JP5987446B2 - Triple base propellant composition - Google Patents

Triple base propellant composition Download PDF

Info

Publication number
JP5987446B2
JP5987446B2 JP2012097515A JP2012097515A JP5987446B2 JP 5987446 B2 JP5987446 B2 JP 5987446B2 JP 2012097515 A JP2012097515 A JP 2012097515A JP 2012097515 A JP2012097515 A JP 2012097515A JP 5987446 B2 JP5987446 B2 JP 5987446B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
component
weight
nitrocellulose
diethylene glycol
nitroguanidine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012097515A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013224238A (en
Inventor
中村 雄一
雄一 中村
芹澤 一哉
一哉 芹澤
重宣 宮
重宣 宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOF Corp
Original Assignee
NOF Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NOF Corp filed Critical NOF Corp
Priority to JP2012097515A priority Critical patent/JP5987446B2/en
Publication of JP2013224238A publication Critical patent/JP2013224238A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5987446B2 publication Critical patent/JP5987446B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、例えば火砲用弾薬に使用されるトリプルベース発射薬組成物に関する。さらに詳しくは、取り扱い時や保存時の安全性を考慮した発射薬組成物に関するものである。   The present invention relates to a triple-based propellant composition used, for example, in gun ammunition. More specifically, the present invention relates to a propellant composition considering safety during handling and storage.

従来から、りゅう弾砲等の火砲用弾薬にはトリプルベース発射薬が使用されている。このトリプルベース発射薬は、燃焼温度を高めず、薬勢を増大し、砲身のエロージョン(焼食)を低減し、砲口炎の減少などを目的とし開発されたものである。トリプルベース発射薬の組成は、基剤としてニトロセルロース、ニトロ可塑剤、ニトログアニジンを使用し、その他に安定剤、消炎剤、光沢剤等の添加物を含有するものである(例えば非特許文献1参照)。ニトロ可塑剤としては、一般的にはニトログリセリンが用いられるが、非特許文献1には、その他に、ジエチレングリコールジナイトレートを使用することも提案されている。   Conventionally, triple-base projectiles have been used for ammunition for artillery such as a howitzers. This triple-base propellant was developed for the purpose of increasing combustion power, reducing gun erosion (burning), reducing muzzle flame, etc. without increasing the combustion temperature. The composition of the triple base propellant uses nitrocellulose, nitro plasticizer, nitroguanidine as a base, and additionally contains additives such as stabilizers, flame retardants, and brighteners (for example, Non-Patent Document 1). reference). Nitroglycerin is generally used as the nitro plasticizer, but Non-Patent Document 1 also proposes the use of diethylene glycol dinitrate.

このようなトリプルベース発射薬は、一般に公知の溶剤圧伸法を用いて発射薬を製造される。以下に溶剤圧伸法の主な工程について説明する。
[捏和工程]トリプルベース発射薬の原材料を捏和機に投入して撹拌して所望の粘度を有する捏和薬とする。
[圧伸工程]捏和薬を圧伸機に投入した後、捏和薬に圧力をかけダイス及びピンによって所望の形状へと成形した紐状の圧出薬とする。
[裁断工程]圧出薬をロータリー裁断機もしくはギロチン裁断機に通し、所望の薬長に裁断した裁断薬とする。
[乾燥工程]所望の水分値及び残留溶剤値になるまで裁断薬を温風で乾燥し、発射薬を得る。
Such triple base propellants are generally produced using a known solvent companding method. The main steps of the solvent drawing method will be described below.
[Kneading step] The raw material of the triple base propellant is put into a kneading machine and stirred to obtain a kneading agent having a desired viscosity.
[Drawing step] After the kneading agent is put into the drawing machine, pressure is applied to the kneading agent to obtain a string-like extruding agent formed into a desired shape with a die and a pin.
[Cutting step] The extruding drug is passed through a rotary cutting machine or a guillotine cutting machine to obtain a cutting drug cut into a desired drug length.
[Drying step] The cutting agent is dried with warm air until the desired moisture value and residual solvent value are obtained to obtain a propellant.

「火器弾薬技術ハンドブック」財団法人 防衛技術協会、2005年2月2日 p.351-352"Firearms Ammunition Technology Handbook" Japan Defense Technology Association, February 2, 2005, p.351-352

前記非特許文献1に記載されている、ニトロ可塑剤としてニトログリセリンを使用したトリプルベース発射薬組成物は、燃焼温度や製造性は問題ないものの、感度の高いニトログリセリンが配合されているため、取り扱い時や保存時の安全性に問題を抱えていた。   Although the triple base propellant composition using nitroglycerin as a nitro plasticizer described in Non-Patent Document 1 has no problem with combustion temperature and manufacturability, it contains a highly sensitive nitroglycerin, There was a problem with safety during handling and storage.

