Diese Erfindung bezieht sich auf Tontauben.

Beim Tontaubensport werden Schussziele (als "Tontauben" oder "Tonwaren" bekannt) durch ein Abschussgerät (als "Falle" bekannt) in die Luft geschleudert, und ein Sportteilnehmer versucht, das sich bewegende Ziel mit Benutzung eines Gewehrs zu schiessen. Beim Aufprall des Schusses soll das Ziel brechen.

Tontauben werden herkömmlicherweise mit Benutzung eines Heißformverfahrens hergestellt, in dem gemahlener Kalkstein und heißes Pech zusammengeformt werden, wobei das Pech ungefähr 20–40 Gewichts% aufweist. Das Handhaben von heißem Pech hat Gesundheits- und Sicherheitsfolgen für Arbeiter, die die Tontauben herstellen.

Ein Problem bei wettbewerblichem Tontaubenschiessen ist, das manchmal ein Aufprall von einem einzigen Schuss nicht ausreicht, um zu verursachen, dass das Ziel ganz bricht, und dieses kann zu Streit führen, ob eine Tontaube getroffen wurde. Idealerweise sollte eine Tontaube zerfallen, sogar wenn sie nur von einem Schuss getroffen wird. Dieses Ideal wird normalerweise nicht angetroffen. Zur gleichen Zeit sollte die Tontaube stark genug sein, um nicht während des Transports zu zerfallen, oder wenn sie von der Falle geschleudert wird.

Ein weiteres Problem ist die Menge des Materials, das nach einer größeren Tontaubenschussveranstaltung über bleibt. Jede Tontaube, die heraufgeht, kommt irgendwo auf der Erde herunter, entweder intakt oder in Stücken. Es werden ungefähr 350 Millionen Tontauben pro Jahr in Großbritannien allein verkauft, und dieses stellt eine Menge Material dar, das auf dem Boden zerstreut ist (gleich ungefähr 3500 Tonnen pro Jahr). Die Tatsache dass Tontauben, wenn sie nicht getroffen werden, oder nur flüchtig getroffen werden, große Trümmer hinterlassen, heißt, dass das Material der Tontauben Zerfall für einige Zeit widersteht. Das in den Tontauben vorhandene Pech verhindert den Zerfall weiterhin.

Zusätzlich sind Pechteere als mögliche oder tatsächliche Krebserreger in einigen Kompetenzbereichen klassifiziert worden. und es besteht das Risiko. Grundwasser zu verunreinigen, die ablaufen, wo eine große Menge von Tontaubentrümmern vorhanden ist, zum Beispiel auf Schussplätzen.

Die US Patentanmeldungsnummer 569807 beschrieb die Herstellung von Tontauben, die wenigstens 50 Gewichts% Ton aufweisen, und 5–50% Zusatz, der Calcium enthält (was Kalksteinpulver sein könnte), das die Trockenschrumpfung des (nassen) Tons verringert. Eine die Plastizität verbessernde Komponente wie ein Lignosulfonat könnte auch benutzt werden. Tontauben werden von dieser Mischung durch Pressen der Mischung in einer Form hergestellt, und durch Entfernen während sie noch in einem plastischem (nassem) Zustand sind. Da die geformte Tontaube noch nass ist, ist eine vorsichtige Handhabung erfordert, um die Tontaube von der Form zu entfernen. Trotzdem wird ein solches Verfahren Probleme bei der Reproduzierbarkeit der Gestalt, Dimensionen, Gewicht und Struktur der hergestellten Tontauben verursachen, mit einer folgenden Veränderlichkeit ihrer Flugkennzeichen. Dieses ist nicht erwünscht.

Die vorliegende Erfindung hat die Absicht, das Problem der Handhabung von plastischen (nassen) Tontauben durch Formen der Tontauben durch Verdichtung von einem trockenen Pulver zu überwinden.

FR-A-2575818 beschreibt eine Tontaube, die durch Trockenpressen von einem Ton gebildet ist, und einen Stabilisator enthält (schnell setzender Zement oder Lignosultit). Die Funktion des Lignosulfits ist, der gepressten Taube mechanische Stabilität zu liefern. Die Anmelder haben gefunden, dass mit Ton und einem solchen Bindemittel hergestellte Tontauben zu zerbrechlich sind.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, das Problem der Zerbrechlichkeit von Tontauben durch Liefern eines verbesserten Bindesystems zu überwinden.

