노치 아이조드 충격 데이터는 상업적으로 입수가능한 재료의 제조자 및 분배자로부터 입수될 수 있다. 본 발명의 실시예에 다른 재료를 선택하는 방법은 공개된 데이트를 다시보고, 약 10 ft lb/in 이상의 실온 노치 아이조드 충격 강도를 갖는 재료를 식별하는 것이다. 다음으로, -40℃ 보다 낮은 노치 아이조드 충격 강도 대 실온 노치 아이조드 충격 강도의 비가 계산된다. 그 비가 4 미만이면, 재료는 본 발명의 탄약 카트리지 케이싱을 위해 사용하기 위한 후보로서 본 발명에 따라 식별된다.

실온 또는 -40℃ (또는 그 이하) 중 하나 또는 전부에서의 중합체 재료의 노치 아이조드 충격 강도가 재료 공급자 또는 다른 신뢰할 만한 공급원로부터 입수할 수 없다면, 재료가 먼저 정성적으로 평가될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, ASTM D256 이외의 충격 시험 방법, 예컨대 언노치 아이조드, 샤르피, ISO 180/4A, 180/1A, 또는 180/4U 시험 등에 의해 측정된 충격 강도를 조사할 수 있다. 이들 충격 시험 사용시, 실온으로부터 -40℃ 까지 냉각될 때 충격 강도의 상당부를 유지하는 재료가 발견된다면, 이 재료는 본 발명의 탄약 케이싱을 형성하는데 적당할 것이다. 저온 충격 데이터가 입수불가능하다면, 높은 실온 충격 강도를 갖는 재료 (노치 아이조드에서의 10 ft-lb/in 이상 또는 다른 충격 시험에 의한 동등하게 높음) 가 저온에서 시험받게 된다. 실온 (23℃) 및 -40℃ 에서 이러한 재료에 ASTM D256 에 따른 노치 아이조드 시험을 실행하고, 재료가 본 발명의 가이드라인에 일치하는지의 여부를 판단하기 위한 충격 강도의 비를 계산할 수 있다.

본 발명을 실행하는 다른 방법은 본 발명에 의해 제공된 충격 필요 조건을 만족하도록 기존의 중합체 재료를 강화하는 단계를 포함하는 것이다. 예컨대, 폴리카보네이트와 같은 높은 충격 중합체에는 저온 충격 강도 및 다른 특성을 개선하기 위해서 다양한 조합 및 함량으로 다른 다수의 재료가 첨가되고 혼합될 수 있다. 충격 강도 비가 4 미만인지의 여부를 판정하기 위해서, 비제한적인 요소가 제작되어 상온 및 -40℃ 에서 노치 아이조드 충격 강도가 시험될 수 있다. 재료가 본 발명의 충격 강도 요구 조건에 일치하는 것으로 발견된다면, 재료는 본 발명에 따라 제공된 탄약 카트리지 케이싱에 사용하기에 적당한 것으로 간주된다.

본 발명의 실시예에서, 예컨대, 일련의 중합체 혼합물이 고탄성 중합체의 양을 변화시킴으로써 PC 등의 높은 충격 열가소성 재료로부터 제조된다. 0.1 중량% 내지 25 중량 % 까지 변화하는 고탄성 중합체의 반복되는 양의 혼합물이 가열 압출과 같은 공지의 혼합 방법을 사용하여 제조된다. 혼합된 재료의 시료가 성형되어, ASTM D256 에 따라 23℃ 및 -40℃ 에서 충격 시험을 받는다. 실온 및 저온에서의 충격 강도의 비는 각각의 혼합물 조성을 위해 계산된다. 높은 실온 충격 강도 (10 ft lb/in) 를 갖는 시료중 가장 낮게 계산된 충격 강도비를 갖는 혼합물은 고탄성 재료의 최적의 양을 함유한다. 비가 약 4 미만이라면, 재료는 본 발명의 실시예에 따라 제공된 카트리지 케이싱에 사용하기에 적합한 후보자로서 식별된다. 이 실시예에서 부여된 특별한 재료들은 예시적인 것이며 비제한적인 것이다. 종래 기술에 공지된 다양한 첨가제는 다수의 베이스 수지와 혼합되어 그 생성물 재료가 본 발명의 충격 특성 필요 조건에 일치하는 지의 여부를 판정하는 것으로 기술된 바와 같은 시험을 받는다. 이 방법은 본 발명에 따른 케이싱 재료를 식별하는 일반적인 과정을 기술한다.

