Die Erzeugung von rauchlosem Pulver. Von Oscar Guttmann. (Fortsetzung des Berichtes S. 93 d. Bd.) Mit Abbildungen. Die Erzeugung von rauchlosem Pulver. Aceton von Hugo Blank in Berlin, wie es in grossen Mengen für militärische Zwecke verwendet wird, besitzt ein specifisches Gewicht von 0,7965. 98 Proc. dieses Acetons destilliren über bei einer Temperatur zwischen 56,2 und 56,4°. Es bestellt die Permanganatprobe 9 Minuten lang und enthält 0,00225 Proc. Säure. Man hat versucht, dem Aceton etwas Alkohol zuzumischen, und es scheint, dass das Pulver dadurch etwas langsamer verbrennt, doch kann dies auch auf andere Weise erreicht werden. Die Nitrocellulose wird bei einer, 40° natürlich nicht übersteigenden Temperatur getrocknet. Dies geschieht gewöhnlich in speciell construirten Trockenhäusern (vergl. 1890 278 * 21), von welchen ich in einem früheren Vortrage gesprochen habe. Ich wünsche dies nur wegen eines besonderen Verfahrens zu erwähnen, welches in Oesterreich zum mindesten seit dem Jahre 1891 benutzt, in Grossbritannien aber im J. 1892 patentirt wurde. Es besteht in dem sogen. „Alkoholisiren“ der Nitrocellulose, nämlich in der Zugabe von hochprocentigem Alkohol zur feuchten Nitrocellulose, wodurch der Alkohol verdünnt wird, und in dem Verdampfen des verdünnten Weingeistes. Da die Siedepunkte von hochprocentigem und massig verdünntem Alkohol nahezu dieselben, und beide viel niedriger sind, als der Siedepunkt von Wasser, so ist es klar, dass auf diese Weise die Entfernung der Feuchtigkeit viel rascher erfolgt. Um den Alkohol besser auszunützen, kann man, wie dies in Frankreich vorgeschlagen wurde, den Alkohol stufenweise verwenden, nämlich indem man zuerst verdünnten Alkohol von einer früheren Behandlung und nach dessen Verdampfung stärkeren benutzt, welcher nun eine geringere Menge Wasser aufzunehmen hätte, und so weiter drei- bis viermal, wodurch eine bedeutende Ersparniss an Alkohol herbeigeführt würde. Ich glaube, dass man in Frankreich früher flache Ebonitgefässe verwendet hat, in welchen die Schiesswolle in dünner Lage ausgebreitet wurde, worauf man das Lösungsmittel aufgoss. Diese Gefässe wurden dann unter eine Glasglocke gestellt und bis zu vollständiger Lösung stehen gelassen. Sodann wurde ein auf 55° erwärmter Luftstrom über dieselbe geführt, um den Aether zu verdampfen, und dieser wurde in besonderen Apparaten condensirt. Textabbildung Bd. 293, S. 111Fig. 1.Werner und Pfleiderer's Knetmaschine. Fast alle modernen Pulver werden durch einfache Verfahren hergestellt. Die Lösung von Nitrocellulose in dem Lösungsmittel geschieht durch Knetmaschinen, wie sie von Bäckern zur Herstellung des Brodteiges verwendet werden, und welche man bei der Erzeugung von Sprenggelatine schon lange benutzt. Diejenigen von Werner und Pfleiderer in Cannstatt werden fast ausschliesslich verwendet. Ihre Construction ist aus Fig. 1 ersichtlich. Sie bestehen aus einem Troge, welcher aus zwei aneinander stossenden Cylinderhälften zusammengesetzt ist und durch einen viereckigen Kasten überragt wird, so dass der Boden desselben ungefähr die Form eines W besitzt. In jeder dieser Cylinderhälften dreht sich eine Welle, welche einen helicoidalen Flügel trägt. Die Flügel drehen sich in entgegengesetzter Richtung, und der eine macht ungefähr doppelt so viel Umdrehungen als der andere. Die Flügel berühren nahezu den Boden des Troges, und die Folge davon ist, dass das in die Maschine gegebene Material in zwei Theile getheilt wird; sodann wird dasselbe gegen den Boden des Troges geknetet, hierauf längs des Flügels vorgeschoben und bei einer nächsten halben Umdrehung von dem anderen Theile des Flügels umgedreht. Da die Geschwindigkeit der zwei Flügel