これに対し、ジエチレングリコールジナイトレートは、ニトログリセリンに比べ感度が低いため、ニトロ可塑剤としてジエチレングリコールジナイトレートを使用することで、取り扱い時や保存時の安全性の向上が期待される。しかし、ジエチレングリコールジナイトレートの配合量が多過ぎると、圧出薬の弾性増大による取扱性の低下や、乾燥工程における裁断薬の収縮率のばらつき増加が発生し、製造性の低下に繋がる。また、燃焼温度を下げる効果を有するニトログアニジンの配合量が相対的に低下するため砲身が焼食しやすくなる。逆に少な過ぎると可塑剤成分の不足により延性の低下や脆性の増加に繋がり、機械的物性が低下する。すなわち、延性の低い、若しくは脆性の高い発射薬へ射撃時の大きな衝撃が与えられると、発射薬が粉砕されやすくなる。それにより、安定した発射薬の燃焼が得られにくくなり、弾丸の速度が射撃毎に安定しにくくなる。つまり、配合量によっては、要求される製造性、機械的物性及び焼食性を満足することはできない。しかしながら、前記非特許文献1では、ニトロ可塑剤としてジエチレングリコールジナイトレートを使用する場合の配合量等に関する詳細な説明はない。   In contrast, since diethylene glycol dinitrate is less sensitive than nitroglycerin, the use of diethylene glycol dinitrate as a nitro plasticizer is expected to improve safety during handling and storage. However, when the blending amount of diethylene glycol dinitrate is too large, the handleability decreases due to the increased elasticity of the extruding agent, and the variation in shrinkage rate of the cutting agent in the drying process occurs, leading to a decrease in manufacturability. Moreover, since the compounding quantity of the nitroguanidine which has the effect of lowering | hanging a combustion temperature falls relatively, it becomes easy to burn a gun barrel. On the other hand, if the amount is too small, the shortage of the plasticizer component leads to a decrease in ductility and an increase in brittleness, resulting in a decrease in mechanical properties. That is, when a large impact at the time of shooting is given to a propellant having low ductility or high brittleness, the propellant is easily crushed. Thereby, it becomes difficult to obtain stable combustion of the propellant, and it becomes difficult to stabilize the velocity of the bullet for each shot. That is, depending on the blending amount, the required manufacturability, mechanical properties and erosion properties cannot be satisfied. However, in the said nonpatent literature 1, there is no detailed description regarding the compounding quantity etc. in the case of using diethylene glycol dinitrate as a nitro plasticizer.

そこで、本発明の目的は、製造性、機械的物性及び焼食性に優れ、且つ、取り扱い時や保存時の安全性の高いトリプルベース発射薬組成物を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a triple base propellant composition that is excellent in manufacturability, mechanical properties, and erodibility, and has high safety during handling and storage.

すなわち本発明のトリプルベース発射薬組成物は、成分(a)ジエチレングリコールジナイトレート、成分(b)ニトロセルロース、成分(c)ニトログアニジンを含有し、成分(a)ジエチレングリコールジナイトレート、成分(b)ニトロセルロース及び成分(c)ニトログアニジンの重量総和100重量%に対して、成分(a)ジエチレングリコールジナイトレートの含有量が15〜46重量%であり、成分(b)ニトロセルロースの含有量が20〜50重量%であり、成分(c)ニトログアニジンの含有量が28〜55重量%であることを特徴とする。   That is, the triple base propellant composition of the present invention contains component (a) diethylene glycol dinitrate, component (b) nitrocellulose, component (c) nitroguanidine, component (a) diethylene glycol dinitrate, component (b ) The content of component (a) diethylene glycol dinitrate is 15 to 46% by weight with respect to 100% by weight of the total weight of nitrocellulose and component (c) nitroguanidine, and the content of component (b) nitrocellulose is 20 to 50% by weight, and the content of component (c) nitroguanidine is 28 to 55% by weight.

本発明のトリプルベース発射薬組成物によれば、次のような効果を発揮することができる。まず、ニトロ可塑剤として、感度の低い成分(a)ジエチレングリコールジナイトレートを用いることにより、取り扱い時や保存時の安全性を確保することができる。そのうえで、成分(a)ジエチレングリコールジナイトレート、成分(b)ニトロセルロース、成分(c)ニトログアニジンを含有し、且つ成分(a)ジエチレングリコールジナイトレート、成分(b)ニトロセルロース、成分(c)ニトログアニジンの含有量を特定の範囲内とすることにより、優れた製造性、機械的物性及び焼食性をも確保することができる。つまり、本発明によれば、製造性、機械的物性及び焼食性に優れ、且つ、取り扱い時や保存時の安全性の高いトリプルベース発射薬組成物を提供することができる。   According to the triple base propellant composition of the present invention, the following effects can be exhibited. First, by using a component (a) diethylene glycol dinitrate having low sensitivity as a nitro plasticizer, safety during handling and storage can be ensured. In addition, component (a) diethylene glycol dinitrate, component (b) nitrocellulose, component (c) nitroguanidine, and component (a) diethylene glycol dinitrate, component (b) nitrocellulose, component (c) nitro By setting the content of guanidine within a specific range, excellent manufacturability, mechanical properties, and erodibility can be ensured. That is, according to the present invention, it is possible to provide a triple base propellant composition that is excellent in manufacturability, mechanical properties, and erodibility, and has high safety during handling and storage.

以下に本発明の実施態様について具体的に説明する。
本発明は、成分(a)ジエチレングリコールジナイトレート、成分(b)ニトロセルロース、成分(c)ニトログアニジンを特定の配合割合で含有するものである。特定の配合割合とすることにより取り扱い時や保存時の安全性を維持しつつ、製造性、機械的物性及び焼食性に優れる発射薬組成物を得られる。
Embodiments of the present invention will be specifically described below.
The present invention contains component (a) diethylene glycol dinitrate, component (b) nitrocellulose, and component (c) nitroguanidine in a specific blending ratio. A propellant composition excellent in manufacturability, mechanical properties, and erodibility can be obtained while maintaining safety during handling and storage by using a specific blending ratio.

