JP4818583B2 - Insensitive high-power non-explosive crushing agent - Google Patents
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Description
本発明は、火薬類取締法上の火薬成分以外から成り、主な成分としてテルミット剤およびガス発生剤を含有する非火薬破砕薬剤に係り、詳しくは、従来の非火薬破砕薬剤の威力を向上させると共に、火炎に対して鈍感な高威力非火薬破砕薬剤に関するものである。 The present invention relates to a non-explosive crushing drug comprising a explosive component other than the explosive component under the Explosives Control Law and containing a thermite agent and a gas generating agent as main components, and more specifically, improves the power of conventional non-explosive crushing agents. At the same time, it relates to a high-power non-explosive crushing drug that is insensitive to flames.
従来、非火薬成分から成る破砕薬剤としては、生石灰を主成分とする静的破砕剤、例えば、ブライスター(商標)と呼ばれるものがある。
また、水蒸気圧を利用した破砕薬剤としては、例えばガンサイザー(商標)がある(例えば、特許文献1,2参照)。
水蒸気圧を利用した破砕薬剤による脆性体の破壊機構は、ガス発生剤であるカリウム明礬中の結晶水が破砕薬剤中のテルミット剤のテルミット反応による高熱で分解気化し、発生した水蒸気のガス圧力で引張破壊を引き起こさせるものである。従って、従来のこの水蒸気圧を利用した破砕薬剤では、低振動、低騒音をターゲットに黒色火薬並みの威力のものとして開発したため、脆性体を引張破壊できる程度の威力を有するが、圧縮破壊は引き起こせない。
Conventionally, as a crushing agent composed of a non-explosive component, there is a static crushing agent mainly composed of quick lime, for example, what is called Bleister (trademark).
Moreover, as a crushing chemical | medical agent using water vapor pressure, there exists a Gunsizer (trademark), for example (for example, refer patent document 1, 2).
The mechanism of fracture of brittle bodies by crushing chemicals using water vapor pressure is that the crystal water in potassium alum, a gas generating agent, decomposes and vaporizes with high heat due to thermite reaction of the thermite in the crushing chemicals, and the gas pressure of the generated water vapor It causes tensile fracture. Therefore, the conventional crushing chemicals using this water vapor pressure have been developed to have the same level of power as black explosives with low vibration and low noise as targets. I can't wake up.
ここで、脆性体とは、岩盤、コンクリート、石材のように圧縮強度は非常に大きいが、引張強度は小さい材料をいい、一般的にこれら脆性体の引張強度は、その圧縮強度の1/10〜1/30である。従って、脆性体は、圧縮破壊に対しては大きな耐力を有するが、引張破壊に対しては弱い。そこで、水蒸気圧を利用した破砕薬剤は、近接2孔間に作用するガスの作用と装薬孔周囲に発生する応力集中との相互作用で、その2孔間に発生した引張応力によりその近傍に「引張破壊」を生ぜしめ、その2孔間に沿った所定方向に亀裂を入れるものである。 Here, the brittle body means a material having a very high compressive strength but a small tensile strength such as rock, concrete, and stone. Generally, the tensile strength of these brittle bodies is 1/10 of the compressive strength. ~ 1/30. Therefore, the brittle body has a high yield strength against compressive fracture, but is weak against tensile fracture. Therefore, the crushing drug using water vapor pressure is in the vicinity due to the interaction between the action of the gas acting between the two adjacent holes and the stress concentration generated around the charge hole, due to the tensile stress generated between the two holes. A “tensile fracture” is caused, and a crack is formed in a predetermined direction along the two holes.
一方、爆薬を用いた場合のように、数万気圧という爆轟圧は、岩盤の圧縮強度千数百Kgf/cm2より遥かに大きいため、引張破壊はもとよりボアホール周辺にわたって「圧縮破壊」が発生するが、水蒸気圧を利用した破砕薬剤では、圧縮破壊は殆ど発生することがない。
当初、この破砕薬剤はもっと高威力化も可能であったが、当時の製品は平成2年の消防法の改正により危険物の見直しがなされ、消防法危険物第2類第1種可燃性固体に該当することとなった。このため、貯蔵時の指定数量を100kg未満とする制約があった。
Initially, this crushing agent could be made more powerful, but the products at that time were reviewed for dangerous goods by the revision of the Fire Service Act of 1990, and the Fire Service Act Dangerous Goods
この制約を緩和するため、消防法危険物第2類可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火感度の低減を図り、現在ではこれをクリアした消防法危険物第2類第2種可燃性固体に属する薬剤となっている。しかしながら、この小ガス炎着火感度を鈍感に維持したまま、威力増大することは極めて困難である。
ここで、消防法危険物第2類の試験方法(目的:火炎による着火の危険性を判断する小ガス炎着火試験)とは、70mm長の都市ガス(ブタンまたはプロパン)の火炎を最大10秒の間試料に浴びせ、着火燃焼状況を把握するもので、火災に対する危険性を評価する試験方法である。試験開始後、3秒以内に着火しかつ試料がすべて燃焼焼失するものを、非常に燃焼し易く危険なものとし、『易着火性』と判断し、消防法危険物2類第1種可燃性固体と判断する。一方、試験開始後、3秒以上10秒以内に着火しかつ試料がすべて燃焼焼失するものを、燃焼し易く危険なものとし、着火性と判断し、消防法危険物第2類第2種可燃性固体と判断する。
In order to alleviate this restriction, the Fire Gas Act Dangerous Goods
Here, the test method for the second class of dangerous goods of the Fire Service Act (purpose: small gas flame ignition test for judging the danger of ignition by flame) is a maximum of 10 seconds of flame of 70mm long city gas (butane or propane) It is a test method for assessing the risk of fire by immersing the sample in the air during the period and grasping the ignition and combustion status. Anything that ignites within 3 seconds after the start of the test and all of the sample burns and burns is considered to be very easily combustible and is judged to be easily ignitable. Judge as solid. On the other hand, those that ignite within 3 to 10 seconds after the start of the test and all the samples are burned and burned are considered to be easily combustible and judged to be ignitable. Judged as a sex solid.
易着火性、着火性以外のもの、すなわち試験開始後、試料が着火し燃焼焼失するまでに10秒以上かかるもの、あるいは、10秒以内に着火しても、試料がすべて燃焼焼失せず残留したり、火炎に触れている間は燃焼しているが、火炎を離すと燃焼が中断するようなものは、『難着火性』と判断し、危険物には該当しない非危険物と判断する。
これまで種々様々な改良策を検討してきたが、火炎による着火感度を鈍くし、反応速度を維持ないし増大するあるいはガス発生量を増大して威力を向上するような二律背反の可燃性固体となる組成物、すなわち非火薬破砕薬剤は得られなかった。
Easy ignitability, other than ignitability, that is, it takes more than 10 seconds for the sample to ignite and burn out after starting the test, or even if ignited within 10 seconds, all the sample remains without burning out If it is burned while touching the flame, but the combustion is interrupted when the flame is released, it is judged as “non-ignitable” and it is judged as a non-dangerous material that does not fall under dangerous goods.