verschieden ist, so wird bei jeder Umdrehung ein anderer Theil des Teiges dem Kneten unterzogen. In der Regel hört die Mischung für rauchloses Pulver, wenn einmal das Lösungsmittel hinzugefügt ist, auf, explosiv zu sein, und ist nur brennbar, so dass diese Knetmaschinen gewöhnlich bloss aus Eisen gemacht werden. Da Schiessbaum wolle grosse Saugfähigkeit besitzt, so ist die Menge des verwendeten Lösungsmittels ungefähr dem Gewichte nach gleich gross, doch wechselt dies je nach der Zeit, welche für die Knetoperation verwendet wird. Es ist sehr wohl möglich, mit einer geringen Menge von Lösungsmitteln zu arbeiten, vorausgesetzt, dass das Kneten der Mischung genügend lange fortgesetzt wird. Die Frage, was vortheilhafter ist, eine Minimalmenge von Lösungsmitteln oder eine Minimallänge von Zeit zu verwenden, muss vom ökonomischen Gesichtspunkte aus betrachtet werden, nachdem es bisher sich als unmöglich gezeigt hat, das Lösungsmittel ökonomisch vortheilhaft wiederzugewinnen. Wenn der Teig die Maschine verlässt, in welcher er zwischen 3 und 10 Stunden lang geknetet wurde, so hat er ein vollkommen gleichförmiges und durchscheinendes Aeussere und ungefähr die Consistenz von weichem Gummi. Er wird dann weiterer Behandlung unterworfen, je nach der Form, welche das fertige Pulver haben soll. Textabbildung Bd. 293, S. 112Fig. 2.Walze für Pulverteig. Manche der reinen Schiesswollpulver, wie das Walsrode-Pulver, werden in Körner verwandelt, indem man die Mischung in heisses Wasser gibt und Dampf durch dieselbe bläst, welcher den Teig zerkleinert und körnig macht. Manche werden durch Mundstücke zu Schnüren gepresst, wie das Cordit, wovon später die Rede sein wird, doch in der Regel wird für militärische Zwecke der Teig durch erwärmte Walzen geführt und in dünne Blätter ausgewalzt, wobei gleichzeitig das Lösungsmittel durch die Wärme der Walzen ausgetrieben wird. Das allgemeine Princip solcher Walzen ist in Fig. 2 gegeben. Dieselben bestehen einfach aus einem Paare hohler, hochpolirter Walzen aus Hartguss oder Stahl, von denen die untere in einem festen Lager sich dreht, während die obere durch Zahnräder gehoben werden kann, welche durch ein Handrad in Thätigkeit versetzt werden. Zwei Schaber legen sich gegen die Walzen, um das ausgewalzte Blatt zu verhindern, sich auf die Walzen aufzuwickeln und von denselben herumgeführt zu werden. Die den Walzen gegebene Temperatur hängt von dem Siedepunkte des verwendeten Lösungsmittels ab, überschreitet aber in der Regel 60° nicht. Die Walzen bewirken gleichzeitig die vollständige Mengung und Lösung solcher Theile von Nitrocellulose, welche sich beim Kneten nicht lösten. Während des Walzens hört man hier und da kleine Detonationen, welche von manchen dem Platzen von Luftblasen in dem Blatte zugeschrieben wurden, aber höchst wahrscheinlich davon herrührten, dass Schiesswolltheilchen durch die Vereinigung von Wärme, Reibung und Druck explodiren, was durch locale Brandspuren nachgewiesen ist. Derlei Explosionen pflanzen sich nicht fort und sind ohne Schaden. Wenn das Auswalzen des Teiges in ein Blatt von verlangter Dicke erfolgt ist, wird dieses in eine Schneidmaschine gebracht, welche es in kleine Quadrate oder Blättchen von erforderlicher Grösse schneidet. Eine solche Schneidmaschine ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Sie besteht aus einer Anzahl von kreisförmigen Stahlmessern, welche, durch Einlagstücke in entsprechender Entfernung von einander gehalten, auf eine Welle aufgesetzt sind. Zwei solcher Wellen stehen einander in solcher Lage gegenüber, dass die Messer ein wenig übereinander greifen. Zwischen den beiden Messergarnituren ist ein Kamm so befestigt, dass der Streifen