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(11) |
EP 1 319 641 B1 |
| (12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
| (45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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20.10.2010 Bulletin 2010/42 |
| (22) |
Date de dépôt: 12.12.2002 |
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Procédé de réalisation d'un initiateur électro-pyrotechnique par emploi d'une colle
aqueuse
Verfahren zur Herstellung eines elektro-pyrotechnischen Zünders unter Verwendung eines
wässrigen Klebstoffes
Method for making an electro-pyrotechnic initiator by using an aqueous glue
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| (84) |
Etats contractants désignés: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR |
| (30) |
Priorité: |
14.12.2001 FR 0116218
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| (43) |
Date de publication de la demande: |
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18.06.2003 Bulletin 2003/25 |
| (73) |
Titulaire: LIVBAG |
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75017 Paris (FR) |
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| (72) |
Inventeurs: |
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- Duguet, Jean-René
95470 Survilliers (FR)
- Pillaert, Jérôme
60300 Senlis (FR)
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| (74) |
Mandataire: Branger, Jean-Yves et al |
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Cabinet Régimbeau
Bureau de Rennes - Saint Grégoire
Espace Performance
Bâtiment K 35769 Saint-Grégoire Cedex 35769 Saint-Grégoire Cedex (FR) |
| (56) |
Documents cités: :
EP-A- 1 030 159 WO-A-98/45663 FR-A- 2 781 878
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WO-A-95/11421 FR-A- 2 720 494 US-A- 4 016 018
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention se rapporte au domaine technique des initiateurs électro-pyrotechniques.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé de réalisation d'un initiateur électro-pyrotechnique.
Ce procédé de fabrication s'adapte à n'importe quel type d'initiateur. Il s'agit soit
d'initiateurs détonants, encore appelés détonateurs, soit d'initiateurs type allumeurs,
destinés à l'allumage de poudre propulsive ou de substance génératrice de gaz. Dans
ce dernier cas, l'application la plus courante est celle des allumeurs pour dispositifs
de sécurité destinés à protéger les occupants d'un véhicule automobile.
[0002] Un initiateur électro-pyrotechnique est constitué d'un élément résistif chauffant
et d'une substance thermosensible. L'élément résistif peut se présenter sous la forme
d'un filament, d'un élément plat de petite dimension et très mince déposé sur un support
de circuit imprimé ou d'un pont résistif ou semi-conducteur en couches minces.
[0003] Lorsqu'un courant électrique circule dans l'élément résistif, ce dernier est chauffé
par effet Joule et de ce fait allume la substance thermosensible. Cette dernière doit
donc être en étroit contact avec l'élément résistif afin d'assurer de façon fiable
le transfert de chaleur entre l'élément résistif et la substance thermosensible. Ceci
est généralement obtenu en exerçant sur ladite substance, à l'état pulvérulent, une
importante force de compression dirigée vers l'élément résistif et assurant ainsi
l'intime contact et son maintien. Un tel procédé de compression présente des inconvénients.
En effet, pour être capable de supporter une telle force de compression sans être
déformée, la structure de l'initiateur doit comporter des éléments très robustes,
tels qu'une bague de compression par exemple. De plus, le procédé d'assemblage de
l'initiateur nécessite la mise en oeuvre de moyens importants pour doser et comprimer
la substance pulvérulente. On utilise généralement une trémie de distribution et une
presse hydraulique. Un tel procédé est généralement effectué sous une pression de
l'ordre de 1000 bars. Un tel procédé, souvent employé dans l'industrie, nécessite
donc d'importants moyens de protection du personnel contre les risques inhérents à
la mise en oeuvre et à la compression de matières explosives sèches. Par ailleurs,
lors de la compression, l'élément résistif peut être endommagé.
[0004] Afin de palier aux inconvénients des techniques de compression, précédemment décrits,
et d'assurer un étroit contact de la substance pyrotechnique avec l'élément résistif
et ce de manière stable et figée dans le temps, l'homme du métier a alors cherché
à « coller » la substance thermosensible sur l'élément résistif. La substance thermosensible
est alors déposée sous la forme d'une peinture compacte et adhérente au support.
[0005] Un premier mode de réalisation est d'utiliser des solvants. Le brevet
FR 2704944 et son correspondant
US 5544585 décrivent un tel mode de réalisation. La laque explosive décrite dans ce brevet est
constituée par un explosif primaire ou un mélange oxydant-réducteur thermosensible
additionné de 2 à 15% de liant filmogène, préalablement mis en solution dans un solvant.
La laque est déposée sur l'élément résistif et le solvant est évaporé.
[0006] Une autre réalisation connue est celle décrite dans la demande de brevet
FR 2794235 déposée sous priorité
US 09275555. La laque explosive comprend une matière pyrotechnique sous forme de particules et
un liant constitué d'une résine polymérique en particules. La laque peut en outre
comprendre un solvant, l'alcool éthylique. La laque est d'abord déposée sur l'élément
résistif puis chauffée à une première température, de l'ordre de 100°C, pour chasser
le solvant puis à une deuxième température de l'ordre de 150°C, pour agglomérer entre
elles les particules du liant et pour lier la laque à l'élément résistif.