Various improvement measures have been studied so far, but the composition becomes an anti-combustible flammable solid that reduces the ignition sensitivity by flame, maintains or increases the reaction rate, or increases the gas generation amount to improve the power. In other words, no non-explosive crushing drug was obtained.
そこで、本発明の目的は、従来の非火薬破砕薬剤の威力を向上させると共に、火炎に対して鈍感な高威力非火薬破砕薬剤を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the high power non-explosive crushing chemical | medical agent which is insensitive to a flame while improving the power of the conventional non-explosive crushing chemical | medical agent.
本発明者は、上述した課題を解決するために、火薬類取締法の分類で規定する火薬類に該当しない組成物であって、できるだけ破壊威力を高めることを主眼として開発を進めた。このような非火薬破砕薬剤の脆性体に対する作用効果は、薬剤が保有する爆発エネルギー、すなわち気体生成物の発生量と発生する速度に依存する。
例えば、脆性体中のボアホールのような密閉空間中に瞬時に、具体的には百数十msec以内に十分な反応ガス、例えば、60cc/g以上、好ましくは150cc/g以上のガスを発生すれば、脆性体を引張破壊することができる。
In order to solve the above-described problems, the present inventor has developed a composition that does not fall under the explosives specified by the classification of the Explosives Control Law, and has aimed to increase the destruction power as much as possible. The effect of such a non-explosive crushing drug on a brittle body depends on the explosion energy possessed by the drug, that is, the generation amount of the gas product and the generation speed.
For example, sufficient reaction gas, for example, gas of 60 cc / g or more, preferably 150 cc / g or more, is generated instantaneously in a sealed space such as a bore hole in a brittle body, specifically within a few hundreds of msec. For example, the brittle body can be tensile broken.
そこで、基本に立ち返り、製造、取扱感度を維持したまま威力を上げるためには、反応速度(ガス発生速度)を上げるか、あるいはガス発生量を上げれば目的に適う組成物が得られることは明らかである。
しかしながら、反応速度を上げると、危険性が徐々に増大することは、火薬学の知識を有する者にとっては当然のことであり、さらに反応速度を上げすぎると、強力な衝撃波が発生することとなり、爆薬と同等になることさえあり得る。
Therefore, to return to the basics and increase the power while maintaining manufacturing and handling sensitivity, it is clear that a composition suitable for the purpose can be obtained by increasing the reaction rate (gas generation rate) or increasing the gas generation rate. It is.
However, when the reaction rate is increased, the risk gradually increases, as a matter of course for those who have knowledge of pyropharmaceuticals. If the reaction rate is increased too much, a powerful shock wave is generated, It can even be equivalent to an explosive.
従って、反応速度を増大するのではなく、反応速度を低下させずに主としてガス発生量を増大させた方が、破砕薬剤の威力向上には適った方法である。
そこで、従来の破砕薬剤のガス発生剤であるカリウム明礬の代わりになるものは、ある粒度範囲の固体であって、全てガス化する物質が好ましい。例えば、アンモニウム明礬も若干の固体生成物を発生し、ガス発生量が増えることから、その候補であるが、その他のアンモニウム塩を利用する方がガス発生量は大きくなる。
Therefore, rather than increasing the reaction rate, increasing the gas generation amount without decreasing the reaction rate is a suitable method for improving the power of the crushing drug.
Therefore, what replaces potassium alum which is a gas generating agent of a conventional crushing drug is a solid in a certain particle size range, and a substance which is all gasified is preferable. For example, ammonium alum also generates some solid product and increases the amount of gas generated. Therefore, it is a candidate, but the amount of gas generated is larger when other ammonium salts are used.
また、他に、硝酸塩、過塩素酸塩、塩素酸塩以外の酸化性塩類は、塩酸塩、硫酸塩、蓚酸塩、酢酸塩、リン酸塩、硼酸塩、珪酸塩等があるが、それぞれ一長一短がある。
例えば、塩酸塩は、反応生成物に塩素ガスを、硫酸塩は亜硫酸ガスを、またリン酸塩はホスフィン等極めて有害なガスを、酢酸塩、蓚酸塩はホスゲン等を発生し、一方、硼酸塩および珪酸塩は、酸化ホウ素および酸化珪素等の固形反応生成物を発生する。
Other oxidizing salts other than nitrate, perchlorate, and chlorate include hydrochloride, sulfate, oxalate, acetate, phosphate, borate, and silicate. There is.
For example, hydrochloride generates chlorine gas in the reaction product, sulfate generates sulfite gas, phosphate generates toxic gases such as phosphine, acetate and oxalate generate phosgene, etc., while borate And silicates generate solid reaction products such as boron oxide and silicon oxide.
そこで、テルミット組成物の反応熱を利用してガス発生剤を分解し、そのガス圧を利用して脆性体を引張破壊する主旨から判断すると、適当なガス発生剤は熱分解され易いものであることと、反応生成物はできるだけ人体に対して有害な物質を発生しないことが必要である。
以上の2点から総合的に判断すると、先ず、蓚酸塩、酢酸塩、硼酸塩、珪酸塩は、分解されにくく、有害ないし固体生成物を発生することから、望ましくはない。塩酸塩、リン酸塩は、人体に有害なガスを発生することから、ガス発生剤の有力候補とは言い難い。
Therefore, judging from the main purpose of decomposing the gas generating agent using the heat of reaction of the thermite composition and tensile breaking the brittle body using the gas pressure, an appropriate gas generating agent is easily decomposed thermally. In addition, it is necessary that the reaction product generates as little harmful substances as possible to the human body.
Judging from the above two points, oxalate, acetate, borate and silicate are not desirable because they are difficult to decompose and generate harmful or solid products. Since hydrochloride and phosphate generate gas harmful to the human body, it is difficult to say that they are potential candidates for gas generating agents.
硫酸塩も反応生成物として亜硫酸ガスを発生するが、前述の中では最も人体に対して優しいと判断できる。従って、火薬類取締法上の非火薬成分に維持したまま威力向上を図るためには、硫酸塩で全てガス化成分となることが理想である。
以上の条件からガス化する成分の候補に上がるものは、例えば、アンモニウム明礬、過硫酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、チオ硫酸アンモニウム、硫酸ヒドロキシルアンモニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウム水和物、硫酸カルシウム、硫酸クロムカリウム、ヘキサメチレンジアミンあるいは水酸化アンモニウムなどがある。
Sulfate also generates sulfurous acid gas as a reaction product, but it can be determined that it is the most gentle to the human body in the above. Therefore, in order to improve the power while maintaining the non-explosive component in accordance with the Explosives Control Law, it is ideal that all sulfates become gasification components.
