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DE19924747A1 - Bleifreies Geschoß mit nach Anforderung einstellbarer Dichte - Google Patents

Bleifreies Geschoß mit nach Anforderung einstellbarer Dichte

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DE19924747A1
DE19924747A1 DE1999124747 DE19924747A DE19924747A1 DE 19924747 A1 DE19924747 A1 DE 19924747A1 DE 1999124747 DE1999124747 DE 1999124747 DE 19924747 A DE19924747 A DE 19924747A DE 19924747 A1 DE19924747 A1 DE 19924747A1
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DE
Germany
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acid
acids
bifunctional
aliphatic
optionally
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DE1999124747
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DE19924747B4 (de
Inventor
Bernd Krause
Erich Muskat
Irene Schikora
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Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C08G18/4266—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain prepared from hydroxycarboxylic acids and/or lactones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf bleifreie Übungsgeschosse mit einer hohen spezifischen Dichte, in denen üblicherweise Blei aufgrund seiner hohen spezifischen Dichte und seiner Duktilität eingesetzt wird. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Ersatz von herkömmlichem Bleischrot, das in erheblichem Umfang zur Boden- und Gewässerkontamination mit giftigen Bleiverbindungen beiträgt. DOLLAR A Das bleifreie Geschoß für Handfeuerwaffen mit einem Kern aus biologisch abbaubarer Formmasse enthält DOLLAR A A) 1-55 Gew.-% mindestens eines biologisch abbaubaren Polymers und DOLLAR A B) 45-99 Gew.-% mindestens eines metallischen und/oder mineralischen Füllstoffs sowie DOLLAR A einen metallischen oder nichtmetallischen Überzug.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf bleifreie Übungsgeschosse mit einer hohen spezifischen Dichte, in denen üblicherweise Blei aufgrund seiner hohen spezifischen Dichte und seiner Duktilität eingesetzt wird. Von besondere Bedeu­ tung ist dabei der Ersatz von herkömmlichem Blei, das in erheblichem Umfang zur Umweltbelastung von Boden, Luft und Wasser beiträgt.
Blei ist aufgrund seiner hohen Dichte, der kostengünstigen Verfügbarkeit und sei­ ner einfachen Verarbeitbarkeit auch in Übungsgeschossen lange Zeit das Mittel der Wahl gewesen. Der erhebliche Nachteil der nachhaltigen Umweltbelastung und -schädigung wurde dabei ignoriert bzw. angesichts fehlender ökologisch und ökonomisch sinnvoller Alternativen in Kauf genommen.
Es hat daher in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, ökologisch vertret­ bare Varianten zu entwickeln, durch die zwar eine Minderung der Immissionen - insbesondere eine Verringerung von Blei - möglich war, dafür aber eine Erhöhung des Anteils toxischer und/oder nicht abbaubarer Reststoffe in der Umwelt mit sich brachten.
Die erfindungsgemäß beanspruchten Übungsgeschosse zeichnen sich gegenüber dem Stand der Technik durch vollständige biologische Abbaubarkeit der verwen­ deten Matrix auf. Darüber hinaus kann durch geeignete Konstruktion und/oder Dichtevariation das zielballistische Verhalten und/oder das Flugbahnverhalten anforderungsorientiert eingestellt werden.
Erfindungsgemäß eingesetzte Formmassen zur Herstellung der Geschoßkerne erlauben dabei ohne Einsatz nennenswerter Mengen Verarbeitungshilfsmittel ei­ nen störungsfreien Einarbeitungsprozeß und eine ebenso problemlose Verarbei­ tung auf herkömmlichen Spritzgußmaschinen. Die verwendeten metallischen Füll­ stoffe oder ihre mineralischen hochdichten Verbindungen stellen durch eine nachhaltige Passivierung der nach dem biologischen Abbau der Matrix den Um­ welteinflüssen ausgesetzten Oberflächen der Füllstoffpartikel (z. B. bei Verwen­ dung von Wolfram) oder durch vollständige Korrosion zu natürlich vor­ kommenden, ungiftigen Verbindungen (z. B. bei Verwendung von Eisen) kein Schädigungspotential für die Umwelt mehr dar.