[0007] Ces deux modes de réalisation présentent des inconvénients. En effet, dans un atelier
destiné à de gros volumes de production, la nécessité de manipuler une substance explosive
en présence de solvants volatils inflammables et de chauffer de telles substances
à de fortes températures représente une contrainte non négligeable sur le plan de
la sécurité. De plus, des vapeurs toxiques peuvent être produites lors de l'élimination
du solvant volatil.
[0008] Un autre mode de réalisation connu pour coller la substance thermosensible sur l'élément
résistif est la polymérisation in situ. Le brevet
FR 2781878 décrit un tel mode de réalisation. La substance thermosensible comprend de 40 à 60%
en poids de substance pyrotechnique pulvérulente en suspension dans 60 à 40% en poids
de liant inerte, susceptible de durcir par polymérisation. La substance thermosensible
est déposée sur l'élément résistif et la polymérisation est obtenue par chauffage
ou par rayonnement. Ce mode de réalisation nécessite dans la pratique des teneurs
élevées en liant. Cela limite donc la proportion de matière pyrotechnique dans la
substance thermosensible, augmente sa dispersion, et de ce fait diminue la sensibilité
de l'initiateur.
[0009] L'homme du métier est donc toujours à la recherche d'un procédé de réalisation d'un
initiateur électro-pyrotechnique qui ne présente pas de risques pour la sécurité du
personnel et qui permette de déposer et de coller sur l'élément résistif une substance
thermosensible, de manière fiable et stable dans le temps.
[0010] La présente invention a pour objet un tel procédé.
[0011] L'invention concerne un procédé de réalisation d'un initiateur électro-pyrotechnique
comprenant une laque pyrotechnique initiée par un élément résistif chauffant, caractérisé
en ce que ladite laque pyrotechnique est obtenue, par dépôt sur l'élément résistif,
d'une colle aqueuse constituée d'une dispersion d'une substance explosive et d'additifs
dans une suspension aqueuse à base d'un copolymère choisi parmi les copolymères éthylène/acétate
de vinyle et les copolymères acétate de vinyle/acétate d'éthylène/éthylène, puis par
séchage de ladite colle aqueuse à une température comprise entre 55°C et 75°C. Dans
la présente demande, on appelle laque l'élément solide obtenu par évaporation de l'eau
contenue dans la goutte de colle aqueuse déposée sur l'initiateur. Cette laque est
aussi parfois appelée perle d'allumage.
[0012] L'invention présente l'avantage de ne pas mettre en oeuvre de solvants volatils et
inflammables. En effet, seule de l'eau est utilisée. Contrairement aux préjugés indiqués
dans le brevet
FR 2781878, l'eau est éliminée facilement, l'étape de séchage n'est pas longue et cela ne dégrade
pas les performances de la substance thermosensible.
[0013] Un autre avantage de l'invention est de réaliser une dispersion de la substance explosive
dans une suspension aqueuse à base d'un copolymère. Cela permet d'insensibiliser la
substance explosive et de la manipuler sans danger à l'état liquide.
[0014] La colle aqueuse est déposée liquide sur l'élément résistif sous la forme d'une goutte
calibrée, à l'aide d'un laqueur comprenant un doseur pneumatique. La goutte de colle
aqueuse est ensuite séchée à une température comprise entre 55°C et 75°C, de préférence
à 60°C. Le fait de chauffer à une température inférieure à 80°C permet d'éviter la
formation de bulles et donc un mauvais contact avec l'élément résistif.
[0015] Le séchage est effectué selon un mode de séchage courant dans l'industrie tel que
le rayonnement infra-rouge, l'air chaud pulsé ou l'induction. Un mode de séchage préféré
est le rayonnement infra-rouge.
[0016] La substance explosive entrant dans la composition de la colle aqueuse est choisie
dans le groupe constitué par les explosifs primaires et les mélanges oxydant-réducteur.
Selon une première variante préférée de l'invention, l'explosif primaire est un sel
de dinitrobenzofuroxane et, mieux encore, l'explosif primaire est le dinitrobenzofuroxanate
de potassium. Selon une deuxième variante préférée de l'invention, la substance explosive
est un mélange de zirconium et de perchlorate de potassium.
[0017] Ce procédé de réalisation permet de réaliser des colles aqueuses exemptes de plomb.
En effet, la substance explosive entrant dans la composition peut être exempte de
plomb, ce qui permet de réaliser des colles aqueuses compatibles avec l'environnement.
[0018] La teneur en substance explosive de la laque pyrotechnique après séchage est comprise
entre 65% et 95% en poids par rapport au poids total de la laque pyrotechnique.