Examples of components that can be gasified from the above conditions include ammonium alum, ammonium persulfate, ammonium sulfate, ammonium thiosulfate, hydroxylammonium sulfate, aluminum sulfate, aluminum sulfate hydrate, calcium sulfate, chromium potassium sulfate, and hexamethylene. There are diamine and ammonium hydroxide.
このような知見に基づいて本発明は完成されたものである。
請求項1に係る発明は、酸化剤と還元剤とから成るテルミット剤(金属酸化還元剤)と、ガス発生剤と、鈍化剤と、結合剤とを有する非火薬破砕薬剤において、ガス発生剤を、25重量部〜50重量部の過硫酸アンモニウムと0重量部〜25重量部のカリウムアルミニウム明礬との混合物で構成することにより、消防法危険物第2類可燃性固体の判定試験である小ガス炎着火試験で3秒以内に着火および焼失することがなく、かつ125%から160%の弾動臼砲比を有する鈍感な高威力非火薬破砕薬剤である。
例えば、過硫酸アンモニウムと明礬の混合物にしたとき、非火薬成分でありながら非常に静的威力の強い破砕薬剤が得られる。また、その混合比によって任意に威力をコントロールできるメリットがある。
The present invention has been completed based on such knowledge.
The invention according to claim 1 is a non-explosive crushing chemical comprising a thermite agent (metal redox agent) comprising a oxidizing agent and a reducing agent, a gas generating agent, a blunting agent, and a binder. A small gas flame, which is a judgment test for the second class flammable solids of the Fire Service Act by comprising a mixture of 25 parts by weight to 50 parts by weight ammonium persulfate and 0 parts by weight to 25 parts by weight potassium aluminum alum It is an insensitive high-power non-explosive crushing agent that does not ignite and burn within 3 seconds in an ignition test and has a ballistic mortar ratio of 125% to 160%.
For example, when a mixture of ammonium persulfate and alum is used, a crushed drug with a very static power can be obtained although it is a non-explosive component. In addition, there is an advantage that the power can be controlled arbitrarily by the mixing ratio.
請求項2に係る発明は、請求項1記載の鈍感な高威力非火薬破砕薬剤において、前記テルミット剤は、酸化剤に酸化第二銅、酸化第二鉄および過酸化金属塩の群から選ばれる1種または2種以上を含む鈍感な高威力非火薬破砕薬剤である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2記載の鈍感な高威力非火薬破砕薬剤において、前記鈍感化剤は、平均粒子径5μm以下の長鎖脂肪酸金属塩および長鎖脂肪酸の群から選ばれる少なくとも1種を含む鈍感な高威力非火薬破砕薬剤である。
The invention according to claim 3 is the insensitive high-power non-explosive crushing drug according to claim 1 or
請求項4に係る発明は、請求項3記載の鈍感な高威力非火薬破砕薬剤において、前記長鎖脂肪酸金属塩は、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛等のステアリン酸金属塩であり、長鎖脂肪酸は、ステアリン酸である鈍感な高威力非火薬破砕薬剤である。
請求項5に係る発明は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の鈍感な高威力非火薬破砕薬剤において、前記結合剤は、ニトロセルロース、アセチルセルロース、塩化ビニール、バイトンゴム、二トリルゴム、ポリイソブチレン、シリコンゴム、クレイトンゴム、グリシジルアジドポリマー(GAP)、ビスアジドメチルオキサエンポリマー(BAMO)およびアジドメチルメチルオキサエンポリマー(AMMO)の群から選ばれる少なくとも1種を含む鈍感な高威力非火薬破砕薬剤である。
請求項6に係る発明は、請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の鈍感な高威力非火薬破砕薬剤において、前記テルミット剤(金属酸化還元剤)を25〜60重量部含む鈍感な高威力非火薬破砕薬剤である。
The invention according to claim 4 is the insensitive high-power non-explosive crushing drug according to claim 3, wherein the long chain fatty acid metal salt is a stearic acid metal salt such as calcium stearate, magnesium stearate, zinc stearate, Long chain fatty acids are insensitive high-power non-explosive crushing agents that are stearic acid .
The invention according to claim 5 is the insensitive high-power non-explosive crushing agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the binder is nitrocellulose, acetylcellulose, vinyl chloride, viton rubber, nitrile rubber. Insensitive high power comprising at least one selected from the group consisting of polyisobutylene, silicone rubber, clayton rubber, glycidyl azide polymer (GAP), bisazidomethyloxaene polymer (BAMO) and azidomethylmethyloxaene polymer (AMMO) It is a non-explosive crushing drug.
The invention according to claim 6 is the insensitive high-power non-explosive crushing drug according to any one of claims 1 to 5, and is insensitive including 25 to 60 parts by weight of the thermite agent (metal redox agent). It is a powerful non-explosive crushing agent.
鈍化剤は、消防法の見直しにより、危険物の第2類第2種可燃性固体とするために、消防法危険物2類第2種可燃性固体の確認試験である小ガス炎着火感度試験で3秒以内に着火焼失しないように、燃焼性能を遅延させる機能をもたせるものである。従って、破砕薬剤が火炎に接触した時、その成分中の鈍化剤が状態変化を起こし、潜熱を奪って着火性を低下または遅延させるようなステアリン酸金属塩あるいはワックス等の融点が2百数十℃以下の低いものであれば、鈍化剤としての機能を有する。
In order to make the blunting agent a
さらに、これら鈍化剤は、粒度が小さければ、均一に分散することから、鈍化効果が大きい。具体的には、試薬クラスのステアリン酸金属塩よりも、微細な工業用ステアリン酸金属塩、例えば、日本油脂株式会社製ステアリン酸金属塩(ニッサンエレクトールMM−2、MC−2、MZ−2)の方が微量で遥かに鈍化効果が高い。
ここで、鈍化剤の平均粒子径を5μm以下とする理由について説明する。
Furthermore, since these blunting agents are uniformly dispersed if the particle size is small, the blunting effect is great. Specifically, it is finer than industrial reagent metal stearate, such as metal stearate for industrial use, such as metal stearate manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd. (Nissan Electol MM-2, MC-2, MZ-2). ) Is much smaller and has a much slower effect.
Here, the reason why the average particle size of the blunting agent is 5 μm or less will be described.
鈍化剤は、その粒子径が細かければ細かいほど鈍化剤の比表面積が大きくなって、テルミット剤の主成分であるアルミニウムと酸化第二銅のいずれかまたは両者を鈍化剤のコーティングによって接触を断ち切ることが可能となり、テルミット剤そのものの反応性を低下させられるからである。
また、テルミット剤の主成分であるアルミニウムと酸化第二銅のいずれかまたは両者の鈍化剤によるコーティングは、単にアルミニウムと酸化第二銅とを予め混ぜることでアルミニウムと酸化第二銅のいずれかまたは両者の表面に付着する。
The smaller the particle size of the blunting agent, the larger the specific surface area of the blunting agent, and the contact of either the aluminum or cupric oxide, which is the main component of the thermite agent, or both with the coating of the blunting agent is cut off. This is because the reactivity of the thermite agent itself can be reduced.
