CN108291792A - 用于枪支的可生物降解弹药 - Google Patents

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Abstract

用于枪支的可生物降解的非致命性的可生物降解弹药，其由包括气体形成装置的子弹壳、壳底座和射弹形成，所述可生物降解的非致命性的可生物降解弹药的特征在于：根据按照ISO 14855:1999分析方法的标准UNE‑EN‑ISO 14855:2005，所述射弹的组合物包括至少30％的可生物降解的生物塑料；以及多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。

Description

用于枪支的可生物降解弹药
技术领域
本发明涉及具有非致命性和可生物降解的特性的用于枪支中的各种弹药。
背景技术
我们可以将弹药筒或子弹，或弹药定义为枪支发射所需元件的集合：基本上射弹、包括气体形成装置(通常称为爆发物，例如火药)的子弹壳，以及包括用于点燃所述气体形成装置的所需装置的壳底座。在真火弹药和训练弹药(非致命性)中，由于子弹壳内气体的膨胀而投射射弹。在空包弹中，子弹壳具有破碎线，使得当气体膨胀时，子弹壳沿着所述破碎线破碎，从而释放气体而不投射任何固体元件。
弹药具有用于紧密地装配在枪支的点火室内的合适大小。爆发物包括可以位于弹药后部的中心或边缘上的碰撞敏感化学元素的较少装料，这是射击的初始原因。
所有这些类型的常规弹药是全金属包覆弹头(壳底座、子弹壳和射弹)，由常规塑料材料制成的特例除外，如在空包弹的情况下。
除了用作射弹和气体形成装置(例如，火药)的载体之外，子弹壳是将组成弹药的其它元件结合在一起的部件。子弹壳由两个基本部分：壳口和主体组成。当子弹壳具有瓶型(食管状)时，必须添加颈部(食管)和肩部。
壳底座是引物胶囊(火帽)的载体。引物胶囊是容纳负责触发点火的引物物质的弹药的部分。
由普通塑料形成的子弹壳的弹药是众所周知的，所述弹药与由子弹壳和金属射弹形成的常规弹药相比提供优势，例如，尤其减少重量、降低制造成本以及加快制造工艺。最常见的塑料弹药是空包弹。
取决于制造子弹壳的材料，子弹壳可以是金属的以及半金属的。在金属子弹壳的情况下，金属子弹壳必须具有特殊韧性、延展性和弹性条件，在出于密闭地密封腔室的目的而必须紧密地压在腔室的壁上时，使金属子弹壳能够支持在射击时遭受的膨胀，并且随后在气体的压力减小时恢复其原始大小。这些质量完全通过黄铜来实现，对于进入西班牙的工厂，所述黄铜必须具有72％铜和28％锌的组成。
相反地，几乎所有现有的半金属子弹壳都具有模制的单片式塑料子弹壳。
此外，金属弹药的使用已演变成去除污染最严重的重金属，例如射弹的铅，但即便如此，子弹壳和金属射弹两者仍然是未解决的问题，因为子弹壳和金属射弹仍处于环境中数十年，直到通过氧化降解并且在此过程期间还会尤其污染水。
使用由不可生物降解塑料制成的半金属弹药还会产生明显的生态问题，因为子弹壳和射弹或其碎片在没有任何类型的废物处理的情况下散落在自然地面上。在射击之后产生环境污染问题，当子弹壳从武器中排出并且投射射弹时，子弹壳和射弹散落在地面和自然环境中。目前使用的大部分常规塑料可能需要几个世纪才从环境中消失。出于此原因，狩猎协会、射击场和警卫队目前要求一种满足其用于实践这些运动和训练活动的固有功能的可生物降解弹药筒。
非致命性弹药用于军事和民用应用，用于训练、人群控制、射击练习等。
文献DE10163415涉及20mm真火弹药，包括涂覆有可生物降解材料的铝、钢等的金属芯。除了未说明所述可生物降解组合物的性质之外，考虑到芯的组合物，射弹和弹药整体都不能被视为可生物降解。
文献EP2663831涉及由高强度聚合物制成的空包弹和次音速弹药，所述高强度聚合物由不能被视为可生物降解的尼龙和模制玻璃纤维形成。
文献GB496180涉及弹药，具体来说，破击炮弹。从文献的第一次阅读中可以推断，用于使弹药易碎的材料包含不同于枪支的弹药所需的特性的麦秸粉、金属矿物和润滑剂，例如，大豆、玉米或棕榈油。尽管文献提及弹药是可生物降解的，但是文献描述了存在与可生物降解性不兼容的金属，例如硅酸镁和硬脂酸锌。仅一部分破击炮弹将被生物降解。另外，专利的目的是使弹药易碎或容易破碎，这将是任何类型的弹药的子弹壳的最终所需特征。
