JP2009057258A

JP2009057258A - 硝安油剤爆薬

Info

Publication number: JP2009057258A
Application number: JP2007227272A
Authority: JP
Inventors: Sei Matsushita; 聖松下
Original assignee: Japan Carlit Co Ltd
Current assignee: Japan Carlit Co Ltd
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2009-03-19

Abstract

【課題】製造作業環境にも配慮し、粉塵等をもたらす感度低下剤を使用することなく、硝酸アンモニウムの分散性を向上でき、液体燃料との混合性に優れ、かつ、爆発威力が低下することなく、起爆感度が低く、安全性の高い硝安油剤爆薬を提供すること。
【解決手段】かさ比重の異なる少なくとも２種以上のポーラスプリル硝酸アンモニウムの混合物と液体燃料とからなる硝安油剤爆薬であって、前記各ポーラスプリル硝酸アンモニウムの平均粒径が１．０〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする硝安油剤爆薬。
より好ましくは、かさ比重０．８０〜０．９０の範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムとかさ比重０．６０〜０．７５の範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムとの混合物を用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は硝安油剤爆薬に関し、より詳しくは、特定の粒径を有するポーラスプリル硝酸アンモニウムが含有されてなり、爆発威力が大きいにもかかわらず、雷管起爆感度が低く、取扱に優れ安全な硝安油剤爆薬に関するものである。

従来硝酸アンモニウムと軽油等の液体燃料とを混合させてなる爆薬として、硝安油剤爆薬が知られている。該爆薬は、原料が安価で、容易に製造でき、且つ起爆感度が低く、安全性及び経済性に優れているため、広く利用されている。

近年、単位長当たりの装薬量を低減する（原単位を低減させる）ために、主に、低比重の硝安油剤爆薬が用いられている。一般的に低比重硝安油剤爆薬に用いられる硝酸アンモニウムの比重は、ＪＩＳＫ−６７２１に基づいたかさ比重測定方法において０.６０〜０．７５ｇ／ｃｍ^３のポーラスプリル硝安が含有されており、そのようなものを用いることにより、比表面積が多く、軽油との混合性が良好となり、反応性が向上するため、特に薬径が小さい場合、より爆発威力の高い爆薬を得ることができる。

しかしながら、低かさ比重のポーラスプリル硝酸アンモニウムは反応性が高く、低かさ比重のものを使用した硝安油剤爆薬はＪＩＳＫ−４８０１の起爆感度試験方法（Ａ）に定められている塩ビ雨どい試験やカートン試験において、６号雷管１本で起爆する場合があり、安全性が低いという欠点があった。そこで爆薬組成物に別途、起爆感度低下剤を添加し、ポーラスプリル硝酸アンモニウムと軽油との接触を少なくする、もしくは単位体積あたりの爆薬量を少なくすることで起爆感度を低下させた硝安油剤爆薬が知られている。

例えば、特許文献１には、不活性な無機質多孔体からなる比重調節剤兼鈍感化剤を混合した硝安油剤爆薬が開示されている。また、特許文献２には有機質中空体等の比重調節剤兼鈍感化剤が配合された硝安油剤爆薬が開示されている。
これら不活性な無機質多孔体や、有機質中空体の混合は添加量の増大に伴い、爆発威力の低下を招き、また、粉状の有機物や無機物を使用すると硝酸アンモニウムとの比重や粒径の違いにより分級し、起爆感度の低下が認められない爆薬組成物が生じやすく、その分散性に大きな注意を要し、製造工程上あるいは保存上の管理が非常に困難であるといった問題がある。

また、感度低下剤として上記鈍感化剤のような微粉体を使用すると、製造作業において、粉塵が発生し、作業環境上の問題も生じるため、それらの使用は極力ないことが好ましい。

特許文献３には、かさ比重が０．８０〜０．９０であり中空微粒子を含有しないポーラスプリル硝安を主成分とする硝安油剤爆薬組成物が開示されている。
該文献によれば、硝安油剤爆薬組成物において、前記のような高かさ比重のポーラスプリル硝安を約８０重量％含有させた爆薬組成物を用いることによって装填比重を高め破砕効果を向上させたものであるが、高装填比重のため、一つの孔あたりに装填する爆薬量が増大するという欠点もある。

特開２００３−１３７６８４号公報特開２００６−２５６９２７号公報特開２００４−００２１６９号公報

本発明の目的は、上記した問題点に鑑みなされたものであり、製造作業環境にも配慮し、粉塵等をもたらす感度低下剤を使用することなく、硝酸アンモニウムの分散性を向上でき、液体燃料との混合性に優れ、かつ、爆発威力が低下することなく、起爆感度が低く、安全性の高い硝安油剤爆薬を提供するものである。

本発明者は鋭意検討した結果、特定のかさ比重を有したポーラスプリル硝酸アンモニウムを所定量混合し、使用するポーラスプリル硝酸アンモニウムの平均粒径を１.０〜２.０ｍｍとした硝安油剤爆薬が、上記課題を解決できることを見出し本発明の完成に至った。

