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FR2682375A1 - Composition for matchheads containing iron phosphides - Google Patents

Composition for matchheads containing iron phosphides Download PDF

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Abstract

The composition includes an oxidising agent, a fuel, a binder and optional fillers and adjuvants. As fuel, it employs an iron phosphide in a proportion ranging from 3 to 60% by weight. The invention makes it possible in particular to eliminate the odour of sulphur dioxide given off by conventional matches when they burn.

Description

COMPOSITION POUR BOUTONS D'ALLUMETTES CONTENANT DES PHOS-COMPOSITION FOR MATCH BUTTONS CONTAINING PHOS-

PHURES DE FER.PHURES DE FER.

L'invention concerne les boutons d'allumettes et, plus particulièrement, mais non exclusivement, d'allumettes  The invention relates to match buttons and, more particularly, but not exclusively, to match sticks.

dites de sûreté.say safety.

On sait qu'une allumette de sûreté est constituée d'une tige comportant, à une extrémité, un bouton conçu pour  We know that a safety match consists of a rod having, at one end, a button designed to

s'enflammer par frottement sur un support spécial compor-  ignite by friction on a special support comprising

tant du phosphore rouge Il existe, par ailleurs, des allumettes de type dit "strike-anywhere" dont le bouton s'enflamme par frottement sur les supports rugueux les  so much red phosphorus There are, moreover, matches of the type known as "strike-anywhere" whose button ignites by friction on the rough supports the

plus divers.more diverse.

Une composition traditionnelle pour bouton d'allumette répond à la formulation suivante Comburant: Chlorate de potassium Combustible: Soufre ou sulfure de phosphore Liant: Gélatine pure ou avec des additifs Charges: Matières siliciques ou organiques Adjuvants: Catalyseurs, pigments, colorants (dont bichromate de potassium et oxyde de zinc) 28 à 62 % en poids 2 à 7 % en poids 8 à 18 % en poids à 25 % en poids 0,5 à 25 % en poids -2 - Le soufre est utilisé dans les allumettes de sûreté, le  A traditional composition for a match button corresponds to the following formulation Oxidizer: Potassium chlorate Fuel: Sulfur or phosphorus sulfide Binder: Pure gelatin or with additives Fillers: Silicic or organic materials Adjuvants: Catalysts, pigments, dyes (including dichromate of potassium and zinc oxide) 28 to 62% by weight 2 to 7% by weight 8 to 18% by weight to 25% by weight 0.5 to 25% by weight -2 - Sulfur is used in safety matches, the

sulfure de phosphore dans les allumettes "strike-  phosphorus sulfide in "strike-" matches

anywhere". Les allumettes actuelles ne présentent pas de toxicité effective ni pour l'utilisateur, ni pour le personnel de production. Toutefois, l'odeur d'anhydride sulfureux dégagée au moment de la combustion peut être perçue comme irritante pour certains utilisateurs, et surtout les traces de bichromate de potassium et de sels de zinc généralement  anywhere ". The current matches do not present an effective toxicity either for the user, nor for the personnel of production. However, the odor of sulfur dioxide released at the time of combustion can be perceived as irritating for certain users, and especially traces of potassium dichromate and zinc salts generally

présents dans les eaux de lavage du matériel de produc-  present in the washing water of production equipment

tion peuvent être considérées comme polluantes si elles  tion can be considered polluting if they

sont rejetées dans le milieu naturel.  are released to the environment.

La présente invention a pour but de s'affranchir de cet inconvénient en permettant de substituer au soufre un  The object of the present invention is to overcome this drawback by making it possible to substitute sulfur for a

combustible primaire atoxique et non susceptible de pro-  non-toxic primary fuel and not likely to produce

duire une émanation irritante et de supprimer  remove irritating fumes and remove

l'introduction de bichromate de potassium et, de préfé-  the introduction of potassium dichromate and, preferably

rence, celle d'oxyde de zinc dans la composition du bou-  zinc oxide in the composition of the bou-

ton. La composition pour boutons d'allumettes suivant l'invention se caractérise principalement en ce qu'elle  your. The composition for match buttons according to the invention is mainly characterized in that it

comporte de 3 à 60 % en poids de phosphures de fer.  contains from 3 to 60% by weight of iron phosphides.

