ES2356340T3 - Blanco proyectable de seguridad. - Google Patents

Abstract

UNA ACTIVIDAD DE TIRO Y BLANCO DE ARCILLA (10) QUE PUEDE FORMARSE SIN ALQUITRAN PARA SER UTILIZADO EN DICHA ACTIVIDAD DEPORTIVA. INCLUYE DISPARAR CON PERDIGONES (50) AL BLANCO (10) Y ROMPER LOS BLANCOS (10) EN LOS QUE INCIDE EL PERDIGON (50). EL BLANCO (10) PUEDE ESTAR FORMADO POR UN AGLUTINANTE Y UN MATERIAL DE CARGA Y MOLDEADO EN ESTADO RESISTENTE PERO QUEBRADIZO. LOS BLANCOS (10) SEGUN LA PRESENTE INVENCION DEBEN ESTAR BASICAMENTE LIBRES DE ALQUITRAN Y TENER UN ALTO NIVEL DE TOXICIDAD LD 50 ASI COMO UNA ALTA FRAGILIDAD. ESO PUEDE LOGRARSE SEGUN LA INVENCION FORMANDO LOS BLANCOS CON TENSIONES INTERNAS ELEVADAS TALES COMO LOS BLANCOS FORMADOS EN ESTADO CRISTALINO INESTABLE.

Description

Blanco proyectable de seguridad.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere generalmente a una nueva composición de materia para su uso como un objeto proyectable, frágil y friable y más particularmente a una actividad de tiro tal como el tiro al plato con un blanco ambientalmente aceptable.

La apariencia de un blanco típico, también conocido como un "plato", que puede ser usado para tiro al plato, es mostrado como un blanco 10 en Figs. 1-3. En uso, el blanco 10 es comúnmente lanzado desde un dispositivo de lanzamiento o trampa 20 a una velocidad alta y generalmente vuela lejos de un tirador 30, armado con una escopeta 40. El tirador 30 apunta la escopeta 40 hacia el blanco volador 10 y dispara un conjunto de perdigones o pellets 50 de arma 40 hacia el blanco 10 con la intención de golpear y destrozar el blanco 10. Así, para aumentar el disfrute del tirador 30, el blanco 10 debe ser suficientemente frágil y friable como para destrozarse cuando es golpeado por un número relativamente bajo de perdigones 50. Con respecto a los blancos no destruidos golpeados por el menos un perdigón, como regla general, es deseable que menos de 10% de estos blancos hayan sido alcanzado por tres o más perdigones. En los mejores blancos, este porcentaje será menor que 4%.

El blanco 10 debería también ser capaz de ser "pulverizado" e.d. reducido a una nube de polvo o pequeños fragmentos, cuando es golpeado por un número considerable de perdigones 50. Es extremadamente frustrante para los tiradores, si golpean el blanco 10, y el blanco 10 no se destruye, o si hacen un tiro perfecto en el blanco 10 y el blanco solo se rompe en un número relativamente pequeño de piezas, sin proporcionar el efecto "pulverizado". En general, al menos un 80% de los blancos que se destruyen por el disparo deberían destruirse en cinco o más piezas cuando es disparado por tiradores con la habilidad suficiente para destruir aproximadamente un 98% de los blancos convencionales a los que disparan. Con los mejores blancos, este porcentaje destruido en 5 o más piezas será de un
90%.

En adición a ser fácilmente destruido, el blanco 10 debe ser lo suficientemente fuerte para permanecer intacto, a pesar de estar sometido a una fuerza considerable por el lanzador 20. Al salir de una trampa, el blanco esta viajando comúnmente a una velocidad tope de unos 148 Km. (92 millas) por hora. Un blanco no es aceptable si incluso hasta un 2% se resquebraja cuando es lanzado. El blanco 10 debe también ser lo suficientemente fuerte para ser apilado en una caja, sacudida durante el transporte, tener una larga vida en almacenamiento cuando se somete a una amplia variedad de condiciones ambientales y ser relativamente económico. No es satisfactorio que hasta un 2% de los blancos se resquebraje cuando son almacenados por más de 45 días y este número debería ser inferior al 1% para los blancos de mayor calidad.

Un blanco comercial estándar para tiro al plato es formado con petróleo o brea de alquitrán como ligante, junto con rellenos como arcilla, minerales finamente divididos y similares. Un ejemplo de un blanco convencional ampliamente usado y bien recibido se vende bajo la marca WHITE FLYER. Tal blanco es formado principalmente de brea de petróleo y piedra caliza en polvo. El blanco pesa aproximadamente 95 gramos. Tiene aproximadamente 10.41 cm (4.25 pulgadas) de diámetro y aproximadamente 2.74 cm (1.12 pulgadas) de altura.

El tiro al plato se lleva a cabo generalmente al aire libre. Por tanto, cuando se destruyen y caen al suelo blancos convencionales de brea, pueden causar varias preocupaciones ambientales. Por ejemplo, existe una cierta preocupación de que si es comido por un animal, los bordes afilados de un blanco roto o los materiales de construcción de un blanco causen problemas internos al animal. También, el suelo puede parecer sucio y la base de petróleo ha causado cierta preocupación ambiental.

Durante los años, se han hecho varias propuestas para producir blancos de arcilla con menos problemas ambientales. Por ejemplo, la patente U.S. nº 3,884,470 describe un blanco hecho de azufre y varios aditivos. La patente Alemana nº 24 39 247 describe un blanco hecho con azufre, relleno y un plastificante tal como el estire Nº la patente U.S. nº 4,623,150 describe un blanco hecho de relleno y ligante, en la que los ingredientes son mezclados con solvente, comprimido en la forma de un blanco y el solvente es expulsado. La patente U.S. nº 3,840,232 describe blancos formados con azufre y polvo de piedra caliza y describe en uso de aditivos de arcilla. Publicación Internacional Nº WO 94/09339 discute el uso de varios rellenos como el azufre y la tiza. La patente Canadiense Nº 959203 y la patente Alemana nº 22 54 725 también describen blancos libres de brea. El contenido de cada una de estas patentes es incorporado en este documento por referencia. Adicionalmente, la Publicación Internacional Nº WO98/51989 describe una actividad de tiro y un blanco de arcilla según el preámbulo de la reivindicación 1 y la Patente Austriaca nº AT 373 387 describe molduras de paredes delgadas, en particular platos de arcilla y un método para su fabricación, según el preámbulo de la reivindicación 14.

