JP2919898B2 - 重合体乳化剤を含有するエマルション爆薬 - Google Patents
重合体乳化剤を含有するエマルション爆薬Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B47/00—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase
- C06B47/14—Compositions in which the components are separately stored until the moment of burning or explosion, e.g. "Sprengel"-type explosives; Suspensions of solid component in a normally non-explosive liquid phase, including a thickened aqueous phase comprising a solid component and an aqueous phase
- C06B47/145—Water in oil emulsion type explosives in which a carbonaceous fuel forms the continuous phase
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は改良された爆薬組成物に関する。さらに詳し
くは、本発明はデトネーション(爆ごう)特性と安定性
が改良された比較的低粘度の油中水型エマルション(又
はエマルジョン)爆薬、あるいは爆薬のエマルション成
分に関する。
くは、本発明はデトネーション(爆ごう)特性と安定性
が改良された比較的低粘度の油中水型エマルション(又
はエマルジョン)爆薬、あるいは爆薬のエマルション成
分に関する。
本発明において「油中水型」という言葉は、油あるい
は水と非混和性の有機物質(連続相すなわち分散媒)中
に、水溶液あるいは水混和性の溶融液(不連続相すなわ
ち分散相)の滴を分散させたものを意味する。「爆薬」
という言葉は、雷管感応性爆薬と、通常爆破剤と呼ばれ
る非雷管感応性爆薬との両方を意味する。本発明の油中
水型エマルション爆薬は、連続相といての水非混和性の
有機燃料と、不連続相としての無機酸化剤塩乳濁液ある
いは溶融液を含有している。以後は、「溶液」または
「溶融液」という言葉は同様の意味を使用する。これら
の酸化剤相と燃料相は、爆破雷管および/または伝爆薬
によって起爆されると互いに反応して効果的でデトネー
ション(爆ごう)を生起する。
は水と非混和性の有機物質(連続相すなわち分散媒)中
に、水溶液あるいは水混和性の溶融液(不連続相すなわ
ち分散相)の滴を分散させたものを意味する。「爆薬」
という言葉は、雷管感応性爆薬と、通常爆破剤と呼ばれ
る非雷管感応性爆薬との両方を意味する。本発明の油中
水型エマルション爆薬は、連続相といての水非混和性の
有機燃料と、不連続相としての無機酸化剤塩乳濁液ある
いは溶融液を含有している。以後は、「溶液」または
「溶融液」という言葉は同様の意味を使用する。これら
の酸化剤相と燃料相は、爆破雷管および/または伝爆薬
によって起爆されると互いに反応して効果的でデトネー
ション(爆ごう)を生起する。
これらの爆薬は、ビスカルボキシル化された、あるい
は酸無水物によって誘導されたオレフィン系またはビニ
ル系付加重合体のビスアルカノールアミン誘導体あるい
はビスポリオール誘導体よりなる乳化剤を含有し、前記
付加重合体は約10〜約32個の炭素原子を有する平均鎖長
のものであり(側鎖あるいは枝分れを有せず)、約15〜
約27個の炭素原子を有するものが好ましい。
は酸無水物によって誘導されたオレフィン系またはビニ
ル系付加重合体のビスアルカノールアミン誘導体あるい
はビスポリオール誘導体よりなる乳化剤を含有し、前記
付加重合体は約10〜約32個の炭素原子を有する平均鎖長
のものであり(側鎖あるいは枝分れを有せず)、約15〜
約27個の炭素原子を有するものが好ましい。
本発明の乳化剤は、従来型乳化剤又は同様のもっと長
い鎖長さの乳化剤、又は同族のモノアルカノールアミン
誘導体又はモノポリオール誘導体によって得られるもの
に比べ、驚異的に改良された安定性状と爆ごう特性とを
爆薬に付与する。オレフィン系付加重合体又はビニール
系付加重合体のビスカルボキシル化された誘導体又は酸
無水物誘導体は、アミンとの反応時にアルコール又は2
個のアミド基と反応する際、2個のエステル基を形成す
るポテンシャルを有する。ビス誘導体は、両方のカルボ
キシルの位置にアミド基又はエステル基の形成を含み、
モノ誘導体は、一のカルボキシルの位置にのみアミド基
又はエステル基を形成し、カルボキシルの第2の位置を
カルボン酸又はカルボキシル化アニオンとして残すこと
を含んでいる。ある条件下では、イミドを形成すべく単
一のアミン基が両方のカルボキシル基と反応でき、イミ
ドはモノ誘導体と考えることができる。
い鎖長さの乳化剤、又は同族のモノアルカノールアミン
誘導体又はモノポリオール誘導体によって得られるもの
に比べ、驚異的に改良された安定性状と爆ごう特性とを
爆薬に付与する。オレフィン系付加重合体又はビニール
