EP4617253A1 - Tropfsatz zur initiierung einer gasgenerierenden aufladung - Google Patents

Tropfsatz zur initiierung einer gasgenerierenden aufladung

Info

Publication number
EP4617253A1
EP4617253A1 EP25163981.1A EP25163981A EP4617253A1 EP 4617253 A1 EP4617253 A1 EP 4617253A1 EP 25163981 A EP25163981 A EP 25163981A EP 4617253 A1 EP4617253 A1 EP 4617253A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ignition charge
water
pyrotechnic
vinyl ester
ignition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25163981.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mazheva Guillevic
Ulrich Bley
Ulf Lawrentz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RWS GmbH
Original Assignee
RWS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102024107528.7A external-priority patent/DE102024107528A1/de
Application filed by RWS GmbH filed Critical RWS GmbH
Publication of EP4617253A1 publication Critical patent/EP4617253A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/04—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive
    • C06B45/06—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component
    • C06B45/10—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising solid particles dispersed in solid solution or matrix not used for explosives where the matrix consists essentially of nitrated carbohydrates or a low molecular organic explosive the solid solution or matrix containing an organic component the organic component containing a resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C7/00—Non-electric detonators; Blasting caps; Primers

Definitions

  • the present invention relates to a liquid-applied igniter composition for a system for providing a pyrotechnic energy release, as well as to such a system for providing a pyrotechnic energy release.
  • a system comprises, for example, a pyrotechnic separating device or a fast-acting actuation mechanism, e.g., for an emergency exit or fire door.
  • the present invention relates to a liquid-applied dispersion for forming an igniter composition.
  • the present invention also relates to a manufacturing method for a liquid-applied igniter composition.
  • Systems for providing pyrotechnic energy release may comprise a pyrotechnic drive with, for example, an electrical or thermal trigger and an actuating mechanism that can be pyrotechnically operated by the pyrotechnic drive, such as a capping mechanism or an accelerable piston.
  • the pyrotechnic drive comprises an ignition charge housed in a housing that can be initiated by an electrical trigger unit.
  • the trigger unit may be designed as an electrical ignition bridge carrier according to EP 0248977 A1
  • the ignition bridge carrier comprises a glass or ceramic body inserted into a metallic outer ring, into which the current-conducting contact sections are embedded and on the side of which an ignition bridge is formed, facing the ignition charge.
  • the ignition bridge is heated by a current pulse and the ignition charge is initiated, resulting in a pyrotechnic reaction. It is known to equip such a trigger element with an additional charge. by arranging another pyrotechnic substance in such a way that the pyrotechnic conversion of the ignition charge affects the additional charge to in turn generate a pyrotechnic gas expansion which is used for an intended purpose of the system, such as accelerating a piston or a cutting mechanism.
  • a powder-based ignition charge has proven to be disadvantageous for various applications, as the pyrotechnic implementation could not be ensured reliably enough when the system is exposed to external conditions with very low temperatures and/or high accelerations, for example, as in the aerospace industry.
  • Another known alternative is to apply the ignition charge in a pressed form to the glass feedthrough, also called the ignition bridge carrier.
  • the ignition bridge carrier also called the ignition bridge carrier.
  • the primer charge in a matrix that is liquid at the time of processing, as a so-called drip-coating, to the glass feedthrough supporting the ignition bridge. After curing, in particular through evaporation of the solvent of the liquid matrix, the primer charge is evenly embedded in the matrix.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the matrix material which can first be dissolved in a sufficient amount of the solvent, which can be n-butyl acetate, to ensure, on the one hand, a uniform distribution of the primer charge therein and, on the other hand, a reproducible drip-coating of the primer charge.
  • the resulting droplet is very viscous and difficult to accurately dose using a dispensing system.
  • the resulting droplet exhibits significant shrinkage of up to 30% of its total volume. This, in turn, results in the droplet detaching from the surface of the glass feedthrough, making it difficult to fix the droplet. is significantly weakened. This results in reduced mechanical stability, which can lead to failure during functional testing, meaning the system cannot reliably fulfill its intended function.
  • An object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to provide a liquid-applicable drip set for a system for pyrotechnic energy release, which can be dosed more precisely and/or has better mechanical properties, in particular with regard to the strength and longevity of the fixation to a surface.
  • a liquid-applied ignition composition for a system for providing pyrotechnic energy release comprising a pyrotechnic material embedded in a matrix that undergoes pyrotechnic conversion at a material-specific conversion temperature.
  • the matrix is formed by a water-dispersible organic polymer.
  • a pyrotechnic reaction can be understood as a specific reaction of the pyrotechnic material in which a controlled combustion or explosion occurs.
  • Suitable pyrotechnic materials include primary explosives, as well as those described in the publication EP 1 890 986 B1 , which includes the international patent application WO 2006/128910 which are to be incorporated by reference into the disclosure content of the present invention.
  • a "copolymer” according to the present invention is understood to mean a polymer consisting of at least two different monomer units
  • a copolymer according to the invention comprises at least 2, 5, 10, 50, 100, 500, 1000 or more repeating units of the at least two different monomer units.
  • a copolymer comprises a substance, in particular a chain-like substance, which is obtainable or obtained as a product from a polymerization reaction between at least two different monomer molecules.
  • the term "polymer” usually refers to large molecules, for example molecules with a molecular weight greater than 1000 D, preferably greater than 5000 D, i.e. macromolecules composed of a large number of repeating smaller chemical units, in particular monomer units.
  • the polymer comprises a vinyl ester copolymer.
  • a vinyl ester copolymer according to the present invention comprises both a polymer comprising a vinyl ester monomer unit and at least one other monomer unit different therefrom, and a product from a polymerization reaction, in particular from a radical polymerization reaction, between a vinyl ester monomer molecule and at least one other monomer molecule different therefrom.
  • vinyl ester monomer refers to a monomer unit having the chemical formula (I). where R is an alkyl, preferably a C 1-8 alkyl, more preferably an alkyl selected from the group consisting of methyl, ethyl, and propyl. R is preferably methyl.
  • alkyl refers to any straight or branched carbon group, such as methyl, ethyl, isopropyl, n-propyl, 2-butyl, isobutyl, n-butyl, pentyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, hexyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1,1-dimethylbutyl, 1,2-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1-ethyl-1-methylpropyl, or 1-ethyl-2-methylpropyl.
  • Alkyl preferably refers to a carbon group having—unless otherwise stated—1 to 8 (C 1-8 alkyl), in particular 1 to 6 (C 1-6 alkyl), and preferably 1 to 4 (C 1-4 alkyl) carbon atoms. In some embodiments, methyl is preferred.
  • Examples of a vinyl ester monomer are a vinyl acetate monomer, vinyl propionate monomer, vinyl butyrate monomer, vinyl valerate monomer and vinyl hexanoate monomer and mixtures thereof.
  • the at least one other monomer unit and/or at least one other monomer molecule does not comprise an acrylate monomer unit.
  • vinyl acrylate monomer refers to a monomer unit having the chemical formula (II). where R is an alkyl, preferably a C 1-6 alkyl, more preferably a methyl.
  • the vinyl ester monomer unit and/or the monomer molecule comprises 2 to 6 carbon atoms, in particular vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl valerate and vinyl hexanoate or a mixture thereof.
  • vinyl ester copolymer vinyl acetate copolymer, vinyl propionate copolymer, vinyl butyrate copolymer, vinyl valerate copolymer and vinyl hexanoate copolymer or a mixture thereof.