<成分(a)ジエチレングリコールジナイトレート>
まずは、成分(a)ジエチレングリコールジナイトレートについて説明する。ジエチレングリコールジナイトレートとは、硝酸エステルを含むエネルギー可塑剤であり、従来から硝酸エステル系エネルギー可塑剤として使用されているニトログリセリンと比べて、衝撃に対する感度は鈍感であり、安全性が高い物質である。
<Component (a) Diethylene glycol dinitrate>
First, component (a) diethylene glycol dinitrate will be described. Diethylene glycol dinitrate is an energy plasticizer that contains nitrate ester, and is less sensitive to impact than nitroglycerin, which has been used as a nitrate ester energy plasticizer, and is a highly safe substance. is there.

ジエチレングリコールジナイトレートの含有量は、ジエチレングリコールジナイトレート、ニトロセルロース及びニトログアニジンの重量総和100重量%に対して、15〜46重量%であり、好ましくは25〜35重量%である。含有量が46重量%を越えると発射薬の可塑剤成分が過剰となり、圧出薬の粘性低下による取扱性の低下や、乾燥工程における裁断薬の収縮率のばらつき増加が発生し、発射薬組成物の製造性が低下する傾向にある。また、含有量が15重量%未満では発射薬組成物の可塑剤成分が過小となり、機械的物性が低下する傾向にある。すなわち、可塑剤成分の不足により延性が低下及び脆性が増加し、射撃時に発射薬が破壊しやすくなる。それにより、弾丸の速度が射撃毎に安定しにくくなる場合や、さらには、音速以上の燃焼速度で燃焼が進行する爆ごう反応による爆発が発生し、周囲の人員や機材に甚大な被害をもたらす場合がある。   The content of diethylene glycol dinitrate is 15 to 46% by weight, preferably 25 to 35% by weight, based on 100% by weight of the total weight of diethylene glycol dinitrate, nitrocellulose and nitroguanidine. When the content exceeds 46% by weight, the plasticizer component of the propellant becomes excessive, resulting in a decrease in handling property due to a decrease in the viscosity of the extruding agent and an increase in variation in shrinkage rate of the cutting agent in the drying process. There exists a tendency for the manufacturability of a thing to fall. On the other hand, if the content is less than 15% by weight, the plasticizer component of the propellant composition becomes too small, and the mechanical properties tend to decrease. That is, the shortage of the plasticizer component causes a decrease in ductility and an increase in brittleness, and the propellant is easily destroyed during shooting. As a result, the velocity of the bullets becomes difficult to stabilize after each shot, and further, an explosion occurs due to a detonation reaction in which combustion proceeds at a speed higher than the speed of sound, causing serious damage to surrounding personnel and equipment. There is a case.

<成分(b)ニトロセルロ−ス>
次に、成分(b)ニトロセルロ−スについて説明する。ニトロセルロース(硝化綿)は、燃料であるとともに、発射薬を粒状化(グレイン化)するための結合剤(バインダー)として機能する成分である。ニトロセルロ−スは、セルロ−スを硝酸と硫酸との混酸で処理して得られる硝酸エステルである。
<Component (b) Nitrocellulose>
Next, component (b) nitrocellulose will be described. Nitrocellulose (nitrified cotton) is a fuel and a component that functions as a binder (binder) for granulating (graining) the propellant. Nitrocellulose is a nitrate ester obtained by treating cellulose with a mixed acid of nitric acid and sulfuric acid.

ニトロセルロ−スの含有量は、ジエチレングリコールジナイトレート、ニトロセルロース及びニトログアニジンの重量総和100重量%に対して、20〜50重量%であり、好ましくは27〜43重量%である。ニトロセルロ−スの含有量が50重量%を越える場合には、燃焼温度の低減を図りにくくなり好ましくない。エネルギー基材であるニトログアニジンの配合量が相対的に低下するためである。ニトロセルロ−スの含有量が20重量%未満の場合には、結合剤成分の不足により延性の低下や脆性の増加により、機械的物性が低下する傾向にある。また、延性の低下により、製造性が損なわれることになる。   The content of nitrocellulose is 20 to 50% by weight, preferably 27 to 43% by weight, based on 100% by weight of the total weight of diethylene glycol dinitrate, nitrocellulose and nitroguanidine. When the content of nitrocellulose exceeds 50% by weight, it is difficult to reduce the combustion temperature, which is not preferable. This is because the amount of nitroguanidine as an energy base material is relatively reduced. When the content of nitrocellulose is less than 20% by weight, mechanical properties tend to decrease due to a decrease in ductility or an increase in brittleness due to a shortage of binder components. Moreover, manufacturability is impaired due to a decrease in ductility.

<成分(c)ニトログアニジン>
次に、成分(c)ニトログアニジンについて説明する。ニトログアニジンとはニトロ化合物であるエネルギー基剤であり、燃焼温度を下げ、また火薬力を向上させる機能を有する成分である。
<Component (c) Nitroguanidine>
Next, component (c) nitroguanidine will be described. Nitroguanidine is an energy base that is a nitro compound, and is a component having a function of lowering the combustion temperature and improving the explosive power.

