Verfahren zur -Herstellung von Zündleitnngsstoffen. Vorliegende Erfindung bezieht -sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Zünd leitungsstoffen, welche an Stelle von mit Sprengpulver imprägniertem Gewebe und dergl. für pyrotechnische und ähnliche Zwecke, zu Sprengungen und zur Herstel lung von Sicherheitszündern benutzt werden können.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeich net, dass ein Zündpulver in fein verteiltem Zustand und eine relativ kleine Menge einer faserigen Zellulose in einem wässerigen, mit wasserlöslichen Bestandteilen des Zündpul- vers gesättigten Medium suspendiert wer den, worauf die Suspension zur Bildung eines feuchten Filzes entwässert wird, wel cher Filz dann weiter getrocknet und ge formt wird. Als Zündpulver eignet sich zum Beispiel Schwarzpulver oder ein Gemisch von Bestandteilen desselben.
Als faserige Zellulose ist zum Beispiel eine Zellulose geeignet, welche in einem wässerigen Medium' in einem ;,Glanzstoff holländer" zerschlagen oder in einen Brei verwandelt worden ist und dadurch ein zer malmtes und zerstossenes Aussehen erhalten hat. Um dies zu erreichen, kann beispiels weise die bekannte Roytmaschine dazu vor; wendet werden.
Ungeschlagenes Material oder Material, welches mit scharfen Klingen geschlagen wurde, so dass die einzelnen Fasern, ohne zer quetscht zu werden, völlig zerschnitten wer den, besitzen gewöhnlich die filzartigen, hin reichend zuverlässigen Eigenschaften nicht, die für .den Zweck der vorliegenden Erfin dung erforderlich sind.
Für die Zwecke der Erfindung können Schwarzpulver-Ersatzmittel, z. B. nichtexplo dierende Entzündungsgemische, welche in Korn- oder Pulverform hergestellt werden können und die in die Klassen 2 oder 4 der britischen Liste der autorisierten Explosiv stoffe einreihbar sind, oder die Bestandteile von solchen Schwarzpulver-Ersatzmitteln, be nutzt werden.
Schwarzpulver selbst jedoch und die Bestandteile :desselben sind am ge- eibgnetsten und Ausführungsformen des Ver fahrens sind im nachfolgenden in bezug auf Schwarzpulver beschrieben.
Es ist zweckmässig, :dass die gesättigte urässerige Lösung von wasserlöslichen Be standteilen .des Zündpulvers, z. B. .Schwarz pulver, .ein Quantum Alkohol oder einer an dern leicht verdampfbaren neutralen, mit Wasser mischbaren organischen Flüssigkeit enthält,
um die Löslichkeit des wasserlös lichen Bestandteils herabzusetzen. Der was serlösliche Bestandteil besteht gewöhnlich aus galiumnitrat, da mit andern 'Salzen her gestellte :Schwarzpulver bei der Herstellung von Zündleitungsstoffen wegen ihrer hygro skopischen Eigenschaften gewöhnlich nicht angewandt werden.
Eine allzu hohe Konzen- tration dieses Bestandteils in der Lösung würde dem richtigen Verfilzen der Fasern entgegenwirken oder eine ätzende Wirkung auf die Metallteile der Apparatur oder an dere unerwünschte Wirkungen ausüben, aber die Gegenwart eines Quantums einer organi schen Flüssigkeit reduziert beträchtlich die Löslichkeit des galiumnitrats.
Beim Herstellen des Filzes werden bei- spielsweise die fein verteilten Festkörper und die faserige Zellulose gründlich gemischt und in dem wässerigen, mit dem wasserlös lichen Bestandteil schon gesättigten Suspen- sionsmedium :
diepergiert. Das Material wird durch Filtrieren, Durchsieben oder ander- artiges Entfernen der Hauptmasse des Was sers zu einem Filz gebildet. Das Material wird vorteilhaft durch ein :Stoffsieb oder durch Metallgaze filtriert. Eine passende Maschenzahl für die Gaze ist ungefähr 20 bis 100 pro 25,4 mm, linear (engl. Zoll).