본 발명의 재료를 사용하여 제조된 중합체 케이스화된 탄약을 시험하는 것은 완전하게 조립된 실탄약 물품을 발사함으로써 행해진다. 먼저, 케이싱 구성요소로 유용한 것으로 식별된 재료가 기준 방법 및 장비 (예컨대, 사출 성형) 를 사용하여 성형되어 중합 카트리지 케이스렛을 형성한다. 이 케이스렛에는 예비 삽입된 뇌관과 금속 캡이 결합된다. 그의 결과물인 카트리지에는 추진장약이 장전되고, 그의 형식과 양은 당업자에 의해 용이하게 판정될 수 있다. 탄두가 카트리지의 개방 단부에 삽입되어 고정된다. 이에 의해, 탄약 물품이 시험 발사를 위해 준비된다. 탄약 물품의 크기, 구경, 또는 형식은 실제 시험을 위해 조립될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 제공된 카트리지 케이싱은 예컨대, 사출성형, 스톡형상으로부터의 기계가공, 열성형, 압축 성형, 블로우 성형 및/또는 압출 등에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에 의해 제공된 중합체 케이스화된 탄약의 시험 발사는 제조된 탄약 물품의 크기 또는 구경에 대응하는 화기를 사용함으로써 실행될 수 있다. 탄약 물품은 단발 화기, 반자동 화기, 또는 자동 화기로부터 시험 발사될 수 있다. 탄약은 다중의 탄약 물품을 포함하는 클립, 탄창, 또는 벨트로부터 각각 발사될 수도 있다. 탄약 물품은 간헐적으로 또는 연발 발사될 수도 있으며, 발사 속도는 화기의 성능에 의해서만 한정된다.

실시예 1

4 개의 경량 중합체 탄약 물품 (.50-구경/12.7㎜) 이 사출 성형된 S-PC (Lexan® EXL 9330) 케이스렛 및 강 합금 (P20) 으로부터 기계가공된 캡으로부터 조립된다. 각각의 캡은 예비 장착된 뇌관 (CCI #41) 을 갖는다. 케이스렛은 후방부 둘레에 리지를 갖도록 설계되는데, 이는 캡 내부에 대응홈과 스냅 인터페이스 끼워맞춤하도록 하여 케이스렛과 캡을 확실히 결합한다. 카트리지에는 추진제 (WC 860 220 그레인) 가 채워진다. 추진제가 장전된 후, 탄두 (647 그레인) 가 카트리지에 삽입되고, 접착제를 사용하여 부착된다.

조립된 케이스렛은 기준 황동 뒤에 성형된다. 50 구경 탄약은 그의 전방 단부에서 0.0016 인치의 벽두께로부터 그의 길이를 따라 0.0039 인치의 최대 벽두께의 범위를 포함한다.

4 개의 탄약 물품을 조립한 후에, 탄약 물품이 탄두 속도 및 약실 압력 측정을 위해 장치화된 단발 .50 구경 소총 (Serbu BFG-50) 을 사용하여 시험 발사된다. 압력 및 속도는 황동 탄약이 발사되었을 때에 얻어진 것과 비교되었다. 4 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 2

실시예 1 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 4 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.50 구경/12.7㎜) 이 B-PC (Makrolon® DP1-1848) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 강 캡, 추진장약, 및 탄두는 실시예 1 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 4 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 3

실시예 1 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 4 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.50 구경/12.7㎜) 이 PPSU (Radel® R-5800 NT) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 강 캡, 추진장약, 및 탄두는 실시예 1 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 4 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 4

실시예 1 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 4 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.50 구경/12.7㎜) 이 PC/PMMA 혼합물 (RTP 1899A X 83675) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 강 캡, 추진장약, 및 탄두는 실시예 1 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 4 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 5