In addition, the coating of either the main component of the thermit agent, aluminum and cupric oxide or a blunting agent for both, is simply mixing aluminum and cupric oxide in advance, either aluminum and cupric oxide or It adheres to both surfaces.
本発明において、結合剤は、テルミット成分と個々のガス発生剤成分とが互いに密着接近するように維持するものであれば良い。
例えば、エネルギー性結合剤(GAP、BAMO、AMMO等)の場合、本来の結合機能のほか、それ自身も分解反応してエネルギーを発生するものであることから、当該破砕薬剤の威力向上になり得る。
In the present invention, the binder may be any one that maintains the thermite component and the individual gas generant components in close contact with each other.
For example, in the case of an energetic binder (GAP, BAMO, AMMO, etc.), in addition to the original binding function, it itself decomposes and generates energy, which can improve the power of the crushing drug. .
また、反応速度の良好なテルミット組成物は、一般に酸化剤、還元剤とも粒子径は非常に微細にしなければならない。そのため、製造時には粉塵が舞い易いばかりか、それに起因する静電気災害の虞が生じる。そこで、バインダーとしての機能のほか、静電気に対しても安全性を向上する結合剤が良い。例えば、塩化ビニールをバインダーに用いた場合、製造安全性を向上することが可能となる。 Further, a thermite composition having a good reaction rate generally has to have a very fine particle size for both the oxidizing agent and the reducing agent. Therefore, not only dust is likely to fly during production, but also there is a risk of static electricity disasters resulting from it. Therefore, in addition to the function as a binder, a binder that improves safety against static electricity is preferable. For example, when vinyl chloride is used as a binder, it is possible to improve manufacturing safety.
請求項6に係る発明において、テルミット組成物が25重量部以下では、鈍化剤、結合剤およびガス発生剤を分解するに必要な熱源が不足し、ガス発生剤の分解反応が不完全となってしまう。 In the invention according to claim 6 , when the thermite composition is 25 parts by weight or less, the heat source necessary for decomposing the blunting agent, the binder and the gas generating agent is insufficient, and the decomposition reaction of the gas generating agent becomes incomplete. End up.
また、テルミット組成物が60%以上では、コストアップの要因になるばかりか、ガス発生剤の添加量が相対的に減少するため、ガスボリュームの小さな破砕薬剤となってしまう。
一方、ガス発生剤が25%以下では、上述と同様に、ガス発生剤添加量が相対的に少なく、ガスボリュームの小さな破砕薬剤となって、威力向上という目的からは外れてしまう。
On the other hand, when the thermite composition is 60% or more, not only the cost increases, but also the amount of the gas generating agent is relatively reduced, so that the crushing agent has a small gas volume.
On the other hand, when the gas generating agent is 25% or less, the amount of the gas generating agent added is relatively small and the gas generating agent has a small gas volume, as described above.
これに対し、ガス発生剤量が75%以上では、上記同様、添加すべきテルミット剤量が少なくなって熱分解エネルギーが不足して、結果的に威力向上は達成されない。
同様に、鈍化剤0.2〜5%の条件について説明する。鈍化剤が0.2%以下では、鈍化剤としての機能が弱く、消防法危険物第2種可燃性固体の確認試験である小ガス炎着火感度試験により、試験検体が3秒以内に全量着火焼失して、消防法危険物第1種可燃性固体の範疇に入ってしまい、目的から外れる。また、鈍化剤は、その粒子径が細かければ細かいほど鈍化剤の比表面積が大きくなるので、同じ程度に、例えばアルミニウム(または酸化第2銅またはその両者)の表面をコーティングする能力が大きくなるから、平均粒子径が小さいほど(即ち、比表面積が大きいほど)少ない量で同等の効果を期待できるためである。
On the other hand, when the amount of the gas generating agent is 75% or more, the amount of thermite agent to be added becomes small and the thermal decomposition energy is insufficient as described above, and as a result, the improvement in power cannot be achieved.
Similarly, the condition of the blunting agent 0.2 to 5% will be described. When the blunting agent is 0.2% or less, the function as a blunting agent is weak, and the test sample is completely ignited within 3 seconds according to the small gas flame ignition sensitivity test, which is a confirmation test for
また、鈍化剤が5%以上では、鈍化効果が大きすぎ、テルミット剤によるガス発生剤の分解反応が促進されず、反応中断となってしまう。
次に、結合剤が0.5〜15%という条件の説明をする。
結合剤0.5%以下では、結合剤としての機能が弱くなって輸送振動によりテルミット剤成分、ガス発生剤成分からなる本来の主要破砕薬剤成分の均一性が維持できなくなり、反応中断等のトラブルが発生してしまう可能性が高くなり、一方、結合剤が15%以上ではGAP、BAMO、AMMOのようなエネルギー性結合剤であれば性能上問題はないが、これが、塩化ビニール、バイトンゴム、酢酸セルロース、ポリエステル樹脂等のそれ自身反応性を持たないものが結合剤である時は、15%より少ない量でなければ、反応中断の要因となってしまう。
If the blunting agent is 5% or more, the blunting effect is too great, the decomposition reaction of the gas generating agent by the thermite agent is not promoted, and the reaction is interrupted.
Next, the condition that the binder is 0.5 to 15% will be described.
When the binder is 0.5% or less, the function as a binder is weakened, and it becomes impossible to maintain the uniformity of the original main crushing drug component consisting of the thermite agent component and gas generating agent component due to transport vibration, and trouble such as reaction interruption. On the other hand, if the binder is 15% or more, there is no performance problem if it is an energetic binder such as GAP, BAMO, or AMMO. When a non-reactive substance such as cellulose or polyester resin is a binder, the reaction is interrupted unless the amount is less than 15%.
耐水性を付与するための耐水性用物質としては、吸水剤と呼ばれるガム類、例えば、カラーギナンガム、ローカストビーンガム、グアガム、CMC(カルボキシメチルセルロース)等があり、また、高分子吸水樹脂、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ誘導体、アクリル酸・ビニルアルコール共重合体等がある。また、耐水性物質は、得られた鈍感な非火薬破砕薬剤の後から外割で添加し、単純に混ぜることで耐水性を付与することができる。Examples of water-resistant substances for imparting water resistance include gums called water-absorbing agents such as color ginnan gum, locust bean gum, guar gum, CMC (carboxymethylcellulose), and polymer water-absorbing resins such as , Polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, sodium polyacrylate derivative, acrylic acid / vinyl alcohol copolymer, and the like. In addition, the water-resistant substance can be added after the obtained insensitive non-explosive crushing agent and then mixed to simply provide water resistance.