文献PCT/ES2015/070356涉及仅适用于散弹枪，而不适用于手枪、冲锋枪或半自动步枪的可生物降解弹药筒。我们提出的用于散弹枪的这些弹药筒以及非致命性和可生物降解的弹药不支持相同的物理机械压力，包括不同的内部元件，由于散弹枪枪管不具有条纹的事实而应用的弹道学完全不同，以及因此材料的组合物和混合物不同。
文献GB2422185公开散弹枪壳体，所述散弹枪壳体的子弹壳由可生物降解材料，基本上PVA制成，而不是由植物生物塑料制成。在任何情况下，猎枪壳体的需求与射弹弹药的那些需求完全不同。类似地，US2014/0366765还公开由聚羟基烷酸酯(PHA)制成的猎枪壳体。
专利US5,859,090公开由至少98％的己内酯制成的弹药。己内酯具有非常低的熔点，其在连续射击或环境加热条件下熔化，从而使得弹药不可用，甚至对狙击手非常危险。另外，己内酯是石油衍生物，并且即使己内酯可以产生可用的可生物降解弹药，所述弹药也源于石油衍生物，这样不会使弹药成为生态替代品。
专利ES2373161和ES2404030涉及用于由可生物降解的石油衍生物制成的弹药的气枪子弹。气枪子弹因此不是植物性生物塑料。另外，气枪子弹具有与制造非致命性或训练弹药所需的那些需求无关的弹道式需求，所述非致命性或训练弹药不仅包括投射的子弹，而且还包括组合以操作实际枪炮的不同部分(壳底座、子弹壳、射弹)。气枪子弹被设计用于玩具武器。
因此，需要提供具有改进的可生物降解性，同时保持其操作的所需特征和特性的非致命性弹药。
发明内容
所提出的本发明完全解决了当在射击，即在自然环境中的区域中执行的动作之后，多件子弹壳和弹药的射弹分散并掩埋在地面中时产生的生态问题。因此，本发明的方面是用于枪支的可生物降解的非致命性弹药，其由包括气体形成装置的子弹壳、壳底座和射弹形成，所述可生物降解的非致命性弹药的特征在于：所述射弹的组合物包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO14855，至少90重量％的生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
本发明基于可生物降解的原料，所述可生物降解的原料防止在其使用期间破碎同时赋予所需的弹性，从而在使用时保持其可生物降解性条件。
此外，我们提出的多种弹药解决了其它问题并且在其使用时展示新的解决方案。弹药不仅是非致命性的，而且是非创伤性的，由此在用于完全真实地训练时减少严重受伤的危险。在某些配置中，还允许制备非致命性的可生物降解弹药，与其它非致命性的弹药相比，所述非致命性的可生物降解弹药产生用于自动和半自动武器中的足够压力。
附图说明
下文参考附图，附图有助于更佳地理解说明书并且示出本发明的物体的实施例的特定的非限制性模式。
图1示出具有普通配置的弹药的截面，所述弹药具有独立地制造并随后组装的子弹壳(1)、壳底座(2)和射弹(3)。
图2示出图1的弹药的概略图。
图3示出具有子弹壳和射弹形成的两个独立零件的弹药的截面。
图4示出具有通过破碎线定界的子弹壳和射弹的弹药的截面，其中子弹壳和射弹形成单件。
图5示出具有形成整体的子弹壳和中空子弹头，以及星形破碎点的空包弹的截面。
以下编号元件在所述图中出现：
1)子弹壳
2)壳底座
3)射弹(子弹壳的独立零件)
4)子弹壳和壳底座的集合(整体式)
5)形成单件的子弹壳和射弹头
6)中空射弹头
7)射弹头上的纵向破碎线
8)具有形成单件的子弹壳和射弹的弹药中的射弹的一部分
9)定界子弹壳和射弹的破碎线。
具体实施方式
生物塑料
本发明因此涉及基本上由可生物降解的生物塑料形成的非致命性弹药。生物塑料是由活有机体生成的天然塑料并在本质上是可自然生物降解的，并且不需要将催化剂添加到混合物来进行生物降解。在本发明中，“生物塑料”理解为满足标准EN13.432:2000的聚合物，即，根据标准ISO14855，在射击之后在少于六个月内生物降解90重量％的那些聚合物，即，按重量计90％的质量在180天内转化成二氧化碳、水和生物质的那些聚合物。优选地，根据ISO16.929，至少90重量％在少于12周内分解成小于2毫米的大小。测试材料的耗氧降解的最终产物是：二氧化碳、水、矿物盐和新的微生物细胞成分(生物质)。
另外，由各种标准化机构(ISO、CEN、ASTM、DIN等)起草的其它可生物降解性标准具有不同分类标准：出现生物降解的介质、所选择的测量变量、介质中存在或不存在氧气等。最广泛地用于确定塑料材料的可生物降解性和/或可堆肥性的国际标准如下：