すなわち本発明は以下の（１）〜（３）に示すものである。

（１）かさ比重の異なる少なくとも２種以上のポーラスプリル硝酸アンモニウムの混合物と液体燃料とからなる硝安油剤爆薬において、
前記各ポーラスプリル硝酸アンモニウムの平均粒径が１．０〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする硝安油剤爆薬。

（２）全ポーラスプリル硝酸アンモニウムに対し、
かさ比重が０．８０〜０．９０ｇ／ｃｍ^３の範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムを３〜２０重量％含有してなることを特徴とする前記（１）に記載の硝安油剤爆薬。

（３）全ポーラスプリル硝酸アンモニウムに対し、
かさ比重が０．６０〜０．７５ｇ／ｃｍ^３の範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムを８０〜９７重量％含有してなることを特徴とする前記（２）に記載の硝安油剤爆薬。

本発明の硝安油剤爆薬は、粒径が揃ったポーラスプリル硝酸アンモニウムを用い、かさ比重の異なる少なくとも２種以上のポーラスプリル硝酸アンモニウムを混合したものを用いることにより、従来の硝安油剤爆薬と比して装填比重を大きく変化させないまま、爆発威力を低下させることなく、塩ビ雨どい試験若しくはカートン試験において６号雷管１本で起爆しない、安全性の高い硝安油剤爆薬とすることができる。
また、粉塵を発生するような感度低下剤を用いることもないため製造作業環境を向上でき、また硝酸アンモニウムの分散性が向上し、取扱に優れた硝安油剤爆薬を提供することができる。

本発明の硝安油剤爆薬は、硝安油剤爆薬組成物として、硝酸アンモニウム及び液体燃料が含有されている。
本発明の硝安油剤爆薬は、かさ比重の異なる少なくとも２種のポーラスプリル硝酸アンモニウムの混合物を含有し、それらの平均粒径がそれぞれ１．０〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする硝安油剤爆薬である。
ここで、平均粒径とは２．３６ｍｍ以上、１．７０ｍｍ以上〜２．３６ｍｍ未満、１．１８ｍｍ以上１．７０ｍｍ未満、０．８５０ｍｍ以上１．１８ｍｍ未満、０．４２５ｍｍ以上０．８５０ｍｍ未満、０．４２５ｍｍ未満にふるい分けし、各分布の中央値（例えば、１．１８ｍｍ以上１．７０ｍｍ未満の範囲は中央値１．４４ｍｍである。）に分布比率を乗じたものを合計して算出したものである。尚、２．３６ｍｍ以上及び０．４２５ｍｍ以下の範囲のものは中央値をそれぞれ２．３６ｍｍ、０．４２５ｍｍで計算した。
例えば、以下の粒度分布を有した硝酸アンモニウムの平均粒径は下表１のようになる。

各硝安の平均粒径を１．０〜２．０ｍｍとすることで、爆薬装填時、各硝安を万遍なく均一に混合することができる。
平均粒径が１．０ｍｍ未満の場合、比表面積が少ないため、起爆感度が低くなり、また低爆速のため爆発威力が不十分になる場合がある。
一方、平均粒径が２．０ｍｍを超えると、比表面積が大きく、液体燃料との接触面積が増大するため、高かさ比重硝安が十分に感度低下の役目を果たさない。

本発明に用いられるポーラスプリル硝酸アンモニウムは、好ましくは、かさ比重が０．８０〜０．９０ｇ／ｃｍ^３の範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムが全ポーラスプリル硝酸アンモニウム中、３〜２０重量％含有されたものである。
該ポーラスプリル硝酸アンモニウムを含有させることによって、硝安油剤爆薬組成物の起爆感度を低下せしめることができる。
全ポーラスプリル硝酸アンモニウム中、かさ比重が上記範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムの配合量として、より好ましくは、１０〜２０重量％の範囲であり、３重量％に満たない場合、塩ビ雨どい試験もしくはカートン試験で完全に不爆とならず安全性の低い爆薬となり、２０重量％を超える場合、爆速が低下し、爆発威力の低い爆薬となる。

さらに、異なるかさ比重を有するポーラスプリル硝酸アンモニウムとして、かさ比重が０．６０〜０．７５ｇ／ｃｍ^３の範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムを混合することが好ましい。該ポーラスプリル硝酸アンモニウムの配合量としては、好ましくは全ポーラスプリル硝酸アンモニウム中、８０〜９７重量％含有されたものである。８０重量％に満たない場合爆速の低下が見られ、９７重量％を超える場合塩ビ雨どい試験もしくはカートン試験で完全に不爆とならず安全性の低い爆薬となる。

本発明に用いられる液体燃料は、混合時に液体である燃料を用いることが好ましく、軽油、灯油等の鉱物油、植物油、動物油等が挙げられる。より好適に使用できる液体燃料はＪＩＳＫ−４８０１規格に定められているように、引火点が５０℃以上である軽油である。