  • the vinyl ester copolymer according to the present invention comprises a vinyl acetate copolymer, in particular the vinyl ester copolymer consists of a vinyl acetate copolymer.
  • the proportion of vinyl ester monomers in the vinyl ester copolymer is at least 10 wt.%, preferably at least 20 wt.%, preferably at least 30 wt.%, preferably at least 40 wt.%, preferably at least 50 wt.%, preferably at least 60 wt.%, preferably at least 70 wt.%, preferably at least 80 wt.%, preferably at least 90 wt.%, in each case based on the total weight of the vinyl ester copolymer.
  • the at least one other monomer unit and/or at least one other monomer molecule comprises an ethylene monomer unit.
  • the vinyl ester copolymer according to the invention comprises a vinyl ester and an ethylene copolymer.
  • vinyl ester and ethylene copolymer vinyl acetate and ethylene copolymer, vinyl propionate and ethylene copolymer, vinyl butyrate and ethylene copolymer, vinyl valerate and ethylene copolymer and vinyl hexanoate and ethylene copolymer or a mixture thereof.
  • the vinyl ester copolymer comprises a vinyl acetate and ethylene copolymer, in particular the vinyl ester copolymer consists of a vinyl acetate and ethylene copolymer.
  • the proportion of the ethylene monomer unit in the vinyl ester copolymer is at least 10 wt.%, preferably at least 20 wt.%, preferably at least 30 wt.%, preferably at least 40 wt.%, preferably at least 50 wt.%, preferably at least 60 wt.%, preferably at least 70 wt.%, preferably at least 80 wt.%, preferably at least 90 wt.%, in each case based on the total weight of the vinyl ester copolymer.
  • the vinyl ester copolymer according to the present invention comprises or consists of ADHESIN A 7032.
  • a processable, not yet cured matrix of the present invention can be formed from the polymer of the present invention and water.
  • the ignition composition of the invention comprises the matrix of the present invention and a pyrotechnic material.
  • the pyrotechnic material is embedded in the matrix.
  • water as used in the present application includes both tap water and deionized water, in particular deionized water with a conductivity of at most 0.06 ⁇ S ⁇ cm -1 .
  • the processable matrix according to the present invention has a vinyl ester copolymer concentration of, for example, 15 wt.% to 45 wt.%, or, more preferably, 20 wt.% to 40 wt.%, or, more preferably, 25 wt.% to 35 wt.%, or even more preferably, 30 wt.%, in each case based on the total weight of the matrix.
  • the matrix according to the present invention has a water concentration of, for example, 85 wt.% to 55 wt.%, or, more preferably, 80 wt.% to 60 wt.%, or, more preferably, 75 wt.% to 65 wt.%, or even more preferably, 70 wt.%, in each case based on the total weight of the matrix in the as-processed state.
  • the cured ignition charge according to the present invention may, for example, comprise 65 wt.% to 85 wt.% or, more preferably, 70 wt.% to 80 wt.% or even more preferably 75 wt.% of pyrotechnic material according to the present invention, in each case based on the total weight of the ignition charge.
  • the ignition charge according to the present invention may, for example, 35 wt% to 15 wt% or, more preferably, 30 wt% to 20 wt% or even more preferably 25 wt% of the cured matrix according to the present invention, in each case based on the total weight of the cured primer charge.
  • the primer charge is designed to shrink by less than 10%, in particular by less than 7.5% or less than 5%, upon curing.
  • shrinkage is to be understood particularly in connection with the curing of the liquid-applied primer charge, e.g., through evaporation of the solvent, and refers to the reduction in the volume or mass of the primer charge during the curing or evaporation process.
  • the primer charge according to the present invention is mechanically stable and/or characterized by high mechanical flexibility. Furthermore, due to the low shrinkage, the primer charge detaches less from the substrate.
  • the primer composition according to the present invention is more reliable than conventional primers, such as primers in a PMMA matrix, even under extreme conditions such as low temperatures.
  • the following section will demonstrate that the primer composition according to the invention exhibits higher wetting power, adheres better to the surface of a substrate, and undergoes much less physical change during curing, particularly significantly less shrinkage.
  • a further advantage of the present invention was identified as the pronounced flexibility of the matrix, particularly compared to a PMMA-containing matrix known from the prior art.
  • Samples of the matrix materials with diameters of 38 mm and thicknesses of approximately 1.5 mm were prepared experimentally. After curing, the samples were subjected to a force-displacement test in which a chisel with rounded edges was pressed into them. It was observed that a penetration depth of 0.5 mm required five to ten times the force for the PMMA test specimen.
  • the ignition charge exhibits high mechanical stability, being designed to withstand the mechanical stresses encountered during storage, transport, and standardized testing of the entire system (such as the impact force following a free fall from a height of at least 12 m and/or an acceleration of several thousand g), as well as during use.
  • conventional matrix materials such as those containing PMMA, are more brittle and therefore detach from the carrier material and/or shatter.
  • the cured primer charge is flexible and/or can be mechanically processed, in particular partially mechanically removed, while adhering to a surface without causing damage.
  • the flexibility of the cured primer charge prevents, for example, chipping or crumbling.
  • the ignition charge according to the present invention is characterized by unrestricted adhesion to the surface of the carrier material at temperatures of down to -40°C, or more preferably down to -45°C, or even more preferably down to -50°C.
  • the ignition charge adheres reliably and/or for a long period of time to the surface of the carrier material even under the specified conditions.
  • the surface of the carrier material according to the present invention comprises, in particular, a metal surface, such as a steel, nickel, chromium, or tantalum surface, and/or a glass or ceramic surface.
  • a pyrotechnic propulsion device comprising the ignition charge according to the present invention exhibits a lower failure rate under extreme climatic conditions, particularly during storage at temperatures well below 0°C.
  • the ignition charge is designed to wet a metal surface, such as a steel, nickel, chromium, or tantalum surface, and/or a glass or ceramic surface, in particular at a relative humidity of at least 40%, preferably 50%.
  • Wetting of the surface refers in particular to the ability of the liquid-applied ignition charge to to distribute itself evenly over the surface and to form a particularly coherent layer.
  • the ignition charge according to the present invention is free from a lacquer coating, in particular a lacquer coating that is applied after the ignition charge has hardened.
  • the ignition charge is designed to be applied by means of a dosing device, in particular one operated by compressed air, wherein in particular the dosing device has a cannula with an inner diameter of less than 1 mm, in particular of less than 0.8 mm or of approximately 0.6 mm.
  • a liquid-applicable dispersion for a system for providing a pyrotechnic energy release.
  • the dispersion according to the invention comprises a water-dispersible organic polymer, such as a vinyl ester copolymer, water, and a pyrotechnic material that undergoes pyrotechnic reaction at a material-specific reaction temperature.
  • a water-dispersed polymer can refer to a homogeneous mixture in which the water-dispersible organic polymer is dispersed in the water in the form of small particles or molecules. This mixture is formed by dispersing the polymer in water, with the polymer molecule typically being present in finely divided form.
  • the dispersion is low-viscosity.
  • Low-viscosity refers in particular to a low viscosity. Viscosity is a measure of the flowability or viscosity of a fluid, with a low-viscosity fluid having low viscosity and flowing easily.
  • the water-dispersible organic polymer comprises a vinyl ester copolymer, in particular a vinyl acetate copolymer.
  • the water-dispersible organic polymer comprises a vinyl ester copolymer comprising, in particular consisting of, a vinyl acetate and ethylene copolymer.
