JP2003277179A

JP2003277179A - 爆薬組成物

Info

Publication number: JP2003277179A
Application number: JP2002085238A
Authority: JP
Inventors: Atsuya Tokita; 淳哉鴇田
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】粉化が少なく、感度が低く、威力の高い爆薬
組成物を提供すること。【解決手段】粒状硝安を含む粒状爆薬組成物におい
て、吸油率が１６〜２４％の粒状硝安を用いる。粒状硝
安の硬度を０．２〜４．８、爆薬組成物の酸素バランス
値を―３．６〜―１２．７とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砕石、採掘、トン
ネル掘削などの産業発破に用いられる爆薬組成物に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】粒状硝安を主成分とする爆薬組成物とし
て、例えば硝安油剤爆薬（以下ＡＮＦＯと略記）があ
る。ＡＮＦＯは、多くは多孔質の粒状硝安と軽油からな
る比較的簡便な爆薬であり、比較的容易に製造できるこ
と、また流動性に優れているため発破孔へ直接流し込み
装薬が可能であること、ＡＮＦＯローダーによる装填が
可能であること、さらに衝撃感度が比較的低く安全であ
ること、安価であること等から広く消費されている。

【０００３】このＡＮＦＯの威力を設計する方法とし
て、粒状硝安の吸油率を制御する方法がある。例えば、
吸油率の高い粒状硝安を用いた場合、爆薬の反応性が向
上すると同時に衝撃感度も増大し易いという問題があっ
た。例えば、ＡＮＦＯにおいては日本工業規格Ｋ４８１
０に規定されている塩ビ法やカートン法において不合格
になるという問題があった。

【０００４】一方、粒状硝安やＡＮＦＯ粒子はしばしば
崩れ易く、粉化し易い。爆薬製造時やＡＮＦＯローダー
での装薬時等に粉化率が高いと、取扱性、作業環境に支
障を来たし易い。また、粉化率が高いと嵩比重が増大す
るため、発破孔への装薬量が増加するという問題があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
を解決し、高威力かつ低感度で、ＡＮＦＯローダーで排
出した際でも粉化率が３％以下である粒状爆薬組成物を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、粒状硝安を含む
粒状爆薬組成物において、（１）吸油率と硬度を調節し
た粒状硝安を使用すれば威力が向上し、かつ粉化が生じ
難くなる。（２）平均粒径の小さい粒状硝安を使用する
と威力が向上する。（３）爆薬１００ｇ当たりの酸素バ
ランスを調整すると感度を低下させることができること
を見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明の態様は、次の通りであ
る。（１）油剤と、硬度が０．２〜４．８、吸油率が１６
〜２４％の粒状硝安とよりなり、１００ｇあたりの酸素
バランス値が―３．６〜―１２．７ｇである爆薬組成
物。（２）吸油率が１６〜２４％の粒状硝安と油剤とより
なり、硬度が０．２〜４．８、１００ｇあたりの酸素バ
ランス値が―３．６〜―１２．７ｇである爆薬組成物。（３）粒状硝安又は爆薬組成物の平均粒径が０．８〜
２．５ｍｍである上記（１）または（２）に記載の爆薬
組成物。（４）無機低比重物質を添加した上記（１）〜（３）
のいずれかに記載の粒状爆薬組成物。（５）グアガムかつ／またはローカストビーンガムを
添加した上記（１）〜（４）のいずれかに記載の粒状爆
薬組成物。

【０００８】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。本発明において粒状硝安の吸油率とは、粒状硝安を
ガラスフィルターに入れて２号軽油を加えた時の粒状硝
安に吸着した軽油の外割重量％のことである。詳しく
は、予め重量を測っておいた直径４０ｍｍφ、内容量６
０ｃｃのブフナーロート型ガラスフィルターにフィルタ
ー板上面から４０ｍｍの高さまで粒状硝安を入れて全体
重量をはかる。

【０００９】次いで、ガラスフィルターの先にピンチコ
ックで穴を塞いだゴム管を装着し、粒状硝安が完全に沈
むまで２号軽油を加えて５分間放置する。放置後、ゴム
管を外して２号軽油を２分間自然落下させ、真空ポンプ
をつないで５分間吸引する。吸引終了後、真空ポンプか
ら取り外して全体重量を測り、次に示す式より吸油率
（外割重量％）を算出する。吸油率＝（Ｗ₂−（Ｗ₁−Ｗ₀）−Ｗ₀−０．１）／（Ｗ₁
−Ｗ₀）×１００この式におけるＷ₀はガラスフィルターの重量（ｇ）、
Ｗ₁は粒状硝安を入れた時の全体重量（ｇ）、Ｗ₂は真空
ポンプ吸引後に測った全体重量（ｇ）であり、０．１は
ガラスフィルターの壁面に付着する２号軽油の補正値で
ある。

