JP5823602B2 - 雷管用起爆剤組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、鉛及び重金属並びに指定化学物質（ＰＲＴＲ法）を含まず、環境毒性、人的有害物質を除外した雷管用起爆剤組成物に関するものである。
従来、鉛を含まない雷管用起爆剤組成物は、知られている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
しかし、鉛を含む起爆薬よりも鈍感になり、不発火が発生し易いという問題があった。
そこで、この問題点を解決するために、特許文献４には、ＤＤＮＰ（ジアゾジニトロフェノール）とホウ素とを組合せてなるボクサー型の撃発式雷管に用いるための無毒性雷管混合物が提案されている。
しかし、鉛を含む起爆薬よりも鈍感になり、不発火が発生し易いという問題があった。
そこで、この問題点を解決するために、特許文献４には、ＤＤＮＰ（ジアゾジニトロフェノール）とホウ素とを組合せてなるボクサー型の撃発式雷管に用いるための無毒性雷管混合物が提案されている。
特許文献４に開示されている組成物は、酸化剤としての炭酸カルシウム又は硝酸ストロンチウム、燃料としての硝酸エステル、及び第２爆薬としてテトラセンを含む。
爆粉、起爆薬は、極めて感度が高く特殊な火薬類であり、爆粉はわずかな衝撃的エネルギーで容易に発火する混合物である。
爆粉、起爆薬は、極めて感度が高く特殊な火薬類であり、爆粉はわずかな衝撃的エネルギーで容易に発火する混合物である。
一方、起爆薬は一度エネルギーを受け反応が開始すると容易に燃焼から爆轟へと転移する性質を持つ化合爆薬であり、従来、両者とも火薬類に欠かせないものとして使用されてきた。
ところが、従来の点火薬、爆粉、或いは起爆薬等は、鉛化合物が含まれており、環境保護の観点から考えると問題であった（例えば、特許文献５、６参照）。
また、作業者保護の観点から考慮すると、人体に有害な物質を含んでおり、取扱上、製造上問題であった。
ところが、従来の点火薬、爆粉、或いは起爆薬等は、鉛化合物が含まれており、環境保護の観点から考えると問題であった（例えば、特許文献５、６参照）。
また、作業者保護の観点から考慮すると、人体に有害な物質を含んでおり、取扱上、製造上問題であった。
近年、このような理由から火薬類においても、無鉛化及び無害化が要求されている。また、重金属（比重４〜５以上の金属元素）を含まないことも要求されている。
この人体に有害な物質については、化学物質管理促進法（ＰＲＴＲ法）で指定されており、環境と人体に影響の虞のある化学物質に対しての管理義務が定められている。
火薬類に関しても、同法の適応範囲であり、組成成分から有害物質を除外することが望ましく、将来は完全に除外要求がされると予想される。
この人体に有害な物質については、化学物質管理促進法（ＰＲＴＲ法）で指定されており、環境と人体に影響の虞のある化学物質に対しての管理義務が定められている。
火薬類に関しても、同法の適応範囲であり、組成成分から有害物質を除外することが望ましく、将来は完全に除外要求がされると予想される。
これに対し、特許文献１は、組成成分中の二酸化マンガンのマンガンが重金属に該当し、二酸化マンガンはＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質にも該当する。
特許文献２は、組成成分から鉛、重金属を排除しているが、ＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質（硝酸エステル（ニトログリセリン））が排除されていない。
特許文献３は、組成成分から鉛を排除しているが、ＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質（硝酸エステル（ニトログリセリン））が排除されていない。
特許文献２は、組成成分から鉛、重金属を排除しているが、ＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質（硝酸エステル（ニトログリセリン））が排除されていない。
特許文献３は、組成成分から鉛を排除しているが、ＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質（硝酸エステル（ニトログリセリン））が排除されていない。
特許文献４は、組成成分から鉛を排除しているが、ＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質（ニトログリセリン）が排除されていない。
