DE8816501U1 - Packaging material made of composite material - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
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4 VERBUND-WERKSTOFF4 COMPOSITE MATERIAL
Die Erfindung betrifft einen Verbund-Werkstoff als Verpackungsmaterial für durch Hitze- und oder Flammeneinwirkung entzünd- und zerlegbares militärisches Verpackungsgut, insbesondere Munition, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbund-Werkstoffs.The invention relates to a composite material as a packaging material for military packaging goods that can be ignited and dismantled by heat and/or flames, in particular ammunition, and to a method for producing such a composite material.
Bei der Verpackung von Munition, etwa Munition mit pyrotechnischer Ladung oder mit Sprengladung,- ist es von wesentlicher Bedeutung, dass das Verpackungsmaterial das Ver-") packungsgut gegen Hitze- und Flammeneinwirkungen möglichstWhen packaging ammunition, such as ammunition with pyrotechnic charges or explosive charges, it is essential that the packaging material protects the packaged goods as much as possible against the effects of heat and flame. gut schützt, um Selbstentzündungen, -Zerlegungen oder -explosionen zu vermeiden. Daneben soll das Verpackungsmaterial aber auch einen Schutz gegen mechanische Einwirkungen, beispielsweise Splftter, sowie gegen biologische Einwirkungen, etwa der Einwirkung von Bakterien und Kleinlebewesen bei der Lagerung, gewahrleisten. Andererseits aber soll dieses Verpackungsmaterial leicht und vor allem kostengünstig sein. Schliesslich besteht die Forderung, dass das Verpackungsmaterial, was man heute für jegliches Verpackungsmaterial fordert, möglichst umweltverträglich ist. Keines der heute verwendeten Munitions-Verpackungsmaterialien erfüllt alle aufgezählten Forderungen. Meist ist es so, dass die verwendeten Verpackungsmaterialien entweder zu wenig Schutz gegen Hitze- und Flammeneinwirkung oder gegen mechanische Einwirkungen bieten oder aber sehr teuer sind.protects well to prevent spontaneous combustion, disintegration or explosion. In addition, the packaging material should also provide protection against mechanical impacts, such as splinters, and against biological impacts, such as the impact of bacteria and small organisms during storage. On the other hand, however, this packaging material should be light and, above all, inexpensive. Finally, the packaging material, which is required for all packaging materials today, is as environmentally friendly as possible. None of the ammunition packaging materials used today meet all of the requirements listed. Most of the time, the packaging materials used either offer too little protection against heat and flames or against mechanical impacts, or are very expensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Verbund-Werkstoff als Verpackunosmaterial für das erwähnte Verpackungsgut zu schaffen, der insbesondere einen hohen Schutz gegen thermische und mechanische Einwirkungen bietet, trotzdem aber möglichst leicht und billig ist. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbund-Werkstoffes . The object of the present invention is therefore to create a composite material as a packaging material for the aforementioned packaging goods, which in particular offers a high level of protection against thermal and mechanical effects, but is nevertheless as light and inexpensive as possible. A further object of the invention is a method for producing such a composite material.
Die werkstorfmässige Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des »«HserrfeÄnspruchs 1 , die verfahrensmässige LösungThe material solution to the problem arises from the characterizing part of claim 1, the procedural solution
aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 5. Die Unteransprüche 2 bis 4 beinhalten zweckmässige Ausgestaltungen des Werkstoffs, die ünteransprüche 6 bis ti zweckmässige Ausgestaltungen des Verfahrens.from the characterizing part of patent claim 5. Subclaims 2 to 4 contain suitable embodiments of the material, subclaims 6 to 11 contain suitable embodiments of the process.
Genäss der Erfindung besteht also der Verbund-Werkstoff aus einer keramischen Komponente, nämlich aus gehärtetem Alkali- sillkat, und einer Cellulose-Komponente, nämlich Papier:',.-■<-;:-- die -vollständig in die keramische Komponente eingebettet ist. Nun ist es zwar seit langem bekannt und üblich, Papier und Karton nit Natronwassesrglas zu bestreichen bzw. zu beschichten, und zwar zum Zweck der Verstärkung des Papiers oder Kartons oder zna Verkleben von zwei Papierbogen oder Kartonschichten, jedoch geht es bei der Erfindung nicht um die Oberflächenbehandlung von Papier oder Karton, sondern um einen keramischen Werkstoff mit eingelagerten Papierfasern. According to the invention, the composite material consists of a ceramic component, namely hardened alkali silicate, and a cellulose component, namely paper, which is completely embedded in the ceramic component. Now, it has long been known and customary to coat paper and cardboard with sodium silicate for the purpose of strengthening the paper or cardboard or for bonding two sheets of paper or cardboard layers, but the invention is not about the surface treatment of paper or cardboard, but about a ceramic material with embedded paper fibers.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeig en:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
Fiq. 1 eine perspektivische Schemaskizze des Werkstoffs,Fiq. 1 is a perspective schematic sketch of the material,
Fig. 2a und 2b Skizzen zur Erläuterung des Vorgangs beiFig. 2a and 2b Sketches to explain the process at
Erhitzung des Werkstoffs, und Fig. 3 eine Schemaskizze einer AbwandlungsformHeating of the material, and Fig. 3 is a schematic diagram of a modified form
des Werkstoffs.of the material.
