DE19924747B4

DE19924747B4 - Bleifreies Geschoß mit nach Anforderung einstellbarer Dichte

Info

Publication number: DE19924747B4
Application number: DE1999124747
Authority: DE
Inventors: Bernd Krause; Dr. Muskat Erich; Irene Schikora
Original assignee: Dynamit Nobel AG; Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Current assignee: Dynamit Nobel AG; Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2014-07-17
Anticipated expiration: 2019-06-01
Also published as: DE19924747A1

Abstract

Bleifreies Geschoß für Handfeuerwaffen mit einem Kern aus biologisch abbaubarer Formmasse enthaltend A) 1–55 Gew.-% mindestens eines biologisch abbaubaren Polymers und B) 45–99 Gew.-% mindestens einen metallischen und/oder mineralischen Füllstoff einer Kombination von Pulvern mit einem Teilchengrößenverhältnis 1:> 6, wobei die Kombination von Pulvern einen höheren Volumenfüllgrad als den einer kubisch dichtesten Packung mit nur einer Teilchensorte erlaubt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf bleifreie Übungsgeschosse mit einer hohen spezifischen Dichte, in denen üblicherweise Blei aufgrund seiner hohen spezifischen Dichte und seiner Duktilität eingesetzt wird. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Ersatz von herkömmlichem Blei, das in erheblichem Umfang zur Umweltbelastung von Boden, Luft und Wasser beiträgt.
Blei ist aufgrund seiner hohen Dichte, der kostengünstigen Verfügbarkeit und seiner einfachen Verarbeitbarkeit auch in Übungsgeschossen lange Zeit das Mittel der Wahl gewesen. Der erhebliche Nachteil der nachhaltigen Umweltbelastung und -schädigung wurde dabei ignoriert bzw. angesichts fehlender ökologisch und ökonomisch sinnvoller Alternativen in Kauf genommen.
US 5,760,331 A beschreibt ein bleifreies Projektil, das durch Kombination zweier unterschiedlicher Metalle in berechneten Gewichtsanteilen erhältlich ist. Ein Grundmaterial mit einer größeren Dichte als Blei wird mit einem Bindemittel einer geringeren Dichte kombiniert. Das Bindemittel bildet den Formkörper des Projektils.
EP 0 880 006 A1 beschreibt ein nichttoxisches Komposit-Geschoß mit einem biodegrdierbaren Polymer für Munitionskartuschen, insbesondere kugelförmige Projektile, die auch als „Bleischrot” bezeichnet werden und die in Jagdpatronen oder Gewehrpatronen enthalten sind.
Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, ökologisch vertretbare Varianten zu entwickeln, durch die zwar eine Minderung der Immissionen – insbesondere eine Verringerung von Blei – möglich war, dafür aber eine Erhöhung des Anteils toxischer und/oder nicht abbaubarer Reststoffe in der Umwelt mit sich brachten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, höhere Volumenfüllgrade als die einer kubisch dichtesten Packung mit nur einer Teilchensorte unter Erhalt der Fließfähigkeit herzustellen und darüber hinaus eine Anpassung der mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Formkörper zu ermöglichen. Insbesondere die Sprödigkeit von Geschoßkernen sollte an das Eigenschaftsprofil von Blei im Hinblick auf unelastische Verformung und sprödes Zerplatzen beim Auftreffen auf das Übungsziel bzw. auf die Zielaufbauten in Schießständen und Schießbahnen angepasst werden können.
Gegenstand der Erfindung ist daher bleifreies Geschoß mit den Merkmalen des Anspruchs 1
Die erfindungsgemäß beanspruchten Geschosse zeichnen sich gegenüber dem Stand der Technik durch vollständige biologische Abbaubarkeit der verwendeten Matrix auf. Darüber hinaus kann durch geeignete Konstruktion und/oder Dichtevariation das zielballistische Verhalten und/oder das Flugbahnverhalten anforderungsorientiert eingestellt werden.
Erfindungsgemäß eingesetzte Formmassen zur Herstellung der Geschoßkerne erlauben dabei ohne Einsatz nennenswerter Mengen Verarbeitungshilfsmittel einen störungsfreien Einarbeitungsprozess und eine ebenso problemlose Verarbeitung auf herkömmlichen Spritzgussmaschinen. Die verwendeten metallischen Füllstoffe oder ihre mineralischen hochdichten Verbindungen stellen durch eine nachhaltige Passivierung der nach dem biologischen Abbau der Matrix den Umwelteinflüssen ausgesetzten Oberflächen der Füllstoffpartikel (z. B. bei Verwendung von Wolfram) oder durch vollständige Korrosion zu natürlich vorkommenden, ungiftigen Verbindungen (z. B. bei Verwendung von Eisen) kein Schädigungspotential für die Umwelt mehr dar.
Die Geschosse haben vorzugsweise eine Dichte > 2 g/cm³, gemessen nach ISO 1183. Besonders bevorzugt ist eine Dichte von 2–16 g/cm³, insbesondere von 5–15 g/cm³. Weitere Vorzugsbereiche der Dichte liegen bei 5–7 g/cm³ und bei 12–14 g/cm³.
Komponente A
Als Matrix für die erfindungsgemäß eingesetzten Formmassen mit hoher Dichte kommen als biologisch abbaubare und kompostierbare Polymere aliphatische oder teilaromatische Polyester, thermoplastische aliphatische oder teilaromatische Polyesterurethane, aliphatische oder aliphatisch-aromatische Polyestercarbonate und aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide in Frage sowie alle weiteren biologisch abbaubaren Kunststoffe aus nachwachsenden und fossilen Rohstoffen.
Die folgenden Polymere sind vorzugsweise geeignet:
Aliphatische oder teilaromatische Polyester aus

A) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C₂ bis C₁₀-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt mit 5 oder 6 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt C₃ bis C₁₂-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C₂ bis C₁₂ Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
B) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,

C) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C₂ bis C₁₀-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C₅- oder C₆-cycloaliphatischem Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekular gewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C₃ bis C₁₂-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C₃ bis C₁₂-Alkylpolyolen, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C₂ bis C₁₂-Alkyldicarbon säuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
D) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,

E) aus dem Reaktionsprodukt von C und/oder D mit aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und zusätzlich gegebenenfalls höherfunktionellen Isocyanaten, mit vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Isocyanaten, z. B. Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höher funktionellen Alkoholen, vorzugsweise C₃ bis C₁₂-Alkyldi- oder -polyole bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Alkoholen, z. B. Ethandiol, Hexandiol, Butandiol, Cyclohexandimethanol, und/oder gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Aminen und/oder Aminoalkoholen mit vorzugsweise 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, z. B. Ethylendiamin oder Aminoethanol, und/oder gegebenenfalls weitere modifizierte Amine oder Alkohole wie beispielsweise Ethylendiaminoethansulfonsäure, als freie Säure oder als Salz, wobei der Esteranteil C) und/oder D) mindestens 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus C), D) und E), beträgt.

F) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C₂ bis C₁₀-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol. Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C₂ bis C₁₂-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
G) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,

H) einem Carbonatanteil, der aus aromatischen bifunktionellen Phenolen, bevorzugt Bisphenol-A, und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, oder einem Carbonatanteil, der aus aliphatischen Kohlensäureestern oder deren Derivaten wie beispielsweise Chlorkohlensäureestern oder aliphatischen Carbonsäuren oder deren Derivaten wie beispielsweise Salzen und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, wobei

I) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C₂ bis C₁₀-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol, und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C₃ bis C₂-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C₃ bis C₁₂-Alkylpolyole, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
K) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,

L) einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C₂ bis C₁₀-Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Isophorondiamin und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C₅- oder C₆-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oder
M) aus einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevorzugt ❄-Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε-Caprolactam,

