UA136811U

UA136811U - APPLICATION OF WASTE OF OPTICAL GLASS GRINDING AS A FILLER OF MASKING COATINGS

Info

Publication number: UA136811U
Application number: UAU201812674U
Authority: UA
Inventors: Микола Тимофійович Картель; Петро Петрович Горбик; Станіслав Миколайович Махно; Володимир Петрович Маслов; Василь Олександрович Мороженко; Наталія Володимирівна Качур
Original assignee: Інститут Хімії Поверхні Ім. О.О. Чуйка Нан України; Інститут Фізики Напівпровідників Ім. В.Є. Лашкарьова Національної Академії Наук України; Институт Физики Полупроводников Им. В.Е. Лашкарева Национальной Академии Наук Украины
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-09-10

Abstract

Застосування відходів шліфування оптичного скла як наповнювача маскувальних покриттів.The use of waste grinding optical glass as a filler for camouflage coatings.

Description

Корисна модель належить до напрямку створення маскувальних покриттів для захисту від тепловізійного виявлення об'єктів військової техніки, наприклад танків, і може бути використаний на танкобудівних та танкоремонтних підприємствах.The useful model belongs to the direction of creating camouflage coatings for protection against thermal imaging detection of objects of military equipment, such as tanks, and can be used at tank-building and tank-repair enterprises.

Відомі маскувальні комплекти табельні (МКТ), що складаються зі стандартних полотнищ із захисною забарвленням, які з'єднані між собою за допомогою сполучних елементів (петель, зшивних шнурів) (11.There are well-known camouflage kits of the timesheet (MKT), which consist of standard cloths with a protective color, which are connected to each other with the help of connecting elements (loops, sewing cords) (11.

Такий засіб являє собою єдине маскувальне покриття з розмірами, достатніми для приховування рухомий військової техніки, як правило, при її нерухомому положенні в місцях стоянок, в окопах (укриттях) на одноманітних фонах (рослинних, піщано-пустельних, снігових).Such a tool is a single camouflage covering with dimensions sufficient to hide mobile military equipment, as a rule, when it is stationary in parking lots, in trenches (shelters) on uniform backgrounds (vegetation, sand-desert, snow).

Таким чином, аналоги запропонованого винаходу містять забарвлені полотнища і елементи з'єднання по їх краях, що є ознаками загальними з пропонованим технічним рішенням.Thus, analogues of the proposed invention contain colored panels and connecting elements along their edges, which are features common to the proposed technical solution.

Іншим способом маскування є покриття з маскувального комплекту синтетичного МКС (|21.Another method of masking is the cover from the camouflage kit of the synthetic ISS (|21.

Дане покриття має на поверхні кожного з полотнищ деформуюче забарвлення у вигляді безформних плям різних кольорів, що мають довільне накреслення границь і розмірів по довжині і ширині від 0,3 до 0,5 м, що веде до їх оптичного злиття при спостереженні з розрахункових діяльностей оптичної розвідки (800...1000 м і більше). При візуальному спостереженні в безпосередній близькості маскувальні покриття типу МКС завдяки наявності на них деформуючих зображення плям можуть з більшим ефектом, ніж покриття із захисною забарвленням, застосовні не тільки на одноманітних, але і в більш складних умовах - на "строкатих" фонах.This coating has a deforming color on the surface of each of the panels in the form of shapeless spots of various colors, which have arbitrary delineation of borders and dimensions in length and width from 0.3 to 0.5 m, which leads to their optical fusion when observing from the calculation activities of the optical reconnaissance (800...1000 m and more). When visually observed in the immediate vicinity, masking coatings of the ISS type, due to the presence of deforming images of spots on them, can be more effective than coatings with a protective color, applicable not only on monotonous, but also in more complex conditions - on "variegated" backgrounds.

Однак оптимальні розміри плям для ефективного спотворення видових якостей об'єкта в бойових умовах повинні складати від 0,5 до 2,0 м і більше, а покриття повинне формувати єдиний малюнок, що деформує забарвлення, незалежно від кількості та взаємного розташування складових полотнищ, форми з розмірів маски. У той же час різноманіття військових об'єктів і вирішуваних завдань опо їх маскуванню періодично вимагає перекомпонування маскувальних покриттів в польових умовах, при обмеженому часі на маскування. Основним недоліком найближчого аналога є хаотичне розташування плям забарвлення на окремих полотнищах, що не дозволяє досягти єдності малюнка по всьому покриттю при довільному стикуванні. Дана обставина ускладнює роботу з маскувальнимHowever, the optimal size of the spots for effective distortion of the visual qualities of the object in combat conditions should be from 0.5 to 2.0 m or more, and the coating should form a single pattern that deforms the color, regardless of the number and mutual location of the component panels, the shape from the size of the mask. At the same time, the diversity of military objects and the tasks to be solved regarding their camouflage periodically require the rearrangement of camouflage coatings in field conditions, with limited time for camouflage. The main disadvantage of the closest analogue is the chaotic arrangement of color spots on individual panels, which does not allow to achieve the unity of the pattern over the entire coating with arbitrary docking. This circumstance makes it difficult to work with camouflage

