JP2009511411A - 高速ガス発生剤及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
・少なくとも1種の有機窒素化合物である還元剤、
・少なくとも1種の卑金属硝酸塩である酸化剤、及び、
・少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩である、30質量%未満の第2の酸化剤、
から構成され、
前記火薬粉末成分で主として構成された粉状混合物の乾式ローラー圧縮工程によって得られたガス発生剤、及び、
係るガス発生剤の製造方法を内容とするものである。本発明のガス発生剤は、興味深い燃焼速度を有している。
【選択図】なし
Description
・特許出願EP1 526 121には、前記ガス発生剤の点火を改善し且つ窒素酸化物の排出量を低減させるために、過塩素酸塩(特に過塩素酸カリウム)を少量(5質量%未満)添加することが記載されている。
・米国特許6893517号には、前記ガス発生剤の燃焼速度を増大させるために、過塩素酸塩(特に過塩素酸カリウム)を比較的高率で(30〜45質量%)添加することが記載されている。係る高率の過塩素酸塩の添加によって、燃焼温度は2400K程度と高いものとなる。したがって、燃焼ガスによって膨張式クッションが損傷しないという観点からすると、問題のガス発生剤はもはや低温とは考えられない。
GN+BCN≦20mm/s
GN+BCN+圧縮 20〜22mm/s
GN+BCN+KClO4(後述の実施例4) 32mm/s
GN+BCN+KClO4+圧縮(後述の実施例5) 38.2mm/s
・少なくとも1種の有機窒素化合物(organic nitrogen compound)である還元剤(reducing charge)、
・少なくとも1種の塩基性金属硝酸エステル(basic metal nitrate)である酸化剤(oxidizing charge)、及び、
・少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩(alkaline metal perchlorate)である、30質量%未満の第2の酸化剤(second oxidizing charge)、を主(活性)成分として含み、
前記有機窒素化合物、前記酸化剤及び前記第2の酸化剤の合計が全体の95質量%以上(通常は98質量%以上)であり、
前記火薬成分で主として構成された粉状混合物(pulverulent mixture)の乾式ローラー圧縮工程によって得られたものである。
・形成工程と結合された乾式ローラー圧縮工程(複数の歯(alveoli)を外部表面にもつ少なくとも1つの圧縮シリンダを用いる)を実行することで、成形された複数のガス発生剤を得るべく破断することが可能である凹凸パターンをもつ複数のプレートが得られる。
・乾式ローラー圧縮工程後に造粒工程(granulation)を実行することで、複数の顆粒が得られる。
・乾式ローラー圧縮工程後に造粒工程、さらにペレット化工程(pelleting)を実行することで、複数のペレットが得られる。
・乾式ローラー圧縮工程後に造粒工程、さらに得られた顆粒と押出可能なバインダとの混合工程、及び顆粒を含むバインダの押出工程を実行することで、モノリシック構造の複数の押出ブロック(顆粒が含まれる)が得られる。
・(形成工程と結合された)ローラー圧縮から直接的に得られた成形体、
・顆粒、
・ペレット、及び、
・モノリシック構造の押出ブロック(顆粒が含まれる)、
といった形態となり得る。
・通常200〜800μm(0.8〜1.2cm3/gの見かけの質量当たりの体積(apparent volumic mass)の粒度分布(granulometry)(中位径)を示す、本発明による顆粒、
・通常1〜3mmの厚さを有する本発明によるペレット、及び、
・モノリシック構造の押出ブロックにおける乾燥バインダ(ゲル)内の顆粒
・燃焼温度が2200K未満、20MPaでの燃焼速度が30mm/sより大きく、酸素平衡(oxygen balance)が−2〜−4%であるペレット、
・燃焼温度が2200K未満、20MPaでの燃焼速度が24mm/sより大きく、酸素平衡が−2〜−4%であるモノリシック構造の押出ブロック。
・硝酸グアニジン(GN)、
・塩基性硝酸銅(BCN)及び、
・過塩素酸カリウム(KClO4)。
・少なくとも1種の有機窒素化合物は、45〜65質量%、
・少なくとも1種の塩基性金属硝酸エステルは、15〜35質量%、
・少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩は、既に述べたように、30質量%未満。
アルカリ金属過塩素酸塩の燃焼速度への寄与は、乾式ローラー圧縮工程による可能性として、明白に分かるほどであり、これは、10〜25質量%、好ましくは10〜20質量%のときに、間接的及び有害な燃焼温度の上昇を生じることなく示される。
・45〜65質量%の硝酸グアニジン(GN)、
・15〜35質量%の塩基性硝酸銅(BCN)及び、
・10〜25質量%の過塩素酸カリウム(KClO4)、
を含む。
少なくとも1種の有機窒素化合物である95質量%以上の粉状還元剤、少なくとも1種の塩基性金属硝酸エステルである粉状酸化剤、及び、少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩である、30質量%未満の第2の粉状酸化剤からなる火薬粉末(装薬)の乾式混合工程と、
得られた火薬粉末の混合物の乾式ローラー圧縮工程とを備えている。
