FR2590013A1 - PROTECTIVE VARNISH AGAINST THERMO-INITIATION OF SUNLESS OR FUEL-SLEEVE MUNITION - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN VERNIS PROTECTEUR APPLIQUE SUR UNE MUNITION SANS DOUILLE OU A DOUILLE COMBUSTIBLE CONTRE LA THERMO-INITIATION. IL COMPREND AU MOINS UNE COUCHE REACTIVE APPLIQUEE SUR LA MUNITION COMPRENANT UNE RESINE SYNTHETIQUE ET UN OXYDANT DONT LA TEMPERATURE DE DECOMPOSITION EST SUPERIEURE A 350C, ET AU MOINS UNE COUCHE ISOLANTE APPLIQUEE SUR LA COUCHE REACTIVE COMPRENANT UNE RESINE SYNTHETIQUE ET UN COMPOSE ISOLANT THERMIQUE. LES RESINES SONT DU TYPE POLYURETHANES, ALKYDES OU OLEOPHENOLIQUES ET L'OXYDANT EST CHOISI DANS LE GROUPE CONSTITUE PAR LE PERCHLORATE DE POTASSIUM, LE CHROMATE DE PLOMB OU DE BARYUM SELON UN POURCENTAGE EN MASSE COMPRIS ENTRE 1 ET 20 . LE COMPOSE ISOLANT EST REPRESENTE PAR DES MICROBALLONS ORGANIQUES OU MINERAUX. LE VERNIS PEUT COMPRENDRE UNE COUCHE INTERNE DE RESINE INTERPOSEE ENTRE LA MUNITION ET LA COUCHE REACTIVE ET UNE COUCHE EXTERNE DE RESINE APPLIQUEE SUR LA COUCHE ISOLANTE. APPLICATION AUX MUNITIONS DE CALIBRE QUELCONQUE.THE INVENTION RELATES TO A PROTECTIVE VARNISH APPLIED TO A SOCKETLESS OR A COMBUSTIBLE SOCKET AMMUNITION AGAINST THERMO-INITIATION. IT INCLUDES AT LEAST ONE REACTIVE LAYER APPLIED TO THE AMMUNITION CONSISTING OF A SYNTHETIC RESIN AND AN OXIDIZER WHOSE DECOMPOSITION TEMPERATURE IS GREATER THAN 350C, AND AT LEAST ONE INSULATING LAYER APPLIED TO THE REACTIVE LAYER CONSISTING OF A SYNTHETIC RESIN AND A THERMAL INSULATION COMPOUND. THE RESINS ARE OF THE POLYURETHANE, ALKYD OR OLEOPHENOLIC TYPE AND THE OXIDIZER IS CHOSEN FROM THE GROUP CONSTITUTED BY POTASSIUM PERCHLORATE, LEAD OR BARYUM CHROMATE ACCORDING TO A MASS PERCENTAGE BETWEEN 1 AND 20. THE INSULATING COMPOUND IS REPRESENTED BY ORGANIC OR MINERAL MICROBALLOONS. THE VARNISH MAY INCLUDE AN INTERNAL LAYER OF RESIN INTERPOSED BETWEEN THE AMMUNITION AND THE REACTIVE LAYER AND AN OUTER LAYER OF RESIN APPLIED TO THE INSULATION LAYER. APPLICATION TO AMMUNITION OF ANY CALIBER.
Description
- 1 - 2590013- 1 - 2590013
Le secteur technique de la présente invention est celui des vernis protecteurs contre la thermoinitiation ou The technical sector of the present invention is that of protective varnishes against thermoinitiation or
toute autre agression thermique.any other thermal aggression.
Les munitions sans douille ou a douille combustible doivent être protégées contre la thermoinitiation consécutive Ammunition without a bushing or a fuel bushing must be protected against consecutive thermoinitiation
aux températures élevées atteintes dans l'arme. Sans protec- at the high temperatures reached in the weapon. Without protection
tion, et pour des températures relativement basses de 350 à 400 C, les blocs propulsifs des munitions risquent ainsi de s'enflammer spontanément dès leur introduction dans l'arme, ce tion, and for relatively low temperatures of 350 to 400 C, the propellant blocks of ammunition may spontaneously ignite as soon as they are introduced into the weapon;
qui peut provoquer des accidents très graves. which can cause very serious accidents.