[0019] La teneur en eau de la colle aqueuse avant séchage est comprise entre 55% et 70%
en poids par rapport au poids total de la colle aqueuse. Ce procédé de réalisation
permet donc d'avoir, avant séchage, une proportion importante d'eau, ce qui facilite
la mise en oeuvre et après séchage, une proportion importante de substance explosive,
ce qui rend l'initiateur très réactif.
[0020] Selon une variante préférée de l'invention, la suspension aqueuse à base de copolymère
est obtenue par mise en émulsion de copolymère éthylène/acétate de vinyle ou acétate
de vinyle/acétate d'éthylène/éthylène en présence de tensioactif. Les tensioactifs
préférés sont les tensioactifs anioniques et l'alcool polyvinylique. La quantité de
tensioactif utilisée est comprise entre 0,1 % et 2 % en poids par rapport au poids
de la suspension aqueuse à base de copolymère.
[0021] Selon une autre variante préférée de l'invention, la suspension aqueuse à base de
copolymère comprend en outre un plastifiant. Ce plastifiant est choisi parmi les phtalates.
Un plastifiant préféré est le phtalate de dibutyle. Ce composé permet d'améliorer
l'adhérence de la colle sur l'élément résistif et d'ajuster la dureté de la colle.
La quantité de plastifiant est comprise entre 0 % et 20 % en poids par rapport au
poids de la suspension aqueuse à base de copolymère.
[0022] De préférence, le copolymère est un copolymère éthylène/acétate de vinyle et la proportion
d'éthylène est comprise entre 10 et 30% en poids par rapport au poids total du copolymère
éthylène/acétate de vinyle. La quantité de copolymère est comprise entre 50 % et 60
% en poids par rapport au poids total de la suspension aqueuse à base dudit copolymère.
[0023] Selon une variante préférée de l'invention, la colle aqueuse comprend en outre des
additifs tels qu'un agent épaississant et un marqueur RX.
[0024] L'agent épaississant est à base de cellulose modifiée, cela permet d'ajuster la viscosité
de la colle, entre 6,5 et 9 Pa.s, au procédé de dépôt. On peut citer notamment comme
agent épaississant l'hydroxypropylcellulose, la carboxyméthylcellulose, la méthylhydroxypropylcellulose,
l'hydroxyéthylcellulose et la carboxyméthylhydroxyéthylcellulose. La quantité d'agent
épaississant est comprise entre 0,5 et 2,5 % en poids par rapport au poids total de
la colle aqueuse avant séchage.
[0025] Enfin, la colle peut aussi contenir un marqueur RX. Son rôle est de rendre la colle
opaque aux rayons X dans le cas où les autres constituants de la colle aqueuse, et
en particulier la substance explosive, ne contiennent pas de métaux lourds. Le marqueur
RX est constitué par une poudre de métal ou un sel de métal, ledit métal devant absorber
suffisamment les rayons X, tout en étant compatible avec l'environnement. Il est préférentiellement
choisi dans le groupe constitué par le tungstène, le zirconium, le bismuth ou l'argent.
Ce marqueur permet donc de contrôler l'initiateur au niveau de son procédé de fabrication.
[0026] L'originalité fondamentale de l'invention réside dans le fait d'utiliser une colle
aqueuse comprenant une substance explosive et un copolymère en suspension dans l'eau.
La colle est déposée à l'aide d'un laqueur comprenant un doseur pneumatique, sous
la forme d'une goutte calibrée sur l'élément résistif chauffant puis l'eau est évaporée.
L'évaporation de l'eau et la nature du copolymère permettent d'obtenir, comme le montrent
les essais effectués, une très bonne adhérence de la colle sur l'élément résistif.
[0027] L'invention concerne également un initiateur électro-pyrotechnique réalisé selon
le procédé précédemment décrit, comprenant une laque pyrotechnique initiée par un
élément résistif chauffant, caractérisé en ce que ladite laque pyrotechnique comprend
:
- de 60 à 95% en poids de substance explosive,
- de 5 à 15% en poids de tensioactif et de copolymère éthylène/acétate de vinyle ou
acétate de vinyle/acétate d'éthylène/éthylène,
- de 0 à 25% en poids d'additifs.
[0028] Le tensioactif est choisi parmi les tensioactifs anioniques et l'alcool polyvinylique.
[0029] Les additifs contiennent un agent épaississant et un marqueur RX. L'agent épaississant
permet d'ajuster la viscosité de la colle, il est à base de cellulose modifiée. Le
marqueur RX permet de rendre la laque pyrotechnique opaque aux rayons X. C'est une
poudre de métal ou un sel de métal, le métal étant choisi dans le groupe constitué
par le tungstène, le zirconium, le bismuth ou l'argent.
[0030] La substance explosive est choisie dans le groupe constitué par les explosifs primaires
et les mélanges oxydant-réducteur. Un explosif primaire préféré est un sel de dinitrobenzofuroxanne,
et mieux encore le dinitrobenzofuroxanate de potassium et un mélange oxydant-réducteur
préféré est le mélange zirconium/perchlorate de potassium.
