WO2014173504A1 - Elektrisch zündbarer hülsenloser treibsatz, dessen herstelung und verwendung - Google Patents

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WO2014173504A1
WO2014173504A1 PCT/EP2014/000994 EP2014000994W WO2014173504A1 WO 2014173504 A1 WO2014173504 A1 WO 2014173504A1 EP 2014000994 W EP2014000994 W EP 2014000994W WO 2014173504 A1 WO2014173504 A1 WO 2014173504A1
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nitrocellulose
mixture
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Willi Haug
Meinrad Zeh
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Fischerwerke Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to an electrically ignitable caseless propellant charge (for example, for pin thrusters or other devices and purposes as set forth in more detail below) in the form of a caseless propellant tablet, or further a pelletized primer.
  • the published patent application DE 2417967 describes for driving for fastening purposes suitable nitrocellulose-based propellant charges, which are provided in sleeves with two open ends, at one end by means of a spark or a hot wire, the ignition can be made.
  • the ignition by means of a current through a specially shaped current conductive sleeve-shaped metal coating, as described in the patent application DE 1 300 845 done.
  • US 3,854,400 describes caseless propellants having a porosity achieved by leaching of a binder (e.g., potassium nitrate or toluene) especially for firearms which can be ignited by means of additional priming charges.
  • a binder e.g., potassium nitrate or toluene
  • Other ingredients include nitrocellulose with a nitrogen content of 13.2 to 13.5% ("gunpowder cotton"), diphenylamine as a stabilizer, as well as other admixtures.Of course, these are ignited mechanically (for example by means of firing pin).
  • DE OS 2 245 510 also describes blowing masses for envelopeless propellant charges as a power source for projectiles and striking tools. These include a mixture of nitrocellulose with high nitrogen content (13.2 to 13.4%) and low Nitrogen content (zB11, 6 to 11.8%) and potassium nitrate, which are formed into grains, then transferred to dissolve the potassium nitrate in porous form and extruded as a 1.4 mm thick "string", which then in 0.32 mm thick discs zer ⁇ cut. These slices are then tumbled in a pan with fine graphite to make a coating for improved flow properties and filling in a form to be granted ⁇ , and the particles are then pressed into a mold to form cylindrical propellant charges.
  • notch Electric ignition is not mentioned.
  • DE OS 1 906 573 relates to envelopeless explosive charges which can be ignited by means of current sources such as flashlight batteries or capacitor discharge circuits. For ignition single or multi-stranded wires or graphite pins are introduced into the mass.
  • Ignition kits for caseless ammunition and propellant cartridges which include, among others, nitrocellulose with a nitrogen content of 13.5%, zinc peroxide and carbon fibers.
  • DE 33 46 739 also describes primer charges (initial explosive), to which 0.8 to 2.0% by weight of furnace black or flame black is added this time to increase the conductivity.
  • US 2003/0034103 describes propellants for blowing powders which can serve as coatings for such powders.
  • the object of the invention is to provide in this light simplified propellant available that can be ignited by means of power sources, without requiring a Anzündsatzes.
  • the invention relates to a (without additional Zündsatz or conductive wires or pins provided) electrically ignitable caseless propellant in the form of a cashless tablet (pressed), characterized in that it is obtainable by mixing at least one electrically conductive material in dissolved or dispersed Mold or powder form (other than, in addition to graphite) and graphite in powder form, together with nitrocellulose, with or without addition of further additives, and then compressed into a tablet, or
  • the dissolved, dispersed or powdered form of the current-carrying material used in contrast to an embodiment in the form of wires or pins or an ignition from an outside) the "finely divided form v and allows rapid and homogeneous ignition.
  • Powder form always includes powder with elongated (like
  • Carbon shreds or carbon fibers and / or rather roundish approximately spherical shaped particles.
  • To further improve the conductivity for current carbon fibers may be added or added in the subsequent process.
  • the invention relates to a process for the preparation of a propellant propellant in the form of a caseless propellant tablet which is characterized by mixing at least one electrically conductive material in dissolved or dispersed form or in powder form other than graphite and graphite in powder form with nitrocellulose, with or without the addition of further additives, and subsequent compression to a graspab ⁇ lette.
  • a preferred embodiment of the production method relates to a method as mentioned above, which is characterized in that an electrically conductive material is mixed in ge ⁇ dissolved or dispersed form or in powder form except graphite with nitrocellulose with or without addition of further additives (wherein in a particular embodiment granules of the obtainable mixture are prepared, preferably by grinding, and this granulate is used as available mixture), and to a (if necessary obtained or obtained by a drying step) substantially (in particular not more than 15 wt .-%, For example, with 6 - 12 or with 8 - 10 wt .-% residual moisture) dry graphite powder is available as a powder, and then the mixture to the invention
  • Drifting tablets is pressed.
  • the at least partially lösli ⁇ compatible materials such as nitrocellulose and Acrylatgranulat
  • these methods also enable a simple industrial production of propellant charges according to the invention.
  • the available propellant propellants according to the invention have a substantially homogeneous structure in the sense of a solid dispersion (solid-solid mixture), whereby in simplified form the preferred structure obtainable by the preferred process is the granules of the granulate which may be deformed after pressing and, if necessary further particulate be ⁇ constituents are localized as a discontinuous phase in a kind of three-dimensional lattice structure with a high proportion of graphite..
  • the graphite can thus incorporate the granules practically in the form of a three-dimensional grid, so that even with a low graphite content sufficient conductivity for the ignition current can be achieved.
  • the invention also relates to the use of a conductive material in dissolved or dispersed form or in powder form ⁇ for producing an electrically ignitable propellant charge.
  • Another embodiment of the invention relates to the use of a propellant charge according to the invention as described above and below in a stud driver to turn on a swing bolts, as an explosive set in a Schreckschuss ⁇ device as gas-evolving element in airbags, for driving cutters or as propellant in Small caliber rifles for sporting purposes.
  • caseless propellant propellant according to the invention have, in addition to the fact that no cumbersome introduced stromleitfä- higen components such as metal wires or pins, for example made of graphite or metal are required for ignition and already ⁇ the semi-automatic production is facilitated, further advantages of caseless propellant charges, for example, any shaping options, such as cylindrical, ovoid or spherical; no polarity (difference between a "front” and “back” as with cartridges with primers and / or sleeves), easy handling eg without "cartridge belts” or the like, low weight and low volume requirements.
  • any shaping options such as cylindrical, ovoid or spherical
  • no polarity difference between a "front” and “back” as with cartridges with primers and / or sleeves
  • easy handling eg without "cartridge belts” or the like, low weight and low volume requirements.
  • the propellant charges according to the invention are suitable for use in particular for bolt thrusters, but also for Schreckschussvoriquesen (eg for expelling birds in fruit growing areas), as gas evolving elements in airbags, for driving cutting devices such as bolt cutters or caps of jigs in shipping, but also come for example as propellants in Kleinkaliberge ⁇ defense for sporting purposes, for example in biathlon, into consideration, or for bolt guns for animal slaughter.
  • the energy released for the purposes mentioned can advantageously be in the range of 10 to 1200 joules per propellant charge, for example in the range of 50 to 1000 joules, for example between 50 and 700 joules, for example between 150 and 400 joules.
  • the measurement can be for example by means of a light barrier from the mass and velocity of a projectile ⁇ be true.
  • propellant charges of the invention are what ⁇ serfest and for example also under subtropical Bedingun ⁇ gen (50 ° C / 75 to 80% relative humidity) very stable - they can eg also fall short in a puddle in the application and are still fully capable of ignition.
