DE1446889A1

DE1446889A1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Gegenstaenden aus Faserstoff

Info

Publication number: DE1446889A1
Application number: DE19651446889
Authority: DE
Inventors: Nadel Isidore Goudran
Original assignee: NADEL ISIDORE GOUDRAN; Les Forges de Zeebrugge SA
Current assignee: NADEL ISIDORE GOUDRAN; Les Forges de Zeebrugge SA
Priority date: 1965-02-24
Filing date: 1965-02-24
Publication date: 1969-04-10
Also published as: GB1075814A; BE660144A

Description

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PATENTANWÄLTE P Ik k6

Dr. Andrejewski

Dr.-Ing. Honke _T _dem

43E«»en,KettwIiH!rStr.36 *

(AaffaapttMlMkof Udttbw·) /

Telefoni25802/W \

Patentanmeldung dee Herrn

Isidore Goudran NADEL, Little Falls, New Jersey (Vereinigte Staaten von Amerika) und der Fir«ta LES PORGES DE ZEEBRUGGE S.A., Heretal-ler-IiAge (Belgien)

Verfahren und Anlage zur Herstellung von Gegenständen aus Faserstoff

Es sind bereits zahlreiche triebende Zusammensetsungen bekannt, welche aus Nitrozellulose in Textilfaserfora zusantnengesetst sind« Diese Zusammensetzungen können entweder ungeteilte Fäden oder Faserteile enthalten, die durch ein Bindemittel, die Folyrinylazetat _t na· türliehen oder künstlichen Kautschuklatex, regeneriertes Gurani, Asphaltenuxsion, Gelamtine oder Kasein, zusasosenge· halten werden« Solche Zusanuiensetzungen können zur Herstellung von brennbaren Erzeugnissen Mittels eines Verfahrens verwendet werden, nach dem die FÄden oder Fascrrteile in Forsten zu Faserplatten zusammengepresst werden· Diese Platten weisen jedoch eine geringe sie·· chan'β.he Festigkeit auf, so daß die Anwendungsaeglich« keiten sehr beschrSnkt sind.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung τοη brennbaren Faeererzeugniseen zu schaffen, durch das eine erheblich grössere Festigkeit erzielt werden kann. Diese brennbaren Erzeugnisse können zur Gattung der treibenden Zusammensetzungen gehören, wobei der Ausdruck treibend so zu verstellen ist, dans während der Verbennung der Fasererzeugnisse beträchtliche Gasmengen und eine grosse Zahl von Kalorien freigemacht werden«

Hie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Faserstoffen, bei welchem in eine stark verdünnte, völlig gleichmäßige Suspension aus Faserstoffen versetzt mit einem Bindemittel und evtl. erforderlichen chemischen Zusätzen ein hohler Formkörper mit für die Flüsigkeit durchlässigen Wänden eingetaucht und entsprechend der gewünschten Wandstärke des Werkstückes in «einem Innern ein Unterdruck erzeugt wird, woraufhin nach Erreichung der gewünschten Niederschlagsmenge an β Faserstoffen auf der Außenwand des ForsricBrpers dieser unter Beibehaltung des Unterdruckes i|) seines! Innern der Su β-. pension entnommen und unter gleichzeitigem Druck τοη außen der niedergeschlagenen Fasermasse der Hauptteil der Flüssigkeit entzogen wird, sodann der aus der Fa^emasee bestehende Formling durch Anwendung von Überdruck im Innern des Formkörpers von diesem abgehoban, in einer unter Unterdruck stehenden, erhitzten Formpresse gepresst und getrocknet wird, und abschließend den jeweiligen Erfordernissen entsprechend nachbehandelt wird, wobei die Temperatur in der Form- und Trockenpresse von der Zusammensetzung der Fasermasse abhängt«