Los blancos formados según estas patentes no han probado ser totalmente satisfactorios y a la fecha, ningún blanco libre de brea ha sido aceptado en el mercado. Algunos de los blancos libre de brea son demasiado resistentes, e.d., no se rompen incluso cuando son disparados con un número relativamente grande de perdigones. Por ejemplo, un blanco vendido por I.F.O. de Aura, Finlandia raramente se rompe, incluso cuando acertado con un tiro perfecto. Algunos blancos libres de brea se rompen cuando son lanzados por la trampa o se agrietan cuando se almacenan por varios meses. Algunos son demasiado plásticos, e.d., no son retirados fácilmente de un molde, ni mantienen su forma, ni se rompen cuando impactan con un número relativamente grande de perdigones.

En consecuencia, es deseable proporcionar un blanco mejorado que supera las deficiencias de la técnica anterior.

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Resumen de la invención

La presente invención proporciona un blanco friable de peso, fuerza, y fragilidad aceptable para romperse después de ser golpeado por proyectiles disparados por un arma, donde el blanco comprende una composición formado por la combinación de un 30% a 45% de azufre, un 30% a 60% de relleno; y un 0.25% a 4% de sulfonato de lignina (un modificador de azufre) en peso de la composición total, con la salvedad de que, cuando la composición del blanco es formada combinando 35% a 45% de azufre, la cantidad de sulfonato de lignina es menos de 1, y donde el blanco es formado en un estado de fragilidad y dimensión suficiente, de modo que cuando es disparado con perdigones de una escopeta de calibre doce por tiradores ubicados a una distancia de 25 m (27 yardas) de la trampa, con la suficiente habilidad para acertar alrededor del 98% de los blancos si disparan de esa distancia, menos de un 10% de blancos no destruidos golpeados por al menos un perdigón ha sido golpeado por tres o más perdigones y quedan sin
romperse.

La invención también proporciona un blanco friable donde el blanco comprende un composición de blanco que incluye 30% a 45% de azufre y relleno que incluye cenizas volantes formado en un estado de suficiente fragilidad y dimensiones, de modo que cuando es disparado con perdigones de una escopeta de calibre doce por tiradores ubicados a una distancia de 25 m (27 yardas) de la trampa, con la suficiente habilidad para acertar alrededor del 98% de los blancos si disparan desde esa distancia, menos de un 10% de blancos no destruidos golpeados por al menos un perdigón ha sido golpeado por tres o más perdigones y quedan sin romperse, con la salvedad de que la composición del blanco no es 35% a 45% de azufre, 30% a 60% de relleno y 1% a 4% de sulfonato de lignina (un modificador de
azufre).

La invención también proporciona un método para formación de un blanco friable que comprende calentar la composición del blanco a una temperatura por encima de 160ºC (320ºF); enfriar la composición a una temperatura por debajo de 160ºC a (320ºF); y colar los blancos a esa temperatura; donde el blanco es como se define en cualquiera de las provisiones de la invención anterior; y donde el blanco es formado en un estado de suficiente fragilidad y dimensiones, de modo que cuando es disparado con perdigones de una escopeta de calibre doce por tiradores ubicados a una distancia de 25 m (27 yardas) del la trampa, con la con la suficiente habilidad para acertar alrededor del 98% de los blancos si disparan de esa distancia, menos de un 10% de blancos no destruidos golpeados por al menos un perdigón ha sido golpeado por tres o más perdigones y quedan sin romperse.

La invención también proporciona un uso de un blanco en una actividad de tiro que comprende proporcionar una pluralidad de blancos, lanzar los blancos al aire y disparar a los blancos con una escopeta, donde los blancos son como se definen en cualquiera de las provisiones de la invención anterior.

En términos generales, según la invención, se proporciona una actividad de tiro y un blanco que puede ser formado sin brea para su uso en tal actividad. La actividad implica en disparar tiros al blanco y romper blancos golpeados por el disparo. Mientras que algunos blancos serán golpeados por al menos un perdigón del disparo y quedarán sin romperse, menos de 25% de blancos no rotos golpeados por uno o más perdigones se habrán visto afectados por tres o más perdigones. Los blancos se rompen de forma sistemática en 5 o más partes cuando son acertados por varios perdigones.

El blanco puede ser formado con un ligante y rellenador y colado en un estado fuerte pero frágil. Cuando el azufre es elegido como ligante, el blanco preferiblemente incluye un modificador de azufre, como el sulfonato de lignina. Los rellenadores incluyen cenizas volantes, polvo de piedra caliza, arcillas y otros polvos sólidos insertados. Otros materiales para la mejora de las propiedades de los blancos, tales como los promotores de la degradación y retardantes de fuego pueden también ser incluidos.

Los blancos según la invención deberían estar sustancialmente libres de brea y tener un nivel de toxicidad LD 50 mayor que 15 g/kg así como una alta fragilidad. Esto se puede lograr según la invención mediante la formación de blancos con altas tensiones internas como cuando se forman los blancos en estados de cristales inestables. Un método preferido de formación de los blancos es calentar los ingredientes a una temperatura por encima de la cual cambia la estructura de la materia, (160ºC (320ºF) en el caso del azufre), mantener tal temperatura por un largo periodo de tiempo para efectuar tales cambios (preferible aproximadamente una hora en el caso del azufre) y luego colar los blancos por debajo de esa temperatura (tal como a una temperatura de 132ºC (270ºF) para azufre) para obtener un blanco en un estado físico inestable, el cual se destruirá con el impacto. Como resultado, pueden lograrse blancos que tienen niveles LD 50 que se cree son al menos 20 veces mayores que los blancos de brea convencional.

En consecuencia, es un propósito de la invención proporcionar un blanco friable mejorado.