系付加重合体のビスカルボキシル化された誘導体又は酸
無水物誘導体は、アミンとの反応時にアルコール又は2
個のアミド基と反応する際、2個のエステル基を形成す
るポテンシャルを有する。ビス誘導体は、両方のカルボ
キシルの位置にアミド基又はエステル基の形成を含み、
モノ誘導体は、一のカルボキシルの位置にのみアミド基
又はエステル基を形成し、カルボキシルの第2の位置を
カルボン酸又はカルボキシル化アニオンとして残すこと
を含んでいる。ある条件下では、イミドを形成すべく単
一のアミン基が両方のカルボキシル基と反応でき、イミ
ドはモノ誘導体と考えることができる。
本発明は油中水型エマルション爆薬に関するものであ
り、この爆薬は連続相すなわち分散媒としての有機燃料
と、不連続相すなわち分散相としての無機酸化剤塩乳濁
液を含有し、さらに密度低減剤と乳化剤を添加したもの
であり、前記の乳化剤はビスカルボキシル化されたオレ
フィン系あるいはビニル系の付加重合体のビスアルカノ
ールアミン誘導体あるいはビスポリオール誘導体であっ
て、前記付加重合体の鎖は約10〜約32個の炭素原子を有
する平均鎖長のものであり(側鎖あるいは枝分れを有せ
ず)、約15〜約27個の炭素原子を有するものが好まし
い。特定の鎖長範囲のビス誘導体乳化剤は、爆薬組成物
の安定性を向上させ、少なくともある程度は純度が高く
酸化剤溶液の水滴が小さいことによって優れたデトネー
ション結果をもたらすことが分った。この乳化剤は、比
較的少量の水、すなわち約0〜5重量%の水を含む直径
の小さい雷管感応性の爆薬組成物にも有利である。この
ような水含有量の少ない組成物において、乳化剤は通常
の乳化剤と比較して著しい低温安定性の利点を付与す
る。この他に、乳化剤は硝酸アンモニウムのプリルの存
在下でエマルションの安定性を著しく向上させる。さら
にまた、もっと長い鎖長を有する乳化剤または同族のモ
ノ置換アルカノールアミン誘導体あるいはプロピル誘導
体を使用したときと比較してデトネーション特性が著し
く改善される。
り、この爆薬は連続相すなわち分散媒としての有機燃料
と、不連続相すなわち分散相としての無機酸化剤塩乳濁
液を含有し、さらに密度低減剤と乳化剤を添加したもの
であり、前記の乳化剤はビスカルボキシル化されたオレ
フィン系あるいはビニル系の付加重合体のビスアルカノ
ールアミン誘導体あるいはビスポリオール誘導体であっ
て、前記付加重合体の鎖は約10〜約32個の炭素原子を有
する平均鎖長のものであり(側鎖あるいは枝分れを有せ
ず)、約15〜約27個の炭素原子を有するものが好まし
い。特定の鎖長範囲のビス誘導体乳化剤は、爆薬組成物
の安定性を向上させ、少なくともある程度は純度が高く
酸化剤溶液の水滴が小さいことによって優れたデトネー
ション結果をもたらすことが分った。この乳化剤は、比
較的少量の水、すなわち約0〜5重量%の水を含む直径
の小さい雷管感応性の爆薬組成物にも有利である。この
ような水含有量の少ない組成物において、乳化剤は通常
の乳化剤と比較して著しい低温安定性の利点を付与す
る。この他に、乳化剤は硝酸アンモニウムのプリルの存
在下でエマルションの安定性を著しく向上させる。さら
にまた、もっと長い鎖長を有する乳化剤または同族のモ
ノ置換アルカノールアミン誘導体あるいはプロピル誘導
体を使用したときと比較してデトネーション特性が著し
く改善される。
組成物の連続相を形成する水と非混和性の有機燃料は
約3〜約12重量%の量だけ存在し、組成物に対して約4
〜約8重量%の量が好ましい。使用される実際の量は特
定の非混和性燃料によって、ある場合には他の燃料が存
在することによって変更することができる。非混和性有
機燃料としては、脂肪族、脂環族、および/または芳香
族の飽和化合物、および/または不飽和化合物があり、
配合温度において液体でありさえすればよい。好ましい
燃料としてはトール油、鉱油、ワックス、パラフィン
油、ベンゼン、トルエン、キシレン、一般に石油留出物
と呼ばれる液状炭化水素の混合物、例えばガソリン、ケ
ロシンおよびディーゼル燃料、および植物油、例えばコ
ーン油、綿実油、ピーナッツ油および大豆油が含まれ
る。特に好ましい液体燃料は鉱油、燃料油No.2、パラフ
ィンワックス、マイクロクリスタリンワックスおよびこ
れらの混合物である。脂肪族および芳香族の窒素化合物
および塩素化炭化水素も使用することができる。前述の
いずれの混合物も使用することができる。
約3〜約12重量%の量だけ存在し、組成物に対して約4
〜約8重量%の量が好ましい。使用される実際の量は特
定の非混和性燃料によって、ある場合には他の燃料が存
在することによって変更することができる。非混和性有
機燃料としては、脂肪族、脂環族、および/または芳香
族の飽和化合物、および/または不飽和化合物があり、
配合温度において液体でありさえすればよい。好ましい
燃料としてはトール油、鉱油、ワックス、パラフィン
油、ベンゼン、トルエン、キシレン、一般に石油留出物
と呼ばれる液状炭化水素の混合物、例えばガソリン、ケ
ロシンおよびディーゼル燃料、および植物油、例えばコ
ーン油、綿実油、ピーナッツ油および大豆油が含まれ
る。特に好ましい液体燃料は鉱油、燃料油No.2、パラフ
ィンワックス、マイクロクリスタリンワックスおよびこ
れらの混合物である。脂肪族および芳香族の窒素化合物
