JP2528101B2

JP2528101B2 - 爆発組成物

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Publication number: JP2528101B2
Application number: JP61191796A
Authority: JP
Inventors: エドウィンイエーツデビッド; ウイリアムデイクスチュアート
Original assignee: アイシ−アイオ−ストラリアリミテイド
Priority date: 1985-08-21
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: MY100716A; IE862080L; NO863353D0; IN173934B; EP0213786A1; GB2179338B; EP0213786B1; JPS6291486A; US4710248A; ZM6486A1; ZW16686A1; MW5186A1; GB2179338A; CA1321881C; IE59303B1; PH22329A; ZA865887B; DE3670477D1; GB8619046D0; NO863353L

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、爆発組成物に関し、とくに連続油相全体に
分散した不連続酸化剤相を含んで成り、前記連続相が前
記不連続相と実質的に不混和性である爆発組成物に関す
る。

〔従来の技術〕

商業的に入手可能なエマルジョン爆発組成物は通常油
中水型であり、ここで酸素供給源の溶液水の離散した滴
が連続有機油相中内に不連続相として分散している。こ
のような油中水型エマルジョン爆発組成物は、米国特許
第3,447.978号、同第3,674,578号、同第3,770,522号、
同第4,104,092号、同第4,111,727号、同第4,149,916号
号および同第4,149,917号に記載されている。

ある用途において、酸化剤相中の水分は非常に低いレ
ベルに減少され、例えば、４％より低く減少され、ある
いは完全に排除されることがある。油中溶融物型エマル
ジョン爆発組成物は、米国特許第4,248,644号に記載さ
れている。この明細書を通じて、「エマルジョン爆発組
成物（emulsion explosive compsition）」という用語
は、油中水（water in oil）型または油中溶融物（melt
in oil）型の両者を包含する。

これらのエマルジョン爆発組成物においては、表面張
力変更性乳化剤を使用して、酸化剤相の滴の分割を促進
し、そして引き続く連続相中の分散を促進する。乳化剤
は、また、滴の合体（coalescence）および凝集（agglo
meration）を阻止することにより、エマルジョンの破壊
に対する安定化作用を有する。さらに、酸化剤相の滴は
本来準安定性であり、そして結晶化する傾向を有する。
結晶の生長はエマルジョン爆発組成物のデトネーション
に対する感度を損傷し、そして過酷な場合において、結
晶のインターロッキング（interlocking）は装薬する
（prime）ことが非常に困難な固体組成物を生成する。
こうして、従来のエマルジョン爆発組成物は、使用前の
貯蔵および輸送の両者の間に爆発性能を漸進的劣化させ
る傾向がある。

貯蔵時の爆発性能の劣化を減少するために、種種の乳
化剤のタイプおよび乳化剤のブレンドが試験されてき
た。これらの乳化剤のあるものは酸化剤の滴の合体を有
意に減少させるために案出され、一方、他のものは水性
酸化剤相内の結晶の形成および生長を調節しかつ制限す
るための、晶癖変更剤として機能する。これらの乳化剤
のあるものはエマルジョン爆発組成物の安定性を改良す
るうえで成功したが、それらは組成物のデトネーション
に対する感度を減少し、そしてデトネーションを満足す
べきものとするために組成物を充填したカートリッジの
最小の許容されうる直径を増加させた。共融混合物を形
成する塩類、例えば、硝酸カルシウムを組成物中に含め
ることによって許容されうる直径を減少させる場合、デ
トネーション時の気体の発生が減少し、こうして爆性能
を低下する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、貯蔵時の劣化が最小であるエマルジ
ョン爆発組成物を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

したがって、本発明によれば、酸素供給成分を含有す
る不連続酸化剤相と連続相を形成する有機燃料媒質とを
含んでなるエマルジョン爆発組成物であって、前記酸素
供給成分および前記有機燃料媒質は親水性部分および親
油性部分を含んで成る変性剤の存在下に乳化され、前記
親水性部分はカルボン酸またはカルボン酸に加水分解さ
れうる基を含んで成り、前記親油性部分は飽和または不
飽和の炭化水素鎖であり、そして前記エマルジョン爆発
組成物のpHは、以後定義するように、4.5以上であるこ
とを特徴とするエマルジョン爆発組成物、が提供され
る。

上に述べたカルボン酸に加水分解されうる基は、例え
ば、エステル類およびカルボン酸無水物類を包含する。
一般に、前記変性剤の平均分子量は好ましくは250〜500
0の範囲内であり、より好ましくは400〜5000の範囲内で
ある。

親油性鎖の構造は、少なくとも10個、好ましくは500
個以下の連結された原子の主鎖の配列を含むことが好ま
しいであろう。これらの原子はすべて炭素原子であるこ
とができ、あるいは異種原子、例えば、窒素および酸素
を含有する主として炭素原子であることができる。好ま
し親油性部分は飽和または不飽和の炭化水素鎖であり、
例えば、モノ−オレフィンのポリマーから誘導されたも
のであり、ポリマー鎖は20〜500個の炭素原子を含有す
る。適当なポリオレフィンは２〜６個の炭素原子を含有
するオレフィンから誘導されたものを包含する。好まし
いオレフィンは、プロピレン、ブテン−１、エチレン、
イソプレン、およびとくに、イソブテンを包含する。