Otro propósito de la invención es proporcionar un blanco friable que está sustancialmente libre de brea.

Un objeto más de la invención es proporcionar un blanco libre de brea que tiene las características de vuelo y destrucción de un blanco de brea convencional.

Todavía otro propósito de la invención es proporcionar una actividad de tiro que cause menos problemas ambientales.

Aun otro propósito de la invención es proporcionar un método mejorado para la formación de blancos friables.

Aun otros propósitos y ventajas de la invención serán en parte obvios y en parte aparentes a partir de la especificación y dibujos.

La invención en consecuencia comprende los diversos pasos y la relación de uno o más de tales pasos con respecto a cada uno de los otros, y el articulo que posee las características, propiedades, y la relación de elementos, que están ejemplificados en la siguiente descripción detallada, y el alcance de la invención será indicado en las
reivindicaciones.

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Breve descripción de los dibujos

Para un entendimiento total de la invención, se hace referencia a la descripción siguiente, tomada en conexión con los dibujos anexos, en los cuales:

Fig. 1 es una vista en perspectiva de un tirador ejerciendo una actividad de tiro en la que los perdigones son disparados hacia un blanco friable volador;

Fig. 2 es una vista lateral del blanco de la Fig. 1; y

Fig. 3 es una vista superior en plana del blanco de la Fig. 1.

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Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La invención se refiere a una actividad de tiro que tiene un impacto ambiental reducido mediante la utilización de blancos que pueden ser hechos para estar sustancialmente libres de brea; puede ser almacenado durante largos periodos de tiempo bajo condiciones atmosféricas adversas; y puede incluso ser destruido cuando sea golpeado por un número mínimo de perdigones. Por ejemplo, en realizaciones preferidas de la invención donde un blanco intacto fue golpeado por al menos un perdigón, muy por debajo de aproximadamente el 10% y en realizaciones más preferidas, por debajo de un 5% de estos blancos habrán sido golpeados por tres o más perdigones disparados de una escopeta y permanecido intactos. Esta información puede ser obtenida mediante la realización de la actividad de tiro con una trampa convencional, y disparando a una distancia de 25 m (27 yardas) con escopetas calibre 12. Los blancos intactos son luego inspeccionados visualmente para detectar rayas o bolsas causadas por golpes de perdigones, pero sin romper los blancos. En adición, blancos según las realizaciones preferidas de la invención se romperán en cinco o más trozos a lo largo de más del 80% del tiempo cuando sean golpeados por tiradores con la habilidad suficiente para romper alrededor del 98% de los blancos a los que disparan. Cuando tiradores no capacitados realizan la actividad de tiro según la invención, demasiados de los blancos rotos serán golpeados con tiros "pobres" de pocos perdigones y los resultados son menos reproducibles.

Los blancos según las realizaciones preferidas de la invención deberían ser formados en un estado friable y frágil y pueden carecer de brea u otros ingredientes ambientalmente indeseables. Los siguientes ingredientes son ventajosamente incluidos en un blanco formado según las realizaciones preferidas de la invención.

Los ligantes, y en particular el azufre son ventajosamente incluidos en los blancos de la invención. El ligante tiene que ser lo suficientemente resistente para mantener la integridad del blanco, y sin embargo ser lo suficientemente inestable para ser fácilmente destruido bajo condiciones apropiadas. Otros ligantes incluyen varias resinas, ceras, glucósidos, azucares, ureas y materiales termoplásticos que son capaces de exhibir propiedades friables o frágiles. Se prefiere evitar ligantes ambientalmente indeseables. El azufre es preferentemente incluido en aproximadamente el 30-45%, más preferiblemente un 40-42% de una mezcla utilizando carbonato de calcio como rellenador, por ejemplo. Si se usa un rellenador como polo de ceniza volante, el azufre es preferiblemente incluido como 30-40%, más preferiblemente un 34-36% de la mezcla.

Los rellenadores son ventajosamente añadidos a la composición del blanco. Los rellenadores preferidos son inertes, sólidos, no significativamente hidroscópicos y aceptables ambientalmente. Las cenizas volantes, especialmente en la forma de polvo fino y carbonato de calcio (caliza), especialmente en una forma finamente molida han demostrado ser rellenadores preferidos. Otros rellenadores incluyen yesos, arenas, arcillas, cenizas volantes, caliza, vidrio, sulfatos metálicos, sulfatos no metálicos, tierra ígnea, rocas sedimentarias o metamórficas, óxidos de metal y silicatos solos y en combinación.

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La ceniza volante es un subproducto de la quema de carbón y esta fácilmente disponible en cualquier parte del mundo donde el carbón es consumido como combustible. Es económica comparada con muchos otros rellenadores, tales como arena graduada o sulfato de calcio. Se ha probado también que la ceniza volante es segura ambientalmente y ha sido usada en muchos productos de construcción, en firmes de carreteras, en proyectos de estabilización de suelos y como selladores de estanques. Se cree también que el pH normalmente alto de la ceniza volante puede ayudar a promover la neutralización de ácidos lo que puede ser producido por reacciones entre azufre en los blancos y compuestos en el suelo.

La ceniza volante puede ser incluida en un 30 a 60% de los blancos con resultados variados. Emplear aproximadamente un 54% proporciona una considerable eficacia de costa, a la vez que aun se proporciona un producto con consistencia trabajable y un producto final de peso y densidad apropiado. Con un desvío de más de 1 o 2% de la cifra de 54% (fuera del 52%-56% de ceniza volante) en ciertas composiciones con la participación de un azufre ligante puede llevar a una pérdida significante de fuerza, fluidez, miscibilidad, peso de blanco, y friabilidad.

La piedra caliza está fácilmente disponible en la mayoría de partes del mundo y es económica comparada con muchos otros rellenadores, tales como arena graduada y sulfonato de calcio. Se ha mostrado también que el carbonato de calcio es no sólo ambientalmente seguro, sino que también estimula la neutralización de ácidos que pueden ser producidos mediante reacciones entre el azufre en los blancos y compuestos en el suelo. De hecho, se encontró que aplicar una combinación de carbonato de calcio y polvo de azufre a las plantas puede dar lugar a varios efectos beneficiosos.