特許文献５は、ＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質を排除しているが、組成成分中の過酸化亜鉛の亜鉛及びタンタル等の金属粉が重金属に該当する。
特許文献６は、組成成分中の二酸化マンガンのマンガンが重金属に該当し、二酸化マンガンはＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質にも該当する。
特許文献５は、ＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質を排除しているが、組成成分中の過酸化亜鉛の亜鉛及びタンタル等の金属粉が重金属に該当する。
特許文献６は、組成成分中の二酸化マンガンのマンガンが重金属に該当し、二酸化マンガンはＰＲＴＲ法に指定された人体に有害な物質にも該当する。
本発明では、鉛及び重金属、ＰＲＴＲ法指定物質を含む従来の起爆薬と同等の機能・性能を有する、鉛及び重金属、更にＰＲＴＲ法指定物質を含まない無毒化起爆薬を提供することを目的とする。
請求項１に係る発明は、ＰＲＴＲ法指定物質を含まない雷管用起爆剤組成物において、ＤＤＮＰ（ジアゾジニトロフェノール）２４重量％〜４０重量％と、硝酸カリウム３０重量％〜４６重量％と、比重４以上の金属元素を含まない珪化カルシウム５重量％〜２４重量％及び比重４以上の金属元素を含まないガラス粉１．５重量％〜１５重量％からなる増感剤と、アルミニウム０．５重量％〜１５重量％及び／又はテトラセン０．５重量％〜５重量％からなる可燃剤と、アラビアゴム又はグアゴムの水溶性ゴムからなるバインダー０．５重量％〜８重量％と有し、前記比重４以上の金属元素を含まない珪化カルシウムと前記比重４以上の金属元素を含まないガラス粉との配合量比の総和が、１１．５重量％〜３０重量％であることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のＰＲＴＲ法指定物質を含まない雷管用起爆剤組成物において、前記比重４以上の金属元素を含まないガラス粉は、ケイ酸ガラス（ＳｉＯ2）系、ソーダ石灰ガラス（Ｎａ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系又はカリ石灰ガラス（Ｋ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系であることを特徴とする。
本発明によれば、鉛及び重金属、ＰＲＴＲ法指定物質を含む従来の起爆薬と同等の感度規格と発射性能とを満足しながら、薬の取扱者の汚染を防止し、使用時の環境汚染を防止する、ＰＲＴＲ法指定物質を含まない無毒化起爆薬を提供することができる。
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
本実施形態では、本実施形態に係る雷管用起爆薬組成物を銃用撃発雷管１の起爆薬３に適用した場合について説明する。
図１及び図２は、本実施形態に用いられる銃用撃発雷管（１２．７ｍｍ弾用雷管（Ｐ５０雷管））１を示す。
本実施形態では、本実施形態に係る雷管用起爆薬組成物を銃用撃発雷管１の起爆薬３に適用した場合について説明する。
図１及び図２は、本実施形態に用いられる銃用撃発雷管（１２．７ｍｍ弾用雷管（Ｐ５０雷管））１を示す。
銃用撃発雷管１は、銅、銅合金又はアルミニウム合金製のカップ形状の雷管体２と、雷管体２内に必要量秤量して充填される起爆薬３と、充填された起爆薬３上に載置される紙箔及び耐水性紙箔製のディスク４と、ディスク４上に載置される銅、銅合金又はアルミニウム合金製の発火金５とで構成されている。
なお、本実施形態では、１２．７ｍｍ弾用雷管（Ｐ５０雷管）について説明したが、本発明は、これに限定することなく、銃用撃発雷管であれば良い。ここで言う「銃用」とは、口径１２．７ｍｍ以下を指す。また、「Ｐ５０雷管」の「Ｐ」は、Percussion（撃発）を意味し、「５０」は、０．５インチ（１２．７ｍｍ）を意味する。
なお、本実施形態では、１２．７ｍｍ弾用雷管（Ｐ５０雷管）について説明したが、本発明は、これに限定することなく、銃用撃発雷管であれば良い。ここで言う「銃用」とは、口径１２．７ｍｍ以下を指す。また、「Ｐ５０雷管」の「Ｐ」は、Percussion（撃発）を意味し、「５０」は、０．５インチ（１２．７ｍｍ）を意味する。
次に、本実施形態に用いられる銃用撃発雷管１の組立手順を説明する。
（１）雷管体２に起爆薬３を乾燥重量として７０ｍｇ〜１００ｍｇ（１２．７ｍｍ弾用雷管の場合）量秤量してん薬する。