Alle Säuren können auch in Form von Derivaten wie beispielsweise Säurechloride oder Ester, sowohl als monomere als auch als oligomere Ester, eingesetzt werden;
Die Synthese der biologisch abbaubaren Polyesteramide kann sowohl nach der ”Polyamid-Methode” durch stöchiometrisches Mischen der Ausgangskomponenten gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser und anschließendes Entfernen von Wasser aus dem Reaktionsgemisch als auch nach der ”Polyester-Methode” durch stöchiometrisches Mischen der Ausgangskomponenten sowie Zugabe eines Überschusses an Diol mit Veresterung der Säuregruppen und nachfolgender Umesterung bzw. Umamidierung dieser Ester erfolgen. In diesem zweiten Fall wird neben Wasser auch der Überschuß an Diol wieder abdestilliert. Bevorzugt ist die Synthese nach der beschriebenen ”Polyester-Methode”.
Die Polykondensation kann weiterhin durch den Einsatz von bekannten Katalysatoren beschleunigt werden. Sowohl die bekannten Phosphorverbindungen, die die Polyamidsynthese beschleunigen als auch saure oder metallorganische Katalysatoren für die Veresterung wie auch Kombinationen aus den beiden sind zur Beschleunigung der Polykondensation möglich.
Es ist darauf zu achten, dass die Katalysatoren weder die biologische Abbaubarkeit bzw. Kompostierbarkeit noch die Qualität des resultierenden Komposts negativ beeinflussen.
Weiterhin kann die Polykondensation zu Polyesteramiden durch die Verwendung von Lysin, Lysinderivaten oder andere amidisch verzweigende Produkte wie beispielsweise Aminoethylaminoethanol beeinflusst werden, die sowohl die Kondensation beschleunigen als auch zu verzweigten Produkten führen (siehe beispielsweise DE 38 31 709 A1 ).
Die Herstellung von Polyestern, Polyestercarbonaten und Polyesterurethanen ist allgemein bekannt bzw. wird nach bekannten Verfahren analog durchgeführt (vgl. z. B. WO 95/12 629 A1 , WO 93/13 154 A1 , EP 0 682 054 A2 , EP 0 593 975 A1 ).
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyester, Polyesterurethane, Polyestercarbonate oder Polyesteramide können weiterhin 0,1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-% an Verzweigern enthalten (vgl. auch Beschreibung der Polymere). Diese Verzweiger können z. B. trifunktionelle Alkohole wie Trimethylolpropan oder Glycerin tetrafunktionelle Alkohole wie Pentaerythrit, trifunktIonelle Carbonsäuren wie Citronensäure sein. Die Verzweiger erhöhen die Schmelzviskosität der erfindungsgemäßen Polyesteramide soweit, dass Extrusionsblasformen mit diesen Polymeren möglich wird. Der biologische Abbau dieser Materialien wird dadurch nicht behindert.
Die biologisch abbaubaren/kompostierbaren Polyesterurethane, Polyester, Polyestercarbonate und Polyesteramide haben in der Regel ein Molekulargewicht von mindestens 10.000 g/mol und besitzen im allgemeinen eine statistische Verteilung der Ausgangsstoffe im Polymeren. Bei polyurethantypischem Polymeraufbau, gegebenenfalls aus C) und D) sowie aus E) ist eine vollständig statistische Verteilung der Monomerbausteine nicht immer zu erwarten.
Komponente B
Als Füllstoffe hoher Dichte können beispielsweise eingesetzt werden Elsenpulver, Eisenoxide, Eisenlegierungen (z. B. Ferrotitan, Ferromolybdän, Ferromangan), Wolfram, Wolframcarbid, Ferrowolfram, Molybdän, Mangan, Cobalt, Kupfer, Zink, Zinn oder Bismut oder Kombinationen davon.
Kombinationen von Pulvern mit Teilchengrößenverhältnissen 1:> 6 erlauben dabei, höhere Volumenfüllgrade als die einer kubisch dichtesten Packung mit nur einer Teilchensorte unter Erhalt der Fließfähigkeit herzustellen.
Die Kombination verschiedener Partikelgrößen und Metallpulver verschiedener Metalle erlaubt darüber hinaus eine Anpassung der mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Formkörper. Insbesondere die Sprödigkeit von Geschoßkernen und kann an das Eigenschaftsprofil von Blei im Hinblick auf unelastische Verformung und sprödes Zerplatzen beim Auftreffen auf das Übungsziel bzw. auf die Zielaufbauten in Schießständen und Schießbahnen angepasst werden.