とくに好ましい変性剤は、ポリ〔アルケニル〕コハク
酸およびその誘導体、例えば、ポリ〔アルケニル〕コハ
ク酸無水物である。この群の好ましい構成員は400〜500
0の平均分子量を有する。

他の有用な変性剤は１種または２種以上の飽和または
不飽和のC₁₀〜C₂₀モノヒドロキシモノカルボン酸のエス
テル交換により得られるポリマーから誘導されたもので
あり、前記モノヒドロキシカルボン酸は小比率の１種ま
たは２種以上の非ヒドロキシモノカルボン酸と混合した
形態であることもできる。商業的に入手可能な12−ヒド
ロキシステアリン酸およびステアリン酸の混合物は、例
えば、それ以外の物質と混合してあるいは混合しない
で、エステル交換により適当な複合体の（complex）モ
ノカルボン酸を生成するために有効に使用できる。得ら
れる複合体の酸の分子量は500〜5000の間で異ることが
できる。

モノヒドロキシモノカルボン酸および非ヒドロキシモ
ノカルボン酸のエステル交換は、既知の技術により、例
えば、反応成分を炭化水素溶媒、例えば、キシレン中で
触媒、例えば、テトラブチルチタネートの存在下に加熱
することによって実施できる。

本発明の組成物は単一の変性剤を含むことができる
が、必要に応じて、二種またはそれより多い変性剤を使
用できる。１種または２種以上の変性剤は慣用の方法で
乳化媒質中に混入することができる。

本発明の組成物中に要求される変性剤の量は一般に少
ない。変性剤の要求量は、簡単の実験的試験により容易
に評価され、そして合計爆発組成物の、一般に0.1〜5.0
重量％の範囲内に観測され、好ましくは0.1〜0.4重量
％、そして最も好ましくは0.5〜2.5重量％の範囲内であ
る。

変性剤は低いpHにおいて無効であるので、エマルジョ
ン爆発組成物のpHが4.5以上に維持されることが本発明
の重要な面である。好ましくは、エマルジョン組成物の
pHは７〜８以下である。それゆえ、組成物は好ましくは
4.5〜８、より好ましくは4.5〜７のpHを有する。

「エマルジョン爆発組成物のpH」という表現は、ここ
で使用する場合、エマルジョン爆発組成物の前記酸化剤
相のpHをいう。

この明細書の実施例１において明らかにするように、
酸化剤相が調製された後であるが、エマルジョンが形成
する前に、酸化剤相のpHを測定しかつ所望pHに調節する
ことは最も便利であることが発見された。しかしなが
ら、必要に応じて、酸化剤相のpHは、エマルジョンの形
成後に、決定および／または変更することができる。

pHの調節は、適当な緩衝剤、例えば、酢酸ナトリウ
ム、リン酸二水素ナトリウム、またはリン酸水素二ナト
リウムの添加により容易に達成することができる。変性
剤をカルボン酸の前駆物質と一緒に使用する場合、エマ
ルジョンの段階における適当量の塩基、例えば、炭酸ナ
トリウム、リン酸ナトリウムまたは水酸化ナトリウムの
添加は、変性剤の前駆物質を加水分解させかつ適当なpH
において緩衝化系を形成するであろう。使用できる他の
塩基は、有機塩基、例えば、メチルアミン、エタノール
アミンまたはエチレンジアミンを包含する。

一般に、本発明の変性剤成分において、カルボン酸に
加水分解されうる基からなる変性剤が加水分解されてい
ることが好ましいであろう。

それゆえ、酸素供給成分を含んで成る不連続相；有機
燃料媒質を含んで成る連続相；および親水性部分および
親油性部分を含んで成り、ここで親水性部分がカルボン
酸基を含んで成る、変性剤；を含んで成るエマルジョン
爆発組成物が提供される。

理解されるように、エマルジョンの条件下に、カルボ
ン酸は塩としてイオン化された形態で存在することがで
きる。それゆえ、「カルボン酸」という表現を本発明に
おいて使用する場合、この表現はカルボン酸の塩類を包
含することが理解されるであろう。

一般に、当業者は理解するように、本発明の組成物の
変性剤が広い範囲の反対イオンを有することができるの
で、このような塩の反対イオンの性質は狭く臨界的では
ない。

典型的な反対イオンは、例えば、アルカリ金属および
アルカリ土類金属（例えば、ナトリウム、カリウムおよ
びカルシウム）の陽イオン、あるいはアンモニア；モノ
−、ジ−またはトリ−（C₁〜C₆アルキル）アミン；およ
びC₁〜C₆アルカノールアミンの陽イオンであることがで
きる。

エマルジョン爆発組成物の製造に従来使用された乳化
剤は、一般に約10より低い親水性−親油性バランス（HL
B）を示した。このような従来の乳化剤は、必要に応じ
て、本発明の１種または２種以上の変性剤と一緒に本発
明のエマルジョンの配合において含めることができる。
しかしながら、有効な配合および貯蔵安定性は従来の乳
化剤の不存在下に容易に達成される。

