Brevet FR2761059A1 — publié le 19980925

L'invention concerne une composition pour bouton d'allumettes. Actuellement, les compositions pour bouton d'allumettes contiennent du chlorate de potassium KC103 en tant que comburant, de la gélatine en tant que colle et combustible, du bichromate de potassium en tant que catalyseur de la réaction entre le comburant et le phosphore, ce phosphore étant généralement contenu dans les gratins, de l'oxyde de zinc ZnO en tant que tampon de pH neutre pour éviter la destruction de la gélatine et en tant que charge amphotère, une substance colorante et différentes charges de masse pour assurer la forme et la cohésion du bouton avant l'allumage, lors de l'allumage et après l'allumage de l'allumette et enfin de la silice en tant qu'abbrasif. Ces compositions pour bouton d'allumettes contiennent des métaux lourds, toxiques, couteux et difficiles à retraiter que sont le chrome et le zinc. Il existe également des compositions pour bouton d'allumettes ne contenant pas ces métaux lourds. Dans ce cas, le bouton pour allumette contient principalement du phosphore ou un dérivé du phosphore. Mais on ne peut avec ce dernier type de compositions obtenir des couleurs claires comme avec les boutons contenant principalement du chrome et du zinc. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une composition pour bouton d'allumettes du type comprenant: - du chlorate de potassium KC103 en tant que comburant, - de la gélatine en tant que colle et combustible, - des charges, - un abrasif, - un catalyseur de la réaction entre le comburant contenu dans le bouton et le phosphore contenu dans le gratin, dans laquelle le catalyseur est du chlorure de magnésium. Plus particulièrement, le chlorure de magnésium est du chlorure de magnésium hexahydrate, MgC12, 6H20. La composition de l'invention contient généralement entre 0,5 % et 12 % en poids de chlorure de magnésium hexahydrate sur la base du poids total sec de la composition obtenue en final. De préférence elle contient entre 0,5 % et 1 % en poids de chlorure de magnésium hexahydrate par rapport au poids total sec de la composition obtenue en final. Lorsque la composition contient moins de 0,5 % en poids de chlorure de magnésium hexahydrate sur la base du poids total sec de la composition, elle contient de plus du phosphore, en quantité minoritaire. La composition de l'invention peut de plus contenir une substance hydrophobe. Une substance hydrophobe appropriée est du talc, de l'oxyde de titane, une résine hydrophobe, par exemple une résine acrylique hydrophobe ou un mélange de deux ou plus de ceux-ci. Dans le cas o la composition contient une substance hydrophobe, elle contient jusqu'à 15 % en poids de ladite substance hydrophobe par rapport au poids total sec de la composition obtenue en final. Plus particulièrement elle contient entre 6 % et 7 % en poids sec de ladite substance hydrophobe par rapport au poids sec de la composition obtenue en final. La composition de l'invention peut de plus comprendre une base, lorsque la gélatine utilisée est du type acide. Dans ce cas, une base appropriée est l'hydroxyde de sodium, NaOH. La composition de l'invention peut également contenir de plus une substance colorante. Dans ce cas, lorsque la substance colorante est du type acide ou basique, la composition contient de plus une substance tampon de pH neutre. Une telle substance tampon appropriée est de l'oxyde de zinc, ZnO. Plus particulièrement, la composition peut comprendre entre 2 % et 3 % d'oxyde de zinc. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui suit. Les compositions pour bouton de l'art antérieur comprennent en tant que catalyseur du bichromate de potassium. Le bichromate de potassium, en solution, est un oxydant puissant qui se décompose en plusieurs dérivés du bichromate, de degrés d'oxydation différents. Il réagit en particulier avec la gélatine également contenue dans la composition en détruisant ses propriétés d'agent de gonflement. On introduit donc, dans les compositions pour bouton pour allumettes de l'art antérieur un agent tampon de pH neutre qui va agir avec les différents composés du chrome en ralentissant les réactions de décomposition du bichromate et en favorisant certaines réactions qui permettent au milieu de rester stable. Egalement, la composition, par l'ajout de cet agent tampon de pH neutre qu'est l'oxyde de zinc conserve un pH qui ne modifie pas les propriétés de la gélatine. Le bichromate de potassium et l'oxyde de zinc contiennent des métaux lourds toxiques, coûteux et difficiles à recycler. La composition pour bouton d'allumettes de l'invention ne contient plus de chrome et beaucoup moins, si ce n'est plus du tout, de zinc. En effet, dans la composition pour bouton d'allumettes de l'invention, le catalyseur n'est plus le bichromate de potassium mais le chlorure de magnésium. Le chlorure de magnésium est un produit facilement disponible commercialement, soluble dans l'eau et l'alcool et est considéré comme non toxique. Il est utilisé pour l'ignifugation du bois, dans la papeterie, dans l'industrie textile et dans la composition de certains extincteurs. or, on a maintenant trouvé que c'est également un excellent catalyseur de la réaction du chlorate de potassium avec le phosphore. L'utilisation de chlorure de magnésium en tant que catalyseur dans une composition pour bouton d'allumettes présente donc un premier avantage: il élimine l'utilisation du bichromate de potassium contenant le chrome, toxique, coûteux et difficile à recycler. Il présente également un autre avantage: il ne réagit pas avec la gélatine en détruisant les propriétés de celle- ci. L'utilisation de l'oxyde de zinc n'est donc plus nécessaire à cet égard. Ceci signifie donc que la composition pour bouton d'allumettes de la présente invention ne comporte plus de métaux lourds toxiques, coûteux et difficiles à recycler. Encore un autre avantage de la composition de l'invention est que la composition obtenue est blanche. On peut donc obtenir toutes les couleurs désirées en choisissant la substance colorée voulue. En effet, la composition de l'art antérieur au bichromate de potassium et à l'oxyde de zinc était jaune et nécessitait l'emploi d'une substance de blanchiment, l'oxyde de titane, TiO2, lorsqu'on voulait obtenir un bouton blanc. Avec la composition de l'invention, l'emploi de TiO2 n'est plus nécessaire et l'on obtient de très belles colorations, vives, lumineuses et brillantes. Le chlorure de magnésium préféré utilisé dans l'invention est sous la forme hexahydrate c'est-à-dire MgC12, 6H20. Mais le chlorure de magnésium est très hygroscopique et, selon la teneur en humidité de l'environnement de stockage de l'allumette, il peut apparaître un problème de tenue du bouton sur le corps de l'allumette car une hydratation excessive du chlorure de magnésium peut mener, en final, à une désagrégation du bouton. Pour améliorer la tenue à l'humidité du bouton lors de sa conservation jusqu'à l'utilisation de l'allumette, on peut ajouter à la composition de l'invention une substance hydrophobe. Cette substance hydrophobe peut être du talc, de l'oxyde de titane, une résine hydrophobe, par exemple une résine acrylique ou un mélange d'un ou plus de ces composants ou toute substance hydrophobe qui apparaîtra à l'homme de l'art comme appropriée. La teneur de la composition pour bouton d'allumettes de l'invention en chlorure de magnésium hexahydrate peut varier entre 0,5 % en poids et 12 % en poids par rapport au poids sec de la composition obtenue en final. En dessous de 0,5 % en poids de chlorure de magnésium hexahydrate, la sensibilité du bouton est fortement réduite. Au dessus de 12 % en poids de chlorure de magnésium hexahydrate dans la composition pour bouton, le séchage de la composition est difficile et la tenue du bouton d'allumettes sur le support de l'allumette dans le temps diminue en dessous d'une limite