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Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Brandsätzen für Zündschnüre
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von durch Auspressen
hergestellten Zündschnüren von thermoplastischer Konsistenz, welche aus pulverisierten
Oxydationsmitteln und pulverisierten Reduktionsmitteln und aus einem thermoplastischen
Bindemittel bestehen und welche insbesondere als Zündschnüre und Sicherheitszündschnüre
verwendet werden, die einen Kern aus einer solchen thermoplastischen Zündmasse enthalten.
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Die übliche Art der Herstellung derartiger thermoplastischer Zündmassen
besteht darin, daß die pulverförmigen Oxy dations- und Reduktionsmittel mit dem
thermoplastischen Bindemittel in einer mechanischen Mischvorrichtung gemischt werden,
worauf das sich ergebende Produkt, solange es noch warm ist, gekühlt wird und dann
dieses Produkt zu Blättern oder Streifen verarbeitet wird, um schließlich von Hand
in eine erwärmte Auspreßmaschine gegeben zu werden, welche gewöhnlich aus einer
Schneckenpresse besteht. Vorzugsweise wird diese Masse entweder dadurch hergestellt,
daß das pulverförmige Oxydations- oder Reduktionsmittel in das thermoplastische
Bindemittel eingearbeitet wird, worauf dann das pulverförmige Reduktions- oder Oxydationsmittel
in die sich ergebende Mischung eingearbeitet wird. Der Nachteil eines derartigen
Herstellungsvorganges besteht darin, daß bei der Herstellung und Handhabung dieser
Zündmasse eine große Feuersgefahr besteht, die auch dadurch begründet ist, daß die
Masse in Streifen-oder Blattform wieder erwärmt werden muß, bevor sie ausgepreßt
wird. Hierbei kann es zur Bildung von zu stark erwärmten Oberflächen des feinverteilten
Materials kommen, welche besonders empfindlich gegeniiber Zündung durch Reibung
sind. Zur selbsttätigen Verarbeitung der Masse in der Auspreßmaschine ist es im
übrigen zweckmäßig, die Masse in Schnitzelform vorliegen zu haben, jedoch wurde
dies bisher als unpraktisch angesehen, weil die Formung von Schnitzeln aus der Masse
unter Verwendung von mechanischen Einrichtungen ein weiteres außerordentlich hohes
Gefahrenmoment darstellt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr ein Verfahren zur Herstellung
von Zündschnurseelen von thermoplastischer Konsistenz durch Auspressen vorgeschlagen,
und die Zusammensetzung der Masse besteht aus mindestens einem pulverförmigen Oxydationsmittel,
mindestens einem pulverförmigen Reduktionsmittel und mindestens einem thermoplastischen
Binder. Die Herstellung erfolgt dabei in der Weise, daß zunächst im wesentlichen
in Abwesenheit von jeglichem pulverförmigem Reduktionsmittel eine Mischung gebildet
wird, welche aus mindestens einem pulverförmigen Oxydationsmittel und einem thermoplastischen
Binder besteht und eine weitere Mischung im wesentlichen in Abwesenheit von jeglichem
pulverförmigem Oxydationsmittel aus mindestens einem pulverförmigen Reduktionsmittel
und einem thermoplastischen Binder, worauf dann eine innige Mischung der gewünschten
Zusammensetzung für die Zündkernseele in einer erhitzten Auspreßmaschine der Schnekkentype
durch Zusammenbringen dieser beiden Mischungen erfolgt und diese dann in der Maschine
unter Wärmeeinwirkung innig verarbeitet und aus der Maschine ausgepreßt werden.
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Die beiden Arten der thermoplastischen Mischungen, d. h. diejenige,
welche das pulverisierte Reduktionsmittel und die andere, die das pulverisierte
Oxydationsmittel enthält, können mit einem sehr hohen Sicherheitsgrad in einfacher
Weise durch Schneiden oder Mahlen zu Schnitzelform verarbeitet werden und in dieser
Form einer heißen Schneckenauspreßvorrichtung zugeführt werden.