-UNE-EN-ISO14852:2005：根据分析所产生的二氧化碳的方法(ISO14852:1999)，确定塑料材料在含水性介质中的最终耗氧可生物降解性。因此，在本发明的一个实施例中，根据按照分析方法ISO14852:1999的标准UNE-EN-ISO14852:2005，所述材料是可生物降解的。
-UNE-EN-ISO14855:2005：根据所产生的二氧化碳的分析的方法(ISO14855:1999)，确定塑料材料在受控堆肥条件下的最终耗氧可生物降解性和分解。因此，在本发明的一个实施例中，根据按照分析方法ISO14855:1999的标准UNE-EN-ISO14855:2005，所述材料是可生物降解的。
-UNE-EN-ISO17556：2005：通过测量呼吸计中的需氧量或借助于所产生的二氧化碳量确定地面中的最终耗氧可生物降解性(ISO17556:2003)。因此，在本发明的一个实施例中，根据按照分析方法ISO17556:2003的标准UNE-EN-ISO17556:2005，所述材料是可生物降解的。
这些测试标准基于以下事实：在测试材料在存在氧气的情况下的生物降解期间，产生二氧化碳、水、矿物盐和新的生物质作为产物。基于从测试材料产生的二氧化碳与可以从测试材料产生的二氧化碳的最大理论量之间的比率来计算生物降解的百分比。
为了可堆肥，塑料产品必须满足由欧洲标准EN13.432建立的以下要求：
-材料的分析：由分析材料，以便预见其在重金属、总有机碳、总氮气等中的含量组成。
-可生物降解性：标准的建立，容器必须在六个月内生物降解至少90％。为了验证可生物降解性，建议优选地遵循标准ISO14855。
-分解：验证材料是否能够物理地降解成尺寸小于2mm的片段。标准ISO16.929。
-堆肥质量：通过将包含塑料样本的堆肥与空弹(不含样本的堆肥)相比较来确定。分析不同参数(金属、钙、磷、钾等)，以确保堆肥适用于农业。还对植物进行生态毒性测试，从而分析植物在已添加具有塑料废料的堆肥的底物上以及在不含所述废料的底物上的生长。OECD测试208。
在本发明的一个实施例中，材料满足OECD测试208。在本发明的另一实施例中，根据标准EN13.432，材料是可堆肥的。
术语“非致命性”根据其在军事工业中的一般用途理解为旨在用于使目标丧失作战能力，例如通过最少化碎片和/或穿透使人员伤亡和永久人身伤害降到最低的弹药(美国国防部-“DoD”)。根据本发明，“非致命性”还包含投射射弹的训练或较短射击弹药。所述弹药是容纳较少火药装料和/或被配置成在碰撞而不过度穿透目标之后破碎或反弹的弹药。所述弹药还包含曳光弹药。本发明包括，例如，用于枪支，例如尤其手枪、左轮手枪、步枪、卡宾枪、冲锋枪、机关枪、榴弹枪、穿甲弹药或远距离狙击枪的弹药。
本发明使得能够在真实但不具有致命能力的射击条件下射击射弹，以便熟悉武器的使用、适应射击感觉并训练使用武器，例如，减少装料的射击弹药的种类。
另一种类旨在用真实力量进行训练，而不会造成钝伤，从而将疼痛降至最低并且不会造成严重的人身伤害。安全部队穿着制服训练并配备解决真实情景的官方设备和强制装备，因此我们提出的弹药在忠实地再现真实危险情况时并不构成危险或严重伤害。此类型的弹药中的子弹可以是实心的、中空的(其内部具有染料)、荧光的以用于夜间工作或碰撞时易碎。
应注意，投射点、质量和碰撞速度的设计直接影响其穿透能力，以及因此影响致命性。在我们提出的非致命性和可生物降解种类的弹药中，旨在用于抵抗真实力量的弹药将具有钝头、轻量和低火药装料，以便实现所需弹道效应，同时避免穿透或严重挫伤。
本发明的弹药缺乏或没有穿透能力，不会造成创伤，不会使目标丧失作战能力，在碰撞时不会造成除了皮肤糜烂之外的严重伤害，并且必须与一系列自动和半自动武器兼容。目标是感受到力量可控的碰撞，以使训练真实。
相反地，用靶心进行训练的非致命性和可生物降解弹药将在设计上与常规的真实弹药相似，或更具空气动力学特征，并且具有更大的火药装料以实现满足其预期用途的目标。
相对于上述缺点，本发明提供的优点基于可生物降解的生物塑料，所述生物塑料优选地由植物原料可生物降解聚合物，例如PLA(聚乳酸)组成，所述植物原料可生物降解聚合物优选地还包括植物原料弹性体聚合物，例如，橡胶、乳胶或其混合物。所述生物塑料还包括解决在射击之后的污染问题的惰性盐填料。所述填料是碳酸盐和矿物盐，例如，碳酸钙、碳酸氢钠或硫酸钡，或其混合物的群组的惰性和无毒矿物填料。