Die etwa verbleibende Feuchtigkeit kann dann durch Druck oder Absaugen entfernt und der Filz auf einem wandernden Sieb oder dergl. in eine Trockenkammer überge führt werden, wo er bei einer passenden Temperatur, z. B. 40 bis<B>50'</B> C durch das Sieb getragen, abgetrocknet wird, bis die ent- haltene Feuchtigkeit wenigstens grösstenteils reduziert worden ist. Zu weiterer Form gebung kann der Filz geschnitten oder zu Scheiben, Streifen und ähnlichem ausge stanzt werden.
Zweckmässig geschieht dies während der Filz noch etwas Feuchtigkeit enthält, um der Möglichkeit einer :durch die scharfen Werkzeuge hervorgerufenen Ent zündung vorzubeugen. Anderseits besitzt das Material sehr wenig Widerstandsfähigkeit. bis ein sehr beträchtlicher Teil des Wassers von ihm entfernt worden ist. Wenn ge wünscht, können Streifen des zur Haupt sache trockenen Materials leicht gezwirnt werden, um ein garnähnliches Gebilde zu er halten.
Die Bildung .des Filzes kann mit Hilfe von in der Papierfabrikation bekannten Ma schinen ausgeführt werden, aber es kann er forderlich sein, zusätzliche Mittel zum Um rühren der Suspension vorzusehen, um das Absetzen -der verhältnismässig festen und .lichten, nichtzellstoffhaltigen Teilchen auf dem Boden des Behälters, von welchem :die Suspension auf das Sieb oder die Gaze über geführt wird, zu verhüten.
Verschiedene Typen und Modifikationen von Maschinen sind für :den Zweck geeignet, zum Beispiel Zylindersiebmaschinen oder Foudrinierma- schinen. Kontinuierlich rotierende Filter können auch angewandt werden. Es ist selbstredend, dass das Verhältnis der FlüsGig- keit zur festen Masse in der Suspension dem Typ der angewendeten Maschine anzupassen ist.
Zellstoffhaltige, zum Gebrauche beim Verfahren geeignete faserige Materialien sind stumpf geschlagener Flachs,Spartgras, Lum pen- und Holzstoffbrei eto. Der zur Haupt sache trockene, aus Schwarzpulver, das zirka 5 bis 15 % seines Gewichtes solcher Zellu- losefasern enthält, hergestellte Filz besitzt eine überraschende Zähigkeit und Brauch barkeit.
Abgesehen von dem Vorteil, dass durch Ausschneiden oder auf andere Art mit grosser Leichtigkeit geformte Stücke erhal ten werden können, was die Herstellung von pyrotechnischem Zündleitungsmaterial ver- einfacht, hat der Filz noch Eigenschaften, welche ihn zur Herstellung von Sicherheits- zündern geeignet machen.
Bei der Herstellung von Sicherheitszün dern wird als Kern zweckmässig ein Streifen oder Garn des Schwarzpulverfilzes benützt, um welchen herum die Umhüllung und Garne oder andere Umhüllungen gesponnen oder anderswie angebracht werden. In einer Spinnmaschine von gewöhnlicher Art zieht die Bewegung des Umhüllungsgarnes den Bern mit sich vorwärts, so dass es nur nötig ist, das Ende der Länge des Zünderstoffes in die richtige Stellung zu bringen.
Zündleitungsmaterial, das unter Verwen- < lung von Schwarzpulverstaub nach dem Verfahren gemäss vorliegender Erfindung hergestellt ist, zeichnet sich .durch eine ge ringere Verbrennungsgeschwindigkeit als jene von gewöhnlichem körnigem Schwarzpulver aus, während ähnliches, aus unvermischten Bestandteilen des Schwarzpulvers hergestell tes Ziindleitungsmaterial eine noch geringere Verbrennungsgeschwindigkeit hat.