（２）てん薬した雷管体２にディスク４を挿入する。
（３）ディスク４挿入後、杵を用いて起爆薬３を仮圧填する。
（４）仮圧填後、プレスにて本圧填をする。
（５）本圧填後、雷管体２に発火金５を挿入し、プレスにて圧入する。
（１）雷管体２に起爆薬３を乾燥重量として７０ｍｇ〜１００ｍｇ（１２．７ｍｍ弾用雷管の場合）量秤量してん薬する。
（２）てん薬した雷管体２にディスク４を挿入する。
（３）ディスク４挿入後、杵を用いて起爆薬３を仮圧填する。
（４）仮圧填後、プレスにて本圧填をする。
（５）本圧填後、雷管体２に発火金５を挿入し、プレスにて圧入する。
次に、本実施形態に係る起爆薬３の組成について説明する。
起爆薬３は、ＤＤＮＰ（起爆剤）２４重量％〜４０重量％、硝酸カリウム（酸化剤）３０重量％〜４６重量％、アルミニウム粉（可燃剤）０重量％〜１５重量％、テトラセン（可燃剤）０重量％〜５重量％、珪化カルシウム（増感剤）５重量％〜２４重量％、ガラス粉（増感剤）１．５重量％〜１５重量％、ゴム液（バインダー）０．５重量％〜８重量％（外割）で構成されている。
起爆薬３は、ＤＤＮＰ（起爆剤）２４重量％〜４０重量％、硝酸カリウム（酸化剤）３０重量％〜４６重量％、アルミニウム粉（可燃剤）０重量％〜１５重量％、テトラセン（可燃剤）０重量％〜５重量％、珪化カルシウム（増感剤）５重量％〜２４重量％、ガラス粉（増感剤）１．５重量％〜１５重量％、ゴム液（バインダー）０．５重量％〜８重量％（外割）で構成されている。
次に、起爆薬３の配合手順を図３に基づいて説明する。
（１）硝酸カリウム、アルミニウム粉、珪化カルシウム、ガラス粉を秤量する。
（２）（１）で秤量した材料を混和する。
（３）ゴム液、テトラセンを秤量する。
（４）（２）で混和した材料に秤量したゴム液、テトラセンを加え、混和する。
（５）ＤＤＮＰを秤量する。
（６）（４）で混和した材料に秤量したＤＤＮＰを加え、混和する。
（７）（６）で混和した材料を収函する。
（１）硝酸カリウム、アルミニウム粉、珪化カルシウム、ガラス粉を秤量する。
（２）（１）で秤量した材料を混和する。
（３）ゴム液、テトラセンを秤量する。
（４）（２）で混和した材料に秤量したゴム液、テトラセンを加え、混和する。
（５）ＤＤＮＰを秤量する。
（６）（４）で混和した材料に秤量したＤＤＮＰを加え、混和する。
（７）（６）で混和した材料を収函する。
次に、銃用撃発雷管１の起爆薬３の組成幅の検証試験を行った。
組成幅の検証試験は、組成成分の許容範囲を落球感度試験により検証する。
試験方法は、組成成分の許容範囲を落球感度試験により検証する。
落球感度試験の試験方法は、下記の通りである。
（１）図４に示す試験装置１０の撃針１１と電磁石１７が垂直線上になるようにする。
（２）図５に示すように、着管した雷管ホルダー１３を雷管ホルダー支持具１４に取り付ける。
組成幅の検証試験は、組成成分の許容範囲を落球感度試験により検証する。
試験方法は、組成成分の許容範囲を落球感度試験により検証する。
落球感度試験の試験方法は、下記の通りである。
（１）図４に示す試験装置１０の撃針１１と電磁石１７が垂直線上になるようにする。
（２）図５に示すように、着管した雷管ホルダー１３を雷管ホルダー支持具１４に取り付ける。
（３）図４に示すように、閉鎖栓１２を閉じ、鋼球（重量２２５ｇ、直径３８ｍｍ）１６を電磁石１７に取り付ける。
（４）取り付けた鋼球１６を落下させ、雷管１の発火・不発火を記録する。
（５）落下させた鋼球１６を取り除き、閉鎖栓１２を開いて雷管ホルダー１３を取り出す。
（４）取り付けた鋼球１６を落下させ、雷管１の発火・不発火を記録する。
（５）落下させた鋼球１６を取り除き、閉鎖栓１２を開いて雷管ホルダー１３を取り出す。
（６）８インチの落高で５０個の試験が終了するまで（２）〜（５）までの手順を繰り返し、発火数・不発火数を記録する。
（７）上記の方法で、９、１０、１１インチ・・・・と落高を１インチずつ上げていき、５０個の試料が全数発火する落高まで上げていく。
（８）次に、落高を７、６、５インチ・・・・と落高を１インチずつ下げていき、５０個の試料が全数不発火となる落高まで下げていく。
（７）上記の方法で、９、１０、１１インチ・・・・と落高を１インチずつ上げていき、５０個の試料が全数発火する落高まで上げていく。
（８）次に、落高を７、６、５インチ・・・・と落高を１インチずつ下げていき、５０個の試料が全数不発火となる落高まで下げていく。
評価方法は、下記の通りである。
（１）上述した落球感度試験の記録より、平均臨界落高（Ｈ５０）と標準偏差（Ｓ）を求める。
