JP3599506B2

JP3599506B2 - 爆薬組成物

Info

Publication number: JP3599506B2
Application number: JP32804096A
Authority: JP
Inventors: 弘幸谷口; 秀明杉原
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1996-11-25
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2016-11-25
Also published as: JPH10158085A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は採石、採鉱、採炭、ずい道掘進等の産業用爆破作業に広く利用される爆薬組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用爆破作業に用いられる爆薬としては、ダイナマイト、含水爆薬、硝安油剤爆薬（以下ＡＮＦＯ爆薬と呼ぶ）、アンモン爆薬、硝安爆薬などがよく知られている。これらの爆薬のうち、ＡＮＦＯ爆薬は細孔を有した粒状の硝酸アンモニウム（以下ポーラスプリル硝安と呼ぶ）に軽油を混合して得られた粒状爆薬であり、原料物質が安価で、製造方法が簡便なことから、安価な爆薬として市販されている。さらに、ＡＮＦＯ爆薬は粒状でも供給する事ができる為、縦孔に流し込むことができ、装薬作業が簡便であるという利点がある。このため、ＡＮＦＯ爆薬は国内で極めて広範に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＮＦＯ爆薬は、製造工程が簡便でかつ安価である反面感度が極めて鈍感で、使用時市販の６号雷管１本だけでは爆発せず、必ずダイナマイトや含水爆薬等の雷管起爆性のブースター爆薬が必要となる。また、ＡＮＦＯ爆薬の場合、特に装薬時の密閉度が爆薬の性能に影響し、非密閉化や半密閉化の状態では爆轟中断を生じ易く、さらには、発破後の後ガス成分に有害成分が多いなどの欠点がある。
【０００４】
一方アンモン爆薬、硝安爆薬は６号雷管１本で爆発するという高感度を有しているが、反面硝安と燃料物質をエッジランナーやボールミルで、場合によっては加熱しながら長時間混合する必要があり、製造工程が長く煩雑である。またＡＮＦＯ爆薬などの粒状爆薬のような流動性に欠け、爆薬を薬包に包装した状態でしか使用できないという欠点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
安価な原料物質を使用し、製造工程が簡便であり、しかも装薬作業中の流動性が良好で、使用時において感度が高く、威力に優れた爆薬が望まれている。
【０００６】
本発明者等は、ＡＮＦＯ爆薬の利点である安価な原料物質を使用し、製造工程が簡便で、しかも装薬作業中の流動性が良好で、使用時において感度が高く、威力に優れた爆薬の開発を目的として鋭意研究した結果、特定の粒径及び吸油率を有する２種のポーラスプリル硝安混合物に、液状の芳香族ジニトロ化合物を混合した爆薬が、従来のＡＮＦＯ爆薬と同等の流動性を保ち、かつ従来のＡＮＦＯ爆薬あるいは粒状硝安を用いた爆薬よりも、発破時の装填密度を向上させることができ、かつ高感度、高威力を有する爆薬であることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、
（１）平均粒径が０．０１〜１．０ｍｍ、吸油率が８〜１４％の範囲にあるポーラスプリル硝安２０〜８０重量％と、平均粒径が１．０〜３．０ｍｍ、吸油率が１５〜２２％の範囲にあるポーラスプリル硝安８０〜２０重量％のポーラスプリル硝安混合物に、混合時液状の芳香族ジニトロ化合物を混合してなる事を特徴とする爆薬組成物
（２）ポーラスプリル硝安混合物と芳香族ジニトロ化合物の混合を３５〜１６０℃の温度で行ってなる（１）に記載の爆薬組成物
（３）燃料として、金属粉末を混合してなる（１）又は（２）に記載の爆薬組成物
に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明の爆薬組成物に使用されるポーラスプリル硝安混合物は、平均粒径が０．０１〜０．８ｍｍで吸油率が８〜１４％の範囲の粒状硝安と平均粒径が１．０〜３．０ｍｍで吸油率が１５〜２２％であるポーラス硝安を２０〜８０重量％の比率で混合したものである。ポーラスプリル硝安混合物は、通常３０〜９９重量％、好ましくは７０〜９６重量％の割合で本発明の爆薬組成物に含有させられる。
