JP2003137684A

JP2003137684A - 硝安油剤爆薬

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Publication number: JP2003137684A
Application number: JP2001327753A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Watanabe; 京一渡辺; Takeshi Kobayashi; 武小林; Toshihiro Okitsu; 敏洋沖津
Original assignee: Nippon Koki Co Ltd
Current assignee: Nippon Koki Co Ltd
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-05-14
Anticipated expiration: 2021-10-25
Also published as: JP4009084B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、粒子が低密度化され鋭敏になった
ポーラスプリル硝安を使用しても製造直後及び数週間経
過後においても、６号雷管起爆で完爆しない（不完爆）
鈍感化した安全性の高い硝安油剤爆薬を提供することに
ある。また、低密度のポーラスプリル硝安を使用した硝
安油剤爆薬の嵩比重を、起爆感度を上げることなく更に
低下させると共に嵩比重を調節できる硝安油剤爆薬を提
供することにある。【解決手段】本発明は、ポーラスプリル硝酸アンモニ
ウムと、燃料油と、燃料油を吸収する物性を有する不活
性な多孔体の比重調節剤兼鈍感化剤とを混合してなる硝
安油剤爆薬。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設業、砕石、採
鉱等の発破作業に使用される産業用爆薬の硝安油剤爆薬
に関する。

【０００２】

【従来の技術】硝安油剤爆薬は、一般にポーラスプリル
硝酸アンモニウム(以下ポーラスプリル硝安という)９４
重量％、軽油６重量％からなり、安全性が高く、安価で
あり、また流動性が良い粒状爆薬であることから効率的
な装填作業ができるなど多くの利点があるため、他の産
業爆薬に比べて大量に消費されている。硝安油剤爆薬の
消費コストを低減させる方法としては、硝安油剤爆薬の
価格を下げることが当然考えられるが、もうひとつの方
法として、硝安油剤爆薬の嵩比重を低下させても威力が
ほぼ同等ならば、装薬孔（ボアホール）に装填した場
合、装薬孔単位容積当たりの硝安油剤爆薬の使用重量を
減らすことによって、発破作業における爆薬コストの低
減が可能となる。

【０００３】そこで従来、硝安粒子そのものの密度を低
下させたポーラスプリル硝安、例えば、ポーラス度を向
上させたり、或いは粒子内に気泡剤を含有させ密度低下
を図ることにより、得られる硝安油剤爆薬の嵩比重の低
下を図ってきた。なお、ボアホール単位容積当たりの硝
安油剤爆薬の使用重量が減少すれば、破砕効果の低下が
懸念されるが、ポーラス度を向上させ比表面積を大きく
して粒子の密度を低下させたポーラスプリル硝安の使用
により硝安油剤爆薬の反応性が向上するため、硝安油剤
爆薬の使用量を若干減らしても発破作業現場における破
砕効果にはほとんど影響がないことがわかった。

【０００４】ポーラスプリル硝安は、粒子内部に連続し
た多数の空隙を持つ多孔性の球体であり、燃料油と混合
した場合、燃料油はこの空隙に浸透、吸着する。上述の
様に粒子密度を低下させたポーラスプリル硝安（嵩比重
が０．７５程度以下のもの）は、通常密度（嵩比重が
０．８０程度以上のもの）のポーラスプリル硝安と比
べ、粒子内に空隙が多く比表面積が大きいため、粒子が
低密度化されるとともに必然的に燃料油の吸収性が向上
する。このように燃料油の吸収性が向上するため、酸化
剤成分であるポーラスプリル硝安と燃料油との接触面積
が増える。硝安油剤爆薬の爆発反応は、燃料油とポーラ
スプリル硝安との接触面における表面での酸化還元反応
である。したがって、当然、ポーラスプリル硝安と燃料
油との接触面積が大きいほど反応性は良くなる。つま
り、上述の様にしてポーラスプリル硝安の粒子密度を下
げること（比表面積の増大）により、このポーラスプリ
ル硝安を使用した硝安油剤爆薬の反応性は向上する。

