Brevet FR2612177A1 — publié le 19880916

COMPOSITIONS D'ALLUMAGE POUVANT ETRE ALLUMEES ELECTRI- QUEMENT, POUR MUNITIONS SANS ETUI ET CARTOUCHES PROPULSIVES. L'invention concerne des compositions d'allumage pou- vant être allumées électriquement, contenant. des agents d'oxydation en mélange avec des explosifs primaires et des liants. Parmi les autres constituants des compositions d'allumage, on peut citer des réducteurs, des explosifs secondaires et des matières inertes, connus en soi. Les nou- velles compositions d!allumage selon l'invention sont utili- sées pour l'allumage électrique de munitions sans étui ou de cartouches propulsives. Les munitions sans étui pouvant être allumées électriquement sont déjà connues en soi. Elles pré- sentent un intérêt croissant, notamment pour les petits calibres, de l'ordre de grandeur de 5 mm. L'allumage de la cartouche peut alors être provoqué par un allumeur, consti- tué d'un matériau électroconducteur finement divisé (brevet GB N 1 389 392), ou d'un revêtement correspondant, dont la résistance électrique élevée déclenche l'allumage après pas- sage de courant (DE-OS 22 06 468). L'inconvénient de ces formes de réalisation réside dans la formation, dans les vapeurs qui se dégagent, d'un pourcentage plus ou moins élevé de produits toxiques. Les cartouches propulsives sont utilisées pour les pis- tolets à scellement ou pour l'étourdissement des bovins. La forme de réalisation d'une cartouche sans étui est consti- tuée d'un bloc de propergol comprimé, en une poudre de pro- pergol à base de nitrocellulose, laquelle est reliée à une plaquette d'allumage. Cette dernière peut contenir des explosifs primaires pour accélérer la réaction, et des cris- taux d'antimoine, répondant à des spécifications particuliè- res, pour déclencher la réaction. Se posait donc le problème consistant à mettre au point des compositions d'allumage pour munitions sans étui et pour cartouches propulsives, pouvant être allumées électrique- ment, et dont les vapeurs contiennent un pourcentage réduit de composés toxiques. Par ailleurs, les vapeurs qui se déga- gent doivent être exemptes de gaz agressifs. Ce problème est résolu grâce à des compositions d'allu- mage pouvant être allumées électriquement, contenant des agents d'oxydation en mélange avec des explosifs primaires et des liants, caractérisées en ce qu'elles contiennent en tant qu'agent d'oxydation du peroxyde de zinc, en tant qu'explosifs primaires ceux qui, en contact direct avec un bloc de propergol comprimé, ne déclenchent pas de détona- tion, et en outre des fibres en un matériau conducteur. Certes, on connait déjà, à partir du brevet DE-33 21 943-A1, des compositions d'allumage à base de peroxyde de zinc et d'explosifs primaires spéciaux, et qui peuvent être utilisées pour allumer des munitions sans étui. Cependant, du fait de leur composition, la réaction ne peut être déclenchée que sous l'effet d'actions mécaniques. Il n'est pas possible d'allumer électriquement ces compositions. Les explosifs primaires pouvant être utilisés selon l'invention sont ceux qui, en contact direct avec un bloc comprimé de poudre de propergol à base de nitrocellulose, ne déclenchent pas de détonation. On entend par là une réaction dans laquelle la réaction d'une substance explosive est cou- plée à une onde de choc, ce qui amorce la réaction d'une manière immédiate. Les explosifs primaires dans le cas des- quels cette réaction ne peut avoir lieu, et qui conviennent donc à une utilisation dans les compositions d'allumage électrique selon l'invention, sont par exemple les sels de potassium et de strontium du trinitrophénol et du trinitro- résorcinol. On peut aussi utiliser les sels de plomb du tri- nitrorésorcinol, sous forme normale ou basique, dans la mesure o l'on peut tolérer un faible pourcentage de plomb dans les vapeurs. Le pourcentage de ces sels de plomb devrait toutefois être limité à des quantités inférieures à % en poids dans la composition d'allumage. Les compositions d'allumage selon l'invention peuvent contenir les explosifs primaires en des concentrations com- prises entre 20 et 70 % en poids. La granulométrie de ces explosifs primaires peut être fine ou grossière. Dans les compositions d'allumage selon l'invention, on utilise en tant qu'agent d'oxydation le peroxyde de zinc. Ce dernier a de préférence une teneur en oxygène actif supé- rieure à 12,3 %. La fabrication d'un tel peroxyde de zinc est décrite dans le brevet DE-29 52 069, auquel il est fait expressément référence ici. La teneur des compositions d'allumage selon l'invention en peroxyde de zinc