raisonnable. De préférence, la composition pour bouton d'allumettes de l'invention comprendra entre 0,5 % et 1 % en poids de chlorure de magnésium hexahydrate par rapport au poids sec total de la composition obtenue en final. Dans cet intervalle, le bouton pour allumette présente une bonne sensibilité et une bonne tenue sur la tige de l'allumette dans le temps. Il faut cependant noter ici qu'une teneur inférieure à 0,5 % en poids de chlorure de magnésium par rapport au poids total de la composition obtenue en final peut être également utilisée. Dans ce cas, pour augmenter la sensibilité du bouton pour allumette, on ajoute du phosphore. Bien que dans les intervalles, cités ci-dessus, de poids en chlorure de magnésium hexahydrate, la tenue à l'humidité du bouton soit acceptable, afin de l'améliorer encore, et, comme déjà signalé, on peut ajouter une substance hydrophobe dans la composition pour bouton d'allumettes de l'invention. La teneur de la substance hydrophobe dans la composition pour bouton variera bien entendu selon la teneur en chlorure de magnésium contenue dans la composition pour bouton et selon l'hydrophobicité de la substance utilisée. Cependant, avec une substance hydrophobe telle que le talc, l'oxyde de titane, les résines, par exemple les résines acryliques, et les mélanges de ceux-ci, la teneur en substance hydrophobe dans la composition pour bouton d'allumettes de l'invention pourra être de jusqu'à 15 % en poids par rapport au poids sec total de la composition obtenue en final. A titre d'exemple, lorsqu'on utilise entre 0,5 % et 1 % de chlorure de magnésium hexahydrate, on utilise entre 6 % et 7 % en poids de talc dans la composition pour bouton d'allumettes de l'invention. Dans la composition pour bouton de l'invention, le bichromate de potassium n'est plus présent et donc ne pose plus de problème de destruction des propriétés de la gélatine. La gélatine agit dans la composition pour bouton d'allumettes en tant que colle et en tant que combustible. Mais elle sert également à augmenter la quantité d'air dans la composition, ce qui améliore la sensibilité à l'allumage de la composition et également assure la cohésion du bouton. La gélatine sert donc à diminuer la densité de la composition pour allumette en emprisonnant de l'air piégé dans cette composition lors de son malaxage. Cependant, la gélatine perd également ses propriétés en milieu acide ou basique. Or l'acidité de la composition pour bouton d'allumettes peut être amenée par la gélatine elle-même. Cela signifie que lorsque la gélatine utilisée est du type acide, il sera nécessaire d'ajuster le pH de la composition, par ajout d'une base, avant son malaxage, pour obtenir un pH environ neutre et donc la densité voulue de la composition pour bouton d'allumettes. Généralement, la densité appropriée est de l'ordre de 1 à 1,2. Toute base appropriée pour l'ajustement du pH de la composition à un pH environ neutre, c'est-à-dire d'environ 6,5 à 7 pourra bien entendu être utilisée ici. Une base préférée est de l'hydroxyde de sodium, plus particulièrement 10 N. Par ailleurs, la composition pour bouton d'allumettes de l'invention étant blanche, si l'on veut obtenir un bouton pour allumette coloré, il faudra ajouter à la composition pour bouton d'allumettes de l'invention une substance colorante. Mais actuellement certaines couleurs, telles que le rouge, le bordeaux et certains bleus ne peuvent être obtenues qu'avec des substances colorantes acides ou basiques. Il se repose alors le problème de la destruction des propriétés de la gélatine à un pH différent d'un pH environ neutre. Dans le cas de l'utilisation de telles substances colorantes acides ou basiques, il sera donc nécessaire d'ajouter à la composition pour bouton d'allumettes de l'invention une substance tampon de pH neutre, amphotère. De nombreuses substances tampons apparaîtront à l'homme de l'art et pourront être utilisées dans la composition pour bouton d'allumettes