JP2003277180A

JP2003277180A - 爆薬組成物

Info

Publication number: JP2003277180A
Application number: JP2002085239A
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】威力が高く、幅広い環境下で使用できる安価
な爆薬組成物を提供すること。【解決手段】粒状硝安の吸油率を１３〜１９％とし、
爆薬１００ｇ当たりの酸素バランスを−５．３〜−５．
５ｇとすること。

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
て硝安油剤爆薬（以下ＡＮＦＯと略記）がある。ＡＮＦ
Ｏ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、比較的簡単な装置で容易に製造できる
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を高威力化する方法として、
吸油率の高い粒状硝安を使用する方法がある。一般に吸
油率が高いということは、硝安内部の空隙の容積が大き
いということであり、このような粒状硝安を使用するこ
とにより、爆薬の反応性が高まり、威力が増大すること
が知られている。しかし、吸油率の高い粒状硝安は爆薬
の反応性を向上させると同時に衝撃感度も増大させると
いう問題があった。例えば、ＡＮＦＯにおいては日本工
業規格Ｋ４８１０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。感度低下の
方法として、爆薬１００ｇ当たりの酸素バランスを大幅
に負にするという方法がある。しかし、爆薬の酸素バラ
ンスを大幅に負にすると、爆薬の威力が低下したり、発
破の際に生じるガス中のＣＯやＮＯｘ等の発生も多くな
る、という問題があった。特に、ＡＮＦＯにおいて、軽
油添加量を増大させることにより爆薬の酸素バランスを
負にする方法では、爆薬の嵩比重が増し、発破孔内へ装
薬される爆薬量が増大し、コストアップにつながるとい
う問題があった。

【０００４】

【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、高威力かつ温暖地や夏場等の２０℃を超える
比較的高温下でも低感度で安価な爆薬組成物を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
行った結果、粒状硝安を含む爆薬組成物において、特定
吸油率の粒状硝安を含有し、かつ爆薬１００ｇ当たりの
酸素バランスを調整することによって前記問題を解決で
きることを見出し、本明をなすに至った。

【０００６】すなわち本発明の態様は、次の通りであ
る。（１）粒状硝安と油剤とよりなる爆薬組成物であっ
て、粒状硝安の吸油率が１３〜１９％であり、かつ１０
０ｇ当たりの酸素バランスが−５．３〜−５．５ｇであ
る前記爆薬組成物。（２）粒状硝安の平均粒径が０．８〜２．５ｍｍであ
る上記（１）に記載の爆薬組成物。（３）爆薬組成物が硝安油剤爆薬であることを特徴と
する（１）または（２）に記載の爆薬組成物。（４）低比重物質を添加した上記（１）〜（３）のい
ずれかに記載の爆薬組成物。（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爆薬組
成物。

【０００７】本発明における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２号軽油の外割重量％である。
詳しくは、まず予め重量をはかっておいた直径４０ｍｍ
φ、内容量６０ｃｃ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。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はかり、次式
により吸油量（外割重量％）を算出する。吸油量＝（Ｗ₂−（Ｗ₁−Ｗ₀）−Ｗ₀−０．１）／（Ｗ
₁−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
ポンプ吸引後にはかった全体重量（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。

【０００８】爆薬の酸素バランス（ＯＢ）とは、１００
ｇ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ｇで表した数値であり、例えば、平
成１１年日本火薬工業会資料編集部により発行された
「一般火薬学」９〜１２頁に述べられている。一般に１
００ｇ当たりの酸素バランスはゼロに近い方が威力が強
い。

【０００９】爆薬組成物において、吸油率の高い粒状硝
安を用いると爆薬組成物の威力が向上するが、高すぎる
と感度が増大しすぎることが多い。爆薬１００ｇ当たり
の酸素バランスを負にすると、感度は低下するが、大幅
に負にすると、爆速や弾動振子値で表される威力が低下
したり、発破の際に生じるガス中のＣＯやＮＯｘ等の発
生も多くなる傾向にある。本発明の爆薬組成物におい
て、粒状硝安の吸油率は１３〜１９％かつ爆薬１００ｇ
当たりの酸素バランスはー５．３〜―５．５ｇが良い。
粒状硝安のより好ましい吸油率は１４〜１９％であり、
更に好ましくは１５〜１９％、更に好ましくは１６〜１
９％、更に好ましくは１７〜１９％である。爆薬１００
ｇ当たりの酸素バランスを−５．４ｇとすることは好適
な例である。