ニトログアニジンの含有量は、ジエチレングリコールジナイトレート、ニトロセルロース及びニトログアニジンの重量総和100重量%に対して、28〜55重量%であり、好ましくは34〜45重量%である。ニトログアニジンの含有量が55重量%を越える場合には、結合剤成分であるニトロセルロース及び可塑剤成分であるジエチレングリコールジナイトレートの配合量が相対的に低下するため延性が低下及び脆性が増加し、機械的物性が低下する傾向にある。ニトログアニジンの含有量が28重量%未満の場合には、ニトロセルロースの配合量が相対的に増加するため、燃焼温度の低減が図れず、砲身のエロージョンが増大して砲身寿命を短くする傾向にある。   The content of nitroguanidine is 28 to 55% by weight, preferably 34 to 45% by weight, based on 100% by weight of the total weight of diethylene glycol dinitrate, nitrocellulose and nitroguanidine. When the content of nitroguanidine exceeds 55% by weight, the blending amount of nitrocellulose as a binder component and diethylene glycol dinitrate as a plasticizer component is relatively reduced, resulting in a decrease in ductility and an increase in brittleness. The mechanical properties tend to decrease. When the content of nitroguanidine is less than 28% by weight, the blending amount of nitrocellulose increases relatively, so the combustion temperature cannot be reduced, and the erosion of the gun barrel increases and the gun barrel life tends to be shortened. is there.

本発明の発射薬組成物には、前記の成分以外に、必要に応じて通常の発射薬に使用されている安定剤、消炎剤、光沢剤等を含有してもよい。安定剤としては、例えばジフェニルウレア、メチルジフェニルウレア、エチルジフェニルウレア、ジエチルジフェニルウレア、ジメチルジフェニルウレア、メチルエチルジフェニルウレア等のジフェニルウレア誘導体、ジフェニルアミン、2−ニトロジフェニルアミン等のジフェニルアミン誘導体、エチルフェニルウレタン、メチルフェニルウレタン等のフェニルウレタン誘導体、ジフェニルウレタン等のジフェニルウレタン誘導体、レゾルシノール等が挙げられる。これらの化合物は、単独で又は2種以上の混合物として用いられる。   The propellant composition of the present invention may contain, in addition to the above-described components, stabilizers, anti-inflammatory agents, brighteners and the like that are used in ordinary propellants as necessary. Examples of the stabilizer include diphenyl urea derivatives such as diphenyl urea, methyl diphenyl urea, ethyl diphenyl urea, diethyl diphenyl urea, dimethyl diphenyl urea, and methyl ethyl diphenyl urea, diphenyl amine derivatives such as diphenyl amine and 2-nitrodiphenyl amine, ethyl phenyl urethane, Examples thereof include phenylurethane derivatives such as methylphenylurethane, diphenylurethane derivatives such as diphenylurethane, and resorcinol. These compounds are used alone or as a mixture of two or more.

これらの化合物の中では、融点が120℃以上であるため高温時においてもニトロセルロ−スから発生する窒素酸化物を確実に捕捉し、ニトロセルロ−スの自然分解を抑制する効果の高いジフェニルウレア誘導体、具体的にはメチルジフェニルウレア、ジフェニルウレア又はジメチルジフェニルウレアが好ましく、メチルジフェニルウレア又はジメチルジフェニルウレアが特に好ましい。   Among these compounds, since the melting point is 120 ° C. or higher, a diphenylurea derivative having a high effect of reliably capturing nitrogen oxides generated from nitrocellulose even at high temperatures, and suppressing the natural decomposition of nitrocellulose, Specifically, methyl diphenyl urea, diphenyl urea or dimethyl diphenyl urea is preferable, and methyl diphenyl urea or dimethyl diphenyl urea is particularly preferable.

消炎剤としては、例えば硫酸カリウム、硝酸カリウム等が挙げられ、光沢剤としては例えば黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック等を挙げることができ、各割合は通常の範囲で用いられる。   Examples of the flame retardant include potassium sulfate and potassium nitrate, and examples of the brightener include graphite, carbon black, acetylene black and the like, and each ratio is used within a normal range.

次に製造方法について説明する。
本発明のトリプルベース発射薬組成物を押出成形することにより、トリプルベース発射薬を製造することができる。まず、最初に、ジエチレングリコールジナイトレート、ニトロセルロース、ニトログアニジン、必要により安定剤、消炎剤及び光沢剤を所定量計量する。計量後、全ての原材料を捏和機に入れ、更に有機溶剤を適量捏和機内に加えて均一に混合する。次に、前記の混合物を押出装置に装填して所定の圧力を加え、ダイスを通しながら押し出すことにより、所定の形状及び大きさに成形する。その後、裁断及び乾燥することにより所定の形状及び大きさを有するトリプルベース発射薬を製造することができる。
Next, a manufacturing method will be described.
A triple base propellant can be produced by extruding the triple base propellant composition of the present invention. First, a predetermined amount of diethylene glycol dinitrate, nitrocellulose, nitroguanidine, and if necessary, a stabilizer, a flame retardant and a brightener are weighed. After weighing, put all the raw materials into the kneader and add an appropriate amount of organic solvent to the kneader and mix uniformly. Next, the mixture is loaded into an extrusion apparatus, a predetermined pressure is applied, and the mixture is extruded through a die to be molded into a predetermined shape and size. Thereafter, the triple base propellant having a predetermined shape and size can be manufactured by cutting and drying.