aus dem Messer sofort herausgenommen wird, nachdem er geschnitten wurde, und er dadurch verhindert ist, herumgedreht zu werden und die Messer zu verstopfen. Textabbildung Bd. 293, S. 112Schneidvorrichtung für Pulverblätter. Indem man nun ein Pulverblatt zwischen den zwei Messerwellen hindurchgehen lässt, wird eine Anzahl von Streifen geschnitten, welche nach dem Verlassen der kreisförmigen Messer über eine feststehende, der Länge nach sich ausdehnende Messerschneide gehen. Vor dieser drehen sich zwei oder vier an einer Welle befestigte längliche Messer, welche die Streifen in Blättchen schneiden. Die Länge eines Blättchens hängt von der Schnelligkeit ab, mit welcher die Streifen von den Messern kommen, und von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Quermesser. Die Schnelligkeit wird durch Zahnräder regulirt, und in der Regel wird das Quermesser direct vom Riemen angetrieben und die Schneidemesser von diesen. Die zum Schneiden von Streifen verwendeten Messer wurden ursprünglich, wie in Fig. 4 gezeigt, mit einer zugespitzten Schneide versehen, doch wurde diese Form aufgegeben, weil die Maschine sich dadurch leicht verstopfte. Gegenwärtig macht man die Schneiden gewöhnlich in der Form eines U (Fig. 5), wie dies schon seit langem zum Schneiden von Bristol-Carton für Spielkarten geschieht. Falls das Pulver die Form von Würfeln statt von dünnen Blättchen haben soll, so werden mehrere Pulverblätter mit einander verkittet. Es wäre nicht vortheilhaft, wenn man von Haus aus ein dickes Blatt herstellen wollte, weil dieses dann eine zu grosse Menge von Lösungsmitteln, sowie sehr viel Luftblasen enthielte und die Mengung wahrscheinlich nicht vollständig durchgeführt wäre. Es ist deshalb besser, den Vorgang so zu regeln, dass die Mischung zu dünnen Blättern ausgewalzt wird und, da eine genügende Menge von Lösungsmitteln in denselben zurückbleibt, werden dieselben in ein dickes Blatt verwandelt, indem man einfach mehrere dünne Blätter zusammen durch die entsprechend weiter gestellten Walzen gehen lässt. Derlei Würfel sind vollkommen durchscheinend und, wenn normal zur Oberfläche geschnitten, lassen sie die Art ihrer Herstellung nicht erkennen, doch, wenn in einem Winkel geschnitten, können die einzelnen Lagen genau unterschieden werden. Nach dem Walzen und Schneiden enthält das Pulver noch eine kleine Menge des Lösungsmittels, welche in Folge der homogenen und zähen Consistenz des Pulvers ziemlich lange Zeit zur gänzlichen Verdampfung benöthigt. Das Pulver wird deshalb in Trockenhäusern behandelt, manchmal mehr als eine Woche lang, ausser es würde besonders gewünscht, einen kleinen Procentsatz des Lösungsmittels in demselben zurückzubehalten. In sehr seltenen Fällen erscheint es wünschenswerth, runde Blättchen statt vierkantiger zu machen, und die für diese Zwecke geeignete Maschine ist ähnlich der, welche für gewisse Gattungen von Mehlspeisen benutzt wird, nämlich Pressen des Teiges durch ein Mundstück; gegen die aus dem Mundstücke kommende Schnur bewegt sich ein rasch rotirendes Messer, wodurch sie in feine Scheibchen zerschnitten wird. Bei dem Nobel'schen Ballistit, welches eine Mischung von Nitroglycerin und löslicher Schiessbaumwolle enthält, war es ursprünglich beabsichtigt, das Nitroglycerin durch Collodiumwolle in einem Vacuumgefässe aufsaugen zu lassen, sodann den Ueberschuss von Nitroglycerin herauszupressen und die zurückbleibende Mischung zu erwärmen, um die Collodiumwolle aufzulösen. Später haben Lundholm und Sayers ein Verfahren erdacht, mit dessen Hilfe die Lösung von Nitroglycerin und Nitrocellulose ohne derlei complicirte Mittel leicht erzielt werden kann. Dasselbe beruht auf der bemerkenswerthen