【０００９】
ポーラスプリル硝安混合物は、液状の芳香族ジニトロ化合物と常温で混合するか、常温で固体の芳香族ジニトロ化合物を加温して液状にして混合する。常温で固体の芳香族ジニトロ化合物を使用する場合には、混合する前にポーラスプリル硝安混合物を予め加温しておくか、芳香族ジニトロ化合物と混合時に加温しておくことにより使用することができる。その場合の加温温度は３５〜１６０℃、好ましくは５０〜１００℃の範囲である。
【００１０】
本発明の爆薬組成物に使用されうる芳香族ジニトロ化合物の具体例としては、ジニトロベンゼン、ジニトロトルエン、ジニトロキシレン、ジニトロフェノールのような芳香族ジニトロ化合物が挙げられ、これらを単独で、または２種以上を併用して使用する。
【００１１】
本発明の爆薬組成物に使用される芳香族ジニトロ化合物は、常温で液状であれば加温する必要はないが、融点の高いものについては、加温して液状で混合する必要があるが、液状で混合する事によりポーラスプリル硝安への迅速な吸着並びにポーラスプリル硝安の細孔内部への浸透が可能となり、爆発性能が向上する。これらの芳香族ジニトロ化合物は、本発明の爆薬組成物に１〜５０重量％、好ましくは４〜３０重量％の範囲で含有される。
【００１２】
本発明の爆薬組成物には、威力を向上させるためにポーラスプリル硝安混合物と芳香族ジニトロ化合物を混合する際に金属粉末を燃料成分として混合することができる。特に微細ないし、表面積の大きい金属粉末を加えると、威力及び感度が向上する。用い得る金属粉末の具体例としては、アルミニウム、マグネシウム、鉄、ケイ素鉄、マグナリウム等、一般に火薬に使用される金属粉末が挙げられるが、特にアルミニウム粉末が好ましい。また、アルミニウム粉末のうちフレークアルミと呼ばれるりん片状で表面積の大きいアルミニウムを用いると、威力、感度の向上が良好である。これらの金属粉末は、芳香族ジニトロ化合物と同時に添加混合したり、芳香族ジニトロ化合物を添加した後に添加混合することもできるが、芳香族ジニトロ化合物を充分混合した後に添加混合する方が好ましい。また、ポーラスプリル硝安混合物と芳香族ジニトロ化合物の混合時に加温した場合には、３０℃以下に冷却してからそれらの金属粉末を混合するのが好ましい。金属粉末は、本発明の爆薬組成物中の５０重量％以下で使用されるが、０．５重量％以上１５重量％以下で使用するのが好ましい。
【００１３】
本発明による爆薬組成物には、必要に応じてポーラスプリル硝安以外の酸化剤、例えば過塩素酸アンモニウム等の過塩素酸塩、硝酸ソーダ等の硝安以外の硝酸塩類、塩素酸カリウムの様な塩素酸塩類等、さらには金属粉末以外の粉末追加燃料、例えば澱粉、木粉、石炭粉、炭素粉等の添加剤を加えることができる。
【００１４】
本発明の爆薬組成物は、前記したそれぞれのポーラスプリル硝安を予め混合し、このポーラスプリル硝安混合物と液状の芳香族ジニトロ化合物とを混合するか、それぞれのポーラスプリル硝安に別個に液状の芳香族ジニトロ化合物と混合し、これらを混合して得られる。混合には、ニーダーあるいは回転ミキサーのような混合機が使用される。また、さらに混合の際前記の金属粉末や添加物を加えることもできる。また、混合時に加温する必要がある場合には、前記の混合機に加温装置を装備した上で使用することができる。
【００１５】
金属粉末、ポーラスプリル硝安以外の酸化剤や添加剤は、前記のように芳香族ジニトロ化合物との混合時に加えてもよいが、好ましくはポーラスプリル硝安混合物と燃料物質の混合が終わり、得られた混合物を冷却してから添加、混合するのが好ましい。
【００１６】
本発明の爆薬組成物は、粒状のままで使用することがボアホールへの装填等に便利であるが、これを粉砕し、粉状品として使用することが可能である。本発明の爆薬組成物の粉状品を得るには、粒状の爆薬組成物を擂潰機、エッジランナー、ボールミル等の粉砕機で粉砕処理を行うことにより得られる。
【００１７】
本発明の爆薬組成物は、製造方法が簡単であり、流動性が良いのでボアホールへの装填時の作業性も良く、かつその威力、感度に優れるという特徴がある。また、追加燃料として金属粉末を併用することによって威力、感度等の爆薬性能が一段と優れた爆薬が得られる。
【００１８】
【実施例】
本発明を実施例を挙げてさらに詳しく説明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