多くの適当な従来の乳化剤は、文献に詳述されてお
り、そして次のものを包含する：ソルビタンエステル、
例えば、ソルビタンセスキーオレエート、ソルビタンモ
ノ−オレエート、ソルビタンモノ−アルミテート、ソル
ビタンモノ−ステアレートおよびソルビタントリステア
レート、油脂形成脂肪酸のモノ−およびジ−グリセリ
ド、大豆レシチンおよびラノリンの誘導体、例えば、ラ
ノリン脂肪酸のイソプロピルエステル、高分子量脂肪族
アルコールおよびワックスエステルの混合物、エトキシ
ル化脂肪族エーテル、例えば、ポリオキシエチレン
（４）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２）オ
レイルエーテル、ポリオキシエチレン（２）ステアリル
エーテル、ポリオキシアルキレンオレイルラウレート、
および置換オキサゾリン、例えば、２−オレイル−4,
4′−ビス−（ヒトロキシメチル）−２−オキサゾリ
ン。このような従来の乳化剤の適当な混合物は、また、
本発明の組成物において、１種または２種以上の変性剤
と一緒に使用するために選択することができる。

従来の乳化剤を使用しようとする場合、乳化剤の好ま
しい量は簡単な実験により容易に決定されるが、一般に
１種または２種以上の変性剤と従来の１種または２種以
上の乳化剤の合計量は合計の爆発組成物の約５重量％を
越えないであろう。これより高い比率の乳化剤および／
または変性剤は許容されることができ、過剰量は組成物
のための補助燃料として作用する。

不連続酸化剤相の酸素供給成分は、適当には、爆発環
境において、爆発組成物へ許容されうる爆発特性を付与
するために十分な量および速度で、酸素を放出すること
のできる酸化剤の塩からなる。エマルジョン爆発組成物
の製造において従来使用されかつ本発明の組成物中に含
めるのに適する無機の酸化剤の塩は、アンモニウム塩お
よびアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属の塩、例え
ば、硝酸塩、塩素酸塩および過塩素酸塩、並びにそれら
の混合物を包含する。他の適当な塩は、硝酸ヒドラジン
および過塩素酸尿素を包含する。酸素供給成分は、ま
た、酸、例えば、硝酸を含むことができる。

好ましくは、酸素供給成分は硝酸アンモニウム、硝酸
ナトリウム、硝酸カルシウムおよびそれらの混合物から
成る群より選択される。

典型的には、本発明の組成物の酸素供給成分は、合計
の組成物の40〜95重量％、好ましくは60〜90重量％を構
成する。

硝酸アンモニウムは好ましくは一次酸化剤塩として使
用し、この一次酸化剤塩は酸素供給塩成分の少なくとも
50重量％を構成し、必要に応じて、少量（50重量％を越
えない）の二次酸素供給成分、例えば、硝酸カルシウム
または硝酸ナトリウムが補充される。二次酸化剤成分は
水性不連続相中に混入できるが、その存在は、酸素供給
成分を溶融物の形態で、すなわち、不連続相の水が実質
的にまたは完全に存在において、エマルジョン中に混入
する場合に、とくに望ましい。硝酸アンモニウムと一緒
に加熱するとき、共融混合物を形成する適当な二次酸化
剤成分は、次のものを包含する：前述の種類の無機の酸
化剤の塩、例えば、鉛、銀、ナトリウムおよびカルシウ
ムの硝酸塩、および有機化合物、例えば、モノ−および
ポリ−ヒドロキシ化合物、例えば、メタノール、エチレ
ングリコール、グリセロール、マンニトール、ソルビト
ールおよびペンタエリスリトール、炭水化物、例えば、
グルコース、スクロース、フルクトースおよびマルトー
ス、脂肪族カルボン酸およびその誘導体、例えば、ギ酸
およびホルムアミド、および有機窒素化合物、例えば、
尿素、メチルアミン硝酸塩およびヘキサメチレンテトラ
ミン、およびこれらの混合物。

酸素供給成分（例えば、硝酸アンモニウム）は従来の
乳化剤を使用する先行技術の爆発組成物に要求される高
い純度を必要としないということは、本発明の組成物の
１つの特定の利点である。とくに、他の等級の硝酸アン
モニウム、例えば、「トパン（Topan）」法によりつく
られた硝酸アンモニウムを便利に使用することができ、
ここで硝酸アンモニウムは核化剤、例えば、アルミニウ
ム、明礬、または長鎖界面活性剤および粘土を含有でき
る。このような商用銘柄の硝酸アンモニウム中に存在す
る核化剤の濃度は、例えば、200〜1000ppmの範囲である
ことができる。このような添加剤は、従来の乳化剤の助
けによりエマルジョン爆発組成物を調製するために使用
する硝酸アンモニウムにおいて許容されえない。従来の
乳化剤をエマルジョン爆発組成物の調製に使用すると
き、核化剤の存在は組成物の結晶化に導き、その結果爆
発性能劣るようになる。

結局、本発明の組成物は商用銘柄の硝酸アンモニウム
を含むことができる。

商用銘柄の硝酸アンモニウムの例および「トパン（To
pan）」法の例は、オーストリア国特許出願第50,425/69
号およびオーストリア国特許出願第81,246/75号中に開
示されている。