Les deux grands principes utilisés en matière de The two main principles used in
protection thermique visent: -thermal protection aim: -
- soit à créer un bouclier isolant grâce à - to create an insulating shield thanks to
l'introduction de matières expansées (microballons, microsphi- the introduction of expanded materials (microballoons, microspheres
res de verre).glasses).
- soit à créer un bouclier thermoconducteur sous - to create a thermally conductive shield under
l'effet de poudres métalliques (cuivre, aluminium). the effect of metal powders (copper, aluminum).
Ainsi, le brevet FR-A-2 294 421 décrit la réalisa- Thus, patent FR-A-2,294,421 describes the realization of
tion d'un étui combustible en mousse de polyuréthane, chargé d'explosif ou d'agents minéraux oxydants. Le procédé de mise a combustible case made of polyurethane foam, loaded with explosive or oxidizing mineral agents. The method of setting
en oeuvre est onéreux en raison de sa technologie compliquée. This is expensive because of its complicated technology.
En outre, il conduit le plus souvent à des imbrûlés en raison notamment de l'épaisseur minimale (de 1 à 2 mm) compatible In addition, it leads most often to unburned due in particular to the minimum thickness (1 to 2 mm) compatible
avec le procédé de fabrication. Il s'agit en effet d'une enve- with the manufacturing process. It is indeed a matter of
loppe et non d'un vernis.loppe and not a varnish.
Le brevet FR-A-2 444 251 fait état d'un vernis pro- FR-A-2 444 251 discloses a protective varnish
tecteur constitué d'une résine chargée de microbilles phéno- detector made of a resin filled with phenolic microbeads
liques ayant quelques dixièmes de mm d'épaisseur. Dans ce cas, with a few tenths of a millimeter thick. In that case,
il s'agit d'un vernis non combustible produisant inévitable- it is a non-combustible varnish producing inevitable-
ment des imbrûlés de combustion dès qu'il s'avère nécessaire d'accroltre l'épaisseur de la couche comme c'est le cas pour unburnt combustion as soon as it is necessary to increase the thickness of the layer as is the case for
la protection aux températures élevées supérieures à 500 C at- protection at high temperatures above 500 C
teintes dans les armes de moyens et petits calibres. hues in medium and small arms.
On connait également un matériau alvéolaire agglo- There is also known an agglomerated alveolar material
méré selon le brevet FR-A-2 508 896 qui est constitué d'un oxydant minéral, d'un explosif, de microballons phénoliques et d'un liant durcissable. Ce produit de par sa conception est mis en oeuvre par moulage ou extrusion. Il en résulte que son Mere according to FR-A-2 508 896 which consists of a mineral oxidizer, an explosive, phenolic microballoons and a curable binder. This product by design is implemented by molding or extrusion. As a result, his
application principale concerne la réalisation d'objets com- main application is the production of
bustibles tels que des étuis et conteneurs rigides. busses such as holsters and rigid containers.
- 2 - L'enduction en une ou plusieurs couches minces homogènes de ce matériau n'est pas envisageable en raison du faible taux de The coating in one or more homogeneous thin layers of this material is not conceivable because of the low rate of
liant indiqué (inférieur à 40%). En outre, la présence néces- indicated binder (less than 40%). In addition, the presence
saire d'explosifs présente les deux inconvénients suivants: une augmentation de la sensibilité et une faible température de décomposition. Ce matériau ne peut donc pas être appliqué Explosives have the following two disadvantages: an increase in sensitivity and a low decomposition temperature. This material can not be applied
sur des munitions comme vernis protecteur. on ammunition as protective varnish.