および塩素化炭化水素も使用することができる。前述の
いずれの混合物も使用することができる。
随意に、非混和性液体有機燃料の他に、固体燃料また
は他の液体燃料あるいはその両方を適当量使用すること
ができる。使用できる固体燃料の実例としては、微細な
アルミニウム粒子、ギルソナイトまたは石炭などの微細
な炭素質材料、小麦などの微細な穀粒および硫黄があげ
られる。液状エキステンダーとしても機能する混和性液
体燃料は以下に列記されている。このような他の固体お
よび/または液体燃料は一般に15重量%までの範囲の量
を添加することができる。必要ならば、未溶解の酸化剤
塩を任意の固体燃料または液体燃料とともに組成物に添
加することができる。
は他の液体燃料あるいはその両方を適当量使用すること
ができる。使用できる固体燃料の実例としては、微細な
アルミニウム粒子、ギルソナイトまたは石炭などの微細
な炭素質材料、小麦などの微細な穀粒および硫黄があげ
られる。液状エキステンダーとしても機能する混和性液
体燃料は以下に列記されている。このような他の固体お
よび/または液体燃料は一般に15重量%までの範囲の量
を添加することができる。必要ならば、未溶解の酸化剤
塩を任意の固体燃料または液体燃料とともに組成物に添
加することができる。
爆薬の不連続相を形成する無機酸化剤塩溶液は一般
に、組成物全体の約45〜約95重量%の量の無機酸化剤塩
と、約0〜約30重量%の量の水および/または水混和性
有機液体を含有している。酸化剤塩は第一に硝酸アンモ
ニウムが好ましいが、他の塩類を約50重量%までの量で
使用してもよい。他の酸化剤塩は、アンモニウム、アル
カリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩、塩素酸塩お
よび過塩素酸塩よりなる群から選ばれる。これらの塩の
中で硝酸ナトリウム(SN)および硝酸カルシウム(CN)
が好ましい。全酸化剤塩の約10〜約65重量%は粒子状ま
たはプリル状で添加してもよい。例えば、ANプリルまた
はANFOをエマルションと組合せ、混合することができ
る。本発明の特別の利点は、このようなプリルを存在さ
せることによるエマルションの安定性向上である。
に、組成物全体の約45〜約95重量%の量の無機酸化剤塩
と、約0〜約30重量%の量の水および/または水混和性
有機液体を含有している。酸化剤塩は第一に硝酸アンモ
ニウムが好ましいが、他の塩類を約50重量%までの量で
使用してもよい。他の酸化剤塩は、アンモニウム、アル
カリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩、塩素酸塩お
よび過塩素酸塩よりなる群から選ばれる。これらの塩の
中で硝酸ナトリウム(SN)および硝酸カルシウム(CN)
が好ましい。全酸化剤塩の約10〜約65重量%は粒子状ま
たはプリル状で添加してもよい。例えば、ANプリルまた
はANFOをエマルションと組合せ、混合することができ
る。本発明の特別の利点は、このようなプリルを存在さ
せることによるエマルションの安定性向上である。
水は一般に組成物全体に対して0〜約30重量%の量が
使用される。水は通常はエマルション中に約10〜約20重
量%の量が使用される。本発明のもう一つの特別の利点
は、低水分配合物、すなわち0〜5重量%の水を含有す
る配合物におけるエマルション安定性の向上である。水
含有量がより少ない配合物の方がより効果的であり、例
えばこのような配合物はエネルギーとデトネーション温
度がより高く感応性が大きい。水の含有量が少ないとエ
マルションの熱力学的不安定性が増大するので(酸化剤
塩溶液の結晶化温度が高くなるため)低含水量配合物に
おける安定性を維持することが今まで問題になってき
た。
使用される。水は通常はエマルション中に約10〜約20重
量%の量が使用される。本発明のもう一つの特別の利点
は、低水分配合物、すなわち0〜5重量%の水を含有す
る配合物におけるエマルション安定性の向上である。水
含有量がより少ない配合物の方がより効果的であり、例
えばこのような配合物はエネルギーとデトネーション温
度がより高く感応性が大きい。水の含有量が少ないとエ
マルションの熱力学的不安定性が増大するので(酸化剤
塩溶液の結晶化温度が高くなるため)低含水量配合物に
おける安定性を維持することが今まで問題になってき
た。
水混和性有機液体は、少なくとも部分的に塩類の溶媒
として水に代替えすることができ、このような液体も組
成物のための燃料の機能を果す。さらに、ある種の有機
化合物は溶液中で酸化剤塩の結晶化温度を低下させる。
水混和性の固体または液体燃料は、糖、メチルアルコー
ルなどのアルコール類、エチレングリコールなどのグリ
コール類、ホルムアミドなどのアミド類、尿素およびそ
の同族の窒素含有燃料などを含むことができる。当業者
にはよく知られているように、水混和性の液体または固
体の量および種類は要求される物理的特性に従って様々
に変更することができる。
として水に代替えすることができ、このような液体も組
成物のための燃料の機能を果す。さらに、ある種の有機
化合物は溶液中で酸化剤塩の結晶化温度を低下させる。
水混和性の固体または液体燃料は、糖、メチルアルコー
ルなどのアルコール類、エチレングリコールなどのグリ
