AT281578B

AT281578B - Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Faserstoff

Info

Publication number: AT281578B
Application number: AT160565A
Authority: AT
Original assignee: Isidore Groudan Nadel; Zeebrugge Forges Sa
Priority date: 1965-02-24
Filing date: 1965-02-24
Publication date: 1970-05-25

Description

Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Faserstoff
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sätze, wie Binde-, Stabilisierungs- u. dgl. Mittel eingebracht werden, und dass nach Absetzen der Fasermasse auf den Tauchkörper diese mit einem im wesentlichen verformbaren und dichten Teil umhüllt und im Tauchkörper ein Unterdruck zum Aufdrücken des im wesentlichen verformbaren und dichten Teiles auf die Fasermasse und Ausübung eines Druckes auf dieselbe hergestellt wird.

Die durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens herstellbaren Erzeugnisse sind z. B. Hülsen, Zündrohre u. dgl. Bei Hülsen z. B. werden insbesondere folgende wichtige Vorteile erzielt : Wegfall der üblichen Metallhülsen, Verringerung des Rauminhaltes der Antriebsladung. oder, bei gleichbleibendem Rauminhalt dieser Ladung, Erhöhung der gesamten Antriebsleistung. Ausserdem können bei diesen Erzeugnissen die ballistischen Eigenschaften beliebig geändert d. h. den jeweiligen Anforderungen anpasst werden, indem ihre physischen und chemischen Eigenschaften entsprechend gestaltet werden.

Es ist somit gelungen, neue Zusammensetzungen zu schaffen, welche die Möglichkeit bieten, Formstücke unter Anwendung des oben erwähnten Verfahrens herzustellen, das die genannten Vorteile erzielt.

Eine gute Suspension wird erhalten wenn von einem wässerigen Brei ausgegangen wird, dessen feste Bestandteile annähernd 99o Nitrozellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen 11,5 und 13, 350/0 und 1% Diphenylamin enthalten.

Eine andere Suspension wird erhalten wenn von einem wässerigen Brei ausgegangen wird, dessen Bestandteile 85% Nitrozellulose mit Stickstoffgehalt zwischen 11,5 und 13, 35%, femur 9% Dinitrotoluol, 51o Dibutylphthalat und 10/0 Diphenylamin enthalten.

Die faserigen Teile der Suspension können aus einem Gemisch von treibenden Fasern und faserigen Zusammensetzungen bestehen, wobei die letzteren vorzugsweise alle brennbar sind.

Die günstigen Eigenschaften der sich aus dieser Suspension ergebenden Erzeugnisse wurden mittels ballistischer Versuche vollkommen bestätigt. Diese Versuche bestanden aus einem Vergleich der Schussergebnisse mit 90 mm-Geschossen M71, einmal mit brennbaren, am Antrieb beteiligten Hülsen, die nach dem erfindungsgemxsseg Verfahren hergestellt waren, und einmal mit den üblichen Metallhülsen. In drei Reihen von Versuchen wurde die Temperatur auf-32, + 21 und + 540 C gehalten. Die neuen Geschosse wiesen praktisch gleich gute ballistische Eigenschaften auf wie die üblichen Geschosse.

Damit die Merkmale der Erfindung klarer zu Tage treten, sollen zur Erläuterung nachstehend zwei besondere Beispiele erörtert werden ; in diesen Beispielen, wie auch sonst in der Beschreibung und in den Ansprüchen dieser Erfindung, werden die Verhältnisse in Gewichtsprozenten gegeben. Ferner wird in diesen Beispielen auf die Zeichnung Bezug genommen, worin eine Anlage zur Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt ist.

Beispiel 1 : - Ein Formgegenstand aus Nitrozellulose wurde hergestellt in der folgenden Zusam- mensetzungr
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<tb>
<tb> Nitrozellulose <SEP> (12, <SEP> 6% <SEP> N) <SEP> 62, <SEP> 4%
<tb> Sulfat-Holzschliffzellulose, <SEP> entfärbt <SEP> 15,6%
<tb> Diphenylamin <SEP> 1, <SEP> 0%
<tb> Polyvinylacetat <SEP> 1, <SEP> 50/0 <SEP>
<tb> Polystyrol <SEP> 19, <SEP> 5%
<tb>

Die Sulfat-Holzschliffzellulose wurde, nach vorherigem Mahlen bis zu einen Aufschliessungsgrad von 450 C. S. in einer MUhle --1t, -, einem wässerigen Brei von Schiessbaumwollefasern in einem Behäl- ter --2- zugesetzt, welcher mit einem Rührapparat ausgestattet war.