실시예 1 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 4 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.50 구경/12.7㎜) 이 알루미늄 합금 (Al 7068) 으로부터 기계가공된 캡과 S-PC (Lexan® EXL 9330) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 추진장약 및 탄두는 실시예 1 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 4 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 6

실시예 1 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 4 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.50 구경/12.7㎜) 이 황동 (70:30) 으로부터 기계가공된 캡과 S-PC (Lexan® EXL 9330) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 추진장약 및 탄두는 실시예 1 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 4 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 7

제어 실험은 본 발명에 기재된 재료의 사양에 일치하지 않는 중합 케이스렛 재료를 사용하는 실시예 1 에서 구체화된 과정에 따라 실행된다. 4 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.50 구경/12.7㎜) 이 강 합금 (P20) 으로부터 기계가공된 캡과 비스페놀-A 폴리카보네이트 (Lexan® 141R) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 추진장약 및 탄두는 실시예 1 에서 사용된 것과 동일하다. 4 개 중 3 개가 발사시 완전히 견뎌내었다; 하나의 카트리지는 축방향으로 파단되었으며, 또한 케이스렛과 캡이 고정되는 부위는 아주 심각했는데, 예컨대 카트리지가 2 조각으로 날아가 버렸다.

실시예 8

10 개의 경량 중합체 탄약 물품 (.223-구경/5.56 ㎜) 이 사출 성형된 S-PC (Lexan® EXL 9330) 케이스렛 및 황동 (70:30) 으로부터 기계가공된 캡으로부터 조립된다. 각각의 캡은 예비 장착된 뇌관 (CCI #41) 을 갖는다. 케이스렛은 하부 둘레에 리지를 갖도록 설계되는데, 이는 캡 내부에 대응 홈과 스냅 인터페이스 끼워맞춤하도록 하여 케이스렛과 캡을 확실히 결합한다. 카트리지에는 추진제 (WC 844 23 그레인) 이 채워진다. 추진제이 장전된 후, 탄두 (62 그레인) 가 카트리지에 삽입되고, 접착제를 사용하여 부착된다.

10 개의 탄약 물품을 조립한 후에, 탄약 물품이 탄두 속도 및 약실 압력 측정을 위해 장치화된 반자동 .223 구경 소총 (Bushmaster AR-15) 을 사용하여 연발로 시험 발사된다. 압력 및 속도는 황동 탄약이 발사되었을 때에 얻어진 것과 비교되었다. 10 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다 (카트리지 치수는, 군용 규격 MIL-C-63989C, 발행 9342868 참조.).

실시예 9

실시예 8 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 10 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.223 구경/5.56 ㎜) 이 B-PC (Makrolon® DP1-1848) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 황동 캡, 추진장약 및 탄두는 실시예 8 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 10 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 10

실시예 8 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 10 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.223 구경/5.56 ㎜) 이 PPSU (Radel® R-5800 NT) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 황동 캡, 추진장약 및 탄두는 실시예 8 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 10 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 11

실시예 8 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 10 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.223 구경/5.56 ㎜) 이 C/PMMA 혼합물 (RTP 1899A X 83675) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 황동 캡, 추진장약 및 탄두는 실시예 8 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 10 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 12

실시예 8 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 10 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.223 구경/5.56 ㎜) 이 알루미늄 합금 (Al 7068) 으로부터 기계가공된 캡과 S-PC (Lexan® EXL 9330) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 추진장약 및 탄두는 실시예 8 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 10 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 13

실시예 8 에서 구체화된 과정이 상이한 케이스렛 재료를 사용하여 반복된다. 10 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.223 구경/5.56 ㎜) 이 강 합금 (P20) 으로부터 기계가공된 캡과 S-PC (Lexan® EXL 9330) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 추진장약 및 탄두는 실시예 8 에서 사용된 것과 동일하다. 측정된 압력 및 속도는 황동 탄약을 사용하여 얻어진 것과 비교되며, 10 개의 모든 카트리지 케이싱이 발사시 완전히 견뎌내었다.

