Compositions pyrotechniques pour la production d'artifices colores

Abstract

 La présente invention concerne une composition pyrotechnique pour la production d'ar­tifices colorés, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un oxydant,
- un réducteur, et
- un acétylacétonate métallique.
Application de la composition aux feux de signalisation et aux feux d'artifice.

Description

[0001] La présente invention concerne le domaine des mélanges ou compositions pyrotechniques produisant des artifices colorés.

[0002] Jusqu'à présent, il a été impossible de parfaite­ment concilier les deux paramètres essentiels de ce type de compositions pyrotechniques, à savoir la vivacité de la combustion et la pureté de la couleur.

[0003] Les mélanges habituellement utilisés pour condui­re par exemple à des compositions bleues font intervenir :

1°) un oxydant choisi parmi les chlorates de potassium et de baryum, le perchlorate de potassium ou le perchlo­rate d'ammonium ou le mélange de ces deux derniers sels ;

2°) un réducteur comme le soufre, des résines naturelles ou synthétiques, utilisées également comme liant ;

3°) des composés du cuivre tels que le cuivre en poudre, les oxydes, des sels comme le sulfate ammoniacal, le chlorure, l'oxychlorure, l'acétoarseniate, le sulfure, etc... ;

4°) un "promoteur" de couleur, en général un dérivé chloré tel que des chlorures minéraux ou des molécules orga­niques chlorées ;

5°) un liant (gomme ou résine).

[0004] De telles compositions ne donnent pas entière sa­tisfaction dans la pratique, car leur couleur de flamme reste impure et elles ne présentent pas une vitesse de com­bustion suffisante, laquelle est très importante en parti­culier dans la production d'étoiles d'artifices pour bom­bes et chandelles ou autres artifices colorés.

[0005] Si, dans ce type de compositions précité, on éli­mine le soufre, les sulfates ou les sulfures susceptibles de présenter certains dangers en présence des chlorates et perchlorate, l'obtention de couleurs franches conduit à des compositions trop lentes pour être utilisées dans la fabrication d'artifices colorés.

[0006] Parmi les oxydants cités compte tenu de ces res­strictions, le perchlorate de potassium, les chlorates de potassium et de baryum donnent des couleurs très délavées, par contre le perchlorate d'ammonium donne une couleur lé­gèrement plus pure. Mais pour que la vitesse de combustion soit suffisante, on est obligé de lui adjoindre du per­chlorate de potassium qui dénature fortement la couleur. Ce phénomène est en particulier observé dans le cas de compositions pyrotechniques de couleur bleue, à base de cuivre.

[0007] La présente invention a précisément eu pour but de remédier à cet inconvénient.

[0008] Les compositions, objet de la présente invention, ont permis, en choisissant un dérivé métallique très par­ticulier, à savoir l'acétylacétonate, d'activer la combus­tion des mélanges tout en conservant à la flamme une excellente pureté de couleur.

[0009] Selon la caractéristique essentielle de l'inven­tion, la composition pyrotechnique comprend : un oxydant, un réducteur et un acétylacétonate métallique.

[0010] Selon une autre caractéristique de l'invention, le métal est choisi parmi les métaux alcalino-terreux et les métaux de transition.

[0011] Selon une autre charactéristique de l'invention, le métal est choisi parmi le cuivre, le molybdène, le strontium, le baryum, le calcium, le lanthane et le zir­conium.

[0012] D'autres caractéristiques et avantages de l'objet de l'invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après, notamment en s'appuyant sur quelques exem­ples particuliers donnés à simple titre d'illustration.

[0013] Le premier constituant de la composition de l'in­vention est l'oxydant qui sera avantageusement choisi par­mi les chlorates et les perchlorates des métaux alcalins, alcalino-terreux ou encore d'ammonium. On préfèrera tout particulièrement utiliser le perchlorate d'ammonium qui n'engendre aucune perturbation de la couleur de la flamme.

[0014] Le plus souvent cet oxydant apporte le chlore qui améliore la couleur de la flamme, en particulier dans les compositions pyrotechniques à base de cuivre, de strontium ou de baryum. Néanmoins, dans certains cas par­ticuliers, il peut être utile d'ajouter à l'oxydant -qui intervient dans la composition à hauteur de 60 à 90 % en poids- un promoteur d'halogène, en particulier un promo­teur de chlore ou de brome. Les compositions selon l'in­vention pourront ainsi contenir jusqu'à environ 5 % d'un tel promoteur d'halogène, par exemple constitué par des dérivés chlorés minéraux ou organiques.

[0015] Le second constituant de la composition selon l'invention est le réducteur qui sera généralement cons­titué par un réducteur organique de la famille des oses tels que le sorbitol, des polyoxyoléfines telles que le polyéthylène-glycol, ainsi que des résines naturelles ou synthétiques.