【００１０】粒状硝安のより望ましい吸油率は、１７〜
２３％、更に好ましくは１８〜２２％である。粒状硝安
又は粒状爆薬組成物の硬度とは、一定量の試料を硬度測
定装置で機械的に圧潰し、篩い分けした時の篩を通った
重量％の数値のことである。詳しくは、測定装置として
電気モーターによって０．５回転／秒の速度で回転する
直径２００ｍｍφのステンレス製の受け皿と直径１９０
ｍｍφの回転しないステンレス製の挽き皿（重量１，７
１５ｇ）を用いる。まず、目開き１．４０ｍｍと１．０
０ｍｍの篩を用いて試料を篩い分ける。篩は目開きが小
さな方を下にして重ね、試料を入れて振とう機で５分間
振とうする。

【００１１】次いで、目開き１．００ｍｍの篩に残る試
料から５０ｇ秤量して硬度測定装置の受け皿に均一に広
げ、その上に挽き皿を重ねて受け皿を１０秒間回転後、
受け皿上の試料を目開き１．００ｍｍの篩に入れ、振と
う機を使用して１分間振盪させる。篩を通過した試料を
秤量し、元の試料５０ｇに対する圧潰量（ｇ）の比率
（％）の数値を硬度とする。計算式は、硬度（％）＝圧
潰量（ｇ）／試料５０ｇ×１００である。

【００１２】本発明において、粒状硝安又は粒状の爆薬
組成物の硬度は、より好ましくは０．２〜４．４、更に
好ましくは０．３〜３．８、更に好ましくは０．４〜
３．４である。硬度２、２．５等は好ましい例である。
本発明において粒状硝安又は粒状爆薬組成物の平均粒径
とは、メディアン径（５０％粒径）のことである。詳し
くは、目開き４．００ｍｍ、３．３５ｍｍ、２．８０ｍ
ｍ、２．３６ｍｍ、１．７０ｍｍ、１．１８ｍｍ、０．
８５ｍｍ、０．４２５ｍｍの篩で試料１００ｇを篩い分
けて、各篩に残った試料重量から累積粒度分布曲線を作
成し、累積重量が試料全重量の５０％となる粒径のこと
である。なお、篩は目開きの小さいものから順に重ねて
試料を入れ、振とう機を使用して５分間振とうする。

【００１３】硝安粒子又は粒状爆薬組成物の平均粒径
は、小さくなる程威力が向上する傾向がある。これは、
粒子間の空隙が小さくなり、爆轟反応中のエネルギー伝
播効率が向上するためと考えられる。硝安粒子又は粒状
爆薬組成物の平均粒径は、１〜２ｍｍであることが更に
望ましい。

【００１４】本発明の粒状爆薬組成物に用いられる燃料
としては、液状の油剤が望ましい。液状の油剤を用いる
と、油剤が硝安内部まで含浸し易いため、固体の燃料を
用いるよりも粒状硝安との混合性が良くなり、反応性が
高くなるためである。粒状硝安と引火点５０℃以上の軽
油を混合し、起爆感度と爆轟速度の条件を満たせば硝安
油剤爆薬として扱われる。液状の油剤としては、軽油、
灯油、重油、スピンドル油、パラフィンオイル等の鉱物
油や植物油等が使用できるが、低粘度で硝安内部に含浸
し易く、安価である軽油が好ましい。

【００１５】爆薬の酸素バランス値（酸素平衡値）と
は、例えば、平成１１年に日本火薬工業会資料編集部に
より刊行された「一般火薬学」第９〜１２頁に述べられ
ているように、１００ｇの爆薬に含まれている可燃性成
分が完全燃焼するための酸素の過不足量を表した数値
（ｇ）のことである。本発明において、酸素バランス値
は、−３．６〜−１１ｇであることがより好ましく、−
４〜−９ｇであることがより好ましい。酸素バランス値
−５、−８等は好ましい例である。

【００１６】本発明の粒状爆薬組成物には、爆薬の低比
重化のために低比重固体物質を添加することができる。
低比重固体物質としては、発泡スチロールなどの有機低
比重物質、パーライト、シラスバルーン、バーミキュラ
イト、アタパルジャイトなどの無機低比重物質がある。
これらの一種類以上を添加すると良い。無機低比重物質
は、安価で入手しやすく、貯蔵時に爆薬成分と反応する
ことがほとんどないので経時安定性に優れている。シラ
スバルーン、アタパルジャイトは硬度が高く優れてい
る。無機低比重物質の嵩比重は、０．１〜０．６５のも
のが良く、更に０．２〜０．６のものが良い。添加量は
０を超えて３５未満重量％が良く、更に５〜３０重量％
が良い。

【００１７】本発明の粒状爆薬組成物には、耐水性を付
与するため増粘剤を添加してよい。増粘剤は、グアガム
や冷水可溶型のローカストビーンガムが良く、特にグア
ガムが安価で良い。増粘剤粒子の粒径は、１００ミクロ
ン以下のものが良く、０．２重量％水溶液の２０℃にお
ける粘度は２０ｍＰａ・ｓ以上のものが良い。粒状爆薬
組成物への添加量は０を超えて１２未満％が良く、更に
２〜１０％が良い。本発明の粒状爆薬組成物には、耐ブ
ロッキング剤、及び流動性向上剤として炭酸カルシウ
ム、シリカ、タルク、カーボンブラック、またはグラフ
ァイト、金属酸化物等を添加してよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例を用
いて説明する。本発明は、これらの具体的例によって技
術的範囲を限定されるものではない。表１は、以下の実
施例と比較例について実験条件と実験結果を比較してま
とめたものである。