Nach inniger Vermischung der Fasern im Behälter, während der Rührapparat sich immerfort drehte, wurde Diphenylamin in einer Methylalkohollösung langsam hinzugegeben. Während der Ruhrapparat sich zwecks einwandfreier Vermischung immer noch drehte, wurde die wässerige Polyvinylacetat-Emulsion hinzugefügt. Ein Teil dieses Breis wurde sodann in ein Verfilzungs- oder Vorformungsgefäss, worin sich Wasser befand, übergeführt,
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Die Fasern wurden sodann auf einen im Brei vollständig eingetauchten hohlen Tauchkörper --5--, worin ein Unterdruck aufrechterhalten wurde, abgelagert, wobei der Faserbrei mit Hilfe des Rührappa- rats-4-leicht bewegt wurde.

Der Tauchkörper bestand aus einer Hohlform mit Löchern, deren innerer Raum mit einer Saug-oder Unterdruckleitung verbunden war, während die Aussenfläche mit einem

engmaschigen Streckmetall bedeckt war. Nachdem die erwünschte Fasermenge sich auf den erwähnten Tauchkörper abgelagert hatte, welches aus der Volumenabnahme im Verfilzungsgefäss und aus der Verfilzungsdauer festgestellt werden konnte, wurde der Tauchkörper aus dem Bad herausgenommen, unter Aufrechterhaltung des inneren Unterdrucks zwecks Abzugs des Wassers aus dem abgelagerten Faserstoff Indem, unter Aufrechterhaltung des inneren Unterdrucks, der Faserstoff mit einer dünnen biegsamen Gummischicht umhüllt wurde, wurde noch mehr Wasser aus diesem herausgesogen.

Diese Handlungweise trägt zur Verdichtung des Faserstoffes bei, indem die Gummihaut durch Saugwirkung auf die zu- sammengebackte Fasern aufgedrückt wird und diese also zusammenpresst. Der Innenraum des Tauchkörpers wurde nun auf Atmosphärendruck zurückgebracht. und sodann wiederholt vorübergehend mit Überdruck beaufschlagt, damit der Faserstoff sich vom Metallgeflecht ablösMund dadurch das Abnehmen der Form erleichtert würde. Der noch feuchte Faserstoff des vorgeformten Gegenstandes wurde sodann in eine dampferhitzte Form gebracht und in einer Form-und Trockenpresse-6-zusammenge- presst, getrocknet und in die endgültige Gestalt gebracht.

Die Form wurde zwecks Abführung des Wasserdampfs, und ebenfalls zwecks Trocknung bei erniedrigtem Druck und bei einer Temperatur die niedriger war als die bei Atmosphärendruck erforderliche Temperatur, an eine Saugleitung angeschlossen.

Sodann wurde das Formstück aus der Form herausgenommen und in den Behälter --7-- eingetaucht, worin eine 20% ige Polystyrollösung in Toluol vorhanden war. Das in dieser Weise getränkte Formstück wurde aus dem Behälter --7-- herausgeholt und die überschüssige Lösungsmenge entfernt. Dann wurde das Formstück in einen Ofen --8-- eingesetzt, worin die Reste des Lösungsmittels verdampften, wonach es aus diesem Ofen herausgenommen und zwecks Abkühlung in die Aussenluft gebracht wurde. In einem Apparat zur Nachbearbeitung bzw. zum Abrauhen --9-- wurde das Formstück schliesslich auf dessen endgültige Abmessungen bearbeitet.

Beispiel 2. Es wurde ein zweites Formstück hergestellt, unter Benutzung von gesponnenen treibenden Nitrozellulosefäden in der folgenden Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> Nitrozellulose <SEP> (12, <SEP> 6% <SEP> N) <SEP> 99%
<tb> Diphenylamin <SEP> 10/0 <SEP>
<tb>

Diese Fäden wurden in Stücke von etwa 6, 5 mmLänge oder weniger geschnitten und sodanD in einem Behälter --2--, zusammen mit Sulfat-Holzschliffzellulosefasern, die auf einen Aufschliessungsgrad von 450 C. S. gemahlen waren, zu einem Brei verrührt. Dabei wurde etwa, bezogen auf das Gewicht der treibenden Fasern, 15% Holzschliff verwendet.