（２）１２．７ｍｍ雷管の感度規格は、表１に示す通りである。
（１）上述した落球感度試験の記録より、平均臨界落高（Ｈ５０）と標準偏差（Ｓ）を求める。
（２）１２．７ｍｍ雷管の感度規格は、表１に示す通りである。
（３）（１）で求めた平均臨界落高（Ｈ５０）と標準偏差（Ｓ）を表１に示す式（Ｈ５０＋５Ｓ）及び（Ｈ５０−２Ｓ）に代入し、規格を満足するか否かを評価する。
なお、落球感度試験の試験方法及び評価方法は、ＭＩＬ−Ｐ−７４９に準ずる。ここで、「ＭＩＬ」＝「MILITARY SPECIFICATION」（米軍仕様書）の略語である。製品により仕様書の番号が取得されている。「ＭＩＬ−Ｐ−７４９」は、「PRIMERS,PERCUSSION,FOR SMALL ARMS AMMUNITION」小火器弾薬用雷管の仕様書の番号である。
次に、実験No.について、表２に基づいて説明する。
なお、落球感度試験の試験方法及び評価方法は、ＭＩＬ−Ｐ−７４９に準ずる。ここで、「ＭＩＬ」＝「MILITARY SPECIFICATION」（米軍仕様書）の略語である。製品により仕様書の番号が取得されている。「ＭＩＬ−Ｐ−７４９」は、「PRIMERS,PERCUSSION,FOR SMALL ARMS AMMUNITION」小火器弾薬用雷管の仕様書の番号である。
次に、実験No.について、表２に基づいて説明する。
実験No.１〜実験No.１０では、増感剤であるガラス粉の配合比が０重量％、１．５重量％、２重量％、３重量％、７重量％、９重量％、１５重量％の試料の感度に差があるか否かを確認する。
また、もう一つの増感剤である珪化カルシウムの配合比が５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２２重量％、２４重量％の試料の感度に差があるか否かを確認する。
また、もう一つの増感剤である珪化カルシウムの配合比が５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２２重量％、２４重量％の試料の感度に差があるか否かを確認する。
さらに、増感剤以外の役割を有する成分については、ＤＤＮＰの配合比が２４重量％、２５重量％、２８重量％、３０重量％、４０重量％、硝酸カリウムの配合比が３０重量％、３２重量％、３５重量％、４０重量％、４３重量％、４５重量％、４５．５重量％、４６重量％、アルミニウム粉の配合比が０重量％、０．５重量％、２重量％、３重量％、７重量％、９重量％、１５重量％、テトラセンの配合比が０重量％、０．５重量％、１重量％、３重量％、４．５重量％、５重量％、ゴム液の配合比が外割０．５重量％、外割２重量％、外割４重量％、外割５重量％、外割６重量％、外割８重量％の範囲で変動させて、試料の感度に差があるか否かを確認する。
次に、各水準試料のＨ５０及び標準偏差より、Ｈ５０＋５σ＝１５インチ以下、Ｈ５０−２σ＝２．５インチ以上の範囲にあることを判定した。
ここで、判定基準は、ＭＩＬ−Ｐ−７４９による。
次に、配合比と試験結果を表３に示す。
ここで、判定基準は、ＭＩＬ−Ｐ−７４９による。
次に、配合比と試験結果を表３に示す。
図６、図７は、感度試験の結果を示す図である。
図６に示すガラス粉比率変化の感度試験データによれば、実験No.１と実験No.１０を除いた実験No.２〜実験No.９は、感度規格を満足することから、ガラス粉の組成範囲は、１．５重量％〜１５重量％であることが確認できる。
図６に示すガラス粉比率変化の感度試験データによれば、実験No.１と実験No.１０を除いた実験No.２〜実験No.９は、感度規格を満足することから、ガラス粉の組成範囲は、１．５重量％〜１５重量％であることが確認できる。
もう一つの増感剤である珪化カルシウムと、ガラス粉の増感剤トータルの比率によれば、増加するほど、当然感度が鋭感となるが、ガラス粉の方が増感剤としての効果が高い。
その理由として、実験No.２、実験No.６では、増感剤トータル３０重量％であるが、ガラス粉の割合が多い実験No.２の方が感度が鋭感にとなることが挙げられる。感度規格を満足する増感剤トータルの比率は、１１．５重量％〜３０重量％が好ましく、珪化カルシウムの比率は、少なくとも、５重量％〜２４重量％であることが確認できる。
配合比と試験結果を表４、図７に示す。
その理由として、実験No.２、実験No.６では、増感剤トータル３０重量％であるが、ガラス粉の割合が多い実験No.２の方が感度が鋭感にとなることが挙げられる。感度規格を満足する増感剤トータルの比率は、１１．５重量％〜３０重量％が好ましく、珪化カルシウムの比率は、少なくとも、５重量％〜２４重量％であることが確認できる。