[0031] Un tel initiateur électro-pyrotechnique fonctionne avec n'importe quel type d'élément
résistif chauffant. De préférence, l'élément résistif chauffant est un filament cylindrique,
un pont directement photogravé sur un support de circuit imprimé ou un pont en couches
minces monté en surface sur un support de circuit imprimé.
[0032] Selon une variante préférée de l'invention, la substance explosive est un explosif
primaire et l'élément résistif est un pont semi-conducteur souvent désigné par l'abréviation
SCB provenant de sa désignation anglo-saxonne "semi conductor bridge".
[0033] On décrit ci-après une réalisation préférée de l'invention en se référant aux figures
1 et 2.
[0034] La figure 1 représente, vu en coupe, un initiateur électro-pyrotechnique réalisé
selon le procédé objet de l'invention, dans lequel l'élément résistif est monté en
surface.
[0035] La figure 2 est un schéma du dispositif permettant de réaliser le procédé objet de
l'invention.
[0036] En se reportant plus particulièrement à la figure 1, on observe que cet initiateur
électro-pyrotechnique 1 est réalisé à partir d'une traversée verre/métal comportant
un chemisage métallique 9 et un élément isolant 2 portant les deux électrodes 3, 4.
Chacune de ces deux électrodes 3, 4 présente, d'une part, une extrémité supérieure
fixée par soudure à un circuit imprimé 5 comportant un élément résistif chauffant
11 du type CMS ("composant monté en surface"), et d'autre part, une extrémité inférieure
destinée à être connectée à une fiche tubulaire correspondante. Le circuit imprimé
5 est lui-même rapporté sur l'élément isolant 2. Une laque pyrotechnique 6 est collée
sur le circuit imprimé 5 et l'élément résistif 11 et est surmontée par un capuchon
métallique 7 renfermant une composition pyrotechnique renforçatrice 8, ce capuchon
métallique 7 étant soudé sur le chemisage 9 métallique cylindrique de la traversée
verre/métal.
[0037] Un surmoulage 10 de résine thermoplastique enrobe partiellement les électrodes 3,
4 et assure, avec le capuchon métallique 7, l'étanchéité de l'initiateur 1.
[0038] En se référant à la figure 2, on décrit maintenant un mode préféré de réalisation
de l'initiateur décrit précédemment.
[0039] On place dans un véhicule 13 des initiateurs électro-pyrotechniques 1 non encore
assemblés avec le capuchon métallique 7 et la composition pyrotechnique renforçatrice
8. Ce véhicule 13 contient 10 rangées de 20 inflammateurs.
[0040] Le véhicule 13 est placé sur un tapis transporteur 14.On place dans un laqueur 15,
représenté en coupe, 20g de colle aqueuse. La colle aqueuse est constituée de 2,5%
en poids d'éthylène vinylpolyacétate et de tensioactif, de 29% en poids de dinitrobenzofuroxanate
de potassium, de 8% en poids de tungstène, de 59,5% en poids d'eau et on rajoute 1%
en poids d'hydroxypropyl cellulose pour ajuster la viscosité aux environs de 8 Pa.s.
Le laqueur 15 est constitué d'un agitateur rotatif 16. Cet agitateur rotatif 16 est
mis en mouvement avec une vitesse de rotation de 35 ± 5 tours par minute afin de maintenir
en suspension les éléments de la colle.
[0041] On créé, dans l'atmosphère surmontant la colle, à l'aide d'un doseur pneumatique
18 une surpression temporaire sur la colle aqueuse afin de permettre la constitution
de gouttes de colle aqueuse au niveau de la buse 19 de diamètre 0,85mm.
[0042] Le véhicule 20 contenant les inflammateurs dont l'élément résistif 11 est recouvert
d'une goutte de colle aqueuse est ensuite amené, par le tapis transporteur 14 dans
un four 21 à rayonnement infra-rouge. La température du four est de 60°C et la durée
de séjour des inflammateurs dans le four est de 30 minutes.
[0043] On récupère ensuite, à la sortie du four, le véhicule 22 contenant les inflammateurs
séchés, c'est-à-dire recouvert d'une goutte de laque pyrotechnique 6 de masse 9mg
± 3mg.
[0044] Après séchage, la laque pyrotechnique est constituée de 72% en poids de dinitrobenzofuroxanate
de potassium, de 6% en poids d'éthylène vinylpolyacétate et de tensioactif, de 2%
en poids d'hydroxypropyl cellulose et de 20% en poids de tungstène en poudre.
[0045] Les exemples qui suivent illustrent les performances des initiateurs électro-pyrotechniques
réalisés selon le procédé objet de l'invention. Pour mesurer ces performances, on
a testé deux compositions de laque pyrotechnique, une composition A selon l'invention
et une composition B selon l'état de la technique.