Le but de l'invention est de proposer un nouveau vernis protecteur assurant une protection thermique jusqu'à une température de 750 C tout en étant entièrement combustible. L'invention a donc pour objet un vernis protecteur contre la thermoinitiation d'une munition sans douille ou à douille combustible, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche réactive appliquée sur la munition comprenant une The object of the invention is to provide a new protective varnish providing thermal protection up to a temperature of 750 C while being fully combustible. The subject of the invention is therefore a protective varnish against the thermoinitiation of a munition without a socket or with a fuel socket, characterized in that it comprises at least one reactive layer applied to the munition comprising a
résine synthétique et un oxydant dont la température de décom- synthetic resin and an oxidizer whose decomposition temperature
position est supérieure à 350 C et au moins une couche isolan- position is greater than 350 C and at least one
te appliquée sur la couche réactive comprenant une résine applied to the reactive layer comprising a resin
synthétique et un composé isolant thermique. synthetic and a thermal insulating compound.
Les résines peuvent être du type polyuréthanes, al- The resins may be of the polyurethane type,
kydes ou oléophénoliques.kydes or oleophenolics.
L'oxydant peut être choisi dans le groupe constitué par le perchlorate de potassium, le chromate de plomb ou de baryum à raison de 1 à 20% en masse de la composition totale The oxidant may be selected from the group consisting of potassium perchlorate, lead chromate or barium chromium in a proportion of 1 to 20% by weight of the total composition
de la couche. -of the layer. -
Le composé isolant peut être représenté par des mi- The insulating compound can be represented by half
croballons organiques ou minéraux.organic or mineral crumbs.
Le vernis peut comprendre une couche interne de ré- The varnish may include an inner layer of
sine interposée entre la munition et la couche réactive et une sine interposed between the munition and the reactive layer and a
couche externe de résine appliquée sur la couche isolante. outer layer of resin applied to the insulating layer.
La couche interne de résine peut être du type oléo- The inner layer of resin may be of the oleo
phénolique, la couche réactive une résine polyuréthane chargée à 10% en masse de perchlorate de potassium, la couche isolante une résine polyuréthane chargée en microballons phénoliques, phenolic, the reactive layer a polyurethane resin loaded with 10% by weight of potassium perchlorate, the insulating layer a polyurethane resin loaded with phenolic microballoons,
et la couche externe une résine polyuréthane. and the outer layer a polyurethane resin.
Le vernis peut comprendre deux couches isolantes. The varnish may comprise two insulating layers.
L'épaisseur totale du revêtement peut être comprise The total thickness of the coating can be understood
entre 0,15 et 0,25 mm.between 0.15 and 0.25 mm.
Un résultat de la présente invention réside dans le - 3 - One result of the present invention resides in the - 3 -
fait que le vernis assure la protection thermique du charge- that the varnish provides the thermal protection of the
ment propulsif sur lequel il est appliqué tout en ne laissant propulsion on which it is applied while leaving no
aucun résidu solide de combustion dans l'arme. no solid residue of combustion in the weapon.
Un autre résultat réside dans le fait que ce vernis est appliqué sur la munition en couche mince, ce qui a peu d'influence sur la balistique intérieure du bloc par rapport Another result is that this varnish is applied to the thin layer munition, which has little influence on the inner ballistics of the block compared to
à un bloc nu.to a nude block.
Chaque couche appliquée sur le chargement propulsif, a un rôle bien particulier et l'ordre d'application doit être respecté. On peut utiliser au minimum deux couches. L'ordre dans lequel ces couches doivent être appliquées, doit être scrupuleusement respecté. En se plaçant au plus près de la source de chaleur, par exemple dans la chambre de l'arme, on Each layer applied to the propellant charge has a very particular role and the order of application must be respected. At least two layers can be used. The order in which these layers must be applied must be scrupulously respected. By placing yourself closer to the source of heat, for example in the chamber of the weapon, one
trouve la couche isolante agissant comme écran thermique prin- find the insulating layer acting as a primary heat shield
cipal. Elle est constituée d'une résine thermostable, chargée cipal. It consists of a thermostable resin, charged
d'un matériau isolant tel que des microballons phénoliques. an insulating material such as phenolic microballoons.