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BAD ORfQIMAL

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Die Erfindung besteht darin, daß als Suspension eine wässerige Lösung brennbarer und/oder Treibender Faserstoffe, wie fadenförmiger Nitrozellulose mit höchstens bis zu 4oo Denier und einem Stickstoff« gehalt ν·η 11,5 tie 13j35 % verwendet wird» In bevorzugter Ausftihrungsform bestehen dabei die treibenden Faserstoffe aus faseriger Nitrozellulose wie Schießbaumwolle oder Sulfat-Holzschliff zellulosefasern» Das Bindemittel wird bevorzugt in Form einer wässerigen Emulsion der wässerigen Lösung zugesetzt} wobei die Emulsion durch Zusetzen einer Salz- oder Säurelösung gebrochen wird, so daß das bzw, die Bindemittel auf die Fasern ausgefällt wird, bzw. werden» Mit Vorteil wird ferner der Suspension ein in Wasser lösliches Bindemittel in einer solchen Menge zugesetzt, dasβ nach dem Zusammenpacken der Fasermasse das Bindemittel in ausreichendes Masse in dieser Masse festgehalten wird* In zweckmäßiger Weise kann ferner zur Verzögerung des natürlichen Zerfalls der Nitrollulose der Suspension «in Stabilisierungsmittel zugefügt werden, während der Sue« pension kristallinische feste Sprengstoff« und/oder Oxy· dationsmittel und auch ein Plastifiziermittel zugesetzt werden können. Im übrigen erhalt man erfindungsgem&B· Suspensionen auch wenn man von einem wKsserigen Brei ausgeht, dessen feste Beatandteil· annlhernd ff ^t Nitrozellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen 11,5 trad 13t35 %> ^{und 1} % Diphenylamin enthalten, oder wenn man von einem wässerigen Brei ausgeht, dessen feste Bestandteile 85 f> Nitrozellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen 11,5 und 13,35 i>» ferner 9 ^ Dinitrotoluol, 5 % Dibutylphtalat und 1 «£ Diphenylamin enthalten·

BAD ORIGINAL

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Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens -verwendete Anlage enthält im wesentlichen eine Anordnung zum Zerstampfen oder Zerrelesen der Fasern, einen Behälter «it Rührvorrichtung, ein VerfilzungsgexlbkfHse isit Rührvorrichtung, einen hohlen Tauchkörper, der an eine Saug- bzw. Druckvorrichtung angeschlossen ist, eine Form- und Trockenpresse, m± einen Behälter IUr Bindemittel, eine Trocken- und Backvorrichtung und eine Anordnung «um Aufrauhen· In bevorzugter Weise ist der Tauchkörper als Hohlform »it durch löcherten Wänden ausgebildet, die auf der Aussenseite durch ein engmaschiges Streckmetall eng umschlossen ist, und deren Innenraum mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrückte, bzw. eines Überdruckes in Verbindung steht. Zwischen d«¹" VerfilzungsgefRes und der Form- und Trockenpresse werden zweckmäßiger Weise zusätzlich· Mittel zum Abziehen des Wassers aus den Formstticken verwendet, die . hauptsächlich aus einer dünnen, biegsamen Ounaiischicht bestehen, die auf der Aussenseite des Tauchkörperβ, d.h. auf der dort abgelagerten Faieraaes« angeordnet aind, während im Innern dee Tauchkörpers ein Unterdruck aufrechterhalten wird.

Die durch das Verfahren bzw, die Vorrichtung nach der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß es durch Verwendung der Suspension nach der Erfindung erstmals gelungen ist, Hohlkörper wie Geschoßhülsen in einer Teaiur herzustellen, deren Homo-' genität bemerkenewert ist und deren geringe Wandstärke Toleranzen selbst den hohen Anforderungen der ballistischen Abteilungen der Militärbehörden gentigen, wobei diese Textur außerdem bei erstaunlicherweise geringen Wandstärken eine hohe Festigkeit und WiderstandfKhig— keit ergibt.

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In der Zeichnung ist das neue Verfahren anhand einer erfindungsgemäfien Anlage und Jtasftihrungsbeispielen näher erläutert, wobei die Verhältnisse in Gewichtsprozenten angegeben sind· Ein Formgegenstand aus Nitrozellulose wurde hergestellt in der folgenden Zusammensetzung»

Nitrozellulose ( 12,6 % Ν)	62,if
SuIfat-HolzschiiffZellulose
entfärbt	15,6
Diphenylamin	1,o
Polyrinylazetat	1.5
Polyatyren	19,5

Die SuIf at-Holzschl iff cellulose wurde, nach vor·· herige· Zeraalien bis mn einem Aufschliessunga« grad -von %5· C.S. in einer PStampfmtihle 1, einem wässerigen Brei tob Schieaabaumwollefaaern in einem Behälter 2 zugesetst, welcher ait einem RUhrapparat ausgestattet war« Nach inniger Verwischung der Fasern im Behälter, während der Rührapparat sich datiernd dreht·, wurde Diphenylamin in einer Methylalkohol·· lösung langsam hinzugegeben· Während der Weiterdrehung des Rührapparats wurde die wässerige Polyvinylaxetat* Emulsion hinzugefügt« Ein Teil dieses Breies ward· sodann in «in Verfilzungs- oder Vorformungsgefäss, in dem sich Wasser befand, übergeführt und zwar in einer solchen Meng·, dass nach Verdünnung im Wasser d·· Verfilzungsgefäeses die Faserkonzentration im Brei, bezogen auf das Endvolumen in diesem Gefäss, etwa 1 % betrag· Die Fasern wurden sodann auf einem im Brei -rollständig eingetauchten hohlen Tauchkörper 5» in dem ein Unterdruck aufrechterhalten wurde, abgelagert, wobei der Faserbrei mit Hilfe des Rührapparats k leicht bewegt wurde» Dir Tauchkörper bestand aus einer Rehlfe

