JP4000663B2 - 爆薬の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は隧道堀進、採石、採鉱等の産業用の爆破作業に利用される爆薬や地雷、機雷等に利用される炸薬などに使用可能な爆薬、特に粒状や所定形状に成形された爆薬の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業用爆薬としては、微細な空隙を多数有する多孔質構造のポーラスプリル硝安と油剤とからなる硝安油剤爆薬や、ニトログリセリンを含有する膠質ダイナマイト、油中水型（以下、Ｗ／Ｏ型と略す）エマルション爆薬をはじめとする含水爆薬などがある。
【０００３】
硝安油剤爆薬は雷管１本では起爆できないため、ブースターとよばれる伝爆薬が使用される。これは、硝安油剤爆薬の起爆感度が、他の一般爆薬に比べて鈍感であるからであり、それだけ取扱い時の安全性が高いともいえる。
【０００４】
一方、含水爆薬は基本的には炭素質燃料からなる連続相、無機酸化剤塩の水溶液からなる分散相、乳化剤および気泡保持剤を含んでなるものであり、気泡保持剤としては通常微小中空球体が用いられる。この含水爆薬組成物中には火薬類が含まれていないことから、膠質ダイナマイトに比べて取扱い時の安全性に優れ、次第にその使用範囲が広まっている。
【０００５】
また、特公平６−４１３９７号公報には、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬を所定の成形型に注型し、冷却することによって無機酸化剤塩を結晶化させた爆薬組成物が得られることが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、硝安油剤爆薬は、その形態は通常ポーラスプリル硝安に軽油を染み込ませた爆薬であるため、流動性に優れ、砕石や石灰石採掘などをはじめとした明かり発破のみならず、鉱山や土木トンネルの発破現場でも使用されている。
【０００７】
しかしながら、この爆薬は耐水性に劣るため、爆破用装薬孔（ボアホール）内に水が存在したり、湧水のある現場においては使用することが困難である。明かり発破現場では、予め装薬孔内の水を排出して、耐水性のあるプラスチック製のチューブを装薬孔に挿入し、そこへ硝安油剤爆薬を流し込むといった非常に面倒な作業が必要であるという問題があった。
【０００８】
また、発破現場においては取扱い時の安全性確保の面から装薬作業の無人化を図る努力がなされており、装薬の自動化が強く要請されている。ところが、従来のＷ／Ｏ型エマルションでは極めて粘度が高く、通常グリース状あるいはマヨネーズ状の性状を有しているので、発破作業が終了してもホースの中に爆薬が残ったり、装置内の清掃が煩雑であるといった問題があった。
【０００９】
また、特公平６−４１３９７号公報に開示された爆薬組成物の製造方法によれば、特定の乳化剤を用い、５％以下の水分量で安定性の悪いエマルションを形成し、成形型に注型した後常温下でエマルションを破壊せしめるとされている。しかし、この方法では、含有される水の量が少ないため、製造段階で安全性が悪いという問題があった。しかも、Ｗ／Ｏ型エマルションの安定性が悪いことから、粒子径が揃わず、結晶化した無機酸化剤塩が温度負荷に対して不安定であるという問題もあった。
【００１０】
この発明は、以上のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、取扱い時の安全性に優れ、結晶化した硝酸塩または無機過塩素酸塩の粒子径が均一で、温度負荷に対して安定な爆薬の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、特定量の水分量を有する爆薬組成物となし、かつ硝酸塩または無機過塩素酸塩と有機燃料とを特定の形態にすることにより、これらの問題のいづれもが解決されることを見出し、この発明を完成した。
【００１４】
第１の発明の爆薬の製造方法は、硝酸塩または無機過塩素酸塩、６〜１０重量％の水、ソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルまたはそれらの混合物からなる乳化剤およびワックスを含む有機燃料から油中水型エマルションを形成する工程と、微小中空球体を混和する工程と、−１９６〜−５０℃に冷却して硝酸塩または無機過塩素酸塩を結晶化させる工程とよりなるものである。
【００１５】
