Brevet FR2573066A1 — publié le 19860516

La présente invention concerne des composi- tions de charges d'amorçage pour munitions d'armes porta- tives et munitions similaires. Des compositions de charges d'amorçage pour armes portatives contiennent en général trois composants principaux comprenant un ou plusieurs explosifs sensibles à la percussion qui agissent comme amorcesdétonateurs, une source de combustible et un ou plusieurs composés comburants. La source de combustible agit comme un géné- rateur de flamme et un modificateur de combustion. Les composés comburants apportent de l'oxygène pour la source combustible. En outre, d'autres ingrédients peuvent être présents, comprenant des liants chimiques et des matières sensibilisatrices. La plupart des compositions de charges d'amor- çage pour armes portatives ont utilisé en association du styphnate de plomb comme explosif d'amorçage, du sulfure d'antimoine et de l'aluminium comme combustibles et du nitrate de baryum comme comburant, dans diverses proportions. Ces compositions d'amorçage produisent, lorsqu'elles sont mises à feu, des oxydes de plomb et de baryum toxiques qui, dans des situations particulières telles qu'un tir en salle, créent des dangers potentiels pour la santé et pour l'environnement. L'un des buts de la présente invention est de trouver une composition de charge d'amorçage apte à être utilisée dans des munitions d'armes portatives avec un minimum de danger pour l'environnement. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet de trouver une composition de charge d'amor- çage pour munitions d'armes portatives, qui n'engendre pas de sousproduits de combustion toxiques contenant du plomb, du baryum ou d'autres matières dangereuses. Un autre objet de la présente invention est de trouver une composition de charge d'amorçage qui puisse être mise en oeuvre dans des conditions de forte humidité sans réactions chimiques secondaires nocives. La composition de charge d'amorçage de la présente invention comprend un composé explosif non métallique sensible à la percussion, associé à une source combustible et à un comburant formé de dioxyde de man- ganèse. Des matières diazoiques, triazoliques et tétra- zoliques comprenant du diazodinitrophénol et du tétracène constituent des explosifs non métalliques convenables. Toutefois, on donne la préférence au diazodinitrophénol parce qu'il peut être synthétisé directement à partir de précurseurs chimiques faciles à obtenir. En outre, le diazodinitrophénol est une matière relativement sure en comparaison de composés contenant du plomb ou d'autres métaux lourds. Des sources combustibles pouvant être adaptées à la présente invention sont les sources bien connues dans ce domaine, comprenant l'aluminium, le sulfure d'antimoine, le titane, le siliciure de calcium, la nitrocellulose et le zirconium. La plupart des compositions de charges d'amor- çage, y compris celles de la présente invention, sont produites dans des conditions de forte humidité afin d'éviter une détonation accidentelle sous l'effet de la chaleur, d'un choc ou d'un impact. De nombreux compo- sés donneurs d'oxygène tels que le peroxyde de calcium, le peroxyde de magnésium et tous les nitrates solubles dans l'eau (comprenant le nitrate de sodium et le nitrate de potassium) produisent des réactions chimiques secon- daires nocives lorsqu'ils se trouvent en présence d'autres ingrédients de charges d'amorçage dans des conditions de forte humidité. De telles réactions donnent un produit de mauvaise qualité dont la sensibilité à l'impact est réduite. La Demanderesse vient de découvrir que le dioxy- de de manganèse, contrairement à d'autres comburants, pouvait être utilisé dans des conditions de forte humi- dité et qu'il permettait d'obtenir, comme comburant unique ou prédominant avec d'autres ingrédients, une charge d'amorçage satisfaisante qui n'engendre pas de résidus toxiques lorsqu'elle est mise à feu. Le dioxyde de manganèse est insoluble dans l'eau et il ne réagit pas de façon nocive avec d'autres ingrédients pendant les opérations de fabrication dans des conditions de forte humidité. En outre, il constitue un donneur d'oxy- gène très efficace. On peut utiliser le dioxyde de manga- nèse synthétique ou le dioxyde de manganèse naturel (minerai), bien qu'on donne la préférence aux formes synthétiques. La plus grande pureté du dioxyde de manga- nèse synthétique en fait un donneur d'oxygène supérieur. Outre les composants indiqués ci-dessus, on peut ajouter des liants. Ces liants comprennent, par exemple, la gomme arabique, la gomme adragante et la gélatine. Des matières sensibilisatrices peuvent aussi être ajoutées. Le verre en poudre, le titane, le siliciure de calcium et le tétracène représentent des matières sensibilisatrices bien connues qui peuvent être utilisées dans la' présente invention. On peut aussi ajouter des explosifs secon- daires. Ces explosifs secondaires sont utilisés pour modifier le caractère explosif de la charge d'amorçage, selon son but de destination. Ces matières comprennent des composés connus dans l'art antérieur, à l'exclusion de ceux qui contiennent du plomb, du baryum, du mercure et d'autres éléments nocifs. Des explosifs secondaires appréciés comprennent des esters nitrés tels que pen- thrite et nitromannite. Des charges d'amorçage contenant du dioxyde de manganèse comme unique comburant tendent à créer des pressions excessivement hautes. En conséquence, il est préconisé d'utiliser un comburant secondaire. Le peroxyde de strontium et le peroxyde de zinc sont des comburants secondaires convenables. Toutefois, le peroxyde de zinc présente moins de problèmes de toxicité rémanente et on lui donne la préférence. Les composants chimiques de la