Gegenstand der Erfindung ist daher bleifreies Geschoß mit einem Kern aus biolo­ gisch abbaubaren Formmassen enthaltend
  • A) 1-55 Gew.-% mindestens ein biologisch abbaubares Polymer und
  • B) 45-99 Gew.-% mindestens einen metallischen und/oder mineralischen Füllstoff sowie
einen metallischen oder nichtmetallischen Überzug.
Die Übungsgeschosse haben vorzugsweise eine Dichte < 2 g/cm3, gemessen nach ISO 1183. Besonders bevorzugt ist eine Dichte von 2-16 g/cm3, insbeson­ dere von 5-15 g/cm3. Weitere Vorzugsbereiche der Dichte liegen bei 5-7 g/cm3 und bei 12-14 g/cm3.
Komponente A
Als Matrix für die erfindungsgemäß eingesetzten Formmassen mit hoher Dichte kommen als biologisch abbaubare und kompostierbare Polymere aliphatische oder teilaromatische Polyester, thermoplastische aliphatische oder teilaromatische Polyesterurethane, aliphatische oder aliphatisch-aromatische Polyestercarbonate und aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide in Frage sowie alle weiteren biologisch abbaubaren Kunststoffe aus nachwachsenden und fossilen Rohstoffen.
Die folgenden Polymere sind vorzugsweise geeignet:
Aliphatische oder teilaromatische Polyester aus
  • A) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder beson­ ders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktio­ nellen Alkoholen, bevorzugt mit 5 oder 6 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propy­ lenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweig­ ten bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt C3 bis C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktio­ nellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan so­ wie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2 bis C12 Alkyldicar­ bonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gege­ benenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Tri­ mellitsäure oder
  • B) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε- Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus A und B,
    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen.
    Aliphatische oder teilaromatische Polyesterurethane aus
  • C) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C5- oder C6-cycloaliphatischem Ring, wie beispiels­ weise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, be­ vorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunk­ tionellen Alkoholen, vorzugsweise C3 bis C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktio­ nellen Alkoholen, vorzugsweise C3 bis C12-Alkylpolyolen, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2 bis C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen hö­ herfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • D) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus C und D,
    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen;
  • E) aus dem Reaktionsprodukt von C und/oder D mit aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und zusätzlich gegebenenfalls höherfunktio­ nellen Isocyanaten, mit vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen bzw. 5 bis 8 CAtomen im Falle von cycloaliphatischen Isocyanaten, z. B. Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höher funktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3 bis C12-Alkyldi- oder -polyole bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Alkoholen, z. B. Ethandiol, Hexandiol, Butandiol, Cyclohexandimethanol, und/oder gegebenen­ falls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Aminen und/oder Aminoalkoholen mit vorzugsweise 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, z. B. Ethylendiamin oder Ami­ noethanol, und/oder gegebenenfalls weitere modifizierte Amine oder Alkohole wie beispielsweise Ethylendiaminoethansulfonsäure, als freie Säure oder als Salz, wobei der Esteranteil C) und/oder D) mindestens 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus C), D) und E), beträgt.