Puede incluirse carbonato de calcio en aproximadamente 30 a 60% del blanco con resultados variables. Emplear aproximadamente 50% proporciona una eficacia de coste considerable, mientras aun se proporcione un producto con consistencia manejable y un producto final de peso y densidad apropiados. Una desviación en más de 1 o 2% de la cifra del 50% en ciertas composiciones con participación de un azufre ligante puede conducir a la perdida significativa de fuerza, fluidez, miscibilidad, peso de blanco, y friabilidad.

Los modificadores son también ventajosamente incluidos en blancos según la invención para mejorar propiedades de moldeado así como la fragilidad del producto acabado. Por ejemplo, cuando el azufre es usado como un ligante, el sulfonato de lignina es agregado de forma ventajosa, en un rango preferido de unos 0.25% a 8%, más preferiblemente unos 0.25% a 4% del peso de la mezcla. Cuando la ceniza volante, por ejemplo, es usada como rellenador, se incluye sulfonato de lignina de forma preferente en cerca de 0.25% a 2%, más preferiblemente cerca de 2% del peso del azufre añadido o cerca de 0.25% a 2% y más preferiblemente cerca de 0.75% del peso de la mezcla total. Si el carbonato de calcio, por ejemplo es usado como rellenador, un rango preferido es de unos 2% a 8%, preferiblemente cerca de 5% del peso de azufre añadido, o cerca de 1% a 4%, preferiblemente cerca de 2% del peso de la mezcla.

Los promotores de degradación pueden ser deseables. Incluso si el blanco es ambientalmente benigno, los fragmentos de un blanco roto pueden estar afilados y puede causar daños internos si son tragados por un animal. Blancos destruidos que ensucian el campo pueden también ser antiestéticos. En consecuencia, sería deseable incluir un promotor de degradación, tales como una arcilla hinchable al agua, lo que acelera la degradación de los blancos
utilizados.

Los promotores de degradación, tales como arcillas hinchables de agua, particularmente el silicato de aluminio (arcilla bentonita) puede también servir como una ayuda de mezcla para mejorar la suavidad del material durante la mezcla y la fusión. El promotor de degradación (ej., silicato de aluminio) es ventajosamente incluido de 2 a 8% y preferiblemente cerca del 4% del peso de la mezcla. Un insuficiente promotor de degradación no tiende a producir el efecto deseado de la suavidad de la mezcla y la descomposición en el ambiente. El exceso de promotor de degradación es costoso, puede conducir a la degradación prematura del producto final durante el almacenamiento y blancos más suaves, menos frágiles. El excesivo promotor de degradación puede también afectar la estructura del blanco, como las que llevan a grietas formadas por la liberación de presiones internas.

Agentes retardadores del fuego se incluyen ventajosamente en el blanco. Por ejemplo, si un blanco incluye azufre y los fragmentos del blanco están expuestos al fuego en un campo, como en un incendio forestal, o en un depósito incendiado de almacenamiento de blancos, es deseable evitar que el blanco se incendie y libere en el aire gases que contienen azufre. Un supresor de fuego particularmente adecuado es el trihidróxido de aluminio (ATH) y otro es el cloruro de polivinilo (PVC). La adición de unos 2 a 10% de supresor de fuego, preferiblemente unos 4 a 9% (PVC) o unos 2-5% ATH es ventajosa. El PVC o ATH es incluido mezclando polvo PVC o ATH con los otros ingredientes antes de la fusión. El PVC es degradable por la luz ultravioleta y las bacterias presentes en la naturaleza.

Los aditivos de flujo son también ventajosamente incluidos en la mezcla de blanco. El estearato de magnesio, particularmente en unos 0.5%-0.75% en peso del la mezcla del blanco mejorará la fluidez de la mezcla y actuará como un lubricante para aumentar la liberación de los blancos colados de los moldes. Incluir menos estearato de magnesio puede no dar lugar a las propiedades deseadas y usar más de unos 0.75% de estearato de magnesio es costoso y puede no dar lugar a propiedades mejoradas significativamente.

Los pigmentos, tales como el negro de carbón, pueden ser utilizados para impartir una apariencia deseada al blanco. En ciertas realizaciones, la adición de negro de carbón puede dar lugar de alguna forma a una mejora de reología de flujo. El uso de aproximadamente 0.12% ha demostrado ser adecuado. El producto acabado puede también ser pintado para cambiar su apariencia. Por ejemplo, un color naranja fluorescente puede ser aplicado a la parte superior del mismo. También, varias conocidas pinturas resistentes al fuego, tales como las pinturas resistentes al fuego de látex, pueden asistir en hacer al producto incapaz de soportar la inflamabilidad por sí solo.

Aunque el mecanismo para la formación de blancos friables no es totalmente entendido, se cree que se refiere a la habilidad de colar blancos en una forma inestable. Por ejemplo, el azufre es una molécula S_{8} y es normalmente conectado en forma de anillo. Se cree que mediante el calentamiento del azufre, es posible abrir el anillo para formar una cadena de átomos de azufre. Se cree que el calentamiento continuo enlaza las cadenas para formar cadenas "polimerasa" o "oligómeras" de azufre en el estado caliente. Esto es evidenciado por un cambio en viscosidad por encima del punto de fusión del azufre de una temperatura de 160ºC a 188ºC (320ºF a 370ºF).

Mientras el azufre fundido se encuentra inicialmente en una estructura cristalina monoclínica, el estado estable del azufre por debajo de 95ºC (203ºF) es rómbico. El azufre rómbico tiene una estructura que se desmorona como la tiza. Mientras el azufre monoclínico fundido vuelve a un estado rómbico, presiones creadas y energía son liberadas y es producido un sólido agrietado y/o de estructura débil. Por tanto, es preferible mantener tanto azufre como sea posible en el estado monoclínico ya que esto mantendrá las presiones internas que provocan la fragilidad, evitando a la vez el agrietamiento y la debilidad del sólido.

