JP2008189515A - 鈍感化爆薬組成物およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化して成る1.800g/ccより高密度の再結晶RDXを有する爆薬組成物。硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化して成る1.800g/ccより高密度の再結晶RDXと1.800g/cc未満の再結晶RDXとを有し、1.800g/ccより高密度の再結晶RDXが50重量%以上、1.800g/cc未満の再結晶RDXが50重量%未満である爆薬組成物。
【選択図】なし
Description
20世紀半ばまでは、TNT系またはTNT/RDX系の爆薬が弾薬類に填薬されてきたが、品質的な問題が起こった。
近年は、石油化学の進歩により多種のプラスチックが出現し、プラスチックを爆薬組成物の添加剤として使用することにより、品質面および安全面を考慮した爆薬組成物の開発が行われている。
硝酸法RDXを再結晶した場合、粒子密度範囲に幅がある。その理由は、自然析出による再結晶の場合、粒子密度範囲に幅をもつためである。
本発明は、斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、硝酸法RDXを再結晶化したRDXを用いることを可能とした鈍感化した爆薬組成物およびその製造方法を提供することにある。
これはRDX結晶(粒子)の中に気泡または不純物が含まれ、爆薬結晶の密度が低くなっていることが原因と考えられている。
一般的に、衝撃を受けた爆薬が爆発する理由は、衝撃によって爆薬内部に高温が発生し、それが発火につながると考えられている。
そこで、本発明者は、再結晶RDXにより製造した高密度RDXも、ある程度の密度範囲を持っており、鈍感化された爆薬組成物として使用するためには、再結晶RDXの粒子密度範囲を、下記のように、一定密度以上に調整して使用することにより、鈍感化した爆薬組成物を得ることが可能になることを見いだし、本発明を完成するに至った。
請求項2に係る発明は、硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化して成る1.800g/ccより高密度の再結晶RDXと1.800g/cc以下の再結晶RDXとを有し、1.800g/ccより高密度の再結晶RDXが50重量%以上、1.800g/cc以下の再結晶RDXが50重量%以下であることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化する工程と、再結晶化したRDXの粒子密度を重液法により評価・分離を行い、1.800g/ccより高密度の再結晶RDXと1.800g/cc以下の再結晶RDXとを得る工程と、50重量%以上の1.800g/ccより高密度の再結晶RDXと50重量%以下の1.800g/cc以下の再結晶RDXとを用いて鈍感化爆薬を製造する工程とを有することを特徴とする。
先ず、本試験試料に係る爆薬組成物における製造について説明する。
HTPB(末端水酸基ポロブタジエン:主剤)7.68重量%を圧力50Pa下温度60℃で30分混和し、次にアルミニウム(平均粒子径:20μm)20重量%を加え、圧力50Pa下温度60℃で20分混和し、次に、硝酸法RDXを64重量%(平均粒子径:200μm)を加え、次にDOA(ジオクチルアジペート:可塑剤)を7.68重量%加え、圧力50Pa下温度60℃で40分混和し、次にIPDI(イソホロンジイソシアネート:硬化剤)を0.64重量%加え、圧力50Pa下温度60℃で20分混和した。
HTPB(末端水酸基ポロブタジエン:主剤)。これは、硬化後に、ゴム状で弾性のある爆薬となる(ゴム状なので衝撃を吸収して感度を下げる効果がある)。
DOA(ジオクチルアジペート:可塑剤)。これは、DOA添加量の大小により硬化前状態の粘度(ゆるさ)を調整する(脱泡(空気抜き)作業、注型作業が容易になる)。
次に、上述した試験試料製造で作成した各爆薬組成物(PBX)を励爆させるための標準爆薬(ペントライト)の製造について説明する。
トリニトロトルエン(TNT)50重量%を蒸気釜に投入後、蒸気釜に蒸気を通し、攪拌しながら完全に溶融させ、次に、ペンスリット(PETN)50重量%を蒸気釜に投入して、溶融したTNTと混ざり合うように攪拌し、次いで、注型容器すなわち塩化ビニールパイプに少量ずつ塩化ビニールパイプ内を攪拌しながら注型を行う。この後、自然冷却により硬化後、端面処理すなわちペントライトの盛り上がり箇所を修正して励爆薬とした。
図1は、カードギャップ試験に用いる装置である。
カードギャップ試験は、塩化ビニールパイプ7内で硬化させた標準爆薬(励爆薬)8の爆轟により、鋼管10内で硬化させた試料爆薬11がある距離を隔てて爆轟するかどうかを調べる殉爆試験の一種である。カードギャップ試験は、標準爆薬8を電気雷管5により起爆し、標準爆薬8の爆轟による衝撃波ギャップ(PMMA樹脂板)9を介して試料爆薬11に伝え、試料爆薬11が爆轟するかどうかを証拠板13の爆痕で判定するものであり、衝撃波のみによる起爆感度を測定する方法である。一定の標準爆薬、一定の材質のギャップを用いることで、試料爆薬11が爆轟するための最低衝撃波圧力を計算することが可能であり、再現性がよく、理論的考察の有効な試験方法である。
カードギャップ試験試料の構成(組み立て手順)を以下に記す。
標準爆薬8上面にテープ6で電気雷管5を固定後、標準爆薬8の反対面に衝撃波ギャップ(PMMA樹脂板)9をテープ6にて固定する。