    Aliphatische oder aliphatisch-aromatische Polyestercarbonate aus
  • F) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder beson­ ders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktio­ nellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propy­ lenglykol. Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweig­ ten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C2 bis C12- Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Men­ gen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylol­ propan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen hö­ herfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • G) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε- Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus F und G,
    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,
  • H) einem Carbonatanteil, der aus aromatischen bifunktionellen Phenolen, be­ vorzugt Bisphenol-A, und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, oder einem Carbonatanteil, der aus aliphatischen Kohlensäureestern oder deren Derivaten wie beispielsweise Chlorkohlensäureestern oder aliphatischen Carbonsäuren oder deren Derivaten wie beispielsweise Salzen und Carbo­ natspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, wobei
    der Esterantell F) und/oder G) mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus F), G) und H) beträgt;
    Aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide aus
  • I) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol, und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen, wie beispielsweise Cyclohexan­ dimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoho­ len, vorzugsweise C3 bis C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vor­ zugsweise C3 bis C12-Alkylpolyole, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trime­ thylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, wie beispielsweise und bevorzugt Bernstein­ säure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säu­ ren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäu­ re und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • J) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε- Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus I) und K),
    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen;
  • K) einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktio­ nellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C2 bis C10-Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Isophorondiamin und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifunktio­ nellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C5- oder C6-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gege­ benenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oder
  • L) aus einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevorzugt - Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε-Caprolactam, oder einer Mischung aus L) und M) als Amidanteil, wobei
    der Esteranteil I) und/oder K) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus I), K), L) und M) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 30 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 70 bis 30 Gew.-% beträgt.
Alle Säuren können auch in Form von Derivaten wie beispielsweise Säurechloride oder Ester, sowohl als monomere als auch als oligomere Ester, eingesetzt wer­ den.
Die Synthese der biologisch abbaubaren Polyesteramide kann sowohl nach der "Polyamid-Methode" durch stöchiometrisches Mischen der Ausgangskomponen­ ten gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser und anschließendes Entfernen von Wasser aus dem Reaktionsgemisch als auch nach der "Polyester-Methode" durch stöchiometrisches Mischen der Ausgangskomponenten sowie Zugabe eines Überschusses an Diol mit Veresterung der Säuregruppen und nachfolgender Umesterung bzw. Umamidierung dieser Ester erfolgen. In diesem zweiten Fall wird neben Wasser auch der Überschuß an Diol wieder abdestilliert. Bevorzugt ist die Synthese nach der beschriebenen "Polyester Methode".
Die Polykondensation kann weiterhin durch den Einsatz von bekannten Kataly­ satoren beschleunigt werden. Sowohl die bekannten Phosphorverbindungen, die die Polyamidsynthese beschleunigen als auch saure oder metallorganische Ka­ talysatoren für die Veresterung wie auch Kombinationen aus den beiden sind zur Beschleunigung der Polykondensation möglich.
Es ist darauf zu achten, daß die Katalysatoren weder die biologische Abbaubar­ keit bzw. Kompostierbarkeit noch die Qualität des resultierenden Komposts nega­ tiv beeinflussen.
Weiterhin kann die Polykondensation zu Polyesteramiden durch die Verwendung von Lysin, Lysinderivaten oder andere amidisch verzweigende Produkte wie bei­ spielsweise Aminoethylaminoethanol beeinflußt werden, die sowohl die Konden­ sation beschleunigen als auch zu verzweigten Produkten führen (siehe beispiels­ weise DE A 38 31 709).
Die Herstellung von Polyestern, Polyestercarbonaten und Polyesterurethanen ist allgemein bekannt bzw. wird nach bekannten Verfahren analog durchgeführt (vgl. z. B. EP-A 3 304 787, WO 95/12629, WO 93113154, EP-A 682 054, EP-A 593-­ 975).
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyester, Polyesterurethane, Polyestercar­ bonate oder Polyesteramide können weiterhin 0,1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-% an Verzweigern enthalten (vgl. auch Beschreibung der Polymere). Diese Verzweiger können z. B. trifunktionelle Alkohole wie Trimethylolpropan oder Glycerin tetrafunktionelle Alkohole wie Pentaerythrit, trifunktionelle Carbonsäuren wie Citronensäure sein. Die Verzweiger erhöhen die Schmelzviskosität der erfin­ dungsgemäßen Polyesteramide soweit, daß Extrusionsblasformen mit diesen Polymeren möglich wird. Der biologische Abbau dieser Materialien wird dadurch nicht behindert.
Die biologisch abbaubaren/kompostierbaren Polyesterurethane, Polyester, Poly­ estercarbonate und Polyesteramide haben in der Regel ein Molekulargewicht von mindestens 10.000 g/mol und besitzen im allgemeinen eine statistische Vertei­ lung der Ausgangsstoffe im Polymeren. Bei polyurethantypischem Polymerauf­ bau, gegebenenfalls aus C) und D) sowie aus E) ist eine vollständig statistische Verteilung der Monomerbausteine nicht immer zu erwarten.
