<Desc/Clms Page number 1>
Verfestigter flüssiger Brennstoff
Die Erfindung bezieht sich auf verfestigte flüssige Brennstoffe (im folgenden auch als"Brennstoffge- mische oder Gemische" bezeichnet, die aus einem brennbaren Träger auf Cellulosebasis und aus einer brennbaren Flüssigkeit bestehen. Die Gemische sind dadurch ausgezeichnet, dass sie leicht herstellbar und sicher zu handhaben sind und eine lange Brenndauer aufweisen. Die brennbaren Flüssigkeiten gehören zu jenem Typ von Flüssigkeiten, der, wenn er nicht in Gegenwart eines Trägers vorliegt, in kurzer Zeit abbrennt, hingegen seine Brenndauer durch Mitverwendung eines Trägers mehr als verdoppelt.
Obwohl die erfindungsgemässen Gemische einer Vielzahl von Anwendungszwecken zugänglich sind, sind sie besonders geeignet als Brennstoffe für Kochzwecke, u. zw. vor allem für solche Brennstoff-Typen, die in nicht brennbaren Behältern verkauft und hierin auch verwendet werden.
Brennstoffe für Kochzwecke in abgepackter Form sind bereits bekannt ; einer der am besten bekannten Vertreter dieser Brennstoffe ist z. B. der sogenannte Hartspiritus, ein Brennstoff, der aus einem Ge- misch von handelsüblichem Cellulosenitrat und einem oder mehreren niedermolekularen aliphatischen Alkoholen, wie Methanol oder Äthanol, besteht. Ein solches Gemisch wird für gewöhnlich in der Weise hergestellt, dass man das Cellulosenitrat in dem Alkohol derart löst, dass die entstehende Lösung nahezu an dem Cellulosederivat gesättigt ist, und dass man dann das letztgenannte Derivat durch Zusatz eines Nichtlösers, wie z. B. Wasser, ausfällt. Das gefällte Cellulosenitrat liegt in Form eines Gels vor, welches den flüssigen Teil des Gemisches gebunden hält.
Das Gemisch zeigt jedoch ständig ein Ausschwitzen (Synärese) bzw. ein Ausbluten, und es ist in der Tat nicht einheitlich. Beim Lösen des Cellulosenitrats muss man vorsichtig vorgehen, um eine nahezu gesättigte Lösung zu erhalten, und mit gleicher Sorgfalt muss man beim Ausfällen des Nitrats vorgehen, um ein Gel bilden zu können, welches die Hauptmenge der Flüssigkeit zurückhält. Das Herstellungsverfahren ist somit ein viel Sorgfalt erfordernder Prozess und der ausblutende, wässerige Zustand des Materials macht es schwer, es aus dem Behälter erforderlichenfalls an die gewünschten Anwendungsstellen zu transportieren. Wird das Produkt entzündet, so ist der Brennvorgang durch ein Spritzen, Knattern und Funkensprühen gekennzeichnet.
Im Gegensatz hiezu werden die Gemische, die den Brennstoff enthalten, gemäss der Erfindung durch einen einfachen Mischvorgang hergestellt, sind einheitlich in ihrer Zusammensetzung, vorteilhaft im Aussehen, sicher in der Handhabung und brennen gut und gleichmässig ab. Sie sind weiter dadurch ausgezeichnet, dass sie in verschiedene Gebrauchsformen gebracht werden können. So kann z. B. ein Gemisch, welches anfänglich in Form einer gelatinösen Masse gewonnen wird, in ein festes Gel übergeführt werden, wie es für die Verwendung in Benzinbrandbomben oder Sprengstoffen gebraucht wird, es kann aber auch in ein fliessfähiges Gel oder eine Dispersion übergeführt werden, wie sie zum Versprühen aus einer Aerosol-Dose benötigt werden.
Von vielleicht noch grösserer Bedeutung ist die Tatsache, dass die erfindungsgemässen Gemische in der Lage sind, länger zu brennen, als die bekannten Cellulosenitrat enthaltenden Brennstoffe, welche die gleichen brennbaren Flüssigkeiten aufweisen.