【０００５】実験によると、このようにして得られた比
表面積の大きなポーラスプリル硝安は、大凡、嵩比重が
０．７付近を下回ると６号雷管起爆性を有する可能性が
極めて強くなる。

【０００６】比表面積の大きな低比重ポーラスプリル硝
安は、前述したように反応性が向上し、そのため爆速が
速くなり、威力を向上させるという良い効果をもたらす
反面、同時に感度が鋭敏になる。

【０００７】そこで、これを鈍感にするため硝安油剤爆
薬に不活性な物質を混合する方法がある。不活性な物質
を混合することにより、硝安油剤爆薬の反応性は低下
し、鈍感化される。また、この不活性な物質を用いる場
合、硝安油剤爆薬より嵩比重の低いものを用いれば、硝
安油剤爆薬の嵩比重をさらに低下することもできる。使
用される不活性な物質としては、例えば、ガラス中空球
体(グラスマイクロバルーン)、天然ガラスを膨張させた
多泡構造のパーライトなどの無機質中空体、エクスパン
セル、発泡ポリスチレン等の有機質中空体等が知られて
いる。これらガラス中空球体やパーライト等の不活性物
質を混合すると、ポーラスプリル硝安粒子同士の隙間に
入り、爆薬成分中に爆薬でない不活性成分の不連続部が
でき、嵩比重は低下するとともに鈍感化する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして粒子が低密度化され、鋭敏になったポーラスプ
リル硝安（低比重ポーラスプリル硝安）を使用した硝安
油剤爆薬は雷管起爆性を有するようになり、起爆感度試
験にて６号雷管で完爆し、規格（ＪＩＳ−Ｋ−４８０
１）を満足しなくなる。

【０００９】硝安油剤爆薬は、ＪＩＳ−Ｋ−４８０１に
おいて、塩ビ雨樋法またはカートン法による起爆感度試
験にて６号雷管で完爆しないことと規定されている。

【００１０】また、製造直後の起爆感度試験で不爆であ
っても、ポーラスプリル硝安と燃料油の接触面積は時間
の経過と共に拡大していくため、製造後数週間を経過す
ると雷管起爆性が向上し、完爆する虞がある。

【００１１】また、不活性な物質の、ガラス中空球体は
表面に細孔がないため硝安油剤爆薬の鈍感化剤として使
用した場合、軽油がガラス中空球体内部に浸透せずガラ
ス中空球体の表面に付着する。そして、軽油の粘性によ
りガラス中空球体同士が接着し大きな固まりを形成して
しまう。そのため、硝安油剤爆薬内に均一に分散しなく
なってしまうという問題がある。均一に分散しないと硝
安油剤爆薬の起爆性、伝爆性にバラツキが生じ、不爆ま
たは爆轟中断を起こす虞がある。

【００１２】また、パーライトは、一般的に強度が弱い
ため硝安油剤爆薬製造時に或いは運搬時に粒子が崩れや
すく粉塵が発生するという問題がある。

【００１３】また、シラスバルーンは、火砕流などで形
成された天然の多孔体であるが球状体でなく、形状にも
バラツキがあり、粒径が０．５ｍｍ以下と極めて微細で
ガラスマイクロバルーン同様、軽油の粘性によりシラス
バルーン同士が接着し大きな固まりを形成してしまう。
そのため、硝安油剤爆薬内に均一に分散しなくなってし
まうという問題がある。

【００１４】本発明はこれらの問題を解決するために本
発明で記すところの比重調節剤兼鈍感化剤を加えること
によって、前述の様に粒子が低密度化され鋭敏になった
ポーラスプリル硝安を使用しても、製造直後のみならず
製造後数週間経過後でも、６号雷管起爆で完爆しない
（不完爆）鈍感化した硝安油剤爆薬を提供することにあ
る。