配合比と試験結果を表４、図７に示す。
表４によると、実験No.１と実験No.１０を除いた実験No.２〜実験No.９は感度規格を満足することから、増感剤の役割を有しない、残りの成分であるＤＤＮＰ、硝酸カリウム、アルミニウム粉、テトラセンの比率については、少なくとも、ＤＤＮＰの比率は２４重量％〜４０重量％、硝酸カリウムの比率は３０重量％〜４６重量％、アルミニウム粉の比率は０重量％〜１５重量％、テトラセンの比率は０重量％〜５重量％、ゴム液の比率は外割０．５重量％〜８重量％であることが確認できる。
以上の結果、本発明の実施形態で感度規格を満足する起爆薬３の組成は、少なくとも、ＤＤＮＰの配合比が２４重量％〜４０重量％、硝酸カリウムの配合比が３０重量％〜４６重量％、珪化カルシウムの配合比が５重量％〜２４重量％、アルミニウム粉の配合比が０重量％〜１５重量％、テトラセンの配合比が０重量％〜５重量％、ガラス粉の配合比が１．５重量％〜１５重量％、ゴム液の配合比が外割０．５重量％〜８重量％であることが確認された。
次に、銃用撃発雷管の発射性能を確認するために、銃用撃発雷管１を用いた１２．７ｍｍ弾の発射試験を行った。試験方法は、米国ＯＲＤ−Ｍ６０８−ＰＭ（Ordnance Proof Manual Vol.III, Test Methods for Small Arms Ammunition）に準じて実施した。
発射試験に用いた銃用撃発雷管１の実験No.１１〜実験No.２２について、表５に基づいて説明する。
実験No.１１〜実験No.１３はアルミニウム粉とテトラセンとを含まない試料、実験No.１４〜実験No.１６はアルミニウム粉が５重量％、３重量％、０．５重量％である試料、実験No.１７〜実験No.１９はテトラセンが５重量％、３重量％、０．５重量％である試料、実験No.２０〜実験No.２２はアルミニウム粉とテトラセンとが共存する試料とする。
なお、実験No.１１〜実験No.２２の試料は、感度規格を満足した実験No.２〜実験No.９の配合比に包括されるものとしている。
実験No.１１〜実験No.１３はアルミニウム粉とテトラセンとを含まない試料、実験No.１４〜実験No.１６はアルミニウム粉が５重量％、３重量％、０．５重量％である試料、実験No.１７〜実験No.１９はテトラセンが５重量％、３重量％、０．５重量％である試料、実験No.２０〜実験No.２２はアルミニウム粉とテトラセンとが共存する試料とする。
なお、実験No.１１〜実験No.２２の試料は、感度規格を満足した実験No.２〜実験No.９の配合比に包括されるものとしている。
１２．７ｍｍ弾としての本実施形態における起爆薬３の組成は、ＤＤＮＰの配合比が２４重量％〜３０重量％、硝酸カリウムの配合比が４０重量％〜４６重量％、珪化カルシウムの配合比が１４重量％〜２４重量％、アルミニウム粉の配合比が０重量％〜５重量％、テトラセンの配合比が０重量％〜５重量％、ガラス粉の配合比が４重量％〜８重量％、ゴム液の配合比が０．５重量％〜８重量％である。
本実施形態中においては、ゴム液の配合比を外割５重量％としているが、各成分の配合比が有効範囲内であれば、同様の結果となる。
なお、銃用撃発雷管１の起爆薬３の填薬量は、本実施形態中においては、乾燥質量で７０ｍｇ〜１００ｍｇの範囲内で行い、この範囲内であれば、同様の結果となる。
なお、銃用撃発雷管１の起爆薬３の填薬量は、本実施形態中においては、乾燥質量で７０ｍｇ〜１００ｍｇの範囲内で行い、この範囲内であれば、同様の結果となる。
次に、実験No.１１〜実験No.２２の銃用撃発雷管１の感度試験データを表６に示す。感度試験の試験方法は、先に説明した方法と同様である。参考として、鉛を含むトリシネートを用いたトリシネート系撃発雷管のデータも併記する。
実験No.１１〜実験No.２２の銃用撃発雷管の発火感度は、感度規格を満足することがわかる。
実験No.１１〜実験No.２２の銃用撃発雷管の発火感度は、感度規格を満足することがわかる。
次に、実験No.１１〜実験No.２２の銃用撃発雷管１を１２．７ｍｍ実包に組み込んだ場合の発射試験を実施した。発射試験は、１２．７ｍｍ実包を高温（＋５１℃）、常温（＋２１℃）、低温（−４０℃）の３種類の温度で８時間保温後に、各実験No.１１〜実験No.２２に対して１０発のデータを取得した。参考として、鉛を含むトリシネートを用いたトリシネート系撃発雷管のデータも併記する。
なお、本実施形態中では、発射薬量を１５．２ｇに固定した同一ロット品を使用しているが、撃発雷管と発射薬の各ロットの燃焼性能を反映させて、適正値となるように発射薬量を調整して使用してもよい。
