DE3616004A1 - Zuendmittel-zusammensetzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Zündmittel-Zusammensetzungen für Handfeuerwaffenmunition und ähnliches.

Zündmittel-Zusammensetzungen (primer compositions) für Schußwaffen enthalten im allgemeinen drei Hauptkomponenten, die aus einem oder mehreren schlagempfindlichen Sprengstoffen, die als Zündsatz dienen, einer Brennstoffquelle und einer oder mehreren oxidierenden Verbindungen bestehen. Die Brennstoffquelle dient als Flammenerzeuger und Verbrennungsmodifizierungsmittel. Die oxidierenden Verbindungen liefern Sauerstoff für die Brennstoffquelle. Außerdem können andere Inhaltsstoffe vorhanden sein, einschließlich chemischer Bindemittel und sensibilisierender Materialien.

Zündmittel-Zusammensetzungen für Schußwaffen benutzten größtenteils eine Kombination von Bleistyphnat als zündendes Sprengmittel, Antimonsulfid und Aluminium als Brennstoffe und Bariumnitrat als Oxidationsmittel in verschiedenen Verhältnissen. Diese zündenden Zusammensetzungen erzeugen, wenn sie gezündet sind, toxische Oxide von Blei und Barium, die in bestimmten Situationen, wie dem Schießen im Inneren eines Raumes, mögliche Gesundheits- und Umweltgefahren hervorrufen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Zündmittel-Zusammensetzung zu schaffen, die geeignet ist zur Verwendung in Handfeuerwaffenmunitionsystemen mit minimalen Umweltgefahren.

Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündmittel-Zusammensetzung für Handfeuerwaffenmunition zu schaffen, die keine toxischen Verbrennungsnebenprodukte, die Blei, Barium oder andere gefährliche Materialien enthalten, erzeugt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zündmittel-Zusammensetzung zu schaffen, die bei hoher Feuchtigkeit hergestellt werden kann, ohne daß schädliche Nebenreaktionen auftreten.

Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Beispielen zu entnehmen.

Die Zündmittel-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung besteht aus einer nichtmetallischen schlagempfindlichen Sprengmittelverbindung, zusammen mit einer Brennstoffquelle und als Oxidationsmittel Mangandioxid, Diazol-, Triazol- und Tetrazolverbindungen einschließlich Diazodinitrophenol und Tetracen sind geeignete nichtmetallische Sprengstoffe. Jedoch ist Diazodinitrophenol bevorzugt, da es direkt aus leicht erhältlichen Ausgangsmaterialien hergestellt werden kann. Außerdem ist Diazodinitrophenol ein relativ sicheres Material verglichen mit Verbindungen, die Blei oder andere Schwermetalle enthalten.

Brennstoffquellen, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind die, die allgemein im Stand der Technik bekannt sind, einschließlich Aluminium, Antimonsulfide, Titan, Calciumsilicid, Nitrocellulose und Zirconium.

Die meisten Zündmittel-Zusammensetzungen, einschließlich denen der vorliegenden Erfindung, werden bei hoher Feuchtigkeit hergestellt, um eine zufällige Detonation durch Hitze, Schlag oder Stoß zu vermeiden. Viele Sauerstoffdonatoren wie Calciumperoxid, Magnesiumperoxid und alle wasserlöslichen Nitrate (einschließlich Natriumnitrat und Kaliumnitrat) erzeugen schädliche chemische Nebenreaktionen, wenn sie mit anderen Zündmittelinhaltsstoffen bei hoher Feuchtigkeit zusammenkommen. Solche Reaktionen führen zu einem geringwertigeren Produkt mit einer verminderten Empfindlichkeit gegen Schlag. Es wurde gefunden, daß Mangandioxid im Gegensatz zu anderen Oxidationsmitteln bei hoher Feuchtigkeit verwendet werden kann und als einziges oder überwiegendes Oxidationsmittel mit anderen Inhaltsstoffen ein befriedigendes Zündmittel ergibt, das keine toxischen Rückstände ergibt wenn es brennt. Mangandioxid ist unlöslich in Wasser und reagiert nicht auf schädliche Weise mit anderen Inhaltsstoffen während des Herstellungsverfahrens bei hoher Feuchtigkeit. Außerdem ist es ein hochwirksamer Sauerstoffdonator. Es kann entweder synthetisches Mangandioxid oder natürliches Mangandioxid (Erz) verwendet werden, obwohl die synthetischen Formen bevorzugt sind. Die höhere Reinheit von synthetischem Mangandioxid macht es zu einem überlegenen Sauerstoffdonator.

Zusätzlich zu den obigen Komponenten können Bindemittel zugegeben werden. Solche Bindemittel schließen überlicherweise Gummiarabicum, Tragantgummi und Gelatine ein. Sensitivierende Materialien können auch zugegeben werden. Pulverförmiges Glas, Titan, Calciumsilicid und Tetracen stellen die üblicherweise bekannten sensitivierenden Materialien, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, dar.

Sekundäre Sprengstoffe können auch zugegeben werden. Solche sekundären Sprengstoffe werden verwendet, um den Sprengstoffcharakter des Zündmittels zu verändern, abhängig von der gewünschten Verwendung. Diese Materialien schließen Verbindungen ein, die dem Stand der Technik bekannt sind, ausschließlich solcher, die Blei, Barium, Quecksilber oder andere nachteilige Elemente enthalten. Bevorzugte sekundäre Sprengstoffe schließen nitrierte Ester wie Penthrit und Nitromannit ein.

Zündmittel unter Verwendung von Mangandioxid als einzigem Oxidationsmittel neigen dazu exzessiv hohe Drucke hervorzurufen. Daher ist es bevorzugt, daß ein sekundäres Oxidationsmittel verwendet wird. Strontiumperoxid und Zinkperoxid sind geeignete Sekundäroxidationsmittel. Jedoch bietet Zinkperoxid weniger Probleme mit der Toxizität des Rückstandes und ist bevorzugt.