此外，另一优点是本发明的弹药适用于所有类型的炮口和枪支，因为不管是小口径的武器，还是用于个人防御的武器、休闲射击枪、散弹枪或甚至战争武器或机枪，弹药的可生物降解性特征从不会受设计、形状或口径影响。可生物降解性特征也不会受现有不同种类的弹药，无论短程弹药、训练弹药还是曳光弹，的使用的影响。
石油衍生的塑料弹药筒在制造和降解时都是高度污染的。一般来说，石油衍生的塑料弹药筒具有本发明中所指出的主要缺点。本发明涉及通过微生物、真菌和藻类产生的清洁且无味的生物降解。本发明的用于枪支的可生物降解弹药并不吸引昆虫和小啮齿动物食用。
本发明的弹药是可生物降解的并且源自可再生能源，所述可再生能源在获得原料时以及在制造时都最小化环境污染，随后由于基于可生物降解的生物塑料和热塑性材料的挤压和注塑，弹药通过生物降解从环境中消失。因此，本发明提供了与常规石化塑料或金属弹药筒具有相同的物理机械特征，但增加可生物降解的条件的用于枪支的弹药筒。
生物塑料优选地是植物原料聚合物，包括最大99％的混合物，加上碳酸盐和矿物盐，例如碳酸钙、碳酸氢钠或硫酸钡，或其混合物的群组的惰性和无毒矿物填料。此群组尤其包含PLA(聚乳酸)型生物塑料、聚羟基丁酸酯(PHB)或多羟基戊酸酯(PHV)型共聚物聚酯和普鲁兰多糖(多醣)。
根据替代实施例，除了生物塑料以及惰性和无毒矿物填料之外，本发明的弹药还包括附有催化剂的少量(相对于材料的总重量不超过10重量％)热塑性聚合物，所述催化剂例如借助于含氧降解或光裂解反应或含氧生物降解触发其生物降解。这些材料的非限制性实例是常规塑料，例如尤其，总是与催化剂或降解添加剂组合添加的PET、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯聚对苯二甲酸丁二醇酯(PC-PBT)、苯乙烯、丙烯晴丁二烯-α聚碳酸酯(ABS-PC)和聚氯乙烯(PVC)，所述催化剂或降解添加剂使常规塑料敏化，使得紫外太阳辐射催化常规塑料降解成逐渐变小的碎片。因此，生物降解现象是指材料通过生物质的分解，以产生二氧化碳、水、矿物盐和更多生物质(新的微生物细胞成分)。这些微生物产生酶，所述酶催化生物塑料断裂成更容易被微生物吸收以产生生物质的单元。相反地，生物降解发生在由可生物降解组分和不可生物降解组分组成的复合材料中，所述复合材料例如，PLA或基于淀粉和PP(丙二醇)的生物塑料、PVC状常规塑料的混合物，可生物降解材料的比例是混合物的至少90％。其余材料可以是矿物质或常规热塑性塑料和催化剂以加强材料的生物分解。根据一个实施例，材料包括相对于总重量1重量％至10重量％之间的所述热塑性聚合物材料，以及0.5％至3％之间的氧化催化剂。
本发明的弹药必须具有足够的比重、足够高以精准投射，但也要足够低以避免穿透目标和造成外伤或严重伤害。本发明的可接受范围在0.6g/cm3与6.0g/cm3之间。根据具体实施例，范围处于0.6g/cm3与2.0g/cm3之间，更具体地，处于0.7g/cm3与1.8g/cm3之间，更具体地，处于0.8g/cm3与1.7g/cm3之间。
本发明的弹药由生物塑料组成，所述生物塑料优选地由植物原料弹性体聚合物形成，例如：橡胶、乳胶或其混合物。根据优选实施例，发现生物塑料的比例在50重量％与100重量％之间。根据另一优选实施例，生物塑料是从植物物质中提取的PLA，所述植物物质例如选自由淀粉、纤维素以及其混合物组成的群组。根据另一具体实施例，发现生物塑料的比例在60重量％与95重量％之间。根据另一具体实施例，发现生物塑料的比例在65重量％与90重量％之间。
本发明的配置
本发明中所提出的可生物降解枪支的弹药筒由子弹壳(1)、壳底座(2)和射弹(3)组成，例如，如图1和2中所示。这些元件中的一些元件可以集成，从而形成单件，例如，如图3、4和5中所示。因此，如可以在图4和5中观察到，例如，子弹壳和壳底座可以制造成单片式(5)。
本发明的射弹(3)或(8)包括生物塑料以及惰性和无毒矿物填料。弹药的其它部分可以由其它材料，例如金属，优选地黄铜制成。根据替代实施例，壳底座(2)由金属，优选地黄铜制成。或者，壳底座和子弹壳都由金属制成。
根据本发明的替代实施例，子弹壳、壳底座或两者的组合物包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO14855，至少90％的生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
