DE4302476C2 - Zündempfindliche elektrische Zündsätze mit schwachem detonativem Ausgang, Verfahren zu deren Herstellung, sowie deren Verwendung - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind äußerst zünd­ empfindliche elektrische Zündsätze, die in ihrer Leistung differenziert abgeschwächt werden können und schwachen detonativen Ausgang aufweisen, Verfahren zu deren Her­ stellung, sowie deren Verwendung.

Elektrische Zündsätze, die äußerst zündempfindlich sein sollen, werden beispielsweise in Kraftelementen oder bei Verzögerungssätzen zum Aufbau von Verzögerungszeiten be­ nötigt.

Gemäß dem Stand der Technik wird versucht, die Abstufung der Leistung über die Menge des Zündstoffes zu erreichen, was aufgrund von Problemen bei der Dosierung kleinster Mengen bzw. von Problemen bei der Geometrie der Körper auf Schwierigkeiten stößt. Muß beispielsweise eine be­ stimmte Fläche bedeckt sein oder eine bestimmte Ladehöhe erreicht werden, kann das gewöhnlich nur durch den Ein­ satz einer gewissen Mindestmenge an Zündstoff erreicht werden, wobei sich die Mindestmenge an der Geometrie des Körpers zu orientieren hat. Es liegt auf der Hand, daß damit keine Abstufung der Leistung möglich ist. Bisher wurde in solchen Fällen dann der Zündstoff mit Inertmate­ rial verschnitten, wodurch allerdings die Zündempfind­ lichkeit stark reduziert wurde.

In der DE-AS 10 55 414 und der DE-AS 10 55 415 werden körnige Sprengstoffe auf der Basis von anorganischen Ni­ traten beschrieben, die durch einen Überzug wasserbestän­ dig gemacht werden. Eine Abstufung der Leistung ist durch diese Beschichtung nicht vorgesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, differenziert abschwächbare Zündsätze bereitzustellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwinden.

Überraschenderweise konnte die Lösung dieser Aufgabe durch die Oberflächenbeschichtung von körnigen, vorzugs­ weise leitfähigen Inertstoffen mit einem flammempfind­ lichen Primärsprengstoff, beispielsweise Bleiazid, Sil­ berazid oder Bleitrizinat, vorzugsweise mit Bleitrizinat, erreicht werden. Durch Verwendung solcher flammempfind­ licher Beschichtungsmittel wird eine optimale Zündemp­ findlichkeit gewährleistet. Die für den jeweiligen Ein­ satzzweck erforderliche Leistung kann erfindungsgemäß durch die Menge des aufgebrachten Materials eingestellt werden. Sie kann 1 bis 40 Gew.-% des beschichteten Trä­ gerkorns ausmachen.

