7/25/2019 US3048507.pdf

1/6

Aug. 7 , 1962 D .

T . ZEBREE

3 , 0 4 8 , 5 0 7

MATCHHEAD

IGNITERS

AND COMPOSITIONS AND

METHOD

FOR

THEIR MANUFACTURE

Filed Dec.

5 1 ,

1956 2

Sheets-Sheet

1

FLASH QUALITIES OF MATCHHEADS WITH

SNOW

FLOSS

D I A Z O D I N I T R O P H E N O L / K C I 0 3

/Mg./SNOW

FLOSS

/ N I T R O C E L L U L O S E

2 6 . 0 / 4 7 ] HOS/2

F I G . | F I G . 2

FLASH Q U A L I T I E S

OF

MATCHHEADS WITHOUT

S NOW

F L O - S S

D I A Z O D I N T R O P H E N O L / K C I 0 3

/

M g / NITROCELLULOSE

2 0 /

5 0 / l 7 . 5 / l 2 . 5

F I G . 4 FIG.5

D A VI D T

ZEBREE

INVENTOR.

BY

AGENT

7/25/2019 US3048507.pdf

2/6

Aug. 7 , 1962

D , T . ZEBREE

3 , 0 4 8 , 5 0 7

MATCHHEAD IGNITERS A N D COMPOSITIONS AND

METHOD FOR THEIR MANUFACTURE

Filed Dec.

3 1 ,

1 9 5 6 2

Sheets-Sheet

2

/

/

/

/

/

/

/

/

/

/

. /

34

FIG?

D A V I D T ZEBREE

I N V E N T O R .

B Y

GE N T

7/25/2019 US3048507.pdf

3/6

U n i t e d S t a t e s P a t e n t 0

1

3 , 0 4 8 , 5 0 7

MATCHHEAD X G N ITE R S AND COMPOSETIQNS

A l Q D METHOD

FDR

THEIR MANUFACTURE

D a v i d

Thomas

Z e b r e e , K i n g s t o n , N . Y . ,

a s s i g n o r t o

H e r c u

l e s Powder Company , W i l m i n g t o n , D e l . , a c o r p o r a t i o n

o f

Delaware

F i l e d D e c . 3 1 ,

1 9 5 6 ,

S e r . No.

6 3 1 , 0 3 2

1 5 C l a i m s . ( C l . 149-64)

T h i s i n v e n t i o n r e l a t e s t o n e w i g n i t i o n c o m p o s i t i o n s .

I n one a s p e c t t h i s i n v e n t i o n

r e l a t e s t o i g n i t i o n composi

t i o n s

o f t h e matchhead

t y p e ,

c o n t a i n i n g a s i l i c e o u s ma

t e r i a l ,

f o r

u s e

i n

e l e c t r i c i n i t i a t o r s . I n a n o t h e r a s p e c t t h i s

i n v e n t i o n r e l a t e s t o

matchheads

e x h i b i t i n g

improved

r e g

u l a r i t y o f ? a s h i n g a n d

i m p r o v e d

s e n s i t i v i t y t o

i g n i t i o n

by v i r t u e o f a s i l i c e o u s m a t e r i a l c o n t a i n e d t h e r e i n . I n

s t i l l a n o t h e r a s p e c t t h i s i n v e n t i o n r e l a t e s t o

a

s i n g l e d i p

method f o r making

matchhead

i g n i t e r s e m p l o y i n g a

s i l i c e o u s

m a t e r i a l

i n

t h e d i p

s o l u t i o n t o f a c i l i t a t e uniform

p i c k u p

i n

t h e f o r m a t i o n o f

matchheads

o f

u n i f o r m

s i z e

and

s t r e n g t h on the i g n i t i o n e l e m e n t . I n s t i l l a n o t h e r

a s p e c t

t h i s

i n v e n t i o n r e l a t e s

t o

t h e u t i l i z a t i o n

o f

s i l i c e o u s

m a t e r i a l s a s a g e n t s

f o r

f a c i l i t a t i n g

manufacture o f match

h e a d

d i p p e d

b r i d g e s a n d a s c o m p o n e n t s w h i c h

i m p a r t

marked improvement t o t h e

d i p p e d

b r i d g e s o

p r o d u c e d .

B l a s t i n g c a p c h a r g e s c o m p r i s e g e n e r a l l y a

b a s e c h a r g e

o f a d e t o n a t i n g e x p l o s i v e

s u c h

a s

p e n t a e r y t h r i t o l

t e t r a

n i t r a t e ,

a

h e a t - s e n s i t i v e p r i m e r

c h a r g e

s u c h a s d i a z o d i

n i t r o p h e n o l

s u p e r p o s e d on t h e b a s e c h a r g e and a r e a d i l y

i g n i t a b l e i g n i t i o n

c h a r g e

c a p a b l e o f ? r i n g t h e

p r i m e r

c h a r g e

by

t h e

?ame g e n e r a t e d .

I n t h e c a s e

o f d e l a y

c a p s

an a d d i t i o n a l s l o w - b u r n i n g c o m p o s i t i o n o r

d e l a y

f u s e

i s g e n e r a l l y

i n c l u d e d b e t w e e n

t h e i g n i t i o n and

p r i m e r

c h a r g e s

and e x h i b i t s

s u c h a p r e d e t e r m i n e d r a t e o f burn

i n g t h a t t h e s p e c i ? e d t i m e i n t e r v a l e l a p s e s b e t w e e n t h e

a p p l i c a t i o n o f t h e

? r i n g c u r r e n t

a n d

t h e

e x p l o s i o n

o f

t h e

p r i m e r c h a r g e .

Matchhead

i g n i t e r c h a r g e s have been u s e d i n

t h e

a r t

f o r so me t i m e . A s i s w e l l kn ow n , a matchhead-type

i g n i t e r

c o m p r i s e s a

c h a r g e o f

a

m i x t u r e o f

a

?ash

m a t e r i a l ,

a n oxy gen s u p p l i e r

and a binder t h e r e f o r

i n

d i r e c t ?xed

c o n t a c t w i t h an i g n i t i o n e l e m e n t , g e n e r a l l y a

r e s i s t a n c e

o r b r i d g e w i r e a n d

f u n c t i o n s

t o

produce

a h o t ? ame

t o i n i t i a t e a s u i t a b l e h e a t - s e n s i t i v e material such

a s

a

p r i m e r

i n

a b l a s t i n g c a p .

M a t c h h e a d i g n i t e r s c h a r a c t e r i s t i c a l l y p r e s e n t ? e l d

p r o b

l e m s

w i t h

r e f e r e n c e t o i r r e g u l a r i t y o f ? a s h , i n c o n s i s t e n c y

i n l i g h t i n g t h e d e l a y f u s e a n d e r r a t i c s e n s i t i v i t y

t o

i g n i t i o n

by t h e b r i d g e w i r e and a r e f o r

t h a t

reason

o f t e n

unde

s i r a b l e

a s i g n i t e r s i n d e l a y

c a p s .

F u r t h e r , m a n u f a c t u r e

o f

m a t c h h e a d - t y p e

i g n i t e r s

e x h i b i t i n g

c o n s t a n t un i f o r m i t y

o f s t r e n g t h a n d s i z e h a s a l w a y s p r e s e n t e d a p r o b l e m .

T h i s

i n v e n t i o n i s c o n c e r n e d

w i t h n e w

m a t c h h e a d ~ t y p e

c o m p o s i t i o n s which

h a v e

overcome

p r o b l e m s

h e r e t o f o r e

p r e c l u d i n g

t h e i r b r o a d e r

u s e a s i g n i t e r s

i n

d e l a y c a p s ,

and w i t h a method by which t h e y

c a n

be manufactured

t o e x h i b i t u n i f o r m i t y i n s i z e and s t r e n g t h .