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Es wurde bestätigt, daß, obwohl Mischungen, welche aus festen Chloraten
oder Perchloraten mit oder ohne Mennige und einem thermoplastischen Bindemittel
bestehen, durch Reibung wohl entzündet werden können, daß sie aber viel weniger
heftig abbrennen und, wenn sie einmal brennen, sie viel leichter abgelöscht werden
können als Massen, welche pulverisierte Reduktionsmittel als auch solche Oxydationsmittel
enthalten. Es wurde weiterhin gefunden, daß, wenn
plastifizierte
Nitrocellulose als Bindemittel verwendet wird und die Mischung andere Oxydationsmittel
als Chlorate oder Perchlorate, wie beispielsweise Oxyde, von Blei, Kaliumnitrat
oder Bariumnitrat oder Reduktionsmittel enthält, derartige Mischungen wohl durch
eine Stichflamme entzündet werden können, jedoch nicht leicht durch Reibung gezündet
werden. Es wurde beispielsweise festgestellt, .daß eine Mischung. welche aus plastifizierter
N itrocellulose, Mennige und Kaliumnitrat besteht, sich unter normalen atmosphärischen
Bedingungen nicht leicht durch Stoß, Reibung oder sogar mit Hilfe eines Zündholzes
oder einer Zündflamme entzünden läßt. Weiterhin wurde gefunden, daß eine Mischung,
welche ein Reduktionsmittel enthält und die sich mit der genannten Mischung vereinigen
läßt und aus plastifizierter Nitrocellulose und Silicium oder einem Metall besteht,
nicht leicht entzündet werden kann, es sei denn, daß hierfür eine sehr starke Flamme
verwendet wird und daß diese Masse ruhig abbrennt oder mit einer Flamme, die sich
leicht löschen läßt.
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Vorzugsweise wird die thermoplastische Zündinischung gewünschtenfalls
aus zwei getrennten Mischungen gebildet, von denen die eine die gesamte Menge an
Oxydationsmitteln und die übrige die ganze Menge an Reduktionsmitteln enthält. Diese
Vermischung kann jedoch gewünschtenfalls durch Vereinigen von mehr als zwei ;Mischungen
hergestellt werden. Vorzugsweise werden diese Mischungen in getrennten Strömen einer
Auspreßmaschine zugeführt, gewünschtenfalls kann jedoch eine rohe Vermischung der
beiden oder mehr Mischungen in Form eines einzigen Stromes der Maschine zugeführt
«-erden.
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Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß zusätzlich zu den schon
wesentlichen Vorteilen des Herstellungsverfahrens, bei dem die Handhabung von sicheren
Materialien möglich ist, bis zur Vermischung derselben in der Auspreßmaschine es
infolge des Vorliegens der :Mischungen in Schnitzelform möglich ist, die Kontrolle
für das Auspressen von einem entfernten Ort vornehmen zu können, wodurch eine weiterhin
vergrößerte Sicherheit für die Arbeiter hervorgeht. Es wurde weiterhin gefunden,
daß die gemäß der Erfindung hergestellten Zündschnüre häufig größere Brenngeschwindigkeiten
besitzen, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, daß die pulverförmigen Oxydations-
und Reduktionsmittel miteinander bei erhöhten Temperaturen während der Herstellung
wesentlich kürzere Zeit in Berührung miteinander bleiben. Dieser -Vorteil wurde
festgestellt gegenüber Zündschnüren gleicher Zusammensetzung, welche durch Verfahren
hergestellt wurden, bei denen die Bildung von Mischungen aus pulverisierten Oxydationsmitteln,
pulverisierten Reduktionsmitteln und einem thermoplastischen Binder erfolgt.