de l'invention. Cette substance tampon peut être en particulier de l'oxyde de zinc en raison de son faible coût. Mais dans ce cas, l'oxyde de zinc ne jouera plus que le rôle de tampon et n'aura plus à jouer de rôle de contrebalancement des inconvénients dus à la présence du bichromate de potassium, ce qui permettra de réduire notablement la quantité de ZnO utilisée dans la composition pour bouton d'allumettes de l'invention. En effet, cette quantité sera réduite d'environ 30 à % par rapport à celle utilisée dans la composition pour bouton d'allumettes de l'art antérieur. Bien entendu, la composition pour bouton d'allumettes de l'invention contiendra également les charges habituellement utilisées dans ce type de composition, ces charges permettant d'obtenir la masse voulue de la composition pour bouton d'allumettes et pouvant apporter d'autres qualités à la composition pour bouton de l'invention. A titre d'exemple, du mica peut être utilisé. Le mica a un rôle d'abrasif et permet d'obtenir une bonne onctuosité du bouton. De la farine de fossiles pourra également être utilisée car c'est une charge peu coûteuse. De la farine de diatomées pourra être également intégrée dans la composition pour bouton d'allumettes de l'invention en tant que charge. Elle apportera des qualités d'allumage progressif de l'allumette. En plus des charges habituelles contenues dans les boutons pour allumette de l'invention, la composition de l'invention pourra contenir également un abrasif autre que le mica tel que la silice. L'utilisation de cet abrasif est également connue en soi dans les compositions pour bouton d'allumettes. La composition pour bouton d'allumettes de l'invention peut être utilisée sans nécessiter de changement de la formulation du gratin. A titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs des compositions pour bouton d'allumettes de l'invention, différentes compositions vont maintenant être décrites. Exemple 1 Composition N 1 % EN POIDS PAR RAPPORT CONSTITUANT ROLE AU POIDS SEC DE LA COMPOSITION OBTENUE EN l___ __ __ ___l__ FINAL Chlorure de Magnésium Catalyseur 0,99 Chlorate de potassium Comburant 59,4 Gélatine combustible/liant 13,7 Mica Charge 1,6 Farine de fossiles Charge _3 Farine de diatomées Charge 4,95 Silice Abrasif 16,3 Soude 10 N Neutralisation du pH 0,05 Exemple 2 Composition N 2 % EN POIDS PAR RAPPORT CONSTITUANT ROLE AU POIDS SEC DE LA COMPOSITION OBTENUE EN _ __ FINAL Chlorure de Magnésium Catalyseur 2,4 Chlorate de potassium Comburant 58,2 Gélatine combustible/liant 13,4 Mica Charge 1,55 Farine de fossiles Charge 2,9 Farine de diatomées Charge 4,9 Silice Abrasif 16,5 Soude 10 N Neutralisation du pH 0,05 Exemple 3 Composition N 3 % EN POIDS PAR RAPPORT CONSTITUANT ROLE AU POIDS SEC DE LA COMPOSITION OBTENUE EN FINAL Chlorure de Magnésium Catalyseur 0,97 Chlorate de potassium Comburant 61 Gélatine combustible/liant 13,4 Mica Charge 1,55 Farine de fossiles Charge 2,4 Farine de diatomées Charge 1,7 Silice Abrasif 16,5 Talc Hydrophobe 2,4 Soude 10 N Neutralisation du pH 0,09 Exemple 4 Composition N 4 E% N POIDS PAR RAPPORT CONSTITUANT ROLE AU POIDS SEC DE LA COMPOSITION OBTENUE EN __ _FINAL Chlorure de Magnésium Catalyseur 0,66 Chlorate de potassium Comburant 59,2 Gélatine combustible/liant 12,1 Mica Charge 1,75 Farine de fossiles Charge 2, 2 Farine de diatomées Charge 1,1 Silice Abrasif 14,2 Oxyde de Zinc Tampon 2,2 Talc Hydrophobe 6,6 Exemple 5 Composition N 5 % EN POIDS PAR RAPPORT CONSTITUANT ROLE AU POIDS SEC DE LA COMPOSITION OBTENUE EN l____ ____ ____ _ _ FINAL Chlorure de Magnésium Catalyseur 0,05 Chlorate de potassium Comburant 61,60 Gélatine combustible/liant 12,50 Mica Charge 1,80 Farine de fossiles Charge 1,10 Farine de diatomées Charge 2,30 Talc Hydrophobe + charge 5, 70 Silice Abrasif 14,80 Soude 10 N Neutralisation du pH 0,08 Exemple 6 Composition N 6 % EN POIDS PAR RAPPORT CONSTITUANT ROLE AU POIDS SEC DE LA COMPOSITION OBTENUE EN |__ _FINAL Chlorure de Magnésium