  • propellant sets according to the invention also have the advantage that they can be supplied directly as bulk material without straps or the like to the respective device (eg via a tube). For example, volumetric reductions of the order of one tenth and weight reductions of the order of one fifth of the values for conventional propellant units (in particular, pods and / or primers) may be realized.
  • propellants according to the invention have the advantage that they burn residue-free - there are no residues such as sleeves, wires or pins or more of them back.
  • the person skilled in the art can easily determine the quantities of materials and additives used for residue-free combustion (on the basis of stoichiometric considerations and simple experiments).
  • the shape of the propellant charges according to the invention is arbitrarily ausgestaltbar, for example in spherical shape, conical shape, in the form of polygonal bodies or in particular in a cylindrical shape, wherein in particular embodiments also centrally a through hole, can be introduced, for. can be provided by appropriately provided with a mandrel pressing tools.
  • an igniter eg primer, primer
  • the propellant sets according to the invention are therefore scalable arbitrarily, there is no need to distinguish between a "front” and “rear” (such as a detonator in the "rear ”) and there must be no notches or the like for the inclusion of detonators.
  • the propellant charges according to the invention also permit the exclusive use of commercially available cellulose nitrate ("nitrocellulose”), as is used, for example, in paint bases
  • the nitrogen content (% by weight, based on the nitrocellulose itself) of such nitrocellulose is approximately in the range from 10.7 to 12.5%, eg 11.8 to 12.3% - in contrast to gun cotton, where it is in the range of 13.2 to 13.5%.
  • USAGE ⁇ finished nitrocellulose is desensitized, for example with a solvent such as a lower alcohol, for example ethanol or isopropanol, wherein additional desensitizing agent such as plasticizer may be added, such as epoxidised soybean oil or acetyl tributylcitrate.
  • a solvent such as a lower alcohol, for example ethanol or isopropanol
  • additional desensitizing agent such as plasticizer may be added, such as epoxidised soybean oil or acetyl tributylcitrate.
  • Walsroder® TM nitrocellulose E 330 ethanol is an example of a preferred Ni ⁇ trocellulose.
  • the proportion of the solvent and / or the Phlegmatisie ⁇ agent may in a total of 10 to 50 wt .-%, wt example at about 30 to 40 wt .-%, for example at 35.%, Lie.
  • the proportion of nitrocellulose (possibly phlegmatized, that is to say for example with solvent) in a propellant according to the invention is advantageously, for example, in the range from 18 (eg 18.695) to 50 (eg 49.757)% by weight, in particular from 27 to 35% by weight. including existing solvents as mentioned.
  • the nitrocellulose serves as a propellant and fuel and can also act as a water-resistant binder.
  • the proportion of (possibly phlegmatized) nitrocellulose is 27.652 to 33.797 or 27 to 35 wt .-%.
  • the conductive material other than graphite is in the embodiments of the invention, in particular coal in question, preferably a charcoal (such as charcoal), such as hazelnut, lime wood, beech, alder or grapevine carbon fiber pulp (available from R & G Faserverbundtechnik GmbH, for example). Waldenbuch, Germany) or medical coal
  • the coal used is preferably finely pulverized, for example by means of a ball mill homogenized (tumbled) (ball mill FP-2012, using the supplied steel balls, 9.5 or 16 mm); Fireworks compassion Wennesheimer, Tuttlingen, Germany).
  • the conductive material or the coal is or is advantageous in a proportion of 2.4
  • the coal serves u.a. as a fuel supplier and as a power conductor.
  • the current-conductive material may be provided in a proportion of 7.164 to 8.757 wt .-%.
  • a fibrous conductive material for example carbon fiber, may be added.
  • the proportion of carbon and / or fibrous material is preferably in the range of 3 to 12, in particular from 3.5 to 6 wt .-%.
  • the graphite used in the embodiments of the invention can perform several functions: First, it can increase the electrical conductivity within the propellant charges according to the invention and thus also participate as an electrically conductive material in an electrical ignition, further it can to a smooth surface (also appears shiny metallic) and can increase the compressive strength, and finally it can also act as a lubricant that facilitates the production of he ⁇ inventive propellant charges and their handling (insertion, etc.). It is or is added advantageously in a proportion of 1.2 (for example 1.243) to 24.9 (for example up to 24.878)% by weight. For example, it may be provided in a proportion of 2 to 6% by weight, for example from 2.4 to 3.1 or from 4.477 to 5.472% by weight.
  • One or more oxygen generators such as in particular peroxide or potassium chlorate or potassium perchlorate or mixtures of two (in particular of the perchlorates or perchlorate with zinc peroxide), or all of them may oxygen supply for the combustion are used (allowing for the USAGE ⁇ dung of nitrocellulose with a lower nitrogen content than guncotton ) and are altogether advantageously present in a proportion of from 12 (for example 12.439) to 50 (for example up to 49.757)% by weight.
  • the oxygen generator or the mixture of oxygen generators in a proportion of
  • a catalytically active metal oxide such as manganese (IV) oxide (eg> 90% precipitate, active, CAS No. 1313-13-9, EC No. 215-202-6), can lower the ignition temperature, for example, from about 550 °° C to about 150 ° C cause. It may advantageously be added in a proportion of 0.6 (for example 0.621) to 6.3 (for example up to 6.291)% by weight.
  • the catalytically active metal oxide may be present in a proportion of 1.3 to 3.2% by weight, for example from 1.3 to 1.8% by weight, or from 2.563 to 3.132% by weight.
  • Iron (III) oxide for example, CAS No. 1309-37-1 / EC No.
  • the iron (III) oxide may be provided in a proportion of 0.335 to 0.410 wt .-%. But it can also be missing.
  • a semi-metallic (such as silicon) or metallic fuel supplier such as magnesium, fine iron or aluminum in particular (preferably with a grain size of 160 ⁇ or less), titanium (for example with a particle size of 40 ⁇ ), or zirconium, or a mixture of two or more thereof (promotes combustion and increases the combustion temperature and may also be provided as another conductive material other than graphite) may be added in an amount of from 0.000 to 12.5 (eg to 12.449)% by weight.
  • the fuel supplier may be provided in a proportion of 3.357 to 4.104 wt%. But it can also be missing.
  • a (increasing the long-term stability) binder in the form of a thermoplastic exclusively containing carbon, hydrogen and oxygen atoms is preferably an acrylate and / or methacrylate, particle size about 200 to 400 ⁇ , preferably rather low molecular weight, which surprisingly reduces the resulting pollutants (such as nitrous gases) can serve. It is or is advantageously added in a proportion of 1.2 (for example 1.243) to 7.5 (for example up to 7.463)% by weight.
  • the binder may be provided in a proportion of 1.5 to 4.2% by weight, for example, 1.5 to 2.0% by weight or 3.357 to 4.104% by weight.
  • a room temperature liquid hydrocarbon such as pentane and / or iso-octane, or a corresponding hydrocarbon mixture (such as gasoline, for example, car or cleaning ⁇ supply gasoline) may advantageously be in a range from 1.2 (for example, 1,243) to 15 wt .-%, For example, from 9 to 15 wt .-% or from 1.2 to 6.3 (eg to 6.219) wt .-%, be added when mixing the mass of a propellant according to the invention or be added and prevents, for example, a bonding of the manufacturing tools.
  • the proportion may for example be 9 to 15 or 3.134 to 3.831 wt .-%. It can be largely or completely removed or evaporated during drying.