présente invention peuvent être associés dans des proportions quelconques selon les caractéristiques désirées du pro- duit final. Le tableau représente d'une façon générale les associations possibles d'ingrédients de la présente invention. TABLEAU Composant chimique % en poids Explosif primaire non métallique (par exemple diazodinitrophénol) 20-40 Sensibilisateur 0-10 Combustible 15-30 Explosif secondaire 0-50 Dioxyde de manganèse 10-50 Comburant secondaire 0-20 Liant 0- 2 Des exemples illustrant la présenite invention sont donnés ci-dessous: Dans la préparation des deux exemples de compositions donnés ci-dessous, le diazodinitrophénol, le tétracène et la nitrocellulose ont été préparés tout d'abord dans un état humide renfermant, respectivement, %, 35 % et 15 % d'eau. Ces matières ont été mélangées ensuite, le mélange étant suivi de l'addition d'aluminium en poudre atomisé (combustible). Ensuite, du dioxyde de manganèse et du peroxyde de zinc (contenant de l'oxyde de zinc comme impureté) ont été réunis pour former un mélange en poudre. Ce mélange a ensuite été adjoint aux autres ingrédients décrits ci-dessus. Un liant formé de gomme arabique, de gomme adragante, de gélatine et d'eau (65 %) a ensuite été ajouté. Dans l'exemple 2, on a ajouté un sensibilisateur à base de silice. Le mélange d'amorçage humide prêt à l'emploi a été pressé dans une plaque perforée pour former des pastilles de dimensions désirées destinées à être char- gées dans des cuvettes à charge d'amorçage. Après avoir chargé les cuvettes, on a bourré la charge humide en appliquant une feuille de papier, on a placé une couche de laque d'obturation par-dessus la feuille et on a séché les charges d'amorçage à 32,2 C dans une enceinte sèche. Après le séchage, les charges d'amorçage ont été soumises à un essai classique appelé "essai de chute" en utilisant une masse moyenne de 55,0 g que ' l'on fait tomber sur un percuteur de fusil. La "hauteur moyenne de percussion" indiquée ci-dessous est la hauteur de chute à laquelle 50 % des charges d'amorçage ont été mises à feu et 50 % ont échoué à la mise à feu. Un autre lot de charges d'amorçage a été placé dans des cartouches de Luger de 9 mm et ses propriétés balis- tiques ont été éprouvées comparativement à des cartouches comportant des charges d'amorçage classiques à base de styphnate de plomb. Les résultats sont les suivants: EXEMPLE 1 Diazodinitrophénol 25,0 % Tétracène 5,0 % Nitrocellulose 22,0 % Aluminium en poudre atomisé 5,0 % Dioxyde de manganèse 24,0 % Peroxyde de zinc 10,5 % Oxyde de zinc 8,3 % Liant 0,2 % EXEMPLE 2 Diazodinitrophénol 24,0 % Tétracène 6,0 % Nitrocellulose 22,0 % Aluminium en poudre atomisé 5,0 % Dioxyde de manganèse 16,0 % Peroxyde de zinc 14,5 % Oxyde de zinc 11,3 % Liant 0,2 % Silice 1,0 % Résultats de l'essai de chute - 50 échantillons Exemple 1 Exemple 2 Hauteur moyenne de mise à feu 13,66 cm 10,92 cm Ecart-type 2,89 1,42 Propriétés balistiques échantillons Exemple 1 Exemple 2 Charges d'amor- çage à base de styphnate de plomb Pression moyenne dans la chambre (MPa) 222,2 208,6 211,7 Ecart-type 6,6 4,8 2,6 Vitesse initiale moyenne, m/s 358,7 341,3 352,3 Ecart-Type 4,3 4,0 1,2 Comme cela est évident pour l'homme de l'art, -les résultats reproduits ci-dessus indiquent que la composition de l'invention est très satisfaisante pour le but auquel on la destine. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limi- tatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Composition de charge d'amorçage, carac- térisée en ce qu'elle comprend: au moins une matière explosive non métallique sensible à la percussion choisie dans la classe compre- nant des composés diazoîques, triazoliques et tétrazoli- ques; au moins une source combustible du dioxyde de manganèse, et un comburant secondaire choisi dans la classe comprenant le peroxyde de strontium et le peroxyde de zinc, ledit comburant secondaire étant présent en une quantité non supérieure à la quantité en poids de dioxyde de manganèse. 2. Composition de charge d'amorçage suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit explosif non métallique est le diazodinitrophénol. 3. Composition de charge d'amorçage, carac- térisée en ce qu'elle comprend au moins une source com- bustible; et du dioxyde de manganèse. 4. Composition de charge d'amorçage suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un explosif non métallique secondaire. 5. Composition de charge d'amorçage suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ledit explosif secondaire est un ester nitré. 6. Composition de charge d'amorçage suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'ester nitré est choisi entre le penthrite et le nitromannite. 7. Composition de charge d'amorçage, carac- térisée en ce qu'elle comprend environ 20 à 40 % d'une matière explosive primaire non métallique choisie dans la classe consistant en composés diazolques, triazoliques et tétrazoliques, environ 0 à 10 % d'une matière sensibi- lisatrice, environ 15 à 30 % d'une matière combustible, environ 0 à 50 % d'un explosif secondaire non métallique, environ 10 à 50 Z de dioxyde de manganèse, environ 0 à 20 % de comburant secondaire choisi dans la classe comprenant le peroxyde de zinc et le peroxyde de stron- tium et environ 0 à 2 % d'un liant, tous ces pourcentages étant exprimés en poids de ladite composition, ledit comburant secondaire étant présent en une quantité non supérieure à la quantité de dioxyde de manganèse. 8. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit comburant secondaire est le peroxyde de zinc. 9. Composition suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend entre 16 et 24 % de dioxyde de manganèse et entre 10,5 et 14,5 % de peroxyde de zinc, en poids.