Composition A : * colle aqueuse selon l'invention, avant séchage :
[0046]
| - dinitrobenzofuroxanate de potassium |
29,0 ± 1,0% |
| - eau |
59,5 ± 1,0% |
| - éthylène vinylpolyacétate (EVA) + alcool polyvinylique |
2,5 ± 0,2% |
| - hydroxypropyl cellulose |
1,0 ± 0,05% |
| - tungstène en poudre |
8,0 ± 1,0% |
[0047] La suspension aqueuse d'éthylène vinylpolyacétate est commercialisée par la société
Labord SA sous la dénomination 239M.
* laque pyrotechnique selon l'invention, après séchage :
| - dinitrobenzofuroxanate de potassium |
72,0 ± 1,0% |
| - éthylène vinylpolyacétate (EVA) + alcool polyvinylique |
6,0 ± 0,5% |
| - hydroxypropyl cellulose |
2,0 ± 0,05% |
| - tungstène en poudre |
20,0 ± 1,0% |
Composition B : * colle, avec solvant, selon l'état de la technique (brevet FR 2 704 944 et son
correspondant US 5 544 585), avant séchage
[0048]
| - trinitrorésorcinate neutre de plomb ultra-fin |
59,1 ± 1,0% |
| - acétochlorure de polyvinyle |
5,8 ± 0,5% |
| - méthyléthylcétone |
19,8 ± 1,0% |
| - acétate de butyle |
14,9 ± 1,0% |
| - dilaurate de dibutylétain (stabilisant) . |
0,4 ± 0,05% |
[0049] * laque pyrotechnique selon l'état de la technique, après séchage :
| - trinitrorésorcinate neutre de plomb ultra-fin |
90,5 ± 1,0% |
| - acétochlorure de polyvinyle |
8,9 ± 0,5% |
| - dilaurate de dibutylétain (stabilisant).. |
0,6 ± 0,05% |
Exemple 1 : Adhérence de la laque pyrotechnique sur l'élément résistif.
[0050] Deux types d'essais permettent de quantifier l'adhérence de la laque pyrotechnique
sur l'élément résistif. Pour réaliser ces deux essais, on utilise l'initiateur électro-pyrotechnique
décrit précédemment.
[0051] Le premier essai consiste à soumettre l'initiateur à une accélération supérieure
à 20 000g, soit supérieure à 196 000m/s
2 dans le sens positif de l'axe de l'initiateur perpendiculaire au plan de collage
de la laque pyrotechnique.
[0052] Ce test est renouvelé sur le même initiateur jusqu'à mettre en évidence la séparation
de la laque pyrotechnique de l'élément résistif sur lequel elle est collée.
[0053] Un second essai consiste à tester l'adhérence d'une laque pyrotechnique non active,
c'est-à-dire dans laquelle la substance explosive a été remplacée, pour des raisons
de sécurité, par une substance inerte, sur un support métallique. Pour cela, on colle
deux éprouvettes avec cette laque pyrotechnique non active, on effectue un essai de
traction sur ces deux éprouvettes et on mesure la contrainte maximale que peut supporter
la laque pyrotechnique.
Exemple 1
[0054]
| |
1er essai : pourcentages de pièces qui se décollent |
2ème essai : contrainte maximale mesurée pour obtenir le décollement des 2 éprouvettes |
| Composition A (ou composition A modifiée pour le 2ème essai) |
10 % des pièces se décollent après 7 essais |
9,3 N/cm2 |
| Composition B (ou composition B modifiée pour le 2ème essai) |
40 % des pièces se décollent après 1 seul essai |
1,1 N/cm2 |
[0055] Le premier essai montre que les allumeurs comprenant un initiateur réalisé selon
le procédé objet de l'invention peuvent supporter jusqu'à 6 fois 20 000g d'accélération,
c'est-à-dire jusqu'à 6 fois une accélération de 196 000 m/s
2.
[0056] La laque pyrotechnique selon l'invention (composition A) présente donc une meilleure
adhérence sur l'élément résistif. Dans le cadre du second essai, on voit que la contrainte
maximale mesurée pour obtenir le décollement des deux éprouvettes collées par la perle
d'allumage de composition A, c'est-à-dire selon l'invention, est 8,5 fois supérieure
à celle mesurée pour obtenir le décollement des deux éprouvettes collées par la perle
d'allumage de composition B, c'est-à-dire selon l'état de la technique.
Exemple 2 : Performance d'un initiateur réalisé selon le procédé objet de l'invention
[0057] Pour réaliser ce test de performance, on utilise l'initiateur électro-pyrotechnique
décrit précédemment.