Thatsache, dass, obwohl Collodiumwolle, welche eine geringe Menge von Wasser enthält, nur schwierig im Nitroglycerin löslich ist, dieselbe leicht löslich wird, wenn sie mit dem Nitroglycerin in einer grossen Menge von Wasser suspendirt ist. Zu diesem Zwecke werden Nitroglycerin und Collodiumwolle in ein Gefäss mit heissem Wasser eingetragen und durch Luft oder Dampf gerührt, wodurch die Vereinigung des Nitroglycerins und der Collodiumwolle stattfindet; doch ist es auch genügend, das Wasser auf einer Temperatur von 60° zu erhalten und die Mischung einige Tage lang unter zeitweiligem Umrühren stehen zu lassen. Wenn die Gelatinirung beendigt ist, so wird das Gemenge vorerst gepresst, um den grösseren Theil des Wassers zu entfernen, und dann unter erwärmten Walzen in dünne Blätter gerollt, um schliesslich in der üblichen Weise geschnitten zu werden. In Italien macht man Schnüre ähnlich wie die des Cordit und nennt das Pulver „Filit“. Da es bekannt ist, dass Nitroglycerin allein die höchst nitrirte Cellulose unter Zuhilfenahme gewöhnlicher Mittel nicht lost, so verwendet man bei der Erzeugung von Ballistit die Collodiumwolle. Sir Frederick Abel und Prof. James Dewar fanden, dass eine vollkommene Vereinigung von Schiessbaumwolle und Nitroglycerin herzustellen ist, wenn man beide Substanzen in einem gemeinschaftlichen Lösungsmittel auflöst. Die Eigenthümlichkeit dieses Verfahrens ist, dass, obwohl man eigentlich annehmen könnte, es würden sich nach dem Verdampfen des Lösungsmittels die beiden Bestandtheile wieder von einander scheiden, weil der eine in dem anderen unter gewöhnlichen Umständen nicht löslich ist, diese dennoch in einer vollkommenen Combination verbleiben, welche ganz das Aussehen der aus Nitroglycerin und Collodiumwolle erzeugten Lösung besitzt. Abel und Dewar glauben, dass diese beiden Bestandtheile in Wirklichkeit nicht in Lösung sind, sondern neben einander bestehen. Bei der Herstellung von Cordit werden die Schiessbaumwolle und das Nitroglycerin mit einer entsprechenden Menge von Aceton als Lösungsmittel in die Knetmaschine gebracht und 3½ Stunden lang bearbeitet, worauf die Masse vollkommen das Aussehen eines Teiges besitzt. Nach Verlauf dieser Zeit wird eine kleine Menge von Vaseline hinzugefügt und der Teig weitere 3½ Stunden lang bearbeitet, worauf die Mischung als vollständig angesehen wird. Während des Knetens trachtet man das Verdampfen des Lösungsmittels zu verhindern, und mit Hilfe eines Wassermantels wird die während des Knetens erzeugte Wärme herabgesetzt, um dem Entweichen des Lösungsmittels vorzubeugen. Der Teig wird dann in eine Maschine gegeben, welche ihn durch ein Mundstück in der Form von Fäden oder Schnüren herauspresst. Eine solche Maschine ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Sie besteht aus einer Fundamentplatte A und zwei Säulen BB, welche durch ein Querhaupt C verbunden sind. Zwischen den zwei Säulen gleitet ein Querstück D auf und ab. Die Form E ist in der Fundamentplatte A eingesetzt und durch Klammern F festgehalten. Am Boden der Form E ist ein Deckel G mit einem Mundstücke H, entsprechend der Dicke der Schnur. Eine andere Form H, welche den Teig aufnimmt, wird auf die Form A aufgesetzt. In dem Querstücke befindet sich eine Mutter K, welche sich drehen kann und in der Nabe des Zahnrades L befestigt ist. In dieser Mutter dreht sich eine Schraube M, welche mit Hilfe eines Keiles den Kolben M1 befestigt hat. Das Zahnrad wird durch ein Zwischenrad L2 und ein Treibrad L3 in Drehung versetzt. Auf der Welle des Zahnrades L3 befindet sich eine lange Keilnuth M, und wenn demnach das Querstück aus irgend einer Ursache sich hebt, so gleitet der ganze Mechanismus an der