ガム類は、外部から進入してきた水(水分)に対して積極的に吸水し、膨潤することで、バリアーを形成し、膨潤したガム同士が互いに接続し合い、その後の水(水分)の浸入を防ぐものである。
また、一方、高分子吸水樹脂は、粒子径の大小によってやや異なった形相を見せるが、基本的には、水分を吸水することによって膨張し、容積変化により膨張粒子間が狭まり、一見バリアー状の状態となって、その後の水の浸入が抑制される。テルミット剤あるいはガス発生剤個々の成分あるいはそれら全体を、この高分子吸水樹脂で被覆あるいはまぶすことによって、僅かな水分の浸入に対して排除する機能を有する。
Gum actively absorbs water (moisture) entering from the outside and swells to form a barrier, and the swollen gums are connected to each other, and then water (moisture) enters. Is to prevent.
On the other hand, the polymer water-absorbing resin shows a slightly different form depending on the size of the particle diameter, but basically expands by absorbing water, and the volume change causes the space between the expanded particles to narrow, which appears to be a barrier-like shape. It will be in a state and subsequent invasion of water will be controlled. The individual components of the thermite agent or the gas generating agent or the entirety thereof are covered or coated with this polymer water-absorbing resin, thereby eliminating the ingress of slight moisture.
高分子吸水樹脂としては、住友化学工業(株)製スミカゲル、製鉄化学工業(株)製アクアキープ、三菱油化(株)製ダイヤウェットおよび三洋化成工業(株)製サンフレッシュ等がある。
また、微細粒子な高分子吸水樹脂の場合は、吸水し易く互いに馴染みやすいことから、吸水性ガム類の特性を兼ね備えた吸水樹脂として、前述の高分子吸水樹脂の機能をさらに向上させる効果が期待できる。
Examples of the polymer water-absorbing resin include Sumika Gel manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Aqua Keep manufactured by Steel Chemical Industries, Ltd., Diamond Wet manufactured by Mitsubishi Oil Chemical Co., Ltd., and Sun Fresh manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.
In addition, in the case of fine-particle polymer water-absorbing resin, it is easy to absorb water and be familiar with each other. it can.
また、高分子吸水樹脂と吸水性ガム類を混合したものを用いることでも耐水性を向上させる効果が期待できる。 The effect of improving water resistance can also be expected by using a mixture of a polymeric water-absorbing resin and a water-absorbing gum.
(1)本発明によれば、反応速度を増大するのではなく反応速度を低下させずに、主としてガス発生量を増大させることで、威力向上を図ることができ、さらに特定の鈍化剤を用いることで、製造、取扱の感度を低減させることができた。その結果、消防法危険物第2類可燃性固体の判定試験である小ガス炎着火試験で3秒以内に着火および焼失することがなく、かつ120%から160%の弾動臼砲比を有することが可能となった。
(2)平均粒子径5μm以下の微細な鈍化剤を用いることで、少量の添加量で感度性能の低減を図ることができた。
(3)これまで、例えば、1m3の岩盤を破砕するのに1Kgwの非火薬破砕薬剤が必要であった(これを破砕原単位1.0Kgw/m3という)とき、鈍感な高威力破砕薬剤を用いることで破砕原単位が約0.75Kgw/m3になり、25%の薬量低減が可能となった。
(1) According to the present invention, it is possible to improve the power by mainly increasing the amount of gas generated without increasing the reaction rate but reducing the reaction rate, and using a specific blunting agent. As a result, the sensitivity of manufacturing and handling could be reduced. As a result, it does not ignite or burn out within 3 seconds in the small gas flame ignition test, which is a judgment test for
(2) By using a fine blunting agent having an average particle diameter of 5 μm or less, it was possible to reduce the sensitivity performance with a small amount of addition.
(3) Up to now, for example, 1 kg of non-explosive crushing agent was required to crush 1 m 3 rock (this is called crushing unit 1.0 kgw / m 3 ). By using this, the crushing basic unit became about 0.75 Kgw / m 3 , and the drug amount could be reduced by 25%.
以下に、本発明を具体的な実施例について説明する。
以下に示す基準例、実施例および比較例の、組成と性能を表1に示す。表1の基準例、実施例1,2,3,4の5種について、過硫酸アンモニウム量(またはカリウムアルミニウム明礬量)と燃速または臼砲比の関係を抽出し、グラフ化したものを表2に示す。
先ず、性能である弾動臼砲比について説明する。
In the following, the present invention will be described with reference to specific examples.
Table 1 shows the composition and performance of the following reference examples, examples and comparative examples. Reference example in Table 1, the five
First, the mortar ratio, which is the performance, will be described.
爆薬の威力は、通常TNTに換算して表示されることが多い。これはTNTが古くから存在し、化学的にも安定で入手しやすいことによるものと推測される。
爆薬(爆発物)の静的威力を測定する方法に、弾動臼砲試験があるが、これもTNTが基準となって相対的な威力の比較がなされる。TNTの威力を100%としたとき、試験爆薬がどの程度の静的威力を有するかを百分率で表示するものである。
The power of explosives is usually displayed in terms of TNT. This is presumably because TNT has existed for a long time and is chemically stable and easily available.
There is a ballistic mortar test as a method for measuring the static power of explosives (explosives), which is also compared with relative power based on TNT. When the power of TNT is 100%, the static power of the test explosive is displayed as a percentage.
すなわち、ある爆薬の弾動臼砲比が、TNT比で140%であったということは、TNTに比べて40%も静的威力が強いことを意味する尺度である。
そこで、本発明の弾動臼砲比との比較を分かりやすくするため、基準例を定めることとした。
(基準例)
アルミニウム11.5重量部に平均粒子径9μmの試薬ステアリン酸カルシウム1.6重量部を加え、次に塩化ビニール10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに、酸化第二銅38.5重量部、カリウムアルミニウム明礬50重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。この十分に混ざった混合物が、バインダーの機能で柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、12時間以上風乾し、アセトン臭を除去する。
In other words, the fact that the ratio of a bullet mortar of an explosive was 140% in terms of TNT is a measure that means that the static power is 40% stronger than TNT.
Therefore, in order to make the comparison with the ballistic mortar ratio of the present invention easier to understand, a reference example is determined.
(Reference example)
1.6 parts by weight of a reagent calcium stearate having an average particle diameter of 9 μm is added to 11.5 parts by weight of aluminum, and then 15% of a 10% vinyl chloride acetone solution is added and mixed well. Add 38.5 parts by weight of cupric oxide and 50 parts by weight of potassium aluminum alum and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the sufficiently mixed mixture becomes a soft cocoon-like shape due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for 12 hours or more to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて4時間以上乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに3秒以上10秒以内であり、消防法危険物第2類第2種可燃性固体であった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.08g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、360m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、20%(TNT比)であった。
Next, it dries for 4 hours or more in a 60 ° C. drying chamber. When this is subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the second class of dangerous materials of the Fire Service Act, it takes 3 to 10 seconds before the sample burns and burns. It was the second kind flammable solid.
