JP4635154B2 - 微粒子化合火薬類の微粒子生成装置、微粒子化合火薬類の製造装置および微粒子化合火薬類の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、特定形状の乾燥した微粒子化合火薬類の微粒子生成装置、微粒子化合火薬類の製造装置および微粒子化合火薬類の製造方法に関し、詳しくは超臨界二酸化炭素と化合火薬類の溶解液を接触させて、球状体に再結晶化する微粒子化合火薬類の微粒子生成装置、微粒子化合火薬類の製造装置および微粒子化合火薬類の製造方法に関する。
化合火薬類は、高威力、低感度のものが望まれる。
「火薬と発破」（須藤秀治、大久保正八郎、田中一三共著、オーム社、pp19〜）によると、化合火薬類の威力、例えば動的効果を評価するにあたって、爆ごう圧力Ｐは爆ごう速度（爆速）Ｄおよび化合火薬類の充填密度ρ0を用いてＰ＝(1/4)ρ0Ｄ2と概算できる。そして、爆ごう理論から、爆ごう圧力は、化合火薬類の充填密度の影響を受け、化合火薬類を充填する際に死圧現象が起こらない範囲で充填密度を高くすることができれば、化合火薬類の威力を向上させることができる。
「火薬と発破」（須藤秀治、大久保正八郎、田中一三共著、オーム社、pp19〜）によると、化合火薬類の威力、例えば動的効果を評価するにあたって、爆ごう圧力Ｐは爆ごう速度（爆速）Ｄおよび化合火薬類の充填密度ρ0を用いてＰ＝(1/4)ρ0Ｄ2と概算できる。そして、爆ごう理論から、爆ごう圧力は、化合火薬類の充填密度の影響を受け、化合火薬類を充填する際に死圧現象が起こらない範囲で充填密度を高くすることができれば、化合火薬類の威力を向上させることができる。
また、「粉体 理論と応用」（久保輝一郎、水渡英ニ、中川有三、早川宗八郎共著、丸善株式会社、pp208〜）によると、粉体の充填密度は粒子径や粒子形状などの影響を受け、特に粒子形状が球から離れ、棒状、板状などの不規則な形になると、粉体の見掛け比容積が大きくなり、見掛け比容積の逆数として計算される見掛け密度が小さくなる。
したがって、化合火薬類を高密度に充填するためには、大小の粒子径の化合火薬類を混ぜ合わせて充填すれば、大粒子間の空隙に小粒子が詰まることで、高密度に充填することができ、その際、粒子形状が球状の化合火薬類粒子を用いることにより、さらに高密度に充填することができる。
したがって、化合火薬類を高密度に充填するためには、大小の粒子径の化合火薬類を混ぜ合わせて充填すれば、大粒子間の空隙に小粒子が詰まることで、高密度に充填することができ、その際、粒子形状が球状の化合火薬類粒子を用いることにより、さらに高密度に充填することができる。
また、近年、化合火薬類を取り扱う際の危険性をできるだけ排除することが望まれており、この危険性は粒子形状を角の取れた球状化することで排除できる。すなわち、化合火薬類微粒子の粒子形状を角の取れた球状とすることで、充填密度の向上と、それによる燃焼特性の向上が期待できるだけでなく、近年の化合火薬類の取扱い感度低減の要請にも応えることができる。
従来、化合火薬類微粒子粉末の作製にあたり、機械的粉砕に依る微粒子化を行ってきた（例えば、非特許文献１参照）。機械的に大量に粉砕することは、発火・爆発の危険性が高く、また、粉砕された結晶同志の凝集による再付着もあることから、５μｍ以下の平均粒子径の微粒子粉末は、費用と効果の面から判断して現実的ではなかった。さらに、機械的粉砕による微細粒子粉末は、結晶形が不規則で、角張った結晶内部に歪エネルギを介在しているため、取扱い感度が鋭敏になる傾向があり、鈍感化傾向に進みつつある近年の火薬類の時勢にそぐわないばかりか、粒度分布もブロードな傾向にある。
そこで、化合火薬類を有機溶剤で溶解し、これを水などの貧溶媒中で析出させる化学的処理方法も検討されている。
出発成分をその成分を溶解しうる溶媒に溶解し、その後攪拌して得られた溶液を、エジェクターに供給し、エジェクターに供給される溶媒および水蒸気をディフューザ中で蒸発させるようにし、溶媒中に溶解した爆薬成分を結晶化し、または沈殿させ、その後サイクロン中で結晶成分を溶媒から分離し、溶媒は凝縮後再使用する微粒子化結晶質爆発性物質の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
出発成分をその成分を溶解しうる溶媒に溶解し、その後攪拌して得られた溶液を、エジェクターに供給し、エジェクターに供給される溶媒および水蒸気をディフューザ中で蒸発させるようにし、溶媒中に溶解した爆薬成分を結晶化し、または沈殿させ、その後サイクロン中で結晶成分を溶媒から分離し、溶媒は凝縮後再使用する微粒子化結晶質爆発性物質の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、出発成分である火薬組成物原料を有機溶剤に溶解または懸濁させ、不活性ガスなどを用いて霧状に噴射し、この噴射液がチェンバーを通過する間に、加温と減圧の少なくとも一方を行うことにより、有機溶剤の４０〜９０％を火薬組成物原料から留去した後、粉状火薬組成物が不溶の貧溶媒に接触させる粉状火薬組成物の製造方法および製造装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
また、火薬組成物原料（例えば、トリメチレントリニトラミン）を良溶媒（例えば、メチルエチルケトン）と混合し、１種以上の結晶性爆薬を良溶媒に２０〜９８ｗｔ％溶解し、その他の成分を完全に溶解させた固液共存状態の懸濁液を火薬組成物原料が不溶の貧溶媒（例えば、水）に接触させることにより、火薬組成物原料を析出させる粉状火薬組成物の製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
これらの従来技術は、再結晶後の結晶内部に良溶媒が取り込まれて、空隙（ボイド）を生じる場合があり、取扱い感度の鋭感化や威力低下の問題がある。
また、製造方法の観点から再結晶後にろ過、洗浄、乾燥工程などの煩雑な工程が必要となり、これらの工程を経るにしたがって、化合火薬類微粒子の粒子形状や粒子径などの品質への影響も問題となる。
また、製造方法の観点から再結晶後にろ過、洗浄、乾燥工程などの煩雑な工程が必要となり、これらの工程を経るにしたがって、化合火薬類微粒子の粒子形状や粒子径などの品質への影響も問題となる。
さらに、製造時に廃液（例えば、有機溶剤を含む水など）が大量に出されるため、廃液の処理に多大な労力を要するだけでなく、近年の環境問題の観点から有機溶剤低減の時勢にそぐわず、これらの方法では結晶の析出、成長が遅いために、所望の粒子形状、粒子径に制御することが難しいという問題がある。
上記問題点から、近年、超臨界二酸化炭素を用いた化合火薬類の微粒子粉末製造方法が検討されている。二酸化炭素は不活性のガスであるため、不活性雰囲気下で化合火薬類の微粒子粉末製造を行うことができ、機械的粉砕のような微粒子粉末製造時の発火、爆発の危険性を排除することができる。また、二酸化炭素は、無毒性で減圧すれば容易に気化し、分離・回収・リサイクルが可能であるため、環境への負荷を低減することができるばかりか、製造時に出される廃棄物を低減することができる上に、廃棄物の処理に要する労力を低減することができる。
上記問題点から、近年、超臨界二酸化炭素を用いた化合火薬類の微粒子粉末製造方法が検討されている。二酸化炭素は不活性のガスであるため、不活性雰囲気下で化合火薬類の微粒子粉末製造を行うことができ、機械的粉砕のような微粒子粉末製造時の発火、爆発の危険性を排除することができる。また、二酸化炭素は、無毒性で減圧すれば容易に気化し、分離・回収・リサイクルが可能であるため、環境への負荷を低減することができるばかりか、製造時に出される廃棄物を低減することができる上に、廃棄物の処理に要する労力を低減することができる。
そこで、アセトンまたはシクロヘキサノンの有機溶媒にＲＤＸを溶解し、溶媒に可溶でＲＤＸには不溶である二酸化炭素から成るガス成分を、溶媒が過飽和状態に近づく、または達する、あるいは超過するように適量添加することにより、ＲＤＸを再結晶化する微粒子粉末製造方法が開示されている（例えば、特許文献４〜５参照）。
これらの微粒子粉末製造方法は、ＧＡＳ(Gas Anti-Solvent)法により行われており、従来の再結晶化法で発生する結晶中の空隙（ボイド）をなくすこと、不純物を含まない結晶性爆薬を得ることを主眼としているが、二酸化炭素を所望の圧力まで添加するための添加速度と保持時間の管理が煩雑で、粒子形状や粒子サイズの制御が難しいという問題がある。
これらの微粒子粉末製造方法は、ＧＡＳ(Gas Anti-Solvent)法により行われており、従来の再結晶化法で発生する結晶中の空隙（ボイド）をなくすこと、不純物を含まない結晶性爆薬を得ることを主眼としているが、二酸化炭素を所望の圧力まで添加するための添加速度と保持時間の管理が煩雑で、粒子形状や粒子サイズの制御が難しいという問題がある。
また、超臨界二酸化炭素中に化合火薬類を溶解し、噴霧ノズルを通して噴霧するＲＥＳＳ（Rapid Expansion of Supercritical Solutions）法を用いた化合火薬類の微粒子粉末製造方法が報告されている（例えば、非特許文献２参照）。
しかし、ＲＥＳＳ法は、超臨界二酸化炭素に化合火薬類が溶解しないと、適用するのが困難な微粒子粉末製造方法であり、報告されている化合火薬類、例えばＴＮＴの結晶は針状のような形状となり、衝撃・摩擦に対して感度が増大する問題があり、また、微粒子化合火薬類の製造において、噴霧と同時に微粒子粉末は乾燥してしまい、粉塵爆発の虞が予測される。