An b j e c t o f t h i s

i n v e n t i o n

i s

t o

p r o v i d e n e w c o m p o s i ~

t i o n s

o f t h e

matchhead t y p e . Another o b j e c t i s t o p r o

v i d e

m a t c h h e a d c o m p o s i t i o n s

e x h i b i t i n g i m p r o v e d

c h a r

a c t e r i s t i c s making them

e s p e c i a l ly s u i t a b l e a s

i g n i t e r s i n

d e l a y

b l a s t i n g c a p s .

A n o t h e r o b j e c t i s

t o p r o v i d e

im

p r o v e d

m a t c h h e a d - t y p e

i g n i t e r s .

A n o t h e r o b j e c t i s t o

p r o v i d e - a method f o r m a n u f a c t u r e

o f

m a t c h h e a d - t y p e

i g n i t e r s e x h i b i t i n g

g r e a t e r u n i f o r m i t y o f s i z e a n d s t r e n g t h

t h a n h e r e t o f o r e .

Another

o b j e c t

i s t o p r o v i d e

f o r

t h e

u t i l i z a t i o n

o f

s i l i c e o u s

m a t e r i a l s

i n

t h e

manufacture

o f

m a t c h h e a d - t y p e i g n i t e r s and a s

a

component

o f

improved

i g n i t e r s

s o

p r o d u c e d .

O t h e r

a s p e c t s a n d

o b j e c t s

w i l l b e

a p p a r e n t from t h e

accompanying

d i s c l o s u r e and t h e a p

p e n d e d c l a i m s .

I n a c c o r d a n c e w i t h t h i s i n v e n t i o n

i s

p r o v i d e d

a

bound

1 0

4 . 0

45

50

60

65

7 0

1

3 , 0 4 8 , 5 0 7 .

P a t e n t e d

Aug.

7 , 1962

2

mass o f a s o l i d h e a t ~ s e n s i t i v e m a t e r i a l c a p a b l e o f ?ash

combustion

u p o n

b e i n g h e a t e d ,

i n

a d m i x t u r e w i t h a s o l i d

m a t e r i a l c a p a b l e

o f

s u p p l y i n g o x y g e n f o r s a i d combus

t i o n

a n d a

s u f ? o i e n t

a m o u n t o f a s i l i c e o u s

material

of

t h e

g r o u p

o f

n a t u r a l o c c u r r i n g ,

and

s y n t h e t i c ,

s i l i c a s

and

s i l i c a t e s

h a v i n g

a

p a r t i c l e s i z e w i t h i n

t h e r a n g e o f 0 . 0 2 .

t o 4 m i c r o n s , t o i m p a r t improved r e g u l a r i t y t o s a i d ? a s h .

Also i n

accordance

with t h i s

i n v e n t i o n

a

method

i s

p r o

v i d e d

f o r t h e

m a n u f a c t u r e

o f

a m a t c h h e a d - t y p e i g n i t e r

which c o m p r i s e s

c o n t a c t i n g

a

h e a t i n g e l e m e n t w i t h a

v o l a t i l e

o r g a n i c

l i q u i d s u s p e n s i o n o f a h e a t - s e n s i t i v e

ma

t e r i a l and an

oxygen s u p p l i e r ,

a s an

i g n i t e r

powder, t o

g e t h e r with

an

a m o u n t o f

a

s i l i c e o u s m a t e r i a l o f t h e group

o f n a t u r a l o c c u r r i n g , and s y n t h e t i c ,

s i l i c a s

and s i l i c a t e s

h a v i n g

a

p a r t i c l e

s i z e w i t h i n t h e

r a n g e

o f 0 . 0 2 0

t o 4

m i c r o n s , s u f f i c i e n t

t o m a i n t a i n

s a i d s u s p e n s i o n , and a

b i n d e r

m a t e r i a l i n a m o u n t

s u ? ' i c i e n t

t o bind t h e s a i d s u s

pe nded

m a t e r i a l a s a s o l i d

mass

w h e n

s a i d

s o l v e n t i s evap

o r a t e d t h e r e f r o m ;

w i t h d r a w i n g

s a i d e l e m e n t from s a i d

s u s p e n s i o n

w i t h

s u s p e n d e d

m a t e r i a l s

a d h e r e d

t h e r e t o ;

and

d r y i n g t h e r e s u l t i n g

a d h e r e d

m a t e r i a l . S t i l l i n

a c

c o r d a n c e

w i t h t h i s i n v e n t i o n

a

matchhead i g n i t e r i n each

o f a p l u r a l i t y o f

e l e c t r i c

d e l a y b l a s t i n g c a p s i s ? r e d

w h i l e

m a i n t a i n i n g a s i l i c e o u s m a t e r i a l o f t he group o f n a t u r a l

o c c u r r i n g , and s y n t h e t i c , s i l i c a s and s i l i c a t e s h a v i n g a

p a r t i c l e s i z e i n t h e

r a n g e o f 0 . 0 2 0 t o

4 microns i n each

i g n i t e r ,

i n

an amount

s u f ? c i e n t

t o i m p a r t improved r e g

u l a r i t y o f ? a s h t h e r e t o .

E x e m p l a r y o f

s u i t a b l e

c o m p o s i t i o n

c o m p o n e n t s o f

t h i s

i n v e n t i o n a r e p - p h e n y l e n e d i a m i n e d i p i c r a t e , d i a z o d i n i t r o

p h e n o l , mercury f u l m i n a t e , l e a d m o n o n i t r o r e s o r c i n a t e ,

l e a d s t y p h n a t e

and t h e

l i k e ,

a s h e a t - s e n s i ti v e

m a t e r i a l s ;

p o t a s s i u m c h l o r a t e , p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e ,

p o t a s s i u m -

n i

t r a t e ,

p o t a s s i u m

p e r m a n g a n a t e , s o d i u m n i t r a t e , l e a d

c h r o m a t e ,

b a r i u m p e r o m d e ,

o x i d e s o f le a d

a n d t h e l i k e ,

a s o x i d i z e r s ; n i t r o s t a r c h , n i t r o c e l l u l o s e

and

t h e

l i k e ,

a s

b i n d e r s ; a n d c e l i t e , k i e s e l g u h r ,

s y n t h e t i c

h y d r a t e d s i l i c a s ,

m i c a , c o m p l e x n a t u r a l

s i l i c a t e s ,

d i a t o m a c e o u s m a t e r i a l s ,

m e t a l

s a l t s o f s i l i c i c

a c i d ,

s y n t h e t i c

s i l i c a s a n d

t h e

l i k e ,

a l l

? n e l y d i v i d e d t o

a

p a r t i c l e

s i z e

i n t h e

r a n g e o f

0 . 0 2 0 t o 4

m i c r o n s ,

a s

s i l i c e o u s components.

A

u e l e l e m e n t s u c h a s magnesium,

aluminum,

i r o n ,

chromium, l e a d ,

b o r o n , s u l f u r

and

t h e l i k e can

be i n

c l u d e d

i n

t h e s u s p e n s i o n w h e n

d e s i r e d

t o f a c i l i t a t e c o m

b u s t i o n

t o produce a d d i t i o n a l

h e a t d u r i n g

t h e ?ash

c o m

b u s t i o n .