  • a solvent for (in particular for dissolving the fibrous structure of) nitrocellulose and the binder in the form of a thermoplastic exclusively comprising carbon, hydrogen and oxygen atoms, such as acetone, methyl ethyl ketone or another liquid ketone at room temperature or an ester, such as ethyl acetate, or mixtures of two or more More of these can be added in the preparation of a mixture for a propellant according to the invention in a proportion of 3.7 (eg 3.731) to 37.4 (eg to 37.318) wt .-% or be.
  • the proportion may, for example, be 9 to 16% by weight or 12.314 to 1551% by weight.
  • this solvent can be largely or completely removed or evaporated.
  • a (preferably hydrophobic or hydrophobicized) (for example pyrogenic or precipitated) silica (optionally containing silicates, such as aluminum and / or calcium silicates) may be added as further additive, for example SIPERNAT® D10 from Evonik Industries AG, Hanau, Germany ,
  • the proportion may be, for example, 0.2 to 3 wt .-%, for example 0.3 to 1 wt .-%, lie.
  • inventive method for producing a propellant according to the invention can be carried out particularly advantageously as follows, which allows a particularly simple industrial production (also mentioned in the following examples):
  • the individual substances, except the graphite powder are weighed, including nitrocellulose (eg, containing 35% ethanol), and mixed without solvent addition.
  • the liquid substances solvent and hydrocarbon / hydrocarbon mixture
  • the mixture is ground to a granulate.
  • graphite powder is added and mixed in.
  • the granules obtainable in this way are ready for pressing and are pressed into tablets in a tableting machine and dried (eg at 60 ° C. for 24 hours). This gives the fiction, ⁇ modern propellants finished.
  • the propellant charge according to the invention can have a (for example central) hole, which can be designed to be continuous and can be configured, for example, by a corresponding mandrel in the pressing tool during pressing.
  • Fig. 1 shows schematically and greatly simplified a section of a tabletting in cross section and the pressing process in the tableting by means of a press ram.
  • Example 1 Inventive propellant in the form of a cylindrical tablet
  • ELVACITE® 2008 (Lucite International Inc., Cordova, TN) (a low molecular weight methyl methacrylate)
  • the individual substances except the graphite powder are weighed, including the nitrocellulose containing 35% ethanol, and mixed with no solvent added.
  • the liquid substances acetone and isooctane
  • the resulting dispersion or solution is mixed. This is followed by drying, for safety reasons to a residual moisture content of 8 to 10 wt .-% residual moisture (which is also advantageous from the aspect of safety).
  • the mixture is ground to a granulate.
  • the graphite powder is added.
  • the graphite granules thus obtained are ready to be pressed and pressed in a tableting machine (e.g., FETTE PERFECTA 1000, FETTE COMPACTING GmbH, Schwarzenbek, Germany) into cylindrical tablets and dried at 60 ° C for 24 hours.
  • a tableting machine e.g., FETTE PERFECTA 1000, FETTE COMPACTING GmbH, Schwarzenbek, Germany
  • Fig. 1 shows a rough schematic of a section of a Ma ⁇ trize 1 of such a tabletting machine.
  • the granules 2 are still in the unpressed state within a matrix filling space 3.
  • the pressing process is carried out by means of the upper punch 4. simply represented - here already in the stage maximum
  • the granulate 2 is here compacted to the tablet 5 (here for example cylindrical).
  • Example 2 Ignition of a propellant charge according to the invention
  • the propellant tablets are stable against even increased humidity and storable even with subtropical humidities.
  • Example 4 Carbon-fiber and Silica-containing Propellant Propellant compositions having the following composition are prepared analogously to Example 1:
  • the invention also relates to the subject matter referred to in the claims and in the summary, which are incorporated herein by reference.

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Abstract

Elektrisch zündbarer hülsenloser Treibsatz in Form einer hülsenlosen Treibtablette (5), dadurch gekennzeichnet, dass er erhältlich ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder Pulverform und von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Verpressen zu einer Treibtablette, dessen Herstellung und Verwendung sowie verwandte Erfindungsgegenstände. Zu den Verwendungen gehören: Verwendung des Treibsatzes in einem Bolzenschubgerät zum Einschießen von Bolzen, als Explosivsatz in einer Schreckschussvorrichtung, als gasentwickelndes Element in Airbags, zum Antrieb von Schneidevorrichtungen, zum Antrieb von Pressvorrichtungen (z.B. zum Zusammenpressen von zangenartigen Elementen) oder als Treibsatz in Kleinkalibergewehren für sportliche Zwecke, oder für Bolzenschussgeräte zur Tierschlachtung.

Description

Elektrisch zündbarer hülsenloser Treibsatz, dessen Herstellung und Verwendung
Die Erfindung betrifft einen elektrisch zündbaren hülsenlosen Treibsatz (beispielsweise für Bolzenschubgeräte oder andere Vorrichtungen und Zwecke wie unten näher dargelegt) in Form einer hülsenlosen Treibtablette, oder ferner einen tabletten- förmigen Zündsatz.
Die Offenlegungsschrift DE 2417967 beschreibt zum Eintreiben für Befestigungszwecke geeignete Nitrozellulose-basierte Treibsätze, die in Hülsen mit zwei offenen Enden vorgesehen sind, an deren einem Ende mittels eines Funkens oder eines heißen Drahtes die Zündung vorgenommen werden kann. Alternativ kann die Zündung mittels eines Stroms durch eine speziell ausgeformte Strom leitende hülsenförmige Metallbeschichtung, wie in der Auslegeschrift DE 1 300 845 beschrieben, erfolgen.
Nachteilig an diesen Vorrichtungen ist die Notwendigkeit relativ aufwändiger Hülsen.
Andererseits beschreibt die US 3,854,400 hülsenlose Treibmittel mit einer durch Herauslösen von einem Bindemittel (z.B. Kaliumnitrat oder Toluol) erzielten Porosität insbesondere für Feuerwaffen, die mittels zusätzlicher Zündladungen gezündet werden können. Weitere Zutaten sind Nitrozellulose mit einem Stickstoff-Gehalt von 13.2 bis 13.5 % („Schießbaumwolle"), Diphenylamin als Stabilisator, sowie weitere Beimischungen. Offenbar sind diese mechanisch (z.B. mittels Zündbolzen) zündbar .
Auch die DE OS 2 245 510 beschreibt Treibmassen für hüllenlose Treibladungen als Kraftquelle für Projektile und Schlagwerkzeuge. Diese beinhalten eine Mischung aus Nitrozellulose mit hohem Stickstoffgehalt (13,2 bis 13,4 %) und mit niedrigem Stickstoffgehalt (z.B.11, 6 bis 11,8 %) sowie Kaliumnitrat, die zu Körnern geformt werden, dann unter Herauslösen des Kaliumnitrats in poröse Form überführt und als 1,4 mm dicke „Schnur" extrudiert werden, die dann in 0,32 mm dicke Scheiben zer¬ schnitten werden. Diese Scheiben werden sodann in einer Pfanne mit feinem Graphit getrommelt, um einen Überzug für verbesserte Fließeigenschaften und Einfüllung in eine Form zu gewähr¬ leisten, und die Teilchen werden dann in einer Form zu zylinderförmigen Treibladungen verpresst. Hier werden stets zusätzliche Zündmassen in eine Kerbe eingefüllt. Elektrische Zündung wird nicht erwähnt.
