JP2000510086A - 爆薬処方物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 シクロトリメチレン−トリニトラミン（ＲＤＸ）に打撃感度鈍化剤をコーティングして成る組成物。当該組成物の打撃感度が統計学的に有意な量低下する。

Description

【発明の詳細な説明】 爆薬処方物 発明の背景 十年以上もの間、軍隊は、軍需品における主要爆発性装填材料の衝撃及び打撃 感度を鈍化するのに向けられる計画を研究するために多大の研究及び開発資金を つぎ込んできた。主な挑戦は、経費を有意に増大させないで、性能を低減するこ となく主要爆発性装填材料の感度を鈍化することである。軍需品処方物中の主要 装填爆薬の１つは、シクロトリメチレン−トリニトラミン（ＲＤＸ）である。こ れらの処方物の感度を鈍化するための唯一の公知の実際的方法は、その中の不活 性及び低感度成分の量を増大し、したがって、処方物の感度を鈍化することであ るが、しかしこれは処方物の性能も低減する。この問題についての広範な考察は 、米国特許第４，８４２，６５９号にも記載されている。この特許では、軍用乗 物の戦闘残存性を改良するために非感度軍需品が開発されねばならない、と述ベ られている。いくつかの武器システムに用いられる軍需品は共振爆轟を受けやす い、ということが判明した。例えば、これらの乗物に積み込まれる大砲口径弾薬 は、造形品装填噴射による起爆及びその後の共振爆轟のための生長反応を受けや すい。 この共振爆轟及び生長反応シナリオを、以下に要約する：一発が造形品装填噴 射に的中すると、それが起爆する。その結果、爆風により生じた断片が次に、そ れに隣接する他の発破を加える。後者の発破がその後起爆し、乗物、搭乗員及び その他の軍需品が受ける全体的反応及び損傷に関与する。周囲の発破の起爆に関 する反応のメカニズムは、前述の隣接発破に衝突する爆風及び断片のためである 。共振爆轟の可能性は、いくつかの方法により低減される。これは、乗物内の爆 薬区画を再構成することにより成し得る。それはさらに、殉爆防止物質を爆薬に 抱き合わせることにより成し遂げ得る。しかしながら、前述の解決法は各々、爆 薬の保存に利用可能な空間の量を低減する。この問題に対する最も許容可能な解 決法は、共振爆轟に対する高エネルギー物質の感度を鈍化することである。低感 度高エネルギー物質を組み入れると、乗物中に貯蔵される発破の数を低減せずに 、言及された脅威から起爆の脆弱性が低減される。これらの軍需品に用いられる 高エネルギー物質の共振爆轟に対する脆弱性を低減することにより、大惨事反応 の可能性が最小限にされる、ということが判明した。 爆薬の爆轟又は爆燃のための爆薬コミュニティー内に一般的に受け入れられる メカニズムは、高温の非常に局限された領域、即ちホットスポットの創造である 。爆薬に衝撃又は打撃を与えると、以下の方法でホットスポットが生じる：（１ ）爆薬中に止められた又は故意に導入された空気（又は爆発性蒸気）を断熱的に 圧縮することにより、（２）結晶内摩擦により、（３）衝撃面の摩擦により、（ ４）尖端衝撃面の塑性変形により、そして（５）衝撃面の周囲を通り過ぎて流れ る時の衝撃物質の粘性加熱による。 衝撃又は打撃のための爆薬結晶の圧縮及び運動に際しては、ＲＤＸのような爆 薬は、Ｈ₂Ｏ、ＣＯ、Ｎ₂、Ｈ₂、ＣＨ₂Ｏ、ＨＣＮ及びＣ₂Ｈ₂のようなより簡単な 生成物に、並びに遊離ラジカル及び不安定中間体に急速に進化する。生成物のこ の混合物は、静電気の低感度打撃誘発性火花に曝露されると、不安定になり、爆 轟を蒙る。静電気の創造及び蓄積は、爆薬及びその分解生成物の爆轟に関与する エネルギーの付加的供給源と成り得る。 発明の要約及び目的 本発明は、ＲＤＸの打撃感度を鈍化するために打撃感度鈍化剤でＲＤＸが被覆 されるＲＤＸ処方物に向けられる。 本発明に有用であることが判明している薬剤は、４つの主な種類の化合物から のもの、即ち、：１）第４級アンモニウム塩；２）陰イオン性脂肪族及び芳香族 化合物；３）脂肪酸エステル；そして４）アミン誘導体である。 「第４級アンモニウム塩」は、陽イオン性窒素含有化合物で、アミン誘導体に 関して上記のような４つの種々の脂肪族又は芳香族基を有する。選択される陰イ オンは一般に、ハロゲン、酢酸塩、リン酸塩、硝酸塩又はメト硫酸塩基である。 この範疇に含まれるのは第４級イミダゾリニウム塩であって、この場合、脂肪族 基結合のうちの２つは、イミダゾール環内に含入される。 「陰イオン性脂肪族及び芳香族化合物」は、付属の親水性基を伴う水不溶性脂 肪族基を一般に含有する化合物である。それらはしばしば、界面活性剤として用 いられる。これらの陰イオン性化合物の親水性部分は、リン酸塩、硫酸塩、スル ホン酸塩又はカルボキシレートで、主に硫酸塩及びスルホン酸塩である。 「脂肪酸エステル」は、脂肪酸エステル、脂肪アルコール及びそれらの誘導体 を含めた広範な種々の非イオン性物質を網羅する広範に用いられる用語である。 