  • the dispersion according to the present invention has a polymer concentration of, for example, 15 wt% to 45 wt%, or, more preferably, 20 wt% to 40 wt%, or, more preferably, 25 wt% to 35 wt%, or even more preferably 30 wt%, in each case based on the total weight of the polymer and the water.
  • the matrix according to the present invention has a water concentration of, for example, 85 wt% to 55 wt%, or, more preferably, 80 wt% to 60 wt%, or, more preferably, 75 wt% to 65 wt%, or even more preferably 70 wt%, in each case based on the total weight of the polymer and the water.
  • the vinyl ester copolymer and/or the monomer molecules that have not reacted to form the vinyl ester copolymer are water-dispersible.
  • water-dispersible as used in this application, is understood to mean something capable of forming a homogeneous liquid mixture or dispersion with water.
  • the dispersion has a viscosity at room temperature of at most 2 Pa s, in particular of at most 1.8 Pa s or at most 1.5 Pa s. It has been found that the dispersion with the specified viscosity, in particular up to the specified viscosity limit, is particularly advantageous for the purposes of the invention, especially with regard to the dosage of the ignition charge on the surface to be applied.
  • a method for producing an ignition charge in particular according to the invention in which the ignition charge is produced by curing a particular according to the invention
  • the dispersion is formed from a water-dispersible organic polymer, in particular a vinyl ester copolymer, water, and a pyrotechnic material.
  • a low-viscosity dispersion is used.
  • curing can refer to a process in which the dispersion according to the present invention hardens to form the primer composition according to the invention.
  • This process can, in particular, be a physical reaction, such as solvent evaporation.
  • curing occurs through water evaporation.
  • the dispersion has a higher water concentration than the primer charge before curing.
  • the dispersion has a vinyl ester copolymer concentration in the range of 7 wt.% to 8 wt.%, a water concentration in the range of 17 wt.% to 18 wt.%, and/or a pyrotechnic material concentration in the range of 74 wt.% to 76 wt.%, each based on the total weight of the dispersion.
  • the dispersion has a higher water concentration than the ignition charge before curing.
  • the dispersion has a vinyl ester copolymer concentration in the range from 10 wt.% to 20 wt.%, in particular in the range from 12 wt.% to 18 wt.% or from 15 wt.% to 16 wt.%, and a water concentration in the range from 30 wt.% to 45 wt.%, in particular in the range from 33 wt.% to 40 wt.% or from 36 wt.% to 38 wt.%, and/or a pyrotechnic material concentration in the range from 40 wt.% to 55 wt.%, in particular in the range from 43 wt.% to 52 wt.% or from 46 wt.% to 49 wt.%, in each case based on the total weight of the dispersion.
  • the water concentration in the produced ignition charge after hardening and/or evaporation may be less than 1 wt.%, based on the total weight of the ignition charge, and/or be negligible and/or only present as trace elements.
  • the dispersion has proven advantageous for the dispersion to be thin and thus suitable for application using a dosing device, particularly one powered by compressed air.
  • the thin consistency allows for better handling of the dosing system.
  • the ignition charge is applied by means of a dosing device, in particular one powered by compressed air.
  • the dosing device has, in particular, a cannula with an inner diameter of less than 1 mm, in particular less than 0.8 mm or approximately 0.6 mm.
  • the primer charge is cured after application, in particular after application to a surface, in particular a metal surface, such as a steel, nickel, chromium, or tantalum surface, and/or a glass or ceramic surface.
  • a surface in particular a metal surface, such as a steel, nickel, chromium, or tantalum surface, and/or a glass or ceramic surface.
  • the primer charge is designed such that curing occurs by evaporation and that the primer charge adheres to the surface after curing.
  • the dispersion shrinks upon curing by less than 10%, in particular by less than 7.5% or by less than 5%, in each case based on the total volume of the applied dispersion. Due to the constant volume during curing, the primer composition according to the present invention maintains better contact with the surface.
  • shrinkage is to be understood particularly in connection with the curing or evaporation of the liquid-applied primer composition and refers to the reduction in the volume or mass of the primer composition during the curing or evaporation process.
  • the ignition charge uses water as a solvent instead of an organic solvent. It has been found that water in air evaporates more slowly than the previously used organic solvent. This, along with the chemical and physical properties and resulting greater flexibility of the water-dispersible polymer used, means that the shape and volume of the primer charge change less during curing, allowing shrinkage of less than 10% to be achieved according to the present invention. This also prevents dangerous explosive residues from remaining in the cannula.
  • a system for providing a pyrotechnic energy release comprises an ignition charge according to the invention and a fast-acting, in particular pyrotechnically operable, actuating mechanism associated with the ignition charge.
  • the actuating mechanism can comprise or be a pyrotechnic separating device or an actuating mechanism, e.g., for an emergency exit or fire door.
  • the system according to the invention can, for example, comprise a pyrotechnic drive with an electrical trigger and an actuating mechanism that can be pyrotechnically operated by the pyrotechnic drive, such as a capping mechanism or an accelerable piston.
  • the pyrotechnic drive comprises an ignition charge accommodated in a housing and designed according to the invention, which can be initiated by an electrical trigger unit.
  • the trigger unit can be designed as an electrical ignition bridge carrier according to EP 0248977 A1
  • the ignition bridge carrier can comprise a glass or ceramic body embedded in a metallic outer ring, into which conductive contact sections are embedded, and an ignition bridge is formed on the side facing the ignition charge. A current pulse can heat the ignition bridge and initiate the ignition charge, resulting in a pyrotechnic reaction.
  • the system can have an additional charge, which is realized by arranging a further pyrotechnic substance in such a way that the pyrotechnic conversion of the ignition charge according to the invention is based on the additional Charging to generate a pyrotechnic gas expansion that is used for an intended purpose of the system, such as accelerating a piston or cutting mechanism.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen flüssig applizierbaren Anzündsatz für ein System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe, umfassend ein in einer Matrix eingebettetes pyrotechnisches Material, das bei einer materialspezifischen Umsetztemperatur pyrotechnisch umsetzt, wobei die Matrix durch ein wasserdispergierbares organisches Polymer gebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen flüssig applizierbaren Anzündsatz für ein System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe sowie ein solches System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe. Ein solches System umfasst beispielsweise eine pyrotechnische Trenneinrichtung oder einen schnell agierenden Betätigungsmechanismus z. B. für eine Notausgangs- oder Brandschutztür. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine flüssig applizierbare Dispersion zum Bilden eines Anzündsatzes. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Herstellungsverfahren für einen flüssig applizierbaren Anzündsatz.
  • Systeme zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe können einen pyrotechnischen Antrieb mit einer z. B. elektrischen oder thermischen Auslösung und einen von dem pyrotechnischen Antrieb pyrotechnisch betreibbaren Betätigungsmechanismus, wie eine Kappmechanik oder einen beschleunigbaren Kolben, aufweisen. Beispielsweise umfasst der pyrotechnische Antrieb einen in einem Gehäuse untergebrachten Anzündsatz, der von einer elektrischen Auslöseeinheit initiierbar ist. Die Auslöseeinheit kann als elektrischer Zündbrückenträger gemäß der EP 0248977 A1 ausgebildet sein. Der Zündbrückenträger umfasst einen in einen metallischen Außenring eingebrachten Glas- oder Keramikkörper, in welchen die stromleitenden Kontaktabschnitte eingelassen sind und auf dessen dem Anzündsatz zugewandten Seite eine Zündbrücke ausgebildet ist. Über einen Stromimpuls wird die Zündbrücke erhitzt und der Anzündsatz initiiert, was eine pyrotechnische Umsetzung zur Folge hat. Es ist bekannt, solch ein Auslöseelement um eine zusätzliche Aufladung zu ergänzen, indem ein weiterer pyrotechnischer Stoff, so angeordnet wird, dass die pyrotechnische Umsetzung des Anzündsatzes sich auf die zusätzliche Aufladung auswirkt, um wiederum eine pyrotechnische Gasexpansion zu generieren, die für einen vorgesehenen Zweck des Systems, wie beispielsweise zum Beschleunigen eines Kolbens oder einer Kappmechanik, eingesetzt wird.