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.08 g / cc, and when the dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 360 m / s. Similarly, when a ball mill test with a dedicated igniter was performed, it was 20% (TNT ratio).
そこで、この基準例のTNT比を、弾動臼砲比100%と定めた。
(実施例1)
アルミニウム11.5重量部に平均粒子径2.31μmの工業用ステアリン酸亜鉛0.8重量部を加え、次にアセチルセルロース10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二銅38.5重量部、カリウムアルミニウム明礬25.0重量部と過硫酸アンモニウム25.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
Therefore, the TNT ratio of this reference example was determined to be 100% of the ballistic mortar ratio.
Example 1
Add 0.8 parts by weight of industrial zinc stearate having an average particle size of 2.31 μm to 11.5 parts by weight of aluminum, and then add 15% acetone solution of 10% acetylcellulose and mix well. Add 38.5 parts by weight of cupric oxide, 25.0 parts by weight of potassium aluminum alum and 25.0 parts by weight of ammonium persulfate, and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに10秒以上と危険物に該当しない試験結果となった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.03g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、460m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が25%アップの125%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this was subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the second class of dangerous materials of the Fire Service Act, the test result was 10 seconds or more before the sample burned and burned and did not correspond to a dangerous material.
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.03 g / cc, and when the dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 460 m / s. Similarly, when a ball mill test using a special igniter was performed, the power was 125% (compared to the reference example), which was 25% higher than when the reference example was taken as 100%.
(実施例2)
アルミニウム11.5重量部に平均粒子径2.69μmの工業用ステアリン酸マグネシウム0.6重量部を加え、次にニトロセルロース10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二銅38.5重量部、カリウムアルミニウム明礬10.0重量部と過硫酸アンモニウム40.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
(Example 2)
Add 0.6 parts by weight of industrial magnesium stearate having an average particle diameter of 2.69 μm to 11.5 parts by weight of aluminum, and then add 15% acetone solution of 10% nitrocellulose and mix well. Add 38.5 parts by weight of cupric oxide, 10.0 parts by weight of potassium aluminum alum and 40.0 parts by weight of ammonium persulfate, and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに10秒以上と危険物に該当しない試験結果となった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.02g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、330m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が35%アップの135%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this was subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the second class of dangerous materials of the Fire Service Act, the test result was 10 seconds or more before the sample burned and burned and did not correspond to a dangerous material.
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.02 g / cc, and when the dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 330 m / s. Similarly, when a ball mill test using a special igniter was performed, the power was 135% (compared to the reference example), 35% higher than when the reference example was taken as 100%.
(実施例3)
アルミニウム11.5重量部に平均粒子径2.41μmの工業用ステアリン酸カルシウム0.6重量部を加え、次にポリイソブチレン10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二銅38.5重量部、過硫酸アンモニウム50.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
(Example 3)
Add 0.6 parts by weight of industrial calcium stearate having an average particle size of 2.41 μm to 11.5 parts by weight of aluminum, then add 15% acetone solution of 10% polyisobutylene and mix well. Add 38.5 parts by weight of cupric oxide and 50.0 parts by weight of ammonium persulfate to this and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに3秒以上10秒以内であり、消防法危険物第2類第2種可燃性固体であった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.05g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、615m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が60%アップの160%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this is subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the second class of dangerous materials of the Fire Service Act, it takes 3 to 10 seconds before the sample burns and burns. It was the second kind flammable solid.
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.05 g / cc, and when the dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 615 m / s. Similarly, when a ball mill test using a dedicated igniter was performed, the power was increased by 60% to 160% (compared to the reference example) compared with the reference example being 100%.
(実施例4)
アルミニウム8.0重量部に平均粒子径2.69μmの工業用ステアリン酸マグネシウム0.6重量部を加え、次にバイトンゴム10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二銅27.0重量部、過硫酸アンモニウム65.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
Example 4
Add 0.6 parts by weight of industrial magnesium stearate having an average particle diameter of 2.69 μm to 8.0 parts by weight of aluminum, and then add 15% acetone solution of 10% viton rubber and mix well. Add 27.0 parts by weight of cupric oxide and 65.0 parts by weight of ammonium persulfate to this and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに3秒以上10秒以内であり、消防法危険物第2類第2種可燃性固体であった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.10g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、380m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が30%アップの130%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this is subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the second class of dangerous materials of the Fire Service Act, it takes 3 to 10 seconds before the sample burns and burns. It was the second kind flammable solid.
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.10 g / cc, and when a dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 380 m / s. Similarly, when a ball mill test using a dedicated igniter was performed, the power was 130% (compared to the reference example), 30% higher than when the reference example was taken as 100%.
(実施例5)
マグネシウム14.5重量部に平均粒子径2.41μmのステアリン酸カルシウム0.6重量部を加え、次に塩化ビニール10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二銅35.5重量部、硫酸アルミニウム50.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
(Example 5)
0.6 parts by weight of calcium stearate having an average particle size of 2.41 μm is added to 14.5 parts by weight of magnesium, and then 15% of a 10% vinyl chloride acetone solution is added and mixed well. Add 35.5 parts by weight of cupric oxide and 50.0 parts by weight of aluminum sulfate, and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに10秒以上と危険物に該当しない試験結果となった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.12g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、300m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が20%アップの120%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this was subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the second class of dangerous materials of the Fire Service Act, the test result was 10 seconds or more before the sample burned and burned and did not correspond to a dangerous material.
Moreover, when this was loaded into a gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.12 g / cc, and when a dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 300 m / s. Similarly, when a ball mill test using a dedicated igniter was performed, the power was increased by 20% to 120% (compared to the reference example), compared with the reference example being 100%.
(実施例6)
アルミニウム10.0重量部に平均粒子径2.31μmの工業用ステアリン酸亜鉛0.6重量部を加え、次にニトロセルロース10%濃度のアセトン溶液10%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二鉄35.0重量部、アンモニウム明礬50.0重量部、過酸化マンガン5.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
(Example 6)
Add 0.6 parts by weight of industrial zinc stearate having an average particle size of 2.31 μm to 10.0 parts by weight of aluminum, then add 10% acetone solution of 10% nitrocellulose and mix well. Add 35.0 parts by weight of ferric oxide, 50.0 parts by weight of ammonium alum and 5.0 parts by weight of manganese peroxide, and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに10秒以上と危険物に該当しない試験結果となった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.02g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、290m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が25%アップの125%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this was subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the second class of dangerous materials of the Fire Service Act, the test result was 10 seconds or more before the sample burned and burned and did not correspond to a dangerous material.
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.02 g / cc, and when a dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 290 m / s. Similarly, when a ball mill test using a special igniter was performed, the power was 125% (compared to the reference example), which was 25% higher than when the reference example was taken as 100%.