なお、本実施形態中では、発射薬量を１５．２ｇに固定した同一ロット品を使用しているが、撃発雷管と発射薬の各ロットの燃焼性能を反映させて、適正値となるように発射薬量を調整して使用してもよい。
実包発射試験で取得した速度データを表７に基づいて説明する。速度は、砲口前方２３．８ｍ点で取得した。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１１〜実験No.２２の平均値と標準偏差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１１〜実験No.２２の平均値と標準偏差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
実包発射試験で取得した最大圧力データを表８に基づいて説明する。最大圧力は、薬きょうと飛翔体の結合部位置で取得した。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１１〜実験No.２２の平均値と標準偏差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１１〜実験No.２２の平均値と標準偏差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
実包発射試験で取得した作動時間データを表９に基づいて説明する。作動時間は、撃針による雷管打撃から飛翔体射出までの時間とする。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１１〜実験No.２２の平均値と標準偏差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１１〜実験No.２２の平均値と標準偏差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
実包発射試験で取得した速度、最大圧力、作動時間のデータから、実験No.１１〜実験No.２２の銃用撃発雷管は、保温温度が異なる場合においても、１２．７ｍｍ実包の発射性能を満足することがわかる。
次に、実包発射試験に用いた実験No.１２，１５，１８，２１の銃用撃発雷管１を１２ ．７ｍｍ空包に組み込んだ場合の発射試験を実施した。発射試験は、１２．７ｍｍ実包を高温（＋５１℃）、常温（＋２１℃）、低温（−４０℃）の３種類の温度で８時間保温後に、各実験No.１２，１５，１８，２１に対して１０発のデータを取得した。参考として、鉛を含むトリシネートを用いたトリシネート系撃発雷管のデータも併記する。
なお、本実施形態中では、発射薬量を３．５ｇに固定した同一ロット品を使用しているが、撃発雷管と発射薬の各ロットの燃焼性能を反映させて、適正値となるように発射薬量を調整して使用してもよい。
なお、本実施形態中では、発射薬量を３．５ｇに固定した同一ロット品を使用しているが、撃発雷管と発射薬の各ロットの燃焼性能を反映させて、適正値となるように発射薬量を調整して使用してもよい。
空包に使用する発射薬は、実包に使用する発射薬と異なり、一般的に燃焼速度が大きいものを使用する。以下に示す空包の発射性能データから、燃速の異なる発射薬に対応できるか否かを確認する。
空包発射試験で取得した最大圧力データを表１０に基づいて説明する。最大圧力は、実包と同じ位置で取得した。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１２，１５，１８，２１の平均値と標準偏
差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
空包発射試験で取得した最大圧力データを表１０に基づいて説明する。最大圧力は、実包と同じ位置で取得した。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１２，１５，１８，２１の平均値と標準偏
差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
空包発射試験で取得した圧力立上時間データを表１１に基づいて説明する。圧力立上時間は、撃針による雷管打撃から最大圧力に達するまでの時間とする。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１２，１５，１８，２１の平均値と標準偏差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