必要に応じて、エマルジョン組成物は、さらに、固体
の酸化剤成分、例えば、固体の硝酸アンモニウムまたは
過塩素酸アンモニウムを、便利にはそれぞれ粒子または
粉末の形態で含むことができる。

典型的には、不連続酸化剤相は、合計エマルジョン爆
発組成物の約20〜約97重量％、より通常30〜95重量％、
好ましくは70〜95重量％を構成することができる。不連
属相は、溶融物のエマルジョン場合において、水を完全
に排除することができ、あるいは比較的少量、例えば、
合計の組成物の２〜30重量％、より通常４〜25重量％、
好ましくは８〜18重量％の水を含むことができる。

本発明によるエマルジョン爆発組成物の連続相を形成
できる有機燃料媒質は、爆発組成物の燃料としてはたら
き、そして不連続相の１種または２種以上の成分中に実
質的に不溶性であるべきであり、そして有機燃料媒質は
不連続相と有効量の適当な乳化剤の存在下にエマルジョ
ンを形成できる。乳化の容易さは、なかでも、有機媒質
の粘度に依存し、そして生ずるエマルジョンは実質的に
固体の連続相を有することができるが、有機媒質は、必
要に応じて適当な温度の調節に応答して、最初に十分に
流動状態で存在して、乳化の進行を可能とすることがで
きるべきである。

便利な乳化配合温度において液体の状態で存在できる
適当な有機燃料媒質は、飽和または不飽和の脂肪族およ
び芳香族の炭化水素、およびそれらの混合物を包含す
る。好ましい媒質は、精製した（ホワイト）鉱油、ディ
ーゼル油、パラフィン油、石油蒸留物、ベンゼン、トル
エン、ジニトロトルエン、スチレン、キシレンおよびそ
れらの混合物を包含する。

有機燃料媒質に加えて、連続相は必要に応じてワック
スを含んで、この系のレオロジーを調節することができ
るが、ワックスの存在は必須ではない。適当なワックス
は石油、鉱物、動物および昆虫のワックスを包含する。
好ましいワックスは30℃以上の融点を有し、そして形成
するエマルジョンと容易に混和することができる。好ま
しいワックスは約40℃〜75℃の範囲の融点を有する。

典型的には、連続相（必要に応じて、１種または２種
以上のワックスを含む）は、合計組成物の１〜10重量
％、好ましくは２〜８重量％を構成するが、これより高
い比率、例えば、１〜15重量％またはさらにはこれによ
り高い比率は許容されうる。

必要に応じて、追加の成分を本発明の組成物中に混入
できる。例えば、補助燃料成分を含めることができる。
不連続相中への混入に適当な典型的な補助燃料成分は、
可溶性炭水化物物質、例えば、グルコース、スクロー
ス、フルクトース、マルトースおよび糖蜜、低級グリコ
ール、ホルムアミド、尿素、メチルアミンニトレート、
ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメチレンテトラミン
ニトレート、および他の有機ニトレートを包含する。

連続相中に混入できる補助燃料成分は、脂肪酸、高級
アルコール、植物油、脂肪族および芳香族のニトロ有機
化合物、例えば、ジニトロトルエン、硝酸エステル、お
よび固体粒子物質、例えば、石炭、グラファイト、炭
素、イオウ、アルミニウムおよびマグネシウムを包含す
る。

前述の補助燃料成分の組み合わせを、必要に応じて、
使用することができる。

補助燃料成分の使用量は、組成物の要求する特性に従
って変化させることができるが、一般に、合計エマルジ
ョン爆発組成物の０〜30重量％、好ましくは５〜25重量
％の範囲であろう。

増粘剤および架橋剤を組成物中に、必要に応じて、一
般に少量で、例えば、合計爆発組成物の0.1〜10重量
％、好ましくは１〜５重量％の範囲の量で含めることが
できる。典型的な増粘剤は、天然ゴム、例えば、グア−
ゴムまたはその誘導体、および合成ポリマー、とくにア
クリルアミドから誘導されるものを包含する。

少量の不揮発性、水不溶性のポリマーまたはエラスト
マー物質、例えば、天然ゴム、合成ゴムおよびポリイソ
ブチレンを連続相中に混入することができる。適当なポ
リマーの添加剤は、ブタジエン−スチレン、イソプレン
−イソブチレン、またはイソブチレン−エチレンのコポ
リマーを包含する。それらのターポリマーを、また、使
用して連続相を変性し、そしてとくに組成物中の吸蔵さ
れた気体の保持を改良することができる。