Erfindungsgemäß einsetzbare körnige Inertstoffe, auch Trägerkörner genannt, sind Materialien, die relativ weich sind und beim Verpressen keine Bruchstücke liefern, die die beschichtete Oberfläche nennenswert durchdringen oder zerstören. Die Trägerkörner sollten vorzugsweise rund sein und eine für die jeweilige Beschichtung geeignete Oberfläche aufweisen. Je nachdem, ob wenig oder viel Be­ schichtungsmaterial aufgebracht werden soll, sollte die Oberfläche entweder glatt oder aber zerklüftet sein. Ge­ eignete Trägerkörner lassen sich in an sich bekannter Weise durch Körnen von feinen Inertstoffen erhalten. Bei diesem Verfahren werden pulverförmige Stoffe oder Stoff­ gemische, die wasserlöslich sind oder wasserlösliche Anteile enthalten, in einem Lösungsmittel für Körnmittel dispergiert und anschließend durch die Zugabe eines Fäl­ lungsmittels (Nichtlösemittel für das Körnmittel) agglo­ meriert. Als pulverförmige Stoffe werden dabei Alkali- oder Erdalkalinitrate, -carbonate, -chromate, -chlorate oder -perchlorate verstanden. Neben diesen Stoffen können die pulverförmigen Stoffe noch andere, in Zünd- oder An­ zündsätzen gebräuchliche Hilfsmittel, wie z. B. Graphit, Talkum oder Magnesiumoxid enthalten. Vorzugsweise wird Bariumchromat zusammen mit Graphit eingesetzt. Als Körn­ mittel können Verbindungen aus der Gruppe der Polysul­ fone, Polynitrophenylene, Polyvinylnitrate und Cellulose­ ester, als Lösungsmittel für die Körnmittel solche aus der Gruppe der halogenierten Kohlenwasserstoffe, Essig­ säurealkylester und Cyclohexanon und als Fällungsmittel Petrolether, Leichtbenzine oder Aceton eingesetzt werden. Unter den einsetzbaren Polysulfonen sollen nicht nur die Kondensationsprodukte von Bisphenol A und Dihydroxydi­ phenylsulfon verstanden werden, sondern auch die Konden­ sationsprodukte der entsprechenden modifizierten Verbin­ dungen, wie beispielsweise die Polyether- oder Polypheny­ lensulfone. Die einsetzbaren Polynitropolyphenylene sind z. B. solche, die in der DE 27 52 166 beschrieben sind. Beispiele für die Celluloseester sind Nitrocellulose oder Celluloseacetylbutyrat. Nitrocellulose wird vorzugsweise in Verbindung mit einem Gemisch aus 1,2 Dichlorethan und Butylacetat als Lösungsmittel und Cyclohexan als Fäl­ lungsmittel eingesetzt. Für weitere Einzelheiten sei auf die DE 40 12 416 verwiesen. Das zu körnende, pulverför­ mige Material wird in dem Lösungsmittel, in dem das Körn­ mittel gelöst enthalten ist, dispergiert. Die Dispersion wird gerührt, um die Teilchen in Schwebe zu halten und dann mit dem Fällungsmittel versetzt. Das Körnmittel fällt aus und agglomeriert das pulverförmige Material. Zur besseren Verfestigung der Körner wird gegebenenfalls ein niederer, aliphatischer Alkohol, beispielsweise Ethyl­ alkohol, Propanol oder Isobutanol zugesetzt. Die agglome­ rierten Trägerkörner werden abgetrennt, getrocknet und mit dem flammempfindlichen Primärsprengstoff beschichtet.

Die Beschaffenheit des erfindungsgemäß eingesetzten Be­ schichtungsmaterials richtet sich nach der zu erfüllen­ den Funktion. Ist nur wenig Material aufzubringen, sollte vorzugsweise feines Pulver mit einer Korngröße von 10 µm besonders bevorzugt <10 µm eingesetzt werden. Bei grö­ ßeren Materialmengen dürfen die Beschichtungsmaterial­ partikel auch < 10 µm sein. Im allgemeinen können Primär­ sprengstoffe mit einer Korngröße von < 10 µm bis 40 µm verwendet werden. Zu beachten ist, daß die Oberfläche des Trägerkorns möglichst lückenlos beschichtet wird.

Die Beschichtung kann in an sich bekannter Weise vorge­ nommen werden. Beschichtungsverfahren und Apparaturen sind beispielsweise aus der Galenik bekannt. Vorteilhaft läßt sich die Beschichtung in einem Taumelmischer vor­ nehmen.

Üblicherweise haften die Materialien ohne Zusatz von Bindemitteln ausreichend fest auf der Oberfläche der Trägerkörner. Gegebenenfalls können Additive, beispiels­ weise Polyoxyethylensorbitane eingesetzt werden. Auch an­ dere Bindemittel sind geeignet, solange sie nicht die Zündempfindlichkeit vermindern, was beispielsweise durch ein Verkleben der Oberfläche geschehen kann.

Verwendet werden können die erfindungsgemäß bereitge­ stellten Zündsätze für die Herstellung von kleinen Kraft­ elementen, die eine geringere Kraft erfordern, als die, die bei der Zündung von 5 mg Bleipikrat oder Bleitrizinat erzeugt wird. Die Herstellung solcher Elemente gestaltete sich bisher aufgrund der Dosierung von geringen Mengen an Zündstoff als sehr aufwendig. Durch die erfindungsgemäßen Zündsätze ist eine abgestufte Dosierung bis 0,2 mg Zünd­ stoff, der auf der Oberfläche von beispielsweise 5 mg Trägerkorn aufgebracht ist, problemlos möglich. Erfin­ dungsgemäß können damit sehr kleine Kräfte eingestellt werden, ohne daß die Zündempfindlichkeit verschlechtert wird.