【００１５】また、本発明の他の目的は、低密度のポー
ラスプリル硝安を使用した硝安油剤爆薬の嵩比重を、さ
らに低下させると共に、嵩比重を調節できる通常硝安油
剤爆薬を提供することにある。

【００１６】また、本発明の他の目的は、嵩比重を低減
した硝安油剤爆薬において、従来より少ない爆薬消費
（重）量であっても、従来の発破と同等の破壊効果を得
ることが出来る硝安油剤爆薬を提供することにある。

【００１７】また、本発明の他の目的は、比重調節剤兼
鈍感化剤を混合しても、製造及び取扱い中に、粉塵の発
生がなく、かつ比重調節剤兼鈍感化剤が硝安油剤爆薬中
に均一に分散する硝安油剤爆薬を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ポーラスプリル硝酸アンモニウムと、燃料油と、燃料油
を吸収する物性を有する不活性な多孔体の比重調節剤兼
鈍感化剤とを混合してなる硝安油剤爆薬である。特に、
粒子が低密度化されたポーラスプリル硝安を使用するこ
とで雷管起爆性を有するようになった硝安油剤爆薬に前
記比重調節剤兼鈍感化剤を混合することにより６号雷管
起爆で不完爆となり鈍感化となることが分かった。請求
項２記載の発明は、比重調節剤兼鈍感化剤が無機質多孔
体である請求項１記載の硝安油剤爆薬である。この無機
質多孔体は不活性であり、硝安油剤爆薬として混合した
場合でも酸素バランスが、更にマイナスとならず安定し
た性能を得ることが分かった。

【００１９】請求項３記載の発明は、嵩比重が０．２〜
０．３、平均粒径が１〜２mm、かつ硬度１〜１５％であ
る無機質多孔体を、硝安油剤爆薬全体の２〜１２％の範
囲で含有する請求項２記載の硝安油剤爆薬である。請求
項４記載の発明は、ポーラスプリル硝安の嵩比重を無機
質多孔体の嵩比重で除した値が２．０〜４．５である請
求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の硝安油剤爆
薬である。請求項５記載の発明は、燃料油を吸収する物
性を有する不活性な多孔体は、平均粒経１〜２ｍｍの球
状体である請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載
の硝安油剤爆薬である。

【００２０】請求項６記載の発明は、硝安油剤爆薬製造
直後及び当該製造後２週間〜３週間経過後において、硝
安油剤爆薬の起爆感度試験で不完爆となる請求項１ない
し請求項５のいずれか１項記載の硝安油剤爆薬である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。本発明の硝安油剤爆薬は、低比重のポーラス
プリル硝安に、燃料油を吸収する物性を有する不活性な
無機質多孔体（以下、吸油性不活性無機質多孔体と記
載）を比重調整剤兼鈍感剤として添加し、さらに燃料油
を混合する。

【００２２】ポーラスプリル硝安と吸油性不活性無機質
多孔体との混合物に燃料油を混合撹拌すると、吸油性不
活性無機質多孔体は吸油性を有するので、燃料油を吸収
する。また、同時にポーラスプリル硝安も吸油性を有す
るので、燃料油を吸収する。ここで、ポーラスプリル硝
安と吸油性不活性無機質多孔体は、互いの吸油率におい
て燃料油を吸収するため、ポーラスプリル硝安への吸油
量は、無機質多孔体への吸油によって低下する。

【００２３】また、用いる吸油性不活性無機質多孔体の
嵩比重が低すぎたり、粒度が微細すぎると、ポーラスプ
リル硝安との比重差、粒度差により分離しやすくなり伝
爆低下や、装填作業時に粉塵が舞いやすくなる虞があ
る。逆に嵩比重が高すぎると、比重低減等の効果が小さ
くなってしまう。また、吸油性不活性無機質多孔体の粒
径については、ポーラスプリル硝安との分離を起こしに
くくするため、ポーラスプリル硝安の平均粒径に近いほ
ど好ましい。また、吸油性不活性無機質多孔体は、製造
において取扱い時の粒子の破壊による粉塵の発生を防ぐ
ため、ある程度の粒子強度（硬度）が必要であり、その
硬度は使用するポーラスプリル硝安と同等か硬い方が好
ましい。