コール類、ホルムアミドなどのアミド類、尿素およびそ
の同族の窒素含有燃料などを含むことができる。当業者
にはよく知られているように、水混和性の液体または固
体の量および種類は要求される物理的特性に従って様々
に変更することができる。
本発明における乳化剤は、ビスカルボキシル化され
た、または酸無水物によって誘導されたオレフィン系あ
るいはビニル系付加重合体のビスアルカノールアミン誘
導体あるいはビスポリオール誘導体であり、乳化剤分子
の疎水性領域を形成する付加重合体の鎖は、約10〜約32
個の炭素原子よりなる長さの炭素主鎖(枝分かれは除
く)を有し、この炭素原子数は約16〜約32個であること
が好ましい。このような乳化剤は約0.2〜約5重量%の
量が使用されることが好ましい。鎖の平均の長さが前述
の範囲内にあるという条件の下で様々の鎖長を有する乳
化剤の混合物も本発明の範囲に入るものである。
た、または酸無水物によって誘導されたオレフィン系あ
るいはビニル系付加重合体のビスアルカノールアミン誘
導体あるいはビスポリオール誘導体であり、乳化剤分子
の疎水性領域を形成する付加重合体の鎖は、約10〜約32
個の炭素原子よりなる長さの炭素主鎖(枝分かれは除
く)を有し、この炭素原子数は約16〜約32個であること
が好ましい。このような乳化剤は約0.2〜約5重量%の
量が使用されることが好ましい。鎖の平均の長さが前述
の範囲内にあるという条件の下で様々の鎖長を有する乳
化剤の混合物も本発明の範囲に入るものである。
乳化剤の前駆体であるオレフィン系あるいはビニル系
の付加重合体は、エチレンプロピレン、1−ブテン、2
−ブテン、2−メチルプロペンクロロエチレン、ブタジ
エンおよび4〜18個の炭素原子を有するα−オレフィン
その他の多数のオレフィン系モノマーのいずれかから生
成させることができる。これらのオレフィン系モノマー
は単独で、あるいは組合せて使用することができる。し
かしながら、オレフィン系あるいはビニル系付加重合体
(枝分れあるいは側鎖を有しない)の平均鎖長は炭素原
子10〜32個の範囲内でなければならない。
の付加重合体は、エチレンプロピレン、1−ブテン、2
−ブテン、2−メチルプロペンクロロエチレン、ブタジ
エンおよび4〜18個の炭素原子を有するα−オレフィン
その他の多数のオレフィン系モノマーのいずれかから生
成させることができる。これらのオレフィン系モノマー
は単独で、あるいは組合せて使用することができる。し
かしながら、オレフィン系あるいはビニル系付加重合体
(枝分れあるいは側鎖を有しない)の平均鎖長は炭素原
子10〜32個の範囲内でなければならない。
オレフィン系あるいはビニル系の付加重合体は、無水
マレイン酸、マレイン酸、無水テトラヒドロフタル酸、
メサコン酸、グルタコン酸、ソルビン酸、イタコン酸、
無水イタコン酸などと反応させることによって、ビスカ
ルボキシル化するか、または酸無水物誘導体に転化させ
るのが便利である。モノマーとしてモノオレフィンを使
用した付加重合体の場合には末端のオレフィン結合は、
ビスカルボキシル化オレフィンを重合体に結合させる反
応によって付加重合体に対して有効である。ブタジエン
などのビスオレフィンが付加重合体の調製に使用される
場合には、重合体の鎖に沿って多様なオレフィン基が存
在する。このような場合には、ビスカルボキシル化オレ
フィンは重合体鎖に沿ってランダムに結合する。したが
って、「マレイン酸と反応したポリブタジエン」のよう
な重合体は前駆体としては本発明におけるビスアルカノ
ールアミン誘導体あるいはビスポリオール誘導体に作用
することができる。
マレイン酸、マレイン酸、無水テトラヒドロフタル酸、
メサコン酸、グルタコン酸、ソルビン酸、イタコン酸、
無水イタコン酸などと反応させることによって、ビスカ
ルボキシル化するか、または酸無水物誘導体に転化させ
るのが便利である。モノマーとしてモノオレフィンを使
用した付加重合体の場合には末端のオレフィン結合は、
ビスカルボキシル化オレフィンを重合体に結合させる反
応によって付加重合体に対して有効である。ブタジエン
などのビスオレフィンが付加重合体の調製に使用される
場合には、重合体の鎖に沿って多様なオレフィン基が存
在する。このような場合には、ビスカルボキシル化オレ
フィンは重合体鎖に沿ってランダムに結合する。したが
って、「マレイン酸と反応したポリブタジエン」のよう
な重合体は前駆体としては本発明におけるビスアルカノ
ールアミン誘導体あるいはビスポリオール誘導体に作用
することができる。
ビスカルボキシル化されたオレフィン系あるいはビニ
ル系付加重合体は、アミンまたはアルコールと反応して
対応するビスアミド、ビスエステルあるいはアミド・エ
ステル混成などの誘導体を生成する。モノ誘導体でなく
ビス誘導体を確実に生成させるためには、ビスカルボキ
シル化されたオレフィン系あるいはビニル系付加重合体
に対してモル比で2倍のアミンあるいはアルコールが必
要である。前駆体としてのカルボン酸およびアミドまた
はアルコールからのアミドあるいはエステルの官能性
(高分子化を起す官能機数)の形成は一般に加熱と、反
応によって生成する水を除去することによって行われ
る。ビスアミド誘導体またはビスエステル誘導体を得る
ためのもっと容易な方法は、アミンまたはアルコールを
オレフィン系あるいはビニル系付加重合体の酸無水物誘