Die DE OS 1 906 573 schließlich betrifft hüllenlose Explosivladungen, die mittels Stromquellen wie Taschenlampenbatterien oder Kondensator-Entladeschaltungen gezündet werden können. Für die Zündung werden ein- oder mehrsträngige Drähte oder Graphitstifte in die Masse eingebracht.
Bekannte Tabletten oder ähnlich ausgestaltete Treibsätze wiesen somit relativ komplexe Strukturen auf.
Insbesondere ist ihr Aufbau relativ aufwändig, sofern stromleitende Drähte oder Stifte das zündfähige Treibmaterial durchziehen oder umgeben müssen, um eine elektrische Zündung zu ermöglichen.
Die DE 37 07 694 C2 beschreibt elektrisch anzündbare
Anzündsätze für hülsenlose Munition und Treibkartuschen, welche unter anderem Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von 13,5 %, Zinkperoxid und Kohlenstofffasern beinhalten.
Diese dienen zum Anzünden der eigentlichen Treibsätze. Auch die DE 33 46 739 beschreibt Anzündsätze (Initialsprengstoff) , denen diesmal 0,8 bis 2,0 Gew.-% Ofenruß oder Flammruß zur Erhöhung der Leitfähigkeit zugesetzt ist. Die US 2003/0034103 beschreibt Zündmittel für Treibpulver, die als Beschichtungen für solche Pulver dienen können.
Aufgabe der Erfindung ist, vor diesem Hintergrund vereinfachte Treibsätze zur Verfügung zu stellen, die mittels Stromquellen gezündet werden können, ohne dass sie eines Anzündsatzes bedürfen .
Es wurde nun gefunden, dass es möglich ist, hülsenlose elektrisch zündbare Treibsätze (insbesondere in Tablettenform) bereitzustellen, die leitfähiges Material in feinverteilter Form in ihrer Matrix beinhalten.
In einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung daher einen (ohne zusätzlichen Zündsatz oder stromleitfähige Drähte oder Stifte vorgesehenen) elektrisch zündbaren hülsenlosen Treibsatz in Form einer hülsenlosen Treibtablette (Pressling) , dadurch gekennzeichnet, dass er erhältlich ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder Pulverform (außer, das heißt zusätzlich zu Graphit) und von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Verpressen zu einer Treibtablette, oder
vorzugsweise durch eines der unten dargelegten Verfahren.
Die gelöste, dispergierte oder Pulverform des verwendeten stromleitfähigen Materials bewirkt dabei (im Unterschied zu einer Ausgestaltung in Form von Drähten oder Stiften oder einer Zündung von einer Außenseite) die „feinverteilte Formv und ermöglicht eine rasche und homogene Zündung.
„Pulverform" beinhaltet stets Pulver mit länglichen (wie
Kohleschnitzel oder Kohlefasern) und/oder eher rundlich ungefähr kugelförmig) ausgeformten Teilchen. Zur weiteren Verbesserung der Leitfähigkeit für Strom können Kohlefasern zugesetzt sein bzw. im nachfolgenden Verfahren zugesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines vor- oder nachstehend genannten Treibsatzes in Form einer hülsenlosen Treibtablette, welches gekennzeichnet ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder in Pulverform außer Graphit und von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Verpressen zu einer Treibtab¬ lette .
Eine bevorzugte Ausführungsform des Herstellungsverfahrens betrifft ein wie vorstehend genanntes Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein stromleitfähiges Material in ge¬ löster oder dispergierter Form oder in Pulverform außer Graphit mit Nitrozellulose mit oder ohne Zugabe von weiteren Zusätzen vermischt wird (wobei in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Granulat der erhältlichen Mischung hergestellt wird, vorzugsweise durch Mahlen, und dieses Granulat als erhältliche Mischung verwendet wird) , und zu einer (erforderlichenfalls durch einen Trockenschritt erhältlichen bzw. erhaltenen) weitgehend (insbesondere mit nicht mehr als 15 Gew.-%, z.B. mit 6 - 12 oder mit 8 - 10 Gew.-% Restfeuchte) trockenen erhältlichen Mischung Graphit als Pulver zugefügt wird, und anschließend die Mischung zu erfindungsgemäßen
Treibtabletten verpresst wird. Ein möglicher Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die mindestens teilweise lösli¬ chen Materialien (wie Nitrocellulose und Acrylatgranulat) wie ein Lack um und in die Granulate eindringen können, was eine Verringerung der Hydrophilie bewirken und so zur Lagerstabilität und Feuchtigkeitsunempfindlichkeit der Treibsätze beitragen kann. Diese Verfahren ermöglichen auch eine einfache industrielle Herstellung erfindungsgemäßer Treibsätze. Bedingt durch die Herstellung weisen die erhältlichen erfindungsgemäßen Treibsätze eine weitgehend homogene Struktur im Sinne einer festen Dispersion auf (Fest-Fest-Gemenge) , wobei vereinfacht vorgestellt in der nach dem bevorzugten Verfahren erhältlichen bevorzugten Struktur die nach dem Pressen gegebenenfalls verformten Granula des Granulats und ggf. weitere partikuläre Be¬ standteile als diskontinuierliche Phase in einer Art dreidimensionaler Gitterstruktur mit hohem Graphitanteil lokalisiert sind. Das Graphit kann also die Granula praktisch in Form eines dreidimensionalen Gitters einbinden, so dass auch mit einem nur geringen Graphitanteil eine hinreichende Leitfähigkeit für den Zündstrom erreicht werden kann.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines leitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder in Pulver¬ form zur Herstellung eines elektrisch zündbaren Treibsatzes.
Die Verwendung findet insbesondere unter Ausführung der
Schritte eines der vor- und nachstehend genannten Herstel¬ lungsverfahren statt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft auch die Verwendung eines wie vor- und nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Treibsatzes in einem Bolzenschubgerät zum Ein- schießen von Bolzen, als Explosivsatz in einer Schreckschuss¬ vorrichtung, als gasentwickelndes Element in Airbags, zum Antrieb von Schneidevorrichtungen oder als Treibsatz in Kleinkalibergewehren für sportliche Zwecke.
Die erfindungsgemäßen hülsenlosen Treibsätze weisen neben der Tatsache, dass keine umständlich einzubringenden stromleitfä- higen Komponenten wie Metalldrähte oder Stifte z.B. aus Graphit oder Metall zur Zündung erforderlich sind und schon des¬ halb die maschinelle Herstellung erleichtert wird, weitere Vorteile hülsenloser Treibsätze auf, z.B. beliebige Formgebungsmöglichkeiten, z.B. zylindrisch, ovoid oder kugelförmig; keine Polarität (Unterschied zwischen einem „Vorne" und „hinten" wie bei Patronen mit Zündsätzen und/oder Hülsen) , einfache Handhabbarkeit z.B. auch ohne „Patronengurte" oder dergleichen; geringes Gewicht und geringer Volumenbedarf.
Insbesondere erlauben sie auch die Zündung ohne spezielle im Treibsatz vorgesehene elektrische Pole oder Kontakte.
Die erfindungsgemäßen Treibsätze eignen sich zur Verwendung insbesondere für Bolzenschubgeräte, aber auch für Schreckschussvorrichtungen (z.B. zum Vertreiben von Vögeln in Obstanbaugebieten) , als gasentwickelnde Elemente in Airbags, zum Antrieb von Schneidevorrichtungen wie Bolzenschneidern oder zum Kappen von Spannvorrichtungen in der Schifffahrt, kommen aber auch beispielsweise als Treibsätze in Kleinkaliberge¬ wehren für sportliche Zwecke, z.B. im Biathlon, in Betracht, oder für Bolzenschussgeräte zur Tierschlachtung.
