EP0650947A1

EP0650947A1 - Nebelsatz sowie Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung

Info

Publication number: EP0650947A1
Application number: EP94202677A
Authority: EP
Inventors: Walter Rauber; Markus Tobler
Original assignee: Schweizerische Eidgenossenschaft Vertreten Durch Die Sm Schweizerische Munitionsunternehmung Der Gruppe fur Ruestungsdienste
Current assignee: RUAG Ammotec AG
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1995-05-03
Also published as: NO943668D0; NO306882B1; IL111057A0; CH686957A5; US5466314A; IL111057A; NO943668L

Abstract

Bekannte Nebelsätze, wie sie bisher bei militärischen Übungen und Einsätzen verwendet werden, sind toxisch und beeinträchtigen zudem das Pflanzenwachstum. Ein nebelerzeugender Brandsatz auf der Basis eines nitrathaltigen Oxidationsmittels und befeuchteten Kohlenstoffkörnern, welche das Oxidationsmittel polar binden, ist umweltverträglich, selbst dann, wenn dieser unvollständig oder gar nicht verbrennt. Das Herstellungsverfahren für diese Art Nebelsätze beruht auf der getrennten Aufbereitung des Oxidations- und des Reduktionsmittels sowie auf deren gemeinsamen Mischen und Verpressen zu Pellets. Eine bevorzugte Verwendung der Nebelsätze ist in Munitionskörpern mit Schleuderladungen zu sehen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Nebelsatz, bestehend aus einer Anzündschicht und einem pyrotechnischen Brandsatz, welcher ein anorganisches Oxidationsmittel und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel aufweist.
Aus der US -PS 3,542,610 ist ein pyrotechnischer Nebelsatz bekannt, welcher aus einem anorganischen Oxidationsmittel, einem Brennstoff und aus einem nebelproduzierenden Öl besteht. Die Brandsatzkomponenten werden so gewählt, dass die Temperatur der Verbrennung ausreicht, um das Öl zu verdampfen, jedoch nicht um es zu verbrennen. Dabei entstehen Sulfide und Merkaptane, die umweltgefährdend und für Lebewesen toxisch sind.
Ein weiterer Nebelsatz ist aus der CH -A5- 638 168 bekannt. Dieser besteht aus Zinkoxid, Ammoniumperchlorat, aus Polychlorisopren als Chlordonator, einem Weichmacher und Ammoniumchlorid zur Abpufferung. Dieser Nebelsatz erzeugt einen chemisch neutralen, dichten Nebel im Bereich von pH 5 - 7, setzt jedoch schädliche Schwermetalle und Chloride frei.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nebelsatz zu schaffen, dessen pyrotechnischer Brandsatz einen dichten, gut tarnenden Nebel erzeugt, welcher keine toxischen Stoffe freisetzt und grundsätzlich umweltverträglich ist.
Die vorgenannte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Oxidationsmittel vorgesehen ist, das hygroskopisch ist, dass das Reduktionsmittel aus porösen Kohlenstoffkörnern besteht und dass ein polares Lösungsmittel das Oxidationsmittel an die Kohlenstoffkörner bindet.
Der im Patentanspruch charakterisierte Brandsatz erzeugt den für Nebelsätze gewünschten Schwelbrand.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass unverbrannte oder teilverbrannte Nebelsätze sich in der atmosphärischen Feuchtigkeit oder im Regen auflösen und sich kaum von üblichen chemischen Düngemitteln unterscheiden. - Es wurden in der Natur keine nachteiligen Wirkungen festgestellt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des Nebelsatzes besteht darin, dass in einem ersten Verfahrensschritt in einem mechanischen Mischer Aktivkohle mit Wasser benetzt wird, dass in einem zweiten Verfahrensschritt in einer Kugelmühle Ammoniumnitrat gemahlen wird und dass in einem weiteren Verfahrensschritt die benetzte Aktivkohle dem Ammoniumnitrat in der Kugelmühle zugegeben und das Gemisch miteinander zum Brandsatz vermengt wird.
In nachfolgenden abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben:
Als polares Lösungsmittel hat sich das in Anspruch 2 aufgeführte Wasser hervorragend bewährt.
Besonders hat sich handelsübliche Aktivkohle, nach Anspruch 3, als geeignet erwiesen.
Als zweckmässiges hygroskopisches Oxidationsmittel, nach Anspruch 4 und 5, haben sich Nitratsalze, insbesondere Ammoniumniumnitrat, erwiesen.
Beste Resultate wurden erzielt mit den Mischungsverhältnissen gemäss Anspruch 6, insbesondere hat sich ein Gemisch von 90 Gew.-% Ammoniumnitrat und 10 Gew.-% Aktivkohle als optimal erwiesen.
Ein Wassergehalt im Reduktionsmittel nach Anspruch 7 war günstig; eine Wasserbenetzung von 10 Gew.-% Wasser hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt.
Der Einsatz von nach Anspruch 8 ausgewählten Korngrössen ergibt zwechmässige Brandsätze, wobei bei der Verwendung von getrocknetem Amoniumnitrat eine mittlere Korngrösse von 1'000 µm und von der feinkörnigen Aktivkohle eine solche von 40 µm angezeigt ist.
Es ist zweckmässig nach Anspruch 10 das Brandsatzgemisch in einer konventionellen Presse zu verpressen.
Die Ausführung nach Anspruch 11 eignet sich zur Herstellung von Nebelsätzen für spezielle Markierungszwecke oder solche für Infrarot-Strahlung absorbierende Nebel.
Das Verfahren nach Anspruch 12 ist besonders geeignet für eine Beschichtung des erfindungsgemässen Brandsatzes mit an sich bekannten Anfeuerungssatzgemischen, um eine zuverlässige Initiierung zu gewährleisten.
Der Erfindungsgegenstand ist prädestiniert für nebelerzeugende Munition, wie sie auf Fahrzeugen wie Panzern etc. verwendet wird, Anspruch 13.
Anhand von praktisch realisierten Ausführungsbeispielen wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Nebelsatz, bestehend aus einem zylinderförmigen Brandsatz mit einem Anfeuerungssatz beschichtet und
Fig. 2: einen ebenso beschichteten, pillenförmigen Brandsatz.