La couche réactive intérieure a pour rôle d8éliminer les résidus éventuellement générés par la couche isolante et est appliquée sur le chargement. Aussi, la résine est-elle chargée de produits oxydants qui contribuent à améliorer la combustibilité du vernis. Ces matériaux doivent posséder des températures de décomposition élevées afin de ne pas dégrader The inner reactive layer has the role of eliminating the residues possibly generated by the insulating layer and is applied to the load. Also, the resin is loaded with oxidizing products that help improve the combustibility of the varnish. These materials must have high decomposition temperatures so as not to degrade
la tenue thermique de l'ensemble.the thermal resistance of the whole.
Des produits comme le perchlorate de potassium (TD = Products like potassium perchlorate (TD =
630 C) et le chromate de plomb (TD = 1200 C) répondent parfai- 630 C) and lead chromate (TD = 1200 C) correspond perfectly to
tement à cet objectif.this objective.
Bien entendu, ces deux couches peuvent être utili- Of course, these two layers can be used
sées en combinaison avec des couches de résine seule. Ainsi, in combination with layers of resin alone. So,
on peut appliquer sur le chargement une première couche de ré- a first coat of
sine ou couche interne et/ou une couche externe sur la couche isolante. Cette première couche est une couche d'apprêt et a pour fonction d'éliminer les irrégularités de surface et d'améliorer l'adhérence de la couche réactive. Bien entendu, sine or inner layer and / or an outer layer on the insulating layer. This first layer is a primer and has the function of eliminating surface irregularities and improving the adhesion of the reactive layer. Of course,
il est essentiel de s'assurer que la nature chimique de la ré- it is essential to ensure that the chemical nature of the
sine utilisée est compatible avec celle du chargement propul- used is compatible with that of the propulsion
sif de la munition. En particulier, on doit éviter la présence de réactions chimiques qui, certes améliorent l'adhérence de la couche, mais conduisent le plus souvent à une augmentation du taux de résidus ou d'imbrûlés. On a constaté qu'une résine - 4 - oléophénolique répondait parfaitement à ces impératifs sif of the ammunition. In particular, it must avoid the presence of chemical reactions which certainly improve the adhesion of the layer, but most often lead to an increase in the level of residues or unburned. It has been found that an oleophenolic resin perfectly meets these requirements.
lorsqu'on utilise un chargement à base de nitrocellulose. when using a nitrocellulose-based filler.
La couche externe est une couche de finition appli- The outer layer is a topcoat applied
quée sur la couche isolante qui élimine également toute irré- the insulating layer, which also eliminates any
gularité génératrice de points chauds. Une résine polyuréthane gularity generating hot spots. A polyurethane resin
convient parfaitement à cet impératif. is perfect for this imperative.
Les résines utilisées dans lies couches isolantes et réactives et la couche externe sont de oralfence celles ayant The resins used in the insulating and reactive layers and the outer layer are those of which
une bonne stabilité thermique. Elles deeront également possé- good thermal stability. They will also have
der une faible viscosité compatible avec les taux de charge utilisés, généralement de 1 à 20% en masse, de façon à obtenir a low viscosity compatible with the loading rates used, generally from 1 to 20% by weight, so as to obtain
des couches homogènes de faible êpaisseur car le taux de rê- homogeneous layers of low thickness because the rate of
sidus augmente d'une manière générale a-e-c l'épaisseur du ver- sidus generally increases the thickness of the worm
nis. Une épaisseur totale de 0,2 Inm donne de bons résultats, chaque couche ayant alors un épaisseur comprise entre 0,02 et ned. A total thickness of 0.2 Inm gives good results, each layer then having a thickness of between 0.02 and
0,08 mm.0.08 mm.
Bien entendu les rtsines utilisées pour les diffé- Of course the rinsins used for the different
rentes couches peuvent être identiques -ou différentes et cha- layers can be identical -or different and each
que couche peut être réalisée en plusieurs sous-couches. that layer can be made in several sub-layers.
Les composés utilisés dans l'invention sont ceux du The compounds used in the invention are those of
commerce mais il est préférable que leur pureté soit la meil- but it is preferable that their purity be the best
leure possible. La granulométrie mnoyenne de l'oxydant et du composé isolant thermique peut avantageusement être de l'ordre it is possible. The average particle size of the oxidant and the thermal insulating compound may advantageously be of the order
de 50 à 80 pm.from 50 to 80 μm.