Die freigesetzte Energie für die genannten Zwecke kann dabei vorteilhaft im Bereich von 10 bis 1200 Joule pro Treibsatz liegen, beispielsweise im Bereich von 50 bis 1000 Joule, z.B. zwischen 50 und 700 Joule, z.B. zwischen 150 und 400 Joule. Die Messung kann beispielsweise mittels einer Lichtschranke aus der Masse und der Geschwindigkeit eines Geschosses be¬ stimmt werden.
Überraschenderweise sind die erfindungsgemäßen Treibsätze was¬ serfest und beispielsweise auch unter subtropischen Bedingun¬ gen (50 °C/75 bis 80 % relative Luftfeuchtigkeit) sehr formstabil - sie können bei der Anwendung auch kurz z.B. in eine Pfütze fallen und sind dennoch voll zündfähig. Gegenüber herkömmlichen Hülsen aufweisenden und durch Schlag mechanisch mittels Zündhütchen zündbaren Treibsätzen weisen die erfindungsgemäßen Treibsätze zudem den Vorteil auf, dass sie direkt als Schüttgut ohne Haltebänder oder dergleichen dem jeweiligen Gerät (z.B. über ein Röhrchen) zugeführt werden können. So können beispielsweise Volumenverminderungen bis in eine Größenordnung eines Zehntels und Gewichtsverminderungen bis in eine Größenordnung von einem Fünftel der Werte für herkömmliche (insbesondere Hülsen und/oder Zündsätze aufweisende) Treibsätze verwirklicht werden.
Weiter weisen die erfindungsgemäßen Treibsätze den Vorteil auf, dass sie rückstandsfrei verbrennen - es bleiben keine Reste wie beispielsweise Hülsen, Drähte oder Stifte oder mehrere davon zurück. Der Fachmann kann ohne weiteres die für rückstandsfreie Verbrennung nötigen Mengen an verwendeten Materialien und Zusätzen ermitteln (aufgrund stöchiometrischer Betrachtungen und einfacher Versuche) .
Außerdem ist die Form der erfindungsgemäßen Treibsätze beliebig ausgestaltbar, beispielsweise in Kugelform, Kegelform, in Form von mehreckigen Körpern oder insbesondere in zylindrischer Form, wobei in besonderen Ausführungsformen auch zentral ein durchgehendes Loch, einbringbar z.B. durch entsprechend mit einem Dorn versehene Presswerkzeuge, vorgesehen sein kann.
Ein Zünder (z.B. Zündhütchen, Anzündsatz) ist nicht erforderlich und daher vorzugsweise nicht vorgesehen - die erfindungsgemäßen Treibsätze sind daher beliebig skalierbar, es gibt keine Notwendigkeit, zwischen einem „Vorne" und „Hinten" zu unterscheiden (etwa mit einem Zünder im Bereich „hinten") und es müssen keine Kerben oder ähnliches für die Aufnahme von Zündern vorgesehen werden. Schließlich erlauben die erfindungsgemäßen Treibsätze auch die ausschließliche Verwendung von frei im Handel erhältlichem Cellulosenitrat („Nitrocellulose") , wie es beispielsweise in Lackgrundlagen verwendet wird. Der Stickstoffgehalt (Gew.-% bezogen auf die Nitrocellulose selbst) derartiger Nitrocellulose liegt hierbei etwa im Bereich von 10,7 bis 12,5%, z.B. 11,8 bis 12.3 % - im Unterschied zu Schießbaumwolle, wo er im Bereich von 13,2 bis 13,5 % zu liegen kommt.
Nachfolgend werden Gew. -%-Angaben, sofern nicht anders
angegeben oder ersichtlich, auf das Gesamtgewicht aller vor Trockungs- und Verpressungsschritten gemischten Bestandteile einer Mischung für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Treibsatzes bezogen.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäß zur Herstellung verwen¬ dete Nitrocellulose phlegmatisiert , z.B. mit einem Lösungsmittel wie einem niederen Alkohol, z.B. Ethanol oder Isopro- panol, wobei weitere Phlegmatisierungsmittel, wie Weichmacher, zugesetzt sein können, wie epoxydiertes Sojabohnenöl oder Acetyl-tributylcitrat . Walsroder™ Nitrocellulose E 330 Ethanol (Dow Chemical Co.) ist ein Beispiel für eine bevorzugte Ni¬ trocellulose. Bezogen auf die Nitrozellulosekomponente selbst kann der Anteil des Lösungsmittels und/oder der Phlegmatisie¬ rungsmittel bei insgesamt 10 bis 50 Gew.-%, z.B. bei etwa 30 bis 40 Gew.-%, beispielsweise bei 35 Gew .%, liegen .
Der Anteil an Nitrocellulose (ggf. phlegmatisiert, also z.B. mit Lösungsmittel) in einem erfindungsgemäßen Treibsatz liegt beispielsweise vorteilhaft im Bereich von 18 (z.B. 18,695) bis 50 (z.B. 49,757) Gew.-%, insbesondere von 27 bis 35 Gew.-%, einschließlich vorhandener Lösungsmittel wie erwähnt. Die Nitrocellulose dient als Treibmittel und Brennstoff und kann darüber hinaus Wirkung als wasserfester Binder haben. Bei- spielsweise liegt der Anteil der (ggf. phlegmatisierten) Nitrocellulose bei 27,652 bis 33,797 oder 27 bis 35 Gew.-%.
Als stromleitfähiges Material außer Graphit kommt in den Aus¬ führungsformen der Erfindung insbesondere Kohle in Frage, vorzugsweise eine Holzkohle (wie Grillkohle) , wie Haselnuss-, Lindenholz-, Buchen-, Erlen- oder Weinrebenkohle, Kohlefaserschnitzel (erhältlich z.B. von R&G Faserverbundwerkstoffe GmbH, Waldenbuch, Deutschland) oder medizinische Kohle
(weniger bevorzugte Aktivkohle) oder insbesondere eine eher hydrophobe Kohle (mit z.B. hoher Leitfähigkeit und geringer Hygroskopizität) wie die (tendenziell eher fettige) Faulbaum¬ kohle, die besonders bevorzugt ist, oder Kohleschnitzel. Die verwendete Kohle wird vorzugsweise fein pulverisiert, beispielsweise mittels einer Kugelmühle homogenisiert (getrommelt) (Kugelmühle FP-2012, verwendet wurden die mitgelieferten Stahlkugeln, 9,5 oder 16 mm); Feuerwerksparadies Wennesheimer, Tuttlingen, Deutschland). Das stromleitfähige Material bzw. die Kohle wird bzw. ist vorteilhaft in einem Anteil von 2,4
(z.B. 2,487) bis 12,5 (z.B. bis 12,439) Gew.-% zugesetzt, oder beispielsweise in einem Anteil von 3 bis 6 Gew.-%. Die Kohle dient u.a. als Brennstofflieferant und als Stromleiter.
Beispielsweise kann das stromleitfähige Material in einem Anteil von 7,164 bis 8,757 Gew.-% vorgesehen sein. Vorteilhaft kann alternativ oder vorzugsweise zusätzlich ein faseriges leitfähiges Material, beispielsweise Kohlefaser, zugesetzt sein. In diesem Falle liegt der Anteil von Kohle und/oder faserförmigem Material vorzugsweise im Bereich von 3 bis 12, insbesondere von 3,5 bis 6 Gew.-%.