【００２４】そこで、吸油性不活性無機質多孔体は、例
えば、嵩比重が０．２〜０．３、平均粒径が１〜２ｍ
ｍ、硬度が１〜１５％であって、硝安油剤爆薬中、２−
１２重量％の範囲、好ましくは２〜６重量％で配合する
と良い。また、このときのポーラスプリル硝安の平均粒
径は、１．０〜１．５ｍｍの範囲、好ましくは１．２〜
１．４ｍｍ、嵩比重は、粒子強度とともに必要な爆速を
維持するため０．６０〜０．８０の範囲、好ましくは
０．６５〜０．７５のものを使用すると良い。

【００２５】吸油性不活性無機質多孔体の嵩比重は、吸
油性不活性無機質多孔体をロートから容器に流し込み、
容器に入った吸油性不活性無機質多孔体の重量と容器の
容積から算出する。吸油性不活性無機質多孔体の平均粒
径は、吸油性不活性無機質多孔体を目開きの異なる数種
類の篩に通し、その篩毎の重量比により算出する。吸油
性不活性無機質多孔体の硬度は、粒径１〜２ｍｍのもの
を篩により選別して試料とし、受け皿(内径２００ｍｍ)
と挽き皿(外形１９６ｍｍ、重量１７１５ｇ)からなる硬
度測定器に試料約４０ｃｃ(重量は測定しておく)を硬度
測定器の受け皿に投入した後、その上に挽き皿を置き、
挽き皿を１０秒間で５回転させる。その後受け皿の中の
試料を目開き１ｍｍの篩に通し、篩を通過した試料(圧
潰品)の重量を測定する。硬度は次の式により算出す
る。硬度(%)＝圧潰品の重量(g)／受け皿に投入した試料の重
量(g)×１００

【００２６】本発明の硝安油剤爆薬は、吸油性不活性無
機質多孔体の配合比を適正に変えることで、嵩比重を任
意に調整することが可能となり、所望の性能を持った爆
薬商品を得ることが可能となる。

【００２７】本発明の硝安油剤爆薬に用いられる燃料油
としては、２号軽油の外、灯油等の鉱物油、植物油、動
物油、ワックス類等を用いても目的は達し得る。また、本発明の硝安油剤爆薬は、必要に応じてハミング
等の制電防止剤、グアーガム、澱粉等の増粘剤（粘稠
剤）、或いはセメントとの反応を抑制するためリンゴ酸
等の弱酸添加剤を加えることができる。

【００２８】

【作用】上述のとおり、粒子が低密度化されたポーラス
プリル硝安に、このポーラスプリル硝安よりも低い嵩比
重の、燃料油を吸収する物性を有する不活性な比重調節
剤兼鈍感化剤を添加する。そして、ここに燃料油を混合
すると不活性物質と硝安両者に燃料油が吸収される。そ
の結果、ポーラスプリル硝安の吸油量が相対的に低下
し、その結果として酸化剤と燃料との接触面積が減少す
るので起爆性が鈍感化され、６号雷管で不完爆となる。

【００２９】また、この硝安油剤爆薬は、比重調節剤兼
鈍感化剤が硝安油剤爆薬内の粒子間に均一に分散すると
ともに低嵩比重となるので、同一発破坑内に占める爆薬
容積を一定とするならば、従来より爆薬消費（重）量が
少なくてすむ。

