DE3728380C1 - Pyrotechnische Mischung zur Erzeugung eines Tarnnebels und Anzuendmischung hierfuer - Google Patents

Pyrotechnische Mischung zur Erzeugung eines Tarnnebels und Anzuendmischung hierfuer

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Description

Die Erfindung betrifft eine pyrotechnische Mischung zur Erzeugung eines Tarnnebels.
Derartige Mischungen sind an sich bekannt. Dabei werden hygroskopische Verbindungen, wie Metallchloride (ZnCl₂, FeCl₃, AlCl₃, TiCl₄, SiCl₄) oder Phosphoroxide (P₂O₃, P₂O₅) erzeugt und verdampft, die dann mit der Luft hydrolisieren und zum Tarnen geeignete Nebelwolken bilden. Über den Mechanismus dieser Nebelbildung siehe: H. Ellern, Military and Civilian Pyrotechnics, Chem. Publ. Comp. Inc., N. Y. 1968, S. 147-151, John A. Conkling, Chemistry of Pyrotechnics, Marcel Dekker Inc., N. Y. 1985, S. 174, 175.
Der gebildete Nebel, besonders aus hexachlorethanhaltigen, sogenannten HC-Nebelsätzen, aber auch aus Phosphornebelsätzen ist aufgrund der Hydrolyse an feuchter Luft stark sauer, da vor allem Salzsäure (HC-Nebel) und Phosphorsäuren gebildet werden, und deswegen toxisch und pflanzenunverträglich.
Darüber hinaus wird bei der am häufigsten verwendeten Nebelmischung auf der Basis von Hexachlorethan (HC) und Zink oder Zinkoxid das Schwermetall Zink in die Umwelt eingetragen.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, diese Nachteile zu beseitigen. So sind die pyrotechnischen Nebelsätze der Patentschriften DE-PS 27 43 363 und DE-AS 28 19 850 so aufgebaut, daß die Säurewirkung der erzeugten Nebel durch entsprechende chemische Komplexbildung oder Neutralisierung des gebildeten ZnCl₂ oder der Phosphorsäuren teilweise oder ganz aufgehoben wird. Es blieb jedoch weiterhin bei der Erzeugung toxischer, umweltunverträglicher Stoffe.
Aus der US-Patentschrift 14 61 646 ist ein Nebelsatz bekannt, der aufgrund einer wärmeerzeugenden chemischen Umsetzung (Oxydation von Pech, Antimontrisulfid und Schwefel mit Natriumnitrat) eine sublimierfähige Substanz (Ammoniumchlorid) als Nebel ausbringt. Dieser US-Patentschrift liegt die Aufgabe zugrunde, einen undurchsichtigen Nebel in großen Mengen zu erzeugen. Es wird eine äußerst giftige Nebelmischung vorgeschlagen, wobei Antimonoxyd im Nebel vorhanden ist und sogar die Verwendung von Arsenik vorgesehen ist.
Aus der US-Patentschrift 29 95 526 ist bekannt, Nebel für die verschiedensten Zwecke angefangen vom radioaktiven Nebel, insbesondere Nebel unterschiedlicher Farben zu erzeugen. Zwar sind dort als Oxydationsmittel unter anderem auch Nitrate vorgeschlagen. Es sind jedoch nicht toxische Zusammensetzungen mit Kaliumnitrat dort nicht offenbart. Vielmehr besteht die Nebelmischung vorzugsweise aus einem Brennstoff und einem halogenliefernden Oxydationsmittel aus der Gruppe der Chlorate, Jodate und Bromate.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen besonders für Übungszwecke geeigneten Tarnnebel herzustellen, der aus einem ungiftigen Aerosol besteht, das also weder toxische Wirkung auf Menschen und Tiere ausüben kann, und andererseits umweltverträglich ist. Bei Nichtverwenden des wahlweise genannten NaCl besteht der Nebel hauptsächlich aus für Pflanzen geeigneten Makronährstoffen.
Die zur Lösung der gestellten Aufgabe notwendigen wesentlichen Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 genannt. Die Unteransprüche nennen Ausführungsarten der Erfindung.
Durch die Erfindung wird ein ungiftiger Nebel ausreichender optischer Dichte gebildet.
Die Nebelbildung erfolgt auf folgende Weise: Die Komponenten Magnesiumpulver, Kaliumnitrat und Kaliumperchlorat ergeben bei einer Umsetzung im Bereich von 2500° bereits nebelartige Wolken. Die Nebeldichte wird durch den Anteil von Kaliumchlorid und/oder Natriumchlorid, deren Sublimationspunkt bei 1500 bzw. Kochpunkt bei 1450°C wird unterhalb der Reaktionstemperatur der Umsetzung von Magnesium und Kaliumnitrat liegen, verbessert. Die Reaktionsprodukte der chemischen Umsetzung aus Magnesium etc. bilden dadurch mit dem sublimierenden Kaliumchlorid oder dem verdampfenden Natriumchlorid einen brauchbaren Übungsnebel ohne toxische oder umweltunverträgliche Inhaltsstoffe.
Die chemischen Reaktionen im Nebelsatz können vereinfacht in nachstehenden drei Gleichungen wiedergegeben werden:
1. 2 KNO₃ + 5 Mg→ 5 MgO + K₂O + N₂ + E 2. KClO₄ + 4 Mg→ 4 MgO + KCl + E 3. CaCO₃ + 2 Mg→ CaO + 2 MgO + C + E
Die bei den drei genannten Grundumsetzungen freiwerdende Energie (E) dient zur Sublimation/Verdampfung von Kaliumchlorid und Natriumchlorid.
Zur Verbesserung der Abbrandsteuerung werden der Mischung insbesondere Stickstoff abspaltende Substanzen, wie Azodicarbonamid, Oxamid oder Dicyandiamid beigemischt. Dadurch wird ein kontinuierlicher Gasstrom zum besseren Transport der Aerosolpartikel und eine höhere Aerosolausbeute erzielt, da die permanent gebildeten Gase ein Zusammenfließen der Schlacke verhindern und durch Oberflächenvergrößerung die Sublimation und Verdampfung fördern.
Beim Abbrand der Mischung entsteht ein rein weißes Aerosol, welches hauptsächlich aus den Komponenten Kaliumchlorid, Magnesiumoxid, Calciumhydroxid, Calciumcarbonat, Natriumchlorid und Kaliumcarbonat besteht. Diese Komponenten sind umweltverträglich und ungiftig und bis auf NaCl Makronährstoffe für Pflanzen.
Der pH-Wert des erzeugten Nebels ist an der Entstehungsstelle am höchsten (9). Durch chemische Umsetzungen der primär erzeugten Oxide K₂O und CaO (Gleichungen 1, 3) mit Bestandteilen der Luft, vor allem H₂O und CO₂ unter Bildung von KHCO₃, K₂CO₃, Ca(OH)₂ und CaCO₃ und durch Verdünnung, nimmt er schnell ab und erreicht im Abstand von 5-10 m der Nebelquelle den pH-Wert der Umgebungsluft (6).
Als Anzündemischung kann ein pyrotechnischer Satz mit Ausnahme der Abbrandmoderatoren aus den gleichen Komponenten wie die Mischung zur Erzeugung des Tarnnebels verwendet werden, bei dem jedoch der Gehalt an Magnesium und an Oxydationsmittel zur Steigerung der Anzündempfindlichkeit und Übertragungssicherheit erhöht ist. Der Anzündsatz kann z. B. aus folgenden Anteilen bestehen: 25% Mg, 35% KNO₃, 10% KClO₄, 20% CaCO₃, 10% KCl.
Nebelsatz und Anzündsatz werden in an sich bekannter Weise in Hülsen gepreßt und mit herkömmlichen Anzündmitteln zur Reaktion gebracht.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform eines Nebelkörpers mit der neuen Mischung. In einer Hülse 1 mit Boden 3 befindet sich die verdichtete Mischung 4, welche als Abschluß die mit aufgepreßte Anzündmischung 5 trägt. Das Ausführungsbeispiel der Zeichnung besitzt eine Ausnehmung 6 zum Einsatz eines an sich bekannten Anzündmittels.
Bevorzugte Ausführungsformen der Mischung sind in der nachstehenden Tabelle wiedergegeben:

Claims (5)

1. Pyrotechnische Mischung (bzw. pyrotechnischer Satz) zur Erzeugung eines Tarnnebels, bestehend aus Metallpulver als Reduktionsmittel, mindestens einem Oxidationsmittel, mindestens einem Abbrandmoderator und mindestens einem Nebelbildner, gekennzeichnet durch ein Leichtmetallpulver, vorzugsweise Magnesiumpulver (Mg), als metallisches Reduktionsmittel, Kaliumnitrat (KNO₃) oder eine Mischung aus Kaliumnitrat (KNO₃) und Kaliumperchlorat (KClO₄) als Hauptoxidationsmittel, mindestens ein Carbonat, wie Calciumcarbonat (CaCO₃), Kaliumhydrogencarbonat (KHCO₃), Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃), Kaliumcarbonat (K₂CO₃), Natriumcarbonat (Na₂CO₃), als weiteres Oxidationsmittel und Stickstoff abspaltende Substanzen als Abbrandmoderatoren sowie Kaliumchlorid (KCl) als sublimierfähigen und/oder Kochsalz (NaCl) als verdampfbaren, ungiftigen, nebelbildenden Stoff.
2. Mischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Azodicarbonamid (NH₂-CO-N=N-CO-NH₂), Oxamid (CONH₂)₂ oder Dicyanidamid (NH=C(NH₂)NH-CN) als Stickstoff abspaltende Substanz.
3. Mischung nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch nachstehende Anteile in Gewichtsprozenten: Mg10-25% vorzugsweise 15% KNO₃20-36% vorzugsweise 25% KClO₄ 0-15% vorzugsweise 5% CaCO₃,12-20% vorzugsweise 12% KHCO₃, NaHCO₃ und/oder K₂CO₃
Na₂CO₃ 0-10% vorzugsweise 3% KCl/NaCl20-50% vorzugsweise 30% Azodicarbonamid,
Oxamid oder Dicyandiamid 5-20% vorzugsweise 10%
4. Mischung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (4) in eine Hülse (1) gepreßt und an ihrem einen Ende eine Anzündmischung (5) trägt.
5. Anzündmischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Ausnahme der Abbrandmoderatoren aus den gleichen Komponenten wie der Nebelsatz, jedoch mit geänderter quantitativer Zusammensetzung besteht; vorzugsweise aus 25% Mg, 35% KNO₃, 10% KClO₄, 20% CaCO₃ und 10% KCl.
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