Les exemples suivants illustrent l'invention. The following examples illustrate the invention.
Pour chacune des compositions testées, on a évalué la stabilité thermique sur plaque chaude. L'essai consiste à déterminer le temps de réaction nécessaire l l'apparition d'un For each of the compositions tested, hot plate thermal stability was evaluated. The test consists of determining the reaction time required for the appearance of a
événement pyrotechnique (fumée, flammes,...) lorsqu'une éprou- pyrotechnic event (smoke, flames, ...) when a test
vette en matériau propulsif combustible enduite de vernis est mise au contact d'une plaque chaude portée à une température déterminée. Des essais de compatibilité et de sensibilité à la vette in combustible material coated with varnish is brought into contact with a hot plate heated to a predetermined temperature. Compatibility tests and sensitivity to
friction ont également été effectués. Pour étudier la compati- friction were also performed. To study the compatibility
bilité, on a déterminé la stabilité thermique des vernis par les techniques suivantes: - l'analyse thermique différentielle et thermogravimétrique, The thermal stability of the varnishes was determined by the following techniques: - differential thermal and thermogravimetric analysis,
- la stabilité sous vide (100 C pendant 200h). stability under vacuum (100 C for 200h).
On ne note aucune incompatibilité chimique. There is no chemical incompatibility.
Quant à la sensibilité à la friction, aucune diffé- As for the sensitivity to friction, no differences
- 5 - rence n'a le vernis été décelée entre un bloc nu et un bloc traité par - 5 - the varnish has been detected between a nude block and a block treated with
selon l'invention.according to the invention.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
couche 1 Résine oléophénolique couche 2 Résine polyuréthane chargée à 10% en masse layer 1 Oleophenolic resin layer 2 Polyurethane resin loaded at 10% by weight
de perchlorate de potassium.of potassium perchlorate.
couche 3 Résine polyuréthane chargée à 10% en masse - de microballons phénoliques layer 3 Polyurethane resin loaded to 10% by mass - phenolic microballoons
couche 4 Résine polyuréthane.layer 4 Polyurethane resin.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
1 Résine oléphénolique 2 Résine polyuréthane chargée à 10! de KC104 3 Résine polyuréthane chargée à 5% de microballons phénoliques 4 Résine polyuréthane chargée à 5% de microballons phénoliques Résine polyuréthane. % en masse en masse en masse 1 Olephenolic resin 2 Polyurethane resin loaded at 10! of KC104 3 Polyurethane resin filled with 5% phenolic microballoons 4 Polyurethane resin filled with 5% phenolic microballoons Polyurethane resin. % by mass by mass
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
couche 1 Résine oléophénolique couche 2 Résine polyuréthane chargée à 10% d( chromate de plomb couche 3 Résine polyuréthane chargée à 5% de microballons phénoliques couche 4 Résine polyuréthane chargée à 5% de microballons phénoliques layer 1 Oleophenolic resin layer 2 Polyurethane resin filled with 10% d (lead chromate layer 3 Polyurethane resin filled with 5% phenolic microballoons layer 4 Polyurethane resin filled with 5% phenolic microballoons
couche 5 Résine polyuréthane.layer 5 Polyurethane resin.
On a rassemblé dans le tableau suivant les principa- The following table summarizes the main
les caractéristiques de ces vernis protecteurs. Dans le cas présent, l'éprouvette de produit combustible de dimensions suivantes: hauteur 15 mm, diamètre 42 mm, est constituée de poudres simple base tubulaires connues agglomérées au moyen the characteristics of these protective varnishes. In the present case, the specimen of combustible product having the following dimensions: height 15 mm, diameter 42 mm, consists of known single tube base powders agglomerated by means of
d'un liant sous faible pression.a binder under low pressure.
Les résultats obtenus sont équivalents en remplaçant The results obtained are equivalent by replacing
la résine polyuréthane par une résine alkyde ou oléophénoli- the polyurethane resin with an alkyd or oleophenol resin
que. couche couche couche couche couche e than. layer layer layer layer e
- 6 - 2590013- 6 - 2590013
L'augmentation de masse d'un bloc propulsif traité The mass increase of a treated propellant block
est de l'ordre de 3,5 à 4,5g.is in the range of 3.5 to 4.5g.