(実施例7)
アルミニウム12.0重量部に平均粒子径2.41μmの工業用ステアリン酸カルシウム0.6重量部を加え、次にニトロセルロース10%濃度のアセトン溶液10%を加えて良く混ぜる。これに過硫酸アンモニウム50.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
(Example 7)
Add 0.6 parts by weight of industrial calcium stearate having an average particle size of 2.41 μm to 12.0 parts by weight of aluminum, and then add 10% acetone solution of 10% nitrocellulose and mix well. Add 50.0 parts by weight of ammonium persulfate to this and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに10秒以上と危険物に該当しない結果となった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.05g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、420m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が40%アップの140%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this was subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.05 g / cc, and when the dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 420 m / s. Similarly, when a ball mortar test with a dedicated igniter was carried out, the power was 140% (compared to the reference example), 40% higher than when the reference example was taken as 100%.
(比較例1)
ここでは、鈍化剤のない破砕薬剤の例を示す。
アルミニウム11.5重量部に塩化ビニール10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二銅38.5重量部とカリウムアルミニウム明礬50.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
(Comparative Example 1)
Here, the example of the crushing chemical | medical agent without a blunting agent is shown.
Add 15% acetone solution of 10% vinyl chloride to 11.5 parts by weight of aluminum and mix well. Add 38.5 parts by weight of cupric oxide and 50.0 parts by weight of potassium aluminum alum and mix well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに3秒以下と消防法危険物第2類第1種可燃性固体に該当した。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.21g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、340m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が15%アップの115%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this is subjected to the small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the Fire Service Act
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.21 g / cc, and when the dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 340 m / s, Similarly, when a ball mill test using a dedicated igniter was performed, the power was 115% (compared to the reference example), which was 15% higher than when the reference example was taken as 100%.
(比較例2)
比較例1のアルミニウムに鈍化剤として平均粒子径9.0μmの試薬ステアリン酸カルシウムを2.50重量部と多めに添加し、次に、ニトロセルロース10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二銅35.5重量部とカリウムアルミニウム明礬50.0重量部を加え、さらに良く混ぜた。
(Comparative Example 2)
To the aluminum of Comparative Example 1, as a blunting agent, a reagent calcium stearate having an average particle size of 9.0 μm is added in an amount of 2.50 parts by weight, and then 15% acetone solution of 10% nitrocellulose is added and mixed well. To this was added 35.5 parts by weight of cupric oxide and 50.0 parts by weight of potassium aluminum alum and further mixed well.
得られた混合物を、消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに10秒以上と危険物に該当しない結果となった。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.06g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、燃焼中断し、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、残薬が多少残り、基準例を100%としたときより、威力が20%ダウンの80%(基準例比)であった。
When the obtained mixture is subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.06 g / cc. When a dedicated igniter was attached to this and the combustion speed was measured by the optical fiber method, the combustion was interrupted. When the ballistic mortar test with the special igniter was carried out, the remaining medicine remained somewhat, and the power was 80% (compared to the reference example), which was 20% lower than when the reference example was taken as 100%.
(比較例3)
比較例2のアルミニウム11.5重量部をマグネシウム14.5重量部に変え、平均粒子径2.5μmの工業用ステアリン酸カルシウム1.60重量部添加し、アセチルセルロース10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。これに酸化第二銅35.5重量部とカリウムアルミニウム明礬50.0重量部を加え、さらに良く混ぜた。得られた混合物を、消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに3秒以上10秒以内であり、消防法危険物第2類第2種可燃性固体に該当した。
(Comparative Example 3)
11.5 parts by weight of aluminum in Comparative Example 2 was changed to 14.5 parts by weight of magnesium, 1.60 parts by weight of industrial calcium stearate having an average particle size of 2.5 μm was added, and 15% acetone solution with 10% acetylcellulose concentration was added. Add and mix well. To this was added 35.5 parts by weight of cupric oxide and 50.0 parts by weight of potassium aluminum alum and further mixed well. When the obtained mixture is subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.17g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、295m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、残薬が多少残り、基準例を100%としたときより、威力が15%ダウンの85%(基準例比)であった。
(比較例4)
アルミニウム17.7重量部に鈍化剤として平均粒子径2.65μmの工業用ステアリン酸マグネシウム2.0重量部を加え、これに10%濃度のバイトンAのアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。次に、酸化第二銅59.2重量部と過硫酸アンモニウム23.1重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.17 g / cc, and when a dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 295 m / s. Similarly, when a ballistic mortar test with a dedicated igniter was carried out, the remaining medicine remained somewhat, and the power was 85% (compared to the reference example), which was 15% lower than when the reference example was taken as 100%.
(Comparative Example 4)
To 17.7 parts by weight of aluminum, 2.0 parts by weight of industrial magnesium stearate having an average particle size of 2.65 μm is added as a blunting agent. To this, 15% of a 10% strength Viton A acetone solution is added and mixed well. Next, 59.2 parts by weight of cupric oxide and 23.1 parts by weight of ammonium persulfate are added and mixed well. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに3秒以上10秒以内であり、消防法危険物第2類第2種可燃性固体に該当した。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.35g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、320m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、残薬が多少残り、基準を100%としたときより、威力が10%ダウンの90%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. When this is subjected to a small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the second class of dangerous materials of the Fire Service Act, it takes 3 to 10 seconds before the sample burns and burns. It corresponded to the 2nd class flammable solid.
Moreover, when this was loaded into the gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.35 g / cc, and when a dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 320 m / s. Similarly, when a ballistic mortar test with a dedicated igniter was carried out, the remaining medicine remained somewhat, and the power was 90% (compared to the reference example), which was 10% lower than when the standard was 100%.
(比較例5)
もっと威力向上のためガス発生剤として火薬成分に入る硝酸アンモニウムを使用した例を示す。
先ず、アルミニウム9.0重量部にバイトンゴム10%濃度のアセトン溶液15%を加えて良く混ぜる。次に、酸化第二銅31.0重量部と硝酸アンモニウム50.0重量部を加え、さらに良く混ぜる。このとき必要に応じて、さらにアセトンを加えても良い。混合物がバインダーの機能により柔らかい餅状になったら、8メッシュの篩を通した後、少なくとも12時間風乾し、アセトン臭を除去する。
(Comparative Example 5)
An example is shown in which ammonium nitrate, which enters the explosive component, is used as a gas generating agent to improve power.
First, 15% acetone solution containing 10% viton rubber is added to 9.0 parts by weight of aluminum and mixed well. Next, 31.0 parts by weight of cupric oxide and 50.0 parts by weight of ammonium nitrate are added and mixed further. At this time, if necessary, acetone may be further added. When the mixture becomes a soft cocoon due to the function of the binder, the mixture is passed through an 8-mesh sieve and then air-dried for at least 12 hours to remove the acetone odor.