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mit Löchern, deren Innenraum mit einer Saug·· oder Unterdruckleitung verbunden war, während die Aussen« fläche mit einem engmaschigen Streckmaterial bedeckt war* Nachdem die erwünschte Fasereenge sich aof den erwähnten Tauchkörper abgelagert hatte, welches aus der Volumenhbnahme i« Verfilzungsgefäss und aus der Verfilzurigsdauer festgestellt werden konnte, wurde der Tauchkörper aus dem Bad herausgenommen, unter Aufrechterhaltung des inneren Unterdrucke zwecks Abzugs des Wassers aus dem Filz» Indem man» unter. Aufrechterhaltung des inneren Unterdruckes, die Filzmasse mit einer dünnen biegsamen Gummischicht umhüllte, wurde noch mehr Wasser aus dem FiIx herausgezogen, wodurch diese Handlungsweise trägt «ar Verdichtung des feuchten Filze· bei, indes die Guxmihaut durch Saugwirkung auf die zusammengepackten Fasern aufgedrückt wird und diese also EtxsamaensKpreaet« Der Innenraum des Tauchkörper· wurde nun auf Atmosphärendruck zurückgebracht und sodann wiederholt vorübergehend mit überdruck beaufschlagt, daslt der Filz sich vom Metallgeflecht ablöste und dadurch das Abnehmen der For« erleichtert würde« Der noch feuchte Filz des vorgeformten Gegenstands wurde sodann In eine dampf erhitz te Form angeordnet rnid in einer Foi»*· und Trockenpresse 6 zusammengepresst, getrocknet und in die endgültige Gestalt gebracht. Die Form wurde zwecks Abführung des Wasserdampfes 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, der eine 2o^ige Polystyrenlösung in Teuol enthielt. Der derart getränkte Formling wurde dem Behälter 7 entnommen und die überschüssige Lösung entfernt. Dann wssrde der öec

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in eines Ofen 8 eingesetzt, worin die Reste des Lösungsmittels verdampften, wonach er aus diesen Ofen herausgenommen und lur Abkühlung an die Aussenluft gebracht wurde. In einem Apparat zur Nnchbearbeitung bzw. zum Aufrauhen wurde der Forragegenstand schließlich auf seine endgültigen Abmessungen bearbeitet«

Ein zweiter Formgegenstand wurde unter Benutzung von gesponnenen treibenden Nitrozellulosefäden in der folgenden Zusammensetzung hergestellt!

Nitrozellulose (12,6 <) 99 # Diphenylamin 1 «6

Die Fäden wurden in Stücke von etwa 6,5 «am Länge oder weniger geschnitten und «»dann in einen Behälter 2 zusannen sit Sulfat-Holzschliffzellulo··- fasern, die zuvor auf einen Aufschliessungsgrad von k5o C-S · zerrieben waren, zu »inen Brei angerührt· Dabei wurde etwa, besogen auf das Gewicht der treibenden Fasern, 15 ^ Holzschliff verwendet» Diesem Brei wurde eine wässerige Polyvinylazetat-Emuleion in einer Menge zugesetzt, die auf Grundlage de· trockenen Stoffs, einer _ Beimischung von 25 i6, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern mit dem Polyvinylazetat, entsprach· Das Gemisch, wurde etwa zehn Minuten umgerührt, damit sich eine gleichmässige Vermischung der Fasern mit dem OT-Kunnthar^z e^rgab. Ein Teil dieses Breis wurde sodann In ein ■Vcrfilzung8,gefMss 3 mit Wasser übergeführt. Die übergeführte Ereimenge wurde so bestimmt, dass nach Verdünnung im Wasser des Verfilzungsbehölters die Konzentration der Fasern mit Polyvinylazetat in der endgültigen Breimenge in diesen Behälter etwa 1,5 ^ betrug« Tn gleicher Weise, wie ie (»raten Beispiel ₍ wurden die Fasern mit des Harz zu einem feuchten Vorformstück verfilzt in einer

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erhitzten Form zusammengepresst, getrocknet und geformt, wonach der erhaltene Formgggenstand schließ** lieb auf die erwünschten tbmeseungen abgearbeitet wurde· Beim Verfahren nach diesem Beispiel ist das Eintauchen des Formstück» in ein Harzbad nicht erforderlich. Die nach dem erfindungsmS.se ige η Verfahren hergestellten Gegenstände können den Jeweils gestellten Anforderungen leicht angepasst werden, während sie hinsichtlich ihrer struktureller Eigenschaften wesentliche Vorteile bieten· Sobie Gegenstände lassen sich in unbegrenzter Fonmrerschiedenheit herstellen, wobei es außerdem möglich ist, durch geeignete Wahl des Durchmessers, der Länge *nd der Zusammensetzung der Fasern und, was sehr wichtig ist, durch richtige Bestimmung der dem Snderseugnia su«ii<trte±leni den Porosität, den jeweils gestellten Anforderungen hinsichtlich der ballistischen Eigenschaften gerecht zu werden.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