Komponente B
Als Füllstoffe hoher Dichte können beispielsweise eingesetzt werden Eisenpulver, Eisenoxide, Eisenlegierungen (z. B. Ferrotitan, Ferromolybdän, Ferromangan), Wolfram, Wolframcarbid, Ferrowolfram, Molybdän, Mangan, Cobalt, Kupfer, Zink, Zinn oder Bismut oder Kombinationen davon.
Kombinationen von Pulvern mit Teilchengrößenverhältnissen 1 : < 6 erlauben bei­ spielsweise dabei, höhere Volumenfüllgrade als die einer kubisch dichtesten Pac­ kung mit nur einer Teilchensorte unter Erhalt der Fließfähigkeit herzustellen.
Die Kombination verschiedener Partikelgrößen und Metallpulver verschiedener Metalle erlaubt darüber hinaus eine Anpassung der mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Formkörper. Insbesondere die Sprödigkeit von Geschoßkernen und kann an das Eigenschaftsprofil von Blei im Hinblick auf unelastische Verfor­ mung und sprödes Zerplatzen beim Auftreffen auf das Übungsziel bzw. auf die Zielaufbauten in Schießständen und Schießbahnen angepaßt werden.
Die biologisch abbaubaren/vollständig kompostierbaren Polyesterurethane, Poly­ ester, Polyestercarbonate und Polyesteramide können mit üblichen Additiven ausgerüstet werden. So können Modifizierungsmittel und/oder Füll- und Verstär­ kungsstoffe und/oder Verarbeitungshilfsmittel wie beispielsweise Nukleierungs­ hilfsmittel, Weichmacher, Entformungshilfsmittel, Flammschutzmittel, Schlag­ zähmodifikatoren, farbgebende Mittel, Stabilisatoren oder sonstige im Thermo­ plastbereich übliche Zusatzmittel verwendet werden, wobei darauf zu achten ist, daß die vollständige Kompostierbarkeit nicht beeinträchtigt wird oder die verblie­ benen Substanzen, beispielsweise mineralische Hilfsmittel, im Kompost unschäd­ lich sind. Im allgemeinen können bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 3 Gew.-% (bezogen auf A und B) Additive zugesetzt werden.
Erfindungsgemäß geeignete Füll- und Verstärkungsstoffe können sein Mineralien wie beispielsweise Kaolin, Kreide, Gips, Kalk oder Talk oder Naturstoffe wie bei­ spielsweise Stärke oder modifizierte Stärke, Cellulose oder Cellulosederivate oder Celluloseprodukte, Holzmehl oder Naturfasern wie beispielsweise Hanf, Flachs, Sisal, Raps oder Ramie.
Die biologisch abbaubaren/vollständig kompostierbaren Polyesterurethane, Poly­ ester, Polyestercarbonate und Polyesteramide können auch mit weiteren Blend­ partnern, z. B. thermoplastische Stärke, geblendet werden, wobei darauf zu ach­ ten ist, daß die vollständige Kompostierbarkeit nicht beeinträchtigt wird oder die verbliebenen Substanzen, beispielsweise mineralische Hilfsmittel, im Kompost un­ schädlich sind.
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Geschoß am Beispiel Kaliber 9 mm darge­ stellt. In dem tiefgezogenen Stahlmantel 1 wird der Geschoßkern 2 aus der Formmasse eines biologisch abbaubarem Polymers und metallischem Füllstoff derart eingebracht, daß der Bug des Geschosses aus der biologisch abbaubaren Formmasse besteht.