第２の発明の爆薬の製造方法は、第１の発明において、前記微小中空球体を混和する工程で、さらに金属粉末又は有機粉末を混和するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した実施形態について詳細に説明する。
爆薬は、硝酸塩または無機過塩素酸塩と、全組成物中に占める割合が６〜１０重量％である水と、ソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルまたはそれらの混合物からなる乳化剤と、ワックスを含む有機燃料とよりなり、前記硝酸塩または無機過塩素酸塩が結晶化し、その結晶化した粒子の周囲が有機燃料で被覆されているものである。
【００１７】
前記硝酸塩または無機過塩素酸塩は、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬組成物において分散相を形成するものであり、従来からＷ／Ｏ型エマルション爆薬に用いられているものすべてが包含される。硝酸塩または無機過塩素酸塩の具体例としては、例えば硝酸アンモニウム、硝酸ヒドラジン、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の硝酸塩や過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム等の無機過塩素酸塩等が挙げられる。これらのうち、溶解温度が低く、かつ溶解量が多い点から、硝酸アンモニウム単独または硝酸アンモニウムと他の硝酸塩または無機過塩素酸塩との混合物が好ましい。
【００１８】
これら硝酸塩または無機過塩素酸塩の全組成物中に占める配合割合は、通常２０〜９０重量％、好ましくは４０〜９０重量％である。２０重量％未満の場合は爆薬の爆発力が弱く、逆に９０重量％を越える場合はＷ／Ｏ型エマルション爆薬を形成する際の温度が高くなり、製造に適さない。
【００１９】
これら硝酸塩または無機過塩素酸塩は、水溶液として用いられるが、この場合の水の配合割合は、全組成物中５重量％を越え１５重量％以下、好ましくは６〜１０重量％である。５重量％以下の場合にはＷ／Ｏ型エマルション爆薬の衝撃感度が高く、製造に適さない。また、１５重量％を超える場合には温度付加が与えられることによって結晶化した硝酸塩または無機過塩素酸塩が再溶解して結晶が大きく成長し、爆薬としての感度が低下するとともに、爆薬としてのエネルギーが低下する。
【００２０】
このような硝酸塩または無機過塩素酸塩の結晶化した微粒子の直径は通常１〜１０μｍ程度の大きさのものであり、またそれは硝酸塩または無機過塩素酸塩と水との混合物がエマルション形成時には液滴状であったものが、冷却により結晶化し、エマルション構造が破壊されて結晶、固化したものである。
【００２１】
次に、有機燃料は、ワックス単独ないしワックスと乳化剤との混合物である。ワックスは、例えば、パラフインワックス、ポリエチレンワックス、鉱物性ワックスであるモンタンワックス等から選ばれるが、融点が７０℃以上のものが好ましい。このワックスは、加熱に要するエネルギーや設備の点から、融点が１３０℃以下であることが好ましい。さらに好ましくは融点が７０℃以上であり、かつ尿素非付加率が３０％以下のものである。
【００２２】
ワックスの成分のうち、ｎ−パラフィンやポリエチレンワックスが好ましい。イソパラフィンのような成分を含むワックスは粘着性に富む傾向があり、有機燃料には適していない。
【００２３】
最も好ましいワックスは、さらに油分が１％以下のものから選ばれる。これらワックスは単独もしくは混合物として用いられる。これらのうち、特に好ましいものはポリエチレンワックスである。
【００２４】
ワックスは、全組成物中に占める割合が好ましくは０．１〜１０重量％、さらに好ましくは１〜５重量％である。この割合が０．１重量％未満ではＷ／Ｏ型エマルションの形成が困難であり、一方、１０重量％を越える場合は粒子径が大きくなり、反応性が低下する。
【００２５】
前記融点の測定は、パラフィンワックスやモンタンワックスなど、融点が比較的低いものについてはＪＩＳＫ２２３５に示された、溶融試料の冷却法により、また、融点の高いポリエチレンワックスについてはＤＳＣ（示差走査熱量計法）よって行われる。
【００２６】
尿素非付加率の測定は、試料をベンゼンに溶解し、かき混ぜながらメチルエチルケトン付加した尿素を加えて尿素付加物を作り、これを濾過し、濾液中の溶剤を蒸発させて残油の重量を算出し、重量％を尿素非付加物とする（例えば、産業図書株式会社出版雨宮登三編「石油化学」の５３４〜５４８頁に記されている）。