Die Erfindung betrifft, kurz gesagt, Brennstoffgemische, die aus einem Träger, der aus CelluloseKristallit-Aggregaten oder bestimmten Derivaten der Cellulose-Kristallit-Aggregate besteht, und aus einer brennbaren Flüssigkeit hergestellt werden. Die Aggregate und ebenso die Aggregat-Derivate sind ein nichtfaseriges, unschmelzbares Material, welches vor allem dadurch ausgezeichnet ist, dass es in und auf seinen Oberflächen eine Vielzahl von Rissen, Poren, Spalten und Hohlräumen aufweist, mit deren Hilfe
<Desc/Clms Page number 2>
es fähig ist, die Flüssigkeit oder die Flüssigkeiten festzuhalten, mit denen die Aggregate oder die Aggro gatderivate vermischt sind.
Die brennbare Flüssigkeit kann eine der bekannten brennbaren Flüssigkeiten sein, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol oder irgendein anderer aliphatischer niedermoleku. larer Alkohol oder Gemische aus diesen Alkoholen. Gewünschtenfalls kann sie kleine Mengen anderer brennbarer Flüssigkeiten enthalten, z. B. Aceton, andere Ketone, Äthylacetat und Methylacetat. Aucl Wasser kann in dem Gemisch vorhanden sein.
Demnach betrifft die Erfindung einen verfestigten flüssigen Brennstoff, der im wesentlichen aus einen brennbaren Träger auf Cellulosebasis und einer brennbaren Flüssigkeit besteht und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Träger aus nichtfaserigen Cellulose-Kristallit-Aggregaten, die einen durchschnittlichen auf einen annähernd einheitlichen Wert eingestellten Polymerisationsgrad von etwa 15 bis 375 aufweisen oder aus Derivaten solcher Cellulose-Kristallit-Aggregate besteht, wobei diese Aggregate bzw. ihre De. rivate weder in Wasser noch in der brennbaren Flüssigkeit löslich sind und einen Substitutionsgrad von weniger als 0, 5 haben, wodurch der verfestigte flüssige Brennstoff eine dicke, glatte, streichfähige und au Oberflächen festhaftende Masse bildet.
Cellulose-Kristallit-Aggregate mit einem durchschnittlichen, auf einen annähernd einheitlichen Wert eingestellten Polymerisationsgrad und ein Verfahren zur Zerkleinerung der Cellulose mit auf einen annähernd einheitlichen Wert eingestelltem Polymerisationsgrad sind in der franz. Patentschrift Nr. 1. 194. 486 beschrieben. Sie sind säureunlösliche Produkte, die durch eine kontrollierte saure Hydrolyse von Cellulose gewonnen werden ; der Zahlenwert für den auf einen annähernd einheitlichen Wert eingestellten Polymerisationsgrad spiegelt die Zerstörung der ursprünglichen Faserstruktur des cellulosehaltigen Ausgangsmaterials wieder.
Der Ausdruck "auf einen annähernd einheitlichen Wert eingestellter Poly- merisationsgrad"bezieht sich auf den Durchschnittswert des annähernd einheitlich eingestellten Polymerisationsgrades des Celluloseproduktes, wie er nach den Methoden bestimmt wird, dieO. A. Battistaü seiner Arbeit "Hydrolysis and Crystallization of Cellulose", veröffentlicht in Industrial and Engineering Chemistry, Bd. 42 [1950], 8. 502 - 507, angegeben hat.
Wie in der vorstehend genannten Patentschrift ausgeführt ist, wird ein Cellulose-Material einer kontrollierten sauren Hydrolyse unterworfen, um amorphe Formen der Cellulose herauszulösen und als Rückstand Cellulose-Kristallit-Aggregate zu erhalten, die einen durchschnittlichen, auf einen annähernd einheitlichen Wert eingestellten Polymerisationsgrad von etwa 15 bis 375 aufweisen. Die Cellulose wird der Hydrolyse-Behandlung eine solche Zeit lang und bei einer solchen Temperatur unterworfen, die ausreicht, um die Kontinuität der Feinstruktur zu zerstören. Eine dieser Methoden besteht in einer 15 min langen Behandlung der Cellulose mit einer 2, 5fach normalen wässerigen Salzsäure bei der Siedetemperatur der Lösung.
Eine weitere geeignete Methode besteht in einer einstündigen Behandlung der Cellulose mit einer 0, 14fach normalen (0, 51eigen) wässerigen Salzsäure bei 1210C unter Überdruck. Entsprechend der in der angezogenen franz. Patentschrift beschriebenen Methode wird der unlösliche Rückstand vorzugsweise säurefrei gewaschen.