しかし、ＲＥＳＳ法は、超臨界二酸化炭素に化合火薬類が溶解しないと、適用するのが困難な微粒子粉末製造方法であり、報告されている化合火薬類、例えばＴＮＴの結晶は針状のような形状となり、衝撃・摩擦に対して感度が増大する問題があり、また、微粒子化合火薬類の製造において、噴霧と同時に微粒子粉末は乾燥してしまい、粉塵爆発の虞が予測される。
また、非特許文献２には、高圧容器内の超臨界二酸化炭素雰囲気下に有機溶剤に溶解した化合火薬類の溶解液を噴射ノズルを通して噴射して、化合火薬類の再結晶を行う、ＰＣＡ(Precipitation with a Compressed Fluid Antisolvent)法による化合火薬類の微粒子粉末製造方法も報告されている。しかし、報告されている化合火薬類、例えばＲＤＸの結晶は、板状のような明確なエッジを有する形状となり、衝撃・摩擦に対して感度が増大する問題がある。
超臨界二酸化炭素を用いた化合火薬類の微粒子粉末製造方法は、所望の粒子形状および粒子径に制御するのが難しいといった、従来の化合火薬類の微粒子粉末製造方法と同様の問題を包含しており、このようにして得られた化合火薬類微粒子は、取扱い時の危険性を排除することが難しい。
これに対して、粒子形成容器内の温度および圧力を制御するための手段と、そして粒子形成容器中に、少なくとも一種の物質をビヒクルに溶かしまたは懸濁させた溶液または懸濁液と超臨界流体とを同時導入するための導入手段とを含んで成る粒状生成物を形成するための装置であって、導入手段が、超臨界流体を導入するための第一通路と、溶液または懸濁液を導入するための第二通路とを含み、第一通路および第二通路並びにこれらの各出口の相対配置が、使用の際、第一通路から導入される超臨界流体と第二通路から導入される溶液または懸濁液とが共に粒子形成容器に同一地点で流入し、その地点が超臨界流体と溶液または懸濁液とが接する地点と実質的に同一となり、そして超臨界流体の流れによって、超臨界流体と溶液または懸濁液とが接し、かつ粒子形成容器に流入する地点において、溶液または懸濁液を分散させることができるような配置とした粒子生成装置およびこの装置を用いた粒子生成方法が開示されている（例えば、特許文献６参照）。
これに対して、粒子形成容器内の温度および圧力を制御するための手段と、そして粒子形成容器中に、少なくとも一種の物質をビヒクルに溶かしまたは懸濁させた溶液または懸濁液と超臨界流体とを同時導入するための導入手段とを含んで成る粒状生成物を形成するための装置であって、導入手段が、超臨界流体を導入するための第一通路と、溶液または懸濁液を導入するための第二通路とを含み、第一通路および第二通路並びにこれらの各出口の相対配置が、使用の際、第一通路から導入される超臨界流体と第二通路から導入される溶液または懸濁液とが共に粒子形成容器に同一地点で流入し、その地点が超臨界流体と溶液または懸濁液とが接する地点と実質的に同一となり、そして超臨界流体の流れによって、超臨界流体と溶液または懸濁液とが接し、かつ粒子形成容器に流入する地点において、溶液または懸濁液を分散させることができるような配置とした粒子生成装置およびこの装置を用いた粒子生成方法が開示されている（例えば、特許文献６参照）。
粒子生成法は、ＳＥＤＳ(Solution Enhanced Dispersion by Supercritical fluids)法と呼ばれ、粒子生成容器内に超臨界流体と溶液とを同時導入するための手段は、第一通路および第二通路から成る同軸通路を有し、それぞれの通路が出口端部で互いに隣接した末端を有する同軸ノズルを用いることに特徴がある。
同軸ノズルは、超臨界流体の流れによって粒子生成容器内に溶液を分散させるための手段であり、容器内へのビヒクルの分散と同時に超臨界流体にビヒクルを抽出して溶液中の物質の粒子を析出せしめる。
同軸ノズルは、超臨界流体の流れによって粒子生成容器内に溶液を分散させるための手段であり、容器内へのビヒクルの分散と同時に超臨界流体にビヒクルを抽出して溶液中の物質の粒子を析出せしめる。
しかし、同軸流路を形成する第一通路と第二通路のそれぞれの出口端は、互いに隣接した配置といった定性的な相対位置を規定しているのみで、相対位置が定量化されていない。さらに、超臨界流体により粒子形成容器中に分散された溶液の微小液滴から粒子を析出せしめる過程で、容器内に分散された液滴が互いに凝集したり、超臨界流体へのビヒクルの抽出が不十分な状態で容器内に分散されて、析出した粒子の結晶成長がおこり、粒子形状を所望の形状に制御するのが難しいという問題がある。
特開平１−３１３３８２号公報
特開２００２−１７９４９０号公報
特開２００２−１７９４９１号公報
米国特許５３６０４７８号明細書
米国特許５３８９２６３号明細書
特開２００４−１０５９５３号公報
U.Teipel，I.Mikonsaari,"Size reduction of particulate energetic material",PEP,27,168-174(2002).
U.Teipel，H.Krober,and H.Krause,"Formation of Energetic Materials Using Supercritical fluids",PEP,26,168-173(2001).
従来の化合火薬類微粒子の製造方法は、機械的粉砕では製造時の発火・爆発の危険性をともない、再結晶化法では製造後に大量の廃液が出されるため、廃液の処理に多大な労力を要する。
また、超臨界二酸化炭素を用いた微粒子粉末製造方法は、二酸化炭素が不活性のガスであるという特徴を活かして、製造時の発火・爆発の危険性を排除でき、微粒子粉末製造後に出される廃棄物の量を低減できる良い方法ではあるが、化合火薬類微粒子の粒子形状および粒子径を制御するのが困難であった。
また、超臨界二酸化炭素を用いた微粒子粉末製造方法は、二酸化炭素が不活性のガスであるという特徴を活かして、製造時の発火・爆発の危険性を排除でき、微粒子粉末製造後に出される廃棄物の量を低減できる良い方法ではあるが、化合火薬類微粒子の粒子形状および粒子径を制御するのが困難であった。
本発明は斯かる従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、超臨界二酸化炭素を用いて化合火薬類の再結晶化を行う際に化合火薬類微粒子の粒子形状および粒子径の制御が容易にできる微粒子化合火薬類の微粒子生成装置および製造装置ならびに微粒子化合火薬類の製造方法を提供することにある。
請求項１に係る発明は、化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を導入する第一の導管と、第一の導管を囲繞して第一の導管と同軸上に配設され、超臨界二酸化炭素を導入する第二の導管とを備えている。第二の導管は、出口端部を第一の導管の出口端部より少なくとも５ｍｍ以上長くして、超臨界二酸化炭素と溶解液とが接触し化合火薬類の再結晶を行うための単一流路を形成している。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の微粒子化合火薬類の微粒子生成装置において、前記単一流路における前記第二の導管の内径は、前記第二の導管の内径と同じである。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の微粒子化合火薬類の微粒子生成装置において、単一流路の長さは、５ｍｍ〜２００ｍｍである。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の微粒子化合火薬類の微粒子生成装置と、前記第二の導管の出口端部に連結する微粒子回収容器と、前記微粒子回収容器の出口側に連絡し、前記微粒子回収容器内の圧力を調整する圧力調整弁と、前記第一の導管に連絡し、前記化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を送液ポンプにより供給する溶解液供給装置と、前記第二の導管に連絡し、前記超臨界二酸化炭素を供給する超臨界二酸化炭素供給装置とを備え、前記超臨界二酸化炭素供給装置は、二酸化炭素を冷却・液化する冷却器と、冷却・液化した二酸化炭素を昇圧する昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプから導入する二酸化炭素を超臨界二酸化炭素にする熱交換器とを有する。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の微粒子化合火薬類の微粒子生成装置において、単一流路の長さは、５ｍｍ〜２００ｍｍである。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の微粒子化合火薬類の微粒子生成装置と、前記第二の導管の出口端部に連結する微粒子回収容器と、前記微粒子回収容器の出口側に連絡し、前記微粒子回収容器内の圧力を調整する圧力調整弁と、前記第一の導管に連絡し、前記化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を送液ポンプにより供給する溶解液供給装置と、前記第二の導管に連絡し、前記超臨界二酸化炭素を供給する超臨界二酸化炭素供給装置とを備え、前記超臨界二酸化炭素供給装置は、二酸化炭素を冷却・液化する冷却器と、冷却・液化した二酸化炭素を昇圧する昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプから導入する二酸化炭素を超臨界二酸化炭素にする熱交換器とを有する。
請求項５に係る発明は、請求項４項に記載の微粒子化合火薬類の製造装置を用いて微粒子化合火薬類に再結晶化する方法において、超臨界二酸化炭素を第二の導管内に導入中に第二の導管内の圧力が所定圧力に達したときに、溶解液を第一の導管内に導入し、単一流路において超臨界二酸化炭素と溶解液とを所定の流量で接触させて球状体の微粒子化合火薬類に再結晶化させ、再結晶化した微粒子化合火薬類を粒子回収容器に回収する。