실시예 14

제어 실험은 본 발명에 기재된 재료의 사양에 일치하지 않는 중합 케이스렛 재료를 사용하는 실시예 8 에서 구체화된 과정에 따라 실행된다. 10 개의 경량의 중합체 탄약 물품 (.223 구경/5.56 ㎜) 이 황동 (70:30) 으로부터 기계가공된 캡과 엘라스토머 강화 높은 충격 PA612 (Zytel® FE 8194 NC010) 로부터 사출 성형된 케이스렛을 사용하여 조립된다. 추진장약 및 탄두는 실시예 8 에서 사용된 것과 동일하다. 10 개 중 단지 8 개가 발사시 완전히 견뎌내었다. 케이싱에 소비된 검사는 넥 영역의 상당한 스트레칭 또는 연신을 나타냈으며, 이는 하나의 시료에서 탄두를, 다른 시료에서 케이스렛/캡 인터페이스 근처에 크랙을 안전하게 한다.

실시예 15

200 개의 중합체 탄약 물품 (.223-구경/5.56 ㎜) 이 사출 성형된 고무 충전 폴리아미드 (Zytel® FE8194 NC010) 케이스렛 및 황동 (70:30) 으로부터 기계가공된 캡으로부터 조립된다. 각각의 캡은 예비 장착된 뇌관을 갖는다. 케이스렛은 하부 둘레에 리지를 갖도록 설계되는데, 이는 캡 내부 상에 대응 홈과 스냅 인터페이스 끼워맞춤하도록 하여 케이스렛과 캡을 확실히 결합한다. 카트리지에는 추진제 (WC 844 23 그레인) 이 채워진다. 추진제이 장전된 후, 탄두 (55 그레인) 가 카트리지에 삽입되고, 접착제를 사용하여 부착된다.

200 개의 탄약 물품을 조립한 후에, 탄약 물품이 7개의 30연발 메거진에 장전된다. 탄약 물품은 완전 자동 .223 구경 소총 (M-4) 을 사용하여 시험된다. 이 무기는 비워질때까지 연속 발사되며, 재빨리 탄창을 교환한다. 무기는 시험완료 이전에 막혀버렸다. 이 검사는 카트리지 케이싱이 과열되어 고온 약실에서 실패하였음을 나타낸다.

실시예 16

경량의 중합체 탄약 물품 (.223-구경/5.56 ㎜) 이 사출 성형된 고무 충전 폴리아미드 (Zytel® FESI 94 NC010) 케이스렛 및 황동 (70:30) 으로부터 기계가공된 캡으로부터 조립된다. 각각의 캡은 예비 장착된 뇌관을 갖는다. 케이스렛은 하부 둘레에 리지를 갖도록 설계되는데, 이는 캡 내부 상에 대응 홈과 스냅 인터페이스 끼워맞춤하도록 하여 케이스렛과 캡을 확실히 결합한다. 카트리지에는 추진제 (WC 844 23 그레인) 이 채워진다. 추진제이 장전된 후, 탄두 (55 그레인) 가 카트리지에 삽입되고, 접착제를 사용하여 부착된다.

완전 자동 .223 구경(5.56 ㎜) M-4 소총이 조립된 탄약을 시험하기 위해 사용된다. 황동 탄약이 완전 자동 모드로 발사되어 카트리지 약실을 가열한다. 약실 온도는 약실 외부에 감겨진 온도계에 의해 대략 측정된다. 다수의 황동 탄환을 발사한 후, 온도계가 250℃ 의 외부 약실 온도를 나타내며, 본 실시예의 중합체 케이스화된 탄약의 30발 탄창이 화기에 재빨리 삽입되고, 두세발 발사하여 고온 약실을 나가게 된다. 1 분의 열 침지후, 탄환이 발사되고 화기가 심각하게 막혀버렸다. 이 검사는, 카트리지 케이스가 약실에서 연화되어 발사시 붕괴되어, 약실에서 케이스에 박히게 됨을 나타낸다. 이에 의해, Zytel 재료로부터 제조된 케이스화된 탄환은 발사될 수 없다.