Die Cellulose-Kristallit-Aggregate, die bei der Hydrolyse-Behandlung gewonnen werden, weisen eine Teilchengrösse von 1 oder 2 Mikron bis zu etwa 300 Mikron auf, wie man durch mikroskopische Untersuchung feststellen kann, und sie können als frisch gebildete Cellulose-Kristallit-Aggregate bezeichnet werden. Wie in der angezogenen franz.
Patentschrift beschrieben ist, kann man dadurch, dass man eine Masse der Kristallit-Aggregate einer mechanischen Zerkleinerung unterwirft, mit dem Ziel, eine Masse zerkleinerter Aggregate zu gewinnen, in der wenigstens etwa 1 Gew.-% der Cellulose-KristallitAggregate eine Teilchengrösse von unter etwa 1 Mikron aufweist, zu einer zerkleinerten Masse gelangen, die in einem wässerigen Medium kolloidal suspendiert werden kanr. Das bedeutet, dass die Masse die charakteristische Eigenschaft aufweist, in einem wässerigen Medium eine stabile Dispersion zu bilden.
Derivate der Cellulose-Kristallit-Aggregate, die vornehmlich topochemische Derivate sind, weisen physikalische Kennzahlen und Eigenschaften auf, die jenen der Cellulose-Kristallit-Aggregate weitgehend gleichen. So besitzen die Derivate z. B. etwa den gleichen Polymerisationsgrad und eine Teilchengrösse in etwa demselben Teilchengrössenbereich wie die Kristallit-Aggregate, aus denen sie hergestellt worden sind, und die zerkleinerten Derivate weisen auch eine Dispergierbarkeit und ein Gel-Bildungsvermögen auf, die denjenigen der zerkleinerten Celiulose-Kristallit-Aggregate etwa gleichkommen. Chemisch gesehen liegt der Substitutionsgrad bei mindestens 0, 01.
Der Substitutionsgrad bezieht sich hiebei auf den Gesamtwert der Substitution, d. h. auf die Anzahl der substituierenden Gruppen pro Anhydroglu- koseeinheit der Cellulose, und umfasst sowohl hydrophile als auch hydrophobe Substituenten. Die Derivate können aus zerkleinerten Cellulose-Kristallit-Aggregaten gewonnen werden, und sie weisen eine Teilchengrösse von weniger als 1 Mikron bis zu 250 Mikron auf, die direkt von der Teilchengrösse der Aggregate abhängt. Abweichend hievon können die Derivate auch aus nicht zerkleinerten Aggregaten
<Desc/Clms Page number 3>
gewonnen und anschliessend zerkleinert werden.
In den Fällen, bei denen der Substitutionsgrad niedrig genug ist, so dass die Derivate wasserunlöslich und in organischen Lösungsmitteln unlöslich sind, weisen die zerkleinerten Aggregat-Derivate - ebenso wie die zerkleinerten Kristallit-Aggregate - die einzigartige und charakteristische Eigenart auf, dass sie in der Lage stabil sind, stabile Dispersionen in einem flüssigen, aus einem Nichtlöser bestehenden Medium zu bilden, wobei dieses Medium die zerkleinerten Aggregate zu einer teilweisen Quellung bringen kann, vorausgesetzt, dass die Derivate wenigstens etwa 0, 5% des Gewichtes der Dispersion ausmachen, und dass mindestens 1 Gew. -0/0 der dispergierten AggregatDerivate eine Teilchengrösse aufweisen, die nicht über etwa 1 Mikron hinausgeht.
Die Derivate, welche hydrophile Substituenten enthalten, sind wasserempfindlich, und die Leichtigkeit, mit der wässerige Dispersionen oder Suspensionen gebildet werden können, hängt unmittelbar von der Wassermpfindlichkeit der Derivate ab. So kann z. B. eine stabile wässerige Dispersion eines wasserunlöslichen Hydroxyäthyl-Derivates leichter und bequemer gebildet werden als eine entsprechende stabile Dispersion oder Suspension der Cellulose-Kristallit-Aggregate, weil die Hydroxyäthylcellulose-Kristallite empfindlicher gegenüber Wasser sind, als es die Cellulose-Kristallite selbst sind. Das Aussehen und die Natur der Dispersion oder Suspension schwanken gleichfalls mit der Wasserempfindlichkeit der Derivate.