天然脂肪及び油から得られる化合物にいったんは限定されたけれども、「脂肪質 の」という用語は合成工程によって得られる場合でも、脂肪及び油から得られる 物質に対応する化合物を意味するようになった。それらは一般に、次のように細 分類される：（１）脂肪酸エステル（例えば、ソルビタンエステル（例えば、モ ノ−及びジ−グリセリド））、（２）脂肪アルコール、並びに（３）多価エステ ルアルコール。これらの化合物の厳密な 分類は、多数の官能基の存在のために、全く見分けがつかなくなる。例えば、少 なくとも１個の遊離−ＯＨ基を含有するエーテルは、アルコールの定義に入る（ 例えば、グリセロール−１，３−ジステアリルエーテル）。合成化合物、例えば ポリエチレングリコールエーテルも、この範疇に入れられる。 「アミン誘導体」は、広範な種々の脂肪族窒素塩基及びそれらの塩を説明する 。アミン及びそれらの誘導体は、１つ又はそれ以上の水素が脂肪族基に置換され たアンモニアの誘導体と考えられる。好ましいアミン塩は、カルボン酸との反応 により生成されて対応する塩を生じる。アミン及びカルボン酸脂肪族基は、非置 換アルキル、アルケニル、アリール、アルカリール及びアラルキル、又は置換ア ルキル、アルケニル、アリール、アルカリール及びアラルキルであって、この場 合、置換基はハロゲン、カルボキシル又はヒドロキシルから成る群である。 評価される薬剤を実施例の表１に示す。これらの物質を得る場合の注目点は、 利用可能性と毒性である。補助的に、水不溶性が、既存の爆薬製造方法に組み入 れ易いために、非常に望ましい。 表１に列挙した薬剤は、上記の４つの主な分類にしたがって分類した。いくつ かの薬剤の分類は、厳密な化学構造が特許薬品であったために、ＭＳＤＳ情報に 基づいて考えられた。４つの範疇を代表する薬剤が得られた。脂肪酸エステルに 関する上記の３つの細分類からの化合物も示した。これらの範疇内に用いうると 考えられる化合物の一覧は、脂肪族基のサイズ、構造（分枝鎖又は直鎖）、付加 的官能基、量、組合せ及び配列によって、ほとんど無限である。評価は際限がな くなるため、各々選択された範疇内で最も広範囲の実用性を示すよう薬剤を選択 した。 主要装填爆薬の性能を有意に低減することなくＲＤＸ処方物の衝 撃及び打撃感度を鈍化することが、本発明の目的である。 本発明の別の目的は、ＲＤＸ処方物の製造コストを有意に増大することなくＲ ＤＸ処方物の感度を鈍化することである。 本発明のその他の目的及び変更は、以下の詳細な明細書を読めば当業者には明 らかになる。 図面の簡単な説明 図１は、ＨＤＣ衝撃機を描いた図である。 発明の詳細な説明 本発明は、打撃力による衝撃及び共振爆轟に対する感受性を低減することを特 徴とする高エネルギー爆薬処方物であって、処方物がＲＤＸ及び打撃感度鈍化剤 から成り、打撃感度鈍化剤が統計学的に有意である処方物にＨＤＣ衝撃値の増大 を付与するのに有効な量で存在する。４６．３４cmというＨＤＣ衝撃値は、ＲＤ Ｘに関して統計学的に有意であることが判明している。打撃感度鈍化剤は、第４ 級アンモニウム化合物；陰イオン性脂肪族又は芳香族化合物；脂肪酸エステル； 又は長鎖アミンである。 好ましい第４級アンモニウム化合物は、次式を有する： （式中、Ｒ₁は水素、８〜２２個の炭素原子を有するアルキル、６〜３０個の炭 素原子を有するアリール、７〜３０個の炭素原子を有するアルカリール、７〜３ ０個の炭素原子を有するアラルキル、あるいはＨ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_n（ここで、 ｎは１〜５０である）、 又は （ここで、ｎは１〜５０である）、８〜２０個の炭素原子を有するアルカリール 又はヒドロキシエチルであり； Ｒ₂はＲ₁と同一であり； Ｒ₃は水素、１〜２２個の炭素原子を有するアルキル、６〜３０個の炭素原子 を有するアリール、Ｈ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_n（ここで、ｎは１〜１５０である）、 又はヒドロキシエチルであり； Ｒ₄は水素又は１〜４個の炭素原子を有するアルキルであり； Ｘ^-はハロゲン、２〜２２個の炭素原子を有するカルボン酸塩、硝酸塩、硫酸 鉛、メト硫酸塩又はリン酸塩である）。 その他の好ましい第４級アンモニウムクロリド処方物は、ビス（水素化獣脂ア ルキル）ジメチル第４アンモニウムクロリド；トリメチル獣脂アルキル第４級ア ンモニウムクロリド；（ＣＨ₃）₃Ｎ⁺ＲＣｌ^-（ここで、Ｒは１４〜１８個の炭素 原子を有する長鎖の脂肪族と不飽和脂肪族のアルキル基の混合物である）；水素 化獣脂アルキル−（２−エチルヘキシル）ジメチル第４級アンモニウムメトスル フェート、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリス（２−ヒドロキシエチル）獣脂アルキルアンモニ ウムアセテート； （式中、Ｒは１４〜１８個の炭素原子を有する脂肪族基と不飽和脂肪族のアルキ ル基の混合物である）；ジメチルジ（ココアルキル）第４級アンモニウムクロリ ド；Ｒ₂Ｎ⁺（ＣＨ₃）₂Ｃｌ^-（ここ で、ＲはＣ₆〜Ｃ₁₈アルキル及び不飽和アルキル基である）；メチルビス（２− ヒドロキシエチル）ココアルキル第４級アンモニウムクロリド；トリアルキルポ リアルコキシアルキレン第４級アンモニウムクロリド；及びＲ₃Ｎ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂（ ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_nＯＨＣｌ^-（ここで、Ｒはメチルであり、ｎは１〜２５０である ）である。 