  • Ein pulverförmiger Anzündsatz hat sich für verschiedene Anwendungen als nachteilig erwiesen, da die pyrotechnische Umsetzung nicht zuverlässig genug sichergestellt werden konnte, wenn das System beispielsweise äußeren Bedingungen mit sehr tiefen Temperaturen und/oder hohen Beschleunigungen ausgesetzt ist, wie in der Luft- und Raumfahrtindustrie.
  • Eine weitere bereits bekannte Alternative besteht darin, den Anzündsatz in gepresster Form auf die Glasdurchführung, auch Zündbrückenträger genannt, aufzubringen. Hierbei hat sich jedoch aus herstellungstechnischer Sicht die Fertigung der Zündbrücke als schwierig erwiesen.
  • Ferner ist es aus dem Stand der Technik ebenfalls bereits bekannt, den Anzündsatz in einer zum Verarbeitungszeitpunkt flüssigen Matrix als sogenannten Tropfsatz auf die die Zündbrücke tragende Glasdurchführung aufzubringen. Nach der Aushärtung, insbesondere durch Verdunsten des Lösungsmittels der flüssigen Matrix ist der Anzündsatz in der Matrix gleichmäßig eingebettet. Es ist bekannt, als Matrixmaterial PMMA (Polymethylmethacrylat) zu verwenden, welches zunächst in einer ausreichenden Menge des Lösungsmittels, welches n-Butylacetat sein kann, gelöst werden kann, um einerseits eine gleichmäßige Verteilung des Anzündsatzes darin und andererseits eine reproduzierbare Tropfdosierung des Anzündsatzes sicherzustellen.
  • Dieses Verfahren beinhaltet mehrere Probleme. Zum einen ist der so erzeugte Tropfsatz sehr zähflüssig und mittels eines Dispenser-Systems nur unter Schwierigkeiten genau dosierbar. Zum anderen wurde festgestellt, dass nach dem Aushärten des so hergestellten Tropfsatzes ein erheblicher Schwund von bis zu 30% des Gesamtvolumens vorliegt. Dies hat wiederum ein Ablösen des Tropfsatzes von der Oberfläche der Glasdurchführung zur Folge, sodass die Fixierung des Tropfsatzes deutlich geschwächt ist. Dadurch kommt es zu einer verringerten mechanischen Stabilität, was zu einem Versagen bei der Funktionsprüfung führen kann, sodass das System nicht zuverlässig genug seine gewünschte Funktion erfüllt.
  • Ferner wurden Nachteile bei der Lagerung, insbesondere bei tiefen Temperaturen von beispielsweise -40°C festgestellt. Diese können zu einer weiteren Schwächung der Fixierung des Tropfsatzes an der Glasdurchführung führen bzw. zu einer vollständigen Ablösung des Tropfsatzes.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden, insbesondere einen flüssig applizierbaren Tropfsatz für ein System zur pyrotechnischen Energieabgabe bereitzustellen, der genauer dosierbar ist und/oder bessere mechanische Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf die Festigkeit und Langlebigkeit der Fixierung an einer Oberfläche hat.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Aufgabe wird insbesondere durch einen flüssig applizierbaren Anzündsatz für ein System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe gelöst, umfassend ein in einer Matrix eingebettetes pyrotechnisches Material, das bei einer materialspezifischen Umsetztemperatur pyrotechnisch umsetzt. Erfindungsgemäß ist die Matrix durch ein wasserdispergierbares organisches Polymer gebildet.
  • Unter einer pyrotechnischen Umsetzung kann eine bestimmte Reaktion des pyrotechnischen Materials verstanden werden, bei der eine kontrollierte Verbrennung oder Explosion stattfindet. Geeignete pyrotechnische Materialien sind beispielsweise Primärexplosivstoffe, sowie beispielsweise die in der Veröffentlichungsschrift EP 1 890 986 B1 , welche u. a. auf die internationale Patentanmeldung WO 2006/128910 zurückgeht, beschriebenen Materialien, welche unter Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung miteinbezogen sein sollen.
  • Unter einem "Copolymer" gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Polymer verstanden, das aus wenigstens zwei verschiedenen Monomereinheiten zusammengesetzt ist. Vorzugsweise umfasst ein Copolymer gemäß der Erfindung wenigstens 2, 5, 10, 50, 100, 500, 1000 oder mehr Wiederholungseinheiten der wenigstens zwei verschiedenen Monomereinheiten. Ein Copolymer umfasst einen Stoff, insbesondere einen kettenförmigen Stoff, der als Produkt aus einer Polymerisationsreaktion zwischen wenigstens zwei unterschiedlichen Monomermolekülen erhältlich ist oder erhalten wird. Der Begriff "Polymer" bezeichnet üblicherweise große Moleküle, beispielsweise Moleküle mit einem Molekulargewicht größer als 1000 D, vorzugsweise größer als 5000 D, also Makromoleküle, die aus einer Vielzahl sich wiederholender kleinerer chemischer Einheiten, insbesondere Monomereinheiten, zusammengesetzt sind.
  • In einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Polymer ein Vinylester-Copolymer. In diesem Zusammenhang umfasst ein Vinylester-Copolymer gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl ein Polymer, das eine Vinylester-Monomereinheit und mindestens eine andere davon verschiedene Monomereinheit umfasst, als auch ein Produkt aus einer Polymerisationsreaktion, insbesondere aus einer radikalischen Polymerisationsreaktion, zwischen einem Vinylester-Monomermolekül und mindestens einem weiteren davon verschiedenen Monomermolekül.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff "Vinylester-Monomer" auf eine Monomereinheit mit der chemischen Formel (I). wobei R ein Alkyl ist, vorzugsweise ein C1-8 Alkyl, weiter bevorzugt wird ein Akyl aus der Gruppe Methyl, Ethyl und Propyl ausgewählt. Vorzugsweise ist R Methyl.
  • Der Begriff "Alkyl" bezieht sich auf jede gerade oder verzweigte Kohlenstoffgruppe, wie Methyl, Ethyl, Isopropyl, n-Propyl, 2-Butyl, Isobutyl, n-Butyl, Pentyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, Hexyl, 1,1-Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1-Ethyl-1-Methylpropyl oder 1-Ethyl-2-Methylpropyl. Alkyl bezieht sich vorzugsweise auf eine Kohlenstoffgruppe mit - sofern nicht anders angegeben - 1 bis 8 (C1-8Alkyl), insbesondere 1 bis 6 (C1-6Alkyl) und bevorzugt 1 bis 4 (C1-4Alkyl) Kohlenstoffatomen. In einigen Ausführungsformen ist Methyl bevorzugt.