In den Figuren sind gleiche Funktionsteile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
In Fig. 1 ist mit 1 ein zylinderförmiger Nebelsatz bezeichnet, welcher an beiden Endseiten mit einem Anfeuerungssatz 3a bzw. 3b beschichtet ist.
Diese Art Briketts - auch Pellets genannt - weisen eine Masse von ca. 3 g bei einem Durchmesser von 10 mm und 12 mm Höhe auf; sie sind an ihren Endseiten bombiert.
In gleicher Weise ist gemäss Fig. 2 der Nebelsatz 1' ausgestaltet. Dieser weist einen Durchmesser von 13 mm und eine Höhe von 10 mm auf.
Beide Varianten sind in einer Presse bei Drücken von 40 - 100·10³ N/cm² mit an sich bekannten Anzündsätzen beschichtet worden. Derartige Anzündschichten sind u.a. aus der EP -A1- 0 322 951 bekannt.
In einer dritten, hier nicht dargestellten, Variante wurden die Brandsätze nicht zusätzlich beschichtet. Es genügte diese von aussen durch pyrotechnische Hilfsmittel anzuzünden.

Herstellung der Brandsatzmasse:

Zur Herstellung von 1 kg Brandmasse wird in einem Taumelmischer 100 g handelsübliche, reine feinkörnige, Aktivkohle vorgelegt; 75 % der Partikel weisen eine Korngrösse von 40 µm auf. Unter ständigem Mischen werden 10 ml destilliertes Wasser portionenweise zugegeben.
Parallel hierzu wird in einer Kugelmühle 900 g handelsübliches, getrocknetes Ammoniumnitrat vorsichtig gemahlen, d.h. Schläge und starke Reibung werden vermieden, bis eine Korngrösse von 1000 µm erreicht ist. Dabei darf die relative Luftfeuchtigkeit einen Bereich von 40 bis 70 % nicht über-, bzw. aus Sicherheitsgründen nicht unterschreiten.
Anschliessend wird die vorbereitete Aktivkohle dem gemahlenen Ammoniumnitrat in der Kugelmühle zugegeben und beide miteinander vermischt.
Es ist möglich, die Brandmasse vor dem Verpressen zwischenzulagern. Bei einer Lagerung in einem verschlossenen Behälter bei konstanter Raumtemperatur konnte nach zwei Wochen keine Veränderung an der Masse festgestellt werden.
Selbstverständlich muss bei eventuellen Beimengungen von Zuschlagstoffen zur Farbmarkierung oder zur Erzielung anderer zur Nebelbildung zusätzlicher Effekte darauf geachtet werden, dass damit keine unzulässigen Schadstoffbelastungen entstehen.

Claims

Nebelsatz, bestehend aus einer Anzündschicht und einem pyrotechnischen Brandsatz, welcher ein anorganisches Oxidationsmittel und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Brandsatz ein hygroskopisches, anorganisches Oxidationsmittel vorgesehen ist, dass das Reduktionsmittel aus porösen Kohlenstoffkörnern besteht und dass ein polares Lösungsmittel das Oxidationsmittel an die Kohlenstoffkörner bindet.
Nebelsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das polare Lösungsmittel Wasser ist.
Nebelsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die porösen Kohlenstoffkörner aus pulverisierter Aktivkohle bestehen.
Nebelsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel ein Nitratsalz ist.
Nebelsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Nitratsalz getrocknetes Ammoniumnitrat ist.
Nebelsatz nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischungsverhältnisse von Oxidations- zu Reduktionsmittel 80 bis 95 Gew.-% Oxidationsmittel und 5 bis 20 Gew.-% Reduktionsmittel sind.
Nebelsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsmittel 5 bis 15 Gew.-% Wasser enthält.
Nebelsatz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel eine mittlere Korngrösse von 800 bis 1200 µm und das Reduktionsmittel eine solche von 30 bis 50 µm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Nebelsatzes nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt in einem mechanischen Mischer Aktivkohle mit Wasser benetzt wird, dass in einem zweiten Verfahrensschritt in einer Kugelmühle Ammoniumnitrat gemahlen wird und dass in einem weiteren Verfahrensschritt die benetzte Aktivkohle dem Ammoniumnitrat in der Kugelmühle zugegeben und das Gemisch miteinander zum Brandsatz vermengt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Nebelsatzes nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Brandsatz-Gemisch in eine Presse eingefüllt und formgepresst wird.
Verfahren zur Herstellung eines Nebelsatzes nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch in der Kugelmühle Farbpigmente und/oder Bindemittel und/oder Metallteilchen beigemengt werden.
Verfahren zur Herstellung eines Nebelsatzes nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt eine erste Teilmenge eines Anfeuerungssatzes in eine Pressform eingefüllt wird, dass in einem zweiten Schritt das Brandsatz-Gemisch auf die erste Teilmenge des Anfeuerungssatzes gegeben wird, dass in einem dritten Schritt eine zweite Teilmenge des Anfeuerungssatzes in die Pressform gefüllt wird und dass in einem letzten Verfahrensschritt das Ganze brikettiert wird.
Verwendung des Nebelsatzes nach Anspruch 1 bis 8 für nebelerzeugende Munition mit Schleuderladungen.