[0016] Lorsque l'on désire conférer à une telle composi­tion pyrotechnique une forme matérielle particulière, on pourra bien sûr lui adjoindre un liant tel qu'une gomme ou une résine. Il convient de noter que, dans le cas où le réducteur est constitué par une résine, cette dernière pourra jouer simultanément le rôle d'agent réducteur et de liant.

[0017] Le troisième constituant essentiel des composi­tions pyrotechniques selon l'invention est l'acétylacéto­nate métallique qui peut par exemple être obtenu par réaction des métaux, d'hydroxydes ou de sels métalliques, sur l'acétylacétone.

[0018] On notera que le couple réducteur + acétylacéto­nate métallique intervient dans les compositions pyrotech­niques de l'invention à hauteur de 10 à 40 % en poids. On maintiendra cependant toujours une teneur minimale d'acé­tylacétonate métallique d'environ 3 % en poids.

[0019] Parmi les trois mélanges suivants dont les propor­tions sont calculées en respectant la stoechiométrie des réactions de combustions (quantité de combustible suffi­sante pour transformer le carbone en CO), l'acétylacéto­nate de cuivre donne la vitesse de combustion la plus élevée.

[0020] A la différence des autres agents de coloration pour flamme bleue, l'AAC, produit sublimable, donne une flamme haute, sans laisser de résidus, ce qui constitue un avantage déterminant dans le cas des torches et des lances, où les scories détériorent la couleur.

[0021] Les gaz sont donc riches en colorant de flamme.

[0022] En outre, la stabilité du complexe et sa très faible solubilité dans l'eau évitent l'éventuelle double décomposition des chlorates et perchlorates en présence de sels de cuivre, qui conduirait à des composés du cui­vre sensibles aux chocs ou hygroscopiques.

[0023] Deux types de compositions sont mentionnés ci-­après à titre d'illustration, l'un pour étoiles, l'autre pour flammes, lances-décor, bengales, etc.

[0024] Ce dernier type de composition présente, comme il l'a été mentionné plus haut, l'avantage de ne pas fu­mer et de ne pas laisser de résidus.

[0025] On indiquera enfin dans le tableau ci-après quelques exemples de couleur de flamme observée avec dif­férents acétylacétonates métalliques.

[0026] Bien entendu, la présente invention ne saurait être limitée aux modes de réalisation particuliers dé­crits dont il est parfaitement possible d'imaginer de nom­breuses variantes d'exécution. C'est ainsi que l'on peut choisir à titre de réducteur, ou encore adjoindre au ré­ducteur, différents métaux tels que l'aluminium, le magné­sium et le titane qui améliorent encore la luminosité de la flamme produite par les compositions pyrotechniques colorées selon l'invention.

Revendications

1. Composition pyrotechnique pour la production d'ar­tifices colorés, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un oxydant,
- un réducteur, et
- un acétylacétonate métallique.

2. Composition selon la revendication 1, caracté­risée en ce que le métal de l'acétylacétonate est choisi parmi les métaux alcalino-terreux et les métaux de transi­tion.

3. Composition selon la revendication 1, caracté­risée en ce que le métal de l'acétylacétonate est choisi parmi le cuivre, le molybdène, le strontium, le baryum, le calcium, le lanthane et le zirconium.

4. Composition selon la revendication 1, caracté­risée en ce que le métal de l'acétylacétonate est le cui­vre.

5. Composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'oxydant est choisi parmi les chlorates et les perchlorates de métaux alcalins, alcalino-­terreux et d'ammonium.

6. Composition selon la revendication 5, caracté­risée en ce que l'oxydant est le perchlorate d'ammonium.

7. Composition selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le réducteur est un réducteur organique de la famille des oses tels que le sorbitol, des polyoxyoléfines telles que le polyéthylène-glycol, ainsi que des résines naturelles ou synthétiques.

8. Composition selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle contient en outre un pro­moteur d'halogène, en particulier un promoteur de chlore ou de brome.

9. Composition selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend :

10. Composition selon la revendication 9, caracté­risée en ce qu'elle présente une teneur minimale en acétyl­acétonate métallique d'environ 3 % en poids.

11. Composition selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce qu'elle contient en outre jus­qu'à environ 5 % en poids d'un promoteur d'halogène, en particulier d'un promoteur de chlore ou de brome.

12. Application des compositions selon l'une des revendications 1 à 11 aux feux de signalisation et aux feux d'artifice, en particulier étoiles pour bombes d'ar­tifice, chandelles, feux de bengale, lances-décor et tor­ches.