次に、60℃の乾燥房にて少なくとも4時間乾燥する。これを消防法危険物第2類の可燃性固体の試験方法である小ガス炎着火試験に供すると、試料が燃焼焼失するまでに3秒以下と消防法危険物第2類第1種可燃性固体に該当した。
また、これをガス管(SGPW20A)に装填したところ、装填密度は1.35g/ccで、これに専用点火具を装着して光ファイバー法でその燃焼速度を計ったところ、800m/sであり、同様に専用点火具による弾動臼砲試験を実施すると、基準例を100%としたときより、威力が100%アップの200%(基準例比)であった。
Next, it dries for at least 4 hours in a 60 degreeC drying chamber. If this is subjected to the small gas flame ignition test, which is a test method for flammable solids of the Fire Service Act
Moreover, when this was loaded into a gas pipe (SGPW20A), the loading density was 1.35 g / cc, and when the dedicated igniter was attached to this and the burning rate was measured by the optical fiber method, it was 800 m / s. Similarly, when a ball mill test using a dedicated igniter was performed, the power was increased by 100% to 200% (compared to the reference example) compared to the reference example being 100%.
図1は、表2の横軸に過硫酸アンモニウム量(重量部)、縦軸に燃速(m/s)をとり、過硫アンモニウム量と燃速の関係を調査したものである。
図1より、過硫酸アンモニウムが増える(逆に、カリウムアンモニウム明礬は減る)につれ、燃速が大きくなるが、その量が50重量部を超えると、燃速は低下する。これは、発熱源であるテルミット剤が相対的に減少するため、熱量不足となって反応が進み難くなるためである。
FIG. 1 shows the relationship between the amount of ammonium persulfate and the fuel speed, with the amount of ammonium persulfate ( parts by weight ) on the horizontal axis of Table 2 and the fuel speed (m / s) on the vertical axis.
As shown in FIG. 1, as ammonium persulfate increases (conversely, potassium ammonium alum decreases), the fuel speed increases, but when the amount exceeds 50 parts by weight , the fuel speed decreases. This is because the thermite agent, which is a heat source, is relatively reduced, and the reaction is difficult to proceed due to a lack of heat.
図2は、図1と同様に、横軸に過硫酸アンモニウム量(重量部)、縦軸に臼砲比(%)をとり、過硫酸アンモニウム量と臼砲比の関係を調査したものである。
これも図1と同様に、過硫酸アンモニウムが増える(逆に、カリウムアンモニウム明礬は減る)につれ、臼砲比が大きくなるが、その量が50重量部を超えると、その臼砲比も低下する。これは、発熱源であるテルミット剤が相対的に減少するため、熱量不足となって反応が進み難くなるため、ガス量が減ることによる。
As in FIG. 1, the horizontal axis represents the ammonium persulfate amount ( parts by weight ) and the vertical axis represents the mortar ratio (%), and the relationship between the ammonium persulfate amount and the mortar ratio was investigated.
As in FIG. 1, the mortar ratio increases as ammonium persulfate increases (conversely, potassium ammonium alum decreases). However, when the amount exceeds 50 parts by weight , the mortar ratio also decreases. This is because the thermite agent, which is a heat source, is relatively reduced, and the amount of gas is reduced because the reaction is difficult to proceed due to insufficient heat.
図3は、図1と図2の現象が同時に生じて威力増大現象が、認識される。そこで、積の原理を用いて(燃速の値)×(臼砲比の値)を取って、グラフ化したものである。
一般に爆薬の場合の威力は、反応速度の2乗に比例するが、ここでは単純に反応速度と燃速の積で威力向上を数値化したものである。
この結果から、威力増大はガス発生剤として全て過硫酸アンモニウムに変更すると、(燃速)×(臼砲比)の値が、最大328%までに達する可能性があることを示している。
In FIG. 3, the phenomenon of FIG. 1 and FIG. 2 occurs simultaneously and the power increase phenomenon is recognized. Therefore, using the principle of product, (fuel speed value) × (mortar ratio value) is taken and graphed.
In general, the power in the case of explosives is proportional to the square of the reaction speed, but here the power improvement is simply quantified by the product of the reaction speed and the fuel speed.
From this result, it is shown that if the increase in power is changed to ammonium persulfate as the gas generating agent, the value of (fuel speed) × (mortar ratio) may reach a maximum of 328%.
以上のように、図1,図2とも、カリウムアルミニウム明礬が過硫酸アンモニウムにすべて置き換わると、燃速も、臼砲比も最大値を示す。
従って、これらが同時に現れる実際の反応では、カリウムアルミニウム明礬が過硫酸アンモニウムに全量変わると、その威力は(燃速)×(臼砲比)の値に比例し、最大の328%までに達することを示している。
As described above, FIG. 1, both 2 and Kariumua Rumi iodonium alum replaces all ammonium persulfate,燃速also mortars ratio also shows a maximum value.
Thus, the actual reaction which they appear at the same time, the Kariumua Rumi iodonium alum is changed total amount of ammonium persulfate, that the power is to be proportional to the value of (燃速) × (mortar ratio), reaching up to 328% of the maximum Show.
これまで岩盤が硬すぎて非火薬破砕薬剤でも破砕することができず、やむなく消費許可を取得して火薬類(産業用爆薬)を使用せざるを得なかった現場、あるは深礎芯抜部及び深礎そのものの掘削、地震探査、セメントサイロ中の固化セメントの解体など鈍感な高威力非火薬破砕薬剤の用途が広がる。 Until now, the bedrock has been too hard to be crushed by non-explosive crushing chemicals, and it was unavoidable to obtain a consumption permit and use explosives (industrial explosives). In addition, the use of insensitive high-power non-explosive crushing chemicals such as excavation of deep foundations, seismic exploration, and dismantling of solidified cement in cement silos expands.
Claims (6)
前記ガス発生剤を、25重量部〜50重量部の過硫酸アンモニウムと0重量部〜25重量部のカリウムアルミニウム明礬との混合物で構成することにより、
消防法危険物第2類可燃性固体の判定試験である小ガス炎着火試験で3秒以内に着火および焼失することがなく、かつ125%から160%の弾動臼砲比を有する
ことを特徴とする鈍感な高威力非火薬破砕薬剤。
In a non-explosive crushing agent having a thermite agent (metal redox agent) composed of an oxidizing agent and a reducing agent, a gas generating agent, a blunting agent, and a binder,
Said gas generating agent, by forming a mixture of potassium aluminum alum of ammonium persulfate and 0 part by weight to 25 parts by weight of 25 parts by weight to 50 parts by weight,
It is characterized in that it does not ignite and burn within 3 seconds in the small gas flame ignition test, which is a judgment test of the Class 2 flammable solids of the Fire Service Act, and has a ratio of 125 to 160% Insensitive high-power non-explosive crushing agent.
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