Liegt der Substitutionsgrad eines Derivates, welches einen hydrophilen Substituenten aufweist, nicht über etwa 0, 1 bis etwa 0,2, so wird die Dispersion der zerkleinerten Derivate etwa das gleiche Aussehen aufweisen wie eine entsprechende Dispersion der zerkleinerten Cellulose-Kristallit-Aggregate. So besitzen z. B. Dispersionen oder Suspensionen von zerkleinerten Natriumcarboxymethyl- oder Hydroxypropyl-Derivaten der Aggregate, die einen Substitutionsgrad von etwa 0,1 aufweisen, das gleiche weisse glänzende Aussehen wie eine entsprechende Dispersion der zerkleinerten unsubstituierten Aggregate. Wird der Substitutionsgrad der zerkleinerten Derivate erhöht, z.
B. auf etwa 0, 3, so weist die Dispersion ein mehr durchscheinendes Aussehen auf, und in den Fällen, bei denen der Substitutionsgrad etwa 0, 4 beträgt, weist die Dispersion ein Aussehen auf, das dem Aussehen weisser Vaseline ähnelt.
Enthalten die Aggregat-Derivate hydrophobe Substituenten, so können die zerkleinerten Derivate in zahlreichen organischen Lösungsmittel-Systemen, in denen sie unlöslich sind, durch die sie aber teilweise gequollen werden, dispergiert oder suspendiert werden. Bei der Bildung von stabilen Dispersionen aus dieser Gruppe von Derivaten schwankt die Leichtigkeit der Bildung einer stabilenDispersion oder Suspension mit der Empfindlichkeit des Derivates gegenüber dem organischen Lösungsmittel, und das Aussehen der Dispersion ändert sich je nach dem Substitutionsgrad, u. zw. in einer Weise, die der Änderung des Aussehens der wässerigen Dispersionen der wasserempfindlichen Derivate etwa entspricht. So kann z.
B. eine stabile Dispersion (lig) der zerkleinerten Acetat-Derivate (Substitutionsgrad 2, 0) in Aceton gebildet werden. In gleicher Weise kann eine stabile Dispersion, die 1 Gew.-% Äthylcellulose (Substitutionsgrad l, 5) enthält, in Methyläthylketon gebildet werden.
Eine Vielzahl von Vertretern der Derivate der Cellulose-Kristallit-Aggregate sind für die Zwecke der Erfindung brauchbar ; diese Derivate sind Gegenstand der belgischen Patentschrift Nr. 623988.
Zu solchen Derivaten gehören z. B. Oxydationsderivate, die eine oder mehr Carbonylgruppen enthalten, einschliesslich der Aldehyd-, Carboxyl- und der gemischten Aldehydcarboxyl-Derivate ; ferner Ätherderivate, die dadurch ausgezeichnet sind, dass sie eine oder mehrere-OR-Gruppen enthalten, wobei R ein aliphatischer Rest oder ein substituierter aliphatischer Rest sein kann, u. zw. sowohl ein geradkettiger als auch ein verzweigtkettiger Rest, der 1 - 12 oder mehr Kohlenstoffatome enthält, ferner ein Aryl- oder Aralkylrest oder ein substituierter Aralkylrest oder ein Carboxyalkyl-, Hydroxyalkyl-, Cyanalkyl-, Alkoxyalkyl-, Aralkyl-oxyalkyl- oder ein Dialkylaminoalkyl-Rest sein kann ; ferner Esterderivate, z. B.
Ester von anorganischen Säuren, wie Nitrate, Nitrite, Thiocyanate und Phosphate, und Ester von organischen Säuren, z. B. die Formiate, Acetate, Propionate, Butyrate, gemischte Acetatpropionate, gemischte Acetatbutyrate, andere aliphatische Säurederivate, die bis zu 18 oder mehr Kohlenstoffatome im Säurerest enthalten, und auch Aryl- oder Aralkylester, wie z. B. Benzoate, Phenylacetatester, Phthalatester und Naphthoate.
Für die Zwecke der Erfindung stellen die Cellulose-Kristallit-Aggregate und die wasserunlöslichen
EMI3.1
physikali-und"Aggregate"sowohl die Cellulose-Kristallit-Aggregate als auch die Aggregat-Derivate verstanden werden.