[il Verfahren zur Herstellung -von Gegenständen aus Faserstoffen, bei welchen In eine stark verdünnte, -rollig gleichmäßige Suspension aus Faserstoffen "versetzt mit einem Bindemittel und evtl» erforderlichen chemischen Zusetzen ein hohler Formkörper mit für die Flüssigkeit durchlässigen bänden eingetaucht und entsprechend der gewünschten Wandstärke des Werkstückes In seinem Xnneren ein Unterdruck erzeugt wird, woraufhin nach Erreichung der gewünschten Niederschlagsmenge an Faserstoffen auf der Außenwand des Formkörper· dieser unter Beibehaltung des Unterdruckes in seinem Xnneren der Suspension entnommen und unter gleichzeitigem Druck von auSen der niedergeschlagenen Faseraenge der Rauptteil der Flüssigkeit entzogen wird, eedtnn der aus der Faser- urnmgm masse bestehende Formling durch Anwendung tob Oberdruck Im Innern des FormkBrpers von diesem abgehoben» In einer unter Unterdruck stehenden, erhitzten Formpresse gepreßt und getrocknet wird, und abschließend den jeweiligen Emtordernlesen entsprechend nachbehandelt wird, wobei die Temperatur In der Form- und Treckenpresse von der Zusammensetzung dar Fasermass· abhangt, dadurch gekennzeichnet daß als Suspension eine wässerige Lesung brennbarer und/eder "Treibender" Faserstoffe, wie fadenförmiger !fitrosellulosemlt höchstens b*s su Jloo Denier un d einem stoffgehalt von 11,5 bis 13§35 £ verwendet wird.

Neue Unteifagan

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2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet» dass die treibenden Faserstoffe aus faseriger Nitrozellulose, wie Schiessbauwwelle oder Sulfat-Holzschliffzellulosefasern bestehen.
3« Verfahren na£h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in Form einer wasserigen Emulsion der wässerigen Lösung zugesetzt wird.
h. Verfahren nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet» dass die Emulsion dur£h Zusetzen einer Salz· oder Säure18sung gebrochen wird, so dass das , bzw· di· Bindemittel auf die Fasern ausgefällt wird, bzw. werden»
5» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension ein Wasser lösliches Bindemittel in einer solchen Menge zugesetzt wird, dass nach den Zusammenpacken der Fasermasse das Bindemittel in ausreichendem Maße in dieser Masse festgehalten wird«
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nitrozellulose der Suspension ein Stabilisierung« ■ittel zugefügt wird.
7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension kristallinische feste Spreng« stoffe und/oder Oxydationsmittel zugesetzt werden»
8. Verfahren nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, dass der Suspension ein Plastifiziermittel zugesetzt wird.

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9·. Anlage zur Durchführung dee Verfahrens nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage-ein· Anordnung zu» Zerstampfen oder Zerreiben der Fasern {1), einen Bekälter (2) »it Rührvorrichtung, ein VerfilzungsgefJles {3) alt Rührvorrichtung (^)» ein·« hohlen Tauchkörper (5)· der an ein« Saug» bnr· Druckvorrichtung angeschlossen ist, eine Form- und Trockenpresse (6), einen Behälter für Bindemittel (7) eine Trocken- und Backvorrichtung (8) und einer Anordnung zoa Aufrauhen (9) enthält«
10. Anlage nach Anspruch 9· dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkörper (5} »1· Hohlform mit durchlöcherten Wanden ausgebildet 1st, die auf der Aussenseite durch ein engeaschige· St re CkBCDDEDDt -Metall «ag umschlossen ist wobei deren Innenrausi mit einer Vorrichtung zur Er» xeugung «ines Unterdruck··, bzw. eines Überdruckes, la Verbindung steht.
11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass «wischen dem Verfilaungegef&as (3) und der Fora» und Trockenpresse (6) zusatzlich· Mittel zu» Abziehen des Wassers aus den Forastück«n vorgesehen vind, dl· aus einer dünnen, biegsamen Omanl schuht bestehen, die auf der Aussenseite des TauchkBrpers (5)t bzw. der dort abgelagerte Faseraass· angeordnet sind, während im Innern des Tauchkörpers (3) ein unterdruck aufrechterhalten wird .

Patentanwälte Dr. Andrejfrwski Dr. Honke

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