DE1028924B

DE1028924B - Process for the production of globular powder

Info

Publication number: DE1028924B
Application number: DEO2162A
Authority: DE
Inventors: John J O'neill Jun; Gilbert R Cox
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1952-02-15
Filing date: 1952-02-15
Publication date: 1958-04-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Globularpulver Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Globularpulver mit mindestens 0,635 mm Durchmesser aus Nitrocellulose, die mit einem Lösungsmittel in einen viskosen Lack übergeführt ist.Method of Making Globular Powder The invention relates to a process for the production of globular powder with a diameter of at least 0.635 mm made of nitrocellulose, which is converted into a viscous varnish with a solvent is.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von rauchlosem Pulver beschrieben worden, bei dem aus einem Grundstoff dafür (11Titrocellulose) und einem Lösungsmittel zusammengesetzte Lacktröpfchen während ihrer Suspension in einem Nichtlösermedium verfestigt werden. Dieses Verfahren zur Herstellung von Triebpulver ist den Fachleuten als Globularpulververfahren bekannt. Es sind ferner Abänderungen in der Grundtechnik zur Herstellung von Globularpulver bekanntgeworden, durch die der Charakter, die Gleichförmigkeit und die ballistischen Eigenschaften des erzeugten Pulvers geregelt werden können. Obgleich das Globularpulververfahren sich als außerordentlich befriedigend bei der Herstellung von Pulverkörnchen erwiesen hat, die für Kleinkalibermunition Verwendung finden, bei der der Durchmesser der einzelnen Pulverkügelchen etwa 0,0025'4 bis 0,00635 mm nicht überschreitet, ist es bisher nicht möglich gewesen, Globularpulverkörnchenvon größerem Durchmesser, d. h. von mehr als 0.00635- mm, in großem Maßstabe zu erzeugen.It is already a process for making smokeless powder has been described, in which from a base material for it (11titrocellulose) and a Solvent-composed paint droplets during their suspension in a non-solvent medium be solidified. This method of making leavening powder is known to those of skill in the art known as the globular powder process. There are also changes in the basic technique for the production of globular powder became known by the character that The uniformity and ballistic properties of the powder produced are regulated can be. Although the globular powder process turns out to be extremely satisfactory in the manufacture of powder granules that are used for small-caliber ammunition Find use in which the diameter of the individual powder globules is about 0.0025'4 to 0.00635 mm, it has not heretofore been possible to obtain globular powder granules of larger diameter, d. H. of more than 0.00635- mm, to be produced on a large scale.

Obgleich durchaus bekannt ist, daß die Heftigkeit des Rührens das Körnen des Produktes beeinflußt -je heftiger das Rühren; ltm so kleiner die Körnchen, und umgekehrt=, ist esabishernicht möglich gewesen, Ansätze zu. erzeugen, bei .denen ein größerer Prozentsatz der Körnchen groß6n::Durchmesser hatte und gut gerundet war. Bemühungen, Körnchen mit großem Durchmesser durch Herabsetzung der Rührgeschwindigkeit 'itr der üblichen ::Globularpulverapparatur zu erzeugen, haben zu Pulverkörnern geführt, von denen praktisch keines genügend kugelförmig war, um den an Globularpulver ztt stellenden Anforderungen zti genügen.Although it is well known that the vehemence of the stirring The graining of the product affects the more vigorously the stirring; ltm so smaller the grains, and vice versa =, it has so far not been possible to make approaches. generate, at .denen a greater percentage of the granules were large: diameter and well rounded was. Efforts to obtain large diameter granules by reducing the agitation speed To produce globular powder equipment in the usual way, you have to have powder grains practically none of which were sufficiently spherical to hold that of globular powder ztt-setting requirements zti.