In der Fig. 2 wird das Beispiel einer vollständigen Patrone mit dem erfindungsge­ mäßen Geschoß, der Treibladungshülse 5, der Treibladung 4 und dem Anzünd­ hütchen 3 dargestellt. Analog dazu ist es auch möglich, den Geschoßkern 2 so mit einem Stahlmantel 1 zu umgeben, daß der Bug des Geschosses durch den geschlossenen Stahlmantel 1 gebildet wird und daß das Heck des Geschosses nicht von dem Stahlmantel 1 umschlossen ist. Je nach Bugausführung und Mate­ rialeigenschaft können dabei verschiedene Geschoßvarianten hergestellt werden, die anforderungsspezifische zielballistische Eigenschaften und/oder Flugbahnei­ genschaften aufweisen. Der Mantel kann dabei so hergestellt werden, daß er sich beim Auftreffen auf ein stabiles Zielmedium definiert zerlegt. Dies kann beispiels­ weise dadurch geschehen, daß in den Mantel eingebrachte Vorprägungen die Zerlegung definiert fördern. Die Verbindung zwischen Mantel und Kern zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß sie ausschließlich über die Spannungskräfte des Stahlmantels erzeugt wird.
Eine Alternative zu dem Mantel, insbesondere Stahlmantel stellt ein Projektil dar, dessen Geschoßkern eine äußere metallische Schicht geringer Dicke aufweist, die beispielsweise galvanisch aufgebracht sein kann. In gleicher Weise ist es möglich, auch eine nichtmetallische Schicht, beispielsweise aus Polytetrafluor­ ethylen aufzubringen. Die so aufgebrachte Schicht schützt das Projektil vor Pul­ vergasen und bildet eine Führungsschicht zwischen Projektil und Pistolen- oder Gewehrlauf.
Der vorgefertigte Kern und der vorgezogene Teilmantel werden vorzugsweise mittels Fügetechnik ausschließlich über die erzeugten Spannungskräfte miteinan­ der verbunden. Die Fügetechnik ist dabei so gestaltet, daß die aufgebrachte Kraft geometrieabhängig und allseitig auf den Mantel wirkt. Durch die Art der Kraftein­ wirkung kann, insbesondere im Heckbereich, ein Fließen des Kernmaterials und somit eine stabilere Verbindung erzielt werden.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, ein nichttoxisches Trai­ ningsgeschoß bereitzustellen, dessen anforderungsspezifische Eigenschaften und Flugbahneigenschaften eingestellt werden können.

Claims (10)

1. Bleifreies Geschoß für Handfeuerwaffen mit einem Kern aus biologisch abbaubarer Formmasse enthaltend
  • A) 1-55 Gew.-% mindestens eines biologisch abbaubaren Polymers und
  • B) 45-99 Gew.-% mindestens einen metallischen und/oder minerali­ schen Füllstoffs sowie
einen metallischen oder nichtmetallischen Überzug.
2. Geschoß gemäß Anspruch 1, wobei die biologisch abbaubaren Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe der aliphatischen oder teilaromatischen Polyes­ ter, thermoplastischen aliphatischen oder teilaromatischen Polyesterurethane, aliphatischen oder aliphatisch-aromatischen Polyestercarbonate und aliphati­ schen oder teilaromatischen Polyesteramide.
