DE2614196A1

DE2614196A1 - Infrarotstrahler

Info

Publication number: DE2614196A1
Application number: DE19762614196
Authority: DE
Inventors: Johannes Eich; Hans-Joachim Ing Grad Eickmann; Kurt Zwicker
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1976-04-02
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1977-10-13
Also published as: SE7703769L; IT1115939B; BE853161A; GB1573645A; FR2346634A1

Description

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J Troisdorf, den 25. März 1976 OZ: 76030 (2601)■ Dr.Sk/Sch

DYNAMIT NOEEL AKTIENGESELLSCHAFT
Troisdorf, Bez. Köln

Infrarotstrahler

Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sind Infrarotstrahler auf der Basis von Brandsätzen, die sich in direktem Kontakt mit
einer Metallfolie befinden, wobei die nicht in Kontakt mit den Brandsätzen befindliche Fläche der Metallfolie eine dunkel gefärbte Schicht aufweist.

In der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung

P 25 14 133.7) werden solche Infiarotstrahler beschrieben, deren Brandsätze aus rauchlosem Treibladungspulver bestehen. In Erweiterung zu dem Verfahren dieser Patentschrift wurde nun gefunden, daß die Brandsätze auch bestehen können aus

a) einem Gemisch aus Kaliumnitrat und metallischem Bor oder

b) Schwarzpulver oder

c) Composite-Festtreibstoffen.

Auch boim Einsatz von Brandsätzen auf Basis dieser Verbindungen erhält man Infrarotstränier_s die eine genügend lange Wirkungsdauer bis zu 60 see und mehr besitzen. Weiterhin ist ihre Ver-

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brennungstemperatur aber im allgemeinen nicht höher als die Objekttemperatur, so daß'eine Selektierung des zu tarnenden und schützenden Objekts nicht möglich ist.

Außerdem brennen IR-Strahler auf dieser Basis auch ohne offene Flamme ab, so daß auch in dieser Hinsicht Kachteile der bekannten IR-Strahler auf der Basis von pyrotechnischen Gemischen nicht auftreten.

Das Aufbringen der genannten Brandsätze auf die Metallfolie erfolgt in der gleichen Weise, wie es in der Patentschrift

(Patentanmeldung P 25 14 133.7) beschrieben ist. Im Falle der unter a) und b) genannten Gemische geht man dabei zweckmäßigerweise so vor, daß man diese Gemische in einem Bindemittel dispergiert oder löst und diese Dispersion oder Lösung auf die nicht geschwärzte Seite einer Metallfolie aufbringt. Dann läßt man das Bindemittel aushärten bzw. das in dem Bindemittel enthaltene Lösungsmittel verdampfen. Man erhält dann einen Film auf dem Metallstreifen, der je nach der Konzentration des Brandsatzes in dem Bindemittel eine Dicke zwischen 0,02 und 1,0 mm haben kann. Sollten größere Dicken - bis zu 5,0 mm gewünscht werden, können diese durch mehrmaliges Auftragen und Verdampfen bzw. Aushärten erhalten werden. Im allgemeinen soll die Dicke des Brandsatzes auf der Metallfolie zwischen 0,05 und 2,0 mm liegen.

Beim Einsatz von Composite-Festtreibstoffen geht man zweckmäßigerweise in der Weise vor, daß man aus dem Treibstoff Folien einer gewünschten Dicke,-z.B. durch Extrudieren - herstellt und

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diese Folien zu Streifen der gewünschten Breite und Länge schneidet. Diese Streifen werden dann mit der Metallfolie in der Weise umhüllt, daß die dunkel gefärbte Oberfläche der Metallfolie nach außen kommt.

Auch beim Einsati; von Schwarzpulver oder von KKO,/Bor-Gemischen ist es möglich, zuerst Streifen dieser Gemische in dem gewählten Bindemittel herzustellen und diese dann mit der Metallfolie zu umhüllen«

Wenn als Brandsatz ein Gemisch aus metallischem .Bor und Kaliumnitrat gewählt, wird, dann enthält dieses Gemisch das metallische Bor in Mengen zwischen 5 und 20 Gew.-%. Im a?. ι gema tnen wird amorphes Bor eingesetzt, das als Pulver vorliegen soll. Auch de«;·; eingesetzte Kaliumnitrat soll möglichst feinkörnig als Pulver vorliegen.