peut varier entre 5 et 70 % en poids. La granulométrie du peroxyde de zinc peut alors être fine ou grossière. De plus, les compositions d'allumage selon l'invention peuvent encore contenir des réducteurs ou d'autres consti- tuants, qui contribuent à la réaction, et aussi d'autres matières inertes. Les réducteurs convenables sont les réducteurs dont l'utilisation est connue en soi dans les compositions d'allumage, et qui améliorent la capacité d'allumage. On peut citer à titre d'exemples de substances utilisables les poudres métalliques de titane, de zirconium, de magnésium, de cérium-magnésium, de cérium-silicium ou les alliages d'aluminium et de magnésium. La teneur de la composition d'allumage en réducteur peut être comprise entre O et 20 % en poids. Parmi les autres constituants contribuant à la réac- tion, il faut citer essentiellement les explosifs secondai- res, comme par exemple la nitrocellulose et le tétranitrate de pentaérythritol. On utilise alors de préférence la nitro- cellulose, qui joue simultanément le rôle d'un liant. Les compositions d'allumage selon l'invention présentent une teneur comprise entre 1 et 30 % en poids en ces explosifs secondaires ayant les propriétés d'un liant. On peut aussi trouver dans les compositions d'allumage- selon l'invention des explosifs secondaires ne présentant pas les propriétés d'un liant. On peut citer à titre d'exem- ples l'octogène, de même que les composés aminés des matiè- res aromatiques nitrées, par exemple du trinitrobenzène, et en particulier le mono-, le di- ou le triaminotrinitro- benzène ou le diaminohexanitrodiphényle, ce à quoi on peut ajouter les produits d'acylation de ces composés, par exem- ple l'hexanitrooxanilide ou l'hexanitrodiphénylurée. Appar-- tiennent en outre à ces explosifs secondaires par exemple l'hexanitrostilbène, l'oxyde d'hexanitrodiphényle, le sul- fure d'hexanitrodiphényle, l'hexanitrodiphénylsulfone et l'hexanitrodiphénylamine, ainsi que le tétranitrocarbazole, la tétranitroacridone ou le poly(nitrate de vinyle). La teneur de la composition d'allumage en ces substances peut être comprise entre O et 30 % en poids. On peut utiliser en tant que matières inertes les sub- stances connues en soi dans les systèmes d'allumage, et qui sont aussi utilisées dans le but d'adapter les propriétés de ces compositions à l'application prévue. On peut citer à titre d'exemple le dioxyde d'étain. Appartiennent en outre aux matières inertes d'autres liants, colorants et adhésifs, ainsi que les passivants déjà mentionnés. La teneur des com- positions d'allumage selon l'invention en matières inertes peut varier entre 0 et 20 % en poids. Les compositions d'allumage selon l'invention contien- nent en outre des fibres en un matériau conducteur. On peut alors utiliser comme matériau conducteur tant du carbone qu'un métal ou un alliage conduisant le courant électrique, par exemple le laiton. Parmi les fibres métalliques pouvant être utilisées on peut citer par exemple les fibres de fer ou de cuivre. On choisit alors la longueur et l'épaisseur des fibres de façon que l'on puisse avoir un nombre suffi- sant de tirs avec la source de courant utilisée pour l'allu- mage. Si nécessaire, les fibres peuvent être mécaniquement broyées avant mélange, et être réparties dans un milieu inerte. Ce milieu inerte peut aussi être l'un des liants mentionnés ci-dessus. Le broyage s'effectue de préférence grâce à un équipement Ultra-Turrax. Une autre forme de réa- lisation des fibres consiste en l'application de fibres ordonnées, sous la forme par exemple de réseaux ou de tissus. La teneur de la composition d'allumage en fibres peut varier entre 0,5 et 20 % en poids. La fabrication des compositions d'allumage selon l'invention s'effectue selon des procédés connus en soi, par mélange de l'explosif primaire, de l'agent d'oxydation, des fibres et éventuellement des autres constituants du mélange, avec un liant dissous dans un solvant, lequel peut simulta- nément être un explosif secondaire, par exemple la nitro- cellulose. Ce mélange peut être réalisé par des procédés connus en soi, par agitation, malaxage ou des procédés ana- logues de répartition. La composition d'allumage est alors obtenue sous la forme d'une masse pâteuse, laquelle peut ensuite être appliquée sur un bloc de propergol sans étui. Les compositions d'allumage selon l'invention, pouvant être allumées électriquement, ne jouent pas seulement le rôle d'une composition d'allumage, mais, en outre, elles peuvent être directement combinées, sans relais supplémen- taire, aux blocs de propergol comprimé sans étui, par