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の微粒子化合火薬類の製造方法において、溶解液流量に対する超臨界二酸化炭素の流量比率は、３０〜２００である。
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６に記載の微粒子化合火薬類の製造方法において、溶解液導入時の第二の導管内の圧力は、１２．７ＭＰａ〜２９．４ＭＰａである。
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６に記載の微粒子化合火薬類の製造方法において、溶解液導入時の第二の導管内の圧力は、１２．７ＭＰａ〜２９．４ＭＰａである。
本発明においては、超臨界二酸化炭素を貧溶媒として用い、化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液とし、超臨界二酸化炭素と溶解液の導入および接触を行うために第一の導管および第二の導管の一部（所定範囲）に同軸流路（第一の導管の流路と第二の導管の流路が重管する部分）を有し、同軸流路の下流に超臨界二酸化炭素と溶解液が接触し化合火薬類の再結晶を行うための単一流路（同軸流路を除く第二の導管だけの流路）を有する。単一流路（同軸流路を除く第二の導管だけの流路）は、第一の導管の出口端部よりも下流に配置する相対位置を構成する。そして、同軸流路（第一の導管の流路と第二の導管の流路）から単一流路（同軸流路を除く第二の導管だけの流路）内に連続して導入される超臨界二酸化炭素の流れの中で第二の導管内の圧力が所定圧力に達すると、第一の導管から溶解液を導入して両者を接触させる。これにより、単一流路内で超臨界二酸化炭素と溶解液の接触・混合、有機溶剤の抽出さらに溶解液中の化合火薬類の再結晶化が行われ、球状体に制御された微粒子化合火薬類が製造できる。
本発明において、超臨界二酸化炭素は、二酸化炭素をその臨界点（臨界温度３１℃および臨界圧力７．３８ＭＰａ）以上に加温、加圧することにより得られ、それ以上加圧しても、液化しない状態の流体となった二酸化炭素をいい、通常、気体と液体の性質を有する。また、超臨界二酸化炭素は、例えば、ボンベなどに入った市販の二酸化炭素を、その臨界点以上にすることによって得ることができる。導入する二酸化炭素は、好ましくは純度９９．９％以上の二酸化炭素が良い。
また、超臨界状態の二酸化炭素の好適な温度としては、３１℃〜１５０℃、好ましくは３５℃〜８０℃とすることができる。
超臨界状態の二酸化炭素の好適な圧力としては、１２．７ＭＰａ〜２９．４ＭＰａ、好ましくは１２．７ＭＰａ〜１９．６ＭＰａ、より好ましくは１３．７ＭＰａ〜１９．６ＭＰａとすることができる。
超臨界状態の二酸化炭素の好適な圧力としては、１２．７ＭＰａ〜２９．４ＭＰａ、好ましくは１２．７ＭＰａ〜１９．６ＭＰａ、より好ましくは１３．７ＭＰａ〜１９．６ＭＰａとすることができる。
超臨界二酸化炭素の温度を３１℃未満、または超臨界二酸化炭素の圧力を１２．７ＭＰａ未満とすると、得られる化合火薬類の粒子形状が不規則形状となり好ましくない。
超臨界二酸化炭素の温度が１５０℃を超えた場合、再結晶化された化合火薬類が熱により発火・爆発する危険性があり、または再結晶化された化合火薬類が熱により分解する可能性があるため、好ましくない。
超臨界二酸化炭素の温度が１５０℃を超えた場合、再結晶化された化合火薬類が熱により発火・爆発する危険性があり、または再結晶化された化合火薬類が熱により分解する可能性があるため、好ましくない。
超臨界二酸化炭素の圧力が２９．４ＭＰａを超えた場合は、粒子形状が１２．７ＭＰａ〜２９．４ＭＰａの範囲内と同等の球状体となるので、必要以上に高くする意味がない。
微粒子生成装置に導入される超臨界二酸化炭素と溶解液は、超臨界二酸化炭素／溶解液の質量流量比率として３０〜２００、好ましくは５０〜１５０として導入するのが良い。
超臨界二酸化炭素／溶解液の質量流量比率を３０未満とすると、得られる粒子形状が不規則形状となり、好ましくない。また、超臨界二酸化炭素／溶解液の質量流量比率が２００を超えた場合は、粒子形状が３０〜２００の範囲内と同等の球状体となるので、必要以上に高くする意味がない。
微粒子生成装置に導入される超臨界二酸化炭素と溶解液は、超臨界二酸化炭素／溶解液の質量流量比率として３０〜２００、好ましくは５０〜１５０として導入するのが良い。
超臨界二酸化炭素／溶解液の質量流量比率を３０未満とすると、得られる粒子形状が不規則形状となり、好ましくない。また、超臨界二酸化炭素／溶解液の質量流量比率が２００を超えた場合は、粒子形状が３０〜２００の範囲内と同等の球状体となるので、必要以上に高くする意味がない。
ここで、質量流量比率の計算式を示す。
超臨界ＣＯ2／溶解液の質量流量比率［−］＝（超臨界ＣＯ2質量流量［ｋｇ／ｈｒ］＊１０００［ｇ／ｋｇ］／６０［ｍｉｎ／ｈｒ］）／溶解液質量流量［ｇ／ｍｉｎ］
例えば、超臨界二酸化炭素の質量流量を１．０ｋｇ／ｈｒとした場合、質量流量比率３０〜２００の範囲内で、上記計算式から溶解液の質量流量は、略０．０８〜０．５ｇ／ｍｉｎの範囲となり任意に選定することができる。
超臨界ＣＯ2／溶解液の質量流量比率［−］＝（超臨界ＣＯ2質量流量［ｋｇ／ｈｒ］＊１０００［ｇ／ｋｇ］／６０［ｍｉｎ／ｈｒ］）／溶解液質量流量［ｇ／ｍｉｎ］
例えば、超臨界二酸化炭素の質量流量を１．０ｋｇ／ｈｒとした場合、質量流量比率３０〜２００の範囲内で、上記計算式から溶解液の質量流量は、略０．０８〜０．５ｇ／ｍｉｎの範囲となり任意に選定することができる。
・例示１：（１．０×１０００÷６０）÷３０［比率］＝０．５５５ｇ／ｍｉｎ
・例示２：（１．０×１０００÷６０）÷２００［比率］＝０．０８３ｇ／ｍｉｎ
また、化合火薬類は、例えば、トリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）、シクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）、ペンタエリスリトールテトラナイトレート（ＰＥＴＮ）、ヘキサニトロスチルベン（ＨＮＳ）、およびヘキサニトロヘキサアザイソウルチタン（ＣＬ−２０）をはじめとする化合火薬類のうち、少なくとも１種の化合火薬類を用いることができる。
・例示２：（１．０×１０００÷６０）÷２００［比率］＝０．０８３ｇ／ｍｉｎ
また、化合火薬類は、例えば、トリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）、シクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）、ペンタエリスリトールテトラナイトレート（ＰＥＴＮ）、ヘキサニトロスチルベン（ＨＮＳ）、およびヘキサニトロヘキサアザイソウルチタン（ＣＬ−２０）をはじめとする化合火薬類のうち、少なくとも１種の化合火薬類を用いることができる。
有機溶剤は、化合火薬類が可溶で、超臨界二酸化炭素により容易に抽出することが可能な液体のことである。有機溶剤としては、例えば、アセトン、シクロヘキサノン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などのうち、１種または２種以上の混合溶剤を使用することができ、好ましくはアセトン、シクロヘキサノン、またはＤＭＳＯを使用するのが良い。
化合火薬類を有機溶剤に溶解させた溶解液は、有機溶剤中の化合火薬類の濃度を、その製造条件での飽和濃度までの任意の濃度とすることができる。さらに、化合火薬類原料を完全に溶解させるために、室温以上で、かつ、有機溶剤の沸点以下の温度まで溶液を加温することができる。
また、本発明においては、粒子形状を「球状体」或いは「不規則形状体」と明記しているが、ここでは次のような意味で用いている。
また、本発明においては、粒子形状を「球状体」或いは「不規則形状体」と明記しているが、ここでは次のような意味で用いている。
「球状体」とは、球状体、楕円状体などの角のとれた丸みを有する形状をいう。また、これらの混在をいう。
「不規則形状体」とは、板状、棒状、片状（鱗片、薄片など）、針状などの形状をいう。また、これらの混在をいう。
「不規則形状体」とは、板状、棒状、片状（鱗片、薄片など）、針状などの形状をいう。また、これらの混在をいう。
本発明によれば、低感度で所望の球状に制御された微粒子化合火薬類を安全に製造することができる。
また、本発明によれば、不活性ガスである二酸化炭素の雰囲気下で再結晶化が行われるため、安全性の高い製造方法を提供することができる。しかも、製造時に用いる二酸化炭素や有機溶剤を回収して再利用することができるため、製造後に出される廃棄物の量、および廃棄物の処理に要する労力を低減することができる。
また、本発明によれば、不活性ガスである二酸化炭素の雰囲気下で再結晶化が行われるため、安全性の高い製造方法を提供することができる。しかも、製造時に用いる二酸化炭素や有機溶剤を回収して再利用することができるため、製造後に出される廃棄物の量、および廃棄物の処理に要する労力を低減することができる。
また、本発明により得られる微粒子化合火薬類は、乾燥した凝集性の少ない微粒子であり、従来技術で一般的に行われている再結晶後のろ過・洗浄・乾燥工程といった煩雑な工程を省略することができるばかりでなく、上述の工程時に与える微粒子品質への影響を排除することができる。
また、本発明により得られた微粒子粉状化合火薬類を原料として製造した火薬類は、その燃焼特性または爆発特性およびそれらの物性が向上し、微粒子粉末の製造時および製造した微粒子化合火薬類を取り扱う際の衝撃や摩擦による発火・爆発の危険性を低減できる。