好ましくは、本発明のエマルジョン爆発組成物は不連
続水性成分を含んで、その密度を（1.5g/ccより小に、
好ましくは約0.8〜約1.4g/ccに）減少させかつその感受
性を増大する。気体成分、典型的には窒素は、本発明の
組成物中に、組成物全体に分散した微細な気泡、マイク
ロバルーンまたは微小球としてしばしば呼ばれる中空の
粒子、多孔質粒子またはそれらの混合物として混入する
ことができる。微細な気泡の不連続相は本発明の組成物
中に、機械的な撹拌、注入、または気泡の組成物中への
泡立て通入によって、あるいはその場での気泡の化学的
発生によって混入することができる。気泡のその場での
発生に適当な化学物質は、過酸合物、例えば、過酸化水
素、硝酸塩、例えば、硝酸ナトリウム、ニトロソアミ
ン、例えば、N,N′−ジニトロソペンタメチレンテトラ
ミン、アルカリ金属のホウ水素化物、例えば、ホウ水素
化ナトリウム、および炭酸塩、例えば、炭酸ナトリウム
を包含する。気泡のその場での発生に好ましい化学物質
は、酸性のpHの条件下に分解して気泡を生成する亜硝酸
およびその塩類である。触媒、例えば、チオシアネート
またはチオ尿素を使用して亜硝酸塩の気体発生剤の分解
を促進できる。適当な中空の粒子は、ガラスまたは樹脂
材料、例えば、フェノール−ホルムアルデヒドおよび尿
素−ホルムアルデヒドの小さい中空の微小球を包含す
る。適当な多孔質材料は、膨張した材料、例えば、パー
ライトを包含する。

気体成分は通常、調製されるエマルジョンが周囲温度
および圧力において約0.05〜50容量％の気体を含むよう
に、冷却の間に添加される。便利には、吸蔵される気体
は、直径が200μｍ以下、好ましくは100μｍ以下、より
好ましくは20〜90μｍ、とくに40〜70μｍである気泡
で、50容量％より低く、好ましくは40〜３容量％、とく
に好ましくは30〜10容量％の比率で存在する。好ましく
は吸蔵される気体の少なくとも50％は内径が20〜90μ
ｍ、好ましくは40〜70μｍの気泡または微小球の形態で
存在するであろう。

本発明によるエマルジョン爆発組成物は慣用の乳化技
術によって調製することができる。こうして、酸素供給
成分は水相中に塩溶液の結晶化点より高い温度で、好ま
しくは25〜110℃の範囲の温度で溶解することができ、
そして１種または２種以上の変性剤および任意の１種ま
たは２種以上の乳化剤、および有機相の混合物、好まし
くは溶液を、好ましくは塩溶液の同一の温度で、別に調
製する。次いで、水相を有機相に激しく撹拌しながら添
加して、エマルジョン爆発組成物を生成し、混合は配合
物が均一となるまで続ける。次いで、任意の固体または
気体の成分を導入することができ、均質なエマルジョン
が得られるまでさらに撹拌する。

それゆえ、本発明は、前述のエマルジョン爆発組成物
を製造する方法を提供し、この方法は、（ａ）酸素供給成分を水性組成物中に前記酸素供給成
分の結晶化点より高い温度において溶解し、（ｂ）前記水溶液を前記有機燃料媒質および前記変性
剤と組み合わせ、（ｃ）エマルジョンが均一になるまで混合し、そして（ｄ）必要に応じて、前記エマルジョン中に、固体成
分および／または気体成分を混合する、工程を含んで成る。

前述のように、水性組成物は緩衝剤を含み、これによ
りエマルジョン爆発組成物のpHは、ここに定義するよう
に、4.5〜８の間であることが好ましい。

変性剤がカルボン酸に加水分解されうる基からなる親
水性部分を含む場合、水溶液および有機燃料媒質と組み
合わせるときに、前記基はカルボン酸に加水分解される
ことが好ましいであろう。

本発明のエマルジョン爆発組成物は、そのままで、あ
るいは適当な寸法の装薬（charge）中に包装することが
できる。

本発明を次の実施例によりさらに説明するが、これら
の実施例は本発明の範囲を限定しない。特記しないかぎ
り、すべての部および百分率は重量を基準にする。

実施例１化学的に純粋な硝酸アンモニウム（75.6部）、チオ尿
素（0.2部）、酢酸（0.1部）、酢酸ナトリウム（0.1
部）、エタノールアミン（0.04部）および水（19.0部）
の混合物を撹拌しながら約85℃の温度に加熱して水溶液
を形成した。水酸化ナトリウムを添加してpH〔このpHは
ラジオメーター（Rediometer）PHM82標準pHメーターを
使用して測定した〕を6.0にした。次いで、この熱水溶
液を、急速に撹拌しながら、蒸留物（4.17部）中の0.79
部の「ルブリゾール（Lubrizol）」5986〔“Lubrizol"
は登録商標である；“Lubrizol"5986は商業的に入手可
能な基剤油中の平均分子量が800〜1200であるポリ〔イ
ソブチレン〕コハク酸無水物である〕の溶液中に注ぎ入
れた。均一なエマルジョンが得られるまで、撹拌を続け
た。

ブルックフィールド（Brookfield）装置で50rpmでN0.
6のRV型スピンドルを使用して測定した60℃における粘
度は11,700mPa.sであった。このエマルジョンの導電率
は4030ρS.m^-1であった。約５℃において一夜貯蔵後、
エマルジョンの滴の結晶化により測定したエマルジョン
の安定性はきわめてすぐれていた。