Das in den Ausführungsformen der Erfindung verwendete Graphit kann mehrere Funktionen ausüben: Zum einen kann es die elektrische Leitfähigkeit innerhalb der erfindungsgemäßen Treibsätze erhöhen und so auch als stromleitfähiges Material bei einer elektrischen Zündung mitwirken, weiter kann es zu einer glatten (auch metallisch glänzend erscheinenden) Oberfläche beitragen und kann die Druckfestigkeit erhöhen, und schließlich kann es auch als Gleitmittel, das die Herstellung der er¬ findungsgemäßen Treibsätze und ihre Handhabung (Einlegen etc.) erleichtert, wirken. Es wird bzw. ist vorteilhaft in einem Anteil von 1,2 (z.B. 1,243) bis 24,9 (z.B. bis 24,878) Gew.-% zugesetzt. Beispielsweise kann es in einem Anteil von 2 bis 6 Gew.-%, z.B. von 2,4 bis 3,1 oder von 4,477 bis 5,472 Gew.-% vorgesehen sein.
Als weitere Zusätze kommen insbesondere die folgenden in
Frage :
Ein oder mehrere Sauerstofferzeuger wie insbesondere Zinkperoxid oder Kaliumchlorat oder Kaliumperchlorat oder Mischungen von zwei (insbesondere der beiden Perchlorate oder eines Perchlorats mit Zinkperoxid) oder allen davon können der SauerstoffVersorgung für die Verbrennung dienen (was die Verwen¬ dung von Nitrozellulose mit geringerem Stickstoffgehalt als Schießbaumwolle erlaubt) und liegen insgesamt vorteilhaft in einem Anteil von 12 (z.B. 12,439) bis 50 (z.B. bis 49,757) Gew.-% vor. Beispielsweise kann der Sauerstofferzeuger oder die Mischung von Sauerstofferzeugern in einem Anteil von
25,190 bis 31,334 Gew.-% oder vorteilhaft von 25 bis 38 Gew.- %, beispielsweise von 30 bis 38 Gew.-%, vorgesehen sein.
Ein katalytisch wirksames Metalloxid, wie Mangan (IV)-oxid (z.B. > 90 % gefällt, aktiv; CAS-Nr. 1313-13-9, EG-Nr. 215- 202-6) , kann eine Senkung der Zündtemperatur, beispielsweise von ca. 550 °°C auf ca. 150 °C, bewirken. Es kann vorteilhaft in einem Anteil von 0,6 (z.B. 0,621) bis 6,3 (z.B. bis 6,291) Gew.-% zugesetzt werden bzw. sein. Beispielsweise kann das katalytisch wirksame Metalloxid in einem Anteil von 1,3 bis 3,2 Gew.-%, z.B. von 1,3 bis 1,8 Gew.-% oder von 2,563 bis 3,132 Gew.-% vorgesehen sein. Eisen (III) -oxid (beispielsweise CAS No . 1309-37-1/EG Nr. 215- 168-2; z.B. Gehalt > 97 %) kann die Verbrennung unterstützen und die Verbrennungstemperatur erhöhen) wird bzw. ist vorteil¬ haft in einem Anteil von 0,000 bis 1,3 (z.B. bis 1,243) Gew.-% zugesetzt und kann der Verminderung von Schadstoffen dienen. Beispielsweise kann das Eisen ( III ) -oxid in einem Anteil von 0,335 bis 0,410 Gew.-% vorgesehen sein. Es kann aber auch fehlen .
Ein halbmetallischer (wie Silizium) oder metallischer Brennstofflieferant wie Magnesium, feines Eisen oder insbesondere Aluminium (vorzugsweise mit einer Korngröße von 160 μηα oder weniger) , Titan (beispielsweise mit einer Korngröße von 40 μιτι) , oder Zirconium, oder eine Mischung von zwei oder mehr davon (unterstützt die Verbrennung und erhöht die Verbrennungstemperatur und kann ebenfalls als weiteres stromleitfä- higes Material außer Graphit vorgesehen sein) kann in einer Menge von 0,000 bis 12,5 (z.B. bis 12,439) Gew.-% zugesetzt werden bzw. sein. Beispielsweise kann der Brennstofflieferant in einem Anteil von 3,357 bis 4,104 Gew.-% vorgesehen sein. Es kann aber auch fehlen.
Ein (auch die Langzeitstabilität erhöhender) Binder in Form eines ausschließlich Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome beinhaltenden thermoplastischen Kunststoffs ist vorzugsweise ein Acrylat oder/oder Methacrylat, Korngröße ca. 200 bis 400 μπι, vorzugsweise eher niedermolekular, welches überraschenderweise der Verminderung von entstehenden Schadstoffen (wie nitrose Gase) dienen kann. Es wird bzw. ist vorteilhaft in einem Anteil von 1,2 (z.B. 1,243) bis 7,5 (z.B. bis 7,463) Gew.-% zugesetzt. Beispielsweise kann der Binder in einem Anteil von 1,5 bis 4,2 Gew.-%, z.B. von 1,5 bis 2,0 Gew.-% oder von 3,357 bis 4,104 Gew.-% vorgesehen sein. Ein bei Raumtemperatur flüssiger Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Pentan und/oder Isooctan, oder ein entsprechendes Kohlenwasserstoffgemisch (wie Benzin, z.B. Auto- oder Reini¬ gungsbenzin) kann vorteilhaft in einem Bereich von 1,2 (z.B. 1,243) bis 15 Gew.-%, z.B. von 9 bis 15 Gew.-% oder von 1,2 bis 6,3 (z.B. bis 6,219) Gew.-%, zugesetzt werden beim Anmischen der Masse eines erfindungsgemäßen Treibsatzes bzw. zugesetzt sein und verhindert z.B. ein Verkleben der Herstellungswerkzeuge. Der Anteil kann beispielsweise bei 9 bis 15 oder bei 3,134 bis 3,831 Gew.-% liegen. Er kann beim Trocknen weitgehend oder restlos entfernt bzw. verdampft werden.
Ein Lösungsmittel für (insbesondere zur Auflösung der Faserstruktur von) Nitrocellulose und den Binder in Form eines ausschließlich Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoffatome beinhaltenden thermoplastischen Kunststoffs, wie Aceton, Methylethylketon oder ein anderer bei Raumtemperatur flüssiger Keton oder ein Ester wie Ethylacetat, oder Mischungen von zwei oder mehr davon, können bei der Herstellung einer Mischung für einen erfindungsgemäßen Treibsatz in einem Anteil von 3,7 (z.B. 3,731) bis 37,4 (z.B. bis 37,318) Gew.-% zugesetzt werden bzw. sein. Der Anteil kann beispielsweise bei 9 bis 16 Gew.-% oder bei 12,314 bis 15,051 Gew.-% liegen. Beim Trocknen kann dieses Lösungsmittel weitgehend oder restlos entfernt bzw. verdampft werden.