Die biologisch abbaubaren/vollständig kompostierbaren Polyesterurethane, Polyester, Polyestercarbonate und Polyesteramide können mit üblichen Additiven ausgerüstet werden. So können Modifizierungsmittel und/oder Füll- und Verstärkungsstoffe und/oder Verarbeitungshilfsmittel wie beispielsweise Nukleierungshilfsmittel, Weichmacher, Entformungshilfsmittel, Flammschutzmittel, Schlagzähmodifikatoren, farbgebende Mittel, Stabililsatoren oder sonstige im Thermoplastbereich übliche Zusatzmittel verwendet werden, wobei darauf zu achten ist, dass die vollständige Kompostierbarkeit nicht beeinträchtigt wird oder die verbliebenen Substanzen, beispielsweise mineralische Hilfsmittel, im Kompost unschädlich sind. Im allgemeinen können bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 3 Gew.-% (bezogen auf A und B) Additive zugesetzt werden.
Erfindungsgemäß geeignete Füll- und Verstärkungsstoffe können sein Mineralien wie beispielsweise Kaolin, Kreide, Gips, Kalk oder Talk oder Naturstoffe wie beispielsweise Stärke oder modifizierte Stärke, Cellulose oder Cellulosederivate oder Celluloseprodukte, Holzmehl oder Naturfasern wie beispielsweise Hanf, Flachs, Sisal, Raps oder Ramie.
Die biologisch abbaubaren/vollständig kompostierbaren Polyesterurethane, Polyester, Polyestercarbonate und Polyesteramide können auch mit weiteren Blendpartnern, z. B. thermoplastische Stärke, geblendet werden, wobei darauf zu achten ist, dass die vollständige Kompostierbarkeit nicht beeinträchtigt wird oder die verbliebenen Substanzen, beispielsweise mineralische Hilfsmittel, im Kompost unschädlich sind.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Geschoß am Beispiel Kaliber 9 mm dargestellt. In dem tiefgezogenen Stahlmantel 1 wird der Geschoßkern 2 aus der Formmasse eines biologisch abbaubarem Polymers und metallischem Füllstoff derart eingebracht, dass der Bug des Geschosses aus der biologisch abbaubaren Formmasse besteht.
In der 2 wird das Beispiel einer vollständigen Patrone mit dem erfindungsgemäßen Geschoß, der Treibladungshülse 5, der Treibladung 4 und dem Anzündhütchen 3 dargestellt. Analog dazu ist es auch möglich, den Geschoßkern 2 so mit einem Stahlmantel 1 zu umgeben, dass der Bug des Geschosses durch den geschlossenen Stahlmantel 1 gebildet wird und dass das Heck des Geschosses nicht von dem Stahlmantel 1 umschlossen ist. Je nach Bugausführung und Materialeigenschaft können dabei verschiedene Geschoßvarianten hergestellt werden, die anforderungsspezifische zielballistische Eigenschaften und/oder Flugbahneigenschaften aufweisen. Der Mantel kann dabei so hergestellt werden, dass er sich beim Auftreffen auf ein stabiles Zielmedium definiert zerlegt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass in den Mantel eingebrachte Vorprägungen die Zerlegung definiert fördern. Die Verbindung zwischen Mantel und Kern zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie ausschließlich über die Spannungskräfte des Stahlmantels erzeugt wird.
Eine Alternative zu dem Mantel, insbesondere Stahlmantel stellt ein Projektil dar, dessen Geschoßkern eine äußere metallische Schicht geringer Dicke aufweist, die beispielsweise galvanisch aufgebracht sein kann. In gleicher Weise ist es möglich, auch eine nichtmetallische Schicht, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen aufzubringen. Die so aufgebrachte Schicht schützt das Projektil vor Pulvergasen und bildet eine Führungsschicht zwischen Projektil und Pistolen- oder Gewehrlauf.
Der vorgefertigte Kern und der vorgezogene Teilmantel werden vorzugsweise mittels Fügetechnik ausschließlich über die erzeugten Spannungskräfte miteinander verbunden. Die Fügetechnik ist dabei so gestaltet, dass die aufgebrachte Kraft geometrieabhängig und allseitig auf den Mantel wirkt. Durch die Art der Krafteinwirkung kann, insbesondere im Heckbereich, ein Fließen des Kernmaterials und somit eine stabilere Verbindung erzielt werden.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, ein nichttoxisches Trainingsgeschoß bereitzustellen, dessen anforderungsspezifische Eigenschaften und Flugbahneigenschaften eingestellt werden können.

