JP3367192B2 - 発射薬組成物 - Google Patents
発射薬組成物Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
細には取扱時や保存時の安全性を特に考慮した発射薬組
成物に関する。
発射薬は一般にLOVA発射薬と称され、具体的には、
偶然に加えられる熱、火炎、衝撃、摩擦等によって発火
が起きにくい性質(LOVA特性)を持ちながら、使用
目的で発火させようとする時は適正な性能を有する発射
薬を意味する。
許4456493号、あるいは同4650617号明細
書に記載されているように、バインダとして多官能プレ
ポリマーと多官能イソシアネートとのウレタン化反応に
より形成される硬化したエラストマーを含んでなるも
の、また、加工を容易にする目的で、例えば、米国特許
4361526号明細書、あるいは特開平2−8848
6号公報に記載されているように、熱可塑性エラストマ
ーを用いたものが知られている。これらの発射薬は良好
なLOVA特性を有するが、一般の発射薬、例えばトリ
プルベースよりも燃焼特性および機械物性の面で劣って
いる。
570540号明細書に記載されているように、バイン
ダとしてセルロースアセテートもしくはセルロースアセ
テート誘導体を用いている。このタイプの発射薬は着火
性および機械物性(特に低温物性)の面で問題がある。
来の一般発射薬と同レベル以上の機械物性を持ちなが
ら、良好なLOVA特性と安定した燃焼特性とを合わせ
持った、各種の特性において重大な欠点のない、LOV
A発射薬を提供することを課題とした。
を重ねた結果、良好な着火性および燃焼特性を持つニト
ロセルロースとある種の合成ポリマーとをバインダポリ
マーとして併用することにより、前記課題を達成できる
ことを見出し本発明を完成した。すなわち、本発明は、
酸化剤とニトロセルロースと熱可塑性ポリウレタンを主
成分とし、ニトロセルロースと熱可塑性ポリウレタンと
の合計の含有量が15〜50重量%であり、ニトロセルロー
ス/熱可塑性ポリウレタンの重量比が3/1〜1/2で
ある発射薬組成物を提供するものである。
(シクロトリメチレントリニトラミン)、HMX(シク
ロテトラメチレンテトラニトラミン)、トリアミノグア
ニジンナイトレート、ニトログアニジン、硝酸アンモニ
ウム等が使用できるが、このうち、RDX、HMXがエ
ネルギーも高く、燃焼ガスに塩素系化合物が含まれない
ので特に好ましい。酸化剤の形状には特に制限はない
が、粒状として用いる場合には、粒径 0.1μm〜10μm
のものが好適に使用できる。粒径が 0.1μm未満でも使
用できるが、微粉のため取り扱いがしにくい場合があ
る。また粒径が10μmを越えるものも使用できるが、発
射薬が安定した燃焼をしない場合がある。本発明の発射
薬組成物中の酸化剤の含有量は、酸化剤の種類やニトロ
セルロースの含有量、可塑剤等の添加剤の種類、量にも
よるが、50〜80重量%であることが望ましい。この範囲
外でも使用できないことはないが、発射薬としての威力
が低下したり、製造しにくかったりする場合がある。
市販のものを用いることもできるが、各種のジオールを
ジイソシアネート化合物で反応させて望みのものを作る
こともできる。ジオールとしては、ポリエーテルジオー
ル、ポリエステルジオール、その他のジオールが使用で
き、このうちポリエーテルジオールとしては、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチ
レングリコール、ポリオキシペンタメチレングリコール
等の1種または2種以上を用いることができる。また、
ポリエステルジオールとしては、エチレングリコール、
ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタン
ジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオ
ペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ポリブチレングリコール等で例示
される1種または2種以上のジオールと、マロン酸、コ
ハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸等で例示される1種ま
たは2種以上の有機二塩基酸とを用いて製造される両末
端水酸基ポリエステルを用いることができる。また、ポ
リエーテルジオールおよびポリエステルジオール以外
の、その他のジオールとして、エチレングリコール、ブ
タンジオールのような低分子ジオール、両末端水酸基ポ
リブタジエン、またはその水添物のような高分子ジオー
ルを例示できる。
チレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート等で例示される有機ジイソシアネートを用いること
ができる。
以上とジイソシアネート類の1種または2種以上とを組
み合わせ、公知の方法で本発明に使用するポリウレタン
を合成することができる。この際、ジラウリン酸ジブチ
ルスズ(DBTDL)、二酢酸ジブチルスズ(DBTD
A)、アセチルアセトン鉄等で例示される、通常ウレタ