Se cree que si el sulfonato de lignina esta presente cuando las moléculas de azufre son abiertas durante el calentamiento, las cadenas abiertas de azufre se enlazarán al compuesto de sulfonato de lignina y formarán compuestos de tipo polímero incluyendo azufre y sulfonato de lignina. Por tanto, el azufre no podrá volver a anillos S_{8} cuando la temperatura es reducida. Se cree que mediante la unión a las cadenas se azufre abiertas, el sulfonato de lignina es efectivo en evitar que la estructura de cristal monoclínica que se forma en el enfriamiento inicial vuelva a una estructura romboidal que es más estable a bajas temperaturas. Las acciones anteriores del sulfonato de lignina se considera que crean tensiones y por lo tanto almacenan energía potencial en el material, dando lugar a que el material tenga le equilibrio correcto de fuerza y fragilidad.

Se cree que si la combinación del azufre/sulfonato de lignina es mantenida a una temperatura de más de aproximadamente 177ºC (350ºF) por más de aproximadamente 1 hora, se formará una cantidad suficiente de "polímeros" de azufre y sulfonato de lignina. Se cree que si son empleados temperaturas mayores o periodos de calentamiento prolongados, el material se hará indeseablemente viciado, lo cual interfiere con el proceso. Si se emplea significativamente menos tiempo o temperatura, se cree que un número insuficiente de anillos de azufre se abrirán y unirán con el sulfonato de lignina, dando lugar a un blanco que tiene baja energía potencial y por tanto baja friabilidad indeseable.

Realizaciones preferidas de la invención serán explicadas con referencia a los siguientes ejemplos, que son proporcionados para propósitos de ilustración sólo y no están destinado a ser interpretados en sentido limitativo.

Ejemplo 1

Se preparó un blanco compuesto de 41% de azufre, 38% polvo de piedra caliza, 9% arcilla Bentonita, 9% PVC, 2% sulfonato de lignina y 1% estearato de magnesio. En primer lugar, el azufre fue derretido y todos los ingredientes fueron añadidos simultáneamente. La mezcla fue luego calentada a 177ºC (350ºF) y mantenida a esta temperatura durante una hora. Después, la mezcla se enfrío a 132ºC (270ºF) y los blancos fueron fundidos en moldes convencionales de fundición de blanco. Después de la fundición en la forma de platillo de las Figs. 2-3, la parte superior e inferior de los blancos fueron pintadas con pintura resistente al fuego. Los blancos resultantes tenían el peso y tacto aproximado de los blancos de brea convencionales. Al ser golpeados con un objeto duro, emitieron el sonido plink familiar de un objeto altamente frágil, tal como un blanco convencional o un plato de porcelana.

Se encontró que los blancos tienen una vida de almacenamiento significativa y fueron lo suficientemente fuertes para ser lanzados de una trampa convencional. En adición, los blancos se destrozaron en numerosas partes cuando fueron golpeados por un número relativamente bajo de perdigones disparados de una escopeta convencional durante un tiro al plato ordinario. Los blancos no podían soportar la inflamabilidad por su cuenta y se degradaron a polvo relativamente rápido cuando se sometieron a pruebas de exposición ambiental.

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Ejemplo 2

Los blancos fueron fabricados de 50% de polvo de piedra caliza finamente molida, 41% de azufre, 3% de silicato de aluminio, 0.5% de estearato de magnesio, 0.12% negro de carbón, 4% de polvo de PVC y 2% de sulfonato de lignina (5% en peso de azufre). Se cargó azufre fundido a una temperatura de 127ºC (260ºF) con todos los ingredientes secos en proporciones adecuadas, excepto por el polvo de PVC, bajo condiciones de mezcla continua y mantenida a esta temperatura. La temperatura de la mezcla fue luego elevada a 177ºC (350ºF) y retenida a esta temperatura durante una hora, bajo agitación, para permitir la modificación y composición de los ingredientes. La temperatura de la mezcla fue luego rebajada a entre 129ºC (265ºF) y 135ºC (275ºF) y el polvo de PVC fue añadido bajo mezcla continua, hasta que el polvo fue completamente dispersado y la mezcla fue homogénea. La mezcla fundida fue luego colada en la forma de platillo de la Figs. 2-3 usando técnicas de fusión convencionales y el producto acabado fue pintado con pintura de látex resistente al fuego después de retirarlo de la máquina de colada.

Los blancos resultantes tenían el peso y tacto aproximado de blancos de brea convencionales. Al ser golpeados por un objeto duro, emitieron el sonido plink familiar de un objeto altamente frágil, tal como un blanco convencional o un plato de porcelana. Se encontró que los blancos tenían una vida de almacenaje significativa y fueron lo suficientemente fuertes para ser lanzados de una trampa convencional. Los blancos no podían sostener la inflamabilidad por su cuenta y se degradaron a polvo relativamente rápido cuando se sometieron a pruebas de exposición
ambiental.

Los blancos se destrozaron en numerosas partes cuando fueron golpeados por un número relativamente bajo de perdigones disparados de una escopeta convencional durante un tiro al plato ordinario. De los blancos que habían sido golpeados por al menos un perdigón durante un ejercicio de tiro pero permanecieron intactos, muy por debajo del 50% de estos habían sido golpeados por más de dos perdigones. Cuando fueron disparados por tiradores expertos que son capaces de romper al menos un 98% de los blancos a los que disparan, más del 50% y normalmente más del 90% de los blancos que fueron golpeados se rompieron en más de cinco piezas.

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Ejemplo 3

Los blancos fueron fabricados de 54% de polvo de ceniza volante fina, 35.53% de azufre, 4% de silicato de aluminio, 0.62% estearato de magnesio, 0.1% de negro de carbón, 5% de trihidróxido de aluminio (ATH) y 0.75 de sulfonato de lignina (2% en peso de azufre).