好ましい陰イオン性脂肪族打撃感度鈍化化合物は、アルカンスルホン酸ナトリ ウム（ここで、アルカン基は６〜１８個の炭素原子を有する）である。 好ましい陰イオン性化合物は、約８〜２６個の炭素原子を含有するカルボン酸 のリチウム、カリウム又はナトリウム塩、あるいはアルキルベンゼンスルホン酸 を基礎にした同様の塩を基礎にした石鹸又は洗剤である。さらに塩は、約８〜約 ２６個の炭素原子を有するカルボン酸のトリエタノールアミン塩、又はアルキル ベンゼンスルホン酸塩（ここで、アルキル基は８〜１８個の炭素原子を有する） を基礎にしたトリエタノールアミン塩であってもよい。 好ましい長鎖アミンは、ビス（２−ヒドロキシエチル）獣脂アルキルアミン、 （ＨＯＣＨ₂ＣＨ₂）₂ＮＲ（ここで、ＲはＣ₁₂〜Ｃ₁₈）、 （ここで、Ｒ¹はＣ₁₂〜Ｃ₁₈である）、 ［Ｈ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_nＯＣＨ₂ＣＨ₂］₂ＮＲ （ここで、ＲはＣ₁₂〜Ｃ₁₈であり、ｎは１〜１５０である）、及び （ここで、Ｒ¹はＣ₁₂〜Ｃ₁₈であり、ｎは１〜約１５０である）である。長鎖ア ミンは、エトキシル化ココアルキルアミン（ここで、ココアルキルはＣ₈〜Ｃ₁₈ 飽和又は不飽和基である）であってもよい。 好ましい脂肪酸エステルは、次式：（式中、Ｒは約Ｃ₈〜Ｃ₁₈である）を有するグリセロールエステルである。 本発明に有用なその他の打撃感度鈍化化合物は、水溶性又は水分散性第４級ア ンモニウム塩であり、その例としては、以下のものが挙げられる： Ａｒｑｕａｄ ２ＨＴ−７５（Akzo Chemicals Inc．）（ビス（水素化獣脂ア ルキル）ジメチル第４級アンモニウムクロリド）； Ａｒｑｕａｄ Ｔ５０（Akzo Chemicals Inc．）（トリメチル獣脂アルキル第 ４級アンモニウムクロリド）（ＣＨ₃）₃Ｎ⁺ＲＣｌ^-（ここで、Ｒは１４〜１８個 の炭素原子を含有する長鎖脂肪族基と不飽和脂肪族基との混合物である）； Ａｒｑｕａｄ ＨＴＬ８−ＭＳ（Akzo Chemicals Inc．）（水素化獣脂アルキ ル（２−エチルヘキシル）ジメチル第４級アンモニウムメトスルフェート）； Ｅｔｈｏｑｕａｄ Ｔ／１３−５０（Akzo Chemicals Inc．）（Ｎ−Ｎ−Ｎ− トリス（２−ヒドロキシエチル）獣脂アルキルアンモニウムアセテート）、 （式中、Ｒは１４〜１８個の炭素原子を有する脂肪族と不飽和脂肪族のアルキル 基の混合物である）； Ａｒｑｕａｄ ２Ｃ−７５（Akzo Chemicals Inc．）（ジメチルジ（ココアル キル）第４級アンモニウムクロリド、Ｒ₂Ｎ⁺（ＣＨ₃）₂Ｃｌ^-（ここで、ＲはＣ₆ 〜Ｃ₁₈アルキル及び不飽和アルキル基である）； Ｅｔｈｏｑｕａｄ Ｃ／１２−７５（Akzo Chemicals Inc．）（メチルビス（ ２−ヒドロキシエチル）ココアルキル第４級アンモニウムクロリド）； Ｍａｒｋｓｔａｔ ＡＬ−１２（Witco Chemical Corp.）（トリアルキルポリ アルコキシアルキレン第４級アンモニウムクロリド）；及び Ｓｔａｔｉｃｉｄｅ ３０００６（ACL Inc.）（第４級化合物）（構造特許薬 品）。 その他の有用な第４級アンモニウム塩は、ジアミン、トリアミン又はポリアミ ンから得られる。 例えば、エチレンジアミン；ジエチレントリアミン；ヘキサメチレンジアミン ；１−４シクロヘキサン−ビス−メチルアミン（シス、トランス又はシス／トラ ンス混合物を用い得る）；フェニレンジアミンから得られる第４級アンモニウム 塩。典型的塩は、ヘキサメチルエチレンジアンモニウムクロリド；ヘキサメチレ ンフェニレン ジアンモニウムスルフェート；及びジメチルテトラヒドロキシエチル１−４シク ロヘキシレンジメチレンジアンモニウムクロリドである。 有用な水溶性陰イオン性脂肪族化合物及び芳香族化合物の例を以下に挙げる： Ｄｅｈｙｄａｔ ９３Ｐ（Henkel Corp.）（アルカンスルホン酸ナトリウム（ア ルカンは明示されていないがおそらくＣ₈〜Ｃ₁₈））。 ８〜２６個の炭素原子を含有するカルボン酸のリチウム、カリウム、ナトリウ ム又はトリエタノールアミン塩、あるいはアルキルベンゼンスルホン酸塩を基礎 にした同様の塩を基礎にした石鹸又は洗剤。 