根据另一替代实施例，弹药包括金属壳底座以及射弹的组合物和子弹壳的组合物，各自独立地由至少30％的生物塑料形成，根据标准ISO14855，至少90重量％的所述生物塑料在小于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。在具体实施例中，射弹的组合物和子弹壳的组合物是相同的，优选地其中，射弹和子弹壳的组合物的至少90％是所述可生物降解塑料以及所述一种或多种惰性和无毒矿物填料的总和。
根据具体实施例，弹药的不同部分包括不同材料。
本发明的弹药可以采用各种配置。一种可能性是对应于图1和2的普通配置，其中射弹(3)是与子弹壳(1)分离、与子弹壳(1)接触的零件，并且其中射弹(3)被配置成在形成气体时投射。射弹(3)与子弹壳(1)之间的气密密封或装配使子弹壳(1)内部产生的气体能够膨胀，以在射击时用所需速度投射射弹(3)。在此配置中，壳底座(2)、子弹壳(1)和射弹(3)可以制造为独立部分，并且随后根据现有技术水平中已知的方法组装。
在图1和2中例示的此配置的更具体的非限制性实施例将是这样一种配置，其中：
-对于子弹壳(1)，使用包括以下项的材料：生物塑料，所述生物塑料由相对于材料的总重量的比例在90重量％与100重量％之间的植物原料可生物降解弹性体聚合物，例如乳胶衍生的橡胶组成；加上例如相对于材料的总重量的比例在0重量％与10重量％之间的矿物填料，例如碳酸钙、碳酸氢钠或硫酸钡。根据替代实施例，矿物填料相对于所述材料的总重量最大为5重量％。
-对于通过注塑成型制造的壳底座(2)，将使用包括以下项的材料：生物塑料，所述生物塑料由相对于所述材料的总重量的比例多达15重量％，例如，相对于所述材料的总重量，比例在大致10重量％的植物原料可生物降解聚合物，例如PLA；加上相对于所述材料的总重量的比例多达95重量％，例如，相对于所述材料的总重量的比例大致85重量％的可生物降解弹性体聚合物(例如，植物橡胶)；以及例如相对于材料的总重量的比例在0重量％与10重量％之间的矿物填料，例如碳酸钙组成。根据替代实施例，矿物填料相对于所述材料的总重量最大为5重量％。
-对于通过注塑成型制造的射弹(3)，将使用包括以下项的材料：生物塑料，所述生物塑料由相对于所述材料的总重量的比例多达15重量％，例如，相对于所述材料的总重量的比例大致10重量％的植物原料可生物降解聚合物，例如PLA，加上相对于所述材料的总重量的比例多达75重量％，例如，相对于所述材料的总重量的比例大致65重量％的可生物降解弹性体聚合物(例如，植物橡胶)；以及例如相对于材料的总重量的比例在10重量％与80重量％之间的矿物填料，例如碳酸钙组成。根据替代实施例，矿物填料在相对于所述材料的总重量的20重量％与70重量％之间，优选地在25重量％与60重量％之间。
根据替代实施例，本发明的弹药包括子弹壳(1)和由包括以下项的材料制成的壳底座：相对于材料的总重量的比例在95重量％与100重量％之间的植物原料弹性体生物塑料，例如乳胶衍生的橡胶，加上相对于所述材料的总重量最大5重量％的矿物填料；以及由包括以下项的材料制成的射弹(3)：生物塑料，所述生物塑料由相对于所述材料的总重量的比例在5重量％与15重量％之间的PLA和相对于所述材料的总重量的比例在50重量％与75重量％之间的可生物降解弹性体聚合物(例如，植物橡胶)；以及相对于所述材料的总重量的比例在20重量％与70重量％之间的矿物填料，例如碳酸钙组成。
在替代实施例中，本发明的弹药包括金属壳底座，并且其中射弹的组合物和子弹壳的组合物各自独立地包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO14855，至少90重量％的所述生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及在所述射弹的情况下，多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组，以及在所述子弹壳的情况下，多达20％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