保温温度が異なる場合においても、実験No.１２，１５，１８，２１の平均値と標準偏差が、トリシネート系雷管と同等であることがわかる。
空包発射試験で取得した最大圧力、圧力立上時間のデータから、実験No.１２，１５，１８，２１の銃用撃発雷管は、保温温度が異なる場合においても、１２．７ｍｍ空包の性能を満足することがわかり、実験No.１１〜実験No.２２の残りの実験No.１１，１３，１ ４，１６，１７，１９，２０，２２についても同様の結果となる。
１２．７ｍｍ実包と空包の発射試験の結果から、１２．７ｍｍ弾としての本実施形態で発射性能を満足する起爆薬３の組成は、少なくとも、ＤＤＮＰの配合比が２４重量％〜３０重量％、硝酸カリウムの配合比が４０重量％〜４６重量％、珪化カルシウムの配合比が５重量％〜２８重量％、アルミニウム粉の配合比が０重量％〜５重量％、テトラセンの配合比が０重量％〜５重量％、ガラス粉の配合比が４重量％〜８重量％、ゴム液の配合比が０．５重量％〜８重量％であることが確認された。
なお、起爆薬３の填薬量は、乾燥質量で７０ｍｇ〜１００ｍｇの範囲内であることが好ましい。
なお、起爆薬３の填薬量は、乾燥質量で７０ｍｇ〜１００ｍｇの範囲内であることが好ましい。
本発明において、バインダー（ゴム液）の組成範囲は、０．５重量％〜８重量％とする。
バインダーの役割は、配合した爆粉を雷管に安定保持することにある。
下限値で示した０．５重量％未満の場合、安定保持ができなくなる。安定保持できない場合、輸送等の衝撃で発火の危険性が高まり、安全上の問題が生じる。
上限値で示した８重量％以上の場合、安定保持の問題はないが、粘性が大きくなり、製造上の問題が生じる。
バインダーの役割は、配合した爆粉を雷管に安定保持することにある。
下限値で示した０．５重量％未満の場合、安定保持ができなくなる。安定保持できない場合、輸送等の衝撃で発火の危険性が高まり、安全上の問題が生じる。
上限値で示した８重量％以上の場合、安定保持の問題はないが、粘性が大きくなり、製造上の問題が生じる。
本発明において、アルミニウム粉の役割は、発射薬へ安定着火することにあり、雷管発火時の火炎量に影響を与える効果がある。
本発明におけるアルミウム粉の組成範囲は、使用する発射薬の燃焼特性に左右されることになるが、発射薬の不着火が発生する場合はアルミニウム粉を０．５重量％以上含有させることで不着火を改善する効果があり、アルミニウム粉を１５重量％超えで含有させた場合は発射薬の爆燃現象が発生することから、０．５重量％〜１５重量％とする。
本発明におけるアルミウム粉の組成範囲は、使用する発射薬の燃焼特性に左右されることになるが、発射薬の不着火が発生する場合はアルミニウム粉を０．５重量％以上含有させることで不着火を改善する効果があり、アルミニウム粉を１５重量％超えで含有させた場合は発射薬の爆燃現象が発生することから、０．５重量％〜１５重量％とする。
本発明において、テトラセンの役割は、爆粉を安定燃焼させることにあり、発火点が起爆剤であるＤＤＮＰ（１８０℃）よりもテトラセン（１４０℃）と低いことから、テトラセンを添加することにより、撃針による撃発エネルギーを、雷管中の爆粉全体へ継続的に供給できる効果がある。
本発明におけるテトラセンの組成範囲は、雷管に作用する撃発エネルギーの大きさに左右されることになるが、爆粉の燃焼中断が発生する場合はテトラセンを０．５重量％以上含有させることで燃焼中断を改善する効果があり、テトラセンを５重量％超えで含有させた場合は爆粉の燃焼速度が必要以上に大きくなり雷管体２の許容強度を超えることから、０．５重量％〜５重量％とする。
本発明におけるテトラセンの組成範囲は、雷管に作用する撃発エネルギーの大きさに左右されることになるが、爆粉の燃焼中断が発生する場合はテトラセンを０．５重量％以上含有させることで燃焼中断を改善する効果があり、テトラセンを５重量％超えで含有させた場合は爆粉の燃焼速度が必要以上に大きくなり雷管体２の許容強度を超えることから、０．５重量％〜５重量％とする。
本発明において、アルミニウム粉とテトラセンとが共存する場合の効果については、感度試験と実包と空包の発射試験の結果から、少なくとも本発明の組成範囲においては、銃用雷管としての機能を有することが確認できる。
同様に、アルミニウム粉とテトラセンとを含まない場合の効果については、感度試験と実包と空包の発射試験の結果から、少なくとも本発明の組成範囲においては、銃用雷管としての機能を有することが確認できる。