Se cargo el azufre fundido a una temperatura de 138ºC (280ºF) con todos los ingredientes secos en sus proporciones adecuadas bajo condiciones de mezcla continua y mantenida en esta condición hasta que se mezclaron completamente. Esta mezcla fue luego elevada en temperatura a 177ºC (350ºF) y retenida a esta temperatura durante una hora, bajo agitación para permitir la modificación y composición de ingredientes. La temperatura fue luego reducida a entre 142ºC (288ºF) y 144ºC (292ºF), se dejó un corto periodo de tiempo (aproximadamente 30 - 45 minutos) para equilibrar temperatura y homogeneizar la mezcla de producto y el producto fundido fue luego colado a unos 142ºC (288ºF) y 144ºC (292ºF) en la forma de platillo de las Figs. 2 y 3 usando técnicas de fundición convencional y el producto acabado fue pintado con pintura de látex resistente al fuego inmediatamente después de retirarlo de la maquina de colada.

Los blancos resultantes tenían el peso y tacto aproximado de blancos de brea convencionales. Al ser golpeados por un objeto duro, emitieron el sonido plink familiar de un objeto altamente frágil, tal como un blanco convencional o un plato de porcelana. Se encontró que los blancos tenían una vida de almacenaje significativa y fueron lo suficientemente fuertes para ser lanzados de una trampa convencional. Los blancos no podían sostener la inflamabilidad por su cuenta y se degradaron a polvo relativamente rápido cuando se sometieron a pruebas de exposición ambiental.

Los blancos se destrozaron en numerosas partes cuando fueron golpeados por un número relativamente bajo de perdigones disparados de una escopeta convencional durante un tiro al plato ordinario. De los blancos que habían sido golpeados por al menos un perdigón durante un ejercicio de tiro pero permanecieron intactos, muy por debajo del 50% de estos habían sido golpeados por más de dos perdigones. Cuando fueron disparados por tiradores expertos que son capaces de romper al menos un 98% de los blancos a los que disparan, más del 50% y normalmente más del 90% de los blancos que fueron golpeados se rompieron en más de cinco piezas.

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Ejemplos Comparativos

Con el fin de confirmar que los blancos según la invención representan una mejora marcada sobre blancos producidos mediante esfuerzos razonables para seguir la enseñanzas de varias referencias de la técnica anterior, se hizo un esfuerzo para producir blancos según las enseñanzas de esas referencias de la técnica anterior. En este compromiso, cantidades y porcentajes exactos discutidos en ella se usaron donde estaban disponibles. Cuando se les dio un rango, fue seleccionado un valor medio. Como se demuestra abajo, los blancos producidos mediante este esfuerzo para imitar la técnica anterior eran de órdenes de magnitud inferiores a aquéllos formados según la invención, en términos de aceptabilidad como un sustituto para blancos convencionales basados en brea.

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Ejemplo Comparativo A

Refiriéndonos de forma general a la Patente U.S. Nº 3,884,470, una mezcla que contiene azufre elemental y 1% de sulfonato de lignina se mezcló y se calentó a una temperatura de 177ºC (350ºF) en una olla calentada eléctricamente bajo condiciones de mezcla continua. La mezcla calentada fue colada en un molde de blanco enfriado con agua a 10ºC (50ºF) circulando a través de la camisa del molde y comprimida durante 30 segundos. Los blancos no se liberarían del molde sin aún más refrigeración y considerable dificultad. Una segunda fundición fue hecha, usando un agente de lecitina de liberación de molde y 60 segundos de compresión. Tomó aproximadamente dos minutos retirar un blanco del molde. El aumento del tiempo de moldeo a 90 segundos y la reducción de la temperatura del agua refrigerante a 4ºC (40ºF) aún dio lugar a un requerimiento de dos minutos con el fin de retirar los blancos del molde. Cuando la composición se mantuvo a 177ºC (350ºF) por aproximadamente 40 minutos, la colada fue de un material muy plástico que ni se liberaba de la superficie del molde, ni mantenía su forma una vez colada si se liberaba. En la medida en que se produjo cualquier blanco, mostraron defectos de algún tipo, tales como grietas, desgarros, estiramientos o un colapso completo y no pudieron ser usados en el tiro al plato.

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Ejemplo Comparativo B

Refiriéndonos generalmente a la Patente U.S. Nº 3,840,232, una mezcla que contiene 48% de azufre elemental, 48% de polvo de piedra caliza y 4% de arcilla bentonita se mezcló y calentó en una olla calentada eléctricamente a una temperatura de 127ºC (260ºF). Se usó un agente de lecitina de liberación de molde y un pocillo de colada de material con 11 segundos de tiempo de moldeo. Aunque la liberación fue buena, los blancos mostraron un gran porcentaje de grietas, que se formaron anteriormente a la retirada de los blancos del molde. En el esfuerzo para eliminar este problema, el agua de refrigeración fue retirada del molde con el fin de aumentar la temperatura del mismo y ralentizar el proceso de enfriamiento. Aunque fue de alguna ayuda en la eliminación del problema de grietas, no elimino el problema de grietas completamente. Después de almacenar estos blancos durante 30 días, el 96% se habían agrietado y podían desmoronarse si fueran movidos incluso suavemente.

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Ejemplo Comparativo C

Refiriéndonos generalmente a la publicación de la Patente Alemana Nº 2439247, una mezcla que contiene 68% de azufre elemental, 24% de arena blanca (70-325 malla estándar U.S.) fueron cargados en una olla con calentamiento eléctrico y mezclados a una temperatura de 135ºC (275ºF) hasta que el azufre fue derretido y la arena fue bien mezclada. Fue añadido ácido maleico (2%) y disuelto en solución. Los vapores en este punto eran muy irritantes para los ojos, nariz y pulmones. Un monómero de estireno (6%) fue añadido en tal punto y mezclado en el compuesto. Incluso con una campana de extracción, los vapores fueron muy irritantes, el estireno fue difícil de mezclar homogéneamente.