在另一替代实施例中，在本发明的弹药中，子弹壳的组合物、壳底座或两者包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO14855，至少90重量％的所述生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达20％，优选地10％，优选地在0％与5％之间的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一个选自碳酸盐或矿物盐的群组。
在本发明的另一替代实施例中，在弹药中，子弹壳和壳底座由包括以下项的材料制成：相对于材料的总重量的比例在40重量％与90重量％之间的植物原料弹性体生物塑料，加上相对于所述材料的总重量的比例最多60重量％的矿物填料；以及所述射弹(3)由包括以下项的材料制成：生物塑料，所述生物塑料由相对于所述材料的总重量的比例在50重量％与100重量％之间的PLA组成，以及相对于所述材料的总重量的比例在0重量％与10重量％之间的矿物填料。
在另一实施例中，壳底座是金属的，并且子弹壳的组合物包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO14855，至少90重量％的所述生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达20％，优选地10％，优选地在0％与5％之间的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。在另一实施例中，射弹排他性地包括由一个或多个弹性体制成的生物塑料，优选地最大为30重量％。
子弹壳(1)、壳底座(2)和射弹(3)都可以根据已知过程中的任一个，优选地，注塑成型方法来制造。
射弹通过子弹壳的颈部由压力引入，从而使子弹壳的壳口气密密封。壳底座将耦合到包含爆发火帽的子弹壳，从而使此部分以及整个组合件气密密封。
还可以制造具有壳底座(4)和射弹(3)的一体式子弹壳，所述子弹壳随后根据现有技术水平中已知的方法组装(参看图3)。
在另一具体实施例中，射弹和子弹壳被制造为单件(5)，其中射弹(8)和子弹壳通过破碎装置(10)定界，如图4中所示。破碎装置可以通过不同方式配置，使得在射击时，子弹壳内部气体发生膨胀使得所述破碎装置(10)破碎以及射弹(8)投射。因此，存在用于实现此目标的不同可能性，例如破碎线、多个破裂点的使用，或体壁变窄。射弹(8)的截面进而还可以包括破碎装置，所述破碎装置有助于射弹在碰撞时破碎或分解，由此最小化穿透并避免对目标的致命性或不可逆损伤。弹药的尺寸将根据弹药的类型，其爆炸装药量和考虑的用途来改变。根据弹药的目标以及弹药被配置用于的武器，这些过程产生弹药的不同组合。
尽管形成单件，射弹和子弹壳也可以由不同材料制成，例如，在所述单件由双注塑成型系统制造的情况下。以此方式，可以获得单件，其中弹药筒是柔性的且不易碎，而射弹易碎。还能够获得例如，射弹较重和/或具有不同颜色(和/或荧光)的特定配置。因此，根据具体实施例，本发明的弹药包括制造成单件(5)的射弹和子弹壳，以及壳底座(2)，其中子弹壳和壳底座由包括以下项的材料制成：相对于材料的总重量的比例在95重量％与100重量％之间的植物原料弹性体生物塑料，例如，乳胶衍生的橡胶，加上相对于所述材料的总重量的比例最大5重量％的矿物填料；以及射弹(3)由包括以下项的材料制成：生物塑料，所述生物塑料由相对于所述材料的总重量的比例在5重量％与15重量％之间的PLA以及相对于所述材料的总重量的比例在50重量％与75重量％之间的可生物降解弹性体聚合物(例如，植物橡胶)组成；以及相对于所述材料的总重量的比例在20重量％与70重量％之间的矿物填料，例如，碳酸钙。
在本发明的一个实施例中，射弹是中空的并且在其内部容纳一个或多个产物。根据此实施例，射弹壁形成容纳，例如染料的空腔，使得在碰撞时射弹释放染料，从而标记靶心。根据本发明的一个实施例，所述染料可以是粉末、凝胶或液体，尤其包括某一类型的染料，并且包含荧光染料，其中所述生物塑料是荧光的或含有或涂覆有无毒且可生物降解的荧光颜料。
除了减少火药量之外，低功率射击可以通过增厚子弹壳壁来实现，由此限制可用于气体形成装置(例如，火药)的空间。这还可以使子弹壳能够出人意料地保持与金属子弹壳的那些特征类似的特征。由可生物降解聚合物制成并且具有较厚壁的这些子弹壳更佳地支持制造，从而实现与射弹的更紧密装配，并且因此更佳地使用在射击期间形成的气体。这些子弹壳还提供更耐久的子弹壳。此外，此配置在射击期间产生足够压力来激活自动再装载系统，这是其它训练弹药所未解决的问题。因此，根据优选实施例，子弹壳壁的厚度在0.3mm与3mm之间，优选地在0.3mm与2mm之间，更优选地在0.5mm与2mm之间，更优选地在0.8mm与2mm之间。