同様に、アルミニウム粉とテトラセンとを含まない場合の効果については、感度試験と実包と空包の発射試験の結果から、少なくとも本発明の組成範囲においては、銃用雷管としての機能を有することが確認できる。
本発明に使用するガラス粉は、成分中に鉛及び重金属を含まず、人体に有害な物質を含まないケイ酸塩ガラスを用いる。
ＳｉＯ2９８％以上の含有するケイ酸ガラス（ＳｉＯ2）系、ソーダ石灰ガラス（Ｎａ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系又はカリ石灰ガラス（Ｋ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系である。
ソーダ石灰ガラス（Ｎａ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系としては、ＳｉＯ2６５重量％〜７５重量％、Ｎａ2Ｏ１０重量％〜２０重量％、ＣａＯ５重量％〜１５重量％、Ａｌ2Ｏ3０．５重量％〜４重量％、ＭｇＯ０．５重量％〜４重量％、Ｆｅ2Ｏ3２重量％未満のガラスがある。
ＳｉＯ2９８％以上の含有するケイ酸ガラス（ＳｉＯ2）系、ソーダ石灰ガラス（Ｎａ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系又はカリ石灰ガラス（Ｋ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系である。
ソーダ石灰ガラス（Ｎａ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系としては、ＳｉＯ2６５重量％〜７５重量％、Ｎａ2Ｏ１０重量％〜２０重量％、ＣａＯ５重量％〜１５重量％、Ａｌ2Ｏ3０．５重量％〜４重量％、ＭｇＯ０．５重量％〜４重量％、Ｆｅ2Ｏ3２重量％未満のガラスがある。
カリ石灰ガラス（Ｋ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系としては、ＳｉＯ2６５重量％〜７５重量％、Ｋ2Ｏ１０重量％〜２０重量％、ＣａＯ５重量％〜１５重量％、Ｎａ2Ｏ１５重量％未満、Ａｌ2Ｏ3０．５重量％〜４重量％、ＭｇＯ０．５重量％〜４重量％、Ｆｅ2Ｏ2２重量％未満のガラスがある。
本実施形態で使用したガラス粉は、ポッターズ・バロティ株式会社製のグレードＧＰ１０５（２５０μｍ〜１０６μｍ）で、その組成は、ＳｉＯ2７２重量％、Ａｌ2Ｏ3２．０重量％、ＣａＯ９重量％、ＭｇＯ３．４重量％、Ｎａ2Ｏ１３重量％である。粒子径１５０μｍ〜１００μｍ（市販ガラス粉を篩通しで粒度調整後に使用している。）である。
本実施形態で使用したガラス粉は、ポッターズ・バロティ株式会社製のグレードＧＰ１０５（２５０μｍ〜１０６μｍ）で、その組成は、ＳｉＯ2７２重量％、Ａｌ2Ｏ3２．０重量％、ＣａＯ９重量％、ＭｇＯ３．４重量％、Ｎａ2Ｏ１３重量％である。粒子径１５０μｍ〜１００μｍ（市販ガラス粉を篩通しで粒度調整後に使用している。）である。
１ 銃用撃発雷管
２ 雷管体
３ 起爆薬
４ ディスク
５ 発火金
２ 雷管体
３ 起爆薬
４ ディスク
５ 発火金
Claims (2)
- ＰＲＴＲ法指定物質を含まない雷管用起爆剤組成物において、
ＤＤＮＰ（ジアゾジニトロフェノール）２４重量％〜４０重量％と、
硝酸カリウム３０重量％〜４６重量％と、
比重４以上の金属元素を含まない珪化カルシウム５重量％〜２４重量％及び比重４以上の金属元素を含まないガラス粉１．５重量％〜１５重量％からなる増感剤と、
アルミニウム０．５重量％〜１５重量％及び／又はテトラセン０．５重量％〜５重量％からなる可燃剤と、
アラビアゴム又はグアゴムの水溶性ゴムからなるバインダー０．５重量％〜８重量％と
有し、
前記比重４以上の金属元素を含まない珪化カルシウムと前記比重４以上の金属元素を含まないガラス粉との配合量比の総和が、１１．５重量％〜３０重量％である
ことを特徴とするＰＲＴＲ法指定物質を含まない雷管用起爆剤組成物。 - 請求項１記載のＰＲＴＲ法指定物質を含まない雷管用起爆剤組成物において、
前記比重４以上の金属元素を含まないガラス粉は、ケイ酸ガラス（ＳｉＯ2）系、ソーダ石灰ガラス（Ｎａ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系又はカリ石灰ガラス（Ｋ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2）系である
ことを特徴とするＰＲＴＲ法指定物質を含まない雷管用起爆剤組成物。
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