  • Beispiele für ein Vinylester-Monomer sind ein Vinylacetat-Monomer, Vinylpropionat-Monomer, Vinylbutyrat- Monomer, Vinylvalerat- Monomer und Vinylhexanoat- Monomer und Mischungen davon.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die mindestens eine andere Monomereinheit und/oder mindestens ein anderes Monomermolekül keine Acrylat-Monomereinheit.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff "Vinylacrylat-Monomer" auf eine Monomereinheit mit der chemischen Formel (II). wobei R ein Alkyl ist, vorzugsweise ein C1-6 Alkyl, weiter bevorzugt ein Methyl.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Vinylester-Monomereinheit und/oder das Monomermolekül 2 bis 6 Kohlenstoffatome, insbesondere Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylvalerat und Vinylhexanoat oder eine Mischung davon.
  • Beispielweise Vinylester-Copolymer, Vinylacetat-Copolymer, Vinylpropionat-Copolymer, Vinylbutyrat-Copolymer, Vinylvalerat-Copolymer und Vinylhexanoat-Copolymer oder eine Mischung davon.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Vinylester-Copolymer gemäß der vorliegenden Erfindung ein Vinylacetat-Copolymer, insbesondere besteht das Vinylester-Copolymer aus einem Vinylacetat-Copolymer.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an Vinylester-Monomeren in dem Vinylester-Copolymer mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Vinylester-Copolymers.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die mindestens eine andere Monomereinheit und/oder mindestens ein anderes Monomermolekül eine Ethylen-Monomereinheit. In diesem Zusammenhang umfasst das erfindungsgemäße Vinylester-Copolymer ein Vinylester- und ein Ethylen-Copolymer.
  • Beispielweise Vinylester- und Ethylen- Copolymer, Vinylacetat- und Ethylen- Copolymer, Vinylpropionat- und Ethylen- Copolymer, Vinylbutyrat- und Ethylen- Copolymer, Vinylvalerat- und Ethylen- Copolymer und Vinylhexanoat- und Ethylen- Copolymer oder eine Mischung davon.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Vinylester-Copolymer ein Vinylacetat- und Ethylen-Copolymer, insbesondere besteht das Vinylester-Copolymer aus einem Vinylacetat- und Ethylen-Copolymer.
  • Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anteil an der Ethylen-Monomereinheit in dem Vinylester-Copolymer mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Vinylester-Copolymers.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Vinylester-Copolymer gemäß der vorliegenden Erfindung ADHESIN A 7032, oder besteht daraus.
  • Eine verarbeitbare, noch nicht ausgehärtete Matrix der vorliegenden Erfindung kann durch das Polymer gemäß der vorliegenden Erfindung und Wasser gebildet werden. Der Anzündsatz gemäß der Erfindung umfasst die Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung und ein pyrotechnisches Material. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das pyrotechnische Material in der Matrix eingebettet.
  • Der Begriff "Wasser", wie in der vorliegenden Anmeldung, verwendet, umfasst sowohl Leitungswasser als auch deionisiertes Wasser, insbesondere entionisiertes Wasser mit einer Leitfähigkeit von höchstens 0,06 µS · cm-1.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die verarbeitbare Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vinylester-Copolymer Konzentration von beispielsweise 15 Gew.-% bis 45 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 25 Gew.-% bis 35 Gew.-% oder sogar noch bevorzugter 30 Gew.-% auf, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrix. In diesem Zusammenhang weist die Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wasserkonzentration von beispielsweise 85 Gew.-% bis 55 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 80 Gew.-% bis 60 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 75 Gew.-% bis 65 Gew.-% oder sogar noch bevorzugter 70 Gew.-% auf, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Matrix im Verarbeitungszustand. Der Begriff "Verarbeitungszustand", wie hier verwendet, bezieht sich auf den Zustand vor dem Aushärten, in dem die Materialien noch verarbeitbar oder applizierbar sind.
  • In diesem Zusammenhang kann der ausgehärtete Anzündsatz gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise 65 Gew.-% bis 85 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 70 Gew.-% bis 80 Gew.-% oder sogar noch bevorzugter 75 Gew.-% pyrotechnischen Materials gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Anzündsatzes. In diesem Zusammenhang kann in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Anzündsatz gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise 35 Gew.-% bis 15 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 30 Gew.-% bis 20 Gew.-% oder sogar noch bevorzugter 25 Gew.-% der ausgehärteten Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ausgehärteten Anzündsatzes.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anzündsatz dazu ausgebildet, beim Aushärten um weniger als 10 %, insbesondere um weniger als 7,5 % oder um weniger als 5 %, zu schwinden. Der Begriff "Schwund" ist insbesondere im Zusammenhang mit dem Aushärten des flüssig applizierten Anzündsatzes z. B. durch Verdunstung des Lösungsmittels zu verstehen und bezieht sich auf die Verringerung des Volumens oder der Masse des Anzündsatzes während des Aushärte- oder Verdunstungsprozesses. Dadurch ist der Anzündsatz gemäß der vorliegenden Erfindung mechanisch stabil und/oder zeichnet sich durch eine hohe mechanische Flexibilität aus. Ferner kommt es aufgrund des geringen Schwundes zu einer weniger stark ausgeprägten Ablösung des Anzündsatzes von dem Untergrund.
  • Aufgrund der physikalischen und chemischen Eigenschaften der oben beschriebenen Zusammensetzung ist der Anzündsatz gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Anzündsätzen, wie beispielsweise Anzündsätzen in einer PMMA-Matrix, selbst unter extremen Bedingungen, wie niedrigen Temperaturen, zuverlässiger. Im nachfolgenden Abschnitt wird deutlich, dass der erfindungsgemäße Anzündsatz ein höheres Benetzungsvermögen aufweist, besser an der Oberfläche eines Trägermaterials haftet und während des Aushärtens viel geringere physikalische Veränderungen, insbesondere deutlich weniger Schrumpfung, durchläuft.
  • Als weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung wurde die ausgeprägte Flexibilität der Matrix, insbesondere im Vergleich zu einer PMMA-haltigen Matrix, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, identifiziert. Experimentell wurden Proben der Matrixmaterialien mit Durchmessern von 38 mm und Dicken von ca. 1,5 mm vorbereitet. Nach Aushärten wurden die Proben einer Kraft-Weg-Messung ausgesetzt, bei der ein Meißel mit abgerundeten Kanten hineingedrückt wurde. Dabei wurde beobachtet, dass für eine Eindringtiefe von 0,5 mm beim PMMA-Prüfkörper das Fünf- bis Zehnfache an Kraft erforderlich war.
  • Beispielsweise weist der Anzündsatz eine hohe mechanische Stabilität auf, wobei er dazu ausgebildet ist, den mechanischen Belastungen bei Lagerung, Transport und standardisierten Testungen des Gesamtsystems (wie beispielsweise der Aufprallkraft nach einem freien Fall aus einer Höhe von mindestens 12 m und/oder einer Beschleunigung von etlichen tausend g) sowie der Verwendung standzuhalten. Im Gegensatz dazu ist herkömmliches Matrixmaterial wie PMMA-haltiges Matrixmaterial spröder und platzt daher vom Trägermaterial ab und/oder zersplittert.
