JP2006248881A - 油中水型エマルション爆薬組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 油中水型エマルション爆薬組成物は、油相を形成する油類、水相を形成する無機酸化酸塩、水相を油相に分散させるための乳化剤及び微小中空球体を含有する。乳化剤としては、親水性親油性比(HLB)が2〜5である非イオン界面活性剤とHLBが8〜14である非イオン界面活性剤とよりなり、それらの加重平均HLBが3〜6である混合乳化剤が用いられる。また、油類により形成される油相中にはα−オレフィンオリゴマーと不飽和ジカルボン酸又はその無水物の共重合体を高級アルコールで部分エステル化した樹脂が配合される。
【選択図】 なし
Description
第1の発明の油中水型エマルション爆薬組成物においては、乳化剤として親水性親油性比(HLB)が2〜5である非イオン界面活性剤とHLBが8〜14である非イオン界面活性剤とよりなり、それらの加重平均HLBが3〜6である混合乳化剤が使用される。このため、特にW/O型エマルションの油類により形成される油相に適した親水性親油性バランスが得られ、乳化性を向上させることができると考えられる。また、油類により形成される油相中には、α−オレフィンオリゴマーと不飽和ジカルボン酸又はその無水物の共重合体を高級アルコールで部分エステル化した樹脂が含まれている。係る樹脂の部分エステル化物という特定構造に対し、乳化剤が親和してエマルションの経時安定性を向上させることができるものと推測される。
本実施形態のW/O型エマルション爆薬組成物は、無機酸化酸塩、油類、乳化剤及び微小中空球体を含む組成物である。W/O型エマルションは、油類により形成される油相(連続相)中に無機酸化酸塩の水溶液により形成される水相(分散相)が乳化剤により乳化(分散)されて形成されている。エマルションの乳化性とその安定性は、油相及び水相の種類に対して適切な乳化剤を選択することにより得られる。
ここで、Z;混合乳化剤のHLB値、Xo;ベースとなるW/O型エマルション用非イオン界面活性剤のHLBの値、Yo;混合乳化剤中のW/O型エマルション用非イオン界面活性剤の配合割合(質量%)、Xw;O/W型エマルション用非イオン界面活性剤のHLBの値、Yw;混合乳化剤中のO/W型エマルション用非イオン界面活性剤の配合割合(質量%)。
・ 本実施形態の油中水型エマルション爆薬組成物においては、乳化剤として親水性親油性比(HLB)が2〜5である非イオン界面活性剤とHLBが8〜14である非イオン界面活性剤とよりなり、それらの加重平均HLBが3〜6である混合乳化剤が使用される。このため、特にワックスにより形成される油相に適した親水性親油性バランスが得られ、乳化性を向上させることができると考えられる。また、油相中には、部分エステル化樹脂が含まれている。係る部分エステル化樹脂は、そのジカルボン酸の一方のカルボキシル基がエステル化され(親油性)、他方のカルボキシル基がエステル化されないでカルボキシル基の状態で存在する(親水性)という特定構造を有している。そのような部分エステル化樹脂の特定構造に対し、乳化剤が親和してエマルションの経時安定性を向上させることができるものと推測される。
(実施例1)
まず、硝酸アンモニウム76.3部、硝酸ナトリウム4.57部を水11.05部に加えて加温することにより溶解させ、約90℃の酸化剤水溶液を得た。一方、融点78℃のマイクロクリスタリンワックス1.55部と炭素数20,24のα−オレフィンオリゴマーと無水マレイン酸の共重合体をステアリルアルコールで部分エステル化した樹脂(融点58℃)1.03部とを加温して油相成分の溶融混合物を得た。さらに、HLB4.3のソルビタンイソステアレート(W/O型エマルション用非イオン界面活性剤)2.32部とHLB11.5のポリオキエチレンモノオレエート(O/W型エマルション用非イオン界面活性剤、エチレンオキシドの付加モル数は9)0.26部を加温して溶融混合した。これを前記油相成分の溶融混合物と約90℃で溶融混合し、可燃剤混合物を得た。
(実施例2)