実施例２実施例１の手順を反復したが、ただし「ニトロプリル
（Nitropril）」硝酸アンモニウム（「トパン（Topa
n）」法によりつくられた商業的に入手可能な硝酸アン
モニウム）を使用し、酢酸およびエタノールアミンを組
成物から省略し、酢酸ナトリウムを0.5部に増加し、そ
して「ルブリゾール（Lubrizol）」5986を0.83部に増加
した。

水溶液のpHは再び6.0であった。測定した粘度および
エマルジョンの導電度は、それぞれ、13500mPa.sおよび
3521ρS.m^-1であった。エマルジョンの安定性はきわめ
てすぐれていた。

実施例３（ａ）実施例１の一般的手順により、次の組成を有す
る爆発組成物を調製した：「ニトロプリル（Nitropril）」硝酸アンモニウム 75.20部水 18.80部酢酸ナトリウム 1.00部蒸留物 4.00部「ルブリゾール（Lubrizol）」 5986 1.00部そして、水溶液のpHを水酸化ナトリウム溶液の添加に
より5.0に調節した。

測定した粘度は12500mPa.sであり、エマルジョンの導
電度は3870ρS.m^-1であり、そしてエマルジョンの安定
性はきわめてすぐれていた。

（ｂ）エマルジョン組成物を上の（ａ）に従い調製
し、そして室温で２週間貯蔵後、エマルジョンはきわめ
てすぐれたコンシステンシーをもったままであり、そし
て結晶化の認められうる徴候は存在しなかった。

実施例４〜７実施例１の一般的手順により、次の組成を有する爆発
組成物を調製した：硝酸アンモニウム（化学的に純粋） 76.64部水 19.01部チオ尿素 0.19部酢酸ナトリウム 0.16部蒸留物 4.00部「ルブリゾール（Lubrizol）」5986 1.00部水溶液のpHは、表１に示す適当なpHを得るために要求
されるように、硝酸溶液または水酸化ナトリウム溶液の
添加により調節した。

約１℃において一夜貯蔵後、エマルジョンの滴の結晶
化により測定したこれらの実施例のエマルジョンの安定
性はきわめてすぐれていた。

実施例８実施例１の一般的手順により、次の組成を有する爆発
組成物を調製した：硝酸アンモニウム（化学的に純粋） 76.64部水 10.01部チオ尿素 0.19部酢酸ナトリウム 0.16部蒸留物 4.00部ハンフレイ・ケミカル・カンパニー（Humphrey Chemica
l Company）のポリ〔イソブチレン〕コハク酸無水物1.0
0部水溶液のpHを硝酸溶液の添加により5.0に設定した。
測定した粘度14000mPa.sであり、エマルジョンの導電度
は355ρS.m^-1であり、そしてエマルジョンの安定性はき
わめてすぐれていた。

実施例９爆発組成物を実施例８に従い調製したが、ただしハン
フレイ・ケミカル・カンパニー（Humphrey Chemical Co
mpany）のポリ〔イソブチレン〕コハク酸無水物の代わ
りにモービル・ケミカル・カンパニー（Mobil Chemical
Company）によりMCP 239として商業的に供給されるも
のを使用した。測定した粘度は13980mPa.sであり、エマ
ルジョンの導電度は284ρS.m^-1であり、そしてエマルジ
ョンの安定性はきわめてすぐれていた。

実施例10 実施例１の一般的手順により、次の組成を有する爆発
組成物を調製した：硝酸アンモニウム（化学的に純粋） 75.79部水 19.05部チオ尿素 0.19部酢酸ナトリウム 0.16部蒸留物 4.01部「ルブリゾール（Lubrizol）」5986 0.80部水溶液のpHを水酸化ナトリウム溶液の添加により7.0
に設定した。測定した粘度は14240mPa.sであり、エマル
ジョンの導電度は3170ρS.m^-1であり、そしてエマルジ
ョンの安定性はきわめてすぐれていた。

実施例11 実施例１の一般的手順により、次の組成を有する爆発
組成物を調製した：硝酸アンモニウム（化学的に純粋） 75.49部水 18.97部チオ尿素 0.19部酢酸ナトリウム 0.16部蒸留物 3.99部「ルブリゾール（Lubrizol）」5986 1.20部測定した粘度は14280mPa.sであり、エマルジョンの導
電度は1836ρS.m^-1であり、そしてエマルジョンの安定
性はきわめてすぐれていた。

実施例12 実施例１の一般的手順により、次の組成を有する爆発
組成物を調製した：硝酸アンモニウム（化学的に純粋） 75.26部水 19.94部チオ尿素 0.19部酢酸ナトリウム 0.52部蒸留物 3.99部「ルブリゾール（Lubrizol）」5986 1.00部測定した粘度は15300mPa.sであり、エマルジョンの導
電度は3483ρS.m^-1であり、そしてエマルジョンの安定
性はすぐれていた。

実施例13 実施例１の一般的手順により、次の組成を有する爆発
組成物を調製した：硝酸アンモニウム（化学的に純粋） 75.54部水 18.99部チオ尿素 0.19部オルトリン酸水素二ナトリウム 0.28部蒸留物 4.00部「ルブリゾール（Lubrizol）」5986 1.00部測定した粘度は13620mPa.sであり、エマルジョンの導
電度は3590ρS.m^-1であり、そしてエマルジョンの安定
性はすぐれていた。