Das eingangs genannte neue Verfahren, nach dein jedesmal vorwiegend kugelförmige Körner großen Durchmessers erhalten werden und bei dem die Körnung mit größerer Gleichmäßigkeit als bisher durchgeführt werden kann,- isnun durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: a) Die Viskosität des Lackes wird so eingestellt daß sich abgetrennte kleine Portionen nicht runden können; b) der Lack wird in kleine Portionen unterteilt und in einem Nichtlösermedium suspendiert; c) die Viskosität des suspendierten Lackes wird durch Zugabe von Lösungsmittel oder durch Erhitzen so weit herabgesetzt, daß die einzelnen Lackportionen sich runden können; d.) die gerundeten Lad-,partikeln werden noch -während der Suspendierung gehärtet.The new procedure mentioned at the beginning, after your predominantly each time spherical grains of large diameter can be obtained and in which the grain can be carried out with greater uniformity than hitherto, - is now through the following Process steps marked: a) The viscosity of the paint is set in this way that separated small portions cannot round each other; b) the varnish is in small Portions divided and suspended in a nonsolvent medium; c) the viscosity the suspended paint is made by adding solvent or by heating reduced so far that the individual lacquer portions can be rounded; d.) the rounded loading particles are still hardened during suspension.

Die dabei erhaltenen vorgeformten Körper bestehen hauptsächlich aus einer hochviskosen Lösung der Nitrocellulose in einem Lösungsmittel, das mit dem später zuzufügenden Nichtlösermedium im wesentlichen unmischbar ist, wobei der hochviskose Lack von einer derartigen Konsistenz ist, daß die Körper sich unter dem Einfluß der Kräfte; denen sie während der Suspension unterworfen sind, in der Schwebe bleiben (selbst tragen) und zusammenhalten.The preformed bodies obtained thereby consist mainly of a highly viscous solution of nitrocellulose in a solvent that is compatible with the nonsolvent medium to be added later is essentially immiscible, the highly viscous Lacquer is of such a consistency that the body is under the influence of forces; to which they are subjected during suspension remain in suspension (carry yourself) and stick together.

Die Vorformung der Körper, die nach dem Härten kugelförmige oder annähernd kugelförmige Körnchen der gewünschten Größe ergeben, kann nach einem der zahlreichen bekannten Verfahren erfolgen. Um die Zeit der Formgebung so weit wie möglich zu verkürzen, ist es zweckmäßig, wenn sich schon die vorgeformten Körper der endgültigen Form so weit als möglich nähern. Als Idealform für die vorgeformten Körper empfehlen sich Zylinder, deren Durchmesser sich der Länge der Körper nähert. Solche Zylinder können hergestellt werden, indem man die Lackportionen durch Auspressen des hochviskosen Lackes durch eine Öffnung vorformt und ständig gleich große Portionen von dem ausgepreßten Lack abschneidet. Diese Technik der Vorformung der Körper durch Schneiden der ausgepreßten Masse ist vorteilhaft sowohl zur Gewinnung großer Körnchen als auch gleicher Größen, da das Volumen der einzelnen weichen Körper (und damit auch das des endgültigen Körnchens) innerhalb sehr enger Grenzen geregelt werden kann und der Lack von einer Viskosität sein kann, die hoch genug ist, um wohlgestaltete Körper zu erhalten, die nicht der Verformung infolge weiterer V iskositätsminderung unterliegen.The preforming of the body, which after hardening is spherical or approximately spherical granules of the desired size can be obtained according to one of the numerous known procedures. To get the time shaping as much as possible shorten it, it is useful if the preformed body is the final Approach the shape as much as possible. Recommend as the ideal shape for the pre-shaped body cylinders whose diameter approaches the length of the body. Such cylinders can be made by squeezing out the lacquer portions by squeezing out the highly viscous Lacquer is preformed through an opening and constantly the same sized portions of the squeezed out Lacquer cuts off. This technique of preforming the body by cutting the pressed out Mass is advantageous for obtaining large grains as well as of the same size, since the volume of the individual soft bodies (and thus also that of the final Granules) can be regulated within very narrow limits and the paint from a Viscosity can be that is high enough to be shapely body that are not subject to deformation as a result of a further reduction in viscosity.

Nach, einer besonderen Ausführungsform werden die Lackportionen innerhalb des später hinzuzufügenden Nichtlösermediums geschnitten.According to a particular embodiment, the lacquer portions are inside of the non-solvent medium to be added later.