まず、硝酸アンモニウム76.3部、硝酸ナトリウム4.57部を水11.05部に加えて加温することにより溶解させ、約90℃の酸化剤水溶液を得た。一方、融点78℃のマイクロクリスタリンワックス1.90部と炭素数20,24のα−オレフィンオリゴマーと無水マレイン酸の共重合体をステアリルアルコールで部分エステル化した樹脂(融点58℃)1.20部とを加温して油相成分の溶融混合物を得た。また、HLB4.8のソルビタンモノオレエート(W/O型エマルション用非イオン界面活性剤)1.85部とHLB8.5のソルビタンモノラウレート(O/W型エマルション用非イオン界面活性剤)0.21部を加温して溶融混合し、これを前記油相成分の溶融混合物と約90℃で溶融混合して可燃剤混合物を得た。
(実施例3)
まず、硝酸アンモニウム76.3部、硝酸ナトリウム4.57部を水11.05部に加えて加温することにより溶解させ、約90℃の酸化剤水溶液を得た。一方、融点78℃のマイクロクリスタリンワックス1.80部と炭素数20,24のα−オレフィンオリゴマーと無水マレイン酸の共重合体をステアリルアルコールで部分エステル化した樹脂(融点58℃)1.70部とを加温して油相成分の溶融混合物を得た。また、HLB3.6のソルビタンセスキオレエート(W/O型エマルション用非イオン界面活性剤)2.39部とHLB8.5のソルビタンモノラウレート(O/W型エマルション用非イオン界面活性剤)0.27部とを加温して溶融混合し、これを前記油相成分の溶融混合物と約90℃で溶融混合して可燃剤混合物を得た。
(実施例4)
まず、硝酸アンモニウム76.3部、硝酸ナトリウム4.57部を水11.05部に加えて加温することにより溶解させ、約90℃の酸化剤水溶液を得た。一方、融点78℃のマイクロクリスタリンワックス1.55部と炭素数16,18のα−オレフィンオリゴマーと無水マレイン酸の共重合体をステアリルアルコールで部分エステル化した樹脂(融点60℃)1.03部とを加温して油相成分の溶融混合物を得た。また、HLB4.8のソルビタンモノオレエート(W/O型エマルション用非イオン界面活性剤)2.43部とHLB8.1のポリオキシエチレンモノオレエート(O/W型エマルション用非イオン界面活性剤、エチレンオキシドの付加モル数は3)0.15部を加温して溶融混合した。これを前記油相成分の溶融混合物と約90℃で溶融混合し、可燃剤混合物を得た。
(比較例1)
実施例1に準拠し、油相としてマイクロクリスタリンワックスのみを含有し、乳化剤として混合乳化剤を使用せず、従来から知られているソルビタンモノオレエートのみを使用してW/O型エマルションを生成した。比較例1の配合組成を表1に示す。それに、微小中空球体としてガラスマイクロバルーンを添加混合して、W/O型エマルション爆薬組成物を得た。得られたエマルション爆薬組成物の比重は1.15であった。このW/O型エマルション爆薬組成物を実施例1と同様に成形し、下記に示す性能試験に供した。
(比較例2)
実施例1に準拠し、油相としてマイクロクリスタリンワックスと炭素数20,22のα−オレフィンオリゴマーと無水マレイン酸の共重合体をステアリルアルコールで部分エステル化した樹脂(融点58℃)を含有し、乳化剤として混合乳化剤を使用せず、従来からあるソルビタンモノオレエートのみを使用してW/O型エマルションを生成した。比較例2の配合組成を表1に示す。それに、微小中空球体としてガラスマイクロバルーンを添加混合して、W/O型エマルション爆薬組成物を得た。得られたエマルション爆薬組成物の比重は1.15であった。
(比較例3)
実施例1に準拠し、油相としてマイクロクリスタリンワックス(融点78℃)とポリエチレンワックス(融点88℃)とを含有し、乳化剤としてHLB4.8のソルビタンモノオレエートとHLB8.5のソルビタンモノラウレートの混合乳化剤を使用してW/O型エマルションを生成した。比較例3の配合組成を表1に示す。それに、微小中空球体としてガラスマイクロバルーンを添加混合して、W/O型エマルション爆薬組成物を得た。得られたW/O型エマルション爆薬組成物の比重は1.15であった。
1)乳化性試験
前記エマルションの乳化工程中の粗エマルション生成過程において、酸化剤水溶液の滴下から、滴下が終了して酸化剤水溶液全量が油相中に包含されるまでの時間を計測した。時間が短いほど乳化性が良好と判断され、製造規模が大きくなった場合により短時間で安定なエマルションが生成されるという効果がある。
2)経時安定性
W/O型エマルション爆薬組成物を直径25mm、長さ150mmに成形し、ラミネートクラフト紙で包装した薬包を使用し、+50℃で19時間、−30℃で1時間、その間の調温に各2時間、合計24時間を1サイクルとする温度負荷試験を10サイクル行った。サイクルを行った後の爆薬組成物を−20℃に調温し、6号電気雷管で起爆して爆轟の有無を確認した。