3. Geschoß nach Anspruch 1, wobei das abbaubare Polymer ausgewählt ist aus den folgenden Gruppen:
Aliphatische oder teilaromatische Polyester aus
  • A) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder beson­ ders, bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktio­ nellen Alkoholen, bevorzugt mit 5 oder 6 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol; und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propy­ lenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweig­ ten bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt C3 bis C12-Akyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktio­ nellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan so­ wie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2 bis C12- Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipin­ säure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie bei­ spielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zu­ sätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie bei­ spielsweise Trimellitsäure oder
  • B) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxy­ valeriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus A und B,
    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen;
    Aliphatische oder teilaromatische Polyesterurethane aus
  • C) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10- Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders be­ vorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Al­ koholen, vorzugsweise mit C5 oder C6-cycloaliphatischem Ring, wie beispielswei­ se Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig, statt der Diole mo­ nomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetra­ hydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000 und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3 bis C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylgly­ kol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoho­ len, vorzugsweise C3 bis C12-Alkylpolyolen, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugs­ weise C3 bis C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bern­ steinsäure, Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbon­ säure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • D) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus C und D,
    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen;
  • E) aus dem Reaktionsprodukt von C und/oder D mit aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und zusätzlich gegebenenfalls höherfunktionel­ len Isocyanaten, mit vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Isocyanaten, z. B. Tetramethylendiisocyanat, Hexa­ methylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, gegebenenfalls zusätzlich mit linea­ ren und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3 bis C12-Alkyldi- oder -polyole bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Alkoholen, z. B. Ethandiol, He­ xandiol, Butandiol. Cyclohexandimethanol, und/oder gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Aminen und/oder Aminoalkoholen mit vorzugsweise 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, z. B. Ethylendiamin oder Aminoethanol, und/oder gegebenenfalls weitere modifizierte Amine oder Alkohole wie beispiels­ weise Ethylendiaminoethansulfonsäure, als freie Säure oder als Salz,
    wobei der Esteranteil Q und/oder D) mindestens 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus C), D) und E), beträgt;
    Aliphatische oder aliphatisch-aromatische Polyestercarbonate aus
  • F) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10- Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol,
    und/oder teilweise oder vollständige statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolyme­ re daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gege­ benenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C2 bis C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise Neopentylglykol und zu­ sätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie bei­ spielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunkti­ onellen Säuren wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gege­ benenfalls geringen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • G) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxy­ valeriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus F und G,
    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,
  • H) einem Carbonatanteil, der aus aromatischen bifunktionellen Phenolen, bevorzugt Bisphenol-A, und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, herge­ stellt wird oder einem Carbonatanteil, der aus aliphatischen Kohlensäureestern oder deren Derivaten wie beispielsweise Chlorkohlensäureestern oder aliphati­ schen Carbonsäuren oder deren Derivaten wie beispielsweise Salzen und Carbo­ natspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, wobei
    der Esterantell F) und/oder G) mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus F), G) und H) beträgt;
    Aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide aus
  • I) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10- Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders be­ vorzugt Butandiol, und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen, wie beispielsweise Cyclohexan­ dimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol. Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000 und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3 bis C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vor­ zugsweise C3 bis C12-Alkylpolyole, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Tri­ methylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, wie beispielsweise und bevorzugt Bernstein­ säure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • J) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε- Caprolacton oder Dilactid;
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus I) und K),
    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,
  • K) einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunk­ tionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C2 bis C10-Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Isophorondiamin und besonders bevorzugt He­ xamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C5- oder C6-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder ggf. geringen Mengen verzweigten bifunktionellen und/oder gegebenenfalls aro­ matischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthal­ säure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oder
  • L) aus einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Baustei­ nen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevor­ zugt ω-Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε-Caprolactam,
    oder einer Mischung aus L) und M) als Amidanteil, wobei
    der Esteranteil 1) und/oder K) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus I), K), L) und M) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 30 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 70 bis 30 Gew.-% beträgt.
4. Geschoß mit einem Kernmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des­ sen Dichte durch metallische oder mineralische Füllstoffe auf eine Dichte < 2 g/cm3 eingestellt werden kann.
5. Geschoß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff des Kernmaterials Eisen, Wolfram, Molybdän oder eine Legierung aus diesen und weiteren Metallen oder ein diese enthaltendes Mineral natürlichen oder syntheti­ schen Ursprungs ist.
6. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichts­ verhältnis von biologisch abbaubarem Polymer (A) zu Füllstoff (B) 10 bis 30 zu 90 bis 70 Gew.-% beträgt.
7. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht galvanisch auf den Geschoßkern aufgebracht ist.
8. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht ein Stahlmantel ist.
9. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Überzug aus nicht toxischen und organischen Stoffen, insbe­ sondere Polytetrafluorethylen besteht.
10. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgefertigter Geschoßkern und ein vorgezogener Teilmantel mittels Füge­ technik über die erzeugten Spannungskräfte verbunden sind.
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