平均粒径が０．７ｍｍで吸油率が１２％のポーラスプリル硝安と平均粒径が１．５ｍｍで吸油率が１７％のポーラスプリル硝安の重量比７０：３０の混合物９０重量％とジニトロトルエン１０重量％を２５℃でシグマ翼を備えた横型ニーダーで５分間混合し、粒状の本発明の爆薬組成物を得た。
【００２０】
実施例２
平均粒径が０．６ｍｍで吸油率が１４％のポーラスプリル硝安と平均粒径が１．５ｍｍで吸油率が１７％のポーラスプリル硝安の重量比３０：７０の混合物８６重量％とジニトロキシレンとジニトロトルエンを重量比で４０：６０の混合物１４重量％を２５℃でシグマ翼を備えた横型ニーダーで５分間混合し、粒状の本発明の爆薬組成物を得た。
【００２１】
実施例３
平均粒径が０．６ｍｍで吸油率が１４％のポーラスプリル硝安と平均粒径が１．５ｍｍで吸油率が１７％のポーラスプリル硝安の重量比３０：７０の混合物８５重量％を７０℃に加温したシグマ翼を備えた横型ニーダーに移し、５分間攪拌した後、予め７０℃に溶解加熱したジニトロトルエン１４重量％を加え、１０分間混合した。得られた混合物をポリ袋に取り出し、室温まで冷却して粒状の本発明の爆薬組成物を得た。
【００２２】
実施例４
平均粒径が０．６ｍｍで吸油率が１４％のポーラスプリル硝安と平均粒径が１．５ｍｍで吸油率が１７％のポーラスプリル硝安の重量比３０：７０の混合物８５重量％を７０℃に加温したシグマ翼を備えた横型ニーダーに移し、５分間攪拌した後、予め７０℃に溶解加熱したジニトロトルエン１４重量％を加え、１０分間混合した。得られた混合物をポリ袋に取り出し、室温まで冷却した後、室温の横型ニーダーに移しフレーク状のアルミニウム粉（東洋アルミ社製、商品名ｐ−０１００）１重量％を加え５分間混合し、粒状の本発明の爆薬組成物を得た。
【００２３】
比較例１
平均粒径が１．７ｍｍで吸油率が１７％のポーラスプリル硝安９４重量％と軽油６重量％を、シグマ翼を備えた横型ニーダーで５分間攪拌し、比較用の爆薬組成物を得た。
【００２４】
性能試験
実施例１〜４及び比較例１で得られた爆薬組成物について次の性能試験を実施した。
【００２５】
（１）起爆試験
実施例１〜４及び比較例１で得られた爆薬組成物を径３０ｍｍの紙筒にそれぞれ１００ｇづつ充填し、火薬学会規格ＥＳ−３２（３）の弱雷管試験に規定されている弱雷管試験に従い、各種の雷管によって起爆試験を行い、爆薬組成物の起爆感度を調べた。
【００２６】
（２）爆速試験
実施例１〜４及び比較例１で得られた爆薬組成物を内径３４ｍｍの鋼管にそれぞれ約１８０ｇづつ充填し、６号雷管を用いて起爆し、火薬学会規格ＥＳ−４１（１）に規定されている爆速試験に基づき爆速を測定した。
【００２７】
（３）弾動振子試験
実施例１〜４及び比較例１で得られた爆薬組成物を径３０ｍｍの紙筒にそれぞれ１００ｇづつ充填し、６号雷管を用い火薬学会規格ＥＳ−４５に規定されている弾動振子試験を行い弾動振子値を測定した。
【００２８】
（４）流動性試験
実施例１〜４及び比較例１で得られた爆薬組成物を内径６０ｍｍ、長さ１ｍの塩ビ管に直接流し込み、流動性について観察を行い視感により評価した。
【００２９】
各性能試験結果を表１に記載した。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１より、本発明の爆薬組成物の感度が著しく高いことが明白である。また、実施例２と３の比較により、混合時に加温して混合した方が感度が高く、かつ爆速も速くなり、爆薬性能が向上していることが判る。また、実施例３と４の比較により、アルミニウム粉末の添加により爆薬性能がさらに向上していることが判る。
【００３２】
【発明の効果】
特定の粒径及び吸油率のポーラスプリル硝安混合物と芳香族ニトロ化合物を混合して得られる本発明の爆薬組成物は、製造方法が簡単で、爆発の際の感度が高く、威力に優れている。又、爆発現場における使用時、本発明の爆薬組成物は流動性が良く、充填密度が高い。

Claims

平均粒径が０．０１〜１．０ｍｍ、吸油率が８〜１４％の範囲にあるポーラスプリル硝安２０〜８０重量％と、平均粒径が１．０〜３．０ｍｍ、吸油率が１５〜２２％の範囲にあるポーラスプリル硝安８０〜２０重量％のポーラスプリル硝安混合物に、混合時液状の芳香族ジニトロ化合物を混合してなる事を特徴とする爆薬組成物。
ポーラスプリル硝安混合物と芳香族ジニトロ化合物の混合を３５〜１６０℃の温度で行ってなる請求項１に記載の爆薬組成物。
燃料として、金属粉末を混合してなる請求項１又は請求項２に記載の爆薬組成物。