除了上述配置，本发明的弹药包括气体形成装置，优选地火药。为了最小化损伤并且确保最大程度地避免伤亡或不可逆损伤，本发明的弹药包括按所述气体形成装置的重量计的相对于最大可能装料的较少装料，例如，在气体形成装置的最大装料的20重量％与80重量％之间。
如图5中例示，本发明的弹药还可以是空包弹。除了本文所描述的可生物降解材料之外，所述空包弹包括通过已知方式组装的具有射弹(5)和壳底座(2)的一体式子弹壳。将对应于射弹(6)的部分是中空的并且具有例如，十字形或星形的凹口或破碎点(7)，以使气体能够流出。以此防止在可生物降解的空包弹中未投射射弹；在射击之后，气体碰撞，从而对凹口或破碎点(7)施加压力。以此方式，射弹头破碎，从而允许释放气体而不投射射弹。形成空包弹的不同部分的材料的组合物可以是本发明中所描述的实施例中的任一个。

Claims (32)

1.一种用于枪支的可生物降解的非致命性弹药，其由包括气体形成装置的子弹壳、壳底座和射弹形成，所述可生物降解的非致命性弹药的特征在于：所述射弹的组合物包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO 14855，至少90重量％的所述生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
2.根据权利要求1所述的弹药，其中子弹壳壁的厚度在0.3mm与3mm之间，优选地在0.5mm与2mm之间。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的弹药，其包括金属壳底座，并且其中所述射弹的所述组合物和所述子弹壳的所述组合物各自独立地包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO 14855，至少90重量％的所述生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
4.根据权利要求3所述的可生物降解的非致命性弹药，其包括多达20％，优选地10％，优选地在0％与5％之间的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
5.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其中所述射弹和所述子弹壳的所述组合物相同。
6.根据权利要求5所述的弹药，其包括金属壳底座，并且其中所述射弹的所述组合物以及所述子弹壳的所述组合物相同，并且由以下项组成：至少30％的生物塑料，根据标准ISO14855，至少90重量％的所述生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
7.根据权利要求1到3中任一项所述的弹药，其包括金属壳底座，并且其中所述射弹的所述组合物和所述子弹壳的所述组合物各自独立地包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO 14855，至少90重量％的所述生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及在所述射弹的情况下，多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组，以及在所述子弹壳的情况下，多达20％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
8.根据权利要求1所述的弹药，其中所述壳底座由金属制成。
9.根据权利要求1所述的弹药，其中所述壳底座和所述子弹壳由金属制成。
10.根据权利要求1所述的可生物降解的非致命性弹药，其中所述子弹壳、所述壳底座或两者的所述组合物包括至少30％的生物塑料，根据标准ISO 14855，至少90重量％的生物塑料在少于六个月内转化成二氧化碳、水和生物质；以及多达70％的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
11.根据权利要求10所述的非致命性的可生物降解弹药，其包括多达20％，优选地10％，优选地在0％与5％之间的一种或多种惰性和无毒矿物填料，每一种选自碳酸盐或矿物盐的群组。