Зо покриттям, веде до невиправдано високих витрат праці і часу на переорієнтацію полотнищ, що стикуються, і їх складання, в результаті робить такі покриття малоефективними при використанні в масках-приладді рухомої техніки, а також при маскуванні різноманітних військових об'єктів, що розрізняються за формою і розмірами.With the coating, it leads to unreasonably high labor costs and time for the reorientation of the connecting panels and their assembly, as a result, it makes such coatings ineffective when used in masks-devices of mobile equipment, as well as when masking various military objects, which differ in shape and size.

Недоліком запропонованих технічних рішень є складність збирання таких конструкцій у польових умовах та невисока ефективність маскування.The disadvantage of the proposed technical solutions is the difficulty of assembling such structures in the field and low masking efficiency.

Найближчим аналогом є маскувальне покриття |3ЗЇ. За цим рішенням для досягнення технічного результату попередньо на військову техніку наноситься спеціальне маскувальне покриття методом її фарбування. При цьому нанесення маскувального покриття може бути як суцільним, так і дискретним для змінення тепловізійного зображення техніки, що маскується, в тепловізорі. До переваг цього технічного рішення є те, що його можна наносити як у виробника, так і в ремонтних майстернях і, навіть, в польових умовах як спеціально підготовану фарбу.The closest analogue is the |3ZI camouflage coating. According to this decision, in order to achieve a technical result, a special camouflage coating is first applied to the military equipment by painting it. At the same time, the application of a masking coating can be both continuous and discrete to change the thermal image of the technique being masked in the thermal imager. Among the advantages of this technical solution is that it can be applied both at the manufacturer and in repair workshops, and even in the field as a specially prepared paint.

Недоліком цього технічного рішення є те, що до складу цієї маскувальної композиції входить як поглинаючий компонент порошок ситалу. Цей матеріал не є поширеним і потрібно організовувати спеціальне виробництво для його синтезу та подрібнення. Цей чинник значно впливає на собівартість цього маскувального матеріалу.The disadvantage of this technical solution is that this masking composition includes sital powder as an absorbing component. This material is not common and it is necessary to organize a special production for its synthesis and grinding. This factor significantly affects the cost of this masking material.

Задачею корисної моделі є забезпечення ефективного та дешевшого маскування від ІЧ- виявлення.The task of a useful model is to provide effective and cheaper masking from IR detection.

Поставлена задача вирішується тим, що пропонується застосовувати відходів шліфування оптичного скла як наповнювача маскувальних покриттів.The set task is solved by the fact that it is proposed to use optical glass grinding waste as a filler for masking coatings.

Оптичні матеріали (крони та флінти) широко використовуються при виробництві оптичних деталей об'єктивів, при виробництві лінз окулярів та інших оптичних виробів. Ці оптичні матеріали мають дуже високу прозорість у видимому діапазоні випромінювання, але в ІЧ- діапазоні ці матеріали втрачають прозорість, починаючи з 2,8 мкм. В той же час відомо що тепловізори, які встановлюють на вітчизняні танки, закупають у Франції. Ці тепловізори мають охолоджувану матрицю, яка сприймає випромінювання в діапазоні 8-14 мкм, що відповідає "вікну прозорості" в атмосфері. В ІЧ-діапазоні також є вікно прозорості в діапазоні 3-5 мкм, в якому працюють не охолоджувані тепловізори фірми ЕГІВ (США). В цьому діапазоні скляні порошки теж мають високе поглинання. Тому, можна зробити висновок, що оптичне скло є перспективним матеріалом для наповнення маскувальних ІЧ-покриттів і є конкурентним в бо порівнянні з ситалом.Optical materials (crowns and flints) are widely used in the production of optical parts of lenses, in the production of eyeglass lenses and other optical products. These optical materials have very high transparency in the visible radiation range, but in the IR range, these materials lose transparency starting at 2.8 μm. At the same time, it is known that the thermal imagers installed on domestic tanks are purchased in France. These thermal imagers have a cooled matrix that perceives radiation in the range of 8-14 microns, which corresponds to the "window of transparency" in the atmosphere. In the IR range, there is also a window of transparency in the range of 3-5 μm, in which non-cooled thermal imagers of the EGIV company (USA) work. In this range, glass powders also have high absorption. Therefore, it can be concluded that optical glass is a promising material for filling masking IR-coatings and is competitive in comparison with sital.