Diesem Breiwurde eine wässerige Polyvinylacetat-Emulsion in einer Menge zugesetzt, die, auf Grundlage des trockenen Stoffes, einer Beimischung von 25%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern mit dem Polyvinylacetat, entsprach. Das
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Wasser übergeführt. Die übergeführte Breimenge wurde so bestimmt, dass nach Verdünnung im Wasser des Verfilzungsbehälters die Konzentration der Fasern mit Polyvinylacetat in der endgültigen Breien- ge in diesem Behälter etwa 1, 5% betrug. In gleicher Weise, wie im ersten Beispiel, wurden die Fasern mit dem Harz zu einem feuchten Formstück verfilzt und sodann in einer erhitzten Form zusammengepresst, getrocknet und geformt, wonach der sich ergebende Formgegenstand schliesslich auf die er-
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Formstücks in ein Harzbad überflüssig.

Die bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens sich ergebenden Gegenstände können den jeweils gestellten Anforderungen leicht angepasst werden, während sie hinsichtlich ihrer strukturellen Eigenschaften wesentliche Vorteile bieten. Solche Gegenstände lassen sich in unbegrenzter Formverschiedenheit herstellen, wobei es ausserdem möglich ist, durch geeignete Wahl des Durchmessers, der Länge und der Zusammensetzung der Fasern und, was sehr wichtig ist, durch richtige Bestimmung der dem Enderzeugnis zu erteilenden Porosität, den jeweils gestellten Anforderungen hinsichtlich der ballisti- schen Eigenschaften gerecht zu werden.

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Claims

PATENT ANSPRÜCHE ? 1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Faserstoff unter Bereitung einer verdünnten Suspension eines Faserstoffes in einer Flüssigkeit und Rühren der Suspension zwecks Erzielung einer gleich- <Desc/Clms Page number 4> mässigen Verteilung der in der Flüssigkeit suspendierten Festkörper, worauf ein hohler, mit für die Flüssigkeit durchlässigen Wänden versehener Tauchkörper in die Suspension eingetaucht und in seinem Innenraum als erster Schritt des Formens des herzustellenden Gegenstandes während einer nach Massgabe der erwünschten Stärke des herzustellenden Werkstückes bestimmten Zeitdauer Unterdruck hergestellt wird,

in der Folge der Tauchkörper mitsamt der auf dessen durchlässigen Wänden abgelagerten Fasermasse aus der Flüssigkeit entfernt und schliesslich als weiterer Schritt des Formens das erhaltene Werkstück einer mechanischen Druckwirkung und einer Temperaturerhöhung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Suspension aus einer wässerigen Lösung mit brennbaren und/oder treibenden Faserstoffen, wie fadenförmiger Nitrozellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen 11, 5 und 13, 350/0 und einem Fadenmass von nicht mehr als 400 Deniers bereitet wird, und in diese Suspension Zusätze, wie Binde-, Stabilisiemngs- u.

dgl. Mittel eingebracht werden, und dass nach Absetzen der Fasermasse auf den Tauchkörper diese mit einem im wesentlichen verformbaren und dichten Teil umhüllt und im Tauchkörper ein Unterdruck zum Aufdrücken des im wesentlichen verformbaren und dichten Teiles auf die Fasermasse und Ausübung$ : eines Druckes auf dieselbe hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension ein Binde- mittel, z. B. Polyvinylacetat in Form einer wässerigen Emulsion zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelemulsion durch Einbringen einer Salz- oder Säurelösung gebrochen wird, so dass das Bindemittel auf die Fasern ausfällt.

4. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension ein in Was- ser lösliches Bindemittel, beispielsweise Polyvinylacetat zugesetzt wird, welches nach dem Zusammenbacken der Fasermasse in dieser Masse festgehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Verzögerung des natürlichen Zerfalls der Nitrozellulose, der Suspension ein Stabilisierungsmittel zugefügt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension kristallinische feste Sprengstoffe und/oder Oxydationsmittel zugesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension ein Plasti- fiziermittel wie Dibutylphthalat zugesetzt wird.