GB-A-2337003 beschreibt eine Tontaube, die Schwefel aufweist, einen Füllstoff, und einen Schwefelmodifizierer, der Ligninsulfonat sein kann. Das Ligninsulfonat modifiziert das Benehmen des Schwefels. Solche Tontauben sind aber teuer bei ihrer Bildung, sie erfordern das Schmelzen des Schwefels, Verweilen bei der Temperatur und nachfolgendes Gießen.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, das Problem der Bildungswege mit hohen Kosten durch Benutzen von Trockenpressen von Pulvern zu überwinden.

Die vorliegende Erfindung liefert folglich ein Verfahren zum Herstellen von Tontauben durch den Schritt des Verdichtens eines trockenen Pulvers. das einen anorganischen Füllstoff und ein Bindemittel aufweist, wobei der anorganische Füllstoff mehr als 50 Gewichts% Calcumcarbonat aufweist.

Der anorganische Füllstoff kann falls erwünscht mehr als 60, 70 oder 80 Gewichts% Calciumcarbonat aufweisen.

Im Zusammenhang dieser Anmeldung muss der Ausdruck "trocken" nicht völlig frei von Wasser heißen, aber heißt, dass er weniger als 10 Gewichts% Wasser aufweist, beruhend auf der Menge des anorganischen Pulvers.

Der anorganische Füllstoff kann Ton aufweisen.

Das Bindemittel kann ein Lignosulfonatgemisch aufweisen. Lignosulfonate sind Materialien, die von Holz erhalten werden können und sind von harten und weichen Holzen erhältlich. Lignosulfonate können modifiziert werden und schliessen abgeänderte Kationen ein. Für die vorliegende Erfindung können alle Lignosulfonate benutzt werden, modifiziert oder nicht modifiziert, und können irgendein geeignetes Kation oder Kationen einschliessen, zum Beispiel Calcium, Magnesium, Amimonium und Natrium.

Die Tontaube kann durch ein Verfahren hergestellt werden, in dem der anorganische Füllstoff und das Bindemittel als ein Schlupf gemischt werden und sprühgetrocknet, um das trockene Pulver zu bilden.

Die Erfindung wird beispielsweise im folgenden dargestellt.

Calciumcarbonat, Ton und Lignosulfonat und ein Weichmacher wurden mit ausreichendem Wasser gemischt, um einen Schlupf zu bilden, aber nicht so viel, um übermässige Energiekosten beim Trocknen und Kugelmahlen für vier Stunden zu erfordern.

Das Calciumcarbonat (geliefert von Omega UK, Dorking, Surrey, England [ähnliche Härten erhältlich von Gurney Slade Lime and Stome Company Limited, Bath, England] war 98,4% rein mit einer spezifischen Schwerkraft von 2,7 und einer Teilchengröße, die fein genug ist, dass weniger als 0,1% auf einem Sieb von 125 Mikron zurückgehalten wurde.

Der Ton (geliefert von ECC International Ltd. Cornwall England) hatte die folgende Zusammensetzung (in Gewichts%): SiO, 54% Fe₃O₄ 1,4% TiO₂ 1,2% K₂O 3,1% Al₂O₃ 40,3% Oberflächengebiet (BET) 41

Das benutzte Lignosulfonat war modifiziertes Weichholzlignosulfonat mit Calciumionen (erhältlich von Borregaard UK Ltd. aus Warrington, Cheshire, England).

Der Weichmacher war ein Polyglycol mit einem Molekulargewicht von 1500 (erhältlich von Hoechst als Produktnummer IOPF205605).

Eine typische Rezeptur nach Gewicht für den Schlupf ist: Wasser 37,4% Calciumcarbonat 45% Ton 11% Lignosulfonat 5,5% Weichmacher 1,1% was den folgenden trockenen Gewichtsanteilen entspricht: Calcumcarbonat 71,88% Ton 17,57% Lignosulfonat 8,79% Weichmacher 1,76%

Der Schlupf wurde bei einer Einlasstemperatur von 395°C und einer Auslasstemperatur von 110°C sprühgetrocknet. Das sich ergebende Pulver war freifließend und hatte die folgenden Eigenschaften: Feuchtigkeitsgehalt 0,76% Massendichte 95,9 g/cc Mittlere Teilchengröße 9 Mikron

Es wird dem im Stand der Technik bewandten Leser klar sein, dass andere Verfahren benutzt werden können, um ein freifließendes gleichförmiges Pulver dieses Wesens herzustellen, z. B. Schüttelmahlen, um die Bestandteile zu mischen und zu verteilen und Gefriertrocknen, um das Wasser zu entfernen. Die Erfindung ist nicht auf Kugelmahlen und Sprühtrocknen begrenzt.