S i l i c e o u s m a t e r i a l components o f t h e matchhead c o m

p o s i t i o n s o f

t h i s i n v e n t i o n p r o v i d e f o r

a

marked

r e d u c

t i o n

i n

i r r e g u l a r i t i e s i n ? a s h i n g and e r r a t i c s e n s i t i v i t y t o

i g n i t i o n by t h e b r i d g e w i r e . The s i l i c e o u s m a t e r i a l a l s o

p r o v i d e d u r i n g

t h e

m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s o f t h i s i n v e n

t i o n f o r a

m a r k e d l y i m p r o v e d

u n i f o r m i t y i n matchhead

s i z e a n d

p h y s i c a l s t r e n g t h .

T h e s e a d v a n t a g e s w i l l b e

more

a p p a r e n t

i n

l i g h t

o f

t h e accompanying

d i s c l o s u r e .

C e l i t e ,

above r e f e r r e d

t o ,

i s a s o f t

e a r t h y f o r m a t i o n

o f

s i l i c e o u s s k e l e t o n s o f m i c r o s c o p i c a q u a t i c p l a n t s c a l l e d

d i a t o m s . Sn o w F l o s s

i s

a

t r a d e

n a m e g i v e n t o such

a m a t e r i a l i n a h i g h l y p u r i ? e d s t a t e such

a s

t o

be

sub

s t a n t i a l l y w h i t e . S n o w

F l o s s i s

a n o w p r e f e r r e d s i l i c e o u s

component o f t h e

m a t c h h e a d s

o f t h i s i n v e n t i o n , and

s e v e r a l

embodiments

a r e

t h e r e f o r e d e s c r i b e d i n t e r m s

o f

S n o w F l o s s . Of c o u r s e , c e l i t e , i n a

b r o w n

and l e s s

p u r i ? e d

f o r m ,

and

o t h e r s i l i c e o u s m a t e r i a l s , a r e a l s o

h i g h l y

s u i t a b l e a s

a s i l i c e o u s m a t e r i a l component

o f

t h e

matchhead

c o m p o s i t i o n s o f

t h i s i n v e n t i o n . A l l s u c h

s i l i c e o u s

m a t e r i a l s

r e f e r r e d t o h e r e i n a r e o f p a r t i c l e

s i z e

o f

fr om

0 . 0 2 0

t o

4 m i c r o n s .

I n a c c o r d a n c e w i t h a s p e c i ? c embodiment o f t h e

method o f

m a n u f a c t u r e o f

t h i s i n v e n t i o n , t h e matchhead

c o m p o s i t i o n i n g r e d i e n t s i n c l u d i n g

a

s i l i c e o u s m a t e r i a l ,

p r e f e r a b l y S n o w F l o s s , a r e p r e p a r e d a s

a s u s p e n s i o n

i n

a s u i t a b l e v o l a t i l e o r g a n i c s o l v e n t , and a

b r i d g e w i r e

i s

i c e

7/25/2019 US3048507.pdf

4/6

3 , 0 4 e , 5 0 7

3

t h e n d i p p e d i n t o

t h e s u s p e n s i o n

d u r i n g w h i c h t i m e m a t e

r i a l s

i n

s u s p e n s i o n

a d h e r e

t o

t h e

b r i d g e w i r e .

The w i r e ,

w i t h

r e s u l t i n g

a d h e r e d

m a t e r i a l , i s t h e n

w i t h d r a w n ,

a n d

t h e

adhered

m a t e r i a l i s

d r i e d

t o

fo rm

a

d r y matchhead

c o m p o s i t i o n s t r o n g l y a d h e r e d

t o

t h e

w i r e . The p r o p o r

t i o n s o f o x i d i z e r , ? a s h m a t e r i a l ,

a n d

b i n d e r a r e

a n y _ s u c h

p r o p o r t i o n s

k nown i n t h e a r t a s s u i t a b l e f o r f o r m m g a

matchhead

c o m p o s i t i o n .

The

Sn ow

F l o s s

i s

p r e s e n t

1 n

an

a m o u n t

s u ? i c i e n t t o maintain t h e r e s u l t i n g

s u s p e n s i o n

a t

l e a s t f o r a

t i m e t o e n a b l e r e p r e s e n t a t i v e p r o p o r t i o n s

o f t h e

s u s p e n d e d

m a t e r i a l s , i n c l u d i n g t h e S n o w F l o s s t o

c o n t a c t t h e

b r i d g e w i r e .

The p r e f e r r e d

s u s p e n s i o n c o n

t a i n s t h e i n g r e d i e n t s i n a c o n c e n t r a t i o n s u c h t h a t a s i g

n i ? c a n t s e t t l i n g o f i n g r e d i e n t c a n o c c u r o n l y a f t e r t h e r e

h a s

b e e n t i m e

f o r

a number o f d i p s ,

i . e . , f o r

d i p p i n g

a p l u r a l i t y o f e l e m e n t s . Thus t h e need f o r

c o n t i n u o u s

s t i r r i n g

o r a g i t a t i o n

i s e l i m i n a t e d , w h e r e b y t h e s u s p e n d e d

m a t e r i a l s a r e s u b s t a n t i a l l y s t a t i c and a d h e r e

t o

t h e b r i d g e

wire

i n

a

matter

o f a fe w s e c o n d s . T he s u s p e n s i o n i n t o

which t h e

b r i d g e w i r e

i s

d i p p e d g e n e r a l l y c o n t a i n s

on a

w e i g h t

b a s i s from a b o u t 1 1 t o 6 5

p e r c e n t

h e a t - s e n s i t i v e

m a t e r i a l , 1 5

t o 7 0

p e r c e n t o x y g e n - s u p p l y i n g

s a l t ,

2 t o

4 8

p e r c e n t

s i l i c e o u s m a t e r i a l , a n d from

1 6 t o

5 5

p e r c e n t

b i n d e r s o l u t i o n . A p p r o p r i a t e

amounts o f e x t r a f u e l ,

e . g . ,

? n e l y

d i v i d e d

m a g n e s i u m ,

a r e a l s o i n c l u d e d , when d e

s i r e d .

M ore s p e c i ? c a l l y , a

h e a t - s e n s i t i v e

m a t e r i a l , s a y ? a s h

g r a d e

d i a z o d i n i t r o p h e n o l , a n o x i d i z e r

s u c h

a s p o t a s s i u m

p e r c h l o r a t e ,

and S n o w

F l o s s

a r e admixed, i n a s u i t a b l e

s o l v e n t , a s

b u t y l

a c e t a t e , e m p l o y i n g a n y s u i t a b l e method

s u c h a s b a l l

m i l l i n g . Th e

wet

m i l l e d

mixture i s t h e n

s i z e d t o s a y a b o u t 1 t o

7 0

m i c r o n s ,

t h e

p r e f e r r e d

r a n g e

b e i n g

i n

t h e o r d e r

o f about 1 t o 20

m i c r o n s .

T he

e x c e s s

s o l v e n t i n t h e m i x t u r e

i s

removed by

d e c a n t a t i o n

and t h e

r e s u l t i n g a d m i x t u r e

i s

t h e n admixed w i t h a s u i t a b l e b i n d e r

such a s

a

30 p e r c e n t s o l u t i o n

o f

n i t r o c e l l u l o s e i n e t h y l

a c e t a t e

i n

an a m o u n t t o f o r m t h e d e s i r e d s u s p e n s i o n .

Due t o e v a p o r a t i o n , e t h y l a c e t a t e i s

a d d e d

p e r i o d i c a l l y

t o

m a i n t a i n

t h e d e s i r e d c o n s i s t e n c y

o f

t h e i n g r e d i e n t s .