本発明の硝安油剤爆薬組成物は、ニーダーあるいは回転ミキサーのような混合機で、ポーラスプリル硝酸アンモニウムと液体燃料とを必須の成分として、均一に混合することによって製造される。また、撹拌、混合の機能を備えているならば、他の混合機も使用可能である。

以下、実施例を説明する。本発明は、本実施例によって何ら制限されるものではない。

実施例１
かさ比重０．６２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを８０重量％とかさ比重０．８２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．４ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム１４重量％をコンクリートミキサー中、３分間混合した。混合したポーラスプリル硝酸アンモニウム全９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

実施例２
かさ比重０．６２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを８５重量％とかさ比重０．８２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．４ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム９重量％をコンクリートミキサー中、３分間混合した。混合したポーラスプリル硝酸アンモニウム全９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

実施例３
かさ比重０．７１ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを８０重量％とかさ比重０．８２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．４ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム１４重量％をコンクリートミキサー中、３分間混合した。混合したポーラスプリル硝酸アンモニウム全９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

比較例１
かさ比重０．６２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

比較例２
かさ比重０．７１ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

比較例３
かさ比重０．６２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを９４重量％に対して、ステアリン酸アンモニウム（平均粒径：１２０μｍ）を外割で０.５重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合した。さらに２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

比較例４
かさ比重０．８２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．４ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

比較例５
かさ比重０．６２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを７０重量％とかさ比重０．８２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．４ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム２４重量％をコンクリートミキサー中、３分間混合した。混合したポーラスプリル硝酸アンモニウム全９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

比較例６
かさ比重０．６２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを４７重量％とかさ比重０．８２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径１．４ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム４７重量％をコンクリートミキサー中、３分間混合した。混合したポーラスプリル硝酸アンモニウム全９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

比較例７
かさ比重０．６２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径２．２ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを８０重量％とかさ比重０．８２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径２．２ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム１４重量％をコンクリートミキサー中、３分間混合した。混合したポーラスプリル硝酸アンモニウム全９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

比較例８
かさ比重０．６２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径０．８ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウムを８０重量％とかさ比重０．８２ｇ／ｃｍ^３、平均粒径０．８ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム１４重量％をコンクリートミキサー中、３分間混合した。混合したポーラスプリル硝酸アンモニウム全９４重量％に対して２号軽油を６重量％の配合比で、コンクリートミキサー中、３分間混合して硝安油剤爆薬を得た。

各試験品の組成一覧を下表２に示す。

性能試験
（１）かさ比重測定
実施例１〜３、比較例１〜８で得られた硝安油剤爆薬を、ＪＩＳＫ−６７２１規格に基づいて、測定した。

（２）装填比重測定
実施例１〜３、比較例１〜８で得られた硝安油剤爆薬を、３２Ａ炭素鋼鋼管（内径φ３５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）に十分に装填した時の薬量を測定し、そして装填比重を下式より装填比重を求めた。
式：装填した硝安油剤爆薬の薬量／３２Ａ炭素鋼鋼管の体積

（３）起爆感度試験
実施例１〜３、比較例１〜８で得られた硝安油剤爆薬を、ＪＩＳＫ−４８０１規格に基づいて、ＶＵ６０の塩ビ雨どい管（内径φ６０ｍｍ、長さ１３０ｍｍ）に装填し、６号電気雷管１本を起爆させた時に硝安油剤爆薬が起爆するか試験した。

（４）爆速測定
実施例１〜３、比較例１〜８で得られた硝安油剤爆薬を、ＪＩＳＫ−４８０１規格に基づいて、３２Ａ炭素鋼鋼管（内径φ３５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）に装填し、５０ｇのエマルション爆薬をブースターとして６号電気雷管で起爆し、イオンギャップ法によって爆速を測定した。

（５）作業環境測定
実施例１〜３、比較例１〜８に記載の爆薬の製造中の作業環境測定を、作業環境測定基準労働省告示第四十六号に基づいて測定した。

これらの試験結果を表３に示す。

表３の結果から、実施例１〜３は、比較例１〜８と比較すると、装填比重が大きく変化することなく、且つ爆発威力を低下させることなく、製造作業の環境性を向上させ、硝酸アンモニウムと感度低下剤の分散性が向上し、塩ビ雨どい試験において６号雷管１本で起爆しない、安全性の高い硝安油剤爆薬を提供することができた。

Claims

かさ比重の異なる少なくとも２種以上のポーラスプリル硝酸アンモニウムの混合物と液体燃料とからなる硝安油剤爆薬において、
前記、各ポーラスプリル硝酸アンモニウムの平均粒径が１．０〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする硝安油剤爆薬。
全ポーラスプリル硝酸アンモニウムに対し、
かさ比重が０．８０〜０．９０ｇ／ｃｍ^３の範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムを３〜２０重量％含有してなることを特徴とする請求項１に記載の硝安油剤爆薬。
全ポーラスプリル硝酸アンモニウムに対し、
かさ比重が０．６０〜０．７５ｇ／ｃｍ^３の範囲であるポーラスプリル硝酸アンモニウムを８０〜９７重量％含有してなることを特徴とする請求項２に記載の硝安油剤爆薬。