Gemäss Fig. 1 besteht der Verbund-Werkstoff. 1o aus einem keramischen Material 11, nämlich ausgehärtete^ Natronwasserglas, in welches Papierfasern 12 eingelagert sind. Die Herstellung erfolgt in der Weise, dass niedrigviskoses Wasserglas, vorzugsweise einer Viskosität von 10OmPa-S nach Brookfield DK1 (3o U/min, 2O0C) und mit einem molaren Verhältnis von SiO2 zu Na3O zwischen 3,0 und 3,5, mit Fasern aus saugfHhigem, nassfestem Papiei einer Dichte von weniger als 500kg/m innig vermischt, das Gemisch in eine Schicht gewünschter Dichte vergossen und dann ausgehärtet wird. Höhere Moduli des Verhältnisses von SiO2 zu Na3O ergeben zu geringe Festigkeit, niedrigere Moduli einen zu hohen wasser-According to Fig. 1, the composite material 10 consists of a ceramic material 11, namely hardened sodium water glass, in which paper fibers 12 are embedded. It is manufactured by intimately mixing low-viscosity water glass, preferably with a viscosity of 100mPa-5 according to Brookfield DK1 (30 rpm, 20 0 C) and with a molar ratio of SiO 2 to Na 3 O between 3.0 and 3.5, with fibers made of absorbent, wet-strength paper with a density of less than 500 kg/m, pouring the mixture into a layer of the desired density and then hardening it. Higher moduli of the ratio of SiO 2 to Na 3 O result in too little strength, lower moduli in too high a water-
gehalt im Gleichgewichtszustand. Zweckmässigerweise werden dem Matronwasserglas Additive zugesetzt, die das ausgehärtete Material wasserfest machen/ beispielsweise Kalziumcarbonat; solche Additive sind insbesondere dann wesentlich, wenn eint Lagerung in Feuchträumen oder im Freien zu erwarten ist.content in equilibrium. It is advisable to add additives to the matron water glass to make the hardened material waterproof, for example calcium carbonate; such additives are particularly important if storage in damp rooms or outdoors is to be expected.
Auf Grund des hohen Volumenanteils an Wasserglas, der zumindest 25-Volumen-%, vorzugsweise zumindest 30-Volumen-% bei-rügt, ist der rellulose-Anteil -vollständig gekapselt. Deshalb können bei thermischer Belastung die^Setzungsprodukte der Papierfassern nicht nach aussen dringen und sich dort entzünden, sondern bleiben gasförmig in der keramischen Matrix eingeschlossen. Jede Förderung eines Brandes durch die Verpackung wird so unterbunden. Wie In den Fig. 2a und 2b angedeutet, wird die keramische Matrix allenfalls (bei Temperaturen über 18o°C) durch den Druck der Zersetzungsprodukte aufgebläht (Fig. 2b), so dass ein keramischer Schaum entsteht, der eine höh« Strukturfestigkeit mit niedriger Wärmeleitung vereint. Dadurch wird ein thermisch empfindliches Verpackungsgut selbst bei hohen Temperaturen gut vor einer Schädigung bzw. Zerlegung geschützt. Andererseits gewährleisten die eingebetteten Cellulose-Fasern den; Verpackungsmaterial eine hohe mechanische Festigkeit, geben insbesondere dem Verpackungsmaterial eine gewisse Zähigkeit. Das Verpackungsgut wird somit gegenüber äusseren mechanischen Einwirkungen, etwa Schlägen, Stössen, Splittern und dergleichen, gut geschützt.Due to the high volume proportion of water glass, which accounts for at least 25% by volume, preferably at least 30% by volume, the relulose portion is completely encapsulated. Therefore, when subjected to thermal stress, the settling products of the paper fibers cannot penetrate to the outside and ignite there, but remain enclosed in gaseous form in the ceramic matrix. Any promotion of a fire through the packaging is thus prevented. As indicated in Fig. 2a and 2b, the ceramic matrix is at most (at temperatures above 180°C) inflated by the pressure of the decomposition products (Fig. 2b), so that a ceramic foam is created that combines high structural strength with low heat conduction. This means that thermally sensitive packaged goods are well protected from damage or disintegration even at high temperatures. On the other hand, the embedded cellulose fibers ensure that the packaging material has a high level of mechanical strength and, in particular, give the packaging material a certain toughness. The packaged goods are thus well protected against external mechanical influences, such as blows, impacts, splinters, and the like.