exem- ple en nitrocellulose, et qui peuvent aussi contenir un pro- jectile. En général, on procède pour cela par application directe d'une composition selon l'invention, à l'aide d'un dispositif doseur, par exemple des pipettes, des seringues ou assimilé. La présence de solvants qui dissolvent par exemple la nitrocellulose conduit alors à une liaison directe, mécaniquement stable, de la composition d'allumage pouvant être allumée électriquement et du propergol com- primé. Au lieu d'appliquer la composition d'allumage par des seringues, pipettes ou assimilé, on peut aussi utiliser un poinçon, que l'on immerge d'abord dans la composition d'allumage, le mélange qui adhère au poinçon pouvant ensuite être appliqué sur le bloc de propergol comprimé. Un autre mode d'application des compositions d'allumage selon l'invention consiste à faire appel par exemple à des tamis, à travers lesquels on fait passer la matière pâteuse, comme dans le procédé de sérigraphie. De plus, le mélange d'allumage peut être coulé, laminé ou extrudé pour former des bandes ou des feuilles. A partir de ces dernières, et après le séchage, on découpe par estam- page des plaquettes d'allumage ayant la forme voulue, aux- quelles on ajoute ensuite des solvants qui dissolvent la nitrocellulose ou la contiennent déjà (s'il s'agit d'adhé- sifs), avant fixation sur les blocs de propergol comprimé. Les résidus des compositions d'allumage restant après les opérations d'application décrites ci-dessus peuvent, après traitement par des solvants, être de nouveau ajoutés directement à de nouvelles compositions. Les exemples suivants servent à illustrer l'invention, sans la limiter. Exemple 1 (Fabrication des matières premières) On fait précipiter du picrate de potassium par réaction de picrate de magnésium sur du nitrate de potassium ou du sulfate de potassium en solution aqueuse, on le filtre et on le lave à l'eau pour le débarrasser des sels de magnésium. Puis on déplace l'eau à l'aide d'alcool. Le picrate de potassium est conservé sous cette forme (humidité de l'alcool environ 30-40 % en poids). La fibre de carbone est broyée dans l'eau, avec un savon non-moussant, jusqu'à une longueur de fibre inférieure à 3 mm (agitateur Ultra-Turrax). Pour éviter un échauffement de l'agitateur, on fait tourner ce dernier pendant 30 minu- tes à 75 % de son régime maximal. Exemple 2 (Fabrication de la composition d'allumage pouvant être allumée électriquement) A un mélange de 3,5 g de picrate de potassium (calculé en matière sèche) dans environ 30 à 40 % en poids d'éthanol, de 0,5 g de peroxyde de zinc ayant une granulométrie moyenne d'environ 15.10-6 m, de 0,5 g de poudre de titane et de 0,8 g de fibres de carbone, on ajoute une solution de 1 g de nitrocellulose (teneur en azote 13,5 %) dans 39 g d'un mélange 1:1 des solvants acétate de butyle et acétate d'éthyle, puis on homogénéise. Cette composition est appli- quée sur un comprimé de nitrocellulose, par l'un des procé- dés décrits ci-dessus. Les compositions ainsi fabriquées ont été mises à réagir d'une manière connue en soi, à l'aide de charges de condensateur de 100 ou 200 pF sous 40 V, avec une électrode d'allumage. Revendications 1. Compositions d'allumage pouvant être allumées élec- triquement, contenant des agents d'oxydation en mélange avec des explosifs primaires et des liants, caractérisés en ce qu'elles contiennent en tant qu'agent d'oxydation du pero- xyde de zinc, en tant qu'explosifs primaires ceux qui, en contact direct avec un bloc de propergol comprimé à base de nitrocellulose, ne déclenchent pas de détonation, et en outre des fibres en un matériau conducteur. 2. Compositions d'allumage selon la revendication 1, caractérisées en ce qu'elles contiennent en tant qu'explo- sifs primaires des sels de potassium du trinitrophénol et/ou du trinitrorésorcinol, ou des sels de plomb du trinitroré- sorcinol. 3. Compositions d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisées en ce qu'elles contien- nent en tant que fibres en un matériau conducteur des fibres de carbone. 4. Compositions d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisées en ce qu'elles contien- nent en outre, en tant que liant, de la nitrocellulose. 5. Compositions d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisées en ce qu'elles contien- nent en outre encore un réducteur. 6. Compositions d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisées en ce que le pourcentage des fibres dans les compositions est compris entre 0,5 et % en poids, et que le pourcentage des explosifs primai- res est compris entre 20 et 70 % en poids.