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In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert, ohne
jedoch darauf beschränkt zu sein. Die Teile sind Gewichtsteile: Beispiel 1 33 Teile
plastifizierte Nitrocellulose, welche zu 50 Teilen aus einer einen hohen Stickstoffgehalt
und eine besonders niedrige Viskosität aufweisenden Industrienitrobaumwolle besteht,
48 Teile Dibutylphthalat, 2 Teile D-iphenylamin und 2 Teile feingemahlene Zitronensäure
werden in einem erwärmten Werner-Pfleiderer-Mischer mit 66 Teilen feingemahlenem
Silicium mit einer spezifischen Oberfläche von 38 000 cm2/cm3 und 1 Teil Diäthyldiphenylharnstoff
vermischt. Eine weitere Mischung wird durch Vermischen von 14 Teilen plastifizierter
N itrocellulose in einem erwärmten Werner-Pfleiderer-Mischer mit 60,6 Teilen Mennige,
24,7 Teilen Kaliumperchlorat und 0,7 Teilen Diäthylcentralit hergestellt.
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Jede Mischung wird in Blattform ausgewalzt und dann kalt zu Granalien
geschnitten, indem der Strang zu Würfeln von etwa 5 mm Seitenlänge geschnitten wird.
Eine grobe Mischung dieser Granalien wird im Verhältnis von 1 Gewichtsteil der ersterwähnten
Mischung mit 3 Gewichtsteilen der zweiten Mischung einer eine einzige Schnecke aufweisenden
Auspreßvorrichtung zugeführt, deren Zylinder auf etwa 70'
und deren Auspreßkopf
auf 100° erwärmt ist. Die sich ergebende Mischung wird auf einem blanken Kupferdraht
von 0,508 mm ausgepreßt, der durch den Auspreßkopf hindurchgeführt wird, und der
ausgepreßte Strang besitzt dann einen Durchmesser von 1,65 mm. Das so hergestellte
Produkt wird dann mit einem Oberflächenfilmbelag aus Polyäthylen von 0,1 mm Stärke
versehen und ergibt eine Zündschnur. die eine Brenngeschwindigkeit von 36 Sekunden
je 90 cm Länge besitzt.
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Die Auspreßgeschwindigkeit der rohen :Mischung durch die Auspreßvorrichtung
beträgt 22,5 kg pro Stunde. Die Aufnahmefähigkeit der Auspreßvorrichtung für die
rohe Mischung beträgt etwa 0,9 kg. Die Verarbeitung der Mischungen erfolgt hierbei
also bei einer Temperatur von 70° in einer Mischzeit von weniger als 2 Minuten.
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Wenn die Mischung in der bisher üblichen Weise hergestellt wird, beträgt
die Mischzeit 1 bis 5 Stunden je nach der Größe der Anlage und der Art der verwendeten
Mischvorrichtung, und die hierbei erforderliche Temperatur beträgt gewöhnlich 80
bis 100°. Beispiel 2 23 Teile einer plastischen Masse, welche aus einer Mischung
von 60:40 Polystyrol (Molekulargewicht 80 000) und Dibutylphthalat besteht, werden
in einem erhitzten Werner-Pfleiderer-Mischer mit 77 Teilen feingemahlenem Silicium
vermischt, das eine spezifische Oberfläche von 32 000 cm2/cm3 besitzt.
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Eine weitere :Mischung wird durch Vermischen von 10,7 Teilen einer
plastischen Masse aus 60 : 40 Polystyrol zu Dibutylphthalat in einem erhitzten Werner-Pfleiderer-Mischer
mit 64,0 Teilen Bleidioxyd und 25,3 Teilen Kaliumperchlorat hergestellt.
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Jede Mischung wird in Streifenform ausgewalzt, und wenn diese Streifen
erkaltet sind, werden daraus Granalien hergestellt, indem der Streifen zu Würfeln
einer Kantenlänge von etwa 5 mm geschnitten wird. Eine grobe Mischung der Granalien
im Verhältnis von 1 Gewichtsteil der ersterwähnten Mischung mit 3 Gewichtsteilen
der zweiten Mischung wird einer eine einzige Schnecke enthaltenden Auspreßvorrichtung
zugeführt, deren Zylinder auf etwa 70° und deren Auspreßkopf auf 100° erwärmt worden
ist. Die sich ergebende Vermischung wird um einen blanken Kupferdraht von 0,508
mm herum ausgepreßt, der durch den Auspreßkopf hindurchgeführt wird, und zwar zu
einem Gesamtdurchmesser von 1,65 mm. Das Produkt wird dann mit einem Polyäthylenfilmbelag
versehen, der etwa 0,1 mm stark ist, und das Endprodukt besitzt dann eine Abbrenngeschwindigkeit
von etwa 44 Sekunden je 90 cm.