В цьому технічному рішенні пропонується використовувати скляний порошок, який супроводжує як відходи виробництва у процесі шліфування оптичних деталей. Крім скляного порошку, в цю суміш додатково потрапляє шліфувальний абразивний порошок карбіду кремнію.In this technical solution, it is proposed to use glass powder, which accompanies as production waste in the process of grinding optical parts. In addition to glass powder, grinding abrasive silicon carbide powder is additionally added to this mixture.

Проведено дослідження на приладі Іпіташт ЕТ-801 з використанням як зразка оптичного скла (віконне скло як найдешевший крон та флінт з 40 95 оксиду свинцю -виробник фірма 5спої,Research was conducted on the Ipitasht ET-801 device using optical glass as a sample (window glass as the cheapest crown and flint from 40 95 lead oxide - manufacturer 5spoi,

Німеччина) та пластини карбіду кремнію товщиною, показали повну непрозорість цього матеріалу в діапазоні від 0,9 до З мкм. Дослідження показали (Фіг. 1), що починаючи з А-2,8 мкм, обидва зразки різко змінюють пропускання до 20 95 (віконне скло) та до 0,02 95 - флінт, а після 4,5 мкм обидва скла повністю поглинають ІЧ-випромінювання. Зразок з карбіду кремнію повністю поглинав оптичне випромінювання в діапазоні від 0,9 до 14 мкм, тобто перекривають весь спектр теплового випромінювання!Germany) and silicon carbide plates in thickness, showed the complete opacity of this material in the range from 0.9 to 3 μm. Studies have shown (Fig. 1) that starting from A-2.8 μm, both samples dramatically change transmittance up to 20 95 (window glass) and up to 0.02 95 - flint, and after 4.5 μm both glasses completely absorb IR -radiation. The silicon carbide sample completely absorbed optical radiation in the range from 0.9 to 14 microns, that is, they cover the entire spectrum of thermal radiation!

Скляний порошок разом з порошком абразиву накопичується в бункері шліфувальних верстатів в оптичному виробництві і періодично викидається. Ці відходи не переробляються, а викидається на смітники. Але цей порошок можна після промивання та висушування використати як домішку у маскувальній композиції. Такий порошок має наступні переваги та корисність, а саме: 1. Високе поглинання в ІЧ-діапазоні (більше, ніж у досліджених скляних пластин) за рахунок наявності шорсткості та інших дефектів поверхні. 2. Низька вартість, тому що використовуються відходи виробництва. 3. Покриття з порошком скла буде мати більший коефіцієнт тертя, що зменшить ковзання солдатів по бронетехніці.Glass powder together with abrasive powder accumulates in the hopper of grinding machines in optical production and is periodically thrown out. This waste is not processed, but is thrown into landfills. But this powder, after washing and drying, can be used as an admixture in a masking composition. Such a powder has the following advantages and usefulness, namely: 1. High absorption in the IR range (more than that of the investigated glass plates) due to the presence of roughness and other surface defects. 2. Low cost, because production waste is used. 3. Coating with glass powder will have a higher coefficient of friction, which will reduce the sliding of soldiers on armored vehicles.

До переваг запропонованого технічного рішення можна також додати аргумент, пов'язаний з інформаційним захистом цього рішення. Якщо конкурент або потенційний військовий супротивник здобуде зразок захисного покриття, в якому використовується це технічне рішення, наявність в скляному порошку різного за складом і марками скла приведе до виявлення в лабораторних дослідженнях кількох десятків компонент хімічного складу. Цей фактор майже унеможливлює повторення цього складу як з точки зору економічної доцільності, так і трудомісткості технології. Таким чином запропоноване технічне рішення має додаткову інформаційну захищеність.An argument related to the information protection of this solution can also be added to the advantages of the proposed technical solution. If a competitor or a potential military adversary obtains a sample of a protective coating in which this technical solution is used, the presence of glass powder of different composition and brands of glass will lead to the detection in laboratory studies of several dozen components of the chemical composition. This factor makes it almost impossible to repeat this composition, both from the point of view of economic feasibility and labor-intensive technology. Thus, the proposed technical solution has additional information security.

Зо Новизна запропонованого способу полягає в тому, що використання відходів шліфування оптичного скла та абразивних порошків карбіду кремнію як наповнювача маскувальних покриттів раніше не було відоме.The novelty of the proposed method lies in the fact that the use of optical glass grinding waste and silicon carbide abrasive powders as a filler for masking coatings was not previously known.

Приклад реалізаціїAn example of implementation

Реалізацію запропонованого технічного рішення та порівняння його з найближчим аналогом проводили за методикою, описаною в найближчому аналогу |З.The implementation of the proposed technical solution and its comparison with the closest analog was carried out according to the methodology described in the closest analog |Z.