A l a s t i c i z e r

c a n

b e u s e d , i f d e s i r e d ,

i n t h e b i n d e r s o l u

t i o n t o

m a i n t a i n d e s i r e d

? e x i b i l i t y d u r i n g

t h e

d i p p e d

b r i d g e

m a n u f a c t u r e .

A r i d g e w i r e

a f f i x e d t o t h e

t e r m i n a l

e n d s

o f

a

s e t o f l e g w i r e s i s

t h e n d i p p e d

o r

s w e p t

t h r o u g h

t h e s u s p e n s i o n t o p e r m i t t h e s u s p e n d e d

i n g r e d i e n t s

t o

a d h e r e t o t h e

b r i d g e

s o t h a t

whe n

t h e s o l v e n t

i s

i n i t i a l l y

e v a p o r a t e d from t h e

a d h e r e d

m a t e r i a l , t h e r e s i d u e

i s

u n i f o r m l y d e p o s i t e d

on

t h e w i r e . The a d h e r e d m a t e r i a l

i s t h e n

c o m p l e t e l y d r y e d t o

p e r m i t

e v a p o r a t i o n o f t h e

r e m a i n i n g s o l v e n t

a n d f o r m a t i o n o f t h e matchhead

i g n i t e r .

The s i z e and u n i f o r m i t y

o f

t h e matchhead c o m

p o s i t i o n i s c o n t r o l l e d by t h e

man n e r

i n which

t h e w i r e

i s p u l l e d t h r o u g h

t h e w e t

m i x t u r e

a n d b y

t h e

v i s c o s i t y

o f

t h e s u s p e n s i o n . When

employing

n i t r o c e l lu l o s e a s a

b i n d e r ,

and

S n o w

F l o s s ,

t h e

matchhead

o f t e n

h a s

a

s i z e

s a y f o r

e x a m p l e a b o u t

0 . 1 4 i n c h

by

0 . 0 9 i n c h by 0 . 0 8

i n c h . However, o t h e r s i z e s c a n

b e

made,

a

l a r g e r

s i z e

b e i n g

f o r e x a m p l e 0 . 1 5 i n c h b y 0 . 1 2 i n c h b y

0 . 1 0

i n c h .

I n

some

i n s t a n c e s w h e n f o r m i n g a r e l a t i v e l y l a r g e match

h e a d s i z e , a s e c o n d d i p m a y

b e a d v a n t a g e o u s l y e m p l o y e d .

P r i o r t o d i p p i n g

i t i s p r e f e r a b l e t h a t

t h e t e r m i n a l

l e g

w i r e s

b e a s s o c i a t e d

i n

t h e

i g n i t i o n p l u g t o b e i n s e r t e d

i n

t h e

c a p s o

t h a t

a f t e r t h e d i p p e d b r i d g e i s

f o r m e d ,

t h e

p l u g ,

w i t h

t e r m i n a l

w i r e s

and d i p p e d b r i d g e , c a n b e

d i r e c t l y

p r e s s e d i n t o t h e c a p .

An i r

s p a c e

i s

p e r m i t t e d

b e t w e e n

t h e

p l u g a n d t h e t o p

o f

t h e

p r i m i n g

e x p l o s i v e

o r f u s e

a s t h e

c a s e

may

b e .

An exemplary

a i r

space

h a s a l e n g t h

from

a b o u t

1 .; t o 1 / 2 i n c h ,

a s p a c e

i n t h e

o r d e r o f a b o u t

1 4

i n c h

b e i n g

o f t e n a d v a n t a g e o u s l y em

p l o y e d .

The

d i p

m e t h o d

i n v o l v e s d i p p i n g t h e b r i d g e w i r e i n t o

t h e i n g r e d i e n t

s u s p e n s i o n

t o

a p r e d e t e r m i n e d

d e p t h and

t h e n

a l l o w i n g

t h e

matchhead m a t e r i a l

t o

form c o m

p l e t e l y a r o u n d

t h e b r i d g e w i r e . T h e r e f o r e , i t i s i m p o r t a n t

t h a t

t h e

c o m p o s i t i o n

o f

t h e s u s p e n s i o n b e m a i n t a i n e d

c o n s t a n t

a n d t h a t t h e d e p t h

o f

i m m e r s i o n

o f

t h e b r i d g e

10

1 5

20

25

40

6 5

7 0

4

W i r e b e w i t h o u t

s u b s t a n t i a l

v a r i a n c e

a n d

t h a t

t h e r e m o v a l

o f

t h e wire be

a t

a

un ifo r m r a t e i n

a

un ifo r m

d i r e c t i o n .

The f a s t e r t h e b r i d g e w i r e i s r e m o v e d ,

t h e l a r g e r

t h e b e a d

s i z e .

I n t h e

matchhead

c o m p o s i t i o n t h e f u n c t i o n o f t h e

h e a t - s e n s i t i v e

m a t e r i a l i s

t o

p r o v i d e t h e ? a s h , and t h e

f u n c t io n o f

t h e o x i d i z e r i s

t o s u p p l y

s u f ? c i e n t

oxygen t o

s u p p o r t

? a s h

b u r n i n g . I n t h o s e i n s t a n c e s

w h e r e i n a

f u s e

i n

a

d e l a y

a s s e m b l y r e q u i r e s a l a r g e

amount o f

h e a t f o r

i t s

i g n i t i o n ,

a f u e l

such

a s magnesium, aluminum, o r t h e

l i k e

i s

i n c l u d e d

i n

t h e matchhead f o r

s u p p l y i n g s u c h

h e a t . The s i l i c e o u s m a t e r i a l c o m p o n e n t r e g u l a t e s t h e

b u r n i n g

s p e e d

o f

t h e m a t c h h e a d

m i x t u r e

a n d

a c c o r d i n g l y

c o n t r o l s t h e

? a s h i n g

q u a l i t i e s

o f

t h e

m a t c h h e a d .

When

s u b s t a n t i a l

q u a n t i t i e s

o f t h e

s i l i c e o u s

m a t e r i a l a r e u t i l i z e d ,

t h e

?ame

p r o d u c e d

b y

t h e b u r n i n g

h e a t - s e n s i t i v e

p o w d e r

i s

s u s t a i n e d f o r

l o n g e r p e r i o d s

and a s a r e s u l t m a k e s

i t

p o s s i b l e t o use

l i t t l e

or n o extra

f u e l .

I

h a v e

f o u n d t h a t

w i t h o u t

t h e s i l i c e o u s component i n

g r e d i e n t ,

t h e

p i c k u p f e a t u r e s o f

t h e

matchhead

m i x t u r e

a r e n o t

s a t i s f a c t o r y .

That

i s t o s a y , w i t h o u t

t h e p r e s e n c e

o f s a y S n o w F l o s s , t h e r e i s . a marked s e t t l i n g o f t h e

i n

g r e d i e n t s i n t h e s o l u t i o n s o t h a t t h e r e i s a n o n uniform

d i s t r i b u t i o n o f t h e m a t e r i a l s i n t h e

s u s p e n s i o n

which

c a u s e s a n

i n c o n s i s t e n c y i n

matchhead p r o d u c t

composi

t i o n , i . e . , f r o m d i p t o d i p .

F u r t h e r m o r e ,

t h e

s i l i c e o u s

c o m p o n e n t , b y v i r t u e o f i m p a r t i n g

i m p r o v e d

p i c k u p

f e a t u r e s a n d

d i s t r i b u t i o n

o f i n g r e d i e n t s

i n t h e

s u s p e n s i o n

p r o v i d e s

f o r

a matchhead

o r bead o f

c o n s t a n t

p r e d e t e r

mined s i z e

dependent u p o n

t h e r a t e a t which t h e assem

b l y i s w i t h d r a w n from t h e s u s p e n s i o n .