La mezcla fue cargada a un molde durante 10 segundos y agua a 13ºC (55ºF) se circulo por el molde. Un agente de lecitina de liberación del molde fue usado en el molde para ayudar en la liberación. Sin embargo, el producto no se liberó apropiadamente. El exceso de material tuvo que ser raspado del molde, que se tuvo que limpiar antes de la fundición de un segundo blanco. El segundo blanco fue también imposible de sacar del colorante. En consecuencia, seis muestras de la placa fueron vertidas sobre papel de aluminio con el fin de conseguir una muestra sólida del producto. Incluso si los problemas de liberación de moldeo fueran superados, el producto resultante no sería lo suficientemente frágil y por tanto, no se destruiría apropiadamente cuando fuera golpeado por un número relativamente bajo de perdigones. El material producido no era el adecuado para el tiro al plato.

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Ejemplo Comparativo D

Refiriéndonos generalmente a WO 94/09939, ejemplo 1, una mezcla que contiene 45% de azufre elemental y 55% de carbonato de calcio (polvo de piedra caliza o tiza) se mezclo en una olla de calentamiento eléctrico a una temperatura de 120ºC (248ºF). Fue necesario elevar la temperatura a 127ºC (260ºF) porque la mezcla a 120ºC (248ºF) fue muy difícil de colar. Los blancos fueron fundidos con una temperatura de moldeo de 13ºC (55ºF) y un tiempo de moldeo de 5 segundos. Aunque los blancos se fundieron bien, hubo algunas grietas al momento de la liberación del molde. Con esta formulación y temperatura de fundición, la tasa de solidificación fue tan rápida que fue necesario fundir blancos excepcionalmente masivos para mantener una temperatura suficientemente elevada del cuerpo de fundido mientras el molde era cerrado. Una inspección del producto después de 48 horas de almacenamiento mostró que un 100% se agrieto en la reversión a la estructura de cristal estable.

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Ejemplo Comparativo E

Refiriéndonos generalmente a WO 94/09939, Ejemplo 4, una segunda mezcla que contiene 45% de azufre elemental, 29% de polvo de piedra caliza y 30% de arena blanca, dicha arena teniendo un rango de tamaño de 88% entre 106 micras y 212 micras de tamaño de partícula, fueron mezclados en una olla de calentamiento eléctrico a 132ºC (270ºF) y fundido en un molde usando agua a una temperatura de 16ºC (60ºF). Esta mezcla no se fundió apropiadamente y se obtuvieron blancos con huecos en la parte exterior del blanco. La mezcla se fijo muy rápidamente y no permitió un cierre completo del molde. Aunque las propiedades de liberación fueron buenas, la fluidez fue pobre y la mezcla fue muy abrasiva. Algunos de los blancos empezaron a agrietarse en pocos minutos y después de 13 días, el 47% mostraba grietas visibles. El material intacto del blanco tuvo una calidad insuficientemente frágil para ser usado para tiro al plato.

Con respecto a la Patente U.S. 4,623,150, fueron seguidos los procedimientos descritos en la misma y el resultado fue un blanco que tuvo una friabilidad no adecuada. Tales blancos fueron muy difícil de romper cuando eran disparados por expertos y el examen de los blancos intactos demostró que los blancos a menudo no se rompían cuando eran golpeados por tantos como nueve perdigones. Menos del 85% de blancos destruidos por 3 o más perdigones se rompieron. También, incluso cuando se rompieron, los blancos se rompieron en dos a cuatro partes, en lugar de romperse en una miríada de fragmentos.

En vista de lo anterior, esta claro que meramente incluyendo ingredientes comunes a los establecidos en estas patentes (azufre, lignina, sulfonato, silicato de aluminio, piedra caliza o arena) no producirán un blanco aceptable, e.d., uno que se funda bien y se rompa consistentemente cuando sea destruido por tres o más perdigones. Por ejemplo, incluso cuando un blanco se ha fabricado con: azufre y sulfonato de lignina y calentado a una temperatura de 177ºC (350ºF), azufre, piedra caliza y arcilla bentonita; azufre, arena, piedra caliza; o piedra caliza, sulfonato de lignina y estearato de magnesio, los resultados son generalmente insatisfactorios.

Una explicación con respecto a los resultados insatisfactorios de los esfuerzos de la técnica anterior puede radicar en la falta de una plena comprensión de la naturaleza de la estructura del ligante. Por ejemplo, la forma cristalina estable del azufre por debajo de 95ºC (203ºF) es rómbica. De 95ºC (203ºF) al punto de fusión de 116ºC (240ºF), la forma cristalina estable del azufre es monoclínica. Un periodo de tiempo es requerido para que esta transformación tenga lugar. Aunque la mecánica de la memoria termodinámica del azufre no es completamente entendida, cuando el azufre es calentado a una temperatura de 160ºC a 177ºC (320ºF) a 350ºF), la estructura molecular del azufre cambia, ya que los tres alótropos alcanzan un tipo de estado de equilibrio durante el periodo mantenido a esta temperatura. Este estado particular de equilibrio de los tres alótropos, se cree, aumenta la cantidad de cristales monoclínicos producidos mientras se solidifica el azufre, que a su vez permite que un mayor número de estos cristales monoclínicos sea modificado como para no ser capaces de volver a la forma ortorrómbica en su ciclo de reversión normal. Esto ayuda a producir el producto friable deseado. Enfriar a aproximadamente 149ºC a 130ºC (300ºF a 265ºF) antes de la fundición puede ser ventajoso.

Cuando un blanco en refrigeración se enfría por debajo de 95ºC (203ºF), intentará volver a su forma rómbica. Cuando esta reversión tome lugar, se liberan ciertas tensiones y energías, formando grietas y sólidos estructuralmente débiles. Esto es evidenciado por la cantidad de blancos agrietados y débiles producidos por el procedimiento establecido en la Patente U.S. Nº 3,840,232 y WO 94/09939. Por tanto, se cree que el uso de azufre solo, sin modificación apropiada y control del proceso no dará lugar a la producción de blancos adecuados. También, se cree que cuando el azufre es modificado con sulfonato de lignina solo a una temperatura de 177ºC (3501F) durante un periodo de tiempo, resulta un producto no procesable, como evidencia el producto producido por la Patente U.S. Nº 3,884,470.