また、本発明により得られた微粒子粉状化合火薬類を原料として製造した火薬類は、その燃焼特性または爆発特性およびそれらの物性が向上し、微粒子粉末の製造時および製造した微粒子化合火薬類を取り扱う際の衝撃や摩擦による発火・爆発の危険性を低減できる。
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る微粒子化合火薬類の微粒子生成装置１０を示す（請求項１，２，３に対応する）。
本実施形態に係る微粒子生成装置１０は、内径の大きな第二の導管１２の内側に内径の小さな第一の導管１１を同軸方向に装着し、第一の導管１１および第二の導管１２内の一部に超臨界二酸化炭素と溶解液とを導入して互いに接触することがない同軸流路１３を形成し、同軸流路１３の下流に連続して単一流路１４を形成し、単一流路１４においては、同軸流路１３を構成する第一の導管１１の出口端部１１ａが第二の導管１２の出口端部１２ａよりも上流に配置されている。
図１は、本発明の一実施形態に係る微粒子化合火薬類の微粒子生成装置１０を示す（請求項１，２，３に対応する）。
本実施形態に係る微粒子生成装置１０は、内径の大きな第二の導管１２の内側に内径の小さな第一の導管１１を同軸方向に装着し、第一の導管１１および第二の導管１２内の一部に超臨界二酸化炭素と溶解液とを導入して互いに接触することがない同軸流路１３を形成し、同軸流路１３の下流に連続して単一流路１４を形成し、単一流路１４においては、同軸流路１３を構成する第一の導管１１の出口端部１１ａが第二の導管１２の出口端部１２ａよりも上流に配置されている。
第二の導管１２は、例えば、材質にシリカを用い、その内径は０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍが良く、第二の導管１２の内径は、外部流路１５および単一流路１４において実質的に同一寸法とすることが好ましい。第二の導管１２の出口端部１２ａをテーパ形状のように第二の導管１２の出口端部１２ａの内径を小さく絞る構造とすると、単一流路１４内で生成粒子による閉塞が起こり、好ましくない。
第二の導管１２の外径は、使用する材質特性に依存し、後述の好適な圧力および温度において破損することのない肉厚を有するように任意に選択することができる。また、例えば、第二の導管１２の材質としてシリカを用いた場合、第二の導管１２の外周をＳＵＳ３１６の管またはチューブで補強するような手段を講じることもできる。
第一の導管１１は、例えば、材質にシリカを用い、その内径は０．０５ｍｍ〜０．８ｍｍ、好ましくは０．０７ｍｍ〜０．２ｍｍが良い。第一の導管１１の外径は、第二の導管１２内に装着した際に構成される同軸流路１３において、第二の導管１２の内径／第一の導管１１の外径の比率が１．５〜４．０、好ましくは、１．６〜２．１とするのが良い。
第一の導管１１は、例えば、材質にシリカを用い、その内径は０．０５ｍｍ〜０．８ｍｍ、好ましくは０．０７ｍｍ〜０．２ｍｍが良い。第一の導管１１の外径は、第二の導管１２内に装着した際に構成される同軸流路１３において、第二の導管１２の内径／第一の導管１１の外径の比率が１．５〜４．０、好ましくは、１．６〜２．１とするのが良い。
第二の導管１２の内径／第一の導管１１の外径の比率が、４．０より大きくなると、得られる再結晶化した化合火薬類の粒子形状が不規則形状となるため、好ましくない。
第一の導管１１の出口端部１１ａは、第二の導管１２の出口端部１２ａよりも上流に配置する。この相対位置は、例えば、５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲に配置される。２００ｍｍを超えた場合は、粒子形状が５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内と同等の球状体となるので、相対位置を必要以上に長くする意味がない。５ｍｍ未満になると粒子形状が不規則形状となる。すなわち、５ｍｍ未満になると、超臨界二酸化炭素と溶解液との接触から化合火薬類の再結晶化にいたる物質移動プロセスが微粒子生成装置１０の外で行われ、後述する微粒子回収容器内に溶解液が分散された後、または実質的に分散と同時に化合火薬類の再結晶化が起こるが、再結晶の過程で分散された微小液滴が互いに凝集して再結晶化されたり、超臨界二酸化炭素への有機溶剤の抽出が十分に行われずに微粒子回収容器内に滞留し、生成粒子の結晶成長が起こるために得られる化合火薬類の粒子形状が不規則形状となる。
第一の導管１１の出口端部１１ａは、第二の導管１２の出口端部１２ａよりも上流に配置する。この相対位置は、例えば、５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲に配置される。２００ｍｍを超えた場合は、粒子形状が５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内と同等の球状体となるので、相対位置を必要以上に長くする意味がない。５ｍｍ未満になると粒子形状が不規則形状となる。すなわち、５ｍｍ未満になると、超臨界二酸化炭素と溶解液との接触から化合火薬類の再結晶化にいたる物質移動プロセスが微粒子生成装置１０の外で行われ、後述する微粒子回収容器内に溶解液が分散された後、または実質的に分散と同時に化合火薬類の再結晶化が起こるが、再結晶の過程で分散された微小液滴が互いに凝集して再結晶化されたり、超臨界二酸化炭素への有機溶剤の抽出が十分に行われずに微粒子回収容器内に滞留し、生成粒子の結晶成長が起こるために得られる化合火薬類の粒子形状が不規則形状となる。
次に、本実施形態に係る微粒子生成装置１０の作用について説明する。
同軸流路１３から単一流路１４内に連続して導入される超臨界二酸化炭素の所定流量の流れの中に所定流量で溶解液を導入する。その際、超臨界二酸化炭素は所定圧力の状態にある。これにより、両者を接触させて溶解液を単一流路１４内に分散し、この単一流路１４内で、超臨界二酸化炭素と溶解液との混合、超臨界二酸化炭素への有機溶剤の抽出、および溶解液中の化合火薬類の再結晶が行なわれ、１０μｍ以下の球状に制御された微粒子化合火薬類を析出する。
同軸流路１３から単一流路１４内に連続して導入される超臨界二酸化炭素の所定流量の流れの中に所定流量で溶解液を導入する。その際、超臨界二酸化炭素は所定圧力の状態にある。これにより、両者を接触させて溶解液を単一流路１４内に分散し、この単一流路１４内で、超臨界二酸化炭素と溶解液との混合、超臨界二酸化炭素への有機溶剤の抽出、および溶解液中の化合火薬類の再結晶が行なわれ、１０μｍ以下の球状に制御された微粒子化合火薬類を析出する。
以上のように、本実施形態に係る微粒子生成装置１０では、所定圧力および流量で連続して超臨界二酸化炭素が導入されている雰囲気下に所定流量で分散された溶解液の微小液滴は、互いに凝集することがなく、微小液滴単位で化合火薬類の再結晶化が起こり、さらに超臨界二酸化炭素と溶解液の接触から化合火薬類の再結晶化にいたる物質移動プロセスが、微粒子生成装置１０内で完了するため、第二の導管１２の出口端部１２ａを通して導かれた微粒子化合火薬類は、その後の結晶成長や凝集などの粒子形状に影響する要因が排除され、球状に制御された化合火薬類微粒子を生成することができる。
また、超臨界状態の二酸化炭素の好適な温度は、３１℃〜１５０℃、好ましくは３５℃〜８０℃である。
図２は、本発明の一実施形態に係る微粒子化合火薬類の製造装置１００の概要を示す。
微粒子生成装置１０は、微粒子回収容器２０の上面部に配置される。
微粒子生成装置１０の第一の導管１１には、溶解液導入管４２が配置されている。溶解液導入管４２は、バルブ４０、送液ポンプ３９を介して化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を収容する収納容器３８内に連絡している。また、溶解液導入管４２は、溶解液導入管４２を加温する温度調節器４１を備えている。
図２は、本発明の一実施形態に係る微粒子化合火薬類の製造装置１００の概要を示す。
微粒子生成装置１０は、微粒子回収容器２０の上面部に配置される。
微粒子生成装置１０の第一の導管１１には、溶解液導入管４２が配置されている。溶解液導入管４２は、バルブ４０、送液ポンプ３９を介して化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を収容する収納容器３８内に連絡している。また、溶解液導入管４２は、溶解液導入管４２を加温する温度調節器４１を備えている。
微粒子生成装置１０の第二の導管１２には、二酸化炭素導入管３７が配置されている。二酸化炭素導入管３７は、温度調節器３５を備えた熱交換器３６、バルブ３４、昇圧ポンプ３３、バルブ３２、冷却器３１を介して二酸化炭素ボンベ３０に連絡している。
本実施形態において、微粒子生成装置１０に導入する二酸化炭素は、熱交換器３６により予め好適な温度される。微粒子生成装置１０に導入される超臨界二酸化炭素が、好適な温度として導入されないと、得られる化合火薬類微粒子の粒子形状が不規則形状となり好ましくない。
本実施形態において、微粒子生成装置１０に導入する二酸化炭素は、熱交換器３６により予め好適な温度される。微粒子生成装置１０に導入される超臨界二酸化炭素が、好適な温度として導入されないと、得られる化合火薬類微粒子の粒子形状が不規則形状となり好ましくない。
熱交換器３６は、昇圧ポンプ３３から二酸化炭素を導入して昇圧する過程で二酸化炭素を好適な温度に加温し、超臨界二酸化炭素として微粒子生成装置１０に導入するために用いられる。熱交換器３６は、例えば外径１００ｍｍ、内径９７ｍｍ、長さ２７０ｍｍのＳＵＳパイプの円周上に外径１／１６インチ、内径０．８ｍｍ、長さ１５ｍのＳＵＳ３１６チューブを一重に巻き付け、さらに外周に断熱材を巻きつけて温度調節器３５を設置したものを用いている。