Dans un mode d'exécution préféré, la granulométrie moyenne des phosphures de fer utilisés, sera inférieure à  In a preferred embodiment, the average particle size of the iron phosphides used will be less than

250 microns et, de préférence, à une dizaine de microns.  250 microns and preferably around ten microns.

Dans son application aux allumettes de sûreté, la compo-  In its application to safety matches, the composition

sition suivant l'invention aura avantageusement la formu-  sition according to the invention will advantageously have the formu-

lation suivante: Comburant Chlorate ou perchlorate de potassium 30 à 62 % en poids Combustible: Phosphures de fer 3 à 60 % en poids 3 - Liant: Gélatine ou liants de synthèse 5 à 18 % en poids Charges: Matières siliciques ou organiques O à 25 % en poids Adjuvants: Pigments flegmatisants stabilisants O à 25 % en poids L'invention sera mieux comprise à la lumière des exemples décrits ci- après, donnés à titre non limitatif, qui se  Next lation: Oxidizer Potassium chlorate or perchlorate 30 to 62% by weight Fuel: Iron phosphides 3 to 60% by weight 3 - Binder: Gelatin or synthetic binders 5 to 18% by weight Fillers: Silicic or organic materials O to 25 % by weight Adjuvants: Phlegmatizing stabilizing pigments O to 25% by weight The invention will be better understood in the light of the examples described below, given without limitation, which are

rapportent à la fabrication d'allumettes de sûreté.  relate to the manufacture of safety matches.

Exemple 1Example 1

On part de la composition suivante: Chlorate de potassium 50 % en masse du mélange sec Gélatine 13 % en masse du mélange sec Farine de diatomées 5 % en masse du mélange sec Phosphure de fer 32 % en masse du mélange sec Les composants sont mélangés en dispersion aqueuse avec par exemple 25 % d'eau et la fabrication des allumettes  We start from the following composition: Potassium chlorate 50% by mass of the dry mixture Gelatin 13% by mass of the dry mixture Diatom flour 5% by mass of the dry mixture Iron phosphide 32% by mass of the dry mixture The components are mixed in aqueous dispersion with for example 25% water and the manufacture of matches

s'effectue par trempage suivant une technique classique.  is carried out by soaking according to a conventional technique.

Après séchage pendant 1 heure 30 à 400 C, la réactivité et la sensibilité obtenues sont comparables à celles d'une  After drying for 1 hour 30 minutes at 400 ° C., the reactivity and the sensitivity obtained are comparable to that of a

formulation classique pour allumettes de sûreté.  classic formulation for safety matches.

On soulignera qu'aucun ajout de bichromate de potassium  It should be noted that no addition of potassium dichromate

ou d'oxyde de zinc n'a été fait Le phosphure de fer uti-  or zinc oxide was made Iron phosphide used

lisé est disponible dans le commerce à l'état de poudre fine (granulométrie majoritaire de quelques microns), laquelle est utilisée dans l'art antérieur comme pigment  lise is commercially available in the form of a fine powder (majority particle size of a few microns), which is used in the prior art as a pigment

conducteur dans le domaine des peintures anti-corrosion.  conductor in the field of anti-corrosion paints.

Cette poudre contient des phosphures de fer sous la forme F 2 P ou F 3 P. La réaction d'oxydation des phosphures s'amorce par la friction sur une surface spéciale qui peut être identique à celle que possèdent les boîtes d'allumettes de sûreté traditionnelles utilisant le soufre comme combustible On -4 - constate de manière surprenante que la combustion des phosphures se poursuit quand on arrête le frottement, en dépit de l'absence de l'effet catalytique indispensable  This powder contains iron phosphides in the form F 2 P or F 3 P. The oxidation reaction of phosphides starts by friction on a special surface which can be identical to that found in safety match boxes. traditional using sulfur as fuel On -4 - surprisingly finds that the combustion of phosphides continues when the friction is stopped, despite the absence of the essential catalytic effect

dans l'art antérieur du bichromate de potassium.  in the prior art potassium dichromate.

La granulométrie des phosphures s'est révélée constituer un paramètre important (elle doit être inférieure à microns en moyenne pour obtenir une réactivité et une  The particle size of the phosphides has been found to be an important parameter (it must be less than microns on average to obtain reactivity and

sensibilité satisfaisantes), ce qui s'explique probable-  satisfactory sensitivity), which is probably explained-

ment par le rôle joué par l'interface entre les parti-  by the role played by the interface between the parties

cules de phosphures et les cristaux de chlorate de potas-  phosphide and potassium chlorate crystals

sium dans la combustion.sium in combustion.