Vorteilhaft kann als weiterer Zusatz eine (vorzugsweise hydrophobe oder hydrophobisierte) - beispielsweise pyrogene oder gefällte - Kieselsäure (ggf. mit enthaltenen Silikaten, wie Aluminium- und/oder Calciumsilikaten) zugesetzt sein, wie beispielsweise SIPERNAT® D10 der Evonik Industries AG, Hanau, Deutschland. Der Anteil kann beispielsweise bei 0,2 bis 3 Gew.-%, z.B. bei 0,3 bis 1 Gew.-%, liegen. Dies kann eine Reihe von Vorteilen bewirken, wie beispielsweise wegen der Hydrophobie erhöhte Lagerstabilität, eine Neutralisierung beim Abbrand eines erfindungsgemäßen Treibsatzes entstehender nitroser Säuren hinsichtlich des pH-Wertes, ein verbessertes Fließverhalten und verbesserte Pressbarkeit beim Herstellungsverfahren und/oder ein weiter verbessertes Abbrandverhalten der Treibsätze.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Treibsatzes, wie oben beschrieben, kann besonders vorteilhaft wie folgt durchgeführt werden, was eine besonders einfache industrielle Herstellung (auch in den nachfolgenden Beispielen genannt) erlaubt:
Die Einzelsubstanzen, außer dem Graphitpulver, werden eingewogen, einschließlich der Nitrocellulose (z.B. mit einem Gehalt von 35 % Ethanol), und ohne Lösungsmittelzugabe vermischt. Die flüssigen Substanzen (Lösungsmittel und Kohlenwasserstoff/Kohlenwasserstoffgemisch) werden zugesetzt und die resultierende Dispersion oder Lösung vermischt. Es folgt eine Trocknung, aus Sicherheitsgründen vorteilhaft auf einen Restfeuchtegehalt von 5 bis 15 Gew.-%, z.B. 8 bis 10 Gew.-%, Rest¬ feuchte. Die Mischung wird zu einem Granulat vermählen. Dann wird Graphitpulver zugesetzt und untergemischt. Das so erhältliche Granulat ist fertig zum Verpressen und wird in einer Tablettiermaschine zu Tabletten verpresst und (z.B. 24 Stunden bei 60 °C) getrocknet. Man erhält die fertigen erfindungs¬ gemäßen Treibsätze.
Der erfindungsgemäße Treibsatz kann in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ein (beispielsweise zentrales) Loch aufweisen, das durchgängig ausgestaltet sein kann und beispielsweise durch einen entsprechenden Dorn im Presswerkzeug beim Pressen ausgestaltet werden kann.
Eine wichtige Ausführungsform der Erfindung betrifft die
Kombination aus Nitrocellulose, Kohle, Graphit und Acryl- granulat, vorzugsweise auch Kohlefasern und Kieselsäure als Bestandteile für die Herstellung eines erfindungsgemäßen
Treibsatzes bzw. erhältliche Treibsätze.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration der
Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken:
Fig. 1 zeigt schematisch und stark vereinfacht einen Ausschnitt aus einer Tablettiervorrichtung im Querschnitt und den Pressvorgang bei der Tablettierung mittels eines Pressstempels .
Beispiel 1 : Erfindungsgemäßer Treibsatz in Form einer zylin- drischen Tablette
Substanz Gewicht (g) Gewicht (%)
Kaliumchlorat/Kalium- 22, 900 28,486 perchloratmischung
jeweils 50:50 g/g)
Mangan (IV) oxid 2, 290 2,848
Eisen (III) oxid 0,300 0,373
Aluminiumpulver 3,000 3,731 Korngröße ^ 160 μπ\
Faulbaumkohle 6,400 7,961 (Korngröße vor allem
im Bereich von 0,02
bis 0,05 mm)
Acryl-Granulat1 3,000 3,731 Korngröße 200-400 μπι
Nitrocellulose E 330 24, 700 30, 725 mit 35 Gew.-% Ethanol
Isooctan 2,800 3,483 Aceton 11,000 13,683
Graphitpulver 4,000 4, 975
(Korngröße überwiegend im Bereich
0,05 bis 1 mm)
Gesamt : 80, 390 99, 996
)1 ELVACITE® 2008 (Lucite International Inc., Cordova, TN, USA) (ein niedermolekulares Methylmethacrylat )
2 Walsroder™ Nitrocellulose E 330 Ethanol (Dow Chemical Co.)
Die Angabe von Korngrößen bezieht sich auf das Ergebnis
lichtmikroskopischer Ausmessung der Korngröße mit
Objektmikrometer und Okularmikrometer.
Die Einzelsubstanzen, außer dem Graphitpulver, werden eingewogen, einschließlich der Nitrocellulose mit einem Gehalt von 35 % Ethanol, und ohne Lösungsmittelzugabe vermischt. Die flüssigen Substanzen (Aceton und Isooctan) werden zugesetzt und die resultierende Dispersion oder Lösung vermischt. Es folgt eine Trocknung, aus Sicherheitsgründen auf einen Restfeuchtegehalt von 8 bis 10 Gew.-% Restfeuchte (was auch unter dem Aspekt der Sicherheit vorteilhaft ist) . Die Mischung wird zu einem Granulat vermählen. Dann wird das Graphitpulver zugesetzt. Das so erhältliche mit Graphit versehene Granulat ist fertig zum Verpressen und wird in einer Tablettiermaschine (z.B. FETTE PERFECTA 1000, FETTE COMPACTING GmbH, Schwarzenbek, Deutschland) zu zylinderförmigen Tabletten verpresst und 24 Stunden bei 60 °C getrocknet.
Fig. 1 zeigt grobschematisch einen Ausschnitt aus einer Ma¬ trize 1 einer derartigen Tablettiermaschine. Auf der linken Seite befindet sich das Granulat 2 im noch ungepressten Zustand innerhalb eines Matrizenfüllraums 3. Auf der rechten Seite wird der Pressvorgang mittels des Oberstempels 4 ver- einfacht dargestellt - hier bereits im Stadium maximalen
Pressens. Das Granulat 2 ist hier kompaktiert zur Treibtablette 5 (hier z.B. zylinderförmig). Diese beinhaltet das elektrisch zündbare Treibgemisch mit elektrisch leitfähigen Anteilen wie vor- und nachstehend beschrieben.
Beispiel 2: Zündung eines erfindungsgemäßen Treibsatzes
Bei einer Tablette 6 x 6 mm wurde nach Zündung mit 100 bis 110 Volt eine Energie von ca. 300 bis 350 J freigesetzt.
Beispiel 3: Klima-Lagerversuche mit erfindungsgemäßen
Treibtabletten :
Es wurden erfindungsgemäße Treibtabletten einer Trockenlagerung bei 20 °C und 50% rel. Feuchte bis zur Gewichtskonstanz unterzogen. Sie konnten ordnungsgemäß gezündet werden mit einer Zündspannung von 100 - 110 Volt.
Folgende Wasseraufnahme wird mit einem Treibsatz aus Beispiel 1 bei den angegebenen Temperaturen und relativen Luftfeuchtigkeiten (Rel. Feuchte) gefunden:
Tage
Wasserseit Gewicht Tablet¬
TemperaaufLage¬ Uhrzeit (g) Rel . ten
tur °C nahme rungs- 5 Stück Feuchte 0 mm x
(Gew.-%) beginn (%)
0 10:00 1, 3420 47,7 86, 70 6, 00 0
3 10:00 1, 3565 49,5 87, 00 6, 00 1,0847
13565
4 St .
4 10:07 1, 0791 49,3 87, 00 6, 02 1,0847
5 09:50 4 St . 49,4 87,10 6, 02 1,4831 1, 0834
4St .
6 10:20 1, 0818 49,2 86, 60 6, 03 1,3349
4St.
7 09:57 1, 0809 49,1 86, 90 6, 03 1,2515
Folglich sind die Treibtabletten stabil gegen auch erhöhte Luftfeuchtigkeit und auch bei subtropischen Luftfeuchtigkeiten lagerbar .
