Fester Brennstoff für Feuerzeuge. Die Erfindung betrifft einen festen Brennstoff für Feuerzeuge. Metaldehyd- formlinge für diesen Zweck sind bekannt.
Es wurde beobachtet, dass man im Ver gleich zu den bekannten Brennstoffen die ser Art einen bedeutenden Fortschritt er zielt, wenn man die Wärmeleitfähigkeit der Formlinge herabsetzt. Der erfindungsgemässe feste Brennstoff besteht zu diesem Zweck aus einem Formling, der zu mehr als der Hälfte seines Gewichtes aus ohne Rauchentwicklung und praktisch ohne Bildtrog von Schmelzen und Rückständen verbrennenden, festen organischen Verbindungen besteht und schlecht wärmeleitende Zusätze enthält.
Durch den Zusatz solcher schlecht wärme leitender Stoffe zum eigentlichen Brennstoff, z. B. Aldehyd, wird erreicht, dass die Wärme energie des auftreffenden Funkens nicht in störendem Masse abgeleitet, sondern zur Er hitzung der Auftreffstelle bis zur Ent zündungstemperatur ausgenützt wird. Als das Wärmeleitungsvermögen herabsetzende Stoffe können die verschiedenen gut ver- brennlichen Fasern, insbesondere Textilfasern von geringer Wärmeleitfähigkeit, zugesetzt werden, ferner auch (einst vermahlenes und gut getrocknetes Korkmehl.
Der Herab setzung der Wärmeleitfähigkeit dient auch eine entsprechend poröse Struktur des Form- lings, welcher zweckmässig nicht dichter ge formt sein soll, als dies im Hinblick auf die erwünschte Festigkeit unter Berücksich tigung auch eines eventuellen Überzuges er forderlich wird.
Die beim Aufrauhen entstehenden kleinen Partikelchen der eigentlichen Flammstoffe, wie etwa des Metaldehyds, sollen aber auch ztumindestens grossenteils vor dem Hinabfal len bewahrt, das heisst an der Aufraubstelle festgehalten werden. Die Fasern setzen nicht nur die Wärmeleitfähigkeit herab, sondern wirken gleichzeitig auch als Halteorgane für diese aufgelockerten Teilchen.
Vorzugsweise bestehen die Fasern aus solchem organischen Material, wie etwa aus Cellulose, welches unerwünschte Verbren nungsprodukte nicht oder nicht. in einem stö renden Ausmasse ergibt; in minderen Ausfüh rungsformen können Cellulosederivate, wie etwa nitrierte Cellulose, verwendet werden.
Als besonders brauchbar hat sich Cellu- losekunstseide erwiesen, insbesondere dann, wenn sie als sehr feiner Flaum verwendet wird. Dieser kann durch Zerschneiden und Auflockerung der zerschnittenen Fäden mit tels geeigneter Vorrichtungen, ztun Beispiel mittels gegeneinander kreisender Bürsten er halten werden, sofern man es nicht vorzieht, nicht verzwirnte Einzelfäden als :\-usgangs- material zu wählen, welche durch Weglas sung entsprechender Fabrikationsstufen bei der Kunstseidenherstellung erhalten werden können.
Die Länge der Fasern ist nicht von entscheidender Bedeutun-. Längere Fasern sind verschiedentlich vorteilhaft, doch wird die Länge je nach dem gewählten Ilerstel- lungsverfahren nicht soweit gehen, dass die gleichmässige Verteilung in die Mischung Schwierigkeiten begegnet. In vielen Fällen haben sich Fasern von bis 1 cm Länge als zweckmässig erwiesen. Auch eine Verwen dung sowohl von zunächst in die Mischung einzuarbeitenden kurzen Fasern - etwa vor dem Granulieren, falls ein solches vorgenom men wird - als auch von später zuzusetzen den lä.ngern Fasern kann häufig vorteilhaft sein.
Es können bei manchen Ausführungsfor men auch andere natürliche oder künstliche Fasern oder Fäden, als die vorzugsweise ver wendeten Kunstseidefasern, verwendet oder mitverwendet werden, wie zum Beispiel Baumwolle oder andere pflanzliche Fasern, gut aufgelockerte Wattefasern oder dünn ge spritzte künstliche Fäden, auch solche aus ge eigneten Kunstharzen, wobei jedoch durch steigende Verwendung von zufolge ihrer chemischen Konstitution oder zu grosser Stärke unter nachteiligen Erscheinungen, wie etwa schlechten Geruch oder mit Rückstän den verbrennenden Substanzen eine Ver schlechterung des herzustellenden Brennstof- fes eintritt,
die gegebenenfalls an die Gren /e praktischer Brauchbarkeit führt.