【００３０】

【実施例】次に具体的な実施例を挙げて詳細に説明す
る。実施例１ポーラスプリル硝安（嵩比重０．６９、平均粒径１．３
８ｍｍ）９２．１重量％と吸油性不活性無機質多孔体
（嵩比重０．２３、平均粒径１．５０ｍｍ、硬度４．０
％）２．０重量％を混合し、その後に燃料油として２号
軽油５．９重量％を加えて硝安油剤爆薬を得た。なお、
本実施例で使用した吸油性不活性無機質多孔体は、ポラ
バー（DENNERTPORAVER GMBH社商標）である。ポラバーの物性 (形状：球体、色：乳白色、粒径：１
〜２ｍｍ、嵩比重：０．２３、主成分：二酸化ケイ素、
水に不溶) 実施例２ポーラスプリル硝安（実施例１のもの）８６．５重量％
と吸油性不活性無機質多孔体（実施例１のもの）８．０
重量％を混合し、その後に２号軽油５．５重量％を加え
て硝安油剤爆薬を得た。実施例３ポーラスプリル硝安（嵩比重０．７３、平均粒径１．２
０ｍｍ）９０．２重量％と吸油性不活性無機質多孔体
（実施例１のもの）４．０重量％を混合し、その後に２
号軽油５．８重量％を加えて硝安油剤爆薬を得た。実施例４ポーラスプリル硝安（嵩比重０．６２、平均粒径１．４
２ｍｍ）９０．２重量％と吸油性不活性無機質多孔体
（実施例１のもの）４．０重量％を混合し、その後に２
号軽油５．８重量％を加えて硝安油剤爆薬を得た。実施例５ポーラスプリル硝安（嵩比重０．６２、平均粒径１．４
２ｍｍ）８４．６重量％と吸油性不活性無機質多孔体
（実施例１のもの）１０．０重量％を混合し、その後に
２号軽油５．４重量％を加えて硝安油剤爆薬を得た。

【００３１】比較例１ポーラスプリル硝安（実施例１のもの）９４．０重量％
と２号軽油６．０重量％を加えて硝安油剤爆薬を得た。比較例２ポーラスプリル硝安（実施例１のもの）９３．１重量％
とガラス中空球体（嵩比重０．０８、平均粒径６５μ
ｍ））１．０重量％を混合し、その後２号軽油５．９重
量％を加えて硝安油剤爆薬を得た。比較例３ポーラスプリル硝安（実施例１のもの）９０．２重量％
とパーライト（嵩比重０．１６、平均粒径１．００ｍ
ｍ、硬度６６．７％）４．０重量％とを混合し、その後
２号軽油５．８重量％を加えて硝安油剤爆薬を得た。

【００３２】実施例１〜５、比較例１〜３で得られた硝
安油剤爆薬について、嵩比重の測定、鋼管爆速測定(JIS
K 4810で規定されているイオンギャップ法)、及び起
爆感度試験(JIS K 4801、起爆感度試験方法Ａ：塩ビ雨
樋法による)を実施した。嵩比重は硝安油剤爆薬をロー
トから容器に流し込み、容器に入った硝安油剤爆薬の重
量と容器の容積から算出した。鋼管爆速はJIS G 3452に
規定されている３２Ａ鋼管に硝安油剤爆薬を装填し、イ
オンギャップ法により爆速を測定した。なお、起爆には
６号電気雷管を、伝爆薬として日本工機株式会社製含水
爆薬エナマイト（登録商標）５０ｇを用いた。起爆感度
試験はJIS A 5706に規定されている硬質塩ビ雨樋に硝安
油剤爆薬を入れ、６号雷管を挿入した後、これを起爆さ
せ、硝安油剤爆薬が爆発したかどうかを導爆線により判
定した。なお６号雷管は日本油脂株式会社製６号電気雷
管を用いた。これらの試験結果における、実施例１〜５
を表１に、比較例１〜３を表２に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】実施例１〜５の本発明の爆薬が、製造後４
週間を経過しても雷管起爆試験で不爆であった。比較例
１は吸油性不活性無機質多孔体を配合しない爆薬、比較
例２は吸油性不活性無機質多孔体ではなく、ガラス中空
球体を使用した爆薬、これらは製造後２週間を経過した
時点で雷管起爆性を有した。また、比較例３は、パーラ
イトを使用した爆薬で、取り扱い時に粉塵が舞うという
問題が発生した。