導体と反応させることである。1モルのアルコールまた
はアミンが緩やかな条件の下で酸無水物誘導体と容易に
反応してカルボン酸/アミド混成体またはエステル誘導
体(モノ誘導体)を生成する。残ったカルボキシル基を
さらに1モルのアミンまたはアルコールと反応させるた
めには1モルの水を除去するためのエネルギー、すなわ
ち熱を必要とする。このようにして得られたビスエステ
ル、ビスアミドあるいはエスエル/アミド混成誘導体が
本発明の重合体乳化剤である。
ル系付加重合体は、アミンまたはアルコールと反応して
対応するビスアミド、ビスエステルあるいはアミド・エ
ステル混成などの誘導体を生成する。モノ誘導体でなく
ビス誘導体を確実に生成させるためには、ビスカルボキ
シル化されたオレフィン系あるいはビニル系付加重合体
に対してモル比で2倍のアミンあるいはアルコールが必
要である。前駆体としてのカルボン酸およびアミドまた
はアルコールからのアミドあるいはエステルの官能性
(高分子化を起す官能機数)の形成は一般に加熱と、反
応によって生成する水を除去することによって行われ
る。ビスアミド誘導体またはビスエステル誘導体を得る
ためのもっと容易な方法は、アミンまたはアルコールを
オレフィン系あるいはビニル系付加重合体の酸無水物誘
導体と反応させることである。1モルのアルコールまた
はアミンが緩やかな条件の下で酸無水物誘導体と容易に
反応してカルボン酸/アミド混成体またはエステル誘導
体(モノ誘導体)を生成する。残ったカルボキシル基を
さらに1モルのアミンまたはアルコールと反応させるた
めには1モルの水を除去するためのエネルギー、すなわ
ち熱を必要とする。このようにして得られたビスエステ
ル、ビスアミドあるいはエスエル/アミド混成誘導体が
本発明の重合体乳化剤である。
反応剤の比率と反応条件を選ぶことによって混成誘導
体の生成が可能になる。例えば、ポリオレフィン誘導体
を無水マイレン酸の存在下で比較的低温において1モル
当量のエタノールアミンと反応させると、無水マレイン
酸の開環が起ってアミドおよびエステルの官能基が生成
する。この生成物をさらに加熱すると、1当量の水が除
去されてアミド誘導体はイミドに転化される。しかしな
がら、2当量のエタノールアミンを無水マレイン酸の存
在下で十分に加熱してポリオレフィン誘導体と反応させ
て生成した水を除去すると、ビスアミド、ビスエステ
ル、アミド/エステル混成体およびイミドなどの生成物
が得られる。
体の生成が可能になる。例えば、ポリオレフィン誘導体
を無水マイレン酸の存在下で比較的低温において1モル
当量のエタノールアミンと反応させると、無水マレイン
酸の開環が起ってアミドおよびエステルの官能基が生成
する。この生成物をさらに加熱すると、1当量の水が除
去されてアミド誘導体はイミドに転化される。しかしな
がら、2当量のエタノールアミンを無水マレイン酸の存
在下で十分に加熱してポリオレフィン誘導体と反応させ
て生成した水を除去すると、ビスアミド、ビスエステ
ル、アミド/エステル混成体およびイミドなどの生成物
が得られる。
本発明による乳化剤は、単独でまたは様々に組合せ
て、あるいはソルビタン脂肪酸エステル、グリコールエ
ステル、カルボン酸塩、置換オキサゾリン、アルキルア
ミンまたはアルキルアミン塩、およびこれらの化合物の
誘導体などの通常の乳化剤と組合せて使用することがで
きる。
て、あるいはソルビタン脂肪酸エステル、グリコールエ
ステル、カルボン酸塩、置換オキサゾリン、アルキルア
ミンまたはアルキルアミン塩、およびこれらの化合物の
誘導体などの通常の乳化剤と組合せて使用することがで
きる。
本発明による組成物は、約0.9g/cc〜1.5g/ccの範囲内
に密度を低減するのに十分な量の密度低減剤を添加する
ことによって当初の密度から低密度にされる。使用する
ことのできる密度低減剤としては、ガラスおよび有機物
の微小球、パーライトおよび組成物中で化学的に分解し
て気泡を生成するような亜硝酸ナトリウムなどの化学的
発泡剤が含まれる。
に密度を低減するのに十分な量の密度低減剤を添加する
ことによって当初の密度から低密度にされる。使用する
ことのできる密度低減剤としては、ガラスおよび有機物
の微小球、パーライトおよび組成物中で化学的に分解し
て気泡を生成するような亜硝酸ナトリウムなどの化学的
発泡剤が含まれる。
水性連続相スラリーに対する油中水型爆薬の主な利点
の一つは、安定性および耐水性のために増粘剤や架橋剤
が必要でないということである。しかしながら、このよ
うな添加剤は必要ならば使用してもよい。組成物の水溶
液は当業者に通常使用されている種類の増粘剤および架
橋剤を少なくとも一つ添加することによって粘稠するこ
とができる。
の一つは、安定性および耐水性のために増粘剤や架橋剤
が必要でないということである。しかしながら、このよ
うな添加剤は必要ならば使用してもよい。組成物の水溶
液は当業者に通常使用されている種類の増粘剤および架
橋剤を少なくとも一つ添加することによって粘稠するこ
とができる。
本発明による組成物の流動学的特性は、当業者に知ら
れている様々な油溶性架橋剤を添加することによって変
えることができる。このような場合には、配合物は架橋
燃料相を有すると言われる。
れている様々な油溶性架橋剤を添加することによって変
