EP1242338A2 - Anzündmittel für treibladungspulver - Google Patents

Anzündmittel für treibladungspulver

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EP1242338A2
EP1242338A2 EP00987340A EP00987340A EP1242338A2 EP 1242338 A2 EP1242338 A2 EP 1242338A2 EP 00987340 A EP00987340 A EP 00987340A EP 00987340 A EP00987340 A EP 00987340A EP 1242338 A2 EP1242338 A2 EP 1242338A2
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EP
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igniter
propellant
powder
mixtures
propellant charge
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EP00987340A
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EP1242338B1 (de
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Klaus Redecker
Ulrich Bley
Rainer Hagel
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RWS GmbH
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C9/00—Chemical contact igniters; Chemical lighters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/12—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product having contiguous layers or zones
    • C06B45/14—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product having contiguous layers or zones a layer or zone containing an inorganic explosive or an inorganic explosive or an inorganic thermic component

Definitions

  • the present invention relates to an igniter for propellant powder and their use.
  • Cartridges filled with propellant powder are mainly used in the civil sector, particularly in bolt-setting tools or for stunning animals. They can be made of metal or plastic.
  • the propellant charge powder is usually ignited by a mechanically or electrically initiated reaction of an ignition charge, which consists of at least one primary explosive. This generally ensures safe ignition.
  • the igniter according to the invention is a primary explosive-free ignition for propellant charge powder, which contains at least one oxidizing agent, at least one reducing agent and at least one binder. When ignited, the igniter according to the invention produces particles which ignite the propellant charge powder.
  • the present invention therefore makes it possible for the first time to safely ignite propellant powder without the use of primary explosives.
  • the igniter according to the invention can be used, for example, to safely ignite propellant powder located in cartridges that are used, for example, in bolt-setting devices.
  • propellant powder made from nitrocellulose can be used.
  • it can also consist of components that are used, for example, in propellant powders to provide low-CO reaction vapors (for example, so-called SINCO ® propellant powders).
  • SINCO ® propellant powders for example, so-called SINCO ® propellant powders.
  • EP 0 809 616 A1 Such cartridges are described for example in DE 198 24 122 A1. They can be covered by a foil, for example made of aluminum.
  • the present invention offers the possibility of treating such cover films with the igniter according to the invention, and thereby, after appropriate initiation, to act as an ignition for the propellant charge powder.
  • the film for example an aluminum film
  • the ignition agent according to the invention is coated on the inside of the cartridge with the ignition agent according to the invention, dried and applied to the cartridge filled with propellant charge powder, for example by gluing. If the cartridge cover is quickly heated from the outside, for example by an electrical discharge, the aluminum can react with the applied components and burning particles are formed, which ignite the propellant charge powder.
  • the invention therefore also relates to coatings which can be applied to foils and which, when burned, produce particles which can ignite powder and the films coated with the igniter according to the invention.
  • the igniter according to the invention can consist of the following components or mixtures of these components:
  • Nitrocellulose cellulose and their derivatives such as cellulose acetates, cellulose buterates, cellulose acetobutyrates, polyvinyl butyrals, polyvinyl butyrates, polynitropolyphenylene or polynitropolyphenyl ether and mixtures thereof.
  • oxidants examples include:
  • Nitrates of the alkali or alkaline earth elements or of ammonium for example sodium nitrate, potassium nitrate or ammonium nitrate, the perchlorates of the alkali or alkaline earth elements or of ammonium, the peroxides of the alkaline earth elements or zinc, for example zinc peroxide or mixtures thereof.
  • reducing agents which can be used are:
  • urea derivatives such as centralite or acardite
  • Ferrocene and its derivatives or oxidizing agents that pass through different valence levels can be used as combustion moderators, for example.
  • additional additives for example, high-energy substances can be added to improve the burn-up, the energy and the thermal stability of the applied paint.
  • Such supplements are secondary explosives such. B. octogen, hexogen etc.
  • the amount of the individual components depends essentially on the respective intended use.
  • the oxidizing agent can preferably be used in a range from 5 to 50% by weight, the reducing agent preferably in a range from 5 to 50% by weight and the binder preferably in a range from 1 to 40% by weight.
  • the oxidizing agent is particularly preferably used in a range from 10 to 40% by weight, the reducing agent in a range from 10 to 40% by weight and the binder in a range from 5 to 20% by weight.
  • stabilizers, combustion moderators and other additives also depends on the intended use. The type and quantity can be easily determined.
  • the ignition according to the invention is produced by methods known per se, for example by mixing the components and applying them by brushing, or else using the screen printing method.
  • the table below shows the composition of igniters according to the invention, which can be used in the form of coatings.
  • the coatings can be produced as follows:
  • the binder defined according to the invention is dissolved in a known and suitable solvent, preferably methyl acetate, and the individual components are added with stirring.
  • a known and suitable solvent preferably methyl acetate
  • the amount of solvent depends on the laboratory method and the required viscosity.