Das Pulver wurde in einer mechanischen Presse bei Zimmertemperatur und bei einem Druck von 120 MPa gepresst. Das Pulver kann mechanisch oder hydraulisch durch Stempelpressen oder isostatisches Pressen oder irgendeinen anderen Weg gepresst werden, der einen ausreichenden Bindedruck anwendet.

Das Lignosulfonatbindemittel reagiert mit dem Calciumcarbonat, um ein Bindesystem zu bilden. Der genaue Mechanismus wird nicht verstanden, aber eine gute Annäherung kann durch Bezug auf bekannte Lignineigenschaften und ihren Effekt auf verschiedene Substrate abgeleitet werden. Lignosulfonate haben eine starke Affinität für bestimmte Mineralsubstrate wie Kalkstein und heften sich durch Wasserstoffbinden an die Teilchenoberflächen. Ein wässriger Kalksteinschlamm, der mit einem Polyelektrolyt wie Calciumlignosulfonat verteilt ist, flockt wegen zwei sich ergänzenden Mechanismen nicht aus:

• (i) Elektrostatische abstoßende Kräfte, die durch die Gegenwart einer elektrischen Doppelschicht an der Teilchen/Lösungsgrenzfläche erzeugt werden.
• (ii) Sterische Abstoßung, die sich von der anscheinenden Ausdehnung des Teilchens wegen des adsorbierten Dispergiermittels ergibt.

Wenn das Wasser dann von einem solchen System (z. B. durch Sprühtrocknen) entfernt wird, dann bleibt das Lignin fest an den Mineraloberflächen in einer dünnen gleichförmigen Schicht gebunden. Das Lignin wirkt aber nicht mehr als ein Polyelektrolytdispergiermittel, und benachbarte mit Lignin bedeckte Oberflächen werden eine starke Affinität zueinander haben. Der beobachtete Effekt davon ist eine Erhöhung der Mineralienpackungsdichte.

Es ist auch vorgeschlagen worden, dass, da der vorhergehende Entflockungseffekt verursacht, dass das Mineral sehr fein verteilt wird, dass diese mehr diskreten Teilchen zurückgehalten werden, wenn das Mineral wieder kristallisiert wird. (Obwohl die Wiederkristallisierungsbedingungen deutlich einen ausgeprägten Effekt auf dieses Phänomen haben werden.) Nachfolgende Anwendung einer Verdichtungskraft gestattet dem Lignin, harte Agglomerate wegen eines inaktiven Filmbindesystems zu bilden. Es können natürlich andere Bindemittel benutzt werden, die dasselbe Endergebnis erreichen.

Die sich ergebende Tontaube könnte sofort nach der Entfernung von dem Werkzeugstempel gepackt (oder benutzt) werden. Pressen über diesen Weg stellt Tontauben mit einer extrem hohen Gleichförmigkeit der Gestalt her, Dimensionen, Gewicht, und Struktur, die daher relativ gleichförmige Flugkennzeichen haben. Die folgende Tabelle vergleicht Dimensionen einer gewöhnlichen "Mini"tontaube (nomineller Durchmesser 60 mm und nominelles Gewicht 35 Gramm) mit solchen, die nach der Erfindung hergestellt werden. Man kann erkennen, dass sich ein gleichförmigeres Produkt ergibt.

Im Gegensatz zum Bilden von nassen Materialien besteht kein Schrumpfen beim Trocknen, was zu Verspannung und dimensionalen Änderungen führen könnte. Die Tontauben werden stattdessen in einem Schritt in die fertige Gestalt und Größe hergestellt.

Die so hergestellten Tontauben bersten statt beim Aufprall eines Schusses zu brechen, sie zerfallen vollständig. Durch das Bersten verstreuen die Tontauben ihre Reste dünn über der Erde, verbessern dadurch den Einbau in die Erde.

Das Lignosulfonatbindemittel zerfällt in Wasser und bei biologischer Aktion, um zu verschwinden, um zu gestatten, dass die Pulverreste der Tontaube in der Erde aufgenommen werden.

Der Polyglycolweichmacher wird im Zeitablauf biodegradieren, und obwohl er einen gewissen Grad von Giftigkeit bei hohen Konzentrationen hat, ist es unwahrscheinlich, dass er giftige Grenzen in dem Feld erreicht.

Der Bereich von anorganischen Füllstoffen und Bindemitteln, die benutzt werden können, ist groß, und die zu benutzten Anteile sind ein Gegenstand des Versuchs für irgendeine gegebene Kombination von Füllstoffen und Bindemitteln.