えることができる。このような場合には、配合物は架橋
燃料相を有すると言われる。
本発明による爆薬は、通常の方法で配合される。代表
的な例としては、まず塩溶液の結晶化温度に応じて約25
℃〜約90℃あるいはそれ以上に温度を上げて酸化剤塩を
水(または水と水混和性液体燃料との水溶液)に溶解す
るか、あるいは溶融する。次にこの水溶液または溶融液
を、好ましくは同じ温度にした乳化剤および水と非混和
性の有機液体燃料の溶液に添加する。得られた混合物を
十分強力にかくはんすると、連続的な液状炭化水素燃料
相中で水溶液あるいは溶融液のエマルションが生成す
る。通常はこのようなエマルションの生成は、絶えず強
力にかくはんしながら行わなければならない。(この組
成物は有機の液体を水溶液に添加することによって調製
することもできる)かくはんは、組成物が均質になるま
で続けなければならない。それから、いずれかの固体の
密度調整剤を含有する固形成分を添加して通常のかくは
ん手段によって組成物全体をかくはんする。配合の工程
は、当業者に知られているように連続式の方法で実施す
ることもできる。また、エマルションの生成に先立って
密度調整剤を二つの液相のうちの一つに添加してもよ
い。
的な例としては、まず塩溶液の結晶化温度に応じて約25
℃〜約90℃あるいはそれ以上に温度を上げて酸化剤塩を
水(または水と水混和性液体燃料との水溶液)に溶解す
るか、あるいは溶融する。次にこの水溶液または溶融液
を、好ましくは同じ温度にした乳化剤および水と非混和
性の有機液体燃料の溶液に添加する。得られた混合物を
十分強力にかくはんすると、連続的な液状炭化水素燃料
相中で水溶液あるいは溶融液のエマルションが生成す
る。通常はこのようなエマルションの生成は、絶えず強
力にかくはんしながら行わなければならない。(この組
成物は有機の液体を水溶液に添加することによって調製
することもできる)かくはんは、組成物が均質になるま
で続けなければならない。それから、いずれかの固体の
密度調整剤を含有する固形成分を添加して通常のかくは
ん手段によって組成物全体をかくはんする。配合の工程
は、当業者に知られているように連続式の方法で実施す
ることもできる。また、エマルションの生成に先立って
密度調整剤を二つの液相のうちの一つに添加してもよ
い。
有機燃料を水溶液に添加する前に、有機液体燃料に乳
化剤をあらかじめ溶解することが有利であることが明ら
かになった。この方法によればエマルションは急速に、
しかも最小限のかくはんで生成する。しかしながら、乳
化剤は必要に応じて第3の成分として別個に添加しても
よい。
化剤をあらかじめ溶解することが有利であることが明ら
かになった。この方法によればエマルションは急速に、
しかも最小限のかくはんで生成する。しかしながら、乳
化剤は必要に応じて第3の成分として別個に添加しても
よい。
組成物の感応性および安定性は、密度調整剤を添加す
る前にこれらの組成物を高せん断力装置を通過させて分
散相をさらに微細な水滴に砕くことによって幾分か改善
される。
る前にこれらの組成物を高せん断力装置を通過させて分
散相をさらに微細な水滴に砕くことによって幾分か改善
される。
以下、下記の表を参照して実施例に基づいて本発明を
さらに詳細に説明する。
さらに詳細に説明する。
第1表の配合物1〜10は、前駆体ポリイソブチレン
(PIB)の分子量を変化させたことによる効果を示して
いる。この表には固体の混合材を含まないエマルション
の配合物(配合物1〜5)と30重量%のANFOを含有する
エマルション(配合物6〜10)が含まれている。第1表
の配合物1〜10の乳化剤は、すべてアルカノールアミン
とポリイソブテニル無水コハク酸(PIBSA)のビス誘導
体(2:1)である。
(PIB)の分子量を変化させたことによる効果を示して
いる。この表には固体の混合材を含まないエマルション
の配合物(配合物1〜5)と30重量%のANFOを含有する
エマルション(配合物6〜10)が含まれている。第1表
の配合物1〜10の乳化剤は、すべてアルカノールアミン
とポリイソブテニル無水コハク酸(PIBSA)のビス誘導
体(2:1)である。
第1表の配合物1〜5においては、前駆体としてのポ
リイソブチレン(PIB)鎖長が短かくなるにしたがっ
て、平均のエマルションセルの直径は著しく小さくなる
ことが分る。一般にはセルの直径が小さくなると、デト
ネーション特性が向上する。PIBの鎖長が短かくなると
粘度も低下する傾向がある。動的エマルション安定性
は、エマルションを周期的に強力にかくはんすることに
よって測定される。
リイソブチレン(PIB)鎖長が短かくなるにしたがっ
て、平均のエマルションセルの直径は著しく小さくなる
ことが分る。一般にはセルの直径が小さくなると、デト
ネーション特性が向上する。PIBの鎖長が短かくなると
粘度も低下する傾向がある。動的エマルション安定性
は、エマルションを周期的に強力にかくはんすることに
よって測定される。
第1表の配合物6〜10は、ビス(すなわち2:1)アル
カノールアミンPIBSA誘導体において前駆体のポリオレ
フィンの平均鎖長が特許請求の範囲に示された範囲にあ
ると、エマルション/ANFO安定性が向上することを示し
ている。
カノールアミンPIBSA誘導体において前駆体のポリオレ
フィンの平均鎖長が特許請求の範囲に示された範囲にあ