Beispiel 4: Kohlefaser- und Kieselsäurehaltiger Treibsatz Analog Beispiel 1 werden Treibsätze mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Substanz Gewicht (g) Gewicht (%)
Kaliumchlorat 36, 0 15,378
Mangan (IV) oxid 3, 6 1, 538
Kohlefasern 2, 6 1,111
(Faserlänge durchschnittlich 0,25
bis 0, 35 mm R & G
Faserverbundwerkstoffe GmbH, Waldenbuch, Deutschland) )
Faulbaumkohle 8,0 3,417
(Korngröße vor
allem im Bereich
0, 02 bis 0,05 mm)
Acryl-Granulat1 4,0 1,709
Korngröße 200-400
μπι
Zinkperoxid (50-60 43,0 18, 367 %-ig)
Sipernat D10 1,5 0, 641
Nitrocellulose E 73,0 31,118
3302 mit 35 Gew.-%
Ethanol
Isooctan 28,0 11, 960
Aceton 28,0 11, 960
Graphitpulver 6,4 2,734
(Korngröße über¬ wiegend im Bereich
0,05 bis 1 mm)
Gesamt : 234,1 (100)
Die Erfindung betrifft auch die in den Ansprüchen und in der Zusammenfassung genannten Erfindungsgegenstände, die hier durch Bezugnahme aufgenommen werden.

Claims

Ansprüche
1. Elektrisch zündbarer hülsenloser Treibsatz in Form einer hülsenlosen Treibtablette oder eines tablettenförmigen Zündsatzes, dadurch gekennzeichnet, dass er erhältlich ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergierter Form oder Pulverform und zusätzlich von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Ver- pressen zu einer Treibtablette.
2. Treibsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als stromleitfähiges Material Kohle verwendet wird, insbesondere in einem Gewichtsanteil von 2,4 bis 12,5 Gew.-%.
3. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er weiter ein oder mehrere Sauerstofferzeu- ger in einem Gewichtsanteil von 12 bis 50 Gew.-% beinhaltet.
4. Treibsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er als Sauerstofferzeuger Zinkperoxid, Kaliumchlorat , Kaliumper- chlorat oder Mischungen von zwei oder mehr davon vorgesehen sind .
5. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass er weiter ein katalytisch wirksames Metalloxid, insbesondere Mangan (IV) -oxid, in einem Anteil von 0,6 bis 6,3 Gew.-%, und/oder Eisen (III) -oxid in einem Anteil von bis zu 1,3 Gew.-% beinhaltet.
6. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er weiter einen Brennstofflieferanten, insbesondere Magnesium, feines Eisen oder Aluminium, in einer Menge von bis zu 12,5 Gew.-%, oder einen Binder in Form eines ausschließlich Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome beinhaltenden thermoplastischen Kunststoffes, insbesondere ein Acrylat und/oder Methacrylat, insbesondere in einem Anteil von 1,2 bis 7,5 Gew.-%, oder Mischungen des Brennstofflieferanten und des Binders beinhaltet.
7. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, erhältlich in einem Verfahren, bei dem ein bei Raumtemperatur flüssiger Kohlenwasserstoff ein bei Raumtemperatur flüssiges Lösungs¬ mittel, oder ein Gemisch von zwei oder mehr davon, zugesetzt und durch Trocknung teilweise oder ganz entfernt wird.
8. Treibsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, beinhaltend im bei der Herstellung verwendeten Gemisch aller verwendeter Bestandteile :
einen Sauerstofferzeuger, insbesondere Zinkperoxid, Kalium- chlorat, Kaliumperchlorat oder eine Mischung von zwei oder mehr davon, in einem Anteil von 12 bis 50, vorzugsweise von 50 bis 38 Gew.-%, insbesondere von 28,486 Gew.-%;
ein katalytisch wirksames Metalloxid, insbesondere
Mangan ( IV) oxid, in einem Anteil von 0,6 bis 6,3, insbesondere von 2,848 Gew.-%;
Eisen ( III ) oxid in einem Anteil von 0,000 bis 1,3 Gew.-%, insbesondere von 0,373 Gew.-%;
einen Brennstofflieferanten, insbesondere Aluminiumpulver, in einem Anteil von 0,000 bis 12,5 Gew.-%; insbesondere von 3,731 Gew. -%;
Kohle, insbesondere Faulbaumkohle und/oder Kohlefasern, in einem Anteil von 2,4 bis 12,5 Gew.-%, insbesondere von 7,961 Gew. -%;
einen Binder in Form eines aus ausschließlich Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome beinhaltenden thermoplastischen Kunststoffes, insbesondere Methacryl- und/oder Acryl- Granulat in einem Anteil von 1,2 bis 7,5 Gew.-%, insbesondere von 3,731 Gew.-%; Nitrocellulose, insbesondere mit einem Stickstoffgehalt von 10,7 bis 12,5 %, mit Löungsmittel - dies insbesondere in einem Anteil von 10 bis 50, z.B. 35 Gew.-% bezogen auf die
Nitrocellulosekomponente mit Lösungsmittel - insbesondere Ethanol, in einem Anteil von 18 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 30,725 Gew.-%;
einen bei Raumtemperatur flüssigen Kohlenwasserstoff oder ein bei Raumtemperatur flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch, wie Iosooctan in einem Anteil von 1,2 bis 15 Gew.-%, beispielsweise von 9 bis 15 oder 1,2 bis 6,3 Gew.-%, insbesondere von 3,483 Gew.-%;
ein weiteres Lösungsmittel, insbesondere Aceton, in einem Anteil von 3,7 bis 37,4 Gew.-%, vorzugsweise von 9 bis 16 Gew.- %, insbesondere von 13,683 Gew.-%;
Graphitpulver in einem Anteil von 1,2 bis 24,9 Gew.-%,
insbesondere von 4,975 Gew.-%; und
optional aber insbesondere eine vorzugsweise hydrophobe oder hydrophobisierte Kieselsäure in einem Anteil von 0,2 bis 3
9. Verfahren zur Herstellung eines Treibsatzes nach einem der vorstehenden Ansprüche in Form einer hülsenlosen Treibtablette, welches gekennzeichnet ist durch Vermischen mindestens eines stromleitfähigen Materials in gelöster oder dispergier- ter Form oder in Pulverform und von Graphit in Pulverform, zusammen mit Nitrozellulose, mit oder ohne Zugabe weiterer Zusätze, und anschließendes Verpressen zu einer Treibtablette.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das stromleitfähige Material in gelöster oder dispergierter Form oder in Pulverform mit Nitrozellulose mit oder ohne
Zugabe von weiteren Zusätzen vermischt wird, wobei in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ein Granulat der erhältlichen Mischung hergestellt wird, vorzugsweise durch Mahlen, dieses Granulat als erhältliche Mischung verwendet wird, und zu einer derartigen weitgehend trockenen erhältlichen Mischung Graphit als Pulver zugefügt und untergemischt wird, und anschließend die Mischung zu erfindungsgemäßen
Treibtabletten verpresst wird.
11. Verwendung eines leitfähigen Materials, insbesondere von Kohle, in gelöster oder dispergierter Form oder in Pulverform zur Herstellung eines elektrisch zündbaren Treibsatzes, insbesondere in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10.
12. Verwendung eines Treibsatzes nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Bolzenschubgerät zum Einschießen von Bolzen, als Explosivsatz in einer Schreckschussvorrichtung, als gasentwickelndes Element in Airbags, zum Antrieb von Schneidevorrichtungen, zum Antrieb von Pressvorrichtungen, als Treibsatz in Kleinkalibergewehren für sportliche Zwecke oder für
Bolzenschussgeräte zur Tierschlachtung.
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