3)耐水性
ダイス径6mmの圧伸機で爆薬組成物を押し出し、体積0.1〜3.5cm3となるように切断した粒状の爆薬を6ヶ月間常温で保管した。これを32A鋼管に充填し、火薬学会規格ES−41(2)イオンギャップ法により爆薬の爆轟速度を測定した。また、耐水性評価のため、予め32A鋼管内に水を入れ、この中に前記粒状に成形した爆薬組成物を充填し、同様の方法で爆轟速度を測定した。
4)薬質
レオメータ(不動工業(株)製 NRM-2002D-D)を使用して測定した。即ち、試料台の上に内径21.3mm、長さ70mmの円筒状をなすステンレス鋼製の試料容器を支持し、試料容器内にエマルション爆薬組成物を気泡が入らないように均一に入れた。そして、エマルション爆薬組成物の略中心に、支持体で支持された直径5mmの円柱状をなすアダプターを沈めた後、試料台を200mm/secの速度で上昇させて、アダプターに加わる応力(荷重)の変化を測定した。試料台のストロークを20mmとした。そして、アダプターに加わる最大応力値(N)をエマルション爆薬組成物の薬質として評価した。エマルション爆薬組成物の温度を+20℃及び+70℃に調温し、それぞれの温度における最大応力値を測定した。
5)固結性
ダイス径6mmの圧伸機で爆薬を押し出し、体積0.1〜3.5cm3となるように切断した粒状の爆薬を高さ300mmになるようにポリエチレン製袋に入れて6ヶ月保管した。6ヶ月後に袋底部における爆薬粒子の固結状態を観察した。
・ HLBが2〜5及び8〜14の非イオン界面活性剤をそれぞれ複数種類配合したり、部分エステル化樹脂を複数種類配合することも可能である。
・ 部分エステル化樹脂は、全体としてジカルボン酸が部分エステル化されておればよく、ジカルボン酸の両方のカルボキシル基がエステル化された部分を含んでいてもよい。
Claims (7)
- 油相を形成する油類、水相を形成する無機酸化酸塩、油相中に水相を乳化させる乳化剤及び微小中空球体を含む油中水型エマルション爆薬組成物において、乳化剤として親水性親油性比(HLB)が2〜5である非イオン界面活性剤とHLBが8〜14である非イオン界面活性剤とよりなり、それらの加重平均HLBが3〜6である混合乳化剤を用い、さらにα−オレフィンオリゴマーと不飽和ジカルボン酸又はその無水物の共重合体を高級アルコールで部分エステル化した樹脂を油相中に含有することを特徴とする油中水型エマルション爆薬組成物。
- HLBが2〜5である非イオン界面活性剤がソルビタン脂肪酸エステルであり、HLBが8〜14である非イオン界面活性剤がエチレンオキシド単位を有する非イオン界面活性剤であることを特徴とする請求項1に記載の油中水型エマルション爆薬組成物。
- α−オレフィンオリゴマーと不飽和ジカルボン酸又はその無水物の共重合体を高級アルコールで部分エステル化した樹脂の融点が55〜80℃であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の油中水型エマルション爆薬組成物。
- α−オレフィンオリゴマーと不飽和ジカルボン酸又はその無水物の共重合体を高級アルコールで部分エステル化した樹脂が、炭素数20〜24のα−オレフィンオリゴマーと無水マレイン酸の共重合体をステアリルアルコールで部分エステル化したものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の油中水型エマルション爆薬組成物。
- α−オレフィンオリゴマーと不飽和ジカルボン酸又はその無水物の共重合体を高級アルコールで部分エステル化した樹脂の配合割合が、油類と前記樹脂の合計質量に対して、10〜50質量%であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の油中水型エマルション爆薬組成物。
- 温度による粘性の変化を示す最大応力値が20℃で8.0〜13.0N、70℃で1.0〜3.0Nであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の油中水型エマルション爆薬組成物。
- 体積が0.1〜3.5cm3となる粒子状に成形されたものであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の油中水型エマルション爆薬組成物。
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