Виміри інтенсивності теплового (інфрачервоного) випромінювання від контрольної поверхні, нагрітої до 130-100 "С, проводили за допомогою тепловізійної цифрової камери. Стійкість до динамічних та статичних механічних навантажень проводили при згинах пластин з покриттям.Measurements of the intensity of thermal (infrared) radiation from the control surface, heated to 130-100 "С, were carried out using a thermal imaging digital camera. Resistance to dynamic and static mechanical loads was carried out during bending of coated plates.

Були виготовлені прямокутні зразки з листової сталі Ст. З товщиною 2 мм і сторонами 40х60 мм.Rectangular samples were made from sheet steel St. With a thickness of 2 mm and sides of 40x60 mm.

На поверхню наносили два шари. 1-й - був у вигляді наклеєної алюмінієвої фольги (використовувалась промислова фольга для харчових продуктів), або у вигляді автомобільної фарби "сріблястий металік": Порошок ситалу, який ефективно поглинає інфрачервоне випромінювання, виготовляли з алюмолітієвосилікатного ситалу АС 418 шляхом механічного подрібнення до розміру часток менше 100 мкм. Ці зразки були базовими для порівняння.Two layers were applied to the surface. 1st - was in the form of glued aluminum foil (industrial foil for food products was used), or in the form of "silver metallic" automotive paint: Sital powder, which effectively absorbs infrared radiation, was made from aluminolithium silicate Sital AS 418 by mechanical grinding to particle size less than 100 μm. These samples were the baseline for comparison.

Для виготовлення зразків за технічним рішенням, що пропонується, замість скляного порошку ситалу АС 418 були використані відходи шліфування оптичного скла з абразивними зернами карбіду кремнію після його промивання та висушування в сушильній шафі при температурі 60-80 "С.For the production of samples according to the proposed technical solution, instead of AS 418 sital glass powder, optical glass grinding waste with abrasive silicon carbide grains was used after washing and drying in a drying cabinet at a temperature of 60-80 "С.

В результаті проведених порівняльних експериментів, було встановлено, що запропоноване технічне рішення дозволяє отримати захисне покриття з показниками поглинання теплового випромінювання на 5-10 95 краще ніж для найближчого аналога. Цей результат має пояснення впливом наявності абразивного порошку карбіду кремнію, який має високу здатність (100 95) до поглинання ІЧ-випромінювання в широкому діапазоні.As a result of the comparative experiments, it was established that the proposed technical solution allows obtaining a protective coating with thermal radiation absorption rates 5-10 95 better than the closest analog. This result is explained by the influence of the presence of silicon carbide abrasive powder, which has a high ability (100 95) to absorb IR radiation in a wide range.

Вартість експериментальних зразків такого захисного покриття на 50 95 була нижчою в порівнянні з найближчим аналогом за рахунок виключення операції механічного подрібнення, яке необхідне у випадку АС 418 - найближчому аналогу.The cost of experimental samples of such a protective coating was 50 95 lower compared to the nearest analogue due to the exclusion of the mechanical grinding operation, which is necessary in the case of AC 418 - the nearest analogue.

Таким чином, запропоноване технічне рішення є новим, простим в реалізації і забезпечує досягнення позитивного ефекту.Thus, the proposed technical solution is new, simple to implement and ensures the achievement of a positive effect.

Джерела інформації:Sources:

1. Королев А.Ю., Королева А.А., Яковлев А.Д. Маскировка вооружения, техники и обьектов /Учебное пособие, университет ИТМО, Санкт-Питергбург, РФ. - 2015 г. - 158 с. 2. Сильников М.В., Ватник М.П. Способ маскировки посредством растрового камуфляжа и устройство для его осуществления //патент РФ Мо 2150658 від 10.06.2000 Бюл. Мо 16.1. Korolev A.Yu., Koroleva A.A., Yakovlev A.D. Masking of weapons, equipment and objects / Textbook, ITMO University, St. Petersburg, Russian Federation. - 2015 - 158 p. 2. Sylnikov M.V., Vatnyk M.P. A method of masking by means of raster camouflage and a device for its implementation //patent RF Mo 2150658 dated 10.06.2000 Byul. Mo 16.

З. Маслов В.П., Мачулін В.Ф. Теплоіїзоляційна композиція "БАР'ЄР" //патент України на корисну модель Мо 67255 від 10.02.2012, Бюл. Мо 3, 2012 р.Z. Maslov V.P., Machulin V.F. Heat-insulating composition "BARRIER" //patent of Ukraine for utility model No. 67255 dated 02.10.2012, Byul. May 3, 2012

Claims

USEFUL MODEL FORMULA Use of optical glass grinding waste as filler for masking coatings.