ると、エマルション/ANFO安定性が向上することを示し
ている。
第1表の配合物11および12は、2:1のアルカノールア
ミン/PIBSA誘導体が、対応する1:1誘導体よりも優れて
いることを示している。配合物11の乳化剤は1:1の誘導
体であり、一方、配合物12の乳化剤は対応する2:1の誘
導体である。
ミン/PIBSA誘導体が、対応する1:1誘導体よりも優れて
いることを示している。配合物11の乳化剤は1:1の誘導
体であり、一方、配合物12の乳化剤は対応する2:1の誘
導体である。
第2表は本発明の鎖長範囲に含まれるポリイソブチレ
ン(PIB)前駆体を使用することによってデトネーショ
ン特性が向上することを示している。配合物1は前駆体
PIBの平均鎖長が炭素原子33個を有する乳化剤を使用し
て調製され、配合物2においては前駆体PIBの平均鎖長
が炭素原子20個を有するものであった。分子量がより低
い乳化剤が使用されると、デトネーション速度は配合物
2における5080m/secから5520m/secにまで増大した。配
合物3および4は、30重量%のANFOがエマルションが添
加された以外はそれぞれ配合物1および2に相当するも
のである。鎖長が比較的短い乳化剤を使用すると、デト
ネーション速度が高くなるばかりか(配合物4)、最小
ブースターおよび臨界直径は減少する。
ン(PIB)前駆体を使用することによってデトネーショ
ン特性が向上することを示している。配合物1は前駆体
PIBの平均鎖長が炭素原子33個を有する乳化剤を使用し
て調製され、配合物2においては前駆体PIBの平均鎖長
が炭素原子20個を有するものであった。分子量がより低
い乳化剤が使用されると、デトネーション速度は配合物
2における5080m/secから5520m/secにまで増大した。配
合物3および4は、30重量%のANFOがエマルションが添
加された以外はそれぞれ配合物1および2に相当するも
のである。鎖長が比較的短い乳化剤を使用すると、デト
ネーション速度が高くなるばかりか(配合物4)、最小
ブースターおよび臨界直径は減少する。
第3表は配合物1の通常の乳化剤と比較して、配合物
2における本発明の乳化剤によってエマルションの貯蔵
安定性が向上することを示している。
2における本発明の乳化剤によってエマルションの貯蔵
安定性が向上することを示している。
本発明による組成物は、通常の方法によって使用るこ
とができる。この組成物は円筒状のソーセージ形あるい
は大きな直径のショットバッグ形などに梱包することが
できるが、普通には、バルクの製品としてボアホールに
直接に充填される。このように組成物はバルク製品およ
び梱包製品の両方の形態で使用することができる。本発
明による組成物は一般に、通常の装置を使用して押出し
成形、および/またはポンプ移送することができる。本
発明による組成物は前述の特性を有するため様々の目的
に広く利用することができ、多くの用途に対して経済的
に有利である。
とができる。この組成物は円筒状のソーセージ形あるい
は大きな直径のショットバッグ形などに梱包することが
できるが、普通には、バルクの製品としてボアホールに
直接に充填される。このように組成物はバルク製品およ
び梱包製品の両方の形態で使用することができる。本発
明による組成物は一般に、通常の装置を使用して押出し
成形、および/またはポンプ移送することができる。本
発明による組成物は前述の特性を有するため様々の目的
に広く利用することができ、多くの用途に対して経済的
に有利である。
本発明は幾つかの説明のための実施例と好ましい実施
態様を参照して記述されてきたが、当業者にとっては様
々な変更態様は自明のことであり、このような変更態様
は特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれる
ものである。
態様を参照して記述されてきたが、当業者にとっては様
々な変更態様は自明のことであり、このような変更態様
は特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれる
ものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−91486(JP,A) 特開 昭60−210590(JP,A) 特開 平1−188486(JP,A) 特開 平1−261290(JP,A) 特表 昭63−502254(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C06B 47/14 CAPLAS(STN) REGISTRY(STN) WPIDS(STN)
Claims (12)
- 【請求項1】連続相としての有機燃料、不連続相として
の無機酸化剤塩乳濁液または溶融液、密度低減剤および
乳化剤を含有する油中水型エマルション爆薬あるいは、
爆薬のエマルション成分であって、前記乳化剤がビスカ
ルボキシル化された、あるいは酸無水物によって誘導さ
れたオレフィン系またはビニル系付加重合体の非陰イオ
ン性の又は非イオン性のビスアルカノールアミン誘導体
あるいはビスポリオール誘導体であり、前記オレフィン
系またはビニル系付加重合体の鎖が約10〜約32個の炭素
原子を有する平均鎖長のものであり、側鎖あるいは枝分