VERNIS EPAISSEUI TENUE A LA PLAQUE CHAUDE TAUX D'IMBRULES THICK VARNISH HELD ON THE HOT PLATE OF IMBRULES
| Smm) l -| Smm) l -
| |I TEMPERATURE TEMPS DE | ( /oo) I I ( c) | REACTION (s)i | | I TEMPERATURE TIME OF | (/ oo) I I (c) | REACTION (s) i
1 1 - 1 -1 1 - 1 -
Poudre 300 1,00 seule 450 0,30Powder 300 1.00 only 450 0.30
600 0,22 7600 0.22 7
750 0,14750 0.14
IIIIII
EX. 1 0,15-0,24 450 3,90 7EX. 1 0.15-0.24 450 3.90 7
l l 600 1,50l 1,600 1.50
EX. 2 0,17-0,221 600 2,10 7EX. 2 0.17-0.221 600 2.10 7
l l 750 1,20l 750 1.20
EX. 3 0,16-0,211 600 | 2,00 7EX. 3 0,16-0,211 600 | 2.00 7
l l 750 1 1,30 1 Les vernis multicouches selon l'invention offrent donc d'excellents résultats sur les plans de la tenue à la The multilayer varnishes according to the invention therefore offer excellent results in terms of resistance to wear.
température et du taux de résidus. Les temps de thermoinitia- temperature and residue rate. The thermoinitiation times
tion obtenus, de l'ordre de 2s à 600 C et 1,2 s à 7500C, mon- obtained, of the order of 2s at 600 C and 1.2 s at 7500C,
trent une bonne efficacité contre l'effet thermique à court terme (temps entre la mise à poste de la munition dans la have a good efficiency against the short-term thermal effect (time between the placing of the ammunition in the
chambre de l'arme et la fermeture de la culasse) principale- chamber of the weapon and the closing of the breech) main-
ment dans le cas des armes automatiques. in the case of automatic weapons.
On ne note pas grace à l'action conjuguée des agents oxydants et de la faible épaisseur de vernis, la présence d'imbrûlés ni au cours des essais laboratoires d'inflammation It is not noted thanks to the combined action of oxidizing agents and the low thickness of varnish, the presence of unburnt nor during laboratory tests of inflammation
sur plaque chaude, ni au tir canon. En effet, les taux d'im- on a hot plate, nor on a hot shot. Indeed, the rates of
purétés de 7 /oo sont équivalents à ceux obtenus avec des purities of 7% are equivalent to those obtained with
échantillons non traités.untreated samples.
- 7 -- 7 -
Claims (4)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8516640A FR2590013B1 (en) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | PROTECTIVE VARNISH AGAINST THERMO-INITIATION OF AMMUNITION WITHOUT SOCKET OR FUEL SOCKET |
| EP86402381A EP0234138B1 (en) | 1985-11-12 | 1986-10-24 | Protective varnish for preventing thermal ignition of ammunition without a cartridge case or with a combustible cartridge case |
| DE8686402381T DE3662944D1 (en) | 1985-11-12 | 1986-10-24 | Protective varnish for preventing thermal ignition of ammunition without a cartridge case or with a combustible cartridge case |
| NO864484A NO163651C (en) | 1985-11-12 | 1986-11-11 | Varnishes that protect against heat ignition of ammunition outside or with flammable cover. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR8516640A FR2590013B1 (en) | 1985-11-12 | 1985-11-12 | PROTECTIVE VARNISH AGAINST THERMO-INITIATION OF AMMUNITION WITHOUT SOCKET OR FUEL SOCKET |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| FR2590013B1 FR2590013B1 (en) | 1989-07-13 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| FR (1) | FR2590013B1 (en) |
| NO (1) | NO163651C (en) |
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| EP0260419A2 (en) * | 1986-09-03 | 1988-03-23 | Dynamit Nobel Aktiengesellschaft | Combustible propellant cartridge case with an improved temperature resistance |
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Also Published As
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