JP6085911B2 - 反応装甲用炸薬組成物 - Google Patents
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Description
爆薬成分は、炸薬の本来的機能を果たす成分である。当該爆薬成分としては、シクロテトラメチレンテトラニトラミン(HMX)を使用し、その含有量は65〜80重量%とする。HMXの含有量が65重量%未満では、反応装甲として最低限求められるプレート速度を担保できず、HEAT弾に対して戦車の主装甲を的確に保護できなくなるおそれがある。一方、HMXの含有量が80重量%を超えると、銃撃感度が過度に高くなることで耐銃撃性が低下すると共に、プレート速度が過度に高くなることで反応装甲周辺の人員に対する安全性が低下する。
難燃性可塑剤は、通常の銃弾や金属破片等が反応装甲を貫通する際の摩擦熱による爆轟を抑制し、直ちに鎮火又は燃焼の拡大を抑える効果を有し、炸薬の銃撃感度(耐銃撃性)を調整するためのものである。当該難燃性可塑剤としては、含ハロゲンリン酸エステルを使用する。含ハロゲンリン酸エステルとしては、トリス(クロロエチル)ホスフェート(CLP)、トリス(ジクロルプロピル)ホスフェート(CRP)、トリス(β-クロロプロピル)ホスフェート、テトラキス(2クロロエチル)ジクロロイソペンチルジホスフェート、ポリオキシアルキレンビス(ジクロロアルキル)ホスフェートなどを挙げることができる。中でも、トリス(クロロエチル)ホスフェート及び/又はトリス(ジクロルプロピル)ホスフェートが好ましい。これら難燃性可塑剤としての含ハロゲンリン酸エステルは、1種のみを単独使用してもよいし、2種以上を混用することもできる。
バインダー成分は、主として各含有成分同士を決着して炸薬組成物を所定形状に成形するための成分であるが、その含有量は銃撃感度(耐銃撃性)やプレート速度にも影響する。当該バインダー成分としては、ウレタン系樹脂を使用する。ウレタン系樹脂とは、水酸基成分とイソシアネート化合物とを反応させてなるものである。水酸基成分としては、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、トリメチロールプロパン(TMP)等のほか、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加したポリエーテル系ポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエン系ポリオールなどのポリマーポリオールなどが使用できる。イソシアネート化合物としては、トリメチレンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、メチレンビス(4、1−フェニレン)=ジイソシアネート(MDI)、3−イソシアネートメチル−3、5、5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(IPDI)等のほか、キシリレンジイソシアネート(XDI)等のジイソシアネートや、これらジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、これらジイソシアネートの三量体であるイソシアヌレート体、これらジイソシアネートのビューレット結合体、ポリメリックジイソシアネートなどが例示できる。
エネルギー調整剤は、炸薬の爆発エネルギーを低減し、これにより反応装甲のプレート速度を調整するための成分である。当該エネルギー調整剤としては中実のガラスビーズを使用し、その含有量は5〜10重量%とする。中実ガラスビーズの含有量が5重量%未満ではプレート速度の調整が困難であると共に、銃撃感度も高くなる傾向にある。一方、中実ガラスビーズの含有量が10重量%を超えると、炸薬組成物中の摩擦感度が過度に高くなり、製造安全性が低下する。
本発明の反応装甲は、上記組成の炸薬組成物を、二枚の金属板の間に挟むことで得られる。当該反応装甲は、戦車等の主装甲の外面に対して若干離間した状態で、複数個並設される。本発明の反応装甲は、炸薬組成物が適度な銃撃感度に調整されていることで耐銃撃性が高く、通常の銃弾や金属破片等が反応装甲を貫通しても爆発しないが、HEAT弾が着弾した際には的確に起爆する。その際、炸薬組成物による爆発エネルギーも好適に調整されていることで適度なプレート速度であり、HEAT弾によるメタルジェットの形成を的確に阻害して主装甲を保護しながら、周囲の人員への安全性も高くなっている。なお、HEAT弾によるメタルジェットの形成を的確に阻害しながら、周囲の人員への安全性を確保するには、プレート速度は350〜450m/s程度であることが好ましい。
バインダー成分のうち、ポリエチレングリコール(PEG)5.2重量部とトリメチロールプロパン(TMP)0.5重量部に対して、難燃性可塑剤としてのトリス(クロロエチル)ホスフェート(CLP)11重量部を、わずかな水分も除去するため、圧力10mmHg以下の減圧下で60℃に加温して60分混合した。これに、爆薬成分としてのシクロテトラメチレンテトラニトラミン(HMX)75重量部と、エネルギー調整剤としての中実ガラスビーズ7重量部とを2回に分けて混合し、同じく圧力10mmHg以下の減圧下で60℃に加温して30分混合した後、バインダー成分の硬化成分としてのトリメチレンジイソシアネート(TDI)1.3重量部を添加し、同じく圧力10mmHg以下の減圧下で60℃に加温して30分混合した。
その後、200mm×200mm×15mmの金属容器(反応装甲用容器)へ注型し、60℃の恒温槽で6日間硬化させて反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を77重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を5重量部に変更した以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を72重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を10重量部に変更した以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を65重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を13重量部とし、バインダー成分の混合量を12重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を10重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を80重量部とし、バインダー成分の混合量を4重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を5重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