微粒子回収容器２０は、温度調節器２５と圧力計２６とを備えている。微粒子回収容器２０は、生成した化合火薬類微粒子が微粒子回収容器２０から排出するのを防ぐために、予め微粒子回収容器２０の底面部の排出口に捕集手段２１を設けている。捕集手段２１は、例えば、メンブランフィルタ、ろ紙、焼結金属フィルタなどを用いることができ、微粒子回収容器２０の排出口に捕集手段２１をアルミテープなどで固定して用いることができる。
微粒子回収容器２０には、好適な圧力まで昇圧されると、その圧力を保持する圧力調整弁２２が連絡している。圧力調整弁２２は、その圧力を保持するために排出口より二酸化炭素を排出する。圧力調整弁２２の排出口より排出された二酸化炭素は、分離容器２３を通して流量計２４に導かれ、排出された二酸化炭素の流量を流量計２４でモニタしながら好適な質量流量となるように昇圧ポンプ３３の流量を調整する。
次に、本実施形態に係る微粒子化合火薬類の製造装置１００による作用を説明する。
熱交換器３６および微粒子回収容器２０を予め好適な温度に加温する。熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度は、好ましくは実質的に同じ、または熱交換器３６の温度を幾分高めにするのが良い。
二酸化炭素ボンベ３０からの二酸化炭素を冷却器３１を通して冷却・液化して昇圧ポンプ３３に導入する。昇圧ポンプ３３に導入する前に二酸化炭素を冷却・液化しないと、昇圧ポンプ３３内に気泡が入り、昇圧ポンプ３３以降への二酸化炭素の導入が困難となったり、導入される二酸化炭素の流量が低下するため好ましくない。
熱交換器３６および微粒子回収容器２０を予め好適な温度に加温する。熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度は、好ましくは実質的に同じ、または熱交換器３６の温度を幾分高めにするのが良い。
二酸化炭素ボンベ３０からの二酸化炭素を冷却器３１を通して冷却・液化して昇圧ポンプ３３に導入する。昇圧ポンプ３３に導入する前に二酸化炭素を冷却・液化しないと、昇圧ポンプ３３内に気泡が入り、昇圧ポンプ３３以降への二酸化炭素の導入が困難となったり、導入される二酸化炭素の流量が低下するため好ましくない。
昇圧ポンプ３３を作動させて二酸化炭素を熱交換器３６に導き、さらに二酸化炭素導入管３７から微粒子生成装置１０の第二の導管１２を通して微粒子回収容器２０に導入し、好適な圧力まで昇圧する。ここで、図２における圧力保持領域は、昇圧ポンプ３３および送液ポンプ３９の下流に設置したバルブ３４，４０から圧力調整弁２２に亘る範囲である。圧力保持領域が広範になるため、本実施形態では、代表して微粒子回収容器２０に圧力計２６を設置して測定している。
二酸化炭素を導入して昇圧する過程で、熱交換器３６を二酸化炭素が通過することで超臨界二酸化炭素となる。
微粒子回収容器２０内が好適な圧力まで昇圧されると、その圧力を保持するように圧力調整弁２２が作用する。この際、昇圧ポンプ３３による二酸化炭素の導入を継続して行うと圧力を保持しつつ、圧力調整弁２２の排出口より二酸化炭素が排出される。
微粒子回収容器２０内が好適な圧力まで昇圧されると、その圧力を保持するように圧力調整弁２２が作用する。この際、昇圧ポンプ３３による二酸化炭素の導入を継続して行うと圧力を保持しつつ、圧力調整弁２２の排出口より二酸化炭素が排出される。
圧力調整弁２２の排出口より排出された二酸化炭素は、分離容器２３を通して流量計２４に導かれ、排出された二酸化炭素の流量を流量計２４でモニタしながら好適な質量流量となるように昇圧ポンプ３３の流量を調整する。
導入される超臨界二酸化炭素が、好適な温度、圧力、および質量流量に制御されたところに、送液ポンプ３９を用いて予め化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を好適な流量で溶解液導入管４２から微粒子生成装置１０の第一の導管１１に導入する。その際、溶解液中の化合火薬類が、溶解液導入管４２内および微粒子生成装置１０の第二の導管１２内で析出するのを防ぐために、温度調節器４１を用いて予め溶解液導入管４２を加温しておく。さらに、溶解液を導入する前に化合火薬類を含まない有機溶剤のみを導入してから溶解液を導入したほうが良い。
導入される超臨界二酸化炭素が、好適な温度、圧力、および質量流量に制御されたところに、送液ポンプ３９を用いて予め化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を好適な流量で溶解液導入管４２から微粒子生成装置１０の第一の導管１１に導入する。その際、溶解液中の化合火薬類が、溶解液導入管４２内および微粒子生成装置１０の第二の導管１２内で析出するのを防ぐために、温度調節器４１を用いて予め溶解液導入管４２を加温しておく。さらに、溶解液を導入する前に化合火薬類を含まない有機溶剤のみを導入してから溶解液を導入したほうが良い。
微粒子生成装置１０の第二の導管１２を通して連続して導入される超臨界二酸化炭素の流れの中に第一の導管１１を通して導入される溶解液を接触させることにより、単一流路１４内に溶解液が分散され、超臨界二酸化炭素とともに激しく混合されると同時に超臨界二酸化炭素への有機溶剤の抽出が行われて化合火薬類が再結晶化され、再結晶化された化合火薬類微粒子が、第二の導管１２の出口端部１２ａを通して微粒子回収容器２０内に導かれる。
再結晶終了後、好適な温度、圧力、および質量流量を維持しつつ超臨界二酸化炭素のみを１時間以上導入して、微粒子回収容器２０内に残留する有機溶剤を超臨界二酸化炭素により除去する。超臨界二酸化炭素の導入が不十分だと、残留する有機溶剤の除去が不十分となり、減圧して二酸化炭素を排出した際に微粒子回収容器２０内で気液相分離が起こり、有機溶剤相が出現して、再結晶された微粒子化合火薬類に降り注ぎ、粒子形状および粒子サイズに影響を及ぼす可能性があり、好ましくない。さらに、得られた微粒子化合火薬類が、出現した有機溶剤相に再溶解して、収率が低下する可能性があり、好ましくない。
この際、圧力調整弁２２の排出口から排出された有機溶剤を含む超臨界溶液は、分離容器２３に導かれる。大気圧雰囲気下の分離容器２３内で二酸化炭素と有機溶剤とに分離され、分離された有機溶剤は分離容器２３内に残留し、二酸化炭素が流量計２４に導かれる。分離容器２３内に残留した有機溶剤、および流量計２４より排出された二酸化炭素はそれぞれ回収して再利用することができる。
二酸化炭素を排出して減圧することで、微粒子回収容器２０内および捕集手段２１から乾燥した球状に制御された微粒子化合火薬類を容易に回収することができる。
ステンレス鋼チューブとしては、例えば、外径１／４インチ、内径５ｍｍのＳＵＳ３１６チューブを用いることができる。
以上のように、本実施形態によれば、超臨界二酸化炭素と溶解液の接触を単一流路１４内で行い、かつ溶解液の分散が行われるだけでなく、超臨界二酸化炭素の連続した流れにより、分散された溶解液の微小液滴が互いに凝集することが防がれるとともに溶解液との混合性が高まり、有機溶剤の抽出が効率的に行われて溶解液中の化合火薬類の核生成に続いて起こる結晶成長が抑制され、球状に制御された微粒子化合火薬類を得ることができる。所望の球状に制御された微粒子化合火薬類は、取扱い感度を低減することができるだけでなく、このような化合火薬類微粒子は高密度に充填することができるため、燃焼特性を向上することができる。
ステンレス鋼チューブとしては、例えば、外径１／４インチ、内径５ｍｍのＳＵＳ３１６チューブを用いることができる。
以上のように、本実施形態によれば、超臨界二酸化炭素と溶解液の接触を単一流路１４内で行い、かつ溶解液の分散が行われるだけでなく、超臨界二酸化炭素の連続した流れにより、分散された溶解液の微小液滴が互いに凝集することが防がれるとともに溶解液との混合性が高まり、有機溶剤の抽出が効率的に行われて溶解液中の化合火薬類の核生成に続いて起こる結晶成長が抑制され、球状に制御された微粒子化合火薬類を得ることができる。所望の球状に制御された微粒子化合火薬類は、取扱い感度を低減することができるだけでなく、このような化合火薬類微粒子は高密度に充填することができるため、燃焼特性を向上することができる。
また、超臨界二酸化炭素は、減圧すれば気体として除去できるため、乾燥した微粒子化合火薬類を得ることができ、再結晶後の工程が容易である。さらに、排出された二酸化炭素から有機溶剤を容易に分離・回収することができるため、分離された二酸化炭素および有機溶剤を回収して再利用することもでき、微粒子粉末製造後に出される廃棄物の量を低減できるだけでなく、廃棄物の処理に要する労力を低減することができる。
その上、二酸化炭素が不活性ガスであるため、化合火薬類の微粒子粉末製造工程が不活性雰囲気下で行われ、製造時の発火・爆発の危険性も排除することができる。
このようにして得られた球状体の乾燥した微粒子化合火薬類は、更なる粉砕や洗浄、および乾燥の工程などを経ずに、直接、微粒子粉末の製品として用いることができる。
また、球状体の乾燥した微粒子化合火薬類を貯蔵、保管するために適度な水分を加えることもできる。
このようにして得られた球状体の乾燥した微粒子化合火薬類は、更なる粉砕や洗浄、および乾燥の工程などを経ずに、直接、微粒子粉末の製品として用いることができる。
また、球状体の乾燥した微粒子化合火薬類を貯蔵、保管するために適度な水分を加えることもできる。
また、微粒子化合火薬類は、貯蔵・保管時の粒子凝集や結晶成長などによる粒子形状や粒子径の変化の影響を受けることがない。