N i t r o c e l l u l o s e i s a d v a n t a g e o u s l y e m p l o y e d i n t h e

s u s

pension

o r

l a c q u e r , not only a s an u l t i m a t e binder mate

r i a l , b u t i t a l s o f a c i l i t a t e s s u s p e n s i o n o f t h e c o m p o s i t i o n

i n g r e d i e n t s

a n d a i d s i n c o n t r o l

o f

t h e ? a s h p r o p e r t i e s o f

t h e m a t c h h e a d .

I n t h e

p r e p a r a t i o n

o f t h e s u s p e n s i o n , a b o u t 1 0 0 p a r t s

o f t h e wet m i x t u r e o f i n g r e d i e n t s

a r e

mixed w i t h a b o u t

3 0

p a r t s

o f

t h e l a c q u e r ,

s a y

n i t r o c e l l u l o s e / b u t y l

a c e t a t e ,

i n

a b o u t

2 0 / 8 0

W e i g h t p r o p o r t i o n s .

T h e d i p p e d b r i d g e c o m p o s i t i o n s , o f t h e i n v e n t i o n , b y

v i r t u e

o f t h e

p r e s e n c e o f t h e s i l i c e o u s

m a t e r i a l

c o m p o n e n t ,

e x h i b i t

m a r k e d l y i m p r o v e d

r e g u l a r i t y i n

? a s h i n g c h a r

a c t e r i s t i c s , a s i l l u s t r a t ed w i t h

r e f e r e n c e

t o

t h e

p h o t o s

o f

F I G S . 1 , 2 ,

3 , 4 , 5

a n d 6 ,

s h o w i n g

a c o m p a r i s o n

i n

? a s h

i n g q u a l i t i e s

b e t w e e n

a matchhead c o n t a i n i n g

Sn ow

F l o s s

and

w i t h o u t

S n o w F l o s s , i . e . ,

c o n t a i n i n g

no s i l i c e o u s ma

t e r i a l . The p h o t o s s h o w t h e g r e a t u n i f o r m i t y i n ? a s h i n g

w h i c h

i s d i r e c t l y

a t t r i b u t a b l e t o t h e

s i l i c e o u s

i n g r e d i e n t .

I n s t a n t a n e o u s s h o t s i n d e l a y c a p s a r e

t h o s e

which r e

s u l t from

abnormal

? a s h

t o

t r a n s f e r h e a t

t h r o u g h

t h e d e l a y

f u s e t o t h e p r i m a r y e x p l o s i v e

b e f o r e

t h e r e h a s b e e n

t i m e

f o r

t h e

d e l a y f u s e

t o b u r n . Such o c c u r r e n c e s a r e

s u b s t a n

t i a l l y

e l i m i n a t e d

i n

t h e

p r a c t i c e

o f

t h i s i n v e n t i o n i n v i e w

o f t h e r e g u l a r i t y o f ? a s h t h a t

i s

a c h i e v e d .

However,

t o

f u r t h e r a s s u r e

a g a i n s t

any s u c h o c c u r r e n c e ,

i t

i s

advan

t a g e o u s t o

m a i n t a i n

a s u i t a b l e i n t e r f e r e n c e between t h e

s h e l l

and

f u s e , s a y i n t h e o r d e r

o f

from a b o u t 0 . 0 0 1 t o

0 . 0 0 5 i n c h .

With

r e f e r e n c e t o FIG. 7

i s f u r t h e r

i l l u s t r a t e d u t i l i z a

t i o n o f a matchhead composition o f t h i s i n v e n t i o n a s

an

i g n i t e r i n a

d e l a y b l a s t i n g c a p .

R e f e r r i n g

t o

F I G .

7 ,

m e t a l

s h e l l

31

i s

? a r e d

a t

c e n t r a l

p o r t i o n

32 t o p r o v i d e

u p p e r

p o r t i o n a

h a v i n g an i n s i d e d i a m e t e r i n

t h e o r d e r

o f

a b o u t 0 . 2 5 9 i n c h

and

a l o w e r p o r t i o n b h a v i n g a

s m a l l e r i n s i d e d i a m e t e r

t h a n

p o r t i o n a , n a m e l y i n t h e

o r d e r

o f a b o u t 0 . 0 2 56

i n c h .

The l e ng t h o f p o r t i o n b

i s a b o u t

4 4

i n c h ;

p o r t i o n a w i l l

v a r y w i t h t h e

l e n g t h

o f t h e

s h e l l

a s

d e s i r e d ,

u s u a l l y

between

1 / 2

and

6

i n c h e s .

A u i t a b l e

b a s e c h a r g e

34

s u c h a s p e n t a e r y t h r i t o l t e t r a n i

t r a t e

c o n t a i n i n g

a b o u t 2 p e r c e n t g r a p h i t e i s p l a c e d i n t h e

bottom

o f s h e l l 3 1 w i t h p r i m i n g c h a r g e 36 s u c h a s s t r a i g h t

d i a z o d i n i t r o p h e n o l

s u p e r p o s e d

o n

c h a r g e

3 4 . D e l a y f u s e

37 c o m p r i s e s

a l e a d t u b e

0

c o n t a i n i n g a c o r e ( 1 o f

s u i t a b l e d e l a y

p o w d e r , a s ,

f o r

e x a m p l e ,

a b a r i u m

p e r o x

7/25/2019 US3048507.pdf

5/6

8 , 0 4 8 , 5 0 7

i d e / e l e n i u m d e l a y

f u s e a n d i s

s u p e r p o s e d

o n

p r i m e r

3 6 .

S p a c e

. 3 8 i s d i s p o s e d a b o v e

f u s e

3 7 i n t o w h i c h p i n w i r e s

3 9 e x t e n d . A

i p p e d

b r i d g e 4 1 o f t h i s i n v e n t i o n , c o n n e c t

i n g t h e t e r m i n a t e d

e n d s

o f p i n w i r e s 39 i n s p a c e 3 8 , p r o

v i d e s

a m a t c h h e a d - t y p e

i g n i t e r

i n

a c c o r d a n c e

w i t h t h e i n

v e n t i o n .

P i n s 3 9

e x t e n d

u p w a r d l y

from t h e b r i d g e i n t o

u p p e r

p o r t i o n a t h r o u g h

s e m i c o n d u c t i v e p l u g 4 0 ,

w h i c h

can

be

an

a l u m i n u m / c a n d e l i l l a

w a x

c o m p o s i t i o n ,

p r e f e r

a b l y

s p a c e d

from t h e

s h e l l

w a l l , a n d

t h e n

t h r o u g h a p h e n

o l i c - t y p e i g n i t i o n p l u g 4 4 s u p e r p o s e d

o n t h e s e m i c o n d u c

t i ' v e

p l u g

4 0 - and j o i n e d i n any s u i t a b l e manner

w i t h

l e g

w i r e s

42 e x t e n d i n g from t h e

e x t e r i o r i n t o

t h e upper p o r

t i o n a

o f

t h e

c a p t h r o u g h

t h e

t o p

s u l f u r

s e a l 4 3 a n d

w a t e r p r o o ? n g

m a t e r i a l

4 6 , t h e

c o n n e c t i o n

b e i n g p r e f e r

a b l y a s o l d e r

j o n t

4 5 t h e

w a t e r p r o o ? n g

p l u g .