その他の有用な塩としては、以下のものが挙げられる：オクタン酸ナトリウム 、デカン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、パル ミチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、リノー ル酸ナトリウム。 さらに有用なのは、混合酸のナトリウム、リチウム又はカリウム塩、例えば獣 脂及びヤシ油から得られるものである。典型的なものは、１２、１４、１６及び １８個の炭素原子を含有する混合酸のナトリウム塩である。 いくつかの典型的な有用アルキルベンゼンスルホン酸塩の例を以下に挙げる： ドデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ドデ シルベンゼンスルホン酸トリエチルアミン塩、ノニルベンゼンスルホン酸、ノニ ルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、及び混合Ｃ₁₀〜Ｃ₁₃アルキルベンゼンスル ホン酸塩。有用なアルカンスルホン酸ナトリウムとしては、ドデカンスルホン酸 ナトリウム、ステアリルスルホン酸ナトリウム及びミリスチルスルホン酸ナトリ ウムが挙げられる。有用なアルキルナフタレンスルホ ン酸塩としては、イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ノニルナフタ レンスルホン酸ナトリウムが挙げられる。有用なα−オレフィンスルホネートは 、混合１−オクテン、１−デセンスルホン酸ナトリウム塩である。有用なジアル キルスルホスクシネートは、ジ２−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム塩 である。有用なアミドスルホネートは、ナトリウムＮ−オレオイル−Ｎ−メチル タウレートである。脂肪酸の有用なスルホエチルエステルはナトリウムスルホエ チルオレエートである。 有用なアルコールスルフェートは、ラウリル硫酸ナトリウムである。エトキシ ル化アルコールスルフェート、例えばナトリウムポリエトキシエチレンスルフェ ート；エトキシル化アルキルフェノールスルフェート；リン酸エステル（通常、 モノ、ジ及びトリエステルの混合物として用いられる）が本発明では有用である 。 有用な脂肪酸エステルは、グリセロールエステル、例えばグリセロールモノス テアレート、グリセロールジステアレート及びグリセロールジラウレートで、こ れらは通常、モノ及びジエステルの混合物である。多数の製品が天然脂肪、例え ば獣脂、ラード、綿実、紅花油などから得られ、約１２〜約１８個の炭素原子を 含有する脂肪酸の混合物である。 さらに有用なのは、ポリオキシエチレンエステル；アミン誘導体、及びビス（ ２−ヒドロキシエチル）獣脂アルキルアミンである。その他の操作可能なアミン としては、アルキル基が１２〜１８個の炭素原子を含有するジアルキルエタノー ルアミン；エトキシル化アミン、例えばアルキル基が約１２〜１８個の炭素原子 を含有するアルキルポリエトキシエチルアミン、及びエトキシル化ココアミンが 挙げられる。 本発明に有用な打撃感度鈍化剤は、帯電防止性を示す。 ＨＤＣ衝撃機の説明 ＲＤＸ爆薬の衝撃感度は、爆薬の選択試料に関して選択された高さから５ｋｇ の錘を落下させるための機械で構成される落墜試験機で測定される。試料重量は 、普通は０．０２５又は０．０３５ｇである。感度値は、爆発確率５０％に対す る錘が落下される高さ（ｃｍ）として表される。 ＨＤＣ衝撃機を、図１に示す。機械は、一般的に正方形で、一辺が約１６イン チ、厚みが約１．５インチの金属底板から成る。底板上に、３つのねじ穴があっ て、ガイドロッド７、９及び１１を受ける。穴のうち２つは、底板の前縁３から 約４インチの位置、そして前縁３から一般的に正方形の底板の反対縁５上の背部 に延びる中心線を挟んで両側の３インチの位置にある。第三の穴は、上記の中心 線上の、前縁３から約１０．５インチに位置する。第三の穴には、２本のガイド ロッド７及び９と、目盛ガイドロッド１１が取り付けられる。目盛ガイドロッド １１は、その上に形成されたセンチメートル目盛を有し、装置と一緒に用いられ る５ｋｇ錘の高さを示すために用いられる（後述）。ガイドロッド７は、取り付 けブロック１の前縁３から約４インチの間隔を置いた穴に取り付けられる。ガイ ドロッド９は、上記の底板に形成された第三の穴に取り付けられる。第四の穴が 底板１に形成されて、リフトロッド１３を受ける。その穴は、上記の底板の前縁 から８．５インチに位置する。リフトロッド１３は、その全長にねじ山が切って あり、上記の第四の穴に位置する軸受（図示せず）での回転のために取り付けら れる。第五の穴は、底板の中央で、後縁から３インチの位置に形成される。この 穴には、支持ロッド１５が取り付けられる。 １０×１３インチの面積を有する上部取付板１７は、ガイドロッド７、９及び １１、リフトロッド１３並びに支持ロッド１５の上端 を受けるために底板の穴と同一形状に配置される穴を備えて、５本のロッドのす べてを互いに平行に間隔を置いて、保持する。 