Die chemischen Komponenten der vorliegenden Erfindung können in verschiedenen Verhältnissen kombiniert werden, abhängig von den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes. Tabelle 1 stellt allgemein die möglichen Inhaltsstoffkombinationen der vorliegenden Erfindung dar.
Chemische KomponenteGew.-%

Nichtmetallischer Primärsprengstoff
(z. B. Diazodinitrophenol)20-40 Sensitivierungsmittel 0-10 Brennstoff15-30 Sekundärsprengmittel 0-50 Mangandioxid10-50 Sekundäroxidationsmittel 0-20 Bindemittel 0-2

Erläuternde Beispiele der vorliegenden Erfindung sind unten angegeben:

Bei Durchführung der nachstehend angegebenen 2 Beispiele wurde das Diazodinitrophenol, Tetracen und Nitrocellulose zuerst in feuchtem Zustand hergestellt und enthielten 20%, 35% bzw. 15% Wasser. Diese Materialien wurden dann gemischt und anschließend wurde atomisiertes Aluminiumpulver (Brennstoff) zugegeben. Als nächstes wurden Mangandioxid und Zinkperoxid (enthaltend Zinkoxid als Verunreinigung) kombiniert, um eine trockene Mischung zu bilden. Diese Mischung wurde anschließend mit den anderen oben beschriebenen Inhaltsstoffen, kombiniert. Ein Bindemittel, das Gummiarabicum, Tragantgummi, Gelatine und Wasser (65%) enthielt, wurde dann zugegeben. In Beispiel IIa wurde Kieselsäure als Sensibilisierungsmittel zugegeben.

Die vollständige feuchte Zündmittelmischung wurde in einer perforierten Platte gepreßt, um Pellets einer gewünschten Größe zu formen, um sie in Zündhütchenhülsen zu füllen. Nach dem Füllen der Hütchen wurde ein Folienpapier auf die feuchte Füllung gestopft, eine Schicht eines dichtenden Lackes über der Folie angebracht und die Zünder in einem trockenen Behälter bei 90°F (32,2°C) getrocknet.

Nach dem Trocknen wurden die Zünder einem üblichen "Falltest" unterworfen, wobei ein Durchschnittsgewicht von 1,94 oz (54,8 g) verwendet wurde, das auf einen Schlagbolzen fallen gelassen wurde. Die "durchschnittliche Zündungshöhe", die unten angegeben ist, ist die Fallhöhe, bei der 50% der Zünder zündeten und 50% nicht zündeten. Eine weitere Anzahl von Zündmitteln wurde in 9 mm Luger-Patronen geladen und auf ballistische Eigenschaften im Vergleich mit Patronen unter Verwendung von Standardzündmitteln auf Basis von Bleistyphnat getestet. Die Ergebnisse waren wie folgt:

Beispiel 1

Diazodinitrophenol25.0% Tetracen 5.0% Nitrocellulose22.0% Atomisiertes Aluminiumpulver 5.0% Mangandioxid24.0% Zinkperoxid10.5% Zinkoxid 8.3% Bindemittel 0.2%

Beispiel 2

Diazodinitrophenol24.0% Tetracen 6.0% Nitrocellulose22.0% Atomisiertes Aluminiumpulver 5.0% Mangandioxid16.0% Zinkperoxid14.5% Zinkoxid11.3% Bindemittel 0.2% Kieselsäure 1.0%

Ergebnisse des Falltests - 50 Proben

Ballistische Eigenschaften - 10 Proben

Wie es für den Fachmann erkennbar ist, zeigen die obigen Ergebnisse, daß die Zusammensetzung der Erfindung sehr befriedigend ist für den gewünschten Zweck.

Claims (8)

1. Zündmittel-Zusammensetzung bestehend aus:
mindestens einem nichtmetallischen schlagempfindlichen Sprengstoffmaterial ausgewählt aus der Klasse bestehend aus Diazo-, Triazol- und Tetrazolverbindung;
mindestens einer Brennstoffquelle;
Mangandioxid und einem sekundären Oxidationsmittel ausgewählt aus der Klasse bestehend aus Strontiumperoxid und Zinkperoxid, wobei das Sekundäroxidationsmittel in einer Menge vorhanden ist, die nicht größer ist als das Mangandioxid bezogen auf Gewicht.

2. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Sprengstoff Diazodinitrophenol ist.

3. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 1, enthaltend einen nichtmetallischen Sekundärsprengstoff.

4. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärsprengstoff ein nitrierter Ester ist.

5. Zündmittel-Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nitrierte Ester ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Penthrit und Nitromannit.

6. Zündmittel-Zusammensetzung enthaltend etwa 20 bis 40% nichtmetallisches Primärsprengstoffmaterial, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Diazo-, Triazol- und Tetrazolverbindungen; etwa 0 bis 10% sensibilisierendes Material, etwa 15 bis 30% Brennstoffmaterial; etwa 0 bis 50% nichtmetallischer Sekundärsprengstoff; etwa 10 bis 50% Mangandioxid; etwa 0 bis 20% Sekundäroxidationsmittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinkperoxid und Strontiumperoxid und etwa 0 bis 2% Bindemittelmaterial, wobei alle %-Angaben auf das Gewicht der Zusammensetzung bezogen sind, wobei das sekundäre Oxidationsmittel in einer Menge, die nicht größer ist als die des Mangandioxid, anwesend ist.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sekundäroxidationsmittel Zinkperoxid ist.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, enthaltend zwischen 16 und 24% Mangandioxid und zwischen 10.5 und 14.5% Zinkperoxid bezogen auf Gewicht.