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Beispiel 3 22 Teile einer plastischen Masse, welche aus 40 Teilen
Methylmethacrylatpolymer und 60 Teilen
Dibutylphthalat besteht,
wird in einem erhitzten Werner-Pfleiderer-Mischer mit 78 Teilen feingemahlenem Silicium
vermischt, das eine spezifische Oberfläche von 32 000 cm2/em3 besitzt.
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Eine weitere Mischung wird durch Vermischen von 13,3 Teilen der plastischen
Masse aus 40 : 60 Methylmethacrylat zu Dibutylphthalat in einem Werner-Pfleiderer-Mischer
mit 86,7 Teilen Bleidioxyd hergestellt.
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Jede Mischung wird in Streifenform ausgewalzt und, wenn sie erkaltet
ist, zu Granalien verarbeitet, indem sie in kleine Würfel von etwa 5 mm Seitenlänge
geschnitten wird. Eine grobe Mischung dieser Granalien im Verhältnis von 1 Gewichtsteil
der erstgenannten Mischung mit 3 Gewichtsteilen der zweiten Mischung wird in eine
mit einer einzigen Schnecke versehene Auspreßvorrichtung eingegeben, deren Zylinder
auf etwa 70° und deren Auspreßkopf auf 100° erwärmt ist. Die sich ergebende Vermischung
wird um einen blanken Kupferdraht einer Stärke von 0,508 mm herum ausgepreßt, der
durch den Auspreßkopf hindurchgeführt wird, so daß ein Produkt mit einem Gesamtdurchmesser
von 1,65 mm erhalten wird. Dieses Produkt wird dann mit einem Polyäthylenfilmbelag
von etwa 0,1 mm Stärke versehen und ergibt ein Endprodukt, das mit einer Brenngeschwindigkeit
von 60 Sekunden pro 90 cm abbrennt. Beispiel 4 29,5 Teile plastifizierte Nitrocellulose,
welche zu 50 Teilen aus einer einen hohen Stickstoffgehalt und eine besonders niedrige
Viskosität aufweisende Industriebaumwolle besteht, 48 Teile Dibutylphthalat, 2 Teile
Diphenylamin und 2 Teile feingemahlene Zitronensäure werden in einem erhitzten Werner-Pfleiderer-Mischer
mit 69,9 Teilen Silicium mit einer spezifischen Oberfläche von 12000 cm2/cm3 und
0,6 Teilen Diäthyldiphenylharnstoff vermischt.
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Eine weitere Mischung wird dadurch hergestellt, daß 17,1 Teile plastifizierte
Nitrocellulose in einem erwärmten Werner-Pfleiderer-Mischer mit 58,1 Teilen Mennige,
24,2 Teilen Kaliumnitrat und 0,6 Teilen Diäthyldiphenylharnstoff vermischt werden.
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Die beiden sich ergebenden Mischungen werden, wenn sie noch warm sind,
getrennt in zwei dünne Blätter ausgewalzt und dann in der Kälte zu Granalien geschnitten,
welche eine Würfelform von etwa 5 mm Seitenlänge besitzen.
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Aus diesen Granalien wird eine grobe Mischung im Verhältnis von 1
Teil der ersterwähnten Mischung mit 3 Teilen der zweiten Mischung hergestellt, und
diese wird in eine eine einzige Schnecke aufweisende Auspreßvorrichtung eingebracht,
deren Zylinder auf etwa 70° und deren Auspreßkopf auf 100° erwärmt worden ist. Durch
den Auspreßkopf wird eine Schnur geführt, die aus drei Papierfäden von je 0,58 mm
Durchmesser besteht und die durch Verdrillen von 6 mm breiten Papierstreifen hergestellt
worden ist. Teder dieser Fäden ist durch Aufbringen einer Mischung von feingemahlenem
Schwarzpulver mit einer Acetonlösung von Nitrocellulose auf einen Durchmesser von
1 mm gebracht worden. Nach dem Trocknen werden diese Fäden noch mit sechs Enden
von Baumwolle Nr.30 zu der Schnur verdrillt, die durch den Auspreßkopf hindurchgeführt
und dabei mit einem Belag aus der gemischten plastischen Masse zu einem Gesamtdurchmesser
von 2,36 mm versehen wird. Das erhaltene Produkt wird noch mit einem Polyäthylenfilm
von 0,01 mm Stärke versehen. Das sich ergebende Produkt stellt eine schnell abbrennende
Zündschnur dar, die mit einer Geschwindigkeit von mehr als 3 Sekunden je 90 cm Länge
abbrennt.