[0058] Ce test consiste à conditionner l'initiateur à -40°C pendant 2 heures puis à le placer
dans une bombe manométrique et à le soumettre à une impulsion électrique d'une amplitude
de 1,2A pendant 2ms. On mesure alors la pression générée par l'initiateur à l'intérieur
de la bombe. On appelle "temps d'apparition de pression" le temps nécessaire pour
qu'une pression de 0,2.10
5 Pa, soit 0,2 bar soit générée à l'intérieur de la bombe manométrique.
[0059] On prend comme temps t0 le moment où l'on envoie l'impulsion électrique.
Exemple 2
[0060]
| |
Temps d'apparition de pression |
| Initiateur dont l'élément résistif est recouvert de la composition A |
0,3 ms - 0,4 ms |
| Initiateur dont l'élément résistif est recouvert de la composition B |
0,6 ms - 1 ms |
[0061] Les initiateurs dont l'élément résistif est recouvert de la laque pyrotechnique selon
l'invention (composition A) donnent des temps de fonctionnement plus courts et plus
reproductibles que les initiateurs selon l'état de la technique (composition B).
Exemple 3 : Aptitude de la laque pyrotechnique à initier la charge renforçatrice de l'initiateur
électro-pyrotechnique
[0062] Pour réaliser ce test, on utilise l'initiateur électro-pyrotechnique précédemment
décrit. On sépare physiquement la charge renforçatrice du corps de l'initiateur.
[0063] A cet effet, on place dans une bombe manométrique d'une part l'initiateur comprenant
seulement l'élément résistif recouvert de la laque pyrotechnique et d'autre part la
charge renforçatrice. Ces deux éléments sont placés à une distance calibrée l'un de
l'autre. On soumet, à température ambiante, l'initiateur à une impulsion électrique
d'une amplitude de 1,2A pendant 2ms. On enregistre la courbe de pression et on mesure
les temps correspondants à la première montée en pression et à la deuxième montée
en pression, à partir du temps to correspondant au début de l'impulsion électrique.
On calcule ensuite le temps Δt qui s'écoule entre les deux montées en pression (Δt
= t
2 - t
1).
[0064] La première montée en pression est due à la combustion de la laque pyrotechnique
et la deuxième montée en pression est due à la combustion de la charge renforçatrice.
[0065] On effectue cet essai sur des initiateurs neufs et sur des initiateurs vieillis (vieillissement
accéléré de 400 heures à 107°C).
Exemple 3
[0066]
| |
Temps Δt dans le cas d'initiateurs neufs |
Temps Δt dans le cas d'initiateurs vieillis |
| Composition A |
0,79 ms |
0,88 ms |
| Composition B |
1,02 ms |
3,88 ms |
[0067] Ce test montre donc que la laque pyrotechnique objet de l'invention possède un meilleur
pouvoir d'allumage de la charge renforçatrice de l'initiateur qu'une laque pyrotechnique
selon l'état de la technique, cela se remarque d'autant plus avec des initiateurs
vieillis.
1. Procédé de réalisation d'un initiateur électro-pyrotechnique (1) comprenant une laque
pyrotechnique (6) initiée par un élément résistif chauffant (11), caractérisé en ce que ladite laque pyrotechnique est obtenue par dépôt, sur l'élément résistif, d'une colle
aqueuse constituée d'une dispersion d'une substance explosive et d'additifs dans une
suspension aqueuse à base d'un copolymère choisi parmi les copolymères éthylène/acétate
de vinyle et les copolymères acétate de vinyle/acétate d'éthylène/éthylène, puis par
séchage de ladite colle aqueuse à une température comprise entre 55°C et 75°C.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le séchage de la colle aqueuse est effectué par rayonnement infra-rouge.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle aqueuse est déposée liquide sur l'élément résistif sous la forme d'une goutte
calibrée, à l'aide d'un laqueur (15) comprenant un doseur pneumatique (18).
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance explosive est choisie dans le groupe constitué par les explosifs primaires
et les mélanges oxydant-réducteur.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'explosif primaire est un sel de dinitrobenzofuroxanne.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'explosif primaire est le dinitrobenzofuroxanate de potassium.
7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la substance explosive est un mélange de zirconium et de perchlorate de potassium.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en eau de la colle aqueuse avant séchage est comprise entre 55 et 70% en
poids par rapport au poids de la colle aqueuse.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en substance explosive de la laque pyrotechnique après séchage est comprise
entre 65 et 95% en poids par rapport au poids total de la laque pyrotechnique.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de copolymère est comprise entre 50 et 60% en poids par rapport au poids
total de la suspension aqueuse à base dudit copolymère.
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension aqueuse à base de copolymère contient en outre un tensio-actif choisi
dans le groupe constitué par les tensio-actifs anioniques et l'alcool polyvinylique.
12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la suspension aqueuse à base de copolymère contient en outre un plastifiant choisi
parmi les phtalates.
13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle aqueuse contient en outre un agent épaississant à base de cellulose modifiée.
14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle aqueuse contient en outre une poudre de métal ou un sel de métal, opaque
aux rayons X.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le métal est choisi dans le groupe constitué par le tungstène, le zirconium, le bismuth
ou l'argent.