なお、押出成形法で用いられる有機溶剤としては、結合剤であるニトロセルロースを溶かすものまたは膨潤させるもの全て使用可能である。例えば、アセトン、メチルアルコ−ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコ−ル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチルエ−テル、トルエン、メチルエチルケトン等の有機溶剤が挙げられる。これらの混合溶液も使用可能である。特に、ニトロセルロースとの相溶性に優れる点で、アセトン、エチルアルコ−ル、ジエチルエーテルが好ましい。   In addition, as the organic solvent used in the extrusion molding method, any one that dissolves or swells nitrocellulose as a binder can be used. Examples thereof include organic solvents such as acetone, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, diethyl ether, toluene, and methyl ethyl ketone. These mixed solutions can also be used. In particular, acetone, ethyl alcohol, and diethyl ether are preferable in terms of excellent compatibility with nitrocellulose.

次に成形物である発射薬について説明する。トリプルベース発射薬は、用途に応じて適宜の大きさ・形状にすることが可能である。形状の例としては、例えば無孔管状、単孔管状、多孔管状等である。単孔管状とは軸線方向に延びる1個の貫通孔を有する円柱体や六角柱体のことであり、多孔管状とは軸線方向に延びる複数(例えば7個、19個及び37個)の貫通孔を有する円柱体や六角柱体のことである。   Next, the propellant which is a molded product will be described. The triple base propellant can be appropriately sized and shaped according to the application. Examples of the shape include a non-porous tube, a single-hole tube, and a porous tube. A single-hole tubular means a cylindrical body or hexagonal cylinder having one through-hole extending in the axial direction, and a multi-hole tubular means a plurality (for example, 7, 19, and 37) through-holes extending in the axial direction. It is a cylindrical body or hexagonal cylinder body having

以下、具体的な実施例及び比較例を挙げて、トリプルベース発射薬組成物を押出成形して発射薬を製造し、その際の製造性及び得られた発射薬の特性を評価した結果を説明するが、本発明はそれら実施例の範囲に限定されるものではない。表1中における略号は次の意味を表す。また、表1及び以下の説明における%表示は重量基準である。
DEGN:ジエチレングリコールジナイトレート
NC:ニトロセルロース
NQ:ニトログアニジン
Hereinafter, specific examples and comparative examples will be given to explain the results of evaluating the manufacturability and properties of the obtained propellant by producing a propellant by extruding a triple base propellant composition. However, the present invention is not limited to the scope of these examples. Abbreviations in Table 1 represent the following meanings. Moreover,% display in Table 1 and the following description is a weight reference | standard.
DEGN: Diethylene glycol dinitrate NC: Nitrocellulose NQ: Nitroguanidine

<実施例1>
表1に記載の組成で以下の方法によりトリプルベース発射薬組成物の成形物を製造した。
可塑剤成分であるジエチレングリコールジナイトレート33%、結合剤成分であるニトロセルロース27%、基剤成分であるニトログアニジン40%の割合になるように混合した混合物(発射薬組成物)に対し、アセトン55%及びエチルアルコ−ル45%の混合溶液を発射薬組成物の重量に対して30%加え、いわゆるウェルナー混和機で均一に混合した。なお、ウェルナー混和機は、横方向に延びる回転軸に取付けられた撹拌羽根により撹拌、混合する装置である。次いで、この混合物(捏和薬)を押出装置に装填した。押出装置には予め12.5mmのダイス及び0.5mmのピンが取り付けられており、捏和薬は圧力をかけることにより、このダイスを通りながら押出され、19個の貫通孔を有する19孔管状円柱薬の圧出薬を成形した。この圧出薬を10.0mmの長さに裁断し、乾燥することにより粒状のトリプルベース発射薬を得た。その際の製造性について後述する方法にて評価した。
また、このトリプルベース発射薬を用い、後述する方法にて機械的物性及び焼食性の評価を行った。それらの結果を表1に示した。
<Example 1>
A molded product of a triple base propellant composition having the composition shown in Table 1 was produced by the following method.
A mixture of propylene component diethylene glycol dinitrate 33%, binder component nitrocellulose 27% and base component nitroguanidine 40% was mixed with acetone (propellant composition) with acetone. A mixed solution of 55% and ethyl alcohol 45% was added 30% with respect to the weight of the propellant composition, and mixed uniformly with a so-called Werner mixer. The Werner mixer is a device that stirs and mixes with a stirring blade attached to a rotating shaft extending in the lateral direction. This mixture (washer) was then loaded into an extruder. A 12.5 mm die and a 0.5 mm pin are attached in advance to the extrusion apparatus, and the moisturizer is extruded while passing through this die by applying pressure, and is a 19-hole tubular tube having 19 through holes. A cylindrical drug extrudate was molded. The extrudate was cut into a length of 10.0 mm and dried to obtain a granular triple base propellant. The productivity at that time was evaluated by the method described later.
Further, using this triple base propellant, mechanical properties and erodibility were evaluated by the methods described later. The results are shown in Table 1.

<実施例2〜6>
表1に記載の組成で前記実施例1に準じて各トリプルベース発射薬を製造し、製造性、機械的物性及び焼食性を求めた。それぞれの結果を表1に示す。
<Examples 2 to 6>
Each triple base propellant was manufactured in accordance with Example 1 with the composition shown in Table 1, and the manufacturability, mechanical properties, and erodibility were determined. The results are shown in Table 1.