【００３６】図１および図２は、本発明の硝安油剤爆薬
に使用した実施例１〜５に記載の吸油性不活性無機質多
孔体の配合比と嵩比重、吸油性不活性無機質多孔体の配
合比爆速の関係を実験上から表したものである。図１は
吸油性不活性無機質多孔体の配合比と嵩比重の関係、図
２は吸油性不活性無機質多孔体の配合比と爆速の関係を
示す。図中のポイントで示された部分は実測値であり、
直線は最小二乗法により求めた回帰直線である。

【００３７】図１に示すとおり、吸油性不活性無機質多
孔体の配合比が増えると嵩比重は低下する。よって、吸
油性不活性無機質多孔体の配合比を変えることにより、
ある程度自由に嵩比重を変えることが可能となる。しか
し、図２に示すとおり、吸油性不活性無機質多孔体の配
合量を増やすと、爆速は徐々に低下していき、ついには
不爆となる。だだし、吸油性無機質多孔体を添加した硝
安油剤爆薬の爆速と起爆感度には相関性があり、爆速が
低下するに従い、起爆感度も鈍感化する方向にあるた
め、吸油性不活性無機質多孔体の配合により、雷管起爆
性が低下することになる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、吸油性を有する不活性な多孔
体を比重調節剤兼鈍感化剤として用いる（混合する）の
で、嵩密度を低下させることができるとともに、６号雷
管起爆で不完爆となり、またさらに製造後数週間経過後
でも不完爆となる硝安油剤爆薬を得ることができる。

【００３９】また、低嵩比重および鈍感化した本発明の
硝安油剤爆薬は、発破効果を落とすことなく2500ｍ／ｓ
以上の所望の爆速を得ることができ、従来より少ない爆
薬消費（重）量であっても十分な破壊効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の硝安油剤爆薬の吸油性不活性無機質
多孔体の配合比と嵩比重との関係を示す。

【図２】本発明の硝安油剤爆薬の吸油性不活性無機質
多孔体の配合比とＪＩＳ鋼管爆速との関係を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポーラスプリル硝酸アンモニウムと、燃
料油と、燃料油を吸収する物性を有する不活性な多孔体
の比重調節剤兼鈍感化剤とを混合してなることを特徴と
する硝安油剤爆薬。
【請求項２】請求項１記載の硝安油剤爆薬において、
比重調節剤兼鈍感化剤は、無機質多孔体であることを特
徴とする硝安油剤爆薬。
【請求項３】請求項２記載の硝安油剤爆薬において、
無機質多孔体は、嵩比重が０．２〜０．３、平均粒径が
１〜２ｍｍ、かつ硬度が１〜１５％であり、硝安油剤爆
薬全体の２〜１２重量％の範囲で含有することを特徴と
する硝安油剤爆薬。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項
記載の硝安油剤爆薬において、ポーラスプリル硝酸アン
モニウムの嵩比重を無機質多孔体の嵩比重で除した値が
２．０〜４．５であることを特徴とする硝安油剤爆薬。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１項
記載の硝安油剤爆薬において、燃料油を吸収する物性を
有する不活性な多孔体は、平均粒径１〜２ｍｍの球状体
であることを特徴とする硝安油剤爆薬。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれか１項
記載の硝安油剤爆薬において、硝安油剤爆薬製造直後及
び当該製造２週間〜４週間経過後、硝安油剤爆薬の起爆
感度試験で不完爆となることを特徴とする硝安油剤爆
薬。