In quantitativer Hinsicht kann das Brennstoffgemisch aus 3-45 Gew.-"io, vorzugsweise aus 10 bis 25 Gew. -0/0, Aggregaten oder Aggregat-Derivaten, aus 90-40 Gew.-lo, vorzugsweise 70-52 Gew.-lo,
<Desc/Clms Page number 4>
brennbarer Flüssigkeit, aus 4-30 Gew.-%, vorzugsweise 15-25 Gew.-%, Wasser, und empfehlenswer terweise aus einer kleinen Menge, in der Regel bis zu l oder 2 Gew. -0/0. eines Netzmittels bestehen. Ei ; typisches Netzmittel ist Natriumlaurylsulfonat, jedoch kann selbstverständlich jedes beliebige bekannt Netzmittel oder oberflächenaktive Mittel verwendet werden. Ein für Kochzwecke brauchbares Brennstoff gemisch besteht z.
B. aus 20-25 Gew.-% Aggregaten, 57-53 Gew.-% Methanol, 18-25 Gew.-T Wasser und aus maximal 1 Gew. -0/0 Netzmittel.
Ein als Kohlenanzünder brauchbares Brennstoffgemisch kann z. B. aus 23 Gew.-% Aggregaten 46 Gew.-% Schwerbenzin, 30 Gew.-% Wasser und maximal 1 Gew. -% Netzmittel bestehen. Ein ande-
EMI4.1
vorzugsweise doch mitverwendet. Geringe Mengen, beispielsweise von 1 bis 5 Gew. -0/0. Paraffinwach können zugegeben werden, besonders zu den Kerosin enthaltenden Gemischen, um deren Brenndauer zu verlängern. Das Wachs kann zweckmässig in dem Kerosin gelöst sein. In den vorstehend angegebenen spezifischen Gemischen können z. B. die Hydroxyäthyl-, Carboxymethyl- und Hydroxypropyl-Derivate der Aggregate, die einen Substitutionsgrad von etwa 0, 2 aufweisen, an die Stelle der Aggregate treten, wodurch gleichwertige Brennstoffgemische gewonnen werden.
Derivate, die hydrophobe Substituenten enthalten, h. B. ein Cellulosephenyläther-Aggregat, welches einen Substitutionsgrad von 0, 25 aufweist können in den Schwerbenzin und Gasolin/Kerosin-Gemische enthaltenden Brennstoffen verwendet werden.
Die Brennstoffgemische für Kochzwec1ce können in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, dass man die Bestandteile in einer bekannten Mischvorrichtung oder in einem Kneter miteinander vermischt.
In den weiter oben angegebenen Konzentrationen gelangt man durch einige Minuten langes Vermischen der Bestandteile der Ansätze zu Gemischen, deren Konsistenz sich von leicht fliessfähig bis zu weniger gut fliessfähig und steifer erstreckt. So liegt z. B. ein Brennstoffgemisch, welches etwa 24 Gew.-% Aggre-
EMI4.2
mittel enthält, in Form eines dicken, weissen, gelatinösen Materials vor, welches kein Ausschwitzen zeigt und welches leicht z. B. auf einem Spatel transportiert werden kann. Ein solches Material kann bequem in eine Dose gefüllt werden, in welcher es dann angezündet und abgebrannt werden kann. Gewünschtenfalls kann es auch auf Kohlebriketts aufgestrichen und dann angezündet werden und dient auf diese Weise als Kohlenanzünder. Durch Verdünnen des Materials, z.
B. mit : Alkohol und/oder Wasser, kann man zu einer besser fliessfähigen Masse oder einem besser fliessfähigen Brei gelangen, der zum Versprühen aus einer Aerosol-Dose geeignet ist. Anderseits wird durch Erhöhung der Konzentration der Aggregate oder Aggregat-Derivate in dem Material bis zu etwa 35 Gew. -% ein festes Gel erzeugt. Bei einem Gehalt von über etwa 35 Gew. -0/0 Aggregaten oder Aggregat-Derivaten entsteht ein teigartiges Produkt, dessen Steifheit mit zunehmender Konzentration der Aggregate oder Aggregat-Derivate allmählich ansteigt. Das Gel und das teigartige Material sind für eine Verwendung in Sprengstoff-Mischungen geeignet, z. B. in solchen, die Nitroglycerin, Trinitrotoluol und Dynamit enthalten, wobei die Aggregate oder Aggregat-Derivate als Träger für die explosiven Bestandteile in diesen Mischungen dienen.