The

b r i d g e w i r e o f d i p p e d b r i d g e 4 1 i s a d v a n t a g e o u s l y a

p l a i n

or g o l d - p l a t e d ni chrome wire

o n

about 0 . 1

i n c h

c e n t e r

and i s

s a y a b o u t

0 . 0 0 1 7 5

i n c h

i n

d i a m e t e r .

A r e f e r r e d m a t c h h e a d

c o m p o s i t i o n o f d i p p e d

b r i d g e

4 1 i s a m i l l e d d i a z o n i t r o p h e n o l / p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e /

S now

F l o s s / i t r o c e l l u l o s e ,

i n

r e l a t i v e w e i g h t p r o p o r t i o n s

o f 2 2 . / 5 2 . 8 / 1 8 . 9 / 5 . 7 .

The

f o l l o w i n g d a t a e x e m p l i f y ? r i n g t i m e

o b t a i n e d i n

a

d e l a y

c a p

d i s c u s s e d

a b o v e e m p l o y i n g a d i p p e d

b r i d g e o f

t h i s i n v e n t i o n . F i r i n g

t i m e

d a t a , o b t a i n e d

w he n

? r i n g

a

l o o s e

l e a d - s e l e n i u m

i g n i t i o n m i x t u r e ,

a s

a c o n t r o l , i s i n

c l u d e d .

D e l a y F u s e

N Timing D a t a ( m i l l i s e c o n d s )

0.

Timed

Powder

L g t h . ( i n ) A v g . R a n g e S p r e a d

P b - S e / B a O z - S e _ _ _ _

( P g e l s s e d

) O h g . 2 5 5 5 2 5 - 9 5 7 0

Pb-Se/BaOrSe

l...

Pressed Chg. ______ __ 6 0

________

__ 1 20

0 . 7

g m . ) .

P b - S e / B a O z - S e - _ - .

( P l r e i s s e d

) C h g . 2 5 1 0 4 6 5 - 1 6 0 9 5

.

gm

BaOz-Se/PbSn, 0.095

________

- 100 124 90-145 55

8 0 2 0 .

BaOz-Se/PbSn,

0 . 1 8 5 ________ .

100 297

270340

70

8 0 / 2 0 .

1 C o n t r o l . Loose

Pb-Se

( 0 . 7

gm )

i n

s t o i c h i o m e t r i c

p r o p o r t i o n s em

ployed a s t h e i g n i t i o n mixture i n l i e u o f a matchhead i g n i t e r .

I n c a r r y i n g

o u t

t h e s e

s h o t s

t h e

i n s i d e

d i a m e t e r o f

l o w e r

s e c t i o n

b

was

0 . 2 5 4

i n c h , t h e upper s e c t i o n

d i a m e t e r

b e i n g 0 . 2 5 9

i n c h ,

t h e l e n g t h o f

? a r e d c a p ( t h e t a p e r )

e x t e n d i n g

o v e r a b o u t 1 7 / 3 2

i n c h o f t h e s h e l l l e n g t h ,

t h e s h e l l

b e i n g 2.5

i n c h e s

l o n g .

The

d i p p e d b r i d g e was

a m i x t u r e

o f

? a s h g r a d e d i a z o d i n i t r o p h e n o l / p o t a s s i u m

p e r c h l o r a t e / Sn ow F l o s s b a l l m i l l e d i n r e s p e c t i v e 24/56/20

r a t i o s . The b a l l

m i l l i n g was done i n 2 . 4

p e r c e n t

n i t r o

s t a r c h 9 7 . 6

p e r c e n t b u t y l

a c e t a t e s o l u t i o n f o r 4 h o u r s .

The e x c e s s b u t y l a c e t a t e was s i p h o n e d s u b s e q u e n t t o

s e t t l i n g

f o r

a b o u t 1 2 h o u r s . The r e s u l t i n g w e t

m i x t u r e

was

t h e n blended w i t h a s o l u t i o n o f

n i t r o c e l l u l o s e

i n e t h y l

a c e t a t e i n

a

r e s p e c t i v e

w e i g h t

r a t i o

o f 1 0 0 / 3 0 .

On

d r y

b a s i s t h e

m i l l e d m i x t u r e c o n t a i ne d d i a z o d i n i t r o p h e n o l /

p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e / Snow F l o s s /

a n d

l a c q u e r

i n r e l a t i v e

w e i g h t p r o p o r t i o n s

o f

2 2 . 6 / 5 2 . 8 / 1 8 . 9 / 5 . 6 .

The

B a O 2 / S e ( 7 5 2 5

/ P b S n

was r e s p e c t f u l l y 8 0 / 2 0

s t a n d a r d

f u s e

p o w d e r , t h e PbSn

b e i n g

a b o u t 8 5 /

5 .

An

i r

s p a c e

between

t h e

t o p o f

t h e

d e l a y

f u s e

and

t h e

f a c e o f

t h e

s e m i c o n d u c t i v e p l u g

was

1 4

i n c h .

The

d i s t a n c e

b e t w e e n

t h e

t o p o f

t h e f u s e and

t h e b o t t o m o f t h e

d i p

b r i d g e was

5 % ; 4

i n c h .

The

d i p p e d

b r i d g e c o m p o s i t i o n s o f

t h i s

i n v e n t i o n b y t h e

p r e s e n c e

o f a s i l i c e o u s

m a t e r i a l

a s

e x e m p l i ? e d b y

S n o w

F l o s s e x h i b i t m a r k e d l y

i m p r o v e d

v o l t a g e b r e a k d o w n

c h a r a c t e r i s t i c s . Thus i n one s e r i e s o f t e s t s t h e

composi

t i o n

o f

t h e

d i p p e d

b r i d g e

m a t e r i a l

was

d i a z o d i n i t r o p h e n

o l / p o t a s s i u m

p e r c h l o r a t e / S n o w F l o s s / a n d n i t r o c e l l u l o s e

i n r e s p e c t i v e

w e i g h t

r a t i o s

o f

2 2 . 6 / 5 2 . 8 / 1 8 . 9 / . 7

e x c e p t

t h a t t h e S n o w F l o s s w a s omitted f r o m one c o m p o s i t i o n .

I n d e t e r m i n a t i o n

o f breakdown v o l t a g e based

on

25

s h o t s

f o r e a c h

c o m p o s i t i o n , t h e

l o w e s t breakdown v o l t a g e e n

c o u n t e r e d

i n t h e

p r e s e n c e o f S n o w F l o s s

was 3000

v o l t s ,

6

whereas

i n

t h e

a b s e n c e

o f S n o w

F l o s s

t h e l o w e s t v a l u e was

1 1 0 0

v o l t s .

O t h e r

t e s t s h a v e shown t h e a d v a n t a g e s o f t h e d i p p e d

b r i d g e

c o m p o s i t i o n

o f t h i s i n v e n t i o n t o

s e r i e s

? r i n g .

Thus

5 a

c o m p o s i t i o n o f

?ash d i a z o d i n i t r o p h e n o l /p o t a s s i u m p e r

c h l o r a t e , 24/56 was

found

t o have

a

c i r t i c a l

? r i n g

c u r r e n t

o f

1

amp.

The same c o m p o s i t i o n , e x c e p t t h a t i t c o n t a i n s

a b o u t

1 9

p e r c e n t

S n o w

R o s s ,

i s

c h a r a c t e r i z e d

by

a

c r i t i c a l

? r i n g

c u r r e n t o f

0 . 8

amp .