Auch auf andere Weise können Körper von genügend gleichförmigem Volumen in der Apparatur erzeugt werden, die zur Herstellung des gewöhnlichen Globularpulvers benutzt wird. Hierzu rührt man die hochviskose Lackmasse in einem Nichtlösermedium und stellt die Heftigkeit des Rührens so ein, daß die Größe der Körper, in die sich die hochviskose Lackmasse auflöst, geregelt wird. Selbstverständlich ist der Grad der Auflösung um so größer, je heftiger gerührt wird, wenn die anderen Veränderlichen konstant bleiben. Wenn man dabei eine hohe Ausbeute an Körnchen mit großem Durchmesser erhalten will, muß die Viskosität des Lackes so hoch bleiben, daß die Körnchen sich nicht richtig formen, wenn man ihre Viskosität vermindert.Bodies of sufficiently uniform volume can also be obtained in other ways are produced in the apparatus used to produce the ordinary globular powder is used. To do this, the highly viscous paint mass is stirred in a non-solvent medium and adjusts the vigor of the stirring so that the size of the body in which it is contained the highly viscous paint mass dissolves, is regulated. Of course the degree is The greater the agitation, the greater the dissolution, when the other variables are changed stay constant. When doing a high yield of large diameter granules wants to maintain, the viscosity of the paint must remain so high that the grains do not shape properly by reducing their viscosity.

Während der Suspendierung der vorgeformten Körper in dem Nichtlösermedium ist es wichtig, daß die Rührkräfte wohl ausreichen, um die Suspension aufrechtzuerhalten, aber nicht so stark sind, daß sie die suspendierten Körper unterteilen. Eine solche Weiterunterteilung und Wiedervereinigung von anfangs getrennt gewesenen Körpern ist zwar unvermeidbar, aber beides wird weitgehend vermindert, wenn man die bei der Herstellung von Globularpulver im allgemeinen empfohlenen Vorsichtsmaßregeln beachtet, die im besonderen den Zusatz eines Schutzkolloids zur Suspension einschließen.During the suspension of the preformed bodies in the nonsolvent medium it is important that the agitation forces are sufficient to maintain the suspension, but are not so strong that they subdivide the suspended bodies. Such Subdivision and reunification of bodies that were initially separated is unavoidable, but both are largely reduced if the at the preparation of globular powder generally recommended precautions observed, which include in particular the addition of a protective colloid to the suspension.

Wenn die vorgeformten Körper bei ihrer Suspendierung von einer derartigen Festigkeit sind, daß sie unter der im suspendierenden Medium herrschenden Oberflächenspannung sich nicht leicht der kugelförmigen Gestalt nähern, wird ihre Viskosität z. B. durch Einführung von etwas zusätzlichem Lösungsmittel in das Medium herabgesetzt. Das zugesetzte Lösungsmittel, das mit diesem Medium nicht wechselseitig löslich ist, wird von den suspendierten Körpern aufgenommen und erweicht sie. Auf andere Art können die vorgeformten Körper weiter erweicht werden, wenn man sie unter einem Druck erhitzt, der genügt, um die Verdampfung des Lösungsmittels zu verhindern.If the preformed body is suspended from such a Strength is that they are under the surface tension prevailing in the suspending medium do not easily approach the spherical shape, their viscosity will e.g. B. by Reduced introduction of some additional solvent into the medium. That added solvents that are not mutually soluble in this medium, is absorbed by the suspended bodies and softens them. In another way the preformed body can be further softened if you put them under you Heat enough pressure to prevent evaporation of the solvent.

Nach der Erweichung beginnen die Körper, den Oberflächenspannungskräften im Medium zu folgen und schließlich die kugelförmige Gestalt anzunehmen. Daraufhin wird das Lösungsmittel aus den Körpern entfernt, während man langsam weiterrührt.After softening, the bodies begin to exert surface tension forces to follow in the medium and finally to assume the spherical shape. Thereupon the solvent is removed from the bodies while continuing to stir slowly.

Beispiel Ein aus 3,8 Teilen Äthylacetat je Teil Nitrocellulose zusammengesetzter Lack mit den üblichen Stabilisierungsmitteln. wurde bei 68° C in einem Wasserbad suspendiert, das die üblichen, bei der Herstellung von Globularpulver benutzten Löser und Kolloide enthielt. Die Suspendierung wurde durch mäßiges Rühren (entsprechend 32,5 Umdrehungen je Minute mit der Vorrichtung, die bei der Herstellung von gewöhnlichem Globularpulver mit 40 Umdrehungen je Minute arbeitet) erreicht. Die suspendierten Teilchen würden sich mittels einer der üblichen Arbeitsweisen nicht rund formen lassen.Example One composed of 3.8 parts of ethyl acetate per part of nitrocellulose Varnish with the usual stabilizers. was at 68 ° C in a water bath suspended, which the usual, used in the manufacture of globular powder Contained solvents and colloids. The suspension was by moderate stirring (accordingly 32.5 revolutions per minute with the device used in the manufacture of ordinary Globular powder works at 40 revolutions per minute). The suspended Particles would not form round with one of the usual working methods permit.