In den Fällen, in denen nur Raum für geringe Lademengen vorhanden ist und eine Leistung gefordert wird, die ge­ ringer sein soll, als die von reinem Initialsprengstoff, andererseits aber größer sein soll, als die durch eine einfache Oberflächenbeschichtung von Trizinat oder Blei­ pikrat und eine Silberazid- bzw. Bleiazidbeschichtung zwar mehr Leistung bringen, aber eine zu geringe Zündemp­ findlichkeit aufweisen würde, in den Fällen kann erfin­ dungsgemäß eine Doppelbeschichtung verwendet werden. Hierbei besteht die innere Schicht aus dem Primärspreng­ stoff mit höherer Leistung und die äußere Schicht aus dem Primärsprengstoff mit höherer Zündempfindlichkeit. Das Trägerkorn wird dabei beispielsweise zunächst je nach er­ forderlicher Leistung mit geeigneten Mengen an einem Azid beschichtet und anschließend noch zur Erzielung der not­ wendigen Zündempfindlichkeit mit einem Trizinat über­ zogen.

Überraschenderweise ist mit den erfindungsgemäßen Zünd­ sätzen die Einstellung definierter Verzögerungszeiten durch Verzögerungssätze selbst in einem Spaltdetonator möglich. Bisher haben die durch die Geometrie erforderli­ chen Mengen an leitfähigem Initialsprengstoff so hohe Energien freigesetzt, daß die aufgeladenen Verzögerungs­ sätze zerstört wurden. Die als Alternative eingesetzten sogenannten Schichtbrücken wiesen den Nachteil der we­ sentlich höheren erforderlichen Zündenergie auf. So läßt sich beispielsweise ein Spaltdetonator, der mit leitfähi­ gem Silber- oder Bleiazid geladen ist, bereits mit 10 mWs zünden, während eine Schichtbrücke 30 bis 40 mWs benö­ tigt. Durch die erfindungsgemäßen Zündsätze können über­ raschenderweise die Initialstoffmengen bei unveränderter Zündempfindlichkeit um bis zu 90% gesenkt werden. Die er­ zielbare Abschwächung der Leistung läßt sich durch einen Bleiplattenbeschuß eindrucksvoll demonstrieren.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung erläu­ tern ohne sie einzuschränken.

Beispiel 1

Herstellung eines elektrisch leitfähigen Zündsatzes mit schwach detonativem Ausgang zum Einsatz in Spaltde­ tonatoren

1.1 Herstellung des Tägerkorns

50 g Bariumchromat und 9 g Graphit werden in 300 ml Polysulfonlösung (10 g Polysulfon in 300 ml Dichlor­ ethan) durch Rühren suspendiert. Durch Zugabe von 500 ml Petrolbenzin wird das Polysulfon ausgefällt und das Bariumchromat und der Graphit zu weichen Körnern agglomeriert. Durch die Zugabe von Propa­ nol härten diese Körner aus. Nach dem Abtrennen der Flüssigkeiten werden die Körner getrocknet. Der elektrische Widerstand dieses Trägerkorns liegt bei ca. 3 kOhm.

1.2 Beschichten des Trägerkorns mit Silberazid

45 g des unter 1.1 hergestellten Trägerkorns werden zusammen mit 5 g feinstem Silberazid, der Korngröße <10 µm in einen Taumelmischer gegeben und ca. 30 Minuten gemischt. Das Sil­ berazid verteilt sich gleichmäßig auf der Ober­ fläche des Trägerkorns. Das so hergestellte Material kann mit den üblichen Lademaschinen verarbeitet werden.