磁石保持板１９が提供され、支持ロッド受け穴以外は、上部取付板１７及び底 板１の場合のパターンに適合する穴を有する。 磁石保持板１９は、底板１と上部取付板１７の間に置かれる。ガイドロッド７ 及び目盛ガイドロッド１１は磁石保持板１９の前部分に位置する穴を通り抜け、 ガイドロッド９は磁石保持板の後部に位置する穴を通り抜ける。リフトロッド１ ３は、磁石保持板の対応する穴に被せてその板に取り付けられるリフトロッドナ ット２１を通ってねじつけられる。リフトロッドは、底板１と上部取付板１７と の間を上下する磁石保持板を動かすための回転運動用のブッシュ内に取り付けら れる。リフトロッドは、底板１に隣接するその下端に取り付けられる４５°半直 角ギア２３を有して、必要に応じて上下する磁石保持板を動かすために、回すと リフトロッド１３を回転させるボールクランクシャフト及びハンドル２７に取り 付けられる二次半直角ギアと協力する。 磁石保持板１９上に電磁石２９が取り付けられ、それによりオペレーターはボ ールクランクハンドルを回転させて磁石の高さを調整し、磁石保持板１９を必要 な場合に上下させ得る。 ５ｋｇ錘３１が提供され、電磁石により保持されるよう取り付けられる。錘は 向き合ったフランジ３７を備え、これがガイドロッド７及び目盛ガイドロッド１ ３と協力し、それにより錘３１が電磁石２９から放されると、錘が自由落下して プランジャーアッセンブリー３３と接触して、これがアンビル３４を叩く。アン ビル及びプランジャーホルダー３５は底板１上に取り付けられる。落下中の錘が プランジャーを叩き、これが次にアンビル上に位置する試料を叩くように、５ｋ ｇ錘の真下にアンビル及びプランジャーを保持するよ うな位置で、ホルダーは底板に取り付けられる。さらに、二次アンビル面（図示 せず）が５ｋｇ錘の底面中央に取り付けられる。アンビルは、ロックウエル硬度 数５６〜６０ポイントに熱処理された工具鋼から作られる。プランジャー３３は 、ロックウエル硬度数５６〜６０ポイントに熱処理された工具鋼から作られる。 プランジャーは、全長２インチ、直径０．５０インチで、一端近くで１インチの 約３／１６の間で０．５０から０．３０３インチにテーパー処理されて、プラン ジャーのハンマー部分を形成する。プランジャーの両端は、プランジャーの中心 線に垂直になるように研削される。アンビルは、高さ１．５インチ、直径１．２ ５インチの円筒形である。プランジャーは、二次又は下部アンビル３４上の真ん 中に置かれるプランジャーホルダー３５に取り付けられるブッシュ中に滑り込ま せて取り付けられる。 使用に際しては、リフトロッド１３を回転させて予め選択された高さに電磁石 を上昇させる。５ｋｇ錘は、予定の距離を自由落下して、プランジャーの上端を 叩き、これが次にプランジャーの小端の真下に置かれた試料カップ中に置かれた 試料を叩く。試料カップは黄銅製で、厚さ０．００８インチ、直径０．３０３イ ンチ、高さ０．２０インチである。 ＨＤＣ衝撃機を用いるための詳細な手法を以下に示す： 試験の妨害となるのは：１）しっかり組み立てられていない、あるいは適正に 配列されていない機械は不正確な値を生じ得る；２）アンビル又はプランジャー 上の表面の粗さ又は亀裂は感度値を低くする；３）試料の分布が不十分又は不均 一であると、値が不正確になる；４）ガラス、金属又はその他の砂様異物を含有 する試料は感度値を下げる；５）試料が湿っていたり、油、グリースおよび／ま たは軟質プラスチックを含有する場合には、感度値が高くなる、と いったことである。 必要な装備は：１）試料スリッター又は艶付紙；２）撃発雷管、直径０．３０ ３インチ、高さ０．２００インチ、厚み０．００８インチ；３）装填スプーン、 ０．０２５及び０．０３５ｇ；４）木ヘラ；５）実験室用トング；６）ブラシ、 幅約２インチ；７）蒸気加熱炉；８）ＨＤＣ衝撃機。公知の感度範囲を有する試 料を用いて、機械を試験する。結果は対照図表にプロットし、最初のポイントが 管理限界内にプロットできない場合、又は５連続ポイントがすべて中心線の片側 にプロットされた場合には、修正を加える。 平面上に、開口を上げて、黄銅撃発雷管を位置２５に置く。０．０２５ｇ装填 スプーンに乾燥爆薬を詰め、スプーンの平面上を木ベラで引いて余分量をなでつ けて除去する。残りの部分を調製済雷管の１つに投入する。各撃発雷管が装填さ れるまで、工程２を繰り返す。爆薬が各雷管中に均一に分布されたかを確かめる 。煙霧及びダストを衝撃機の領域から除去する。実験室用トングを用いて、装填 済撃発雷管を衝撃機のアンビル上に置く。雷管をトングで保持しながら、プラン ジャーをアンビル上のガイド穴を通して撃発雷管中に挿入する。電磁石スイッチ を「オン」位置に回す。下部磁気アームの底面がガイドロッド１１上の３５ｃｍ マークと一致するまで、ボールクランクハンドルを回して、電磁石の高さを調整 する。安全シールド（図示せず）を下げて、電磁石によりその場に保持されるま で、錘を垂直に持ち上げる（機械が装填中は、錘は普通は安全シールド上に静止 する）。