본 발명의 탄약 물품의 예시적 실시예의 전술한 내용 및 이러한 제품을 생산하는 과정은 예시를 목적으로 한 것이다. 당업자라면 다양한 변형이 존재한다는 것이 명백할 것이므로, 본 발명은 특별히 전술한 실시예로 제한하고자 하는 바는 아니다. 본 발명의 범위는 하기의 청구범위에 기재되어 있다.

Claims

ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 개별 구성요소를 구비하며, 1 이상의 구성요소는 ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 포함하는 케이싱을 구비하는 탄약 물품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 중합체 재료는 가소제, 윤활제, 성형제, 충진제, 열산화 안정제, 난연제, 착색제, 상용화제, 충격 강화재, 이형제, 강화 섬유 등의 조합을 포함하는 탄약 물품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 중합체 재료는 혼합되거나 함께 섞인 1 이상의 중합체 또는 공중합체를 포함하는 탄약 물품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

탄두를 더 포함하는 탄약 물품.
제 5 항에 있어서,

상기 탄두는 탄두 둘레에 중합체 재료를 성형함으로써 케이싱에 고정되는 탄약 물품.
제 5 항에 있어서,

상기 탄두는 기계적 인터페이스에 의해 케이싱에 고정되는 탄약 물품.
제 5 항에 있어서,

상기 탄두는 접착제에 의해 케이싱에 고정되는 탄약 물품.
제 5 항에 있어서,

상기 탄두는 초음파 용접에 의해 케이싱에 고정되는 탄약 물품.
제 5 항에 있어서,

상기 탄두는 적소에 성형과 접착제의 조합에 의해 케이싱에 고정되는 탄약 물품.
제 5 항에 있어서,

상기 탄두는 성형 작업 후 가열 압착 (crimping) 에 의해 케이싱에 고정되는 탄약 물품.
폴리페닐술폰을 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성요소는 폴리페닐술폰을 포함하는 탄약 물품.
실록산 강화 비스페놀-A 폴리카보네이트를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성요소는 실록산 강화 비스페놀-A 폴리카보네이트를 포함하는 탄약 물품.
실록산 강화 비스페놀-A 폴리카보네이트와 고탄성 중합체 또는 공중합체의 혼합물을 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성요소는 실록산 강화 비스페놀-A 폴리카보네이트와 고탄성 중합체 또는 공중합체의 혼합물을 포함하는 탄약 물품.
비페닐 연결체를 갖는 비스페놀-A 폴리카보네이트를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성요소는 비페닐 연결체를 갖는 비스페놀-A 폴리카보네이트를 포함하는 탄약 물품.
비페닐 연결체를 갖는 비스페놀-A 폴리카보네이트와 고탄성 중합체 또는 공중합체의 혼합물을 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 포함하는 케이싱을 구비하며, 1 이상의 구성요소는 비페닐 연결체를 갖는 비스페놀-A 폴리카보네이트와 고탄성 중합체 또는 공중합체의 혼합물을 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
비스페놀-A 폴리카보네이트와 아크릴 엘라스토머의 혼합물을 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 포함하는 케이싱을 구비하며, 1 이상의 구성요소는 비스페놀-A 폴리카보네이트와 아크릴 엘라스토머의 혼합물을 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
비스페놀-A 폴리카보네이트, 아크릴 엘라스토머, 및 고탄성 중합체 또는 공중합체의 혼합물을 포함하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 포함하는 케이싱을 구비하며, 1 이상의 구성요소는 비스페놀-A 폴리카보네이트, 아크릴 엘라스토머, 및 고탄성 중합체 또는 공중합체의 혼합물을 포함하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하며, 혼합물을 구비하는 1 이상의 중합체는 고탄성 중합체 (high modulus) 인 탄약 물품.
제 26 항에 있어서,

