Composition pour boutons d'allumettes contenant des phosphures de fer |
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| 申请号 | EP92402242.9 | 申请日 | 1992-08-06 | 公开(公告)号 | EP0540372B1 | 公开(公告)日 | 1994-01-05 |
| 申请人 | SOCIETE NATIONALE D'EXPLOITATION INDUSTRIELLE DES TABACS ET ALLUMETTES; | 发明人 | Bernard, Jean-Paul; | ||||
| 摘要 | |||||||
| 权利要求 | |||||||
| 说明书全文 | L'invention concerne les boutons d'allumettes et, plus particulièrement, mais non exclusivement, d'allumettes dites de sûreté. On sait qu'une allumette de sûreté est constituée d'une tige comportant, à une extrémité, un bouton conçu pour s'enflammer par frottement sur un support spécial comportant du phosphore rouge. Il existe, par ailleurs, des allumettes de type dit "strike-anywhere" dont le bouton s'enflamme par frottement sur les supports rugueux les plus divers. Une composition traditionnelle pour bouton d'allumette répond à la formulation suivante :
Le soufre est utilisé dans les allumettes de sûreté, le sulfure de phosphore dans les allumettes "strike-anywhere". Les allumettes actuelles ne présentent pas de toxicité effective ni pour l'utilisateur, ni pour le personnel de production. Toutefois, l'odeur d'anhydride sulfureux dégagée au moment de la combustion peut être perçue comme irritante pour certains utilisateurs, et surtout les traces de bichromate de potassium et de sels de zinc généralement présents dans les eaux de lavage du matériel de production peuvent être considérées comme polluantes si elles sont rejetées dans le milieu naturel. La présente invention a pour but de s'affranchir de cet inconvénient en permettant de substituer au soufre un combustible primaire atoxique et non susceptible de produire une émanation irritante et de supprimer l'introduction de bichromate de potassium et, de préférence, celle d'oxyde de zinc dans la composition du bouton. Toutefois, par la demande de brevet européen 0496996 A2 publiée le 5 Août 1992, c'est à dire postérieurement à la date de priorité de la présente demande, on a déjà proposé une composition pour bouton d'allumette dans laquelle les composés de chrome et les composés à base de sesqui-phosphores, les composés sulfureux et les oxydes de zinc sont absents et sont remplacés par du phosphure de fer. En conséquence, pour les pays désignés dans la présente demande et qui ne le sont pas dans la demande de brevet européen précitée, la composition pour bouton d'allumette selon l'invention est définie dans un premier jeu de revendications 1 à 10 dans lequel la revendication 1 précise que cette composition comprend un comburant, un combustible, un liant ainsi que d'éventuels charges et adjuvants et est caractérisée en ce que le combustible comprend un phosphure de fer dans une proportion allant de 3 à 60 % en poids. Pour les pays désignés dans la présente demande et qui le sont dans la demande de brevet européen précitée, la composition selon l'invention est définie dans un second jeu de revendications 1 à 13, dans lequel la revendication 1 précise que cette composition comprend un comburant, un combustible, un liant ainsi que des charges et d'éventuels adjuvants, et est caractérisée en ce que le combustible comprend un phosphure de fer dans une proportion allant de 3 à 60 % en poids, et en ce que la charge comprend des farines de diatomées, et/ou de la bentonite et/ou du mica et/ou de la silice. Dans un mode d'exécution préféré, la granulométrie moyenne des phosphures de fer utilisés, sera inférieure à 250 µm et, de préférence, de l'ordre d'une dizaine de µm. Dans son application aux allumettes de sûreté, la composition suivant l'invention aura avantageusement la formulation suivante :
L'invention sera mieux comprise à la lumière des exemples décrits ci-après, donnés à titre non limitatif, qui se rapportent à la fabrication d'allumettes de sûreté. On part de la composition suivante :
Les composants sont mélangés en dispersion aqueuse avec par exemple 25 % d'eau et la fabrication des allumettes s'effectue par trempage suivant une technique classique. Après séchage pendant 1 heure 30 à 40°C, la réactivité et la sensibilité obtenues sont comparables à celles d'une formulation classique pour allumettes de sûreté. On soulignera qu'aucun ajout de bichromate de potassium ou d'oxyde de zinc n'a été fait. Le phosphure de fer utilisé est disponible dans le commerce à l'état de poudre fine (granulométrie majoritaire de quelques microns), laquelle est utilisée dans l'art antérieur comme pigment conducteur dans le domaine des peintures anti-corrosion. Cette poudre contient des phosphures de fer sous la forme F₂P ou F₃P. La réaction d'oxydation des phosphures s'amorce par la friction sur une surface spéciale qui peut être identique à celle que possèdent les boîtes d'allumettes de sûreté traditionnelles utilisant le soufre comme combustible. On constate de manière surprenante que la combustion des phosphures se poursuit quand on arrête le frottement, en dépit de l'absence de l'effet catalytique - indispensable dans l'art antérieur - du bichromate de potassium. La granulométrie des phosphures s'est révélée constituer un paramètre important (elle doit être inférieure à 200 microns en moyenne pour obtenir une réactivité et une sensibilité satisfaisantes), ce qui s'explique probablement par le rôle joué par l'interface entre les particules de phosphures et les cristaux de chlorate de potassium dans la combustion. On constate également que la vitesse de combustion n'atteint pas des valeurs suffisamment élevées pour exiger l'emploi d'un flegmatisant énergique, tel qu'oxyde de zinc ou sel de zinc. Toutefois, l'allumage demeure relativement violent, la flamme partant dans tous les sens avec des projections. Cette violence de l'allumage a pu être réduite notamment grâce à un rajout de célite, par exemple de 1 % en masse et/ou au remplacement d'une fraction de phosphure, par exemple de l'ordre de 4 % par du mica. Cette dernière solution permet de réduire notablement les projections lors de l'allumage. Dans cet exemple, la composition présente la formulation suivante :
Cette composition permet d'obtenir une bonne sensibilité, laquelle reste bonne même dans le cas où l'on supprime la bentonite et où l'on rajoute 3 % de célite. Aucun changement notable n'est constaté si l'on ramène à 11 % la quantité de gélatine, avec des ajouts de 2 % de silice C 600, de 3 % de célite, la quantité de phosphure étant alors ramenée à 29 %. La composition définie dans cet exemple est celle qui a donné les meilleurs résultats, aussi bien au niveau de son industrialisation que sur le plan qualitatif. Sa formulation est la suivante :
Cette composition a permis d'obtenir une très bonne sensibilité sur tous frottoirs, aucune projection ni de formation de dards, une bonne transmission avec une fumée et une flamme normale, le bouton présentant un bon aspect après allumage : Ces résultats sont restés inchangés à la suite d'un rajout de 1 % d'oxyde de fer pour colorer le bouton. Des essais sur une composition similaire à la précédente avec, en moins 1 % de silice et 1 % de phosphure (ce qui ramène à 4 % le pourcentage de phosphure) et, en plus 2 % de célite, ont permis d'obtenir des résultats satisfaisants, avec cependant un léger retard à l'allumage et une légère difficulté des allumettes à s'enflammer. |
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