Sie sind weiter in Treibstoffsätzen für Raketen und ferngelenkte Geschosse verwendbar. In einem weiteren Beispiel wurde eine gallertartige Masse, die Gasolin enthielt, in der Weise hergestellt, dass man zunächst die Aggregate oder Aggregat-Derivate mit Wasser vermischte, darauf ein Gemisch aus gleichen Teilen Gasolin und Kerosin einmischte, dann flüssige Seife als Netzmittel zusetzte und das Ganze schliesslich intensiv durchmischte, um zu einer gelartigen Masse zu gelangen, welche die folgende Zusammenset-
EMI4.3
vate, 1, 4 Gew.-% flüssige Seife und 4,7 Gew.-% Wasser. In einem Versuch erwies sich dieses Gemisch als sehr leicht entflammbar, und es brannte eine wesentlich längere Zeit als ein Gemisch aus gleichen Mengen einer 50 : 50-Mischung von Gasolin und Kerosin.
Soll das Brennstoff-Gemisch aus einer Aerosol-Dose versprüht werden, so kann jedes bekannte Treibmittel verwendet werden, z. B. Stickstoff, Stiekoxydul, Kohlendioxyd, Dichlordifluormethan oder Gemische dieser Treibmittel. Diese Behälter oder Aerosol-Sprühvorrichtungen können eine Sprühdüse von üblichem Durchmesser aufweisen, und trotz der geringen Düsenöffnung kann die breiartige Masse leicht hindurchtreten ; sie wird während dieses Durchganges in gewissem Umfang mit dem Treibgas durchsetzt.
Ein Vorteil der in Form eines Aerosols versprühten breiartigen Masse beim Anzünden von Kohle liegt in dem Sicherheitsfaktor, der auf der Herabsetzung der Neigung zur Ausbildung von Flammenstössen beruht, u. zw. auf Grund der physikalischen Form des Brennstoffgemisches. In diesem Zusammenhang sei darauf
<Desc/Clms Page number 5>
hingewiesen, dass die bekannten Kohlenanzünder für gewöhnlich in flüssiger Form vorliegen und dazu neigen, beim Anzünden aufzulodern. Ein weiterer Vorteil der breiartigen Masse liegt darin, dass sie langsamer abbrennt als ein bekanntes flüssiges Produkt und auf diese Weise eine längere Zeit Gelegenheit hat, die Kohle anzuzünden.
Auf Grund der unregelmässigen Oberflächen-Phänomene der Aggregate oder der Aggregat-Derivate, z. B. auf Grund der Risse, Poren, Spalten und Hohlräume, ist ihr Sorptionsvermogen erhöht, und die Aggregate und Aggregat-Derivate können so die mehrfache Menge ihres Gewichtes an flüssigem Material aufsaugen, obwohl sie äusserlich den Eindruck eines trockenen, festen Materials machen. Darüber hinaus ist das gute Sorptionsvermögen der Aggregate und Aggregat-Derivate für die brennbare Flüssigkeit deshalb von Bedeutung, weil in den Fällen, in denen das Brennstoffgemisch innerhalb einer gegebenen Zeit nur zum Teil verbraucht wird, geringere Verluste durch Verdampfung der Flüssigkeit aus dem heissen Rückstand, u. zw. unmittelbar nach Auslöschen der Flamme, eintreten.
Da die Aggregate und Aggregat-Derivate keine faserige Struktur aufweisen, haben sie nur ein geringes Volumen oder eine geringe Masse, bezogen auf ihr Gewicht, und das bedeutet, dass eine beträchtli- che Menge des Produktes in einen Behälter von üblicher Form eingefüllt werden kann. Hierin liegt ein wesentlicher Unterschied gegenüber faserartigen Trägern, die in einem solchen Ausmass sperrig sind, dass eine kleine Gewichtsmenge derselben schon ein sehr grosses Volumen beansprucht.
Die Aggregate und Aggregat-Derivate sind unschmelzbar, und sie sind deshalb in der Lage, den zu- rückgehaltenen flüssigen Brennstoff so lange zuzuführen bzw. nachzuliefern, wie Bedarf besteht, ohne dass die Gefahr eines Niederschmelzens besteht. Sie sind selbst brennbar und sie brennen ab, wenn der flüssige Brennstoff verbraucht ist, wobei sie einen nur geringen oder gar keinen Rückstand hinterlassen.