Dem gemäss können bei der Herstellung von lang sam brennenden Sicherheit,s.zündern die Be standteile des Schwarzpulvers ohne die Un kosten der üblichen Operationen des innigen Verbindens und Körnens, die bis anhin mit der 'Herstellung von Schwarzpulver verbun den waren, angewendet werden.
Sicherheitszünder können mit Ziindlei- tungsmaterial gemäss vorliegender Erfin dung mit einer langsameren, regelmässi geren Verbrennungsgeschwindigkeit herge stellt werden, als sie andere bekannte Sicherheitszünder besitzen. Sicherheitszün der von regelmässigerer, geringerer Ver brennungsgeschwindigkeit als jene, welche 250 Sek. per 91,44 cm (Yard) oder selbst 300 Sek. per 91,44 cm entspricht, können auf diese Weise erhalten werden. Zum Ent zünden von Schwarzpulver-Schrotkörnern ist es ratsam, den Ziinder mit einer durchbohr ten Kappe zu bedecken, die einen Zündsatz enthält. um die Zündung vom Zünder zum Schwarzpulver zu übertragen.
Andere Mittel zum Übertragen der Zündung sind dem . Fachmann bekannt.
Das Quantum der im Filz vorhandenen zellstoffhaltigen Fasern kann nicht un begrenzt vermehrt werden, da sonst der Zündleitungsstoff in seiner Entzündungs fortpflanzung unsicher würde. Die genaue anzuwendende Maximalmenge ist von einer Anzahl Faktoren abhängig, unter denen die Querschnittsfläche der Zündleitung und die Wärmekapazität ihrer Umgebung zu nennen sind.
Für einen Sicherheitszünder, bei wel chem das Zündelement natürlich eine kleine Querschnittsfläche aufweist und durch eine beträchtliche Menge von hitzeabsorbierendem Material umgeben ist, ist eine passende Menge von Zellulosefasern ungefähr 5 bis Mo' des Totalgewichtes, und es ist kaum möglich, diese Menge ohne nachteilige Wir kung auf die Verbrennungseigenschaften des Zünders zu überschreiten.
Die Benutzung von faserigem Zellulosemafierial macht es jedoch möglich, einen Filz von .der erforderlichen Widerstandsfähigkeit und Coherenz bei sol chen Mengen von Zellulose im Verhältnis zum Zündpulver zu erhalten.
Bei der Herstellung von andern Typen von Zündleitungsstaffen können etwas grö ssere Mengen Zellulosematerial, z. B. 15 oder 20% des Totalgewichtes, verwendet werden.
Das Verfahren nach der Erfindung wird durch die folgenden Beibspiele illustriert, bei welchen die Teile Gewichtsteile sind. <I>Beispiel 1:</I> 2000 Teile wässeriger Alkohol vom spez: Gewicht <B>0,9726</B> (erhalten durch Mischen von Wasser und Industriesprit von 92 % im Vo lumenverhältnis 1 :
3) werden mit Kalium- nitrat durch Zusetzen von 220 Teilen Nitrat gesättigt und die dekantierte gesättigte Lö sung wird dann in dem Stoffkasten einer zur Verhinderung von Schlammbildung mit Schaufeln versehenen Zylinderformmaschine untergebracht. 150 Teile aller festen Be standteile, die zur Herstellung von gewöhn lichem Schwarzpulver-Zündpulver verwendet -,#verden, werden in solch. feinem Zustande zu- gesetzt, dass sie durch ein 60 B. S.
Maschen sieb durchpassieren. Sodann werden 180 Teile einer stumpf geschlagenen Suspension von Ganzzeug, welche 18 Teile Trockenganzzeug und 162 Teile Wassser enthält, und hernach 18 Teile Kaliumnitrat mit den Zündpulver- bestandteilen zugesetzt, um das in das .Sy- stem in Form der Ganzzeugsuspension ein geführte Wasser zu sättigen.