1.3 Leistungstest mit Hilfe des Bleiplattenbeschusses

Ein Spaltdetonator, der 20 mg eines herkömmlichen leitfähigen Initialsprengstoffs, beispielsweise Bleiazid oder Silberazid, enthält, hinterläßt in der Bleiplatte beim Beschuß einen Krater von ca. 6 mm Durchmesser und eine Tiefe von ca. 6 mm. Der gleiche Detonator, der 20 mg eines erfin­ dungsgemäßen, gemäß 1.2 durch die Beschichtung mit 10 Gew.-% Silberazid hergestellten leitfä­ higen Inertstoffen enthält, hinterläßt auf der Bleiplatte lediglich eine schwach sichtbare Markierung.

Claims (15)

1. Zündsatz, dadurch gekennzeich­ net, daß ein körniger Inertstoff mit mindestens einem flammempfindlichen Primärsprengstoff in defi­ nierter Menge möglichst lückenlos beschichtet ist.

2. Zündsatz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Inertstoff elektrisch leitfähig ist.

3. Zündsatz gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der flammempfindliche Primärspreng­ stoff Bleiazid, Silberazid oder Bleitrizinat, vor­ zugsweise Bleitrizinat, ist.

4. Zündsatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Inertstoff aus pulverförmigen Stoffen oder Stoffgemischen und Körnmitteln besteht.

5. Zündsatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmigen Stoffe oder Stoffgemische aus der Gruppe der Alkali- oder Erdalkalinitrate, -carbonate, -chromate, -chlo­ rate oder -perchlorate stammen, vorzugsweise daß der pulverförmige Stoff Bariumchromat ist.

6. Zündsatz gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem pulverförmigen Stoff Hilfsmittel wie Graphit Talkum oder Magnesiumoxid, vorzugsweise Graphit zu­ gesetzt ist.

7. Zündsatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Körnmittel aus der Gruppe der Polysulfone, Polynitrophenylene, Poly­ vinylnitrat oder Celluloseester, vorzugsweise aus der Gruppe der Polysulfone stammt.

8. Zündsatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Zünd­ satzes durch die Menge an flammempfindlichem Primär­ sprengstoff eingestellt ist.

9. Zündsatz gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Inertstoff mit einer Doppelschicht aus zwei flammempfindlichen Primärsprengstoffen mit unterschiedlicher Leistung und unterschiedlicher Zündempfindlichkeit versehen ist, wobei die innere Schicht aus dem Primärspreng­ stoff mit höherer Leistung, vorzugsweise aus Blei- oder Silberazid und die äußere Schicht aus dem Pri­ märsprengstoff mit höherer Zündempfindlichkeit, vor­ weise aus Bleitrizinat besteht.

10. Verfahren zur Herstellung von Zündsätzen gemäß ei­ nem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• a) pulverförmige Stoffe oder Stoffgemische in der Lösung eines Körnmittels dispergiert werden,
• b) die Stoffe oder Stoffgemische durch Zugabe ei­ nes Fällungsmittels agglomeriert werden,
• c) die agglomerierten Stoffe abgetrennt werden und
• d) mit flammempfindlichen Primärsprengstoffen be­ schichtet werden.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß als pulverförmige Stoffe oder Stoffgemische Alkali- oder Erdalkalinitrate, -carbonate, -chroma­ te, -chlorate oder -perchlorate, gegebenenfalls zu­ sammen mit Hilfsmitteln wie Graphit, Talkum oder Magnesiumoxid, vorzugsweise Bariumchromat mit Gra­ phit verwendet werden, als Körnmittel Verbindungen aus der Gruppe der Polysulfone, Polynitrophenylene, Polyvinylnitrat oder Celluloseester, vorzugsweise Körnmittel aus der Gruppe der Polysulfone verwendet werden und als flammempfindlicher Primärsprengstoff Bleiazid, Silberazid oder Bleitrizinat, vorzugswei­ se Bleitrizinat, verwendet wird.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Beschichtung in einem Taumel­ mischer vorgenommen wird.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Beschichtung Addi­ tive zugesetzt werden, vorzugsweise Polyoxyethylen­ sorbitane.

14. Verwendung eines Zündsatzes gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 9 in Kraftelementen.

15. Verwendung eines Zündsatzes gemäß einem der An­ sprüche 1 bis 9 in Spaltdetonatoren.