次に、固定した鋼管10の反対側を塩ビパイプ15に差し込んだ後、鋼管10と塩ビパイプ15の取付部分(円周上)に接着剤14を塗布し、鋼管10と塩ビパイプ15を固定する。
次に、硝酸法RDXの密度について説明する。
硝酸法RDXの粒子密度を調査するために、粒子密度範囲の調査を行った。
図2は、密度測定装置の概要図を示す。
引き続き、狙い値を1.796g/ccに調整した重液3、狙い値を1.794g/ccに調整した重液3毎に試験し、総投入量に対して、各重液3毎に密度分離して採取した硝酸法RDXの重量%の結果を図3に示す。
粒子密度を向上させる方法としては、再結晶法がある。この方法は、粗結晶を溶媒に溶かし、溶媒の蒸発、温度差や溶媒の混合比の変化による溶解度の差などを利用して結晶を析出させる。
先ず、粗結晶を溶媒に加温をしながら完全に溶解させた後ろ過して、不純物を除去する。再度ろ液を加温し、すみやかに冷却し再結晶化する。常温程度まで液温が下がったら再度ろ過し、再結晶化した結晶をろ過する。本手法で不純物を取り除いた結晶が得られる。
セパラブルフラスコ(下)24に硝酸法RDX(乾燥品:200g)と良溶媒としてジメチルスルホキシド(以下DMSO)200mlとを投入後、セパラブルフラスコ(上)(下)23、24をクランプ等で密閉し、良溶媒中に熱電対22が浸るようにセパラブルフラスコ(上)23に固定させ、攪拌機21を稼動することにより、セパラブルフラスコ(下)24内の攪拌翼26を攪拌させる。
完全溶解後、ジャッキ28を下降させオイルバス27とセパラブルフラスコ(下)24を下げ、攪拌機21を止め、クランプを外し、セパラブルフラスコ(下)24を下降後、セパラブルフラスコ(下)24内の溶解液をフィルター30を取り付けたろ過器29に溶解液を注ぎ込み、溶解液中の不純物を取り除く。ろ過後にビーカー32中の溶解液33を再度セパラブルフラスコ(下)24内に投入し、セパラブルフラスコ(上)(下)23、24をクランプ等で密閉し、攪拌機21を再稼動させ、攪拌翼26を攪拌させる。
再結晶RDXの粒子密度を調査するために、図2に示した粒子密度測定・分離装置を用いて粒子密度範囲の調査を行った。
図3に示した硝酸法RDXの密度と再結晶RDXの密度調査結果を図6に示す。
再結晶RDXの密度は、1.796g/cc〜1.802g/ccであり、最頻度は1.798g/ccであった。
試験結果を、表1に示す。
再結晶RDXが衝撃感度の鈍感化に少なからず影響することを確認した。
また、粒子密度の測定および分離試験にて、硝酸法RDXは1.800g/ccより低い粒子密度分布であることが(1.794g/cc<硝酸法RDX<1.800g/cc)確認できた。
よって、再結晶RDXを硝酸法RDXでは存在しない粒子密度値、すなわち1.800g/ccを基準値として密度分離を行い、1.796g/cc<再結晶RDX<1.800g/ccおよび 1.800g/cc≦再結晶RDX<1.802g/ccの2種類の配合組成を変更して、上述した試験試料製造およびカードギャップ試験を行い、衝撃感度に及ぼす影響を調査した。
結果から、鈍感化爆薬組成物は、主成分である化合火薬類が再結晶化したRDXの粒子密度(1.800g/cc≦再結晶RDX<1.802g/cc)の配合比率が、50重量%以上含むと、カードギャップ試験結果が50kBar(5.00GPa)以上となり、再結晶RDXのカードギャップ試験結果40.1kBar(4.01GPa)よりも衝撃感度を鈍感化することが可能となり、衝撃感度を鈍感化するのに好適であることが確認できた。
また、硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化して成る1.800g/ccより高密度の再結晶RDXと1.800g/cc以下の再結晶RDXとを有し、1.800g/ccより高密度の再結晶RDXが50重量%以上、1.800g/cc以下の再結晶RDXが50重量%以下である爆薬組成物も又、硝酸法RDXを用いた爆薬組成物より爆薬感度を鈍感化することが確認できた。
Claims (4)
- 硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化して成る1.800g/ccより高密度の再結晶RDXを有する
ことを特徴とする鈍感化爆薬組成物。 - 硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化して成る1.800g/ccより高密度の再結晶RDXと1.800g/cc未満の再結晶RDXとを有し、
1.800g/ccより高密度の再結晶RDXが50重量%以上、1.800g/cc未満の再結晶RDXが50重量%以下である
ことを特徴とする鈍感化爆薬組成物。 - 硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化する工程と、
再結晶化したRDXの粒子密度を重液法により評価・分離を行い、1.800g/ccより高密度の再結晶RDXを得る工程と、
1.800g/ccより高密度の再結晶RDXを用いて鈍感化爆薬を製造する工程と
を有することを特徴とする鈍感化爆薬組成物の製造方法。 - 硝酸法RDXを有機溶剤で溶解して再結晶化する工程と、
再結晶化したRDXの粒子密度を重液法により評価・分離を行い、1.800g/ccより高密度の再結晶RDXと1.800g/cc未満の再結晶RDXとを得る工程と、
50重量%以上の1.800g/ccより高密度の再結晶RDXと50重量%以下の1.800g/cc未満の再結晶RDXとを用いて鈍感化爆薬を製造する工程と
を有することを特徴とする鈍感化爆薬組成物の製造方法。
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