【００２７】
油分の測定方法は、ＪＩＳＫ２２３５に示されている方法である。すなわち、試料をメチルエチルケトンに溶解し、−３２℃に冷却して析出するワックスを濾過し、濾液中の溶剤を蒸発させて残油の量をはかり、油分を算出する方法である。
【００２８】
前記乳化剤は、従来からＷ／Ｏ型エマルション爆薬に使用されているものいずれもが使用できる。産業用に用いられるエマルション爆薬に使用される乳化剤が適している。例えば、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンセスキオレート、ソルビタンジオレート、ソルビタントリオレート等のソルビタン脂肪酸エステル、ステアリン酸モノグリセライド等の脂肪酸のモノまたはジグリセライド、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキサゾリン誘導体、イミダゾリン誘導体、リン酸エステル、脂肪酸アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩、１級、２級もしくは３級アミン塩等であり、これらは、１種または２種以上の混合物として使用される。
【００２９】
これらの中でエマルションの安定性の点から好ましい乳化剤は、ソルビトール脂肪酸エステルまたはソルビタン脂肪酸エステルおよびそれらの混合物である。これら乳化剤の全組成物中に占める配合割合は、好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは０．１〜５重量％である。製造工程で一度乳化物を形成後、冷却してエマルション構造を破壊するので、乳化剤は少ない方が好ましい。１０重量％を越える場合はＷ／Ｏ型エマルションの粘性が高くなり、エマルションの破壊が困難になる傾向にあったり、酸素バランスが著しくマイナスとなるため、爆薬としての威力が低下する傾向にある。
【００３０】
爆薬には、アルミニウム粉、マグネシウム粉等の金属粉末、木粉、澱粉等の有機粉末を添加して爆発力の増大を図ったり、起爆感度の増大を図ることができる。その際における全組成物中に占める配合割合は通常７０重量％以下、好ましくは５０重量％以下である。７０重量％を超えると反応性が悪くなり、威力の増大は期待できない。
【００３１】
前述のような有機燃料によって硝酸塩または無機過塩素酸塩の結晶化した粒子の周囲が被覆される。つまり、硝酸塩または無機過塩素酸塩の結晶化粒子の表面が有機燃料の薄い膜によって被覆された構造を有している。この膜は部分的に破壊されていても差し支えない。
【００３２】
前記有機燃料で被覆されている硝酸塩または無機過塩素酸塩の結晶化粒子は集合体を形成することができる。その集合体の大きさは、平均粒径が通常数十μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜５ｍｍ前後である。平均粒径があまりに小さく、例えば数十μｍ未満の微粉状の場合には装薬時に爆薬が舞い上がりやすくなり、逆に平均粒径があまりに大きく、１０ｍｍを超える程度になると、エアー送薬式の装填装置による送薬が困難になる傾向がある。
【００３３】
次に、爆薬の製造方法について説明する。
爆薬の製造方法は、硝酸塩または無機過塩素酸塩、所定量の水、所定の乳化剤およびワックスを含む有機燃料から油中水型エマルションを形成する工程と、微小中空球体を混和する工程と、−５０℃以下に冷却して硝酸塩または無機過塩素酸塩を結晶化させる工程とよりなる。加えて、前記微小中空球体を混和する工程で、さらに金属粉末又は有機粉末が混和される。
【００３４】
具体的には、爆薬は、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬を常法により製造後、冷却することによって製造される。まず、硝酸塩または無機過塩素酸塩の水溶液を、ワックス単独ないしワックスと乳化剤との混合物中に加えて高速撹拌することにより、Ｗ／Ｏ型エマルションが形成される。このエマルションは、微細な硝酸塩または無機過塩素酸塩が有機燃料の薄い膜で覆われた構造を有し、そのような粒子が多数集合したものである。その後、微小中空球体および必要により金属粉末や有機粉末等を加えて混和機で均一に撹拌混合する。
【００３５】