On constate également que la vitesse de combustion  We also note that the combustion speed

n'atteint pas des valeurs suffisamment élevées pour exi-  does not reach values high enough to exi-

ger l'emploi d'un flegmatisant énergique, tel qu'oxyde de  manage the use of an energetic phlegmatizer, such as

zinc ou sel de zinc.zinc or zinc salt.

Toutefois, l'allumage demeure relativement violent, la  However, the ignition remains relatively violent, the

flamme partant dans tous les sens avec des projections.  flame going in all directions with projections.

Cette violence de l'allumage a pu être réduite notamment grâce à un rajout de célite, par exemple de 1 % en masse et/ou au remplacement d'une fraction de phosphure, par exemple de l'ordre de 4 % par du mica Cette dernière solution permet de réduire notablement les projections  This violence of the ignition could be reduced in particular thanks to an addition of celite, for example by 1% by mass and / or by the replacement of a phosphide fraction, for example of the order of 4% by mica This latest solution significantly reduces projections

lors de l'allumage.upon ignition.

Exemple 2Example 2

Dans cet exemple, la composition présente la formulation suivante: Chlorate de potassium 50 % en masse du mélange sec Gélatine 13 % en masse du mélange sec Farine de diatomées 5 % en masse du mélange sec Phosphure de fer 32 % en masse du mélange sec Bentonite 5 % en masse du mélange sec - Cette composition permet d'obtenir une bonne sensibilité, laquelle reste bonne même dans le cas o l'on supprime la  In this example, the composition has the following formulation: Potassium chlorate 50% by mass of the dry mixture Gelatin 13% by mass of the dry mixture Diatom flour 5% by mass of the dry mixture Iron phosphide 32% by mass of the dry mixture Bentonite 5% by mass of the dry mixture - This composition makes it possible to obtain a good sensitivity, which remains good even in the case where the

bentonite et o l'on rajoute 3 % de célite.  bentonite and where we add 3% celite.

Aucun changement notable n'est constaté si l'on ramène à 11 % la quantité de gélatine, avec des ajouts de 2 % de silice C 600, de 3 % de célite, la quantité de phosphure  No significant change is noted if the amount of gelatin is reduced to 11%, with the addition of 2% of silica C 600, of 3% of celite, the amount of phosphide

étant alors ramenée à 29 %.then being reduced to 29%.

Exemple 3Example 3

La composition définie dans cet exemple est celle qui a donné les meilleurs résultats, aussi bien au niveau de  The composition defined in this example is that which gave the best results, both in terms of

son industrialisation que sur le plan qualitatif Sa for-  its industrialization only qualitatively Its strength-

mulation est la suivante Chlorate de potassium 55 % en masse du mélange sec Gélatine 13 % en masse du mélange sec Farine de diatomées 5 % en masse du mélange sec Silice 16 % en masse du mélange sec Phosphure de fer 5 % en masse du mélange sec Célite 2 % en masse du mélange sec Oxyde de titane 4 % en masse du mélange sec  mulation is as follows Potassium chlorate 55% by mass of the dry mixture Gelatin 13% by mass of the dry mixture Diatom flour 5% by mass of the dry mixture Silica 16% by mass of the dry mixture Iron phosphide 5% by mass of the dry mixture Celite 2% by mass of the dry mixture Titanium oxide 4% by mass of the dry mixture

Cette composition a permis d'obtenir une très bonne sen-  This composition made it possible to obtain a very good feeling.

sibilité sur tous frottoirs, aucune projection ni de for-  sibility on all rubbers, no projection or shape

mation de dards, une bonne transmission avec une fumée et une flamme normale, le bouton présentant un bon aspect après allumage: Ces résultats sont restés inchangés à la suite d'un rajout de 1 % d'oxyde de fer pour colorer le  mation of darts, good transmission with normal smoke and flame, the button having a good appearance after lighting: These results remained unchanged following the addition of 1% iron oxide to color the

bouton.button.