実施例14 実施例１の一般的手順により、次の組成を有する爆発
組成物を調製した：硝酸アンモニウム（化学的に純粋） 75.47部水 18.97部チオ尿素 0.19部硝酸亜鉛 0.38部蒸留物 3.99部「ルブリゾール（Lubrizol）」5986 1.00部測定した粘度は15300mPa.sであり、エマルジョンの導
電度は2390ρS.m^-1であり、そしてエマルジョンの安定
性はきわめてすぐれていた。

実施例15 爆発組成物を実施例14におけるように調製したが、た
だし水溶液のpHを水酸化ナトリウム溶液の添加により7.
0に調節した。

測定した粘度は12040mPa.sであり、エマルジョンの導
電度は3941ρS.m^-1であり、そしてエマルジョンの安定
性はきわめてすぐれていた。

比較例１爆発組成物を実施例３におけるように調製したが、た
だし水溶液のpHを硝酸溶液の添加により4.0に調節し
た。２相を混合したとき最初に形成したエマルジョンは
不安定であり、そして温度が周囲温度に低下するとすぐ
に破壊した。

比較例２爆発組成物を実施例４〜７におけるように調製した
が、ただし水溶液のpHを硝酸溶液の添加により4.0に調
節した。

測定した粘度は12100mPa.sであり、エマルジョンの導
電度は21550ρS.m^-1であり、そしてエマルジョンの安定
性は劣っていた。

実施例16および比較例３本発明のエマルジョン安定性を、従来の乳化剤を含有
する対応するエマルジョンと比較した。

「ルブリゾール（Lubrizol）」5986変性剤を含む本発
明の組成物（実施例16）および先行技術のソルビタンモ
ノ−オレエートを含む（比較例３）を、次の成分（重量
部）を使用して実施例１に従い調製した。

水溶液のpHを水酸化ナトリウムの添加により6.0に調
節した。２つの組成物を室温で２週間貯蔵し、反応時間
において結晶化度を光学顕微鏡を使用して各週後に観察
した。

実施例16の組成物を１週後に検査し、そしてそれは結
晶化の徴候を示さなかった。２週後でさえ、試料中に認
められうる程度の結晶化は存在しなかった。

比較例３の組成物を１週後に検査し、認められうる程
度の結晶化の徴候は肉眼でさえ明瞭に見ることができ、
そして２週後に組成物は実質的に結晶化した。

実施例17および実施例17A この実施例は、好ましい変性剤を含む本発明のエマル
ジョン組成物が他の乳化剤を使用して調製された組成物
より改良されることを明らかにする。

次の成分の組成物を、実施例１の方法を使用するが、
水溶液のpHを6.3に調節して調製した。

これらの組成物を周囲温度で３日間貯蔵した。数時間
後、実施例17A（オレイン酸を含む）の組成物は結晶の
形成の存在を示し、そして３日後大きい結晶が形成し
た。

対照的に、実施例17の「ルブリゾール（Lubrizol）」
5986を含む組成物は認められうる結晶化を示さなかっ
た。

実施例18 次の組成を有する組成物を実施例１の一般的手順に従
い調製したが、ただしおよびのpHを5.5に調節した。

「ニトロプリル（Nitropril）」（重量部）硝酸アンモニウム 75.2 水 18.8 酢酸ナトリウム 1.0 蒸留物 3.5 「ルブリゾール（Lubrizol）」5986 1.5 ブルックフィールド（Brookfield）装置で50rpmでN0.
6のRV型スピンドルを使用して測定した60℃における粘
度は、13,000〜15,000mPa.sの範囲であった。

この組成物の密度は1.38kg/dm^-3であった。

ガラスのマイクロバルーンをこの組成物に混合により
添加して、最終密度を1.18kg/dm^-3にした。（マイクロ
バルーンはこの組成物のほぼ3.8重量％を構成した）。

この組成物の3.19gを85mmのカートリッジに入れた。

この組成物のデトネーションを“D"ブースターを使用
して実施し、そしてデトネーション速度を測定し、そし
てそれは5.68km/秒であることがわかった。

実施例19 この実施例は、カルボン酸塩（ポリ〔イソブチレン〕
コハク酸のモノ塩基性塩）の形態の変性剤の調製および
本発明の組成物の調製におけるその使用を明らかにす
る。

「ルブリゾール（Lubrizol）」5986組成物〔150g、ほ
ぼ97.7ミリモルのヘッド基（head group）に等しい〕を
40℃に加熱しかつ撹拌し、その間5mlの水中の4.3gの水
酸化ナトリウム（107.1ミリモル）を添加した。