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Beispiels 23,3 Teile plastifizierte Nitrocellulose, welche zu 50 Teilen
aus einer einen hohen Stickstoffgehalt und eine besonders niedrige Viskosität aufweisenden
Industrienitrobaumwolle besteht, 48 Teile Dibutylphthalat, 2 Teile Diphenylamin
und 2 Teile feingemahlene Zitronensäure werden in einem erhitzten Werner-Pfleiderer-Mischer
mit 75,7 Teilen Silicium mit einer spezifischen Oberfläche von 30 000 cm2/cm3 und
1,0 Teil Diäthyldiphenylharnstoff vermischt.
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Es wird eine weitere Mischung durch Vermischen von 17,1 Teilen plastifizierte
Nitrocellulose in einem erhitzten Werner-Pfleiderer-Mischer mit 58,1 Teilen Mennige,
24,2 Teilen Kaliumnitrat und 0,6 Teilen Diäthyldiphenylharnstoff hergestellt.
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Jede dieser Mischungen wird in Blattform ausgewalzt und, wenn sie
erkaltet ist, zu Granalien in Form von Würfeln mit einer Seitenlänge von 5 mm zerschnitten.
Eine grobe Mischung der Granalien im Verhältnis von 1 Gewichtsteil der ersterwähnten
Mischung mit 3 Gewichtsteilen der zweiten Mischung wird in eine eine einzige Schnecke
aufweisende Auspreßvorrichtung eingebracht, deren Zylinder auf etwa 70° und deren
Auspreßkopf auf 100° erwärmt worden ist. Durch den Auspreßkopf wird eine Glasschnur
einer Zählung von 450 5/7 hindurchgeführt, auf der die sich ergebende Masse mit
einem Gesamtdurchmesser von 1,65 mm ausgepreßt wird. Dieses Produkt wird dann mit
einem Polyäthylenfilmbelag von 0,1 mm Stärke versehen, und schließlich werden auf
das Produkt Jutegarne schraubenlinienförmig aufgewickelt. Der erste Jutegarnbelag
besteht aus zwei Garnen von j e 3 lea, die in Richtung des Uhrzeigers mit zehn Windungen
je 30 cm herumgewickelt sind, und der zweite Garnbelag besteht aus vier Garnen von
je 41ea, der im Gegensinn des Uhrzeigers mit 26 Windungen je 30 cm aufgewickelt
ist. Die lea-Zahl von Jute gibt die Anzahl von Längen von je 274 m bei einem Gewicht
von 454 g mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12,04°/o an.
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Das Produkt wird dann mit einem Bitumenbelag zu einem Gesamtdurchmesser
von 4,2 mm versehen und schließlich mit einem Polyäthylenauftrag von 0,12 mm Stärke.
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Das sich ergebende Produkt ist eine Zündschnur, die eine außerordentlich
hohe Wasserunempfindlichkeit besitzt und die mit einer Brenngeschwindigkeit von
etwa 150 Sekunden je 90 cm abbrennt.
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Obwohl in jedem der obigen Beispiele in die Auspreßvorrichtung eine
grobe Mischung der beiden Granalienmischungen eingegeben wird, ist es vorteilhaft,
die beiden Granalienmischungen getrennt in die Auspreßvorrichtung einzuführen, indem
geeignete Zufuhrapparaturen verwendet werden, welche eine genaue Regelung der Zufuhrgeschwindigkeit
jeder Granalienmischung ermöglichen.