These r e s u l t s

were

o b t a i n e d

b y ? r i n g

3 0

c a p s i n s e r i e s ,

e a c h

a t

1 1 0

v o l t s a n d

m e a s u r i n g

t h e minimum c u r r e n t r e q u i r e d f o r ? r i n g .

Although a p r o p o r t i o n

o f

s i l i c e o u s

m a t e r i a l

i n

t h e

m a t c h h e a d

i n a range

of

say 3 t o 55 percent

c a n

be em

p l o y e d , I p r e f e r { g e n e r a l l y t o employ a

p r o p o r t i o n

i n t h e

range o f s a y f r o m 1 0 t o 25 weight p e r c e n t , 1 8 t o 20

p e r c e n t

b e i n g optimum i n

m a n y i n s t a n c e s .

T h i s

l a t t e r

r a n g e

( 1 8 t o 20 p e r c e n t )

p a r t i c u l a r l y

a s a p p l i e d

t o S n o w

F l o s s , g i v e s e s p e c i a l l y s m o o t h

? a s h i n g

a n d g e n e r a l l y t h e

m o s t d e s i r a b l e

e l e c t r i c

? r i n g p r o p e r t i e s .

The amount

o f

e x t r a

f u e l

component, w h e n e m p l o y e d ,

d e p e n d s upon t h e s p e c i ? c h e a t r e q u i r e m e n t s .

G e n e r a l l y ,

h o w e v e r ,

from

a b o u t

5

t o

40 w e i g h t p e r c e n t o f e x t r a f u e l

i s s u ? i c i e n t .

I n u t i l i z i n g

a

m e t a l ,

a s e x t r a

f u e l ,

h a v i n g

an

a t o m i c

w e i g h t

below a b o u t t h a t

o f i r o n ,

from

a b o u t

5

t o

2 5 w e i g h t p e r c e n t i s

g e n e r a l l y s u f f i c i e n t ,

h e a v i e r

m e t a l s b e i n g

most a d v a n t a g e o u s l y

employed

w i t h i n a

r a n g e o f a b o u t 1 0 t o 40 w e i g h t

p e r c e n t .

The f o l l o w i n g

t a b u l a t i o n

s e t s

f o r t h

p r e f e r r e d r a n g e s

1 0

1 5

20

o f w e i g h t p e r c e n t p r o p o r t i o n s o f

components

o f my

c o m

3 0 p o s i t i o n s .

H e a t S e u s i

t i v e M a t e r i a l

Heavy

Metal

Other

T h a n S a l t s

A s

Heav y Metal

H e a t - S e n s i

35 S a l t s ( e . g . ,

t i v e Powder

P b , H g )

H ea t-Se n si ti v e

M a t e r i a l

_________________ __ 9-55

12-170

Oxygen S u ppl i e r

______

_ 15-65 10-75

5 5

3 5

1 o 1 5 1 o 1 5

______ 1 10 40

A u x i l i a r y

? a s h

c o m p o s i t i o n s , n o t s e n s i t i v e t o

a n i g n i

t i o n

w i r e , c a n b e employed

w h e n d e s i r e d i n

form

o f

l o o s e powder m i x t u r e i n t e r m e d i a t e

t h e

m a t c h h e a d

and

d e l a y f u s e , w h e n t h e

f u s e

powder i s

somewhat

more

d i f ? c u l t

t h a n

u s u a l

t o

l i g h t .

E x e m p l a r y a u x i l i a r y compo

s i t i o n s

a r e

barium p e r o x i d e - t e l l u r i u m , barium p e r o x i d e

s e l e n i u m and o t h e r g a s l e s s

m i x t u r e s .

A s

w i l l

be e v i d e n t t o t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t , v a r i o u s

m o d i ? c a t i o n s

c a n

be m a d e o r f o l l o w e d , i n t h e

l i g h t

o f

t h e f o r e g o i n g

d i s c l o s u r e a n d d i s c u s s i o n , w i t h o u t d e p a r t

i n g from t h e s p i r i t

o r

s c o p e

o f

t h e

d i s c l o s u r e

o r

from

t h e

s c o p e

o f t h e c l a i m s .

55

What I

c l a i m and

d e s i r e

t o

p r o t e c t by

L e t t e r s

P a t e n t

i s :

. 1 .

I n

an e l e c t r i c

b l a s t i n g

c a p a s s e m b l y

c o n t a i n i n g a

b ou n d i g n i t i o n m i x t u r e , a s a matchhead, around t h e

b r i d g e w i r e , t h e improvement

c o m p r i s i n g ,

on a w e i g h t

b a s i s ,

a s

s a i d m a t c h h e a d , from 9-70

p e r c e n t

o f a p r i m a r y

i n i t i a t i n g

e x p l o s i v e

c a p a b l e o f ? a s h c o m b u s t i o n i n

r e

s p o n s e

t o

h e a t d e v e l o p e d by p a s s a g e

o f

e l e c t r i c

c u r r e n t

t h r o u g h

s a i d b r i d g e w i r e , f r om

1 0 - 7 5

p e r c e n t o f a n i n o r

g a n i c s o l i d o x i d i z e r c a p a b l e o f d e c o m p o s i t i o n t o l i b e r a t e

f r e e oxygen f o r s u p p o r t o f s a i d ?ash combustion i n r e

s p o n s e

t o

s a i d

h e a t d e v e l o p e d

a s above

d e s c r i b e d ,

from

1 . 5 - 1 5 p e r c e n t o f a b i n d e r m a t e r i a l

and from

3-55 p e r

cent

o f a s i l i c e o u s m a t e r i a l

s e l e c t e d

f r o m

t h e group con

s i s t i n g

o f n a t u r a l

o c c u r r i n g ,

a n d

s y n t h e t i c ,

s i l i c a s

a n d

s i l i c a t e s , h a v i n g a

p a r t i c l e

s i z e w i t h i n t h e r a n g e

o f

0020-4

m i c r o n s .

2 . A l a s t i n g c a p a s s e m b l y

o f

c l a i m 1 wherein s a i d

s i l i c e o u s

m a t e r i a l i s a diatomaceous e a r t h .

3 .

A l a s t i n g

cap a s s e m b l y

o f

c l a i m

2

w h e r e i n s a i d

d i a t o m a c e o u s

e a r t h

c o m p r i s e s s i l i c e o u s

s k e l e t o n s

o f

45

50

60

65

7 0

7 5

7/25/2019 US3048507.pdf

6/6

3 , 0 4 8 , 5 0 7

7

m i c r o s c o p i c a q u a t i c

p l a n t s

a n d i s o f s u ? i c i e n t l y

p u r i ? e d

s t a t e a s

t o be

s u b s t a n t i a l l y w h i t e .

4 . A l a s t i n g c a p a s s e m b l y o f c l a i m 3 w h e r e i n

s a i d

p r i m a r y i n i t i a t i n g e x p l o s i v e i s a t

l e a s t o n e

o f t h e

group

c o n s i s t i n g o f d i a z o d i n i t r o p h e n o l

a n d

p h e n y l e n e d i a m i n e

d i p i c r a t e ,

and

wherein

s a i d o x i d i z e r i s a t l e a s t one o f

t h e

g r o u p c o n s i s t i n g o f p o t a s s i u m

c h l o r a t e a n d

p o t a s

s i u m

p e r c h l o r a t e .

5 .

A n

a s s e m b l y o f c l a i m 2 c o n t a i n i n g from

1 0 - 2 5

p e r c e n t

o f

s a i d

d i a t o m a c e o u s e a r t h .

6 . A n a s s e m b l y o f c l a i m 3 c o n t a i n i n g

from

1 8 - 2 0

p e r c e n t

o f

s a i d s i l i c e o u s s k e l e t o n s .