<比較例1〜6>
表1に示した組成で、実施例1と同様の方法によりトリプルベース発射薬を各々製造した。各々の特性を実施例1と同じ方法で評価した。それらの結果を表1に示した。
<Comparative Examples 1-6>
Triple base propellants were produced by the same method as in Example 1 with the compositions shown in Table 1. Each characteristic was evaluated by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 0005987446
Figure 0005987446

次に、実施例及び比較例における発射薬組成物の特性を評価する方法について以下に示す。
[製造性]
製造性の評価方法について説明する。各実施例及び比較例の発射薬組成物を押出成形装置で押出成形する場合の成形しやすさ、及び裁断機まで運搬する際の取扱性に関し、下記の評価基準にて評価を行った。
◎:圧出薬の柔軟性が極めて適正であり、極めて容易に取扱うことができた。
○:圧出薬の柔軟性が適正であり、容易に取扱うことができた。
△:圧出薬の柔軟性が低く又は高すぎるため、注意しながら取扱いを行う必要があった。
×:圧出薬の柔軟性が適正ではなく、取扱いに問題が生じた。
製造性に関しては、◎もしくは○とする必要がある。
Next, a method for evaluating the characteristics of the propellant compositions in Examples and Comparative Examples is shown below.
[Manufacturability]
A method for evaluating manufacturability will be described. The following evaluation criteria evaluated the ease of shaping | molding in the case of extruding the propellant composition of each Example and a comparative example with an extrusion molding apparatus, and the handleability at the time of conveying to a cutting machine.
(Double-circle): The flexibility of the extruding drug was very appropriate, and it was very easy to handle.
○: The extrudate was flexible enough to be handled easily.
(Triangle | delta): Since the flexibility of the extruding medicine was low or too high, it was necessary to handle with care.
X: The flexibility of the extrudate was not appropriate and a problem occurred in handling.
Regarding manufacturability, it is necessary to make ◎ or ○.

[機械的物性]
発射薬の機械的物性を評価するための圧縮強度試験方法について説明する。圧縮強度試験は、ミネベア(株)製の引張圧縮試験機(AL−50kNB)を用いて行った。試料としてトリプルベース発射薬組成物の成形物を試料台中央部に載せた後、長さ方向に30mm/分の速度で圧縮して圧縮試験を行った。そして、応力ひずみ曲線より最大荷重値及び圧縮率を読みとり、機械的物性の評価を行った。戦車砲、野戦砲等の射撃時には大きな衝撃がトリプルベース発射薬に与えられる。そのため、トリプルベース発射薬には、その衝撃に耐えられることが要求される。本試験においては、最大荷重値が23MPa以上、圧縮率が8.0%以上とする必要がある。
[Mechanical properties]
A compression strength test method for evaluating the mechanical properties of the propellant will be described. The compressive strength test was performed using a tensile compression tester (AL-50kNB) manufactured by Minebea Co., Ltd. A sample of a triple base propellant composition as a sample was placed on the center of the sample stage, and then compressed in the length direction at a speed of 30 mm / min for a compression test. Then, the maximum load value and the compressibility were read from the stress strain curve, and the mechanical properties were evaluated. A large impact is given to the triple base propellant when shooting a tank gun, a field gun, etc. Therefore, triple base propellants are required to withstand the impact. In this test, it is necessary that the maximum load value is 23 MPa or more and the compression rate is 8.0% or more.

[焼食性]
焼食性の評価方法について説明する。ここでは、焼食性の指標となる燃焼温度を算出した。砲身内面に生じる焼食(エロージョン)を低減させるためにはできるだけ燃焼温度を低くすることが好ましい。燃焼温度は、当該分野で公知の熱平衡計算にて算出を行った。熱平衡計算にて算出した燃焼温度が2850K以下とすべきである。
[Bakeout]
A method for evaluating the erodibility will be described. Here, the combustion temperature, which is an index of erodibility, was calculated. In order to reduce the erosion generated on the inner surface of the gun barrel, it is preferable to lower the combustion temperature as much as possible. The combustion temperature was calculated by a thermal equilibrium calculation known in the art. The combustion temperature calculated by thermal equilibrium calculation should be 2850K or less.

表1の試験結果より次のようなことがわかった。
実施例1〜6に示したトリプルベース発射薬は、いずれも製造性及び焼食性に問題のないことが明らかとなった。さらに機械的物性においては、全てが25MPa以上の最大荷重値を有しており、且つ全てが8.1%以上の圧縮率を有しており機械的物性にも問題のないことが確認できた。
From the test results in Table 1, the following was found.
It became clear that all the triple base propellants shown in Examples 1 to 6 have no problem in manufacturability and erodibility. Furthermore, in the mechanical properties, all have a maximum load value of 25 MPa or more, and all have a compressibility of 8.1% or more, and it was confirmed that there is no problem in the mechanical properties. .

表1に示したように、ジエチレングリコールジナイトレートを13重量%配合した比較例1では焼食性については問題ないものの、可塑剤成分が不足するため、機械的物性及び製造性に問題が生じることがわかった。これに対し、ジエチレングリコールジナイトレートを15重量%配合した実施例2では製造性、機械的物性及び焼食性に問題がないことから、ジエチレングリコールジナイトレートの配合量は、少なくとも15重量%以上が必要であることが明らかになった。   As shown in Table 1, in Comparative Example 1 in which 13% by weight of diethylene glycol dinitrate is blended, there is no problem with the erosion property, but there are problems with mechanical properties and manufacturability because the plasticizer component is insufficient. all right. On the other hand, in Example 2 in which 15% by weight of diethylene glycol dinitrate was blended, there was no problem in manufacturability, mechanical properties and erodibility, so the blending amount of diethylene glycol dinitrate should be at least 15% by weight or more. It became clear that.