衝撃機と反対方向に向き、電磁石スイッチを「オフ」位置に回して、錘 を落下させ、プランジャーのてっぺんを叩く。錘を持ち上げる。撃発雷管を検査 して、爆発が起きたか否かを調べる。爆発雷管は、通常は、砕解される。しかし ながら、吹き飛ばされたリムの部分に関して雷管を調べることにより、部分爆発 が確定され得る。爆発は、鋭敏な爆音により、又はプランジャー領域の煙によっ ても認識される。すべての未爆発物質及び撃発雷管の一部を、ブラシ又は布で、 アンビル、プランジャー及び底板から除去して清浄にする。工程５〜１２を反復 して、各非爆発後には電磁石を５ｃｍ上げ、各爆発後には電磁石を５ｃｍ下げる 。爆発後の最初の非爆発は、２０の試験の出発点と考えられる。この高さ（ｃｍ ）を記録する。電磁石を５ｃｍ上げて、工程５〜１２を繰り返す。必要に応じて 電磁石を上下させて、試験が完了するまで工程を反復する。各試験結果を記録す る。記録した高さで爆発している試験は各々、より高い高さで爆発したと想定す る。記録した高さでの非爆発は、記録した高さより低い高さで爆発できなかった と想定する。衝撃値に関して計算を実行する。 衝撃に関する計算 １．既定の高さでの爆発のパーセンテージを算出する。 （式中、Ａ＝既定の高さでの爆発数 Ｂ＝既定の高さでの爆発及び非爆発の総数） 爆発％を記録する。 ２．衝撃感度を、以下のように算出する： （式中、Ｃ＝５０％以上の爆発が起きた最低の高さ（ｃｍ） Ｄ＝爆発％が５０％以上 Ｅ＝爆発％が５０％未満 ５＝各試験の高さ（ｃｍ）の差） 以下の実施例で本発明をさらに説明するが、それらの実施例は本 発明を例示するものである。 実施例 ＲＤＸ及び一連の打撃感度鈍化剤を含む組成物を、前述の方法にしたがって調 製した。ＲＤＸにおける薬剤の種々の濃度での爆轟に必要な濃度、打撃感度鈍化 剤及びＨＤＣ衝撃値を、表１に示す。さらに、ＨＤＣ衝撃値の統計学的に有意の 増大を達成するための処方物に必要な算出濃度を表に示す。 ＤＳＣスキャンをＲＤＸ及び各薬剤に関して実行した。分析用の試料サイズは 、４．５〜５．５ｍｇであった。ＤＳＣ（示差走査熱量測定計）で分析を実施し た。薬剤を３％付加して衝撃試験用に調製されたＲＤＸの試料もＤＳＣで分析し て、適合性を調べた。いずれの混合物も異常発熱量を示さなかった。 ２３．７５±１．２５ｇの乾燥爆薬に最終組成が０．０５％〜１０．０％の範 囲となるように種々の量の薬剤を計量して、ＲＤＸを水溶性薬剤で被覆した。薬 剤の一部は製造業者のアルコール湿潤物から得た。外被に関しては、アルコール （イソプロピル又はメチル）５ｍｌを計量した薬剤に付加した。薬剤（アルコー ルにほとんど溶解している）を乾燥ＲＤＸに付加し、１００ｍｌビーカー中で５ 分間混合した。ビーカー及び内容物を蒸気加熱炉（２００°Ｆ）中に１５分間入 れた。爆薬が一見乾燥してアルコールの臭気がなくなるまで、加熱、攪拌工程を 反復した。標準ＨＤＣ衝撃試験を、各調製試料で実行した。実験室手法をここに 記載する。 すべての基準試料においてクラス１のＲＤＸを使用した。クラス１のＲＤＸの メジアン粒径範囲は１２５〜３００μｍである。この粒径の影響を、クラス１の ＲＤＸで用いた数種の薬剤でクラス５のＲＤＸを外部被覆することにより測定し た。クラス５のＲＤＸのメジアン粒径範囲は２５〜３０μｍである。粒径は、薬 剤濃度が一定 である場合には衝撃応答に対して大きな影響を及ぼさない。 ＲＤＸを水不溶性薬剤で外被すると特異な問題を引き起こした。当該薬剤を溶 かすであろう溶剤はＲＤＸをも溶かすであろう。水不溶性薬剤の低融点（５０〜 ８０℃）を利用する被覆手法を開発した。その手法は、２３．７５±１．２５ｇ の乾燥爆薬を１００ｍｌビーカー中に計量することから成る。薬剤を、水５ｍｌ と一緒にビーカーに付加した。混合物を２００°Ｆで薬剤が溶融するのに十分な 時間である約１５分間、蒸気加熱炉中に入れた。ビーカーの内容物を５分間攪拌 した。ビーカーを再び炉に入れた。水がすべて蒸発するまで、加熱及び攪拌を継 続した。衝撃結果は、この手法が均質試料を生成したことを示す。 外被から得られる感度低下が再結晶化プロセスに適用されるか否かを求めるた め、水溶性薬剤を使用して３リットルの溶解がまの中で限られた数の従来の再結 晶化を行った。 ＲＤＸに関する評価のために選択された可溶性薬剤は、ビス（水素化獣脂アル キル）ジメチル第４級アンモニウムクロリド（２ＨＴ−７５−Akzo Chemicals ）であった。この薬剤（生成物の２％）で再結晶化されたＲＤＸは、６０．７ｃ ｍの衝撃を有した。この値は、上記のように外被した薬剤２％で認められた衝撃 値６６．３ｃｍによく匹敵するものである。再結晶から濾過されたＲＤＸは、水 濾液中に薬剤が損失するために恐らく２％未満の含有量となっていることに留意 すべきである。しかしながら、０．１％の薬剤でしか外被されていないＲＤＸで も６５．０ｃｍの衝撃値を示した。 水不溶性薬剤によるＲＤＸの再結晶化を限られた数で行った。