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Ejemplo 4

Para demostrar el rendimiento excepcional de los blancos formados según la invención, blancos formados según el ejemplo 2 fueron lanzados desde una trampa y disparados con una escopeta calibre 12 que dispara perdigones a una distancia de 25 m (27 yardas). Los resultados de roturas son comparados a aquellos de blancos de brea convencionales en la Tabla 1, a continuación.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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TABLA 1 Resultados del test de disparo de blancos disparados a 25 m (27 YDS)

1

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Resultados de recogida de blancos intactos

2

Como de desprende de la Tabla 1, los blancos formados según la invención superaron la calidad de los blancos de brea y mostraron resultados de órdenes de magnitud superiores a aquellas que resultarían de disparar a los blancos de lo Ejemplos Comparativos. Debe notarse que de los 11 blancos intactos recuperados del Ejemplo 2 que habían sido golpeados por al menos un perdigón, solo uno había sido golpeado por más de tres perdigones. También, más del 84% de los blancos del Ejemplo 2 que fueron golpeados y rotos, se rompieron en 5 o más partes. Así, los resultados de rotura de los blancos del Ejemplo 2 son al menos tan buenos como los blancos de brea convencional.

Claims (16)

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   1. Un blanco friable de peso, fuerza y fragilidad aceptable para romperse al ser golpeado con proyectiles disparado de un arma de fuego, donde el blanco comprende una

   composición formada por la combinación de cerca de 30% a 45% de azufre; cerca de 30% a 60% de rellenador; y cerca de 0.25% a 4% de sulfonato de lignina en peso de la composición total, con la salvedad de que, cuando la composición del blanco es formada combinando del 35% al 45% de azufre, entonces la cantidad de sulfonato de lignina es menos del 1%, y caracterizado porque el blanco es formado en un estado de suficiente fragilidad y dimensiones, de modo que cuando es disparado con perdigones de una escopeta calibre doce por tiradores localizados a una distancia de 25 m (27 yardas) de la trampa, que están lo suficientemente capacitados para golpear el 98% de los blancos si disparan de esta distancia, menos de alrededor del 10% de blancos intactos golpeados por al menos un perdigón habrán sido afectados por tres o más perdigones y siguen intactos.

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2. 2. El blanco friable de la reivindicación 1, donde la composición del blanco tiene al menos uno de las siguientes características

   (a)

   cerca de 30% a 34% de azufre;

   (b)

   cerca de 52% a 56% de ceniza volante;

   (c)

   entre 4-8% de promotor de degradación; o

   (d)

   cerca de 2 a 10% de trihidróxido de aluminio (ATH).

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3. 3. El blanco de la reivindicación 2 donde el azufre se añade como alrededor del 34% al 36% de la composición del blanco.
4. 4. El blanco de la reivindicación 1 donde el componente rellenador es ceniza volante o piedra caliza.
5. 5. El blanco de la reivindicación 1 donde el componente rellenador comprende ceniza volante o piedra caliza.
6. 6. El blanco como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde la composición del blanco incluye sulfonato de lignina en un rango de alrededor de 0.25% a 2% del peso de la composición del blanco.
7. 7. El blanco como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde la composición del blanco incluye 2% a 8% de promotor de degradación.
8. 8. El blanco como se reivindica en cualquiera de la reivindicaciones precedentes donde la composición del blanco incluye alrededor de 2% a 8% de arcilla hinchable al agua.
9. 9. El blanco como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde el blanco tiene un nivel de toxicidad LD50 superior a 15 g/kg.
10. 10. El blanco como se reivindica en la reivindicación 9 donde el blanco es formado en un estado de suficiente fragilidad y dimensiones, de manera que cuando es disparado con perdigones de una escopeta de calibre doce, los blancos se romperán cuando sean golpeados por perdigones disparados por el arma, en la medida en que menos del 4% de los blancos intactos golpeados por al menos 1 perdigón serán golpeados por tres o más perdigones.
11. 11. Un blanco friable donde el blanco comprende una composición de blanco que incluye 30% a 45% de azufre y rellenador incluyendo ceniza volante formado en un estado de suficiente fragilidad y dimensiones, de manera que cuando son disparados con perdigones de una escopeta calibre doce por tiradores localizados a una distancia de 25 m (27 yardas) de la trampa, que son lo suficientemente capacitados como para golpear el 98% de los blancos si disparan de esta distancia, menos de alrededor del 10% de blancos intactos golpeados por al menos un perdigón habrán sido golpeados por tres o más perdigones y seguirán intactos, con la salvedad que la composición del blanco no es 35% a 45% de azufre, 30% a 60% de rellenador y 1% a 4% de sulfonato de lignina.
12. 12. El blanco como se reivindica en la reivindicación 11 que incluye 0.25% a 8% de sulfonato de lignina.
13. 13. El blanco como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde el blanco no incluye sustancialmente brea.
14. 14. Un método para la formación de un blanco friable que comprende:

    calentar la composición del blanco a una temperatura por encima de 160ºC (320ºF); enfriar la composición a una temperatura por debajo de 160ºC (320ºF); y colar los blancos a esa temperatura;

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    donde el blanco es según se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones precedentes; y caracterizado porque el blanco es formado en un estado de suficiente fragilidad y dimensiones, de manera que cuando es disparado con perdigones de una escopeta calibre doce por tiradores localizados a una distancia de 25 m (27 yardas) de la trampa, que son lo suficientemente capacitados para golpear el 98% de los blancos si disparan de esta distancia, menos de alrededor del 10% de blancos intactos golpeados por al menos un perdigón habrán sido golpeados por tres o más perdigones y seguirán intactos.

    \vskip1.000000\baselineskip

15. 15. El método como se reivindica en la reivindicación 14 donde la composición se calienta a una temperatura alrededor de 160ºC (320ºF) a 177ºC (350ºF) durante aproximadamente una hora, y colado a una temperatura entre aproximadamente 129ºC (265ºF) y 149ºC (300ºF).
16. 16. Un uso de un blanco en una actividad de tiro proporcionando una pluralidad de blancos lanzando los blancos al aire y disparando a los blancos con una escopeta, donde los blancos son como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.