また、ジエチレングリコールジナイトレートを48重量%配合した比較例2では、焼食性及び機械的物性については問題ないものの、可塑剤成分が過剰となるため、圧出薬の柔軟性が非常に高くなり、製造性に問題が生じることがわかった。これに対し、ジエチレングリコールジナイトレートを46重量%配合した実施例3では製造性、機械的物性及び焼食性に問題がないことから、ジエチレングリコールジナイトレートの配合量は、多くとも46重量%以下とする必要のあることが明らかになった。   Further, in Comparative Example 2 in which 48% by weight of diethylene glycol dinitrate was blended, there was no problem with the erosion and mechanical properties, but the plasticizer component was excessive, so the flexibility of the extruding drug became very high, It was found that there was a problem in manufacturability. On the other hand, in Example 3 in which 46% by weight of diethylene glycol dinitrate was blended, there was no problem in manufacturability, mechanical properties, and erodibility, so the blending amount of diethylene glycol dinitrate was at most 46% by weight. It became clear that there was a need to do.

ニトロセルロースを18重量%配合した比較例3では、焼食性、機械的物性については問題ないものの、結合剤成分が不足するため、製造性に問題が生じることが判った。これに対し、ニトロセルロースを20重量%配合した実施例3では製造性、機械的物性及び焼食性に問題がないことから、ニトロセルロースの配合量は、少なくとも20重量%以上が必要であることが明らかとなった。   In Comparative Example 3 in which 18% by weight of nitrocellulose was blended, there was no problem in terms of erosion and mechanical properties, but it was found that there was a problem in manufacturability due to a shortage of binder components. On the other hand, in Example 3 in which 20% by weight of nitrocellulose was blended, there was no problem in manufacturability, mechanical properties, and erodibility, so the blending amount of nitrocellulose should be at least 20% by weight or more. It became clear.

ニトロセルロースを52重量%配合した比較例4では、機械的物性及び製造性については問題ないものの、燃焼温度を高くする作用を有するニトロセルロースが多いため、焼食性に問題が生じることがわかった。これに対し、ニトロセルロースを50重量%配合した実施例4では製造性、機械的物性及び焼食性に問題がないことから、ニトロセルロースの配合量は、50重量%以下とする必要があることが明らかとなった。   In Comparative Example 4 in which 52% by weight of nitrocellulose was blended, there was no problem in mechanical properties and manufacturability, but it was found that there was a problem in the erosion property because there was much nitrocellulose having an effect of increasing the combustion temperature. On the other hand, in Example 4 in which 50% by weight of nitrocellulose was blended, there was no problem in manufacturability, mechanical properties and bakeability, so the blending amount of nitrocellulose needs to be 50% by weight or less. It became clear.

ニトログアニジンを26重量%配合した比較例5では、機械的物性及び製造性については問題ないものの、燃焼温度を低くする作用を有するニトログアニジンが少ないため、焼食性に問題が生じることがわかった。これに対し、ニトログアニジンを28重量%配合した実施例5では製造性、機械的物性及び焼食性に問題がないことから、ニトログアニジンの配合量は、28重量%以上とする必要があることが明らかとなった。   In Comparative Example 5 in which 26% by weight of nitroguanidine was blended, there was no problem in mechanical properties and manufacturability, but it was found that there was a problem in erosion resistance because there was little nitroguanidine having an action of lowering the combustion temperature. On the other hand, in Example 5 in which 28% by weight of nitroguanidine was blended, there was no problem in manufacturability, mechanical properties, and erodibility. Therefore, the blending amount of nitroguanidine needs to be 28% by weight or more. It became clear.

ニトログアニジンを57重量%配合した比較例6では、焼食性については問題ないものの、固体成分であるニトログアニジンの含有量が増加するため、機械的物性、製造性に問題が生じることがわかった。これに対し、ニトログアニジンを55重量%配合した実施例6では製造性、機械的物性及び焼食性に問題がないことから、ニトログアニジンの配合量は、55重量%以下とする必要があることが明らかとなった。
In Comparative Example 6 in which 57% by weight of nitroguanidine was blended, there was no problem with erosion, but the content of nitroguanidine, which is a solid component, increased, and it was found that there were problems with mechanical properties and manufacturability. On the other hand, in Example 6 in which 55% by weight of nitroguanidine was blended, there was no problem in manufacturability, mechanical properties and erodibility, so the blending amount of nitroguanidine was required to be 55% by weight or less. It became clear.

以上のように、本発明のトリプルベース発射薬組成物は、可塑剤成分として感度の低いジエチレングリコールジナイトレートを用いることで取り扱い時や保存時の安全性を確保しつつ、ジエチレングリコールジナイトレート、ニトロセルロース及びニトログアニジンの配合量を上記のように限定することで、製造性、機械的物性及び焼食性に優れるものである。   As described above, the triple base propellant composition of the present invention uses diethylene glycol dinitrate having low sensitivity as a plasticizer component, while ensuring safety during handling and storage, while diethylene glycol dinitrate, nitro By limiting the blending amounts of cellulose and nitroguanidine as described above, it is excellent in manufacturability, mechanical properties, and bakeability.