評価用に選択さ れた不溶性薬剤は、蒸留モノグリセリド（ＰＡ−２００−Eastman Chemical Com pany）であった。１％薬剤（生成物の１％）を含有する再結晶化ＲＤＸは、ＨＤ Ｃ衝撃値が６７．９ｃｍで あった。ＲＤＸ表面の１％の薬剤による表面コーティングは６１．９ｃｍの衝撃 値を示した。３％の薬剤を含有する再結晶化ＲＤＸは、表面被覆した場合の９５ ＋ｃｍに匹敵する８１．９ｃｍの衝撃値を示した。この場合の薬剤による被覆法 又は再結晶化法から得られる衝撃結果間の密接な一致は、水溶性薬剤で起こるよ うな濾過中の損失がほとんど又はまったくないという事実によるものである。 表に示した統計学的有意の衝撃値を、前述のように確定した。 正常未処理ＲＤＸ生成物は、標準ホルストン衝撃機で試験した場合、公知の平 均及び標準偏差値を有する。既定試料の衝撃値は、平均より３標準偏差単位以上 大きいとは予期されなかった（正常分布表からの平均より３単位未満上回るもの の確率は、０．９９８７である）。したがって、薬剤を試料に付加し、この試料 の衝撃値が平均より３標準偏差単位以上上回った場合は、添加物がこの結果を引 き起こしたと想定され、結果は統計学的に有意であるといわれる。 実験のために、種々の量の薬剤を含有する固定生成物の試料を調製し、各試料 の衝撃値を確定した。衝撃結果は、各試料中の添加物の％に対してプロットした 。このグラフから、衝撃値が平均より３標準偏差単位以上大きくなる添加物％を 確定し得る。 これらのグラフ（広範囲の生成物及び添加物％を網羅する）の観察から、曲線 は、３標準偏差値（臨界値）を超える領域では、本質的に直線で、いくつかの無 作為変動を伴うことが示された。これに基づいて、次式： Ｙ＝ｍＸ＋ｂ ここで、Ｙ＝衝撃値 Ｘ＝添加物％である の線状曲線を最小自乗法によりデータに当てはめた。次にこの式を用いて、添加 物％を算出したが、この場合、衝撃値は臨界値より大 きくなる。 この説明的手法は、爆発成分としてのＲＤＸと打撃感度鈍化剤としてのビス（ 水素化獣脂アルキル）ジメチル第４級アンモニウムクロリド（Ａｒｑｕａｄ ２ ＨＴ−７５ AKZO Chemical）を用いて説明する。本方法は、９９％のＲＤＸ及 び１％のＡｒｑｕａｄ ２ＨＴ−７５を含有する最終混合物の調製を説明する。 その他の濃度のものは、混合物中の成分の割合を変えて調製される。 ＲＤＸ及び打撃感度鈍化剤（Ａｒｑｕａｄ ２ＨＴ−７５）を含む組成物は、 下記の手法にしたがって調製される： Ａ．０．３３３３ｇのＡｒｑｕａｄ ２ＨＴ−７５を計量して、１００ｍｌビ ーカーに入れる。 Ｂ．Ｈ₂Ｏ ５ｍｌを付加して、ＲＤＸ結晶をＡｒｑｕａｄ ２ＨＴ−７５で 被覆するための混合媒質を提供する。イソプロパノールのようなその他の液体も 作用する。 Ｃ．２ＨＴ−７５が十分分散するまで、先端がゴムのガラス軽打棒を用いてＡ ｒｑｕａｄ ２ＨＴ−７５と液体の混合物を攪拌する。 Ｄ．２４．７５００ｇのＲＤＸを計量して、Ａｒｑｕａｄ ２ＨＴ−７５を含 入するビーカーに注ぎ入れる。 Ｅ．混合物を先端がゴムの攪拌棒で約５分間攪拌する。 Ｆ．ビーカーを２００°Ｆで１５分間蒸気加熱炉に入れる。 Ｇ．炉から試料を取り出す。 Ｈ．混合物を先端がゴム製のガラス攪拌棒で５分間攪拌する。 Ｉ．ビーカーを蒸気加熱炉（２００°Ｆ）中にさらに１５分間入れる。 Ｊ．試料を炉から取り出して、５分間攪拌する。 Ｋ．ビーカーの重量を計量し、記録する。 Ｌ．ビーカーを１５分間炉に戻す。 Ｍ．５分間攪拌し、ビーカーを計量する。 Ｎ．加熱後に重量損失が認められなくなるまで、加熱、攪拌工程を継続する。 表１はさらに、表で確認されるその他の打撃感度鈍化剤を用いて、種々の濃度 でＲＤＸと混合した試験結果を示す。試験した薬剤は、本発明に有用な多数の化 合物の代表である。 好ましい実施態様を特に参照しながら本発明を詳細に説明したが、変更及び修 正は、本発明の精神及び範囲内で成し得るものと理解される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．打撃力による衝撃及び共振爆轟に対する感受性を低減することを特徴とす る高エネルギー爆薬処方物であって、前記処方物がＲＤＸ及び打撃感度鈍化剤を 含み、前記打撃感度鈍化剤が統計学的に有意であるＨＤＣ衝撃値の増大を当該処 方物に付与するのに有効な量で存在する処方物。 ２．ＨＤＣ衝撃値が少なくとも４６．３４ｃｍである請求項１の処方物。 ３．前記打撃感度鈍化剤が第４級アンモニウム化合物、陰イオン性脂肪族化合 物及び陰イオン性芳香族化合物、脂肪酸エステル、並びにアミン誘導体から選択 される請求項１の処方物。 ４．前記打撃感度鈍化剤が第４級アンモニウム化合物である請求項３の処方物 。 ５．前記打撃感度鈍化剤が陰イオン性脂肪族又は芳香族化合物である請求項３ の処方物。 ６．前記打撃感度鈍化剤が脂肪酸エステルである請求項３の処方物。 ７．前記打撃感度鈍化剤がアミン誘導体である請求項３の処方物。 ８．