Die Flamme ist leicht auszulöschen.
Ein weiterer Vorteil der Aggregate und Aggregat-Derivate und der Brennstoff-Gemische, die aus ihnen hergestellt werden, liegt in ihrer ausgezeichneten Haftfestigkeit auf Oberflächen. So klebt ein in Form einer breiartigen Masse, einer Paste oder eines Gels vorliegendes Brennstoffgemisch beim Aufbringen auf Kohlebriketts oder andere Flächen zäh fest, und es ist hiedurch in einer Lage, bei der es so nahe wie nur möglich bei dem Material, welches entzündet werden soll, abbrennt.
Die Brennstoffgemische gemäss der Erfindung können nicht nur leicht hergestellt werden, sind frei von Ausschwitz-Erscheinungen und brennen lange und gleichmässig ab, sie sind auch leicht anzuzünden und sie zeigen kein Auflodern. Die physikalische Form der Gemische kann leicht verändert werden, und sie kleben unabhängig von ihrer Form sehr fest auf den Flächen, auf die man sie aufbringt. Sie bieten auch Vorteile in wirtschaftlicher Hinsicht, weil die in ihnen enthaltenen Aggregate nicht sperrig sind und ein hohes Sorptionsvermögen aufweisen.
Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.
Beisp iel l : Ein Brennstoff, der zur Verwendung in einem Kochbehälter geeignet ist, wurde in der Weise hergestellt, dass man 300 Gew.-Teile Cellulose-Kristallit-Aggregate mit 6 Gew.-Teilen Natriumlaurylsulfonat als Netzmittel etwa 5 min lang in einer Mischvorrichtung durchmischte, darauf 695 Gew. Teile Methanol und 220 Gew.-Teile Wasser zusetzte, und das Rühren weitere 15 min fortsetzte, um so zu einer dicken, glatten, weissen, homogen aussehenden gelatinösen Masse zu gelangen, die keine Spur eines Ausschwitzens zeigt. Das Brennstoffgemisch wurde als Versuchsmuster Nr. 161 bezeichnet ; es wies die folgende Zusammensetzung, in Gew. -0/0 ausgedrückt, auf :
EMI5.1
<tb>
<tb> 24, <SEP> 5% <SEP> Aggregate
<tb> 0, <SEP> 5% <SEP> Netzmittel
<tb> 57, <SEP> 0% <SEP> Methanol <SEP> und
<tb> 18, <SEP> 0% <SEP> Wasser. <SEP>
<tb>
Die Aggregate waren durch Hydrolyse von Sulfit-Holzpulpe mit 0, eiger wässeriger Salzsäure bei 121 C, die 60 min lang durchgeführt wurde, gewonnen worden. Nach dem Auswaschen mit Wasser wurden sie sprühgetrocknet. Sie wiesen einen durchschnittlichen, auf einen annähernd einheitlichen Wert eingestellten Polymerisationsgrad von etwa 220 auf.
Der Brennstoff wurde dann einem Abbrenn-Test unterworfen, u. zw. gleichzeitig mit einem als "Kon- trolle"dienenden Brennstoff, der aus. einem im Handel befindlichen Präparat bestand, das sich vermutlich aus der üblichen Nitrocellulose (Cellulosenitrat), Wasser und Methanol oder Äthanol oder aus einem Gemisch dieser beiden Alkohole zusammensetzt.
Die Bestimmung des Feststoffgehaltes dieses bekannten Brennstoffes ergab, dass er 10 Gew. -0/0 Feststoffe und als Rest die Flüssigkeit enthielt. 20 g jeder Brennstoffmischung wurden für den Test verwendet ; auf diese Basis bezogen, enthielten die beiden Brennstoffe die folgenden Bestandteile :
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
<tb>
<tb> Kontroll-Muster <SEP> Versuchsmuster <SEP> Nr. <SEP> 161
<tb> Nitrocellulose <SEP> 2g <SEP> Aggregate <SEP> 4,9 <SEP> g
<tb> Flüssigkeit <SEP> 18g <SEP> Flüssigkeit <SEP> 15,1 <SEP> g
<tb>
EMI6.2
EMI6.3
<tb>
<tb> Versuchsmuster <SEP> Nr. <SEP> 162 <SEP> Kontroll-Muster <SEP> Nr. <SEP> 171
<tb> g <SEP> % <SEP> g <SEP> %
<tb> Aggregate <SEP> 300 <SEP> 20, <SEP> 6 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP>
<tb> Kerosin <SEP> 750 <SEP> 51. <SEP> 5 <SEP> 750 <SEP> 64,7
<tb> Wasser <SEP> 400 <SEP> 27, <SEP> 4 <SEP> 400 <SEP> 34, <SEP> 6
<tb> Netzmittel <SEP> 8 <SEP> 0,6 <SEP> 8 <SEP> 0,7
<tb>
Es wurde das Netzmittel des Beispiels 1 verwendet.