Als Bindemittel sollen solche Substanzen eingesetzt werden,die möglichst rauchlos abbrennen. Dazu eigent sich bevorzugt Nitrocellulose, die gegebenenfalls auch als ein Gemisch mit Glycerintrinitrat und Glycoldinitrat und/oder Diglycoldinitrat eingesetzt werden kann. Der Anteil dieser drei zuletzt genannten Stoffe in dem Gemisch soll jedoch nach Möglichkeit 20 Oe\f.-% nicht überschreiten.

Als Lösungsmittel für diese Nitrocellulose-Binder eignen sich hauptsächlich Aceton, Ätlrylacetat, Butanon-(1) oder ein Äther/ Alkoholgemisch. Als Bindemittel können aber auch andere, bekannte Lackbindemittel verwendet werden, wie z.B. solche auf der

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Basis von Polyacrylaten, Polyurethanen, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol oder den Polymeren des in 2-Stellurig chlor- oder nethylsubstituierten Butadiens.

Auch beim Einsatz von Schwarzpulver wird dieses mit Hilfe tines Bindemittels auf der Metallfolie befestigt, Prinzipiell eignem sich dafür die· gleichen Bindemittel, die auch bei Verwendung eines Bor/Kaliumnitratgemischs eingesetzt werden.

Als Schwarzpulver kann sowohl schwefelhaltiges <?ls euch schwyfelfreies Schwarzpulver eingesetzt v/erden. Von beiden Schwarzpulvertypen sind Gemische eino3tzbar, die in die allgemeine Rahff.erizusammerieetzunk des Schwarzpulvers fallen. Auch die A^t der verwendeten Kohle spielt koine Rolle.

Die Körnung des Schwarzpulvers soll so beschaffen sein, daii eine gleichmäßige Verteilung des Pulvers in dem Bindemittel und damit auf der Folie gewährleistet ist,

Das Schwarzpulver kann auch in Form von Stoppinen eingesetzt werden. Hierbei ist ea besonders vorteilhaft, "Bandstoppinen einzusetzen: Man braucht diese dann nur noch auf die gewünnchca Länge zu schneiden und mit der Metallfolie zu umhüllen.

Unter den CoBiposite-Festtreibstoffen sollen solche Raketen-Fcsttreib&toffe verstanden werden, die sich aus sauers-toffabgeboriden, anorganischen Salzen und eiuem vernet"baren Kunststoffbinder

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zusammensetzen. Solche Treibsätze werden auch als Verbunatreibsätze bezeichnet.

Unter den sauerstoffabgebenden anorganischen Salzen werden hauptsächlich die Alkaliperchlorate, sowie Ammoniumperchlorat und Ammoniumnitrat verstanden. Als Bindemittel werden dabei hauptsächlich eingesetzt:
Polysulfide ("PS"),
Polybutadien-Acrylsäure ("PBAH"),
Polybutadien-Acrylsäure-Acrylonitril ("PBAN"), Polyurethane ("PU") und
Polybutadien mit Carboxyl-Endgruppen ("PBCT").

Die Herstellung dieser Verbundtreibsätze erfolgt in an sich bekannter Weise im Gieß- oder Preßverfahren. Für die erfindungsgemäße Verwendung spielt die Kornieinheit der eingesetzten Salze eine untergeordnete Rolle. Auch die gummi-elastischen Eigenschaften des Kunststoffbinders spielen nur eine untergeordnete Rolle.

Die Energie dieser Verbundtreibsätze hängt wesentlich von der Art und Menge der sauerstoffabgebenden Salze ab. Erfindungsgemäß können auch Verbundtreibsätze mjt hohen Energien eingesetzt werden; es ist dann nur darauf zu achten, daß die von dem Brandsatz abgegebene Energie von der Metallfolie aufgenommen werden kann. Dies läßt sich durch die V/ahl des Metalles oder durch die· Dicke der Folie entsprechend einstellen.