  • In diesem Zusammenhang ist in einer beispielhaften Ausführungsform der ausgehärtete Anzündsatz biegsam und/oder kann zerstörungsfrei auf einer Oberfläche anhaftend mechanisch bearbeitbar, insbesondere teilweise mechanisch abtragbar, sein. Die vorliegende Biegsamkeit des ausgehärteten Anzündsatzes führt dazu, dass z. B. ein Abplatzen oder Abbröckeln nicht eintritt.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Anzündsatz gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine uneingeschränkte Haftung an der Oberfläche des Trägermaterials bei Temperaturen von bis zu -40 °C, oder noch bevorzugter von bis - 45 °C, oder noch bevorzugter von bis -50 °C gekennzeichnet. Mit anderen Worten haftet der Anzündsatz auch bei den angegebenen Bedingungen zuverlässig und/oder für einen langen Zeitraum an der Oberfläche des Trägermaterials. Die Oberfläche des Trägermaterials gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere eine Metalloberfläche, wie einer Stahl-, Nickel-, Chrom- und Tantaloberfläche, und/oder einer Glas- oder Keramikoberfläche. Ein pyrotechnischer Antrieb umfassend den Anzündsatz gemäß der vorliegenden Erfindung weist unter extremen Klimabedingungen, insbesondere bei der Lagerung bei Temperaturen weit unter 0 °C, eine geringere Ausfallrate auf.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Anzündsatz dazu ausgebildet, eine Metalloberfläche, wie eine Stahl-, Nickel-, Chrom- oder Tantaloberfläche, und/oder eine Glas- oder Keramikoberfläche, insbesondere bei relativer Luftfeuchtigkeit von mindestens 40 %, vorzugsweise 50 %, zu benetzen. Die Benetzung der Oberfläche bezieht sich insbesondere auf die Fähigkeit des flüssig applizierbaren Anzündsatzes, sich gleichmäßig auf der Oberfläche zu verteilen und eine insbesondere zusammenhängende Schicht zu bilden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Anzündsatz gemäß der vorliegenden Erfindung frei von einer Lackbeschichtung, insbesondere einer Lackbeschichtung, die nach einem Aushärten des Anzündsatzes aufgetragen wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Anzündsatz dazu ausgebildet, mittels eines insbesondere druckluftbetriebenen Dosierers appliziert zu werden, wobei insbesondere der Dosierer eine Kanüle mit einem Innendurchmesser von weniger als 1 mm, insbesondere von weniger als 0,8 mm oder von etwa 0,6 mm, aufweist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist eine flüssig applizierbare Dispersion für ein System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Dispersion umfasst ein wasserdispergiebares organisches Polymer, wie ein Vinylester-Copolymer, Wasser und ein pyrotechnisches Material, das bei einer materialspezifischen Umsetztemperatur pyrotechnisch umsetzt. Im Zusammenhang mit einem in Wasser dispergierten Polymer kann sich der Begriff "Dispersion" auf eine homogene Mischung beziehen, bei der das wasserdispergierbare organische Polymer in Form von kleinen Partikeln oder Molekülen im Wasser dispergiert ist. Diese Mischung entsteht durch die Dispersion des Polymers in Wasser, wobei das Polymermolekül in der Regel in fein verteilter Form vorliegt.
  • Gemäß dem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Dispersion niederviskos. "Niederviskos" bezieht sich insbesondere auf eine niedrige Viskosität. Viskosität ist dabei ein Maß für die Fließfähigkeit oder Zähigkeit eines Fluids, wobei ein niederviskoses Fluid eine geringe Zähigkeit hat und leicht fließt.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das wasserdispergierbare organische Polymer ein Vinylester-Copolymer, insbesondere ein Vinylacetat-Copolymer.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das wasserdispergierbare organische Polymer ein Vinylester-Copolymer, das ein Vinylacetat- und Ethylen-Copolymer umfasst, insbesondere daraus besteht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dispersion gemäß der vorliegenden Erfindung eine Polymer Konzentration von beispielsweise 15 Gew.-% bis 45 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 25 Gew.-% bis 35 Gew.-% oder sogar noch bevorzugter 30 Gew.-% auf, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers und des Wassers. In diesem Zusammenhang weist die Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wasserkonzentration von beispielsweise 85 Gew.-% bis 55 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 80 Gew.-% bis 60 Gew.-% oder, noch bevorzugter, 75 Gew.-% bis 65 Gew.-% oder sogar noch bevorzugter 70 Gew.-% auf, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers und des Wassers.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Vinylester-Copolymer und/oder die Monomermoleküle, die nicht zum Vinylester-Copolymer reagiert haben, wasserdispergierbar. Der Begriff "wasserdispergierbar", wie in der vorliegenden Anmeldung verwendet, ist so zu verstehen, dass etwas fähig ist, mit Wasser eine homogene flüssige Mischung bzw. eine Dispersion zu bilden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Dispersion eine Viskosität bei Raumtemperatur von höchstens höchstens 2 Pa·s, insbesondere von höchstes 1,8 Pa·s oder höchstens 1,5 Pa·s, auf. Es wurde herausgefunden, dass die Dispersion mit der angegebenen Viskosität, insbesondere bis zu der angegebenen Viskositätsobergrenze, besonders vorteilhaft für die erfindungsgemäßen Zwecke vor allem im Hinblick auf die Dosierung des Anzündsatzes auf der aufzubringenden Oberfläche ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein Verfahren zur Herstellung eines insbesondere erfindungsgemäßen Anzündsatzes bereitgestellt, bei dem der Anzündsatz durch Aushärten einer insbesondere erfindungsgemäß ausgebildeten Dispersion aus einem wasserdispergierbaren organischen Polymer, insbesondere einem Vinylester-Copolymer, Wasser und einem pyrotechnischen Material gebildet wird. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung wird eine niederviskose Dispersion verwendet.
  • Der Begriff "Aushärten", wie in der vorliegenden Anmeldung verwendet, kann ein Verfahren bezeichnen, bei dem die Dispersion gemäß der vorliegenden Erfindung aushärtet, um den insbesondere erfindungsgemäßen Anzündsatz zu bilden. Dieser Prozess kann insbesondere eine physikalische Reaktion, wie beispielsweise Lösungsmittelverdunstung, sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, erfolgt das Aushärten durch Wasserverdunstung. In diesem Zusammenhang weist die Dispersion vor dem Aushärten eine höhere Wasserkonzentration als der Anzündsatz auf. Ferner weist die Dispersion eine Vinylester-Copolymer Konzentration im Bereich von 7 Gew.-% bis 8 Gew.-%, und eine Wasserkonzentration im Bereich von 17 Gew.-% bis 18 Gew.-%, und/oder eine pyrotechnische Materialkonzentration im Bereich von 74 Gew.-% bis 76 Gew.-% auf, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Aushärten durch Wasserverdunstung. In diesem Zusammenhang weist die Dispersion vor dem Aushärten eine höhere Wasserkonzentration als der Anzündsatz auf. Ferner weist die Dispersion eine Vinylester-Copolymer Konzentration im Bereich von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 12 Gew.-% bis 18 Gew.-% oder von 15 Gew.-% bis 16 Gew.-%, und eine Wasserkonzentration im Bereich von 30Gew.-% bis 45 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 33Gew.-% bis 40 Gew.-% oder von 36Gew.-% bis 38 Gew.-%, und/oder eine pyrotechnische Materialkonzentration im Bereich von 40 Gew.-% bis 55 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 43 Gew.-% bis 52 Gew.-% oder von 46 Gew.-% bis 49 Gew.-%, auf, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion.
  • Die Wasserkonzentration in dem hergestellten Anzündsatz kann nach dem Aushärten und/oder Verdunsten weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Anzündsatzes, betragen und/oder vernachlässigbar sein und/oder nur noch als Spurenelemente vorhanden sein.