Während die vorgeformten, aber mißgestalteten Teilchen sich in Suspension befanden, wurde dem Wasserbad Äthylacetat in einer Menge zugesetzt, die 10% des Gewichts der Nitrocellulose ausmachte. Dieses zusätzliche Äthylacetat wurde in das Wasserbad als Emulsion eingeführt, die aus 40 Teilen Äthylacetat, 120 Teilen Wasser und 2 Teilen Schutzkolloid bestand. Die Rührgeschwindigkeit wurde auf 28,75 Umdrehungen je Minute herabgesetzt und 11,'2 Stunden beibehalten, bis die Körper sich hinreichend gerundet hatten.While the preformed but misshapen particles are in suspension found, ethyl acetate was added to the water bath in an amount equal to 10% des Weight of the nitrocellulose. This additional ethyl acetate was added to the Water bath introduced as an emulsion, consisting of 40 parts of ethyl acetate, 120 parts of water and 2 parts of protective colloid. The stirring speed was set to 28.75 revolutions decreased per minute and maintained for 11, '2 hours, until the bodies are adequately had rounded.

Die sich ergebenden Körnchen waren fast vollkommene Kügelchen, von denen 581/o einen Durchmesser aufwiesen, der größer als 0,7 mm war. Geringere Rührgeschwindigkeiten während der Vorformung ergeben eine Zunahme der Körnchengröße; wenn z: B. das soeben erwähnte, mit 32,5 Umdrehungen je Minute vorgeformte Produkt mit 30 Umdrehungen je Minute vorgeformt wird, haben 791/o der Ausbeute einen Durchmesser, der größer als 0,7 mm ist.The resulting granules were almost perfect globules, from 581 / o of which had a diameter greater than 0.7 mm. Lower stirring speeds during preforming result in an increase in granule size; if, for example, this has just happened mentioned product preformed at 32.5 revolutions per minute at 30 revolutions is preformed per minute, 791 / o of the yield has a larger diameter than 0.7 mm.

Anstatt das zusätzliche Lösungsmittel, wie im letzten Beispiel, in Form einer Emulsion einzuführen, kann es dem Wasserbad allmählich in unverdünnter Form zugesetzt werden, wenn es in diesem fein verteilt wird.Instead of the additional solvent, as in the last example, in Introducing the form of an emulsion, it can gradually become undiluted in the water bath Form if it is finely divided in this.

Daraus geht hervor, daß die Erfindung ihre Aufgabe löst und nicht nur ein Verfahren vorschlägt, nach dem runde Pulverkörnchen großen Durchmessers mit Leichtigkeit und im großen Maßstabe hergestellt werden können, sondern daß auch ein Verfahren vorgeschlagen wird, nach dem Globularpulverkörnchen jeder Körnung hergestellt und Körnchen mit enger Begrenzung von Schwankungen des Durchmessers erzeugt werden können.It follows that the invention achieves its task and not only suggests one method, according to which round powder granules of large diameter can be manufactured with ease and on a large scale, but that too a method is proposed according to the globular powder granules of each granule manufactured and granules with tight limitation of variations in diameter can be generated.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of globular powder with At least 0.635 mm in diameter made of nitrocellulose treated with a solvent is converted into a viscous paint, characterized by the following process steps: a) The viscosity of the paint is adjusted in this way; that separated small portions cannot round; b) the varnish is divided into small portions and in one Nonsolvent medium suspended; c) the viscosity of the suspended paint is through Addition of solvent or by heating reduced so far that the individual Lacquer portions can be rounded; d) the rounded paint particles are still during the suspension hardened.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the lacquer portions by pressing the highly viscous lacquer through an opening preforms and constantly cuts off the same sized portions from the squeezed out varnish.

3. The method according to claim 2, characterized in that the paint portions within of the nonsolvent medium.

4. The method according to claim 1, characterized in that the subdivision is accomplished by stirring a thick lacquer mass within the nonsolvent medium. Documents considered: German Patent No. 701 493.