Alle genannten Brandsätze können weiterhin auch an sich bekannte

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Abbrandregler, wie z.B. Dialkyldiphenylharnstcffe, Urethane, Phthalsäureester, deren Esterkomponente 2 bis 6 C-Atome besitzt, enthalten. Auch an sich bekannte Weichmacher oder Stabilisatoren wie- z.B. MgO₁. können den Brandsätzen untergemischt sein. Die Menge dieser Zusatzstoffe liegt im allgemeinen jedoch nicht über 5 Gew.-%,

Die Metallfolie kann aus jedem beliebigen Metall sein, das sich zu Folien einer Dicke zwischen 5 /i und 0,5 mm verarbeiten läßt. Die Folien sollten jedoch nach Möglichkeit eine Dicke bis zu 0,2 mm besitzen, damit sie nicht zu schnell zu. Boden fallen.

Das Metall, aus dem die Folien hergestellt wuaen, sollte weiterhin eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit ^ besitzen. DiC'se soll größer als. 100 kcal/m.h.grad sein. Auch Metall-Legierungen mit diesen Eigenschaften eignen sich.

Als Beispiele für geeignete Metalle seien genannt: Aluminium, Magnesium, Cupfer.

Die auf die eine Seite der Folie aufgebrachte dunkle Schicht kann aus einem beliebigen Material bestehen. Wesentlich ist nur, daß sie eine dunkle Tönung aufweist. Auch diese Schicht sollte nach Möglichkeit eine Dicke besitzen, die in der gleichen Größenordnung wie die Dicke der Metallfolie liegt. Als Material für diese Schicht eignen sich besonders gut alle handelsüblichen Lacke, die zu einem festen Überzug auf der Metallfolie aushärten. Es spielt dabei keine Rolle, ob es sich dabei um Lacke handelt, deren Bindemittel auf physikalischem Weg oder durch

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chemische Reaktion trocknen bzw. aushärten, Fs lassen sich also sowohl Ölfarben als auch Kunstharzdispersionsfarben oder luft- oder ofentrocknend'.i Kunstharz lacke einsetzen, Die Schwarzfärbung des Überzugs erfolgt am besten durch Untermischen eines entsprechenden schwarzen Farbstoffs oder Pigments (z.B. Russ) unter den Lack vor dem Aufbringen eyü' die Metallfolie.

Als dunkler Überzug über die Metallfolie eignet sich aber auch Teer, Pech oder Bitumen oder ähnliche natürliche oder synthetische Stoffe-,

Es ist weiterhin angebracht, dem dunklen Überzug vor seinem Aufbringen an sich bekannte Flammschutzmittel unterzumischen. Wenn der Überzug direkt auf der Metallfolie ein schlechtes Haftvermögen zeigt, ist es angebracht, vor dem Aufbringen der schwarzen Schicht, einen geeigneten Haftvermittler auf die Metallfolie aufzubringen. Die Wahl dieses Haftvermittlers hängt von dem Jeweils einzusetzenden Lack der Dunkelschicht und dem Metall ab.

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Beispiel 1

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Es wurden 35,35 g Kaliumnitrat, feinst, (0,28 Mol) mit 11,85 g amorphem Bor (1,1 Mol) innig vermischt. Weiterhin wird ein Nitrocelluloseiack hergestellt, durch Vermischen von 400 g Butanon-(1) mit AO g eines Gemisches aus 83 Gew.-% Nitrocellulose und 17 Gew.-?D Glyzerintrinitrat. Jeweils 100 Gew.-Teile des Lackes und der Bor/Kaliumni tratm·. .churig werden miteinander innig vermischt und die erhaltene Dispersion auf eine Aluminiumfolie von 0,1 mm Dicke aufgezogen. ^ßie nicht beschichtete Seite der Aluminiumfolie wurde vor der Beschichtung mit dem Lack erst mit einem Haftvermittler ("Rostosen", Chem. Werke Kluth, Heidelberg) behandelt und anschließend wurde ein handeisUbI:· --her

Schwarzlack (Handelsbezeichnung "Ducoval 86-901, Hersteller Fa. Hermann Wiederhold, Hilden"), dem.10 % Diphenylkresylphosphot ols Flammschutzmittel hinzugefügt war, mit einem Pinsel aufgetragen.