かれを有しないことを特徴とする油中水型エマルション
爆薬、あるいは爆薬のエマルション成分。 - 【請求項2】密度低減剤が、爆薬の密度を約1.0g/ccか
ら約1.5g/ccの範囲内に減少させるのに十分な量だけ存
在することを特徴とする請求項1に記載の爆薬。 - 【請求項3】密度低減剤が、ガラス微小球、有機の微小
球、パーライト、化学発泡剤およびこれらの混合物より
なる群から選ばれることを特徴とする請求項2に記載の
爆薬。 - 【請求項4】酸化剤塩溶液が、全組成物の約45重量%か
ら約95重量%までの量の無機酸化剤塩と、約2重量%か
ら約30重量%までの量の水および/または水混和性有機
液体を含有することを特徴とする請求項1に記載の爆
薬。 - 【請求項5】爆薬が雷管感応性であり、水が約2重量%
から5重量%までの量だけ存在することを特徴とする請
求項4に記載の爆薬。 - 【請求項6】乳化剤が約0.2重量%から約5重量%まで
の量だけ存在することを特徴とする請求項1に記載の爆
薬。 - 【請求項7】ビス誘導体が、オキサゾリン、アミド、エ
ステル、アミン、アルコールおよびこれらの混合物より
なる群から選ばれることを特徴とする請求項1に記載の
爆薬。 - 【請求項8】乳化剤が、ポリイソブテニル無水コハク酸
およびトリスヒドロキシメチルアミノメタンのビスエス
テルあるいはビスアミド誘導体であることを特徴とする
請求項1に記載の爆薬。 - 【請求項9】有機燃料が、トール油、鉱油、ワックス、
ベンゼン、トルエン、キシレン、石油留出物、例えばガ
ソリン、ケロシンおよびディーゼル燃料油、および植物
油、例えばコーン油、綿実油、ピーナッツ油および大豆
油よりなる群から選ばれることを特徴とする請求項1に
記載の爆薬。 - 【請求項10】無機酸化剤塩が、アンモニウム、アルカ
リ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩、塩素酸塩およ
び過塩素酸塩、およびこれらの混合物よりなる群から選
ばれることを特徴とする請求項1に記載の爆薬。 - 【請求項11】乳化剤が約15〜約27個の炭素原子を有す
る平均鎖長のものであり、側鎖あるいは枝分かれを有し
ないことを特徴とする請求項1に記載の爆薬。 - 【請求項12】組成物全体に対して約3重量%〜約12重
量%の量の連続相としての水非混和性有機燃料、約45重
量%〜約95重量%の量の無機酸化剤塩を含む不連続相と
しての水溶性無機酸化剤乳濁液、約2重量%〜約20重量
%の量の水、約0.2重量%〜約5重量%の量の乳化剤、
および爆薬の密度を約1.0g/cc〜約1.5g/ccの範囲内に減
少させるに十分な量の密度低減剤を含有する油中水型エ
マルション爆薬であって、前記乳化剤がビスカルボキシ
ル化された、あるいは酸無水物によって誘導されたオレ
フィン系またはビニル系付加重合体の非陰イオン性の又
は非イオン性のビスポリオール誘導体あるいはビスアル
カノールアミン誘導体であり、前記付加重合体が約10〜
約32個の炭素原子を有する平均鎖長のものであり、側鎖
あるいは枝分かれを有しないことを特徴とする油中水型
エマルション爆薬。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/318,768 US4931110A (en) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | Emulsion explosives containing a polymeric emulsifier |
US318,768 | 1989-03-03 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02267183A JPH02267183A (ja) | 1990-10-31 |
JP2919898B2 true JP2919898B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=23239512
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JP2047394A Expired - Fee Related JP2919898B2 (ja) | 1989-03-03 | 1990-03-01 | 重合体乳化剤を含有するエマルション爆薬 |
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EP (1) | EP0389095B1 (ja) |
JP (1) | JP2919898B2 (ja) |
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AU (1) | AU619942B2 (ja) |
BR (1) | BR9000988A (ja) |
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DE (1) | DE69011161T2 (ja) |
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-
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