16. Initiateur électro-pyrotechnique (1) réalisé selon la revendication 1, comprenant
une laque pyrotechnique (6) initiée par un élément résistif chauffant (11),
caractérisé en ce que la laque pyrotechnique comprend :
- de 60 à 95 % en poids de substance explosive,
- de 5 à 15 % en poids de tensioactif et de copolymère éthylène/acétate de vinyle
ou acétate de vinyle/acétate d'éthylène/éthylène,
- de 0 à 25 % en poids d'additifs.
17. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 16, caractérisé en ce que les additifs contiennent un agent épaississant et un marqueur RX.
18. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'agent épaississant est à base de cellulose modifiée.
19. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 17, caractérisé en ce que le marqueur RX est une poudre de métal ou un sel de métal, le métal étant choisi
dans le groupe constitué par le tungstène, le zirconium, le bismuth ou l'argent.
20. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 16, caractérisé en ce que la substance explosive est choisie dans le groupe constitué par les explosifs primaires
et les mélanges oxydant-réducteur.
21. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'élément résistif chauffant (11) est un filament cylindrique.
22. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'élément résistif chauffant (11) est un pont directement photogravé sur un support
de circuit imprimé.
23. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'élément résistif chauffant (11) est un pont en couches minces monté en surface
sur un support de circuit imprimé.
24. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 20, caractérisé en ce que la substance explosive est un explosif primaire.
25. Initiateur électro-pyrotechnique (1) selon la revendication 24, caractérisé en ce que l'élément résistif chauffant (11) est un pont semi-conducteur dit SCB.
1. Process for the preparation of an electropyrotechnic initiator (1) comprising a pyrotechnic
varnish (6) in contact with a resistive heating element (11), characterized in that the pyrotechnic varnish is obtained by depositing, on the resistive element, of an
aqueous adhesive composed of a dispersion of an explosive substance and of additives
in an aqueous suspension based on a copolymer chosen from ethylene/vinyl acetate copolymers
and vinyl acetate/ethylene acetate/ethylene copolymers, and drying the said aqueous
adhesive at a temperature of between 55°C and 75°C.
2. Process according to claim 1, characterized in that the drying of the aqueous adhesive is carried out by infrared radiation.
3. Process according to claim 1, characterized in that the aqueous adhesive is deposited in the liquid state on the resistive element in
the form of a calibrated drop, using a varnishing device (15) comprising an air-operated
metering device (18).
4. Process according to claim 1, characterized in that the explosive substance is chosen from the group consisting of primary explosives
and oxidizer-reducer mixtures.
5. Process according to claim 4, characterized in that the primary explosive is a dinitrobenzofuroxan salt.
6. Process according to claim 5, characterized in that the primary explosive is potassium dinitrobenzofuroxane.
7. Process according to claim 4, characterized in that the explosive substances is a mixture of zirconium and of potassium perchlorate.
8. Process according to claim 1, characterized in that the water content of the aqueous adhesive before drying is between 55 and 70% by
weight with respect to the weight of the aqueous adhesive.
9. Process according to claim 1, characterized in that the content of explosive substance in the pyrotechnic varnish after drying is between
65 and 95% by weight with respect to the total weight of the pyrotechnic varnish.
10. Process according to claim 1, characterized in that the amount of copolymer is between 50 and 60% by weight with respect to the total
weight of the aqueous suspension based on said copolymer.
11. Process according to claim 1, characterized in that the copolymer-based aqueous suspension additionally comprises a surfactant chosen
from the group consisting of anionic surfactants and polyvinyl alcohol.
12. Process according to claim 1, characterized in that the copolymer-based aqueous suspension additionally comprises a plasticizer chosen
from phthalates.
13. Process according to claim 1, characterized in that the aqueous adhesive additionally comprises a thickening agent based on modified
cellulose.
14. Process according to claim 1, characterized in that the aqueous adhesive additionally comprises a metal powder or a metal salt which
is opaque to X-rays.
15. Process according to claim 14, characterized in that the metal is chosen from the group consisting of tungsten, zirconium, bismuth and
silver.
16. Electropyrotechnic initiator (1) prepared according to claim 1 comprising a pyrotechnic
varnish initiated by a resistive heating element, characterized in that the pyrotechnic varnish comprises: from 60 to 95% by weight of explosive substance,
from 5 to 15% by weight of surfactant and of ethylene/vinyl acetate or vinyl acetate/ethylene
acetate/ethylene copolymer, from 0 to 25% by weight of additives.
17. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 16, characterized in that the additives comprise a thickening agent and an X-ray marker.
18. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 17, characterized in that the thickening agent is based on modified cellulose.
19. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 17, characterized in that the X-ray marker is a metal powder or a metal salt, the metal being chosen from the
group consisting of tungsten, zirconium, bismuth and silver.
20. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 16, characterized in that the explosive substance is chosen from the group consisting of primary explosives
and oxidizer-reducer mixtures.
21. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 20, characterized in that the resistive heating element is a cylindrical filament.
22. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 20, characterized in that the resistive heating element is a bridge directly photoetched onto a printed circuit
support.
23. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 20, characterized in that the resistive heating element is a bridge, made of thin layers, which is surface
mounted on a printed circuit support.
24. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 20, characterized in that the explosive substances is a primary explosive.
25. Electropyrotechnic initiator (1) according to claim 24, characterized in that the resistive heating element is a semiconductor bridge referred to as SCB.
1. Verfahren zur Herstellung eines elektropyrotechnischen Zünders (1), umfassend einen
pyrotechnischen Lack (6), der von einem Wärmewiderstandselement (11) gezündet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Lack erhalten wird durch Ablegen auf dem Widerstandselement eines
wässrigen Klebstoffes, der aus einer Dispersion einer explosiven Substanz und Additiven
in einer wässrigen Suspension auf der Basis eines Copolymers gebildet ist, das aus
den Copolymeren Ethylen/Vinylacetat und den Copolymeren Vinylacetat/Ethylenacetat/Ethylen
ausgewählt ist, dann durch Trocknen des wässrigen Klebstoffes bei einer Temperatur
zwischen 55°C und 75°C.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen des wässrigen Klebstoffes durch Infrarotbestrahlung durchgeführt wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Klebstoff liquid auf dem Widerstandselement in Form eines kalibrierten
Tropfen abgelegt wird, mit Hilfe eines Lackierers (15), der einen pneumatischen Dosierer
(18) umfasst.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die explosive Substanz aus der Gruppe gewählt wird, die aus primären Explosivstoffen
und oxidierend-reduzierenden Mischungen gebildet ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der primäre Explosivstoff ein Dinitrobenzofuroxansalz ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der primäre Explosivstoff Kaliumdinitrobenzofuroxanat ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die explosive Substanz eine Mischung aus Zirconium und Kaliumperchlorat ist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt des wässrigen Klebstoffes vor dem Trocknen zwischen 55 und 70 Gew.%
in Bezug zum Gewicht des wässrigen Klebstoffes beträgt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt der explosiven Substanz des pyrotechnischen Lacks nach Trocknen zwischen
65 und 95 Gew.% in Bezug zum Gesamtgewicht des pyrotechnischen Lacks beträgt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Copolymer zwischen 50 und 60 Gew.% in Bezug zum Gesamtgewicht der wässrigen
Suspension auf Copolymer-Basis beträgt.
11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Suspension auf Copolymer-Basis außerdem ein Tensioaktiv enthält, das
gewählt ist aus der Gruppe, die aus anionischen Tensioaktiven und Polyvinylalkohol
gebildet ist.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Suspension auf Copolymer-Basis außerdem einen Weichmacher enthält, der
aus Phthalaten gewählt ist.
13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Klebstoff außerdem ein Verdickungsmittel auf der Basis modifizierter
Zellulose enthält.
14. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrige Klebstoff außerdem einen Metallstaub oder ein Metallsalz enthält, das
für Röntgenstrahlen undurchdringlich ist.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall aus der Gruppe gewählt ist, die aus Wolfram, Zirconium, Bismut oder Silber
gebildet ist.
16. Elektropyrotechnischer Zünder (1) hergestellt gemäß Anspruch 1, umfassend einen pyrotechnischen
Lack (6), der von einem Wärmewiderstandselement (11) gezündet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Lack umfasst:
- von 60 bis 95 Gew.% explosive Gewichtssubstanz,
- von 5 bis 15 Gew.% Tensioaktiv und Copolymer Ethylen/Vinylacetat oder Vinylacetat/Ethylenacetat/Ethylen,
- von 0 bis 25 Gew.% Additive.
17. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Additive ein Verdickungsmittel und einen RX-Marker enthalten.
18. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdickungsmittel auf Basis modifizierter Zellulose ist.
19. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der RX-Marker ein Metallpulver oder ein Metallsalz ist, wobei das Metall aus der
Gruppe gewählt ist, die aus Wolfram, Zirconium, Bismut oder Silber gebildet ist.
20. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die explosive Substanz aus der Gruppe gewählt ist, die aus den primären Explosivstoffen
und den oxidierend-reduzierenden Mischungen gebildet ist.
21. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmewiderstandselement (11) ein zylindrisches Filament ist.
22. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmewiderstandselement (11) eine direkt auf einen Träger einer gedruckten Leiterplatte
photogravierte Brücke ist.
23. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmewiderstandselement (11) eine Brücke mit dünnen Schichten ist, die auf der
Oberfläche auf einem Träger einer gedruckten Leiterplatte angebracht ist.
24. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die explosive Substanz ein primärer Explosivstoff ist.
25. Elektropyrotechnischer Zünder (1) gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmewiderstandselement (11) eine Halbleiterbrücke, genannt SCB, ist.


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