Keilnuth in die Höhe, ohne deshalb seine Drehung zu unterbrechen. Es erklärt sich dadurch, dass, wenn sie durch die Zahnräder in Drehung versetzt werden, die Mutter, die Schraube und mit ihr der Kolben allmählich in die Form herabgehen und die Masse durch das Mundstück in Gestalt einer dünnen Schnur herauspressen müssen. Um zu verhindern, dass der Druck in der Form aus irgend einer Ursache, wie z.B. Verstopfen der Form durch einen fremden Körper, zu gross werde, ist eine hydraulische Vorrichtung vorgesehen. Das Querhaupt ist mit einem hydraulischen Kolben fest verschraubt, in welchem die Schraube sich frei auf und ab bewegen kann. Dieser Kolben bewegt sich in einem Cylinder, welcher einen Theil des Querhauptes der Presse bildet. Der hydraulische Druck wird auf beiden Seiten des Kolbens mit Hilfe der Röhren Q und R zugeführt. Da die freie Oberfläche des Kolbens am unteren Theile kleiner ist, als an dem oberen, so wirkt auf denselben stets ein Druck, welcher im Verhältnisse zur Differenz der beiden Oberflächen steht. Die Grösse des Druckes wird durch das Sicherheitsventil S geregelt, und wenn er eine bestimmte Höhe überschreitet, so fliesst das Wasser durch das Sicherheitsventil aus, das Querstück und der Kolben steigen in die Höhe. Wenn der gesammte Inhalt der Form ausgepresst ist, so wird der Hebel T durch eine Knagge V angeschlagen. Mit diesem Hebel ist ein anderer Hebel W verbunden, und sobald sich der Hebel T bewegt, wird der Hebel W ein Gegengewicht entweder heben oder herunterdrücken mit Hilfe der Stange X, wodurch ein Treibriemen auf die Leerscheibe, der andere auf die Vollscheibe geworfen wird. Hierdurch wird die Bewegung des Kolbens umgekehrt. In derselben Weise kann die Maschine völlig stillgestellt werden. Textabbildung Bd. 293, S. 114Teigpresse für Pulver. Die von der Presse kommende Schnur wird in derselben Weise wie Zwirnspulen auf Trommeln aus gepresstem Messingblech aufgewickelt. Eine Anzahl dieser Spulen wird auf eine grössere Trommel zusammengespult und mehrere grössere Trommeln auf eine ganz grosse, so dass eine gleichmässige Mengung erzielt wird. Die Trommel kommt dann zu einer Maschine, wo viele Drähte auf einmal in die Patrone eingeschoben und bei der erforderlichen Länge abgeschnitten werden. Bei Cordit von grösserem Durchmesser werden die Schnüre unmittelbar, nachdem sie die Presse verlassen haben, in Längen von etwa 30 cm zerschnitten. Beim Amberit ist die Erzeugung ein wenig verschieden. Vor allem werden aus der Nitrocellulose Körner geformt, wahrscheinlich in derselben Weise wie beim E. C.-Pulver, und sodann mit einem Lösungsmittel behandelt, welches die lösliche Nitrocellulose allein auflöst, wie z.B. Aether und Alkohol. Auf diese Weise wird innerhalb der Masse unlöslicher Schiessbaumwolle eine Art Kitt gebildet, welcher die Körner vollständig zusammenbindet und trotzdem die Schiessbaumwolle unverändert lässt. In diesem Falle findet daher nicht bloss ein Härten der Oberfläche statt, wie dies beim E. C.-Pulver geschieht, sondern es wird eine Art Conglomerat erzielt. Dies vermindert selbstverständlich die Verbrennungsgeschwindigkeit des Pulvers ziemlich bedeutend. Um das Verhältniss zwischen löslicher und unlöslicher Schiessbaum wolle entsprechend zu regeln, geben die Patentinhaber zu der gewöhnlichen Schiessbaum wolle des Handels, welche ungefähr 12 Proc. lösliche Nitrocellulose bereits enthält, einen Zusatz von löslicher Schiesswolle bis zur gewünschten Menge. Beim Leonard-Pulver werden die Materialien einfach mit Aceton gemengt und 12 Stunden lang in dicht schliessenden Töpfen stehen gelassen, worauf man das Lösungsmittel verdampft und die Masse in der üblichen Weise körnt. (Schluss folgt.)