Die eigentlich die Flamme unterhaltenden Stoffe (Flammstoffe) werden vorzugsweise der'llischunr;auch in feinster Verteilung ein verleiht. Als Flammstoffe werden vorzugs weise die für Hartspiritus bekannten Alde hyde, wie insbesondere Metaldehyd verwen det. Dieser kann aber auch bei. manchen Aus führungsformen durch andere Materialien zum Teil ersetzt werden, und zwar um so mehr.
je besser diese Ersatzstoffe an sich für diese Zwecke geeignet sind, je besser sie also an sich rauch-, geruch- und riickstandslos ver brennen, wie insbesondere verschiedene andere, zweckmässig beim Erhitzen mit oder ohne Zersetzung sublimierende organische Stoffe, welche ohne Rauchentwiclzlung schmelzen und ohne kohlige Rückstände verbrennen. Bei spielsweise ist in manchen Fällen Polygly- oxal, Trioxymethylen,
Hexamethylentetra- min, in geringen Mengen aber auch beispiels- w-eise einige Chinone mit-verwendbar. Vor gezogen wird aber #Nletaldehy d. Stoffe, wel- ehe mit stark russender Flamme brennen, wie Naphtbalin oder Kampfer, sind nicht brauchbar.
Bei der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung sind die Flammstoffe, wie ins besondere 141etaldehyd, vorteilhaft zu mehr als <B>70%,</B> bezogen auf das Gewicht des Form- lings, z. B. Stabes, vorhanden.
Die günstigste Fasermenge hängt von der Art derselben und von der eventuellen Mit verwendung anderer, die Wärmeleitfähigkeit herabsetzender Stoffe etc. ab. Es werden vor zugsweise nicht mehr Fasern verwendet, als auch zur jeweils gewünschten Wirkung als Teilchenhalteorgane erforderlich sind und vorzugsweise weniger als eine Fasermenge, die zu einer störenden Anhäufung von koh- ligen Rückständen beim Brennen Anlass geben könnte.
Man kann gewünschtenfalls die Fasern mit Ammoniumnitratlösung im prägnieren, trocknen und auflockern, um die Bildung kohliger Rückstände weiter zu ver ringern. Sauerstoffsalze von fixen Alkalien verursachen ein Nachglühen der damit im prägnierten Fasern.
Zweckmässig ist zumeist eine Fasermenge unter 10 %, wie etwa 7 %.
Zweckmässig werden auch Bindemittel mitverwendet. Das Bindemittel muss in Ab hängigkeit von und im Zusammenwirken mit der Art der Formung sowie auch dem even tuellen Überzug dem herzustellenden Brenn stoff die der mechanischen Beanspruchung im Feuerzeug widerstehende Festigkeit Vera leihen.
Das Vorhandensein wenigstens ge ringer Mengen von Bindemitteln ist aber auch zweckmässig, damit zumindestens auf einen Teil der durch Aufrauhen freigelegten Fasern staubförmige Partikelchen derFlamm- stoffe auch vermittels eines dünnen Binde mittelfilmes haften, da solche ähnlich wie die abgetrennten, von den Fasern des Flau- mes nur mechanisch gehaltenen Flammstoff- partikelchen die zuverlässige Entflammung begünstigen, abgesehen davon, dass damit auch die Substanzverluste beim Aufrauhen weiter vermindert werden.
Die verwendeten Bindemittel sollen zweckmässig bei Raum temperatur ziemlich spröd sein und damit das spätere Aufrauhen bei Gebrauch unter Bil dung feinster Panikelchen erleichtern.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass eine auch geringere Entzündlichkeit orga nischer Bindemittel im Hinblick auf deren feinen Verteilungszustand die Entflammung der ganzen Masse in keiner Weise beeinträch tigt. Demgemäss können auch die verschie denartigsten organischen Bindemittel ver wendet werden.
Man kann die Bindemittel in gelöster Form zusetzen, man kann aber auch ohne Lösungsmittel mit bei gewöhnlicher oder bei höherer Temperatur unter schwachem Druck abbindenden Bindemitteln den gewünschten Zusammenhalt bewirken, wie etwa mit Stea rin, Gelatine, Gummiarabicum bei gewöhn licher Temperatur oder thermoplastischen das heisst in der Wärme erweichenden und klebenden Bindemitteln bei höherer Tempe ratur.