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Description

Anzündmittel für Treibladungspulver
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Anzündmittel für Treibladungspulver sowie deren Verwendung.
Mit Treibladungspulver gefüllte Kartuschen finden vorwiegend im zivilen Bereich, ins- besondere in Bolzensetzgeräten oder zur Viehbetäubung Verwendung. Sie können aus Metall oder Kunststoff bestehen.
Üblicherweise wird das Treibladungspulver durch eine mechanisch oder elektrisch initiierte Reaktion eines Anzündsatzes, der aus mindestens einem Primärexplosivstoff besteht, angezündet. Damit ist im allgemeinen eine sichere Anzündung gewährlei- stet.
Fertigung und Einsatz von Anzündsätzen mit Primärexplosivstoffen sind jedoch aufgrund sicherheitstechnischer Forderungen nur unter besonderen Auflagen erlaubt. Hinzu kommen Erschwernisse beim Transport als Gefahrgut sowie bei Lagerung und Handhabung, wozu speziell ausgebildetes und unterwiesenes Personal benötigt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, eine Anzündung für Treibladungspulver bereitzustellen, die diese Nachteile nicht aufweist.
Gelöst wurde diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorzugsweise Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Im wesentlichen handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Anzündmittel um eine primärexplosivstofffreie Anzündung für Treibladungspulver, die mindestens ein Oxi- dationsmittel, mindestens ein Reduktionsmittel und mindestens ein Bindemittel enthält. Das erfindungsgemäße Anzündmittel erzeugt beim Verbrennen Partikel, die das Treibladungspulver anzünden.
Durch die vorliegende Erfindung ist es damit erstmals möglich, Treibladungspulver ohne den Einsatz von Primärexplosivstoffen sicher anzuzünden.
Eingesetzt werden kann das erfindungsgemäße Anzündmittel beispielsweise zur sicheren Anzündung von Treibladungspulver, das sich in Kartuschen befindet, die beispielsweise in Bolzensetzgeräten eingesetzt werden. Als Treibladungspulver kann beispielsweise solches aus Nitrocellulose eingesetzt werden. Es kann jedoch auch aus Komponenten bestehen, die beispielsweise in Treibladungspulvern zur Bereitstel- lung von CO-armen Reaktionsschwaden verwendet werden (beispielsweise sog. SINCO®-Treibladungspulver). Verwiesen sei in diesem Zusammenhang auf die EP 0 809 616 A1. Solche Kartuschen sind beispielsweise in der DE 198 24 122 A1 beschrieben. Sie können durch eine Folie, beispielsweise aus Aluminium abgedeckt sein.
Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, solche Abdeckfolien mit dem erfindungsgemäßen Anzündmittel zu behandeln, und dadurch, nach entsprechender Initiierung, als Anzündung für das Treibladungspulver zu wirken.
Dazu wird die Folie, beispielsweise eine Aluminiumfolie, an der Innenseite der Kartusche mit dem erfindungsgemäßen Anzündmittel bestrichen, getrocknet und auf die mit Treibladungspulver gefüllte Kartusche aufgebracht, beispielsweise durch Verkleben. Wird nun die Kartuschenabdeckung von außen schnell aufgeheizt, beispielsweise durch eine elektrische Entladung, kann das Aluminium mit den aufgebrachten Komponenten reagieren und es bilden sich brennende Partikel, die das Treibladungspulver anzünden.
Gegenstand der Erfindung sind daher auch Beschichtungen, die auf Folien aufgebracht werden können und beim Verbrennen Partikel erzeugen, die das Treibla- dungspulver anzünden kann, sowie die mit dem erfindungsgemäßen Anzündmittel beschichteten Folien.
Die erfindungsgemäßen Anzündmittel können aus folgenden Komponenten oder Mischungen dieser Komponenten bestehen:
Als Bindemittel können beispielsweise eingesetzt werden:
- Nitrocellulose, Cellulose sowie deren Derivate wie Celluloseacetate, Cellulosebuty- rate, Celluloseacetobutyrate, Polyvinylbutyrale, Polyvinylbutyrate, Polynitropoly- phenylen oder Polynitropolyphenylether sowie deren Mischungen.
Als Oxidationsmittel können beispielsweise eingesetzt werden:
- Nitrate der Alkali- oder Erdalkalielemente oder des Ammoniums, beispielsweise Natriumnitrat, Kaliumnitrat oder Ammoniumnitrat, den Perchloraten der Alkali- oder Erdalkalielemente oder des Ammoniums, den Peroxiden der Erdalkalielemente oder des Zinks, beispielsweise Zinkperoxid oder deren Mischungen.
Als Reduktionsmittel können beispielsweise eingesetzt werden:
- Aluminium, Titan, Titanhydrid, Bor, Borhydrid, Zirkon, Zirkoniumhydrid, Graphit oder Ruß sowie deren Mischungen.
Als Stabilisatoren können beispielsweise die bei der thermischen Zersetzung von Salpetersäureestern bewährten Komponenten eingesetzt werden, beispielsweise Harnstoffderivate wie Centralite oder Akardite.
Als Abbrandmoderatoren können beispielsweise Ferrocen und seine Derivate oder Oxidationsmittel, die verschiedene Wertigkeitsstufen durchlaufen, verwendet werden. Als weitere Zuschläge können beispielsweise energiereiche Stoffe zur Verbesserung des Abbrandes, der Energie und der thermischen Stabilität des aufgebrachten Lak- kes zugefügt werden. Solche Zuschläge sind Sekundärexplosivstoffe wie z. B. Okto- gen, Hexogen usw..
Zur Erkennung verschiedener Rezepturen kann es sinnvoll sein, farbgebende Komponenten hinzufügen.
Zur Verbesserung der Geruchseigenschaften der Schwaden ist die Zugabe von Duftstoffen zweckmäßig.
Zur Erkennung von mißbräuchlicher Verwendung kann die Zugabe von Stoffen, die eine nachträgliche Zuordnung zum Hersteller erlauben, angezeigt sein.
Die Menge der einzelnen Komponenten richtet sich im wesentlichen nach dem jeweiligen Verwendungszweck. Das Oxidationsmittel kann vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, das Reduktionsmittel vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-% und das Bindemittel vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 40 Gew.-% eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird das Oxidationsmittel in einem Bereich von 10 bis 40 Gew.-%, das Reduktionsmittel in einem Bereich von 10 bis 40 Gew.-% und das Bindemittel in einem Bereich von 5 bis 20 Gew.-% eingesetzt. Zugabe von Stabilisatoren, Abbrandmoderatoren und anderen Zuschlägen richtet sich ebenfalls nach dem jeweiligen Verwendungszweck. Die Art und die Menge kann leicht ermittelt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Anzündung erfolgt nach an sich bekannten Verfahren beispielsweise durch Mischen der Komponenten und Aufbringen mittels Streichen oder auch nach dem Siebdruckverfahren.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie einzu- schränken: Beispiele
Die nachfolgende Tabelle gibt die Zusammensetzung von erfindungsgemäßen Anzündmitteln an, die in Form von Beschichtungen eingesetzt werden können.
Die Beschichtungen können folgendermaßen hergestellt werden:
Der erfindungsgemäß definierte Binder wird in einem an sich bekannten und geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise Methylacetat, gelöst und die Einzelkomponenten unter Rühren zugeben. Die Lösemittelmenge richtet sich nach der Laboriermethode und der geforderten Viskosität.