7 .

I n

a n e l e c t r i c

b l a s t i n g

cap

assembly c o n t a i n i n g a

b r i d g e w i r e ,

a

matchhead

around

t h e s a i d

b r i d g e w i r e and

l e a d w i r e s

from s a i d

b r i d g e w i r e

t o t h e

o u t s i d e o f

s a i d

c a p ,

a

d e t o n a t a b l e b a s e c h a r g e s p a c e d f r o m s a i d match

h e a d , a p r i m e r

c h a r g e i n t e r m e d i a t e

s a i d

d e t o n a t a b l e

c h a r g e and s a i d

matchhead

and a

d e l a y

f u s e i n t e r m e d i a t e

s a i d p r i m e r a n d s a i d

m a t c h h e a d ,

t h e s a i d matchhead

b e i n g

i g n i t a b l e i n

r e s p o n s e

t o

h e a t d e v e l o p e d

b y

p a s s a g e

o f

e l e c t r i c c u r r e n t t h r o u g h s a i d b r i d g e w i r e v i a

s a i d

l e a d

w i r e s , t h e

s a i d

d e l a y f u s e b e i n g i g n i t a b l e

b y h e a t

from

i g n i t i o n o f

s a i d

m a t c h h e a d a n d ,

when

b u r n e d , b e i n g

i n

o p e r a t i v e r e l a t i o n wi th

s a i d

p r i m e r t o

c a u s e d e t o n a t i o n

o f

s a i d

p r i m e r ,

a n d

t h e

s a i d

d e t o n a t a b l e c h a r g e b e i n g

d e t o n a t a b l e i n r e s p o n s e t o d e t o n a t i o n o f s a i d p r i m e r , t h e

improvement

c o m p r i s i n g a s

s a i d

m a t c h h e a d ,

on

a w e i g h t

b a s i s , from

9 - 7 0 p e r c e n t

o f

a

p r i m a r y i n i t i a t i n g e x p l o s i v e

c a p a b l e o f ? a s h

c o m b u s t i o n

i n r e s p o n s e t o

h e a t

d e v e l o p e d

by p a s s a g e o f e l e c t r i c c u r r e n t t h r o u g h s a i d b r i d g e w ir e ,

from

1 0 - 7 5

p e r c e n t o f a s o l i d i n o r g a n i c o x i d i z e r

c a p a b l e

o f d e c o m p o s i t i o n t o l i b e r a t e

f r e e

oxygen f o r s u p p o r t o f

s a i d

?ash combustion i n

r e s p o n s e t o

s a i d

h e a t

developed

a s above d e s c r i b e d , f r o m 1 . 5 t o 1 5

p e r c e n t

o f a b i n d e r

m a t e r i a l and from

3-55 p e r c e n t o f a s i l i c e o u s m a t e r i a l

s e l e c t e d from

t h e g r o u p

c o n s i s t i n g

o f n a t u r a l o c c u r r i n g ,

a n d s y n t h e t i c , s i l i c a s a n d s i l i c a t e s , h a v i n g a p a r t i c l e s i z e

w i t h i n t h e r a n g e o f 0 . 0 2 0 - 4 m i c r o n s .

8 .

An a s s e m b l y

o f

c l a i m

7

w h e r e i n

s a i d

s i l i c e o u s

ma

t e r i a l i s

a diatomaceous

e a r t h .

9 . An s s e m b l y

o f

c l a i m 8 w h e r e i n s a i d

d i a t o m a c e o u s

e a r t h c o m p r i s e s

s i l i c e o u s s k e l e t o n s

o f m i c r o s c o p i c a q u a t i c

1 0

20

40

8

p l a n t s

and i s

o f

s u ? i c i e n t l y p u r i ? e d s t a t e a s

t o

b e s u b

s t a n t i a l l y w h i t e .

1 0 . A n a s s e m b l y o f c l a i m

7

w h e r e i n

s a i d

p r i m a r y

e x

p l o s i v e i s a t

l e a s t

one o f

t h e

g r o u p c o n s i s t i n g

o f

d i a z o d i

n i t r o p h e n o l

a n d p h e n y l e n e d i a m i n e d i p i c r a t e , a n d w h e r e i n

s a i d o x i d i z e r i s a t l e a s t one o f t h e group c o n s i s t i n g o f

p o t a s s i u m c h l o r a t e a n d p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e .

1 1 .

An

s s e m b l y

o f

c l a i m

7

w h e r e i n

s a i d

b i n d e r

mate

r i a l

i s s e l e c t e d from t h e g r o u p c o n s i s t i n g

o f

n i t r o c e l l u l o s e

a n d n i t r o s t a r c h .

1 2 . A n a s s e m b l y o f

c l a i m

7

w h e r e i n

s a i d matchhead

c o n t a i n s from 9 - 5 5 p e r c e n t o f

s a i d

p r i m a r y e x p l o s i v e ,

from

1 5 - 6 5

p e r c e n t o f s a i d

o x i d i z e r ,

and from ' 5 - 5 5 p e r

c e n t o f

s a i d s i l i c e o u s

m a t e r i a l .

. 1 3 . I n

an a s s e m b l y

o f

c l a i m 7 ,

a

s u p p l e m e n t a l i g n i t i o n

m i x t u r e i n t e r m e d i a t e

s a i d matchhead and s a i d f u s e and

i g n i t a b l e b y h e a t

d e v e l o p e d

f r o m c o m b u s t i o n o f s a i d

p r i

mary

e x p l o s i v e t o t h e r e b y

s u p p l y

a d d i t i o n a l

h e a t f o r

i g n i t i o n o f s a i d f u s e .

1 4 . A l a s t i n g c a p a s s e m b l y o f c l a i m 7

w h e r e i n

s a i d

matchhead a l s o

c o n t a i n s

from 5-40 w e i g h t p e r c e n t

o f

a

f u e l m a t e r i a l s e l e c t e d

from

t h e g r o u p

c o n s i s t i n g

o f m a g

n e s i u m , a l u m i n u m ,

i r o n ,

c h r o m i u m , l e a d , b o r o n , a n d

s u l p h u r , t h e

s a i d

m a t e r i a l

b e i n g c o m b u s t i b l e

i n

r e s p o n s e

t o s a i d ?ash combustion

o f

s a i d

primary e x p l o s i v e

s o

a s

t o t h e r e b y

p r o v i d e

a d d i t i o n a l h e a t f o r i g n i t i o n o f s a i d

f u s e .

1 5 . I n a n a s s e m b l y

o f

c l a i m 1 4 , magnesium a s s a i d

f u e l .

R e f e r e n c e s C i t e d i n t h e

? l e

o f t h i s p a t e n t

UNITED STATES

PATENTS

1,240,549

Du

o n t

____________ __ Sept.

1 8 ,

1 9 1 7

1,852,054 Kaiser

_______________

. _ A p r . 5 , 1 9 3 2

1,916,078 Schless

_____________

_

J u n e 27,

1 9 3 3

2 ,1 75,24 9

Burrows

e t

a l

__________

_

Oct.

1 0 ,

1 9 3 9

2,287,093 E l l i s ______ __'___.'_____ Jun e 2 3 , 1942

2,440,579 Frazer

e t

a l . _________ __ Apr. 2 7 , 1948

2,473,405

Ze b r e e _____________ __ Ju ne ' 1 4 , 1 9 4 9

2,478,501 Patterson ___________

__ A u g . 9 , .1949

2,607,672 Spaeth

e t

a l ___________ __ A u g . 1 9 , 1 9 5 2