Bei wasserlöslichen Bindemitteln ist dar auf zu achten, dass der Stab vor dem Auf bringen eines aus nicht wasserlöslichen Stof fen bestehenden Überzuges gut getrocknet wird; auch werden zweckmässig nur solche Bindemittel verwendet, welche unter den je weils in Betracht kommenden klimatischen Verhältnissen nicht aus der Luft in stören dem Ausmass Feuchtigkeit anziehen. Gute Resultate wurden beispielsweise mit Perlleim erzielt.
In manchen Fällen können aber auch die bei Tablettierungen bekannten was serlöslichen Bindemitttel, wie Gelatine oder Gummiarabicum oder wasserlösliche Cellu- loseverbindungen, wie etwa "Cellofas" ver wendet oder mitverwendet werden.
Als Binde mittel, die in organischen Lösungsmitteln lös lich sind, kommt unter anderem in Betracht beispielsweise nitrierte Cellulose resp. Lösun gen hievon, am besten mit einem schwächeren Nitrierungsgrad, wie für Lacke üblich. Man kann aber auch beispielsweise Acetylcellulose verwenden oder Harze in alkoholischer Lö sung, wie etwa Spirituslack.
Bei den vorzugsweisen Ausführungsfor men ist der Gehalt an Bindemitteln weniger als 7 %_ (die Trockensubstanz des Bindemit tels bezogen auf die Masse des Formlings). Man kann auch über diese Menge hinaus gehen, doch darf das Aufrauhen nicht er schwert respektive die Erzielung von für die Entzündung noch genügend dünner Fäden an der Aufrauhstelle nicht verhindert werden. Der Gehalt an Bindemittel ist stets geringer als 20 %.
In vielen Fällen ist es vorteilhaft, wenn dem Brennstoff beim Verbrennen sauerstoff abgebende Verbindungen, vorteilhaft organi sche Verbindungen, wie etwa Benzoylsuper- oxyd, welches unter anderem auch den Geruch verbessert, zugesetzt werden, vor zugsweise werden etwa 3-6 % Benzoylsuper- ogyd verwendet.
Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform enthält der erfindungsgemässe Brennstoff mehr als<B>80%</B> Metaldehyd, weniger als 10 Fasern, weniger als 5 % Bindemittel, etwa <B>3-6%</B> einer organischen Sauerstoffverbin- dung und weist ein spezifische Gewicht klei ner als 1 auf.
Man kann dein Brennstoff weitere Zu sätze geben, welcbe die geschilderten Wir kungen verbessern oder erwiinschte Neben wirkungen hervorrufen. So kann in-,in vor teilhaft den Geruch beim Verbrennen und hach dem Auslöschen der Flamme verbes sernde Stoffe, wie geeignete künstliche kri stallisierte Riechstoffe, ätherische Öle etc. in geringen Mengen zusetzen und/oder ge- wünschtenfalls Zusätze, welche die Flammen färbung beeinflussen. Wenn ätherische Öle verwendet werden,
so kann man gewünsch- lenfalls auch geringe Mengen von das äthe- riscbe 01 fixierenden Stoffen, wie z. B. Öl säure oder Cellulosefettsäureverbindungen etc. mitverwenden, um eine bessere Haltbarkeit der- Parfums bei langer Lagerung zu erzie len. Als gut brauchbares ätherisches 01 hat sich Lavendelöl erwiesen.
Als kristallisier ter künstlicher Riechstoff kann vorteilhaft Borneol oder das leichter sublimierende Iso- borneol, gewünschtenfalls aber auch künst licher Xylolmoschus, Jara-Jara und andere künstliche Riechstoffe in geringer Menge mitverwendet erden, vorzugsweise solche, welche zumindest teilweise sublimieren und daher mit geringen Rückständen verbrennen.
Wenn man gegebenenfalls Balsame und wohlriechende Harze mitverwendet, so darf dies nur in so geringen Mengen geschehen, dass bei Gebrauch nicht das Wiederentzün- den störende Schmelzen entstehen.
Als die Flammenfärbung beeinflussende Zusätze können unter anderem Salze verwen det werden, deren Kationen der Flamme eine bekannt lebhafte Flammenfärbung verleihen. wie z. B. Natriumsalze zum Gelbfärben, Kal- ziumsalz zum Rötliehfärben etc. Zum Bei spiel hat ein Zusatz von 1 % Kalziumstearat eine Flammenfärbung bewirkt, welche häufig als wünschenswert betrachtet wird.