ン化反応に用いられる触媒を使用することができる。本
発明に用いられる熱可塑性ポリウレタンの適正な分子量
としては、ポリウレタンを構成する原料の種類、ポリウ
レタンの発射薬中の含有量、併用するニトロセルロース
の種類と含有量等によるので一概には言えないが、数千
から数十万の範囲で、発射薬の製造条件および発射薬の
性能が良好になるように設定すると良い。
ポリウレタンを使用できるが、この中でポリエーテルブ
ロックおよび/またはポリエステルブロックを有するポ
リウレタンが好ましい。
は、窒素量が11.8〜13.5重量%のものが望ましい。窒素
量が11.8重量%未満でも使用できないことはないが、発
射薬としての威力が小さくなる欠点がある。また窒素量
が13.5重量%を越えるものも使用できるが、ニトロセル
ロースの安定した製造がしにくい。本発明に用いられる
ニトロセルロースの分子量としては、分子量の指標とな
る落球粘度(日本工業規格K4812に記載されている
粘度測定方法に従って、試料の特定の溶液を作成し、そ
の溶液中での鋼球の落下時間を測定して粘度の値とした
もの)が10〜25秒、さらに好ましくは15〜20秒のものが
好適に使用できる。この値が10秒未満でも使用できない
ことはないが、発射薬の機械的強度が不足する。また25
秒を越えるものも使用できるが、ニトロセルロースの安
定した製造がしにくい。
セルロースと熱可塑性ポリウレタンとの合計の含有量は
15〜50重量%、好ましくは25〜40重量%である。この値
が15重量%未満では、発射薬の機械特性が悪くなった
り、発射薬の製造が困難になる場合が生じ、50重量%を
超えると発射薬の威力が低下する場合が生じる。本発明
の発射薬組成物中のニトロセルロースと熱可塑性ポリウ
レタンとの重量比は、これらのポリマーの種類にもよる
が、ニトロセルロース/熱可塑性ポリウレタン=3/1
〜1/2の範囲である。この範囲外では、LOVA特性
と燃焼特性のバランスが悪くなる恐れがある。
射薬に常用される、可塑剤、安定剤、その他の成分を、
通常使用される量で含んでいても差し支えない。可塑剤
としては、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、
ジオクチルフタレート、トリアセチン、ジエチルスクシ
ネート、ジエチルアジペートで代表される非活性の可塑
剤の他に、ジエチレングリコールジナイトレート、トリ
エチレングリコールジナイトレート、ブチレングリコー
ルジナイトレート、トリメチロールエタントリナイトレ
ート、ビス(2,2−ジニトロプロピルアセタール)、
ビス(2,2−ジニトロプロピルホルマール)で代表さ
れる活性の可塑剤のいずれも使用できるが、活性の可塑
剤を用いる場合は、LOVA特性を低下させないように
通常の使用量よりも少量にとどめる必要がある。安定剤
としては、ジフェニルアミン、2−ニトロジフェニルア
ミン、エチルセントラリット等で代表される常用のもの
が使用できる。
式の通常の無煙火薬製造装置で製造することができる。
発射薬の粒子は用途に応じた通常の大きさで良く、その
形状は、無孔、単孔、多孔いずれであっても良い。
らに詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲
を限定するものではない。
ンジオールとの縮合重合体、重量平均分子量2000、水分
300ppm以下)100重量部に、TDI−65(2,4−トリ
レンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネ
ートの混合物)を10重量部、ジラウリン酸ジブチルスズ
を0.01重量部、それぞれ加え、真空下、60℃で3時間攪
拌した。攪拌終了後、真空下、60℃で12時間放置した。
未反応のイソシアネート量は反応前のそれの 0.2重量%
以下であり、生成したポリウレタン(以下ポリウレタン
1と略記する)はアセトンおよび酢酸エチルに可溶であ
った。
使用する以外は合成例1と同様の操作を繰り返し、ポリ
ウレタンを得た。未反応のイソシアネート量は反応前の
それの 0.5重量%以下であり、生成したポリウレタン
(以下ポリウレタン2と略記する)はアセトンおよび酢
酸エチルに可溶であった。
−ヘキサンジオールとの縮合重合体(水酸基価 42mg(KO
H)/g、水分300ppm以下)を使用する以外は合成例1と
同様の操作を繰り返し、ポリウレタンを得た。未反応の
イソシアネート量は反応前のそれの 0.2重量%以下であ
り、生成したポリウレタン(以下ポリウレタン3と略記
する)はアセトンおよび酢酸エチルに可溶であった。
オール/ネオペンチルグリコール混合物とアジピン酸と
の縮合重合体(水酸基価 56mg(KOH)/g、水分200ppm以
下)を使用する以外は合成例1と同様の操作を繰り返
し、ポリウレタンを得た。未反応のイソシアネート量は
反応前のそれの 0.2重量%以下であり、生成したポリウ
レタン(以下ポリウレタン4と略記する)はアセトンお
よび酢酸エチルに可溶であった。
ニトロセルロース21.6重量部、合成例1で作成したポリ
ウレタン1 10 重量部、エチルセントラリット0.4重量
部を原料とし、溶剤として酢酸エチル/エタノールを使