Nach dem Trocknen des Brandsatzlackes wurde die Folie in der Weise gefaltet, daß der Brandsatz von der Metallfolie umhüllt war. Der erhaltene Streifen hatte eine Breite von etwa 2 cm. Nach Zündung des Streifens an einem offenen Ende wurde mit e.lrier.i Strahlungsthermometer die abgegebene Wärmestrahlung während etwa einer Minute gemessen.

Beispiel 2

Es werden A Bandstoppinen von jeweils 20 mm Länge nebeneinander auf eine Aluminiumfolie von 0,05 mm Wandstärke gelegt und die Folie so umgebogen, daß die Stoppinen nebeneinander liegen blei-

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ben und von dem umgeknickten.Teil der Folie vollkommen bedeckt werden. Die Stoppinen werden daraufhin mittels eines Streichholzes gezündet und die erhaltene Wärmestrahlung entsprechen Beispiel 1 während einer Minute gemessen.

Beispiel 3

Es v/erden 100 Gew.-Teile eines Schwarzpulvergemischs, das im Handel als Jagdpulver FF erhältlich ist, in 100 Gew.-Teilen eines Nitrocelluloselacks entsprechend dem Beispiel 1 dispergiert. Die Dispersion wird auf eine Aluminiumfolie der Stärke 0,05 mm aufgetragen. Die Aluminiumfolie war auf der nicht beschichteten Seite mit einem Schwarzlack entsprechend Beispiel 1 beschichtet.

Nach dem Trocknen des Lackes wurde die Folie in der Weise gefaltet, daß das Schwarzpulver von der Metallfolie umhüllt war. Der erhaltene Streifen hatte eine Breite von 2 cm; die nach dem Zünden an einem offenen Ende des Streifens auftretende V/ärmestrahlung konnte während einer Minute entsprechend Beispiel 1 gemessen werden.

Beispiel 4

Ein Verbundtreibsatz; bestehend aus 60 Gew.-% Kaliumperchlorat und 40 Gew.-% Polybutadien wird zu Folien mit einer Dicke von 0,5 ram verarbeitet. Diese Folien werden in Streifen von 2 cm Breite und 10 cm Länge geschnitten.

Eine Kupferfolie von 0,1 mm Dicke wurde mit einem Haftvermittler

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und einem Schwarzlack, wie in Beispiel 1 angegeben, auf eim-r Seite beschichtet. Der Verbundsatzstreifen wird mit dieser Kupferfolie in der Weise umwickelt, daß die lackierte Seite nach außen kommt. Durch anschließendes Pressen den Streifens wurde ein guter Kontakt zwischen Metall und Treibsatz hergestellt.

Nach Zündung des Streifens an einem offenen .Streifenende wur-J·? die Abstrahlung entsprechend Beispiel 1 über eine Minute gemessen.

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Claims

Patentansprüche

1.J Infrarotstrahler aus Brandsätzen, die sich in direktem Kontakt mit einer Metallfolie befinden, wobei die nicht ira Kentakt mit den Brandsätzen befindliche Fläche der Metallfolie eine dunkel

gefärbte Schicht aufweist gemäß Patent (Patentanmeldung P 25 14 133.7), dadurch ge kenn- j zeichnet , daß der Brandsatz aus einem innigen Gemisch aus kaliumnitrat und metallischem Bor besteht.

2. Infrarotstrahler aus Brandsätzen, die sich in direkten Kontakt mit einer Metallfolie befinden, wobei die nicht im Kontakt mit den Brandsätzen befindliche Fläche der Metallfolie eina dunkel gefärbte Schicht aufweist gemäß Patent (Patentanmeldung P 25 14 133.7), dadurch gekennzeichnet, daß der Brandsatz aus Schwarzpulver besteht.

3. Infrarotstrahler aus Brandsätzen, die sich in direktem Kontakt mit einer Metallfolie befinden, wobei die nicht im Kontakt mit den Brandsätzen befindliche Fläche der Metallfolie eine dunkel gefärbte Schicht aufweist gemäß Patent (Patentanmeldung P 25 14 133.7), dadurch gekennzeichnet, daß der Brandsatz aus einem Composite-Festtreibstoff besteht. j

4. Infrarotstrahler gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brandsatz mit Hilfe eines Nitrocellulose-Bindemittels auf die Metallfolie aufgebracht ist.

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ORIGINAL INSPECTED