(a)乾式造粒(dry granulation)工程(火薬粉末の圧縮された混合物が、スクリーンとして機能するおろし器(500μm〜3mmまで除々に変化する網目(mesh))を通過するようにローターによって機械的に力が加えられる)。ローラー圧縮及び造粒は、単一装置内又は2つの独立した装置内で行われる。結果として得られるガス発生剤は顆粒となる(上記参照)。
(b)乾式造粒工程(上記参照)後のペレット化工程(通常4×108〜109Paの圧力を顆粒が受ける乾式圧縮である。ペレット化金型(pelleting mould impressions)への供給を行うには、初期状態の火薬粉末よりも顆粒の方がより簡易であることを付言しておく)。結果として得られるガス発生剤は、ペレットとなる(上記参照)。
(c)乾式造粒工程(上記参照)後の、得られた顆粒と押出可能なバインダとの混合工程、及び、この混合物の押出工程。最終的に得られたガス発生剤は、顆粒を含むモノリシック構造の複数の押出ブロックである。
Claims (17)
- 少なくとも95質量%の装薬が、
・少なくとも1種の有機窒素化合物である還元剤、
・少なくとも1種の卑金属硝酸塩である酸化剤、及び、
・少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩である、30質量%未満の第2の酸化剤、
から構成され、
前記火薬粉末成分で主として構成された粉状混合物の乾式ローラー圧縮工程によって得られたガス発生剤。 - 成形体、顆粒、ペレット、又は、モノリシック構造の押出ブロックといった形態となった請求項1に記載のガス発生剤。
- 前記少なくとも1種の有機窒素化合物は、硝酸グアニジン、ニトログアニジン、グアニル尿素ジニトロアミド及びこれらの混合物から選択されたものであり、前記少なくとも1種の有機窒素化合物は、有利には、硝酸グアニジンからなることを特徴とする請求項1又は2に記載のガス発生剤。
- 前記少なくとも1種の塩基性金属硝酸エステルは、塩基性硝酸銅、塩基性硝酸亜鉛、塩基性硝酸ビスマス及びこれらの混合物から選択されたものであり、前記少なくとも1種の塩基性金属硝酸エステルは、有利には、塩基性硝酸銅からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のガス発生剤。
- 前記少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩は、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム及びこれらの混合物から選択されたものであり、前記少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩は、有利には、過塩素酸カリウムからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス発生剤。
- 前記少なくとも1種の有機窒素化合物が、45〜65質量%含まれていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のガス発生剤。
- 前記少なくとも1種の塩基性金属硝酸エステルが、15〜35質量%含まれていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のガス発生剤。
- 前記少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩が10〜25質量%含まれていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のガス発生剤。
- モノリシック構造の押出ブロックの形態となっており、このブロックが10質量%以下の乾燥ゲルを含んでいることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のガス発生剤。
- 前記ゲルが、セルロースゲル、アクリル弾性体から得られたゲル、酢酸塩率の高いエチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル重合体、及びこれらの混合物から選択されたものであることを特徴とする請求項9に記載のガス発生剤。
- 前記ゲルが、カルボキシルメチル・セルロース・ナトリウムゲルであることを特徴とする請求項9又は10に記載のガス発生剤。
- 少なくとも1種の有機窒素化合物である95質量%以上の粉状還元剤、少なくとも1種の塩基性金属硝酸エステルである粉状酸化剤、及び、少なくとも1種のアルカリ金属過塩素酸塩である、30質量%未満の第2の粉状酸化剤からなる火薬粉末の乾式混合工程と、
得られた火薬粉末の混合物の乾式ローラー圧縮工程とを備えていることを特徴とするガス発生剤の製造方法。 - 前記火薬粉末が40μm以下の粒度分布を有していることを特徴とする請求項12に記載のガス発生剤の製造方法。
- 顆粒を生成するための圧縮された火薬粉末混合物の乾式造粒工程をさらに備えていることを特徴とする請求項12又は13に記載のガス発生剤の製造方法。
- 前記顆粒のペレット化工程をさらに備えていることを特徴とする請求項14に記載のガス発生剤の製造方法。
- 前記顆粒とゲルとの混合工程、及び、前記顆粒を含む前記ゲルの押出工程をさらに備えていることを特徴とする請求項14に記載のガス発生剤の製造方法。
- 前記乾式混合工程及び/又は前記造粒工程の間に生成された微粉の再利用工程を備えていることを特徴とする請求項12〜16のいずれか1項に記載のガス発生剤の製造方法。
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