これを高温のまま、成形型に流し込んだ後、−５０℃以下に保持できる冷却装置によって冷却し、分散相である硝酸塩または無機過塩素酸塩を結晶化させる。これにより、硝酸塩または無機過塩素酸塩は結晶化により固化し、その表面を被覆している膜も固定される。冷却温度は、低ければ低いほど結晶が析出しやすくなり、例えば液体窒素の温度（沸点−１９６℃）まで低下させることが好ましい。冷却時間は冷却温度によって異なるが、製造効率の点から１０分以下が望ましい。それを成形型から取り出したものが所定形状をなす爆薬となる。その爆薬の形状は特に限定されるものではなく、例えば円柱状、円盤状、角型容器等いずれでもよい。具体的には、直径５０ｍｍのパイプ状のものや直径１ｍの球状のものが挙げられる。
【００３６】
一方、硝酸塩または無機過塩素酸塩の結晶化粒子の集合体よりなる粒状爆薬を製造する場合には、成形型の代わりに所定形状の容器を用いて成型した後、平均粒径が通常数十μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜５ｍｍ前後の大きさになる程度に粉砕することにより得られる。この粉砕方法としては、圧縮して粉砕する方法や翼を有する混和機を用いる方法が採用される。
【００３７】
以上のような実施形態によれば、以下のような効果が発揮される。
・ 実施形態の爆薬によれば、水の含有量を６〜１０重量％に設定したことから、爆薬の衝撃感度が適切で取扱い時の安全性を向上させることができる。
【００３８】
・ 実施形態の爆薬によれば、硝酸塩または無機過塩素酸塩と、水と、有機燃料とよりなり、水の配合量を６〜１０重量％に設定したことから、粘性を調整して組成物を均一にでき、得られる結晶化した硝酸塩または無機過塩素酸塩の粒子径を均一にでき、温度負荷に対して安定にすることができる。
【００３９】
・ 実施形態の爆薬によれば、水の配合量を６〜１０重量％に設定したことに加え、所定の乳化剤を配合することにより、より安定なＷ／Ｏ型エマルションを生成させることができ、得られる結晶化した硝酸塩または無機過塩素酸塩の粒子径をより確実に均一にでき、温度負荷に対する安定性を確保することができる。
【００４０】
・ 実施形態の爆薬によれば、結晶化した硝酸塩または無機過塩素酸塩の粒子の周囲がワックスを含む有機燃料で被覆されていることにより、酸化剤である硝酸塩または無機過塩素酸塩と有機燃料の距離が近く、均一で両者の反応が容易になる。しかも、爆薬の廃棄時に温水で硝酸塩または無機過塩素酸塩が溶出して脱薬できるため、処理が容易である。
【００４１】
・ 実施形態の爆薬によれば、有機燃料で被覆されている硝酸塩または無機過塩素酸塩の結晶化粒子が集合体を形成していることから、飛散し難くなり、装填を容易に行うことができる。
【００４２】
・ 実施形態の爆薬によれば、成形型によって所定形状に成形可能であることから、地雷や機雷に使用する場合、成形を容易に行うことができる。
・ 実施形態の爆薬の製造方法によれば、上記の各効果を有する爆薬を容易かつ安定した状態で製造することができる。
【００４３】
・ 実施形態の爆薬の製造方法によれば、微小中空球体を混和する工程でさらに金属粉末又は有機粉末を混和することから、爆発力の増大や起爆感度の増大を図った爆薬を容易に製造することができる。
【００４４】
・ ところで、地雷や機雷等、炸薬用の爆薬としては、従来からトリニトロトルエン（以下、ＴＮＴと略記する）やコンポジションＢ（ヘキソーゲン（以後、ＲＤＸと略記する）６０％、ＴＮＴ４０％、ワックス外割１％）、ペントライト（ＴＮＴとペンスリットとの混合物）などニトロ化合物を主体とする爆薬や、ＲＤＸやヘキサメチレンテトラニトロアミン（以後、ＨＭＸと略記する）を樹脂バインダーで分散させたいわゆる熱可塑性爆薬（以後、ＰＢＸと略記する）などがある。
【００４５】
ＴＮＴやＲＤＸなどのニトロ化合物を主とする爆薬は融点、あるいは共融点以上に加熱されたものが弾殻に溶填されるが、ＰＢＸは可塑剤とともに混和されたＲＤＸやＨＭＸが弾殻に真空あるいは常圧注型され、その後熱硬化させられる。混和・注型温度が低く、取扱い時の安全性に優れることが特長である。
【００４６】
しかしながら、これら従来の炸薬にあっては、ＴＮＴ、コンポジションＢ、ペントライトなど、溶填式の炸薬でもＰＢＸ系炸薬でも、いったん弾殻に成型されたものは、その廃棄時に爆発および燃焼以外の方法で処理するのが困難であるという問題があった。それに比べると、実施形態の爆薬は温水で脱薬できるため、処理が容易である。