Es ist vorteilhaft, dem gewöhnlich in Stabform ausgebildeten Formling zwecks grösserer Festigkeit, Schutz vor äussern Ein flüssen, insbesondere Feuchtigkeit, erhöhter Lagerbeständigkeit und für verschiedene andere Zwecke einen aus einer oder mehreren Schichten bestehenden Überzug zu geben, bei spielsweise aus Kollodium.
Mit so hergestellten Stäben können vor zügliche Resultate erzielt. werden. Der je weilig erforderlich werdende Vorschub kann leicht durch die verschiedenartigsten Brems vorrichtungen geregelt werden, da keine durch die Hitze der Flamme schmelzende oder erweichende Bestandteile vorhanden sind, welche diesen Vorgang erschweren würden.
Man kann den Brennstoff bei geänder ten Ausführungsformen, die aber weniger vorteilhaft sind. auch in Form biegsamer Dochte verwenden. Zu diesem Zwecke kann er als biegsames Trägermaterial auch Fasern oder Fäden noch grösserer oder durchgehen der Länge mitenthalten.
Man kann ihn des weiteren bei wieder abgeänderten Ausführungsformen auch in Form von dünnen Bändern oder Filmen ver wenden, in angepassten Feuerzeugen mit ent sprechenden Vorschub- oder Mitnahmevor- richtungen.
<I>Ausführungsbeispiele:</I> 1. Man verwendet 85 %Metaldehyd, 7, ('1' feine Kunstseidefasern, 3 % Benzoylsul)er- oxyd, 5 % Kollodium (Trockensubstanz).
Die Kunstseidefasern werden in Stücke von etwa 0,5-1 cm Länge geschnitten. Das Fasernvolumen entspricht in lose geschütte tem Zustand ungefähr dem Volumen der übri gen Stoffe. Das Kollodium wird in 6 % iger Acetonlösung angewendet.
Metaldehyd und Benzoylsuperogyd wer den staubfein zerkleinert und gemischt und mit der Kunstseide innig vermengt, dann die Iiollodiumlösung zugesetzt und innig ver mengt, und zwar derart, dass die Fasern dabei. möglichst wenig zusammengedrückt und agglomeriert werden.
Die Masse wird danach auf einer glatten Unterlage zu Platten verformt. Zweckmässig geschieht dies unter leichtem Schlagen und Klopfen der Masse. Die Platten werden nach genügender Trocknung zu Stäben zerschnit- ten und die Stäbe nachgetrocknet. lach dem Trocknen können die Stäbe zum Beispiel in eine 6%ige gollodiumlösung getaucht wer den, welche zweckmässig zur Vermeidung von Verwechslungen bei solchen Stäben auch einen grellen Farbstoff enthalten kann, so da.ss derartige Stäbe eine charakteristische, der Aufmerksamkeit nicht entgehende Farbe aufweisen.
Man kann gewünschtenfalls auch den Stab durch die ganze Masse färben, wozu sich beispielsweise Zaponfarben gut eigner..
2. Wenn man die Flamme etwas färben will, etwa rötlich durch ein Ca-Salz und7oder wenn man den Stab parfumieren will, urn den insbesondere beim Auslöschen der Flamme bemerkbaren Geruch des Metalde- hyds zu decken, so kann man zum Beispiel folgende Mischung verwenden:
76 % Met aldehyd, 6% feine Kunstseidefasern, 6?lo' Benzoylsuperoxyd, 1 % Kalziumstearat, 3 Lavendelöl, 1 % Ölsäure, 67o Kollodium (Trockensubstanz), 1 % Borneol.
Das Lavendelöl wird zweckmässig zu nächst mit der Ölsäure vermengt und beide dann der wie oben hergestellten Mischung innig eingerührt.
3. Bei der Mischung laut Ausführungs beispiel 1 wurde an Stelle von 77o feinen Kunstseidefasern nur 1 % Kunstseidefasern und 6 % feinstes getrocknetes Korkmehl ver wendet.
Eine besonders feine Zerkleinerung des Korkmehls kann auf trockenem Wege, wie etwa mittels Kugelmühlen, gegebenenfalls aber auch in einer wässerigen Suspension, unter Anwendung von Ilomogenisierungs- düsen und nachfolgender Trocknung erfol gen. Man erhält hierbei eine besonders leicht verformbare, hinsichtlich rückstandsfreier Verbrennung verschlechterte, wenn auch noch verwendbare Ausführungsform der Erfin dung.