Wie ersichtlich ist, weisen beide Gemische die gleiche Zusammensetzung auf, mit der Abweichung, dass das Kontroll-Muster Nr. 171 keine Aggregate enthielt und aus diesem Grunde eben als Kontrolle diente. Das Versuchsmuster Nr. 162 wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt, und die Herstellung des Kontrollmusters erfolgte durch einfaches Vermischen. Das Versuchsmuster Nr. 162 lag in Form einer streich-oder fliessfähigen Paste vor und wurde unmittelbar nach der Herstellung in eine Aerosoldose eingefüllt. Das Kontroll-Muster lag in flüssiger Form vor. Für einen Abbrenn-Test in den Folienbechern wurden etwa 19, 5 g des Versuchsmusters Nr. 162 und 15,5 g des Kontroll-Musters verwendet, wobei dieseMengen in bezug auf ihren Kerosin-Gehalt, der in jedem Falle 10 g betrug, Äquivalente darstellten.
Das Kontroll-Muster brannte während des Versuches mit grosser Flamme und zeigte hiebei ein beträchtliches Funkensprühen und Knattern, was als Beweis für eine unsichere Handhabung gewertet werden kann. Während des Testes war das Auftreten von siedendem Wasser erkennbar. Es war klar, dass das Kontroll-Muster nicht auf Kohle oder andern Flächen haften würde, wenn man es auf Grund seines flüssigen Zustandes hierauf aufbrachte. Das Versuchsmuster Nr. 162 begann mit einer kleineren Flamme abzubrennen, die nach kurzer Zeit grösser wurde, doch brannte die Flamme nicht so heftig wie jene des Kontroll-Musters. Es trat kein Funkensprühen oder Knat-
<Desc/Clms Page number 7>
tern auf. Das Kontroll-Muster brannte 6 min und 10 sec lang, während das Versuchsmuster Nr. 162 11 min lang, also um etwa 78% länger als das Kontroll-Muster, brannte.
Durch Ersatz der Cellulose-Kristallit-Aggregate in den vorangehenden Beispielen durch wasserunlösliche und in organischen Lösungsmitteln unlösliche Aggregat-Derivate, welche die weiter oben angegebenen Eigenschaften und Kennzahlen aufweisen, z. B. durch Carboxymethyl-, Hydroxypropyl- oder Acetat-Derivate, entstehen Brennstoff-Gemische, die im wesentlichen die gleichen Eigenschaften besitzen wie die in den Beispielen beschriebenen Gemische. So weist z.
B. ein Brennstoffgemischt, das nach den Angaben in Beispiel 2. jedoch mit der Abweichung hergestellt wurde, dass die Kristallit-Aggregate durch mechanisch zerkleinerte Aggregat-Derivate ersetzt wurden, die einen Substitutionsgrad von nicht über 0. 1 bis etwa 0,2 besassen, etwa das gleiche Aussehen wie jenes auf, kann aber beim Zerreiben zwischen den Fingern einen etwas glatteren Eindruck machen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfestigter flüssiger Brennstoff, der im wesentlichen aus einem brennbaren Träger auf Cellulosebasis und einer brennbaren Flüssigkeit besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus nichtfaserigen Cellulose-Kristallit-Aggregaten, die einen durchschnittlichen, auf einen annähernd einheitlichen Wert eingestellten Polymerisationsgrad von etwa 15 bis 375 aufweisen, oder aus Derivaten solcher Cellulose-Kristallit-Aggregate besteht, wobei diese Aggregate bzw. ihre Derivate weder in Wasser noch in der brennbaren Flüssigkeit löslich sind und einen Substitutionsgrad von weniger als 0,5 haben, wodurch der verfestigte flüssige Brennstoff eine dicke, glatte, streichfähige und auf Oberflächen festhaftende Masse bildet.