【００４７】
また、従来の技術では含有される水の量が少ないために取扱い時の安全性に問題があった。また、エマルションの粒子径が揃わず、大きいものや小さいものが混在し、高低温の温度負荷が与えられると結晶の成長によって粒子が破壊するという問題があった。
【００４８】
従って、実施形態の爆薬によれば、爆薬としてのエネルギーを充分に維持しつつ、取扱い時の安全性にすぐれ、結晶化した硝酸塩または無機過塩素酸塩の粒子径が均一で、温度負荷に対する安定性を発揮することができる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げ、前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
まず、硝酸アンモニウム７６．９重量部、硝酸ナトリウム４．８重量部および硝酸ヒドラジン４．８重量部を水８．７重量部に加えて加温することにより溶解させ、約９０℃の硝酸塩の水溶液を得た。一方、ソルビトールモノオレート０．８重量部とポリエチレンワックス（日本石油社製、商品名：日石レクスポール１Ｂ、融点８４℃、尿素非付加率０％、油分０％）４．０重量部との混合物を加温して溶融させ、約９０℃の液体の有機燃料を得た。
【００５０】
これら硝酸塩の水溶液と液体の有機燃料とを乳化装置に導き、Ｗ／Ｏ型エマルションを得た。
このＷ／Ｏ型エマルションに、真比重が０．０２、平均粒子径が６０μｍのアクリロニトリル樹脂バルーン（松本油脂製薬社製、商品名：Ｆ−８０ＥＤ）０．２重量部を加え、縦型混和機を用いて混合し、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。
【００５１】
このＷ／Ｏ型エマルション爆薬を冷却槽の中に置いて、エマルションを−７０℃で５分間凍結し、硝酸塩を結晶化させた。この結晶粒子の表面は有機燃料で覆われており、その個々の粒子径は平均約８μｍであった。これを粉砕装置で粉化させたところ、平均粒子径が約１ｍｍのさらさらした粒状爆薬を得た。
【００５２】
これを湧水のあるトンネル掘削現場において、エアー噴霧式のチャージャーで、直径４２ｍｍのボアホールに装填し、ブースター爆薬を用いて６号電気雷管で起爆したところ、良好に起砕された。
（実施例２）
硝酸アンモニウムを７１．９重量部、硝酸ナトリウムを４．８重量部、硝酸ヒドラジンを４．８重量部、水を１３．７重量部とし、ワックスとしてスラックワックス（モービル石油製、商品名：ワックスレックス１５５、融点６９℃、尿素非付加率５１％、油分２．２％）を用いたほかは実施例１に準じて行った。硝酸塩の結晶粒子の粒子径は平均約６μｍであった。
【００５３】
この爆薬を粉砕装置で粉化させ、平均粒子径が約１ｍｍの集合体を得た。この集合体自身は多少べたつくため装填しにくい欠点を有していたが、エアー噴霧式のチャージャーで、直径４２ｍｍのボアホールに装填できた。ブースター爆薬を用いて６号電気雷管で起爆したところ、良好に起砕された。
（実施例３）
まず、硝酸アンモニウム７５．９重量部および硝酸ヒドラジン９．６重量部を水９．５重量部に加えて加温することにより溶解させ、約９０℃の硝酸塩の水溶液を得た。一方、ソルビタンモノオレート１．０重量部とパラフィンワックス（三井石油化学製、商品名：ハイワックス１１０、融点１０９℃、尿素非付加率０％、油分０％）４．０重量部との混合物を加温して溶融させ、約１２０℃の液体の有機燃料を得た。
【００５４】
これら硝酸塩水溶液と液体の有機燃料とを小型試験乳化装置に導き、Ｗ／Ｏ型エマルション組成物を得た。このＷ／Ｏ型エマルションに真比重が０．２５、平均粒子径が６０μｍのガラスマイクロバルーン（ＰＱ社製、商品名：Ｑｃｅｌ−５００）２．０重量部を加え、縦型混和機を用いて混合し、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。このＷ／Ｏ型エマルション爆薬の衝撃感度を火薬学会規格で定められた銃撃感度試験法によって評価したところ、不爆となる最大弾丸速度は約３５０ｍ／ｓであった。
【００５５】
このＷ／Ｏ型エマルション爆薬を冷却槽の中において、エマルションを−６０℃で１０分間凍結し、硝酸塩を結晶化させた。この結晶粒子の表面は有機燃料で覆われており、その粒子径は約８μｍであった。この組成物を粉砕装置で粉化させたところ平均粒子径が約２ｍｍの集合体を得た。
【００５６】