難燃性可塑剤の混合量を9重量部とし、バインダー成分の混合量を9重量%とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
難燃性可塑剤の混合量を13重量部とし、バインダー成分の混合量を5重量%とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
難燃性可塑剤をトリス(ジクロルプロピル)ホスフェート(CRP)に変更した以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を74重量部とし、バインダー成分の混合量を12重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を3重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を65重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を12重量部とし、バインダー成分の混合量を12重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を62重量部とし、バインダー成分の混合量を14重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を13重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を82重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を9.5重量部とし、バインダー成分の混合量を5重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を3.5重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を77重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を7重量部とし、バインダー成分の混合量を9重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を73重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を15重量部とし、バインダー成分の混合量を5重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を77重量部とし、難燃性可塑剤をCRPとしてその混合量を7重量部とし、バインダー成分の混合量を9重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分の混合量を73重量部とし、難燃性可塑剤をCRPとしてその混合量を15重量部とし、バインダー成分の混合量を5重量部とした以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分としてシクロトリメチレントリニトラミン(RDX)を使用した以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
エネルギー調整剤として中実ガラスビーズに替えて中空ガラスビーズを使用した以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
エネルギー調整剤として中実ガラスビーズに替えて炭酸カルシウムを使用した以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
エネルギー調整剤として中実ガラスビーズに替えてニトログアニジン(NQ)を使用した以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分としてRDXを使用してその混合量を80重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を13重量部とし、中実ガラスビーズを混合しなかった以外は、実施例1と同様にして反応装甲を製造した。
爆薬成分としてHMXを使用した以外は、比較例13と同様にして反応装甲を製造した。
上記のようにして得られた各実施例及び比較例について、その銃撃感度とプレート速度を比較評価すると共に、製造安全性についても評価した。各実施例及び比較例の組成と共に、各評価試験の結果を表1に示す。なお、これらの評価は、以下のようにして行った。
<銃撃感度>
防衛省規格NDS K 4826に記載の銃撃感度試験に基づいて評価した。弾丸には12.7mm弾を使用し、弾丸速度830m/sにて衝突させたとき、不爆のものを○、起爆したものを×とした。
<プレート速度>
各実施例及び比較例の反応装甲から300mm離した位置にてφ50mm、薬量100gのHEAT弾を起爆させ、フラッシュX線撮影から反応装甲起爆時のプレート速度を算出した。
<製造安全製>
日本工業規格JIS K 4810に記載の摩擦感度試験に基づいて評価した。混合終了後のスラリー状炸薬組成物を試料としてBAM式摩擦感度試験機により実施し、7級以上(発火しない)を○、6級以下を×とした。
Claims (4)
- 爆薬成分と、難燃性可塑剤と、バインダー成分とを含有する反応装甲用炸薬組成物であって、
前記爆薬成分がシクロテトラメチレンテトラニトラミンであり、
さらにエネルギー調整剤として中実ガラスビーズを含有し、
前記爆薬成分の含有量が65〜80%重量であり、
前記難燃性可塑剤の含有量が9〜13重量%であり、
前記バインダー成分の含有量が5〜12重量%であり、
前記エネルギー調整剤の含有量が5〜10重量%である(前記各成分の合計含有量は100重量)、反応装甲用炸薬組成物。 - 前記難燃性可塑剤が含ハロゲンリン酸エステルであり、
前記バインダー成分がウレタン系樹脂である、請求項1に記載の反応装甲用炸薬組成物。 - 前記含ハロゲンリン酸エステルが、トリス(クロロエチル)ホスフェート又はトリス(ジクロルプロピル)ホスフェートである、請求項2に記載の反応装甲用炸薬組成物。
- 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の炸薬組成物を使用した、反応装甲。
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