Des essais sur une composition similaire à la précédente avec, en moins 1 % de silice et 1 % de phosphure (ce qui ramène à 4 % le pourcentage de phosphure) et, en plus 2 %  Tests on a composition similar to the previous one, with at least 1% silica and 1% phosphide (which brings the percentage of phosphide to 4%) and, in addition, 2%

de célite, ont permis d'obtenir des résultats satisfai-  celite, allowed to obtain satisfactory results

sants, avec cependant un léger retard à l'allumage et une  health, however with a slight delay in ignition and a

légère difficulté des allumettes à s'enflammer.  slight difficulty for matches to ignite.

-6--6-

Claims (7)

RevendicationsClaims 1 Composition pour bouton d'allumette du type comprenant un comburant, un combustible, un liant ainsi que d'éventuels charges et adjuvants,  1 Composition for match button of the type comprising an oxidizer, a fuel, a binder as well as any fillers and adjuvants, caractérisée en ce que le combustible comprend un phos-  characterized in that the fuel comprises a phos- phure de fer dans une proportion allant de 3 à 60 % en poids. 2 Composition selon la revendication 1,  iron phide in a proportion ranging from 3 to 60% by weight. 2 Composition according to claim 1, caractérisée en ce que la granulométrie moyenne des phos-  characterized in that the average particle size of the phos- phures de fer utilisés est inférieure à 250 microns.  Iron phides used is less than 250 microns. 3 Composition selon la revendication 2,  3 Composition according to claim 2, caractérisée en ce que la granulométrie moyenne des phos-  characterized in that the average particle size of the phos- phures de fer utilisés est de l'ordre d'une dizaine de microns.  Iron phides used is of the order of ten microns. 4 Composition selon l'une des revendications  4 Composition according to one of claims précédentes,previous, caractérisée en ce que, dans son application aux allu-  characterized in that, in its application to allu- mettes de sécurité, elle possède la formulation sui-  safety nets, it has the following formulation vante: Comburant: Chlorate ou perchlorate de potassium 30 à 62 % en poids Combustible: Phosphures de fer 3 à 60 % en poids Liant: Gélatine ou liants de synthèse 5 à 18 % en poids Charges: Matières siliciques ou organiques O à 25 % en poids Adjuvants: Pigments flegmatisants stabilisants O à 25 % en poids Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que le liant est de la gélatine qui rentre dans la composition dans une proportion d'environ 13 %. 7 - 6 Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que les charges comprennent de la farine de diatomées rentrant dans la composition dans une  Size: Oxidizer: Potassium chlorate or perchlorate 30 to 62% by weight Fuel: Iron phosphides 3 to 60% by weight Binder: Gelatin or synthetic binders 5 to 18% by weight Fillers: Silicic or organic materials O to 25% weight Adjuvants: Stabilizing phlegmatizing pigments O at 25% by weight Composition according to Claim 4, characterized in that the binder is gelatin which enters into the composition in a proportion of approximately 13%. 7 - 6 Composition according to claim 4, characterized in that the fillers comprise diatomaceous flour entering the composition in a proportion d'environ 5 % en poids.proportion of about 5% by weight. 7 Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que les charges comprennent de la silice, du mica, et de l'oxyde de titane qui rentre au sein de la composition dans un pourcentage d'environ 3 à  7 Composition according to Claim 4, characterized in that the fillers comprise silica, mica, and titanium oxide which enters the composition in a percentage of about 3 to 6 % en poids.6% by weight. 8 Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre de 2 à 5 %  8 Composition according to claim 4, characterized in that it further comprises from 2 to 5% de célite.of celite. 9 Composition selon la revendication 4,  9 Composition according to claim 4, caractérisée en ce qu'elle présente la formulation sui-  characterized in that it has the following formulation vante: Chlorate de potassium Gélatine Farine de diatomées Silice Phosphure de fer Célite Oxyde de titane % en masse du mélange sec 13 % en masse du mélange sec % en masse du mélange sec 16 % en masse du mélange sec % en masse du mélange sec 2 % en masse du mélange sec 4 % en masse du mélange sec Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre de l'oxyde  : potassium chloride Gelatin Diatom flour Silica Iron phosphide Celite Titanium oxide% by mass of the dry mixture 13% by mass of the dry mixture% by mass of the dry mixture 16% by mass of the dry mixture% by mass of the dry mixture 2 % by mass of the dry mixture 4% by mass of the dry mixture Composition according to Claim 4, characterized in that it additionally comprises oxide de fer dans une proportion de l'ordre de 1 %.  of iron in a proportion of the order of 1%.
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EP0540372A1 (en) 1993-05-05
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