明かりのベンチ発破現場において、このものをオーガー式装填機で、直径７６ｍｍのボアホールに流し込み、エマルション爆薬をブースターとして起爆したところ、良好に起砕された。
（実施例４）
まず、硝酸アンモニウム７６．８重量部、硝酸ナトリウム４．８重量部および硝酸ヒドラジン４．８重量部を水８．７重量部に加えて加温することにより溶解させ、約９０℃の硝酸塩水溶液を得た。一方、ソルビタンモノオレート０．８重量部とポリエチレンワックス（中国精油製、商品名：ＭＰ−８０、融点８５℃、尿素非付加率０％、油分０％）４．０重量部との混合物を加温して溶融させ約９０℃の有機燃料を得た。
【００５７】
これら硝酸塩水溶液と有機燃料とを乳化装置に導き、Ｗ／Ｏ型エマルションを得た。
このＷ／Ｏ型エマルションに真比重が０．２５、平均粒子径が６０μｍのガラスマイクロバルーン（３Ｍ社製、商品名：Ｋ２５）２．０重量部を加え、縦型混和機を用いて混合し、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。
【００５８】
このＷ／Ｏ型エマルション爆薬を内径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの鉄製チャンバーにすぐさま流し込んだ。チャンバーのまま液体窒素に浸け、エマルションを−１９６℃で１０分間凍結した。常温に戻した後の様子を観察したところ、エマルション構造は破壊され、固化したままであり、所定形状の爆薬が得られていることが確認された。平均粒子径は約５μｍでよく揃っていた。
【００５９】
そして、チャンバーのまま、＋５１℃で１４時間、−３１℃で６時間、その間の調温に各２時間、合計２４時間を１サイクルとする温度負荷試験を１０サイクル行った。この所定形状をなす爆薬を観察したところ変化は見られず、薬面にペントライトブースタを密着させて６号電気雷管で起爆したところ、全体が良好に爆轟した。
【００６０】
一方、温度負荷試験・起爆試験に供する前の試料について温水による脱薬を試みた。まず、所定形状をなす爆薬の填薬されたチャンバーを、温度約９０℃に調温された温水中に浸漬し、一昼夜放置した。チャンバーを観察したところ、内部の爆薬は溶出し、脱薬されていることが確認された。
（実施例５）
まず、硝酸アンモニウム７４．２重量部、硝酸ナトリウム４．８重量部および硝酸ヒドラジン９．８重量部を水６．０重量部に加えて加温することにより溶解させ、約１２０℃の硝酸塩の水溶液を得た。一方、ソルビトールモノオレート１．０重量部とポリエチレンワックス（日本石油製、商品名：日石レクスポール１Ｂ、融点８４℃、尿素非付加率０％、油分０％）４．２重量部との混合物を加温して溶融させ、約１２０℃の有機燃料を得た。
【００６１】
これら硝酸塩水溶液と有機燃料とを小型試験乳化装置に導き、Ｗ／Ｏ型エマルション組成物を得た。このＷ／Ｏ型エマルションに真比重が０．２５、平均粒子径が６０μｍのガラスマイクロバルーン（３Ｍ社製、商品名：Ｋ２５）２．０重量部を加え、縦型混和機を用いて混合し、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。このＷ／Ｏ型エマルション爆薬の衝撃感度を火薬学会規格で定められた銃撃感度試験法によって評価したところ、不爆となる最大弾丸速度は約２００ｍ／ｓであった。
【００６２】
このＷ／Ｏ型エマルション爆薬の性能評価を、内径が６０ｍｍ、長さが２５０ｍｍである鉄製チャンバーとしたほかは実施例４に準じて行った。その結果、実施例４と同様良好な結果を得た。
（実施例６）
まず、実施例１と同様にしてＷ／Ｏ型エマルションを得た。このＷ／Ｏ型エマルションに真比重が０．０２、平均粒子径が６０μｍのアクリロニトリル樹脂バルーン（松本油脂製薬社製、商品名：Ｆ−８０ＥＤ）０．４重量部と、平均粒子径が３５μｍのアルミニウム粉（東洋アルミ社製、ＡＣ１００３）３０．０重量部を加え、縦型混和機を用いて混合し、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。
【００６３】
このＷ／Ｏ型エマルション爆薬組成物を内径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの鉄製チャンバーにすぐに流し込んだ。そして、チャンバーのまま液体窒素に漬け、エマルションを凍結した。さらに、チャンバーのまま、＋５１℃で１４時間、−３１℃で６時間、その間の調温に各２時間、合計２４時間を１サイクルとする温度負荷試験を１０サイクル行った。このチャンバーによって所定形状をなす爆薬を観察したところ変化は見られず、薬面にペントライトブースタを密着させて６号電気雷管で起爆したところ、全体が良好に爆轟した。