【００１０】本発明において粒状硝安の平均粒径とは、
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、２．８０ｍｍ、
２．３６ｍｍ、１．７０ｍｍ、１．１８ｍｍ、０．８５
ｍｍ、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。

【００１１】本発明の爆薬組成物において、硝安粒子の
平均粒径は、１．０〜２．０ｍｍとすることがより好ま
しい。これを１．３ｍｍとすることは好適な例である。
本発明の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。液状の油剤としては、例えば軽油、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、安価である軽油が望ましい。粒状硝安と引火点５
０℃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。

【００１２】粒状硝安の硬度は、２〜１１が良く、５．
２〜８．８が更に良い。本発明において粒状硝安又は爆
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２００
ｍｍφのステンレス製の受け皿と直径１９０ｍｍφの回
転しないステンレス製の挽き皿（重量１，７１５ｇ）を
用いる。まず、目開き１．４０ｍｍと１．００ｍｍ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。

【００１３】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。

【００１４】本発明の爆薬組成物には、爆薬の低比重化
のため低比重物質を添加することができる。低比重物質
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良い。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のものがよく、更によ
くは０．２〜０．６のものがよい。添加量は０を超えて
３５未満重量％がよく、更によくは５〜３０重量％がよ
い。

【００１５】また、本発明の爆薬組成物には耐水性を付
与するため増粘剤を添加することができる。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よく、
特にグアガムが安価で良い。増粘剤粒子の粒径は、１０
０ミクロン以下のものがよく、０．２重量％水溶液の２
０℃における粘度は２０ｍＰａ・ｓ以上のものがよい。
爆薬組成物への添加量は０を超えて１２未満％がよく、
更によくは２〜１０％がよい。これを５％とすることは
好適な例である。

【００１６】本発明の爆薬組成物には、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
酸化物を添加してよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明について更に実施例を用い
て説明する。表１は、実施例と比較例の実験条件と実験
結果を比較してまとめたものである。

【００１８】

【爆轟速度測定試験】爆轟速度の測定は、ＪＩＳのＫ４
８１０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。なお、ブースターとして２号
榎ダイナマイト（旭化成株式会社製）３０ｇを使用し
た。

【００１９】

【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。

【００２０】

【実施例】表１に示すように、粒状硝安９３重量％と２
号軽油７重量％を均一に混合した。この爆薬組成物につ
いて前記試験法により評価を行った。

【００２１】

【比較例１】表１に示すように、粒状硝安９３．８重量
％と２号軽油６．２重量％を均一に混合した。この爆薬
組成物について前記試験法により評価を行った。

【００２２】

【比較例２】表１に示すように、粒状硝安９３重量％と
２号軽油７重量％を均一に混合した。この爆薬組成物に
ついて前記試験法により評価を行った。

【００２３】

【比較例３】表１に示すように、粒状硝安９３重量％と
２号軽油７重量％を均一に混合した。この爆薬組成物に
ついて前記試験法により評価を行った。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１より、本発明の爆薬組成物は、威力が
高くかつ比較的高温下でも低感度であることが分かる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、爆薬組成物の感度増加の問題
を解決した高威力で安価な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】粒状硝安と油剤とよりなる爆薬組成物で
あって、粒状硝安の吸油率が１３〜１９％であり、かつ
１００ｇ当たりの酸素バランスが−５．３〜−５．５ｇ
である前記爆薬組成物。
【請求項２】粒状硝安の平均粒径が０．８〜２．５ｍ
ｍである請求項１に記載の爆薬組成物。
【請求項３】爆薬組成物が硝安油剤爆薬であることを
特徴とする請求項１または２に記載の爆薬組成物。
【請求項４】低比重物質を添加した請求項１〜３のい
ずれかに記載の爆薬組成物。
【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爆薬組
成物。