  • Es ist hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Dispersion dünnflüssig ist, und somit mittels eines insbesondere druckluftbetriebenen Dosierers applizierbar ist. Die Dünnflüssigkeit erlaubt eine bessere Handhabung des Dosiersystems.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Anzündsatz mittels eines insbesondere druckluftbetriebenen Dosierers appliziert. Dabei weist der Dosierer insbesondere eine Kanüle mit einem Innendurchmesser von weniger als 1 mm, insbesondere von weniger als 0,8 mm oder etwa 0,6 mm auf.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, wird der Anzündsatz nach der Applizierung, insbesondere der Aufbringung auf eine Oberfläche, insbesondere eine Metalloberfläche, wie eine Stahl-, Nickel-, Chrom- oder Tantaloberfläche, und/oder eine Glas- oder Keramikoberfläche, ausgehärtet. Gemäß einer beispielhaften Weiterbildung ist der Anzündsatz derart ausgebildet, dass das Aushärten durch Verdunstung erfolgt und dass der Anzündsatz nach dem Aushärten an der Oberfläche anhaftet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, schwindet die Dispersion beim Aushärten um weniger als 10 %, insbesondere um weniger als 7,5 % oder um weniger als 5 %, jeweils bezogen auf das gesamte Volumen der aufgebrachten Dispersion. Durch das gleichbleibende Volumen beim Aushärten behält der Anzündsatz gemäß der vorliegenden Erfindung einen besseren Kontakt zur Oberfläche bei. Der Begriff "Schwund" ist insbesondere im Zusammenhang mit dem Aushärten oder Verdampfen des flüssig applizierten Anzündsatzes zu versehen und bezieht sich auf die Verringerung des Volumens oder der Masse des Anzündsatzes während des Aushärte- oder Verdunstungsprozesses.
  • Insbesondere weist der Anzündsatz Wasser als Lösungsmittel an Stelle eines organischen Lösungsmittels auf. Dabei hat sich herausgestellt, dass Wasser an der Luft langsamer verdunstet als das vorher verwendete organische Lösungsmittel. Hierdurch sowie durch die chemischen und physikalischen Eigenschaften und die daraus resultierende höhere Flexibilität des verwendeten wasserdispergierbaren Polymers werden Form und Volumen des Anzündsatzes bei der Aushärtung weniger verändert, wodurch eine Schwindung von weniger als 10 % gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann. Dadurch wird auch vermieden, dass gefährliche explosive Rückstände in der Kanüle verbleiben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der mit den vorhergehenden Aspekten und beispielhaften Ausführungen kombinierbar ist, ist ein System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe bereitgestellt. Das erfindungsgemäße System umfasst einen erfindungsgemäßen Anzündsatz und einen dem Anzündsatz zugeordneten schnell agierenden insbesondere pyrotechnisch betreibbaren Betätigungsmechanismus. Der Betätigungsmechanismus kann eine pyrotechnische Trenneinrichtung oder ein Betätigungsmechanismus z. B. für eine Notausgangs- oder Brandschutztür umfassen oder sein.
  • Das erfindungsgemäße System kann beispielsweise einen pyrotechnischen Antrieb mit einer elektrischen Auslösung und einen von dem pyrotechnischen Antrieb pyrotechnisch betreibbaren Betätigungsmechanismus, wie eine Kappmechanik oder einen beschleunigbaren Kolben, aufweisen. Beispielsweise umfasst der pyrotechnische Antrieb einen in einem Gehäuse untergebrachten und erfindungsgemäß ausgebildeten Anzündsatz, der von einer elektrischen Auslöseeinheit initiierbar ist. Die Auslöseeinheit kann als elektrischer Zündbrückenträger gemäß der EP 0248977 A1 ausgebildet sein. Der Zündbrückenträger kann einen in einen metallischen Außenring eingebrachten Glas- oder Keramikkörper aufweisen, in welchen stromleitende Kontaktabschnitte eingelassen sind und auf dessen dem Anzündsatz zugewandten Seite eine Zündbrücke ausgebildet ist. Über einen Stromimpuls kann die Zündbrücke erhitzt und der Anzündsatz initiiert werden, was eine pyrotechnische Umsetzung zur Folge hat.
  • Ferner kann das System eine zusätzliche Aufladung aufweisen, die dadurch realisiert ist, dass ein weiterer pyrotechnischer Stoff so angeordnet ist, dass sich die pyrotechnische Umsetzung des erfindungsgemäßen Anzündsatzes auf die zusätzliche Aufladung auswirkt, um wiederum eine pyrotechnische Gasexpansion zu generieren, die für einen vorgesehenen Zweck des Systems, wie beispielsweise zum Beschleunigen eines Kolbens oder einer Kappmechanik, eingesetzt wird.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (15)

  1. Flüssig applizierbarer Anzündsatz für ein System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe, umfassend ein in einer Matrix eingebettetes pyrotechnisches Material, das bei einer materialspezifischen Umsetztemperatur pyrotechnisch umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix durch ein wasserdispergierbares organisches Polymer gebildet ist.
  2. Anzündsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Vinylester-Copolymer umfasst.
  3. Anzündsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vinylester-Copolymer ein Vinylacetat Copolymer umfasst, und/oder dass das Vinylester-Copolymer ein Vinylacetat- und Ethylen-Copolymer umfasst, insbesondere daraus besteht.
  4. Anzündsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Konzentration des pyrotechnischen Materials von 70 Gew.-% bis 80 Gew.-% und/oder eine Matrixkonzentration von 30 Gew.-% bis 20 Gew.-%.
  5. Anzündsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzündsatz frei von einem, insbesondere nach einer Aushärtung des Anzündsatzes aufgebrachten, Lacküberzug ist.
  6. Anzündsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzündsatz dazu ausgebildet ist, beim Aushärten um weniger als 10 % zu schwinden.
  7. Anzündsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzündsatz biegsam und/oder zerstörungsfrei auf einer Oberfläche anhaftend mechanisch bearbeitbar, insbesondere teilweise mechanisch abtragbar, ist.
  8. Anzündsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine uneingeschränkte Haftung bei einer Temperatur von bis zu -40°C an einer Oberfläche, insbesondere einer Metalloberfläche, wie einer Stahl-, Nickel-, Chrom- und Tantaloberfläche, und/oder einer Glas- oder Keramikoberfläche.
  9. Anzündsatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzündsatz dazu ausgebildet ist, eine Metalloberfläche, wie eine Stahl-, Nickel-, Chrom- und Tantaloberfläche, und/oder eine Glas- oder Keramikoberfläche, insbesondere bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von mindestens 40 %, vorzugsweise 50 %, zu benetzen, und/oder dass der Anzündsatz dazu ausgebildet ist, mittels eines insbesondere druckluftbetriebenen Dosierers appliziert zu werden, wobei insbesondere der Dosierer eine Kanüle mit einem Innendurchmesser von weniger als 1 mm, insbesondere von weniger als 0,8 mm oder von etwa 0,6 mm, aufweist.
  10. Flüssig applizierbare Dispersion zum Bilden eines Anzündsatzes insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche für ein System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe, umfassend ein wasserdispergierbares organisches Polymer, wie z. B. ein Vinylester-Copolymer, Wasser und ein pyrotechnisches Material, das bei einer materialspezifischen Umsetztemperatur pyrotechnisch umsetzt, dadurch gekennzeichnet , dass die Dispersion niederviskos ist.