以下に、図２に示す微粒子化合火薬類の製造装置１００を用いて微粒子化合火薬類を得る方法について具体的に説明する。なお、前述したとおり本発明の本質的な方法および作用効果を阻害しない範囲でプロセスの変更を加えることは可能であり、各実施例に限定されるものではない。
実施例において用いた測定方法などは、以下の通りである。
（粒度分布測定）
界面活性剤（分散媒）の約１％水溶液の５〜１０ｍｌを試験管に準備し、これにＲＤＸ微粒子粉末を約０．１ｇ加え、数分間超音波により分散させる。分散させた微粒子粉末試料を下記の測定条件に従って、粒度分布測定を行った。
実施例において用いた測定方法などは、以下の通りである。
（粒度分布測定）
界面活性剤（分散媒）の約１％水溶液の５〜１０ｍｌを試験管に準備し、これにＲＤＸ微粒子粉末を約０．１ｇ加え、数分間超音波により分散させる。分散させた微粒子粉末試料を下記の測定条件に従って、粒度分布測定を行った。
・レーザー回折・散乱式の粒度分布測定装置（セイシン企業社製 ＬＭＳ−３００）
・測定原理（レーザ回折および散乱法）
・光源（半導体レーザ（波長６７０ｎｍ／最大出力２ｍＷ））
・検出器（４９素子半円型シリコンフォト・ダイオードおよび６素子前方・後方シリコンフォト・ダイオード）
・分散方法（スターラおよび超音波）
（粒度分布図の説明）
図３および図４に示した粒度分布図には、頻度分布図と粒度累積曲線が示されている。
・測定原理（レーザ回折および散乱法）
・光源（半導体レーザ（波長６７０ｎｍ／最大出力２ｍＷ））
・検出器（４９素子半円型シリコンフォト・ダイオードおよび６素子前方・後方シリコンフォト・ダイオード）
・分散方法（スターラおよび超音波）
（粒度分布図の説明）
図３および図４に示した粒度分布図には、頻度分布図と粒度累積曲線が示されている。
頻度分布図とは、図中、柱状図として描かれており、横軸に粒子径、縦軸に相対頻度（図中縦軸右Ｑ３［％］）を取ることで描かれる。頻度分布図からは、分布の偏りを見ることができ、対称のとき対称分布といい、対称でなく山が左に偏るとき左傾分布、右に偏るとき右傾分布といわれる。
粒度累積曲線とは、図中、曲線として描かれており、相対頻度を累積した相対累積頻度（図中縦軸左ｑ３［％］）を計算して縦軸にとり、横軸に粒子径を取ることで描かれる。
粒度累積曲線とは、図中、曲線として描かれており、相対頻度を累積した相対累積頻度（図中縦軸左ｑ３［％］）を計算して縦軸にとり、横軸に粒子径を取ることで描かれる。
粒度累積曲線の中央累積値（５０％）に当たる粒子径をメジアン径といい、明細書記載の平均粒子径は、メジアン径を用いている。
図３に示した粒度分布図は、実施例１において得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒度分布を示している。頻度分布図から、対称分布に近い分布を示しており、粒度累積曲線から求めた平均粒子径は、２．８μｍであった。
図３に示した粒度分布図は、実施例１において得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒度分布を示している。頻度分布図から、対称分布に近い分布を示しており、粒度累積曲線から求めた平均粒子径は、２．８μｍであった。
図４に示した粒度分布図は、実施例２において得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒度分布を示している。図３同様に対称分布に近い分布を示し、粒度累積曲線から求めた平均粒子径は２．７μｍであった。
（実施例１）
乾燥したＲＤＸ（平均粒子径 ６１μｍ）２．４ｇを２０ｇのシクロヘキサノンに加え、５０℃に加温、撹拌してＲＤＸを完全に溶解した溶液を用意した。
（実施例１）
乾燥したＲＤＸ（平均粒子径 ６１μｍ）２．４ｇを２０ｇのシクロヘキサノンに加え、５０℃に加温、撹拌してＲＤＸを完全に溶解した溶液を用意した。
微粒子生成装置１０は、外径０．２ｍｍ、内径０．１ｍｍから成る第一の導管１１（材質シリカ）を、外径０．４５ｍｍ、内径０．３２ｍｍから成る第二の導管１２（材質シリカ）に装着し、第一の導管１１の出口端部１１ａを第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に１５０ｍｍの位置に配置することにより構成した。
熱交換器３６および微粒子回収容器２０を５０℃に加温し、微粒子回収容器２０の圧力を１３．７ＭＰａ、二酸化炭素の質量流量を約１．０ｋｇ／ｈｒに制御した。
熱交換器３６および微粒子回収容器２０を５０℃に加温し、微粒子回収容器２０の圧力を１３．７ＭＰａ、二酸化炭素の質量流量を約１．０ｋｇ／ｈｒに制御した。
第二の導管１２を通して連続して超臨界二酸化炭素が導入されているところに、溶解液を５０〜６０℃に保ったまま、０．２ｇ／ｍｉｎの流量で第一の導管１１に導入すると、再結晶されたＲＤＸ微粒子が第二の導管１２の出口端部１２ａより微粒子回収容器２０内に導入された。
再結晶終了後、超臨界二酸化炭素のみを約１．０ｋｇ／ｈｒの質量流量で約１時間以上流して、残留するシクロヘキサノンを除去した。微粒子回収容器２０内の二酸化炭素を排出して圧力を下げた後、微粒子回収容器２０内および捕集手段２１より白色のＲＤＸ微粒子粉末を回収した。
再結晶終了後、超臨界二酸化炭素のみを約１．０ｋｇ／ｈｒの質量流量で約１時間以上流して、残留するシクロヘキサノンを除去した。微粒子回収容器２０内の二酸化炭素を排出して圧力を下げた後、微粒子回収容器２０内および捕集手段２１より白色のＲＤＸ微粒子粉末を回収した。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表１および図３に示すとともに、得られたＲＤＸ微粒子粉末の電子顕微鏡写真を図５に示す。
図３に示すように、得られたＲＤＸ微粒子粉末は、粒度分布の幅が狭い微粒子粉末であり、平均粒子径は２．８μｍであった。図５に示すように、得られたＲＤＸ微粒子粉末は、球状になっていることが分かった。
図３に示すように、得られたＲＤＸ微粒子粉末は、粒度分布の幅が狭い微粒子粉末であり、平均粒子径は２．８μｍであった。図５に示すように、得られたＲＤＸ微粒子粉末は、球状になっていることが分かった。
さらに、得られたＲＤＸ微粒子粉末を常温、大気圧下に１ヶ月間貯蔵・保管し、ＲＤＸ微粒子粉末の平均粒子径を測定したところ、平均粒子径は３．１μｍであった。
製造直後、および常温にて１ヶ月経過後のＲＤＸ微粒子粉末の平均粒子径の変化がなく、本実施例により得られたＲＤＸ微粒子粉末は、凝集性の少ない微粒子であることが分かった。
製造直後、および常温にて１ヶ月経過後のＲＤＸ微粒子粉末の平均粒子径の変化がなく、本実施例により得られたＲＤＸ微粒子粉末は、凝集性の少ない微粒子であることが分かった。
（実施例２）
乾燥したＲＤＸ（平均粒子径６１μｍ）１．６ｇを２０ｇのアセトンに加え、４０℃に加温、撹拌してＲＤＸを完全に溶解した溶解液を用意した。
ＲＤＸを溶解する有機溶剤をアセトンに代えた以外は、実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
乾燥したＲＤＸ（平均粒子径６１μｍ）１．６ｇを２０ｇのアセトンに加え、４０℃に加温、撹拌してＲＤＸを完全に溶解した溶解液を用意した。
ＲＤＸを溶解する有機溶剤をアセトンに代えた以外は、実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表１および図４に示すとともに、得られたＲＤＸ微粒子粉末の電子顕微鏡写真を図６に示す。
図４に示すように、得られたＲＤＸ微粒子粉末は、粒度分布の幅が狭い微粒子粉末であり、平均粒子径は２．７μｍであった。
図６に示すように、得られたＲＤＸ微粒子粉末は、球状になっていることが分かった。
図４に示すように、得られたＲＤＸ微粒子粉末は、粒度分布の幅が狭い微粒子粉末であり、平均粒子径は２．７μｍであった。
図６に示すように、得られたＲＤＸ微粒子粉末は、球状になっていることが分かった。
さらに、得られたＲＤＸ微粒子粉末を常温、大気圧下に１ヶ月間貯蔵・保管し、ＲＤＸ微粒子粉末の平均粒子径を測定したところ、平均粒子径は２．８μｍであった。
製造直後、および常温にて１ヶ月経過後のＲＤＸ微粒子粉末の平均粒子径の変化がなく、本実施例により得られたＲＤＸ微粒子粉末は、凝集性の少ない微粒子であることが分かった。
製造直後、および常温にて１ヶ月経過後のＲＤＸ微粒子粉末の平均粒子径の変化がなく、本実施例により得られたＲＤＸ微粒子粉末は、凝集性の少ない微粒子であることが分かった。
（実施例３）（相対位置の影響）
微粒子生成装置１０の第二の導管１２の出口端部１２ａと第一の導管１１の出口端部１１ａとの相対位置が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状、および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
微粒子生成装置１０は、外径０．２ｍｍ、内径０．１ｍｍから成る第一の導管１１（材質シリカ）を、外径０．４５ｍｍ、内径０．３２ｍｍから成る第二の導管１２（材質シリカ）に装着し、第一の導管１１の出口端部１１ａを第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に５〜２００ｍｍの位置における実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
微粒子生成装置１０の第二の導管１２の出口端部１２ａと第一の導管１１の出口端部１１ａとの相対位置が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状、および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