Claims (1)

成分(a)ジエチレングリコールジナイトレート、成分(b)ニトロセルロース、及び成分(c)ニトログアニジンのみからなる基剤を含有するトリプルベース発射薬において、
成分(a)ジエチレングリコールジナイトレート、成分(b)ニトロセルロース及び成分(c)ニトログアニジンの重量総和100重量%に対して、
成分(a)ジエチレングリコールジナイトレートの含有量が15〜46重量%であり、
成分(b)ニトロセルロースの含有量が20〜50重量%であり、
成分(c)ニトログアニジンの含有量が28〜55重量%である
ことを特徴とするトリプルベース発射薬組成物。
In a triple base propellant containing a base consisting of component (a) diethylene glycol dinitrate, component (b) nitrocellulose, and component (c) nitroguanidine,
With respect to 100% by weight of the total weight of component (a) diethylene glycol dinitrate, component (b) nitrocellulose and component (c) nitroguanidine,
The content of component (a) diethylene glycol dinitrate is 15 to 46% by weight,
The content of component (b) nitrocellulose is 20 to 50% by weight,
A triple base propellant composition, wherein the content of component (c) nitroguanidine is 28 to 55% by weight.
JP2012097515A 2012-04-23 2012-04-23 Triple base propellant composition Active JP5987446B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012097515A JP5987446B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Triple base propellant composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012097515A JP5987446B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Triple base propellant composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013224238A JP2013224238A (en) 2013-10-31
JP5987446B2 true JP5987446B2 (en) 2016-09-07

Family

ID=49594586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012097515A Active JP5987446B2 (en) 2012-04-23 2012-04-23 Triple base propellant composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5987446B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6131711B2 (en) * 2013-05-20 2017-05-24 日油株式会社 Projectile

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2316538C3 (en) * 1973-04-03 1982-05-06 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Process for the production of Gudol powder
DE2461646C2 (en) * 1974-12-27 1984-01-05 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Process for the production of propellant charge powders
DE2900020C2 (en) * 1979-01-02 1982-12-09 WNC-Nitrochemie GmbH, 8261 Aschau Process for the production of a polybasic propellant charge powder
US4300961A (en) * 1980-04-28 1981-11-17 Hercules Incorporated Process for deterrent coating of triple base propellant compositions
DE3150290C2 (en) * 1981-12-18 1986-06-05 WNC-Nitrochemie GmbH, 8261 Aschau Propellant charge powder with a smooth surface coating and a method for production
DE3835854A1 (en) * 1988-10-21 1990-05-23 Fraunhofer Ges Forschung ROCKET SOLID FUELS
JPH0747517B2 (en) * 1992-10-16 1995-05-24 防衛庁技術研究本部長 Flame-retardant nitrocellulose-based smokeless powder
DE19907809C2 (en) * 1999-02-24 2002-10-10 Nitrochemie Gmbh Process for the production of one-, two- or three-base propellant charge powders for gun ammunition
US6607618B1 (en) * 2000-08-28 2003-08-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Propellant compositions
JP2007085632A (en) * 2005-09-21 2007-04-05 Asahi Kasei Chemicals Corp Coated propellant
JP5200479B2 (en) * 2007-10-12 2013-06-05 日油株式会社 Firearms for propellant ignition
JP5556119B2 (en) * 2008-10-31 2014-07-23 日油株式会社 Coating propellant
JP2011236067A (en) * 2010-05-06 2011-11-24 Asahi Kasei Chemicals Corp Highly progressive combustion gas generator
JP5697373B2 (en) * 2010-07-13 2015-04-08 旭化成ケミカルズ株式会社 Projectile

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013224238A (en) 2013-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7842144B1 (en) Methods of making double base casting powder
JP5318342B2 (en) Highly safe nitramine propellant with nitrocellulose binder
US5500060A (en) Energetic plasticized propellant
KR101649517B1 (en) Propellant Compositions Comprising Nitramine Oxidants
JP5556119B2 (en) Coating propellant
JP5987446B2 (en) Triple base propellant composition
CA1325518C (en) Energetic materials containing heteroalicyclic nitramine compound
JP5304327B2 (en) Nitramine propellant composition
JP6402899B2 (en) Triple base propellant composition
AU2014242707B2 (en) Non-phthalate propellants
JP5401888B2 (en) Single base propellant
GB2371297A (en) Propellant compositions and propellants produced therefrom
TWI772444B (en) Composition for single-base propelling powder for ammunition and ammunition provided with such composition
GB2512346A (en) Non-phthalate propellants
AU756188B2 (en) Dinitrotoluene (DNT)-free single base propellant
EP2784054A1 (en) Insensitive munition propellants
JP2015105219A (en) Triple based propellant composition
JP2022156336A (en) Triple-base propellant composition
JP5655303B2 (en) Single base propellant
EP2784053A1 (en) Non- phthalate propellants
US7862668B1 (en) Single-base propellant composition using BuNena as energetic plasticizer
Shaikh et al. Feasibility study of processing estane-based LOVA gun propellant
Dejeaifve et al. Small-calibre gun propellants

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150415

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160412

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160613

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160725

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5987446

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250