Claims

Bleifreies Geschoß für Handfeuerwaffen mit einem Kern aus biologisch abbaubarer Formmasse enthaltend A) 1–55 Gew.-% mindestens eines biologisch abbaubaren Polymers und B) 45–99 Gew.-% mindestens einen metallischen und/oder mineralischen Füllstoff einer Kombination von Pulvern mit einem Teilchengrößenverhältnis 1:> 6, wobei die Kombination von Pulvern einen höheren Volumenfüllgrad als den einer kubisch dichtesten Packung mit nur einer Teilchensorte erlaubt.
Geschoß gemäß Anspruch 1, wobei die biologisch abbaubaren Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe der aliphatischen oder teilaromatischen Polyester, thermoplastischen aliphatischen oder teilaromatischen Polyesterurethane, aliphatischen oder aliphatisch-aromatischen Polyestercarbonate und aliphatischen oder teilaromatischen Polyesteramide.
Geschoß nach Anspruch 1, wobei das abbaubare Polymer ausgewählt ist aus den folgenden Gruppen Aliphatische oder teilaromatische Polyester aus A) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C₂ bis C₁₀-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders, bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen, bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt mit 5 oder 6 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt C₃ bis C₁₂-Akyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C₂- bis C₁₂-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder B) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid, oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus A und B, wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen; Aliphatische oder teilaromatische Polyesterurethane aus C) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C₂- bis C₁₀-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C5- oder C₆-cycloaliphatischem Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig, statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000 und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3 bis C₁₂-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3 bis C₁₂-Alkylpolyolen, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C3 bis C₁₂-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder D) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid, oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus C und D, wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen; E) aus dem Reaktionsprodukt von C und/oder D mit aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und zusätzlich gegebenenfalls höherfunktionellen Isocyanaten, mit vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Isocyanaten, z. B. Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C₃ bis C₁₂-Alkyldi- oder -polyole bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Alkoholen, z. B. Ethandiol, Hexandiol, Butandiol. Cyclohexandimethanol, und/oder gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Aminen und/oder Aminoalkoholen mit vorzugsweise 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, z. B. Ethylendiamin oder Aminoethanol, und/oder gegebenenfalls weitere modifizierte Amine oder Alkohole wie beispielsweise Ethylendiaminoethansulfonsäure, als freie Säure oder als Salz, wobei der Esteranteil Q und/oder D) mindestens 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus C), D) und E), beträgt; Aliphatische oder aliphatisch-aromatische Polyestercarbonate aus F) aliphatischen bifunktionellen. Alkoholen, bevorzugt linearen C₂- bis C₁₀-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständige statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C₂ bis C₁₂-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder G) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid, oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus F und G, wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen, H) einem Carbonatanteil, der aus aromatischen bifunktionellen Phenolen, bevorzugt Bisphenol-A, und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird oder einem Carbonatanteil, der aus aliphatischen Kohlensäureestern oder deren Derivaten wie beispielsweise Chlorkohlensäureestern oder aliphatischen Carbonsäuren oder deren Derivaten wie beispielsweise Salzen und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, wobei der Esteranteil F) und/oder G) mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus F), G) und H) beträgt, Aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide aus I) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C₂- bis C₁₀-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol, und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol. Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000 und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C₃- bis C₁₂-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C₃- bis C₁₂-Alkylpolyole, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder K) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid, oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus I) und K), wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen, L) einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C₂- bis C₁₀-Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Isophorondiamin und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C₅- oder C₆-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder ggf. geringen Mengen verzweigten bifunktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oder M) aus einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevorzugt ω-Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε-Caprolactam, oder einer Mischung aus L) und M) als Amidanteil, wobei der Esteranteil 1) und/oder K) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus I), K), L) und M) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 30 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 70 bis 30 Gew.-% beträgt.
Geschoß mit einem Kernmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen Dichte durch metallische oder mineralische Füllstoffe auf eine Dichte 5 bis 15 g/cm³ eingestellt werden kann.
Geschoß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff des Kernmaterials Eisen, Wolfram, Molybdän oder eine Legierung aus diesen und weiteren Metallen oder ein diese enthaltendes Mineral natürlichen oder synthetischen Ursprungs ist.
Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von biologisch abbaubarem Polymer (A) zu Füllstoff (B) 10 bis 30 zu 90 bis 70 Gew.-% beträgt.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht galvanisch auf den Geschoßkern aufgebracht ist.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht ein Stahlmantel ist.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der nichtmetallische Überzug aus nicht toxischen und organischen Stoffen, insbesondere Polytetrafluorethylen besteht.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgefertigter Geschoßkern und ein vorgezogener Teilmantel mittels Fügetechnik über die erzeugten Spannungskräfte verbunden sind.