고탄성 중합체는 ASTM D790 에 따라 측정된 900,000 psi 이상의 실온 굴곡 계수를 갖는 탄약 물품.
제 26 항에 있어서,

고탄성 중합체는 중합체 재료의 총 중량중 약 25 중량 % 미만을 차지하는 탄약 물품.
제 26 항에 있어서,

고탄성 중합체는 중합체 재료의 총 중량중 약 15 중량 % 미만을 차지하는 탄약 물품.
제 26 항에 있어서,

고탄성 중합체는 중합체 재료의 총 중량중 약 10 중량 % 미만을 차지하는 탄약 물품.
제 26 항에 있어서,

고탄성 중합체는 중합체 재료의 총 중량중 약 5 중량 % 미만을 차지하는 탄약 물품.
제 26 항에 있어서,

고탄성 중합체는 중합체 재료의 총 중량중 약 2.5 중량 % 미만을 차지하는 탄약 물품.
제 26 항에 있어서,

고탄성 중합체는 중합체 재료의 총 중량중 약 1 중량 % 미만을 차지하는 탄약 물품.
제 26 항에 있어서,

고탄성 중합체는 중합체 재료의 총 중량중 약 0.1 중량 % 미만을 차지하는 탄약 물품.
중합체 케이스렛 및 캡으로 이루어진 2 부분의 카트리지 케이싱을 포함하며, 상기 케이스렛은 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 포함하는 탄약 물품.
제 35 항에 있어서,

상기 캡 구성요소는 강으로 이루어진 탄약 물품.
제 35 항에 있어서,

상기 캡 구성요소는 알루미늄 합금으로 이루어진 탄약 물품.
제 35 항에 있어서,

상기 캡 구성요소는 황동으로 이루어진 탄약 물품.
제 35 항에 있어서,

상기 캡 구성요소는 마그네슘 합금으로 이루어진 탄약 물품.
제 35 항에 있어서,

상기 캡 구성요소는 복합재로 이루어진 탄약 물품.
제 35 항에 있어서,

상기 캡 구성요소는 중합체로 이루어진 탄약 물품.
제 35 항에 있어서,

상기 케이스렛은 그 전방 단부가 폐쇄되어 있으며, 탄두를 포함하지 않는 탄약 물품.
케이싱을 포함하며, 이 케이싱의 적어도 일부는 ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료로부터 형성되는 탄약 물품의 제조 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 케이싱은 중합 케이스렛 및 캡으로부터 조립되는 탄약 물품의 제조 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 중합 케이싱부는 사출 성형에 의해 형성되는 탄약 물품의 제조 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 중합 케이싱부는 스톡 형상 (stock shape) 으로부터 기계가공되는 탄약 물품의 제조 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 중합 케이싱부는 열성형으로부터 형성되는 탄약 물품의 제조 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 중합 케이싱부는 압축 성형에 의해 형성되는 탄약 물품의 제조 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 중합 케이싱부는 블로우 성형에 의해 형성되는 탄약 물품의 제조 방법.
제 43 항에 있어서,

상기 중합 케이싱부는 압출에 의해 형성되는 탄약 물품의 제조 방법.
ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 3 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 3 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 2 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 2 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성 요소는 ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성 요소는 ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 3 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성 요소는 ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 3 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성 요소는 ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 2 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
2 이상의 별개의 구성요소를 구비하는 케이싱을 포함하며, 1 이상의 구성 요소는 ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 12 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 2 미만인 중합체 재료를 구비하는 케이싱을 포함하는 탄약 물품.
ASTM D256-00 에 따라 측정된, 약 10 ft lbs/in 이상의 실온 (약 23℃) 노치 아이조드 충격 강도를 가지며, 약 -40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료로 적어도 일부가 제조되는 탄약 카트리지 케이싱.
실온에서 측정된 재료의 노치 아이조드 충격 강도 (ASTM D256-00 에 의해 측정됨) 와 약 -40℃ 에서 측정된 재료의 노치 아이조드 충격 강도 (ASTM D256-00 에 의해 측정됨) 를 비교하는 단계; 및

-40℃ 에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도 대 실온에서 측정된 노치 아이조드 충격 강도의 비가 약 4 미만인 중합체 재료를 선택하는 단계를 포함하는

탄약 카트리지 케이싱 또는 카트리지 케이싱 구성요소의 제조에 사용하기 위해 중합체 재료를 선택하는 방법.
고탄성 중합체와 재료를 혼합함으로써 중합체 탄약 카트리지 케이싱 재료의 점탄성 응답을 개선하는 방법.