Claims

_ g _Patentansprüche
1. Anzündmittel für Treibladungspulver, dadurch gekennzeichnet, dass es pri- märexplosivstoffrei ist und mindestens ein Oxidationsmittel, mindestens ein Reduktionsmittel und mindestens ein Bindemittel enthält.
2. Anzündmittel für Treibladungspulver nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es beim Verbrennen Partikel erzeugt, die das Treibladungspulver anzünden.
3. Anzündmittel für Treibladungspulver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus den Nitraten der Alkali- oder Erdalkalielemente oder des Ammoniums, den Perchloraten der Alkali- oder
Erdalkalielemente oder des Ammoniums, den Peroxiden der Erdalkalielemente oder des Zinks oder deren Mischungen, das Reduktionsmittel ausgewählt ist aus Aluminium, Titan, Titanhydrid, Bor, Borhydrid, Zirkon, Zirkoniumhydrid, Graphit oder Ruß oder deren Mischungen und das Bindemittel ausgewählt ist aus Nitrocellulose, Cellulose oder deren Derivate wie Celluloseacetate, Cellulose- butyrate, Celluloseacetobutyrate, Polyvinylbutyrale, Polyvinylbutyrate, Polynitro- polyphenylen, Polynitropolyphenylether oder deren Mischungen.
4. Anzündmittel für Treibladungspulver nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich mindestens einen Stabilisa- tor, mindestens einen Abbrandmoderator und/oder mindestens einen Zuschlag zur Verbesserung des Abbrandes, der Energie oder der thermischen Stabilität enthält.
5. Anzündmittel für Treibladungspulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Stabilisator eine bei der thermischen Zersetzung von Salpetersäuree- stern bewährte Komponente aus der Gruppe der Harnstoffderivate oder deren
Mischungen, als Abbrandmoderator ein Oxidationsmittel, das verschiedene Wertigkeitsstufen durchläuft oder Ferrocen oder dessen Derivate oder deren Mischungen und als Zuschlag zur Verbesserung des Abbrandes, der Energie oder der thermischen Stabilität mindestens ein Sekundärexplosivstoff ausge- wählt ist.
6. Verwendung des Anzündmittels gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zum Beschichten von Treibladungspulver. _ _
7. Verwendung des Anzündmittels gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zum Beschichten von Abdeckfolien für Treibladungspulver.
8. Verwendung des Anzündmittels gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zum Beschichten von Kartuschenabdeckungen für Treibladungspulver.
9. Abdeckfolie für Treibladungspulver, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Anzündmittel gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 beschichtet ist.
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