12.根据权利要求1所述的弹药，其中所述子弹壳和壳底座由包括以下项的材料制成：相对于所述材料的总重量的比例在95重量％与100重量％之间的植物原料弹性体生物塑料，加上相对于所述材料的所述总重量的比例最多5重量％的矿物填料；以及所述射弹(3)由包括以下项的材料制成：生物塑料，所述生物塑料由相对于所述材料的所述总重量的比例在5重量％与15重量％之间的PLA，以及相对于所述材料的所述总重量的比例在50重量％与75重量％之间的可生物降解的弹性体聚合物；以及相对于所述材料的所述总重量的比例在20重量％与45重量％之间的矿物填料组成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的可生物降解弹药，其特征在于，所述可生物降解的生物塑料包括选自橡胶、乳胶或其混合物的至少一个植物原料弹性体聚合物。
14.根据前述权利要求中任一项所述的用于枪支的可生物降解弹药，其特征在于，所述可生物降解的生物塑料包括从植物材料中提取的PLA。
15.根据权利要求14所述的用于枪支的可生物降解弹药，其特征在于，所述PLA从植物材料中提取，所述植物材料选自由淀粉、纤维素以及其混合物组成的群组。
16.根据权利要求1所述的弹药，其中所述子弹壳和壳底座由包括以下项的材料制成：相对于所述材料的所述总重量的比例在40重量％与90重量％之间的植物原料弹性体生物塑料，加上相对于所述材料的所述总重量的比例最多60重量％的矿物填料；以及所述射弹(3)由包括以下项的材料制成：生物塑料，所述生物塑料由相对于所述材料的所述总重量的比例在50重量％与100重量％之间的PLA组成，以及相对于所述材料的所述总重量的比例在0重量％与10重量％之间的矿物填料。
17.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其中所述射弹和所述子弹壳的所述组合物的至少90％是所述可生物降解的生物塑料以及所述一种或多种惰性和无毒矿物填料的总和。
18.根据权利要求1所述的弹药，其中所述射弹的所述生物塑料仅由一个或多个弹性体组成。
19.根据权利要求18所述的弹药，其中所述射弹的所述生物塑料由一个或多个弹性体组成，并且所述射弹包括最大30％的装料。
20.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其中所述矿物填料选自由碳酸钙、碳酸氢钠、硫酸钡以及其混合物组成的群组。
21.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其中射弹壁形成容纳染料的空腔。
22.根据权利要求21所述的弹药，其中所述染料是荧光的。
23.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其中所述生物塑料是荧光的，或者含有或涂覆有至少一种无毒和可生物降解的荧光颜料。
24.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其中所述气体形成装置包括火药。
25.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其包括按所述气体形成装置的重量计的相对于最大可能装料的较少装料。
26.根据权利要求25所述的弹药，其包括气体形成装置的所述最大装料的20重量％与80重量％之间。
27.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其特征在于，所述射弹是与所述子弹壳分离、与所述子弹壳接触并且被配置成在形成气体时投射的零件。
28.根据权利要求1到26中任一项所述的弹药，其中所述射弹和所述子弹壳通过破碎装置定界在单个主体中。
29.根据权利要求28所述的弹药，其中所述破碎装置包括破碎线或多个破碎点。
30.根据权利要求29所述的弹药，其中所述破碎线在体壁中变窄。
31.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其中所述射弹包括被配置成最小化碰撞期间的穿透能力的钝端。
32.根据前述权利要求中任一项所述的弹药，其中所述混合物的比重在0.6g/cm3与6g/cm3之间。
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