Catalyseur 11,30 Chlorate de potassium Comburant 56,60 Gélatine colle/combustible 12,50 Mica Charge 1,30 Farine de fossiles Charge 4,60 Silice Abrasif 13,60 Soude 10 N Neutralisation du pH 0,10 Exemple 7 Composition N 7 % EN POIDS PAR RAPPORT CONSTITUANT ROLE AU POIDS SEC DE LA COMPOSITION OBTENUE EN l__ __ ___ ___ |__ FINAL Chlorure de Magnésium Catalyseur 0,70 Chlorate de potassium Comburant 56,30 Gélatine colle/combustible 12,90 Mica Charge 1,90 Farine de fossiles Charge 2,30 Farine de diatomées Charge 1,20 Talc hydrophobe + charge 8,20 Silice Abrasif 16,40 Soude 10N Neutralisation du pH 0,07 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Ainsi, on comprendra que lorsque la composition de l'invention comprend un tampon, il ne sera pas nécessaire d'ajouter une base. Egalement, bien que l'oxyde de titane ne soit plus nécessaire dans la composition de l'invention en tant que décolorant, il pourra être présent en tant que charge. Cependant, certaines gélatines pouvant être colorées, on pourra, dans les cas o l'on emploie de telles gélatines, utiliser un décolorant tel que l'oxyde de titane. On pourra aussi utiliser du chlorure de magnésium 4,5 fois hydraté à la place du chlorure de magnésium hexahydraté. C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Composition pour bouton d'allumettes du type comprenant: - du chlorate de potassium, KC103, en tant que comburant, - de la gélatine, en tant que colle et combustible, - des charges, - un abrasif, - un catalyseur de la réaction entre le comburant contenu dans le bouton et le phosphore contenu dans le gratin, caractérisée en ce que ledit catalyseur est du chlorure de magnésium. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chlorure de magnésium est du chlorure de magnésium hexahydrate, MgC12, 6H20. 3. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle contient entre 0,5 % et 12 % en poids de chlorure de magnésium hexahydrate sur la base du poids total sec de la composition obtenue en final. 4. Composition selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle contient entre 0,5 % et 1 % en poids de chlorure de magnésium hexahydrate par rapport au poids total sec de la composition obtenue en final. 5. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle contient moins de 0,5 % en poids de magnésium hexahydrate sur la base du poids total sec de la composition et en ce qu'elle contient, de plus, du phosphore. 6. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle contient de plus une substance hydrophobe. 7. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite substance hydrophobe est du talc, de l'oxyde de titane, une résine hydrophobe, une résine acrylique hydrophobe et les mélanges de deux ou plus de ceux-ci. 8. Composition selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'elle contient jusqu'à 15 % en poids de ladite substance hydrophobe par rapport au poids total sec de la composition obtenue en final. 9. Composition selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'elle contient entre 6 % et 7 % en poids sec de ladite substance hydrophobe par rapport au poids sec de la composition obtenue en final. 10. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle contient de plus une base, lorsque ladite gélatine est du type acide. 11. Composition selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite base est l'hydroxyde de sodium, NaOH. 12. Composition selon quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle contient de plus une substance colorante. 13. Composition selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite composition contient de plus une substance tampon de pH neutre, lorsque ladite substance colorante est du type acide ou basique. 14. Composition selon la revendication 13, caractérisée en ce que ladite substance tampon est de l'oxyde de zinc, ZnO. 15. Composition selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle contient entre 2 % et 3 % d'oxyde de zinc.