Die Suspension wird, gut gemischt und der nasse, in der Zylinderform abgesetzte Filz wird auf eine Feuchtigkeit von 10 eingetrocknet, und die auf diese Weise her gestellte Tafel wird in Stücke geschnitten, solange sie noch diesen Prozentsatz an Feuchtigkeit enthält. Die Stücke werden dann weiter bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa, 1 % eingetrocknet. Die Dicke der .Schicht ist annähernd 2,28,6 mm (8 100o engl. Zoll).
Lange Streifen des Materials können ent weder einzeln oder zusammen gedreht als Zünder oder an Stelle des gewöhnlichen Pul verkerns bei einem Sicherheitszünder verwen det werden. Zu 'Scheiben oder zu andern Formen ausgestanzte Stücke sind beim Auf bau von Ladungen bei der Herstellung von pyrotechnischen Gebilden und dergl. ver wendbar, bei welcher Herstellung die Ab- wägung loser Ladungen durch die Wahl einer passenden Zahl aus einer Tafel von ge eigneter Zusammensetzung gestanzter Stücke ersetzt ist.
Zwecks Herstellung eines Sicherheitszün ders wird eine passende Länge eines Kern- teils, welcher aus einem Streifen von 1,52 mm Breite der gemäss .den obigen An gaben hergestellten Tafel hergestellt ist, an Stelle des Kernes. aus losem, körnigen Schwarzpulver in eine .Sicherheitszünder- maschine eingeführt, in welcher drei auf die gewöhnliche Art gesponnen werden. Der Zünder wird auf die übliche Weise vollendet.
Die Brenngeschwindigkeit eines in dieser Weise hergestellten Zünders entspricht 315 bis 325 ,Sekunden pro 91,44 cm (engl. Yard). Ein analog herg estellter Zünder mit Kern aus Schwarzpulverstaub, statt aus einem Kernstreifen nach der vorliegenden Erfin dung, hatte eine Brenngeschwindigkeit, wel che 105 bis 110 Sekunden pro 91,44 cm ent spricht.
Der mit einem Zündleitungsstoff gemäss Beispiel 1 hergestellte Zünder war für den Gebrauch mit einem Detonator geeignet, der mit einer Hilfszündladung von Blei-Sulfo- cyanat oder Blei-Dinitrocresylat unter Zu satz der gewöhnlichen Zündladung und einer zweiten Ladung versehen war.
<I>Beispiel 2:</I> Die Herstellung des Zündleitungsstoffes wurde nach Beispiel 1 ausgeführt, ausgenom men, dass anstatt der 150 Teile Schwarzpul ver 150 Teile durch ein 60 Maschen B. S- Sieb abgesiebter Schwarzpulverstaub ange wendet wurden. In einem Sicherheitszünder.. wie im zweiten Teil des Beispiels 1 beschrie ben angewendet, wurde herausgefunden, dass der Sicherheitszünder eine Brenngeschwin digkeit hatte, die ungefähr 105 bis<B>110</B> Se kunden pro 91,44 cm entspricht.
<I>Beispiel 3:</I> 90 Teile Schwarzpulverstaub und 100 Teile nasser, breiiger Kraftzellstoff, der 10 seines Gewichtes Trockenkraftzellstoff ent hält, wurden einer Mischung von 80 Teilen Wasser und 20 Teilen Nlethylalkohol zuge setzt, die vorgängig mit galiumnitrat ge sättigt worden war und noch genügend un gelöstes Kaliumnitrat enthielt, um das in Form des Kraftzellstoffbreies zugesetzte Wasser zu sättigen.
Das ganze Gemisch wurde umgerührt, durchgesiebt und getrock net, um Tafeln von ungefähr 1 mm Dicke zu formen. Bevor die Tafel ganz trocken war, wurde sie in Scheiben geschnitten. Das sich vom Ausschneiden ergebende Abfallmaterial wird zum umgerührten Stoffzeugbrei zu rückgeführt und wieder verarbeitet. Die Scheiben sind zu der im Beispiel 1 beschrie benen Benutzung geeignet.