Die Ausgangssubstanzen des erfindungsgemässen Verbund-Werkstoffs sind Holz, Quarzsand, Pottasche- und gegebenenfalls Kalziuincarbonat, also Produkte, die einerseits vergleichsweise billig und zum anderen umweltverträglich sind. Der Abbau der Cellulose ist biologisch möglich, wenn die Fasern durch mechanischen Aufbruch der Keramik-Matrix für Bakterien und Pilze zugänglich werden, übrig bleibt ein Silikatgerüst, das zwar einen gewissen Platz beansprucht, jedoch mit der Umgebung nicht in schädliche Wechselwirkung tritt.The starting materials for the composite material according to the invention are wood, quartz sand, potash and, if necessary, calcium carbonate, i.e. products that are comparatively cheap on the one hand and environmentally friendly on the other. The breakdown of the cellulose is biologically possible if the fibers become accessible to bacteria and fungi through mechanical breaking up of the ceramic matrix, leaving a silicate framework that takes up a certain amount of space but does not interact harmfully with the environment.
Solange aber das Verpackungsmaterial nicht aufgebrochen ist,But as long as the packaging material is not broken,
sind die Cellulosefasern für Bakterien und Pilze nicht zu- ;the cellulose fibres are not accessible to bacteria and fungi;
gänzlich, was für eine Langzeitlagerung des Verpackungsguts |completely, what for long-term storage of the packaged goods |
sehr wesentlich ist.is very important.
Das erfindungsgemässe Material 10 kann auf einer oder auf zwei Oberflächen mit einem üblichen Verpackungsmaterial, etwa Papier- oder Textilbahnen, vereinigt werden. Fig. 3 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Schicht aus dem erfindungsgemässen Verbund-Werkstoffs 10 mit einer Fapierschient 13 vereinigt ist. Die Vereinigung kann durch Verkleben erfolgen oder einfach dadurch, dass der Verbund-Werkstoff vor seiner Aushärtung auf die Papierschicht 13 aufgebracht wird, wobei er sich dann bei der Aushärtung innig mit der Papierschicht verbindet.The material 10 according to the invention can be combined on one or two surfaces with a conventional packaging material, such as paper or textile webs. Fig. 3 shows an example in which a layer of the composite material 10 according to the invention is combined with a paper strip 13. The combination can be achieved by gluing or simply by applying the composite material to the paper layer 13 before it hardens, whereby it then bonds intimately with the paper layer during hardening.
Di« Erfindung kann Abwandlungen erfahren, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So können auch andere wasserlösliche Alkalisilikate als Natronwasserglas verwendet werden, wobei jedoch Natronwasserglas schon aus Kostengründen vorzuziehen ist. Anstelle der Papierfasern können auch Papierstückchen Verwendung finden, jedoch erbringen Papierfasern im allgemeinen die bessere mechanische Festigkeit. Ferner besteht die Möglichkeit der Verwendung von Papierbahnen, was insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn rohrförmiges Verpackungsmaterial hergestellt werden soll; dabei bieten sich Wickelmaschinen zum Wickeln der getränkten Papierbahnen an. Schließlich können auch weitere Additive zugegeben werden, etwa um die Zähigkeit zu erhöhen.The invention can be modified without leaving the scope of the invention. For example, other water-soluble alkali silicates than sodium silicate can be used, although sodium silicate is preferable for cost reasons. Instead of paper fibers, pieces of paper can also be used, but paper fibers generally provide better mechanical strength. It is also possible to use paper webs, which is particularly useful when tubular packaging material is to be produced; winding machines are suitable for winding the impregnated paper webs. Finally, other additives can also be added, for example to increase toughness.
Claims (1)
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| DE8816501U DE8816501U1 (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Packaging material made of composite material |
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Publications (1)
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|---|---|
| DE8816501U1 true DE8816501U1 (en) | 1989-10-12 |
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ID=25868479
Family Applications (1)
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| DE8816501U Expired DE8816501U1 (en) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | Packaging material made of composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8816501U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19607353A1 (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-04 | Herhof Umwelttechnik Gmbh | Mechanically and biologically treated waste in the form of balls |
| DE102011107798A1 (en) * | 2011-07-15 | 2013-01-17 | Trw Airbag Systems Gmbh | Device for transporting thrust-afflicted gas generators for airbag module for e.g. sea transport, has side walls attached at floor wall, and ceiling wall attached at side walls, where one of walls are formed in two-layered manner |
-
1988
- 1988-05-26 DE DE8816501U patent/DE8816501U1/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19607353A1 (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-04 | Herhof Umwelttechnik Gmbh | Mechanically and biologically treated waste in the form of balls |
| DE102011107798A1 (en) * | 2011-07-15 | 2013-01-17 | Trw Airbag Systems Gmbh | Device for transporting thrust-afflicted gas generators for airbag module for e.g. sea transport, has side walls attached at floor wall, and ceiling wall attached at side walls, where one of walls are formed in two-layered manner |
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