微粒子生成装置１０は、外径０．２ｍｍ、内径０．１ｍｍから成る第一の導管１１（材質シリカ）を、外径０．４５ｍｍ、内径０．３２ｍｍから成る第二の導管１２（材質シリカ）に装着し、第一の導管１１の出口端部１１ａを第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に５〜２００ｍｍの位置における実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表１に示すとともに、それぞれの相対位置で得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状写真を図７〜図１１に示す。
上記結果より、第一の導管１１の出口端部１１ａが第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に５〜２００ｍｍの位置に配置されると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状が球状に制御され、かつ平均粒子径３μｍ以下のＲＤＸ微粒子粉末を得ることができる。
上記結果より、第一の導管１１の出口端部１１ａが第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に５〜２００ｍｍの位置に配置されると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状が球状に制御され、かつ平均粒子径３μｍ以下のＲＤＸ微粒子粉末を得ることができる。
（実施例４）（超臨界二酸化炭素の質量流量の影響）
超臨界二酸化炭素の質量流量が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
二酸化炭素の質量流量を0.４ｋｇ／ｈｒ〜1.２ｋｇ／ｈｒの範囲とし、超臨界二酸化炭素の質量流量／溶解液の質量流量比率３３〜１００［−］における実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
超臨界二酸化炭素の質量流量が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
二酸化炭素の質量流量を0.４ｋｇ／ｈｒ〜1.２ｋｇ／ｈｒの範囲とし、超臨界二酸化炭素の質量流量／溶解液の質量流量比率３３〜１００［−］における実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、実施例１と同様に粒度分布測定により測定した結果を表１に示す。
上記の結果より、超臨界二酸化炭素の質量流量を遅くすると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子径が大きくなり、超臨界二酸化炭素の質量流量を速くすると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子径が小さくなる。超臨界二酸化炭素の質量流量を制御することにより、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状を球状に維持しつつ、所望の平均粒子径に制御することができる。
上記の結果より、超臨界二酸化炭素の質量流量を遅くすると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子径が大きくなり、超臨界二酸化炭素の質量流量を速くすると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子径が小さくなる。超臨界二酸化炭素の質量流量を制御することにより、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状を球状に維持しつつ、所望の平均粒子径に制御することができる。
（実施例５）（溶解液流量の影響）
微粒子生成装置１０の第一の導管１１に導入する溶解液の流量が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
超臨界二酸化炭素の質量流量を０．８ｋｇ／ｈｒ、溶解液の流量を０．１〜０．３ｇ／ｍｉｎの範囲とし、超臨界二酸化炭素の質量流量／溶解液の質量流量比率４４〜１３３［−］における実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
微粒子生成装置１０の第一の導管１１に導入する溶解液の流量が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
超臨界二酸化炭素の質量流量を０．８ｋｇ／ｈｒ、溶解液の流量を０．１〜０．３ｇ／ｍｉｎの範囲とし、超臨界二酸化炭素の質量流量／溶解液の質量流量比率４４〜１３３［−］における実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、実施例１と同様に粒度分布測定により測定した結果を表１に示す。
微粒子生成装置１０に導入される超臨界二酸化炭素および溶解液の流量のバランスを調整することで、所望の球状に制御されたＲＤＸ微粒子粉末を製造することができる。
（実施例６）（圧力の影響）
超臨界二酸化炭素の圧力が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
微粒子生成装置１０に導入される超臨界二酸化炭素および溶解液の流量のバランスを調整することで、所望の球状に制御されたＲＤＸ微粒子粉末を製造することができる。
（実施例６）（圧力の影響）
超臨界二酸化炭素の圧力が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
微粒子生成装置１０および微粒子回収容器２０内の圧力が１２．７ＭＰａ〜１７．６ＭＰａの範囲、超臨界二酸化炭素の質量流量０．５ｋｇ／ｈｒとした以外は、実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、実施例１と同様に粒度分布測定により測定した結果を表１に示す。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、実施例１と同様に粒度分布測定により測定した結果を表１に示す。
上記結果より、圧力を１２．７ＭＰａ以上とすることで、所望の球状に制御されたＲＤＸ微粒子粉末を得ることができる。
（実施例７）（温度の影響）
熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
（実施例７）（温度の影響）
熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度を３２〜８０℃の範囲にした以外は、実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表１に示す。また、それぞれの温度で得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状写真を図５および図１２〜図１５に示す。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表１に示す。また、それぞれの温度で得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状写真を図５および図１２〜図１５に示す。
上記結果より、熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度を二酸化炭素の臨界温度以上とすることで、所望の球状に制御されたＲＤＸ微粒子粉末を得ることができる。
（実施例８）（第二の導管内径、第一の導管外径および第一の導管内径の影響）
微粒子生成装置１０を構成する第二の導管１２の内径、第一の導管１１の外径および第一の導管１１の内径が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
（実施例８）（第二の導管内径、第一の導管外径および第一の導管内径の影響）
微粒子生成装置１０を構成する第二の導管１２の内径、第一の導管１１の外径および第一の導管１１の内径が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
第二の導管１２の内径０．２〜０．８ｍｍの範囲、第一の導管１１の外径０．１３〜０．２ｍｍ、内径０．０５〜０．３２ｍｍの範囲のものを用い、第二の導管１２の内径／第一の導管１１の外径比率１．５〜４．０［−］とした以外は、実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表１に示す。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表１に示す。
上記結果より、微粒子生成装置１０を構成する第二の導管１２の内径と第一の導管１１の外径の組合せを選べば、粒子形状が球状に制御されたＲＤＸ微粒子粉末を所望の平均粒子径に制御することができる。
微粒子生成装置１０の第二の導管１２の出口端部１２ａと第一の導管１１の出口端部１１ａの相対位置が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