  11. Dispersion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserdispergierbare organische Polymer ein Vinylester-Copolymer, wie ein Vinylacetat Copolymer, umfasst und/oder dass das wasserdispergierbare organische Polymer eine Konzentration von 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% in Wasser aufweist, und/oder dass das Wasser ein entionisiertes Wasser ist, insbesondere ein entionisiertes Wasser vorzugsweise mit einer Leitfähigkeit von höchstens 0,06 µS × cm-1, und/oder dass das wasserdispergierbare organische Polymer ein Vinylester-Copolymer umfasst, das ein Vinylacetat- und Ethylen-Copolymer umfasst, insbesondere daraus besteht.
  12. Dispersion nach einem der der Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Viskosität bei Raumtemperatur von höchstens 2 Pa·s, insbesondere von höchstes 1,8 Pa·s oder höchstens 1,5 Pa·s.
  13. Verfahren zur Herstellung eines insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildeten Anzündsatzes, bei dem der Anzündsatz durch Aushärten einer insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 12 ausgebildeten Dispersion aus einem Vinylester-Copolymer, Wasser und einem pyrotechnischen Material gebildet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Dispersion flüssig, insbesondere mittels eines insbesondere druckluftbetriebenen Dosierers, wobei insbesondere der Dosierer eine Kanüle mit einem Innendurchmesser von weniger als 1 mm, insbesondere von weniger als 0,8 mm oder von etwa 0,6 mm, aufweist, appliziert wird, wobei insbesondere der Anzündsatz nach der Applizierung, insbesondere Aufbringung auf eine Oberfläche, insbesondere eine Metalloberfläche, wie eine Stahl-, Nickel-, Chrom- und/oder Tantaloberfläche, und/oder eine Glas- oder Keramikoberfläche, ausgehärtet wird, wobei insbesondere das enthaltene Wasser beim Aushärten verdunstet und/oder der Anzündsatz nach dem Aushärten an der Oberfläche anhaftet, und/oder wobei der Anzündsatz beim Aushärten um weniger als 10 % schwindet.
  15. System zum Bereitstellen einer pyrotechnischen Energieabgabe, umfassend einen nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildeten Anzündsatz und einen dem Anzündsatz zugeordneten insbesondere pyrotechnisch betreibbaren Betätigungsmechanismus.
EP25163981.1A 2024-03-15 2025-03-14 Tropfsatz zur initiierung einer gasgenerierenden aufladung Pending EP4617253A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024107528.7A DE102024107528A1 (de) 2024-03-15 2024-03-15 Tropfsatz zur Initiierung einer gasgenerierenden Aufladung
EP25152585.3A EP4617252A1 (de) 2024-03-15 2025-01-17 Tropfsatz zur initiierung einer gasgenerierenden aufladung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4617253A1 true EP4617253A1 (de) 2025-09-17

Family

ID=94925400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP25163981.1A Pending EP4617253A1 (de) 2024-03-15 2025-03-14 Tropfsatz zur initiierung einer gasgenerierenden aufladung

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP4617253A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4016018A (en) * 1969-12-22 1977-04-05 Etat Francais Method of preparing priming explosives
EP0248977A1 (de) 1986-02-27 1987-12-16 Dynamit Nobel Aktiengesellschaft Elektrisches Anzündelement und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2003000624A2 (de) * 2001-05-10 2003-01-03 Dynamit Nobel Gmbh Explosivstoff- Und Systemtechnik Anzündmittel
US6823797B2 (en) * 2001-12-14 2004-11-30 Livbag Snc Process for the preparation of an electropyrotechnic initiator by use of an aqueous adhesive
WO2006128910A1 (de) 2005-06-02 2006-12-07 Ruag Ammotec Gmbh Pyrotechnisches mittel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4016018A (en) * 1969-12-22 1977-04-05 Etat Francais Method of preparing priming explosives
EP0248977A1 (de) 1986-02-27 1987-12-16 Dynamit Nobel Aktiengesellschaft Elektrisches Anzündelement und Verfahren zu seiner Herstellung
WO2003000624A2 (de) * 2001-05-10 2003-01-03 Dynamit Nobel Gmbh Explosivstoff- Und Systemtechnik Anzündmittel
US6823797B2 (en) * 2001-12-14 2004-11-30 Livbag Snc Process for the preparation of an electropyrotechnic initiator by use of an aqueous adhesive
WO2006128910A1 (de) 2005-06-02 2006-12-07 Ruag Ammotec Gmbh Pyrotechnisches mittel
EP1890986B1 (de) 2005-06-02 2013-01-16 RUAG Ammotec GmbH Pyrotechnisches mittel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1796010C3 (de) Verfahren zum Füllen von Zund hutchen oder Sprengkapseln mit aus einem oder mehreren festen Initial sprengstoffen bestehenden Initial sprengmitteln
EP0008127B1 (de) Verfahren zum Verfestigen von Kohle und/oder Gestein im Bergbau
DE102009052399A1 (de) Korrosionsschutzbeschichtungen, insbesondere für Aluminium, und Mischungen zu ihrer Herstellung
EP0718591A2 (de) Anzündsystem für Treibladungen und Verfahren zur Herstellung derartiger Anzündsysteme
DE69724120T2 (de) Verfahren zur oberflächermodifizierung eines druckemfindliches klebstoffes mit funktionellen gruppen
DE2701935A1 (de) Druckgasbetaetigtes schaltelement
EP3029012A2 (de) Vorrichtung zur gesteuerten initiierung der deflagration einer sprengladung
EP4617252A1 (de) Tropfsatz zur initiierung einer gasgenerierenden aufladung
DE3114933A1 (de) "verfahren zum einbringen einer zuendladung in eine randfeuerpatrone"
EP3228674A1 (de) Haftklebmasse
EP1089955A1 (de) Verfahren zur herstellung pyrotechnischer anzündsätze
WO2021058222A1 (de) Verfahren und system zum bereitstellen einer vorbestimmten pyrotechnischen energieabgabe
DE102010005923B4 (de) Pressbares insensitives Sprengstoffgemisch
EP3994227A1 (de) Komprimierbarer, uv- oder thermisch aktivierbarer (semi-) struktureller klebefilm mit farbumschlag jeweils nach aktivierung und aushärtung
EP3320048B1 (de) Verfahren zur herstellung abziehbarer beschichtungen auf metallischen substraten
DE10322363B4 (de) Brandschutzzusammensetzung
EP0167754B1 (de) Adhäsionsmittel zum Verbinden von Oberflächen in explosive Ladungen enthaltenden Munitionen
EP1148313A2 (de) Elektrothermische Anzündvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP0614863B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Metallpulver enthaltenden pyrotechnischen Wirkmassen auf wässriger Basis, beschichtete Metallpulver sowie deren Verwendung
DE2004472C1 (de) Verfahren zum Aufbringen von Isolierschichten auf Feststofftreibsätze
DE3238751A1 (de) Befestigungselement fuer die verankerung in einem bohrloch unter verwendung einer reaktiven mehrkomponentenmasse
DE10221044A1 (de) Anzündmittel
EP2212218B1 (de) Mehrkomponentenkartusche und verfahren zur herstellung hierzu
EP2776783B1 (de) Stabilisierungseinrichtung
WO2020127495A1 (de) Verfahren zum vorlagern wenigstens eines reagenzes in einem mikrofluidischen system und mikrofluidisches system

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20260316