温度を64℃に上昇させ、そして撹拌を30分間続けた
後、室温に冷却した。

この組成物を実施例１の手順に従いエマルジョンの調
製に使用した。このエマルジョンはすぐれた品質および
安定性を有することがわかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−129694（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−136196（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素供給成分を含有する不連続酸化剤相と
連続相を形成する有機燃料媒質とを含んでなるエマルジ
ョン爆発組成物であって、前記酸素供給成分および前記
有機燃料媒質は親水性部分および親油性部分を含んでな
る変性剤の存在下に乳化されており、前記親水性部分は
カルボン酸基またはカルボン酸に加水分解されうる基を
含んで成り、前記親油性部分は飽和または不飽和の炭化
水素鎖であり、そして前記エマルジョン爆発組成物のpH
は4.5以上であることを特徴とするエマルジョン爆発組
成物。
【請求項２】前記変性剤の平均分子量が250〜5000の範
囲内である特許請求の範囲第１項記載のエマルジョン爆
発組成物。
【請求項３】前記変性剤の平均分子量が400〜5000の範
囲内である特許請求の範囲第１項または２項記載のエマ
ルジョン爆発組成物。
【請求項４】前記変性剤において、親油性部分がモノ−
オレフィンのポリマー由来の飽和または不飽和の炭化水
素鎖であり、前記ポリマーは20〜500個の炭素原子を含
有する特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の組
成物。
【請求項５】前記モノ−オレフィンが２〜６個の炭素原
子を含有する特許請求の範囲第４項記載の組成物。
【請求項６】前記変性剤がポリ〔アルケニル〕コハク酸
およびポリ〔アルケニル〕コハク酸無水物から選択され
る特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の組成
物。
【請求項７】前記変性剤が１種または２種以上の飽和ま
たは不飽和のC₁₀〜C₂₀モノヒドロキシカルボン酸に由来
する特許請求の範囲第１項記載の組成物。
【請求項８】前記変性剤がポリ〔イソブチレン〕コハク
酸およびポリ〔イソブチレン〕コハク酸無水物から選択
される特許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の組
成物。
【請求項９】前記エマルジョン爆発組成物のpHが4.5〜
８である特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載の
組成物。
【請求項１０】前記変性剤の量が合計の組成物の0.1〜
５重量％の範囲内である特許請求の範囲第１〜９項のい
ずれかに記載の組成物。
【請求項１１】前記酸素供給成分がアルカリ金属、アル
カリ土類金属又はアンモニウムの硝酸塩、塩素酸塩又は
過塩素酸塩、およびそれらの混合物から成る群より選択
される特許請求の範囲第１〜10項のいずれかに記載の組
成物。
【請求項１２】前記酸素供給成分が硝酸アンモニウム、
硝酸ナトリウム、硝酸カルシウムおよびそれらの混合物
から成る群より選択される特許請求の範囲第11項記載の
組成物。
【請求項１３】前記酸素供給成分が合計組成物の60〜90
重量％を構成する特許請求の範囲第１〜12項のいずれか
に記載の組成物。
【請求項１４】前記有機燃料媒質が鉱油、ディーゼル
油、パラフィン油、石油蒸留物、ベンゼン、トルエン、
ジニトロトルエン、スチレン、キシレンおよびそれらの
混合物から成る群より選択される特許請求の範囲第１〜
13項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１５】有機燃料媒質がワックスをさらに含む特
許請求の範囲第14項記載の組成物。
【請求項１６】合計組成物の水分が２〜30重量％の範囲
内である特許請求の範囲第１〜15項のいずれかに記載の
組成物。
【請求項１７】不連続気体成分を含む特許請求の範囲第
１〜16項のいずれかに記載の組成物。
【請求項１８】前記不連続気体成分が微細な気泡、中空
の粒子またはマイクロバルーン、多孔質粒子またはそれ
らの混合物から成る群より選択される特許請求の範囲第
17項記載の組成物。
【請求項１９】前記不連続気体成分の密度を使用して0.
8〜1.4g/ccの範囲の密度を有する組成物が形成されてい
る特許請求の範囲第17項記載の組成物。
【請求項２０】酸素供給成分を含有する不連続酸化剤相
と連続相を形成する有機燃料媒質となるエマルジョン爆
発組成物であって、前記酸素供給成分および前記有機燃
料媒質は親水性部分および親油性部分を含んでなる変性
剤の存在下に乳化されており、前記親水性部分はカルボ
ン酸またはカルボン酸に加水分解されうる基を含んで成
り、前記親油性部分は飽和または不飽和の炭化水素鎖で
あり、そして前記エマルジョン爆発組成物のpHは4.5以
上であることを特徴とするエマルジョン爆発組成物の製
造方法であって、（ａ）酸素供給成分を水性組成物中に前記酸素供給成分
の結晶化点より高い温度において溶解し、（ｂ）前記水溶液を前記有機燃料媒質および前記変性剤
と組み合わせ、（ｃ）エマルジョンが均一になるまで混合し、そして（ｄ）必要に応じて、前記エマルジョン中に、固体成分
および／または気体成分を混合する、ことを含んで成る方法。
【請求項２１】前記水性組成物を緩衝剤を使用して調製
してエマルジョン爆発組成物に4.5〜８の間のpHを与え
る特許請求の範囲第20項記載の方法。
【請求項２２】前記変性剤がカルボン酸に加水分解され
うる基を含んで成る親水性部分を含んで成り、前記方法
が乳化の間に前記親水性部分を加水分解する工程をさら
に含む特許請求の範囲第20項記載の方法。