微粒子生成装置１０は、外径０．２ｍｍ、内径０．１ｍｍから成る第一の導管１１（材質シリカ）を、外径０．４５ｍｍ、内径０．３２ｍｍから成る第二の導管１２（材質シリカ）に装着し、第一の導管１１の出口端部１１ａを第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に１〜３ｍｍの位置として、実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を粒度分布測定により測定した結果を表２に示すとともに、第一の導管１１の出口端部１１ａが第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に１ｍｍの位置において得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状写真を図１６に示す。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を粒度分布測定により測定した結果を表２に示すとともに、第一の導管１１の出口端部１１ａが第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に１ｍｍの位置において得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状写真を図１６に示す。
上記結果より、第一の導管１１の出口端部１１ａが第二の導管１２の出口端部１２ａより上流に１〜３ｍｍの位置に配置されると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状が不規則形状となる。
（比較例２）（溶解液流量の影響）
微粒子生成装置１０の第一の導管１１に導入する溶解液の流量が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
（比較例２）（溶解液流量の影響）
微粒子生成装置１０の第一の導管１１に導入する溶解液の流量が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
超臨界二酸化炭素の質量流量を０．８ｋｇ／ｈｒ、溶解液の流量を０．５ｇ／ｍｉｎとし、超臨界二酸化炭素の質量流量／溶解液の質量流量比率２７［−］における実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表２に示す。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表２に示す。
上記結果より、微粒子生成装置１０に導入される超臨界二酸化炭素と溶解液の質量流量比率を３０未満とすると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状が不規則形状となる。
（比較例３）（圧力の影響）
超臨界二酸化炭素の圧力が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
（比較例３）（圧力の影響）
超臨界二酸化炭素の圧力が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状および平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
微粒子生成装置１０および微粒子回収容器２０内の圧力が９．８ＭＰａ〜１１．８ＭＰａ、超臨界二酸化炭素の質量流量０．５ｋｇｆ／ｈｒとした以外は、実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表２に示す。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表２に示す。
上記結果より、圧力を１１．８ＭＰａ以下とすると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状が不規則形状となる。
（比較例４）（温度の影響）
熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
（比較例４）（温度の影響）
熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度が、得られるＲＤＸ微粒子粉末の平均粒子径に及ぼす影響を検討した。
熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度を２２℃または２８℃とした以外は、実施例１と同様の方法で微粒子粉末製造を行った。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表２に示す。また、それぞれの温度で得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状写真をそれぞれ図１７と図１８に示す。
得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子径を、粒度分布測定により測定した結果を表２に示す。また、それぞれの温度で得られたＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状写真をそれぞれ図１７と図１８に示す。
上記結果より、熱交換器３６および微粒子回収容器２０の温度を二酸化炭素の臨界温度未満とすると、得られるＲＤＸ微粒子粉末の粒子形状が不規則形状となる。
本発明で得られた球状の微粒子粉状化合火薬類は、粉状発射薬などの製造に使用される原料や薄膜式デトネータ（Exploding Foil Initiator）或いは無起爆薬雷管（Non Primary Electronic Detonator）の製造に使用される原料として使用することができる。
１０ 微粒子化合火薬類の微粒子生成装置
１１ 第一の導管
１１ａ 出口端部
１２ 第二の導管
１２ａ 出口端部
１３ 同軸流路
１４ 単一流路
１５ 外部流路
２０ 微粒子回収容器
２１ 捕集手段
２２ 圧力調整弁
２３ 分離容器
２４ 流量計
２５ 温度調節器
２６ 圧力計
３０ 二酸化炭素ボンベ
３１ 冷却器
３２ バルブ
３３ 昇圧ポンプ
３４ バルブ
３５ 温度調節器
３６ 熱交換器
３７ 二酸化炭素導入管
３８ 溶解液の収納容器
３９ 送液ポンプ
４０ バルブ
４１ 温度調節器
４２ 溶解液導入管
１００ 微粒子化合火薬類の製造装置
１１ 第一の導管
１１ａ 出口端部
１２ 第二の導管
１２ａ 出口端部
１３ 同軸流路
１４ 単一流路
１５ 外部流路
２０ 微粒子回収容器
２１ 捕集手段
２２ 圧力調整弁
２３ 分離容器
２４ 流量計
２５ 温度調節器
２６ 圧力計
３０ 二酸化炭素ボンベ
３１ 冷却器
３２ バルブ
３３ 昇圧ポンプ
３４ バルブ
３５ 温度調節器
３６ 熱交換器
３７ 二酸化炭素導入管
３８ 溶解液の収納容器
３９ 送液ポンプ
４０ バルブ
４１ 温度調節器
４２ 溶解液導入管
１００ 微粒子化合火薬類の製造装置
Claims (7)
- 化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を導入する第一の導管と、
前記第一の導管を囲繞して前記第一の導管と同軸上に配設され、超臨界二酸化炭素を導入する第二の導管と
を備え、
前記第二の導管は、出口端部を前記第一の導管の出口端部より少なくとも５ｍｍ以上長くして、前記超臨界二酸化炭素と前記溶解液とが接触し前記化合火薬類の再結晶を行うための単一流路を形成して成る
ことを特徴とする微粒子化合火薬類の微粒子生成装置。 - 請求項１に記載の微粒子化合火薬類の微粒子生成装置において、前記単一流路における前記第二の導管の内径は、前記第二の導管の内径と同じであることを特徴とする微粒子化合火薬類の微粒子生成装置。
- 請求項１または請求項２に記載の微粒子化合火薬類の微粒子生成装置において、前記単一流路の長さは、５ｍｍ〜２００ｍｍであることを特徴とする微粒子化合火薬類の微粒子生成装置。
- 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の微粒子化合火薬類の微粒子生成装置と、
前記第二の導管の出口端部に連結する微粒子回収容器と、
前記微粒子回収容器の出口側に連絡し、前記微粒子回収容器内の圧力を調整する圧力調整弁と、
前記第一の導管に連絡し、前記化合火薬類を有機溶剤に溶解した溶解液を送液ポンプにより供給する溶解液供給装置と、
前記第二の導管に連絡し、前記超臨界二酸化炭素を供給する超臨界二酸化炭素供給装置と
を備え、
前記超臨界二酸化炭素供給装置は、二酸化炭素を冷却・液化する冷却器と、冷却・液化した二酸化炭素を昇圧する昇圧ポンプと、前記昇圧ポンプから導入する二酸化炭素を超臨界二酸化炭素にする熱交換器とを有する
ことを特徴とする微粒子化合火薬類の製造装置。 - 請求項４項に記載の微粒子化合火薬類の製造装置を用いて微粒子化合火薬類に再結晶化する方法において、
前記超臨界二酸化炭素を前記第二の導管内に導入中に前記第二の導管内の圧力が所定圧力に達したときに、前記溶解液を前記第一の導管内に導入し、前記単一流路において前記超臨界二酸化炭素と前記溶解液とを所定の流量で接触させて球状体の微粒子化合火薬類に再結晶化させ、前記再結晶化した微粒子化合火薬類を前記粒子回収容器に回収することを特徴とする微粒子化合火薬類の製造方法。 - 請求項５に記載の微粒子化合火薬類の製造方法において、前記溶解液流量に対する前記超臨界二酸化炭素の流量比率は、３０〜２００であることを特徴とする微粒子化合火薬類の製造方法。
- 請求項５または請求項６に記載の微粒子化合火薬類の製造方法において、前記溶解液導入時の前記第二の導管内の圧力は、１２．７ＭＰａ〜２９．４ＭＰａであることを特徴とする微粒子化合火薬類の製造方法。
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