前記第４級アンモニウム剤が次式： （式中、Ｒ₁は水素、８〜２２個の炭素原子を有するアルキル、６〜３０個の炭 素原子を有するアリール、７〜３０個の炭素原子を有 するアルカリール、７〜３０個の炭素原子を有するアラルキル、あるいはＨ（Ｏ ＣＨ₂ＣＨ₂）_n（ここで、ｎは１〜５０である）、又は （ここで、ｎは１〜５０である）、８〜２０個の炭素原子を有するアルカリール 又はヒドロキシエチルであり； Ｒ₂はＲ₁と同一であり； Ｒ₃は水素、１〜２２個の炭素原子を有するアルキル、６〜３０個の炭素原子 を有するアリール、Ｈ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_n（ここで、ｎは１〜１５０である）、 又はヒドロキシエチルであり； Ｒ₄は水素又は１〜４個の炭素原子を有するアルキルであり； Ｘ^-はハロゲン、２〜２２個の炭素原子を有するカルボン酸塩、硝酸塩、硫酸 鉛、メト硫酸塩又はリン酸塩である）を有する請求項４の処方物。 ９．前記アンモニウム化合物がジメチルジ獣脂アルキル第４級アンモニウムク ロリドである請求項４の処方物。 １０．前記アンモニウム化合物がトリメチル獣脂アルキル第４級アンモニウム クロリドである請求項４の処方物。 １１．前記アンモニウム化合物が（ＣＨ₃）₃Ｎ⁺ＲＣｌ^-（ここで、Ｒは１４〜 １６個の炭素原子を含有する長鎖の脂肪族と不飽和脂肪族のアルキル基の混合物 である）である請求項４の処方物。 １２．前記アンモニウム化合物が水素化獣脂アルキル（２−エチルヘキシル） ジメチル第４級アンモニウムメトスルフェートである請求項４の処方物。 １３．前記アンモニウム化合物がジメチル２−エチルヘキシル獣脂アルキル第 ４級アンモニウムメトスルフェートである請求項４の 処方物。 １４．前記アンモニウム化合物がＮ，Ｎ，Ｎ−トリス（２−ヒドロキシエチル ）獣脂アルキルアンモニウムアセテートである請求項３の処方物。 １５．アンモニウム化合物が： （式中、Ｒは１４〜１８個の炭素原子を有する脂肪族と不飽和脂肪族のアルキル 基との混合物である）である請求項４の処方物。 １６．前記アンモニウム化合物がジメチルジ（ココアルキル）第４級アンモニ ウムクロリドである請求項４の処方物。 １７．前記アンモニウム化合物がＲ₂Ｎ⁺（ＣＨ₃）₂Ｃｌ^-（ここで、ＲはＣ₈〜 Ｃ₁₈アルキル及び不飽和アルキル基である）である請求項４の処方物。 １８．前記アンモニウム化合物がメチルビス（２−ヒドロキシエチル）ココア ルキル第４級アンモニウムクロリドである請求項４の処方物。 １９．前記アンモニウム化合物が： （式中、ＲはＣ₈〜Ｃ₁₈アルキル及び不飽和アルキル基である）である請求項３ の処方物。 ２０．前記アンモニウム化合物がトリアルキルポリアルコキシアルキレン第４ 級アンモニウムクロリドである請求項４の処方物。 ２１．前記アンモニウム化合物がＲ₃Ｎ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂（ＯＣＨ₂ ＣＨ₂）_nＯＨ（ここで、Ｒはメチルであり、ｎは１〜１５０である）である請 求項３の処方物。 ２２．前記打撃感度鈍化化合物が陰イオン性脂肪族化合物及び陰イオン性芳香 族化合物から選択される請求項３の処方物。 ２３．前記打撃感度鈍化剤がアルカンスルホン酸ナトリウム（ここで、アルカ ン基は６〜１８個の炭素原子を有する）である請求項２２の処方物。 ２４．前記打撃感度鈍化化合物が８〜２６個の炭素原子を含有するカルボン酸 のリチウム、カリウム又はナトリウム塩、並びにアルキルベンゼンスルホン酸塩 を基礎にした同様の塩を基礎にした石鹸又は洗剤である請求項２２の処方物。 ２５．打撃感度鈍化剤が８〜２６個の炭素原子を有するカルボン酸のトリエタ ノールアミン塩である請求項２２の処方物。 ２６．前記打撃感度鈍化剤が長鎖アミンである請求項３の処方物。 ２７前記打撃感度鈍化剤がビス（２−ヒドロキシエチル）獣脂アルキルアミン である請求項２６の処方物。． ２８．前記打撃感度鈍化剤が（ＨＯＣＨ₂ＣＨ₂）₂ＮＲ（ここで、ＲはＣ₁₂〜 Ｃ₁₈である）である請求項２６の処方物。 ２９．前記打撃感度鈍化剤が： （ここで、Ｒ¹はＣ₁₂〜Ｃ₁₈である）、 ［Ｈ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂）_nＯＣＨ₂ＣＨ₂］₂ＮＲ（ここで、ＲはＣ₁₂〜Ｃ₁₈であり、 ｎは１〜１５０である）、および （ここで、ＲはＣ₁₂〜Ｃ₁₈であり、ｎは１〜１５０である） から選択される請求項３の処方物。 ３０．打撃感度鈍化剤がエトキシル化ココアルキルアミン（ここで、ココアル キルはＣ₈〜Ｃ₁₈飽和又は不飽和体である）である請求項２９の処方物。 ３１．打撃感度鈍化剤が脂肪酸エステルである請求項３の処方物。 ３２．前記打撃感度鈍化剤が： （式中、ＲはＣ₈〜Ｃ₁₈である） から選択されるグリセロールエステル、並びにグリセロールモノステアレート、 グリセロールモノラウレート、グリセロールジラウレート及びグリセロールジス テアレートである請求項３の処方物。