用して、捏和操作を行い、続いて圧伸、截断、乾燥の各
操作を行って発射薬1を製造した。グレインは7孔管状
薬(乾燥後の外径 3.5mm、長さ 8.0mm、孔径0.35mm) と
した。発射薬1の組成、および火薬の力、燃焼温度のそ
れぞれ計算値をまとめて表1に示した。尚、火薬の力お
よび燃焼温度の計算値とは、燃焼生成物について平衡計
算を行った結果算出されるもので、そのコンピュータプ
ログラムはBLAKEコード等の名で一般に知られてい
るものである。また、発射薬1について、機械特性、L
OVA特性、燃焼特性を下記方法により測定した。その
結果を表2に示す。
に削り、長さ方向について速度5mm/min の圧縮試験を
行い、その応力ひずみ曲線から算出した。 LOVA特性:落つい感度;グレイン長を 3.5mmに削っ
たものに対し、JIS K-4810の落つい試験を行って1/6
爆点を求め、相当する等級を表示した。 発火点;グレインを10メッシュパスまで細断し、それを
一定温度の炉に入れて4秒間で発火する温度を求めた。 耐熱試験;発射薬をメチルバイオレット紙とともに所定
の容器に入れ、120 ℃または135 ℃で保持して、メチル
バイオレット紙が紫色からピンク色に変色する時間を求
めた。 燃焼特性:密閉ボンブ試験にて評価した。即ち、発射薬
を密閉容器の中で燃焼させ、その圧力時間曲線を解析し
てn指数と、燃焼速度を計算した。
について、実施例1と同様の機械特性、LOVA特性、
燃焼特性の測定を行い、その結果を表2に示した。
薬に比し、本発明の発射薬1はLOVA特性の指標とな
る落つい感度、発火点、耐熱性、いずれも大いに安全側
の結果が得られた。しかも、燃焼特性の指標となる燃焼
速度、n指数ともに比較例1の発射薬とほぼ同等の値を
示した。また、圧縮試験で測定した機械特性も比較例1
の発射薬に比し遜色なく、温度の影響を受けにくい点で
特に優れていた。
1と同様の操作を繰り返し、発射薬2〜5を得た。これ
らの発射薬について実施例1と同様の測定を行い、表4
に示す結果を得た。表4から明らかなように、本発明の
発射薬2〜5のLOVA特性は比較例1の発射薬に比し
大いに優れているにもかかわらず、燃焼特性、機械特性
ともに比較例1の発射薬とほぼ同等レベルの値を示し
た。
ン2〜4を使用する以外は、実施例1と同様の操作を繰
り返し、表5に示す通りの発射薬6〜8を得た。これら
の発射薬について実施例1と同様の測定を行い、表6に
示す結果を得た。表6から明らかなように、本発明の発
射薬6〜8のLOVA特性は比較例1の発射薬に比し大
いに優れているにもかかわらず、燃焼特性、機械特性と
もに比較例1の発射薬とほぼ同等レベルの値を示した。
般発射薬と同等レベル以上の機械特性を持ちながら、良
好なLOVA特性と安定した燃焼特性を合わせ持ったL
OVA発射薬組成物を提供することができた。
Claims (4)
- 【請求項1】 酸化剤とニトロセルロースと熱可塑性ポ
リウレタンを主成分とし、ニトロセルロースと熱可塑性
ポリウレタンとの合計の含有量が15〜50重量%であり、
ニトロセルロース/熱可塑性ポリウレタンの重量比が3
/1〜1/2であることを特徴とする発射薬組成物。 - 【請求項2】 前記酸化剤として、RDX(シクロトリ
メチレントリニトラミン)および/またはHMX(シク
ロテトラメチレンテトラニトラミン)を使用することを
特徴とする請求項1記載の発射薬組成物。 - 【請求項3】 前記熱可塑性ポリウレタンがポリエーテ
ルブロックおよび/またはポリエステルブロックを有す
るものであることを特徴とする請求項1又は2記載の発
射薬組成物。 - 【請求項4】 前記ニトロセルロースの窒素量が11.8〜
13.5重量%であることを特徴とする請求項1〜3のいず
れか一項に記載の発射薬組成物。
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JP03133294A JP3367192B2 (ja) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | 発射薬組成物 |
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JPH07242482A JPH07242482A (ja) | 1995-09-19 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03133294A Expired - Fee Related JP3367192B2 (ja) | 1994-03-01 | 1994-03-01 | 発射薬組成物 |
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---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-03-01 JP JP03133294A patent/JP3367192B2/ja not_active Expired - Fee Related
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