（比較例１）
水の量を４. ５重量％としたほかは実施例３に準じて行った。温度約１３０℃の硝酸塩水溶液を得た。このＷ／Ｏ型エマルション組成物の衝撃感度を火薬学会規格で定められた銃撃感度試験法に準じた方法で、試料温度は乳化時の温度である１３０℃として評価したところ、不爆となる最大弾丸速度は約１００ｍ／ｓであった。この値は、量産用乳化機械を用いて製造するには非常に危険と判断された。従って、これ以上の評価は中止せざるをえなかった。
（比較例２）
水の量を１６．０重量％とし、乳化剤としてアルケニルコハク酸エステル（ルーブリゾール社製、商品名：ＬＺ６４０１）を用いたほかは実施例４に準じて行った。個々の粒子の粒子径は平均約８μｍであったが、ばらつきが大きく、大きな粒子は直径約２０μｍであった。温度負荷試験を行った後、粒径を観察したところ、結晶の成長が認められ、大きいものでは直径５ｍｍを超す粒子もあった。
薬面にペントライトブースタを密着させて６号電気雷管で起爆したところ、伝爆しなかった。このペントライトブースタは、ペントライト（ＴＮＴとペンスリットとの混合物）を溶融させてから塩化ビニル樹脂パイプに流し込んで固化させたものであり、例えば直径３０ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度のものである。
【００６４】
なお、前記実施形態より把握される技術的思想について以下に記載する。
【００６６】
（１） 硝酸塩または無機過塩素酸塩の結晶化した粒子の平均粒子径は１〜１０μｍである請求項１または請求項２に記載の爆薬の製造方法。
このように構成した場合、硝酸塩または無機過塩素酸塩と水との混合物のエマルションの形成や冷却による結晶化および固化を円滑に行うことができる。
【００６７】
（２） 前記有機燃料は、ワックスよりなり、そのワックスは融点が７０℃以上で１３０℃以下であり、かつ尿素非付加率が３０％以下である請求項１または請求項２に記載の爆薬の製造方法。
【００６８】
このように構成した場合、有機燃料として粘着性が少なく好適なものを得ることができる。
（３） 前記集合体の平均粒径は、１０μｍ〜１０ｍｍである請求項１または請求項２に記載の爆薬の製造方法。
【００６９】
このように構成した場合、爆薬の装薬時に爆薬が舞い上がりにくく、装填装置による送薬も容易にすることができる。
（４） 前記有機燃料は、ワックスまたはワックスと乳化剤との混合物である請求項１または請求項２に記載の爆薬の製造方法。
【００７０】
このように構成した場合、Ｗ／Ｏ型エマルションを形成するのに好適である。
（５） 前記乳化剤は、ソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルまたはそれらの混合物である上記（４）に記載の爆薬の製造方法。
【００７１】
このように構成した場合、Ｗ／Ｏ型エマルションの安定性を向上させることができる。
【００７３】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
【００７６】
第１の発明の爆薬の製造方法によれば、爆薬としてのエネルギーを維持しつつ、爆薬の衝撃感度が適切で取扱い時の安全性を向上させることができるとともに、結晶化した硝酸塩または無機過塩素酸塩の粒子径が均一で、温度負荷に対して安定にすることができる爆薬を容易かつ安定した状態で製造することができる。
第２の発明の爆薬の製造方法によれば、第１の発明の効果に加えて、微小中空球体を混和する工程でさらに金属粉末又は有機粉末を混和することから、爆発力の増大や起爆感度の増大を図った爆薬を容易に製造することができる。

Claims (2)

1. 硝酸塩または無機過塩素酸塩、６〜１０重量％の水、ソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルまたはそれらの混合物からなる乳化剤およびワックスを含む有機燃料から油中水型エマルションを形成する工程と、微小中空球体を混和する工程と、−１９６〜−５０℃に冷却して硝酸塩または無機過塩素酸塩を結晶化させる工程とよりなる爆薬の製造方法。
2. 前記微小中空球体を混和する工程で、さらに金属粉末又は有機粉末を混和する請求項１に記載の爆薬の製造方法。