【００１９】

【実施例１】粒状硝安９２．８重量％と２号軽油７．２
重量％を均一に混合し、この粒状爆薬組成物について後
述の試験法により評価を行った。

【００２０】

【実施例２】粒状硝安９２．８重量％と２号軽油７．２
重量％を均一に混合し、この粒状爆薬組成物について後
述の試験法により評価を行った。

【００２１】

【比較例１】実施例１、実施例２とは吸油率及び硬度の
異なる粒状硝安９２．８重量％と２号軽油７．２重量％
を均一に混合した。この粒状爆薬組成物について後述の
試験法により評価を行った。

【００２２】

【比較例２】実施例１、実施例２とは吸油率及び／又は
硬度の異なる粒状硝安９２．８重量％と２号軽油７．２
重量％を均一に混合した。この粒状爆薬組成物について
後述の試験法により評価を行った。

【００２３】

【比較例３】実施例１、実施例２とは吸油率及び硬度の
異なる粒状硝安９２．８重量％と２号軽油７．２重量％
を均一に混合した。この粒状爆薬組成物について後述の
試験法により評価を行った。

【００２４】

【比較例４】実施例１で使用した粒状硝安９４重量％と
２号軽油６重量％を均一に混合した。この粒状爆薬組成
物について後述の試験法により評価を行った。

【００２５】

【爆轟速度測定】爆轟速度の測定は、ＪＩＳのＫ４８１
０の火薬類性能試験法に規定されている爆速試験、光フ
ァイバー法に従った。ブースターとして２号榎ダイナマ
イト５０ｇを使用した。

【００２６】

【起爆感度試験】起爆感度の測定は、ＪＩＳのＫ４８１
０の火薬類性能試験法に規定されている硝安油剤爆薬の
起爆感度試験方法Ａ（塩ビ法）に従い、６号電気雷管で
起爆した。

【００２７】

【粉化率測定試験】粉化率とは、試料ＡＮＦＯをＡＮＦ
Ｏローダーで排出したときに粉化した量から求めたもの
である。詳しくは、まず粒状爆薬組成物を目開き０．８
５ｍｍの篩に入れ、振とう機を用いて１分間振とうさせ
て篩上に残ったものを試験用試料とした。この試料１０
ｋｇを加圧式ＡＮＦＯローダー（旭化成株式会社製ＡＬ
―２５０）のタンクに仕込み、エアコンプレッサーによ
りタンク内圧を２．５ｋｇ／ｃｍ²にした後、内径１９
ｍｍ、外径２５ｍｍ、長さ３０ｍのホースからＡＮＦＯ
用重袋に全て排出した。次いで、排出した試料を少量ず
つ目開き０．８５ｍｍの篩に入れて振とう機で１分間振
とうさせ、すべて篩分けた。

【００２８】篩を通過した試料の重量を測定し、粉化率
（重量％）＝Ｗ₁／Ｗ₀×１００により粉化率を算出し
た。この式において、Ｗ₀はＡＮＦＯローダーのタンク
に仕込んだ試料重量（１０ｋｇ）、Ｗ₁はＡＮＦＯロー
ダーから排出した試料の０．８５ｍｍ篩を通過した試料
重量（ｋｇ）である。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１より、実施例１、実施例２においては
粉化が生じ難く、威力が高いことが分かる。また、感度
も低く合格した。比較例１、比較例２、比較例３、比較
例４においては、粉化率が増大したり、爆轟速度が低下
したり、感度が増加した。表１における、粉化率の大小
の傾向は、ＡＮＦＯローダーの排出条件、またローダー
による排出時のみに限ったものではなく、粒状爆薬組成
物としての製造時等においても同様の傾向が見られた。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、粒状の爆薬組成物の粉化と感
度増加の問題を解決し、高威力の爆薬組成物を得たもの
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油剤と、硬度が０．２〜４．８、吸油率
が１６〜２４％の粒状硝安とよりなり、１００ｇあたり
の酸素バランス値が―３．６〜―１２．７ｇである爆薬
組成物。
【請求項２】吸油率が１６〜２４％の粒状硝安と油剤
とよりなり、硬度が０．２〜４．８、１００ｇあたりの
酸素バランス値が―３．６〜―１２．７ｇである爆薬組
成物。
【請求項３】粒状硝安又は爆薬組成物の平均粒径が
０．８〜２．５ｍｍである請求項１または２に記載の爆
薬組成物。
【請求項４】無機低比重物質を添加した請求項１〜３
のいずれかに記載の粒状爆薬組成物。
【請求項５】グアガムかつ／またはローカストビーン
ガムを添加した請求項１〜４のいずれかに記載の粒状爆
薬組成物。